Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Выбор катодного материала зависит от материала применяемых анодов. При использовании платиновых анодов наиболее удобны стальные катоды; для предотвращения катодного восстановления хлоратов применяют добавки солей хрома. ,Для анодов из PbO2 добавление хроматов недопустимо и рекомендуются катоды из нержавеющей стали. Материалом для изготовления корпуса может служить тот материал, что и для катодов; корпус электролизера должен быть катодно поляризован. Части корпуса электролизера, не защищенные катодной поляризацией, должны быть гуммированы или футерованы. Для отвода тепла и поддержания низкой температуры электролизеры обычно снабжаются холодильниками. В последних конструкциях электролизеров с биполярным включением электродов предложено регулировать температуру путем интенсивной циркуляции электролита через наружный теплообменник.
" На рис. 8-10 приведена одна из первых конструкций электролизеров для получения перхлоратов. Электролизер состоит из бетонного корпуса, в котором размещены цилиндрические электролитические элементы с бронзовыми катодами; платиновые аноды
расположены внутри катода.
Такой же принцип устройства электролизера из отдельных цй^ линдрических электролитических элементов использован в электролизере фирмы «Кардокс», изображенном на рис. 8-11. Катод электролизера состоит из стальных труб, сваренных со стальной крышкой. Внутри каждой трубы размещен платиновый анод. Для обеспечения естественной циркуляции электролита трубы катода в верхней и
нижней части снабжены отверстиями. Электролизер имеет холодильник.
В электролизере Шумахера (рис. 8-12) используются аноды из платиновой жести, закрепленные между стеклянными стержнями. Стальной корпус^ электролизера снабжен устройствами для водяного охлаждения [122—123].
Рис. 8-10. Схема устройства электролизера («Шедд», Франция):
і — аноды; 2 — катоды; 3 — подвод тока; 4 — изолятор; S — бетонный корпус.
Рис. 8-11. Электролизер фирмы «Кдрдокс»:
1 — стальная крышка; 2 — стенка корпуса; 3 — нитевидный анод; 4 — трубка катода; 5 — охладитель; б — отверстия для циркуляции; 7 — изолятор.
ftepeffiotf Шіектролита
Вход 'охлаждающей /воды
\
г
Вход электролита 5 6 7
ZZZZZZZZZZZZZZZ
I .-
I
-і
J—
¦ I
I
/
Рис. 8-12. Электролизер Шумахера:
і *- крышка; 2 — анодная сборка; 3 — стальной кожух; 4 — коробка для охлаждающей воды; 5— трубки; 6 — анод из платиновой фольги; 7 — стеклянные стержни; 8 — каналы длн охлаждающей воды; 9 — медные шины; W — охлаждающая рубашка.
В табл. 8-9 приведены некоторые показатели промышленных электролизеров.
В промышленности в настоящее время применяются более мощные и совершенные электролизеры с нагрузкой до 25—50 кА, однако достаточной информации о технических деталях в литературе нет.
Таблица 8-9. Показатели электролизеров для получения перхлората натрия [7]
Показатели
Шедд
Паси-фик Эняш-ниринг
Америкэн. Поташ, корпорейшен
продукционная
очистная
Кардоке
Биттерфельд
Материал
анода........
катода........
Нагрузка, А ......
Плотность тока, А/м2 . . Напряжение, В* r . . . .
Выход по току, % . . . Температура, °С
рН ...........
Расход платины, г . . . Режим работы .....
Концентрация, г/л
NaGlO3, начальная NaGlO3, конечная NaGlO4, начальная NaGlO4, конечная
Платина
Бронза
1500-3500 4500 5,8— 6,2 95 60 9—І0 <2 Непрерывный
PbO
Нерж. сталь
300 80 700 1100
1500 4,75
85 45 6,5
Периодический
700
3
0 1000
Платина
Платина на меди Сталь
Платина
500
3100 6,8
90 40-45 6,5
Непрерывный
500
3100 6,8
70 40-45 6,5
500
5200 6,2-6,8 97 50 10
600 100
о
50,0
85-90 35
<7 3
Периодический
12 000
3000 6,5
100
650
400—500
5
20
40—50
500
0
50—100
600
800
1000
Предложены многосекционные электролизеры для производства перхлоратов и хлоратов [124]. В таких электролизерах создается внутренний каскад, позволяющий увеличить выход по току без необходимости устройства каскада электролизеров. Такое устройство, по-видимому, может быть целесообразным только при очень малом масштабе производства.
Предложены монополярные электролизеры с анодами из PbO2 для^олучения хлоратов и перхлоратов [125]. Электролизеры должны работать при сравнительно невысокой плотности тока 1240 А/м2 с добавками NaF в количестве Ю,2—2 г/л для увеличения выхода по току.
Для электролизеров с платиновыми или платинотитановыми анодами предложена работа со скоростью движения электролита не менее 1 м/с при применении высокой плотности тока (более 2000 А/м2) [126], предложены электролизеры с защитой от коррозии футеровкой из пластифицированных смол [127] и для^работы с повышенными плотностями тока [128].
В последнее время разрабатываются конструкции биполярных электролизеров с охлаждаемыми электродами [129], а также злектролизеров с платинотитановыми анодами и полностью заполненными
электролитом ячейками [130]. В последней конструкции предусмотрено отделение газов от электролита в наружном сепараторе, установленном на пути внешней циркуляции электролита.
