Способ получения хлора и раствора гидроксида натрия и электролизер для его осуществления

Способ получения хлора и раствора гидроксида натрия и электролизер для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Предлагаемое техническое решение относится к технологии получения хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом и позволяет повысить качество электрощелочи путем снижения содержания в ней хлорита натрия. В известном способе получения хлора и гидроксида натрия электролизом водного раствора хлорида натрия в электролизере с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой при периодическом выделении в электролизер катализаторов разрушение гидрохлорита натрия (соединений никеля, кобальта, железа)происходит электрохимически , путем растворения в анолите электролизера анода, выполненного из металла катализатора при плотности гока 0,1-0,8 А/см2, имеющего электрический контакт с анодом электролизера, причем растворение осуществляют в течение 0,5-2,0 ч с периодичностью 1 раз в 24-36ч, при соотношении токовой нагрузки на аноде из металла катализатора аноде хлорного электролизера 0,1 10-0,3 . Для реализации способа предложен электролизер, содержащий корпус с размещенным на нем анодом, катодом , крышку, на которой размещены штуцеры для подачи реагентов, отводы получаемых продуктов и устройство для дозировки катализаторов разложения гипохлорита, имеющее цилиндрический корпус с открытым верхним и нижним основанием , причем нижнее основание установлено выше верхнего края анода и ниже уровня анолита в электролизере, а в корпусе размещен титановый стержень, являющийся токоподводом, в нижней части которого установлен полый перфорированный цилиндр , с размещенным в нем металлом катализатора , снабженный съемным днищем и имеющим на вне Шней стороне резьбу, на которой размещено кольцо, с возможностью перемещения по резьбе, а высота кольца больше или равна высоте перфорированной части цилиндра, причем токоподвод имеет электрический контакт с анодом электролизера. 2 с.п ф-лы, 1 ил. сл VI 00 KD О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 25 В 1/46

ГОСУД АР СТ В Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648449/26 (22) 08.02.89 (46) 15.12.92. Бюл, ¹ 46 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт хлорной промышленности с опытным заводом (72) А.Ф.Мазанко, В,В.Банников, Л.Н,Вальков, В,И. Дюмулен, А, Ф. Золотов и Т,А.Усова (56) Патент СССР

¹ 660597, кл. С 25 В 1/46, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И PAC TBQPA ГИДРОКСИДА НАТРИЯ И ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Предлагаемое техническое решение относится к технологии получения хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом и позволяет повысить качество электрощелочи путем снижения содержанйя в ней хлорита натрия. В известном способе получения хлора и гидроксида натрия электролизом водного раствора хлорида натрия в электролизере с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой при периодическом выделении в электролизер катализаторов разрушение гидрохлорита натрия (соединений никеля, кобальта, железа) происходит электрбхимически, путем растворения в анолите электролизера анода, выполненного из металла катализатора при плотности тока 0,1 — 0,8

А/см, имеющего электрический контакт с

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к получению хлора и гидрсксида натрия диафрагменным методом, Целью изобретения является повышение качества получаемого электрохимиче„„ Ы„„1781326А1

2 анодом электролйзера, причем растворение осуществляют в течение 0,5 — 2,0 ч с перио- дйчностью 1 раз в 24 — 36ч, при соотношении токовой нагрузки на.аноде из металла каталйзатооа аноде хлорного электролизера

0;1 10 — 0,3 10, Для реализации способа предложен электролизер, содержащий кор-. пус с размещенным на нем.анодом, като- дом, крышку, на кОторой размещены штуцеры для подачи реагейтов, отводы получаемых продуктов и устройство для дозировки катализаторов разложения гипохлорита, имеющее цилиндрический корпус с открытым верхним и нижним основанием, причем нижнее основание установлено выше верхнего края анода и ниже уровня анолита в электролизере, а в корпусе

-размещен титановый стержень, являющийся токоподводом, в нижней части которого установлен полый перфорированный ци линдр, с размещенным в нем металлом катализатора, снабженный сьемным днищем и имеющим на внешней стороне резьбу, на которой размещено кольцо, с возмо>кно:стью перемещения по резьбе, а высота кольца больше или равна высоте перфорированной части цилиндра, причем токоподвод имеет электрический контакт с анодом электролизера, 2 с.п.ф-лы, 1 ил. ски гидроксида натрия за счет снижения содержания в нем хлората натрия, На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства, где приняты следующие обозначения: 1 — корпус, 2 — анод, 3 — катод, 4 — штуцер, 5 — цилиндрический корпус, 6 — стержень-токоподвод, 7 — перфо3 1781326 4 рированный цилиндр с размещенной в нем 0,1 10 или увеличении более 0,3 10 з засыпкой металла катализатора, 8 — съем- содержание хлората натрия в электрощелоное днище, 9 — кольцо.. чи достигает регламентного (0,35 г/л) имеет

Предлагаемое устройство работает сле- место рост напряжения на электролизере дующим образом., 5 (примеры 3,9). Выход за заявляемые предПри повышении содержания хлората елы времени и периодичности растворения натрия выше регламентного в корпус 1 по- анода из металла катализатора также при" мещают титановый стержень 6 с размещен- водит к ухудшению показателей процесса ным на нем перфорированным цилйндром 7 (примеры 3; 4, 10). с засыйкой металла катализатора, т.е. тита- 10 - Использование предлагаемого устройновый стержень и контактирующая с ним ства для введения катализаторов разложе3асыпка имеют электрический контакт с . ния гипохлорита натрия в электролизер анодом электролизера; при погружении обеспечивает легкость и простоту в сочетаперфорированного цилиндра "в анолйт за- нйи с точностью дозировки.

" сыпка, поляризованная анодно, начинает 15 Перемещением кольца вдоль перфорирастворяться и образующиеСя при этом со- рованной части цилиндра обеспечивается единения металлов. катализаторов через регулировка токовой нагрузки растворения перфорацию в цилиндре поступают в анод- металла катализатора за счет изменения ное-йространство электролиэера, где они суммарной поверхности отверстий, через

ОсущестюляЮт КаталитичЕСкИй Распад гипо- 20 которые осуществляется-перенос тока меж хлорита натрия; приводя к ум6ньшенйю ско- ду растворяемым металлом и катодом хлоррости образования хлората натрия, ного злектролизера. перемещая кольцо 9 по резьбе можно изме- . Подключение токоподводящего стержнять количество открытых отверстий перфо- . : ня к анодной шине позволяет с одной сторорации и, тем самым, регулировать ток, 25 ны, отказаться от использования идущий на растворение металла"катализа- дополнительного источника питания и, с тора. После окончания растворения титано-. . другой стороны, полезно использовать кавый стержень с закрепленным на нем тадный процесс, так как в этом случае он

-цилиндром вынимают, а верхнее отверстие сводится к образованию щелочи на катоде

7 закрывают пробкой,::,-:: :: -, . 30 электролизера.

fl р и м е р. В диафрагменный электро- Таким образом предлагаемый способ лизер подают раствор хлорида натрия в ко- позволяет улучшить. качество получаемого личестве 100- мл/ч, при. этом получают гидроксида натрия за счет снижения содерщелочь, содержащую 150 г/л NaOH.,0,42 г/л жания в нем хлората натрия, не ухудшая . йаС!Оз. :; ..= . :-.::.-::-:., .. : . .. 35 остальные показатели. процесса, а испольПосле введения в рассол соединений зование предлагаемого устройства обеспеникеля за счет электрохимического"раство- .. чивает простую и дешевую реализацию рения никелевого анода при плотности тока -заявленного способа без сложного специ0,1А/см втечение1чи соотношениитоко- ального оборудования и дополнительных вой нагрузки на аноде из-никеля — аноде 40 химических реагентов. хлорного"электролизера0,2 10 былийол- Ф.о рмул а и зоб ретен и я учены продукты следующего состава: NaOH 1. Способ получения хлора и раствора

150 г/л; йаС!Оз0,21 г/л; Clz 98,2 Я021,8 g. гидроксида натрия в диафрагменном элекгПоказатели работы электролизера и со- ролизере при периодическом введении в став католита при других параметрах прове- 45 электролизер соединений металлов группы дения процесса приведены в таблице 1. железа, отличающийся тем, что, с

Как видно из представленных данных, целью повышения качества щелочи за счет при использовании данного способа пОло- умейьшения содержания в ней хлората нажительный эффект (снижение хлората на- трия, соединения металлов группы железа трия в щелочи) достигается только в 50 вводят электрохимически путем растворезаявленных интервалах;,::. ния в анолите анода, выполненного из меПри выходе за пределы заявлейнйх.ria- талла группы железа, при плотности тока раметров либо не достигается цель изобре- 0,1-0,8 А/см, имеющего электрический тения, либо наблюдается увеличение контакт с анодом электролизера. причем напряжения на электролизере. :: 55 растворение осуществляют в течение

Так при повышении или снижении плот- 0,5-2,0 ч с периодичностью раз в 20-36 ч

: ности тока выше заявленных значений; на- при соотношении силы токов на аноде из блюдается рост напряжения на, металла группы железа и аноде электролиэлектролизере(примеры 2, 9), при уменьше- зера 0,1 10 з- 0,3 10 з. нии отношения токовых нагрузок менее

1781326

5 6

2. Электролизер для получения хлора и лизера и выполненным в виде вертикальнораствора гидроксида натрия, содержащий го цилиндра, внутри которого установлены корпус с размещенйым на нем анодом; ка- кольцо и перфорированный цилиндр с разтодом, крышку, на которой размещены шту- мещенным в нем металлом группы железа, цера для подачи реагентов, отвода .. Соединенныйстйтэновым стержнем,имеюполучаемых продуктов, отличающийся 5 щим электрический. контакт с анодом электтем, что, с целью повышения качества пол -" ролизера, причем за счет резьбового учаемой щелочи за счет уменьшения в ней соединейия кольцо имеет возможность верхлората натрия. электролизер снабжен уст- тикального йеремещения а высота его больройством для дозировки металлов группы: we или равна высоте перфорированной железа, размещенным на крышке электро- 10 части цилиндра. электролиза йа состав квтолита иг на!трямение

Влияние параметров,м « » ч Периодич- Отношение Состав католита

Напряшение, Примечание

Плотность тока, A/ñì ! тв пп

Время, 1 токовых нагрузок, х 10

1!аО!! !!ас10з ность

1/ч

Без катализатора 150 : .0,42: 3,3

152" 0,34 3,4

Прототип

"Скат = 10 иг/л раз в сутки

1,О о,3

1,0

0,4

2,0

1,5 О;5

1,0

2,5

Металл

2,0

3,3

11 О;2

3,3

12 0,2

2,0

П р и м е ч а н,и e: Данные по составу католита приведены усредненные за 5 сут

2 0,05

3 О,!

4 0,1

5 0,1

6 0,2

7 0,5

8 0,8

9 1,0

10 0,8

24

24

18

24

24

36

36

Металл

24

Металл

24 катализатор - никель

0,2 150 0,28

0,05 ° 150 0,35

0,2 . 152 . 0,34 0,3 : 1 50 0,28

0,1 :150 0,26

0,2 150 0,27

:О >1 150 0,27

0,4 . 153 0,35

0,2 . 150 0,37 катализатор - мелево

0 1 150 О 34 катализатор - кобальт

О 1 150 О 24

3, 4

3,3

3,4

3,3

3,3

3,3

3,3

3,4

3,3

1781326

Составитель И. Рудик

Редактор Т. Полионова Техред М,Моргентал- Корректор -Л. Филь

Заказ 4257 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101