Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
1,413
1,426
1,442
1,456 1,468
1,495 1,515
1,527 1,536
1,552
1,565 1,570
1,584 1,592 1,597 1,604 1,612
1,382
1,395
1,407
1,423 1,432
1,453
1,465
1,481 1,486
1,370
1,382
1,394 1,403
1,421 1,432
1,439 1,443
1,500 1,455
1,509 1,512
1,528 1,533 1,538 1,546 1,553
1,463 1,466
М76 1,480 1,487 1,494 1,506
1,436
1,458
1,462
1,482 1,493
1,518
1,550 1,556
1,575
1,587 1,595
1,612
1,618
1,625 1,634
1,643 1,653 1,658 1,664 1,672
1,400
1,416
1,432
1,447 1,456
1,482
1,510 1,515
1,530
1,543 1,547
1,554 1,568 1,574 1,582 1,590 1,597 1,604 1,610 1,614
1,354
1,369
1,380
1,392 1,396
1,417
1,434 1,439
1,452
1,459 1,467
1,471 1,474 1,478 1,486 1,496 1,500 1,505 1,513 il,518
На рис. 2-25 даны [23] значения потенциала выделения хлора на графитовом электроде в широком интервале плотностей тока и температур. Перенапряжение выделения водорода в зависимости от материала твердого катода приведено в табл. 2-13.
Предложено много способов снижения перенапряжения выделения водорода путем подбора материала катода или покрытия катода слоем материала с более низким перенапряжением [191—197 ].
Таблица 2-13. Перенапряжение выделения водорода из 16%-ного раствора NaOH при 80 °С
I
Плотность тока, А/м8
Материал
-
100
500
ІО00
2000
Никель катайый ...........
360
390
420
470
Железо
160
240
260
300
обработанное струей песка ....
120
180
220
270
Сталь с присадкой 5% Ni ......
НО
150
180
230
Железо, покрытое NiS ........
20
60
80
100
10
30
45
55
Однако при проверке этих предложений в производственных условиях не удалось воспроизвести снижение катодного потенциала и напряжения на электролизере, полученного в лабораторных условиях.
Исследования, проведенные Кохановым и др. [198, 199], показали, что на потенциал катода, устанавливающийся при длительной работе хлорного электролизера, большое влияние оказывает присутствие небольших количеств иона СЮ" в католите. В присутствии этих ионов предотвращается рост во времени катодного потенциала на стальном катоде, наблюдаемый обычно при проведении опытов в «чистых» условиях, т. е. в отсутствие
ионов ClO"4.
При температурах, близких к обычным рабочим температурам промышленного электролиза, в присутствии ClO" в католите устанавливается потенциал катода значительно более низкий по сра-
И
внению с потенциалом стального катода в чистых условиях. Это явление можно объяснить тем, что в присутствии гипохлорита возможно протекание локальных процессов растворения и последующего осаждения железа катода, приводящих к развитию поверхности катода и снижению перенапряжения выделения водорода.
Разряд ионов натрия на амальгамном катоде проходит практически без перенапряжения. Потенциал ртутного катода определяется концентрацией щелочного металла в поверхностном слое амальгамы.
юооо
•9OW
8000
су
^ 7000
І 1
I 6О0(А I 5000
шо
3000
$ооо
КЗ Г/г 15 U6 Потенциал, В
Рис. 2-25. Зависимость потенциала выделения хлора на графитовом электроде от плотности тока при различных температурах:
1 — при 40 0C; 2 — при 50 °С; з — при 60 0C; 4 — при 70 °С; 5 — при 80 °С; 6 — при 85 °С.
і
F
і-
Перенапряжение выделения водорода на ртутном и амальгамном катоде высоко, что обеспечивает возможность проведения процесса электролиза с образованием амальгамы щелочных металлов с высоким выходом по току. При попадании амальгамных ядов на поверхность амальгамы образуются местные включения с низким перенапряжением выделения водорода и наблюдается увеличение расхода тока на разряд водорода,.
П а д е н и'е н а п р я жени я в электролите „.
Для наиболее распространенного в практике электролиза случая, когда плоские электродные поверхности расположены параллельно Друг Другу, падение напряжения в электролите (в В) может быть определено из выражения:
Езл = ірЬК (2.51)
где і — плотность тока в электролите, А/см2; р — удельное сопротивление электролита, равное 1/х, Ом • смг, х — удельная электропроводность электролита, Om-1^Cm"1; Ъ — расстояние между электродами, см; К — коэффициент увеличения удельного сопротивления электролита за счет газовых пузырьков.
Если работающие поверхности анодов и катодов отличаются друг от друга, для расчета і можно принять усредненное значение рабочей поверхности электродов.
Удельная электропроводность растворов NaGl возрастает с повышением концентрации и температуры раствора. Значение электро-
Таблица 2-14. Удельная электропроводность растворов NaCI при различных температурах
Om-1^cM"1
Данные
1-
Ангела*
Данные Гантмана с
сотр. [201]
[200]
3,74
18,0
0,1933
4,2
80
0,511
4,7
80
0,530
31,2
0,2501
90
0,565
Ь
90
0,585
51,2
0,3419
-
95
