Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
циркуляция электролита по циклу электролизер — реактор с тем, чтобы образующийся активный хлор быстро выводился из электролизера в реактор [88]. Подобная схема предложена для электролизеров не только с графитовыми анодами, но и с платинотитано-выми [89] и с окисносвинцовыми.
При работе с окисносвинцовыми анодами или с анодами с активным слоем из Металлов платиновой группы температура электролиза может быть увеличена до 70 0C и выше, что упростит технологическую схему и аппаратуру.
Для снижения потерь тока на катодное восстановление и электрохимический процесс образования хлоратов на аноде предложено также проводить электролиз в электролизерах с диафрагмой и внешней циркуляцией электролита через реактор, в котором происходит образование хлората по химическому механизму [90].
Если хлорат натрия используется для получения двуокиси хлора, отпадает необходимость выделения чистого твердого хлората натрия. В этом случае производственная схема упрощается за счет исключения стадии кристаллизации. При производстве хлората натрия в виде раствора особое преимущество имеют электролизеры с анодами из двуокиси свинца или с активным слоем из металлов платиновой группы, так как на них достигается более глубокое превращение хлорида в хлорат, и остаточное содержание NaGI в растворе может быть снижено без чрезмерного ухудшения электрохимических показателей до 30—50 г/л. '
Предложено комбинировать электролизеры с графитовыми анодами для работы на первых ступенях электролитического каскада при высокой концентрации NaGl в электролите и электролизеры с анодами, имеющими активный слой из металлов платиновой группы, для последних ступеней каскада, где содержание NaGl в электролите может составлять 10—3% конечной концентрации хлората натрия [76].
*
КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
^ Первичные процессы, протекающие на электродах в производстве хлоратов и при получении хлора и каустической соды, аналогичны. Однако в отличие от производства хлора и каустической соды, где одним из основных требований к конструкции электролизеров является возможно более полное разделение выделяющихся на электродах продуктов, в производстве хлоратов необходимо добиваться возможно более полного взаимодействия выделяющегося на аноде хлора со щелочью, образующейся у катода. Наблюдаемое некоторое выделение элементарного хлора, уносимого в виде примеси с газами электролиза, приводит к потерям выхода по току и к необходимости соответственно подкислять электролит.
Поэтому при конструировании электролизеров для производства хлоратов стремятся обеспечить возможно лучший контакт между анодными и катодными продуктами электролиза. Подавляющее
большинство конструкций электролизеров для получения хлоратов не имеет диафрагмы для разделения образующихся продуктов. Предлагались также конструкции электролизеров с диафрагмой [91, 92J для производства хлоратов. При этом исходили из того, что неизбежное при электролизе без диафрагмы образование в электролите ионов гипохлорита и молекул хлорноватистой кислоты приводит к снижению выхода хлората по току как за счет анодного окисления ионов ClO- до хлората по электрохимическому механизму, так и за счет катодного восстановления гипохлорита и хлорноватистой кислоты.
Для снижения потерь выходов по току предлагали проводить процесс электролиза с разделением электродных продуктов в электролизере и смешивать их вне электролизера в реакторе, где могут быть созданы оптимальные условия по температуре и рН для протекания реакции образования хлората. Электролит должен циркулировать в системе электролизер — реактор. Насколько нам известно, практического применения такой способ работы электролизера не получил.
Проводились исследования по использованию переменного тока для электролиза горячих водных растворов хлоридов с целью получения хлоратов [93]. Неоднократно предлагались схемы, в которых при наружной циркуляции электролита проводили его хлорирование перед подачей вновь в электролизер [94—96] для регулирования кислотности электролита.
Однако снижение концентрации активного хлора в электролите может быть достигнуто также и в электролизерах без диафрагмы за счет создания интенсивной циркуляции электролита через выносной реактор. Преимущества, полученные при использовании электролизера с диафрагмой и заключающиеся в снижении концентрации гипохлоритов в электролите, не оправдывают усложнения конструкции электролизера, увеличения напряжения и расхода электроэнергии за счет введения в конструкцию диафрагмы.
В электролизерах без диафрагмы предусматриваются меры по улучшению перемешивания катодных и анодных продуктов, главным образом путем внутренней циркуляции электролита, возникающей вследствие выделения водорода на катоде.
Для поглощения хлора, выделяющегося на аноде, предлагали в электролизере Ауссигер ферейн [97, 98] размещать электроды в нижней его части, тогда над ними находился бы большой слой электролита. При прохождении пузырьков хлора через этот слой и при хорошем перемешивании восходящим потоком водорода происходит более полное поглощение хлора. Однако в современных конструкциях это предложение не используется.
