Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Якименко Л.М. -> "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" -> 135

Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.

Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов — М. «Химия», 1974. — 600 c.
Скачать (прямая ссылка): jakimenko.djvu
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 269 >> Следующая


На рис. 5-12 показано устройство электролизера. Для предотвращения окисления CuCl на аноде катоды выполняются из пористого графита для протока электролита через катод. Процесс электролиза хлоридов меди проверялся на опытной установке, но не нашел применения в промышленности.

Другой метод косвенного электролиза основан на электролизе водного раствора хлористого никеля с выделением на аноде хлора, а на катоде металлического никеля [72, 73]

. NiCl2-—^ Ni-f-Cl2-f 2е (5.3)

Процесс проводят в двух группах электролизеров. После того как на катоде выделилось определенное количество никеля, электролизер или группа электролизеров выключается для растворения металлического никеля в соляной кислоте [74] по реакции:

2HCl+Ni —> NiCb + Нз (5.4)

F

Исследования в лаборатории показали, что при электролизе концентрированных растворов хлорида никеля при температуре не ниже 65 °С и рН—1,3—3,5 не наблюдается выделения водорода на катоде, поэтому диафрагма в электролизере не требуется [75].

Процесс растворения металлического никеля в соляной кислоте

проходит с недостаточной для практических нужд скоростью, однако

значительно ускоряется в растворах хлористого никеля в соляной

кислоте [75—76]. Скорость растворения металлического никеля

в кислоте за один проход соответствовала плотности тока от 269 до 323 А/м2.

і H

4

Подвод электролита

Рис. 5-12. Схема аппарата дли электролиза растворов CuCl:

і — стальной корпус электролизера; 2 — битумная масса; з — плита из хавега; 4 — изоляторы; 5 — пустотелый катод из пористого графита; 6 — уровень электролита; 7 — крышка; * — подвод" тока к аноду; 9 — подвод тока к катоду; 10 — графитовые аноды; 11 — медная шина.

/

Разработан проект установки из четырех электролизеров, в одном из них ведется процесс электролиза при плотности тока 645 А/м2, а в остальных трех — растворение металлического никеля, отложившегося на катоде. Электролизер имеет вид прямоугольного сосуда из хавега или другого кислотостойкого материала размером 1,2 X X 1,8x3,0 м. В вертикальных пазах продольных стенок на расстоянии 6,35 мм друг от друга укреплены 239 биполярных электродов из графитовых плит размером 1200x1500x6,35 мм. Электролизер имеет 240 последовательно включенных ячеек и рассчитан на нагрузку 1200 А при напряжении 440 В.

Отработанный электролит, содержащий около 20% хлористого никеля, обрабатывают серной кислотой для очистки от кальция и насыщают абгазным хлористым водородом. Горячий раствор после насыщения пропускают через электролизеры для растворения никеля. Содержание хлористого никеля возрастает до 35%, а кислотность снижается примерно до 0,2%. Раствор нейтрализуют известняком и подают на электролиз» Предполагаемый расход электроэнергии 1488 кВт-ч/т хлора.

Сообщения об использовании этого процесса в промышленности в литературе отсутствуют.

В аналогичной схеме вместо никеля могут быть использованы соли кобальта и цинка. Скорость растворения кобальта в соляной кислоте примерно^в 25 раз выше никеля, однако кобальт дороже и менее доступен, чем никель. При построении схемы на основе солей цинка можно ожидать увеличения расхода электроэнергии на стадии электролиза.

Процесс косвенного электролиза солянокислых растворов двухвалентной ртути изучался в лабораторных условиях и на опытной установке с электролизером на нагрузку 1,2 jkA [1].

При электролизе растворов соли двухвалентной ртути практическое значение потенциала катода на графитовом электроде значительно ниже, чем при прямом электролизе соляной кислоты. При достаточной концентрации хлорида ртути значения катодного потенциала на различных катодных материалах практически не отличаются друг от друга. При понижении концентрации соли в электролите может наступить обеднение прикатодного слоя электролита ионами Hg2+.

Процесс электролиза лимитируется скоростью подвода ионов Hg2+ к катоду и при определенной плотности тока наступает совместный разряд ионов водорода и ртути. При этом значение катодного потенциала возрастает до величины, необходимой для разрядки ионов водорода.

Для предотвращения выделения водорода на катоде и соответственно загрязнения хлора водородом необходимо процесс электролиза проводить при катодной плотности тока ниже предельной плотности тока для данной концентрации HgCl2 в электролите [77].

При применении ртутного катода, вследствие высокого перенапряжения выделения водорода на ртути, опасность разряда ионов

водорода на катоде уменьшается. В этом случае чистый хлор можно получать при плотности тока на катоде до 5 кА/м2 и концентрации HgCl2 в электролите на выходе из электролизера до 80 г/л.

Электропроводность растворов соляной кислоты снижается при добавлении соли двухвалентной ртути. Это объясняется образованием комплексных соединений, приводящих к снижению эффективной концентрации соляной кислоты в растворе. Добавление CuCl2 в электролит облегчает регенерацию отработанного электролита окислением металлической ртути соляной кислотой и кислородом. Добавление HgCl2 и CuCl2 приводит к снижению электропроводности электролита и увеличению потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита в электролизере.
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 269 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed