Электролизер для получения хлора и щелочи

(3) 298922 , (33) США Гваударстаееьа кемхтет СССР(53) УДК 621,357. ,1,035(088.8) Опубликовано 30.10.82.Бюллетеньдй 40 вв делам лзееретекий и вткрытийДата опубликования описания 30.10,82 Иностранец"Е.И.Дюпон де Немур энд Компани"(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЦЕЛОЧИ1Изобретение относится к устройст. :вам для электролиза водных растворов, койкретно к электролизеру с ртутным катодом для получения хлора и каустической соды.Известен электролизер с ртутным катодом,в котором ртутный катод расположен на пористой диафрагме, Слой ртути неподвижен и служит биполярным электродом - со стороны, обращенной к диафрагме, он является катодом, а с наружной стороны - анодом к ячейке разлагателя амальгамы 1 3Недостатком указанного устройства является невозможность проведения процесса электролиза под давлением. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролизер, включающий корпус с помещейным внутрь анодом, ртутным катодом и ионообмен,ной мембраной, разделяющей анод и катод, а также штуцера для ввода электролита и вывода продуктов электролиза. Мембрана выполнена иэ катионообменной смолы. Анодная камера электролизера расположена. над катодной. Ртуть течет по днищу электролизера, имеющему наклон. Электроли" зер снабжен входным и выходным отверстиями для ртути 2 1.Недостатком известного электролизера также является повышенный рас" ход электроэнергии. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии.Поставленная цель достигается15 тем, что в электролизере для полу: чения хлора и щелочи,.включающем корпус с помещенным в нем анодом, Ртутным катодом и ионообменной мембраной, разделяющей анод и катод, образующих ячейку, а также штуцера для ввода электролита и вывода продуктов электролиза, ртутный катод размещен на ионообменной мембране3 97111 расположенной на расстоянии от анодаЗлектролизер может содержать в корпусе одну или несколько ячеек одну над другой.5На фиг.1 схематично предста влен электролизер с одной электролитической ячейкой, продольный разрез; на Фиг,2 - электролизер с несколькими электролитическими ячейками, продоль )о ный разрез.В корпусе 1 электролизера размещен анод 2, ртутный катод 3, разделенные ионообменной мембраной 4. ф В качестве ионообменной мембраны 5 иСпользуют предпочтительно сополимер винилового эфира и тетрафторэтилена с последующим превращениемГ групп 50 Г в сульфокислотные группы 50 зН или сульфонатные группы. Эквивалентный в вес сополимера колеблется в пределах 950-1350. Толщина мембраны 0,025- 0,25 мм. Для лучшего контакта мембраны с ртутным катодом поверхность контакта может быть увеличена рас- д 5 положением мембраны в виде волн или выступов в направлении катода. Анодможет быть выполнен из любых мате-" риалов, подходящих для условий электролиза, но предпочтительно, титановые или танталовые аноды, покрыты метал" лом или оксидом. металла платиновой группы. Аноды могут быть изготовлены в виде просечного или перфорированного листа, сетки или любых других35 форм. К нижней части анода 2 приваоены электропроводники 5 в аиде никелевой проволоки, второй конец которых погружен в слой ртути. Они служат для подвода и равномерного распреде 40 ления тока в ртутном катоде, Часть электропроводника 5 покрыта графитовой тканью 6, Графитовая ткань 6 способствует разложению амальгамы, Воду вразлагатель подают по трубопроводу 7, а каустическую соду и45 водород выводят по трубопроводу 8. Рассол на электролиз подают через регулятор 9 расхода, а обедненный анолит с хлором выводят по трубопроводу 10.5 ОВ случае, когда электролизер выполнен многоячейковым фиг,2) воду подают через распределитель 11, откуда вода поступает по трубопроводу 12 в каждую ячейку. Анолит вводят по трубопроводу 13 в вертикальный стояк 14, откуда через ротаметры 15 он поступает в зону электролиза,0 4Обедненный анолит с хлором по переточным трубам 16 попадает в коллектор 17 и выводится из электролизерапо трубопроводу 18. Каустическуюсоду и водород отводят по трубе 19.Пространство 20 заполнено неэлектропроводной гидравлической жидкостью. Между стенкой и днищемэлектролизера проложена изолирующаяпрокладка.Злектролизер работает под такимдавлением, что хлор может либо полностьюрастворяться в анолите, либополучаться в жидком виде.В случае получения жидкого хлоранепосредственно в электролизере еговыводят вместе с анолитом, охлаждают и донасыщают солью, а затем подают в сепаратор, где происходитразделение жидкого хлора и анолита,Часть анолита возвращают в электролизер,а другую часть направляют наобесхлоривание и очистку. Очищенный анолит и соль поступают на донасыщение, Хлор из сепаратора поступает на осушку.Если электролизер работает подтаким давлением, что весь хлор растворяется в анолите, то после донасы-:щения анолита его подают в емкость,где происходит редуцирование давления, в результате чего выделяетсярастворенный хлор, которыйконденсируется за счет охлаждения, а затем хлор сушат,Злектролизер может работать в широком интервале температуры и давления, но с экономической точки зрения предпочтительно работать придавлении 7-70 кгс/см и температуре215-130 С или давлении 22-47,5 кгс/см 2и температуре 66-107 С,В случае получения жидкого хлоранепосредственно в электролизере давление должно быть не выше 70 кгс/см 2,при получении растворенного хлорадавление должно быть не ниже 7 кгс//см 2, чтобы выделившийся затем хлорможно было сжижать только за счетохлаждения без дополнительного сжатия.Электролизер работает под давлением при напряжении на 0,4-0,6 Вниже нем электролизер, в котором получают газообразный хлор под общимдавлением.Формула изобретения1, Злектролизер для полученияхлора и щелочи, включающий корпус% 9711 с помещенным в нем анодом, ртутным катодом и ионообменной мембраной,разделяющей анод и катод, образующих ячейку, а также штуцера для ввода электролита и вывода . продуктов Ф электролиза, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, ртутный катод размещен на ионообменной мембране, расположенйой на расстоянии от анода. О2. Электролизер по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в корпусе помещены одна или несколько ячеекодна над другой.Источники информации,принятые вЬ внимание при экспертизе1. Волков Г.И. Производство хлора и каустической соды методомэлектролиза с ртутным катодом. НнХимияфф, 1968, с.1072. Ргосезз Оеыдп аМ Оече 1 ор,вепй.- ффЗпдцзйг 1 а 1 апд Епд 1 пеег 1 пдСЬев 15 сгу", 1969, Ч.8, 11 2, р.181-191 (прототип).971110 г Составитель ф,Львовичдактор Н. Гришанова Техред И.Коштура Корректор Г.Огае Ф т сное 5 4 лиал ППП Ч 1 атент", г. Ужгород роек аказ 8451/80 ВНИИПИ Государ по делам 113035, МоскваТираж 686твенного коизобретений Ж, Рауш По ета ССС открыти я наб.,