Способ контроля работы электролизера

Способ контроля работы электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф:О - ыьнФ."

О Il И- .- А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсник

Социалистических

Республик

" 717154

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кд.

С 25 В 15/00 (22)Заявлено 24.02.78 (21) 2583085/23-26 с присоединением заявки Рв. (23) Приоритет

9жудирстввиный комитат

СССР ио двиам иэвбрвтвиий и открытий

Опубликовано 25.02.80. Бюллетень .% 7

jl,àòà опубликования описания 25.02,80 (53) УД К 66.021.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Бармашенко, И. Г. Левитская, A 10. Ноэль и В. П. Чвирук (7!) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к получению хлора и соды каустической электролизом в ваннах с. ртутным катодом.

Современное производство хлора и соды каус. тической ртутным методом представляет собой серию из нескольких десятков последовательно включенных электролизеров, хлор из которых поступает в общий коллектор. При нарушениях технологического режима отдельных электролитО зеров (обрывы анодов, зашламление катода, нарушение циркуляции ртути и т.п.) в них образуется, наряду с хлором, повышенное количество водорода, что увеличивает его соДержание в хлоре иа коллекторе. При содержании

15 водорода в хлоре более 4 Ж создается взрыво- опасная ситуация, уменьшается выход товарного хлора в отделении сжижения, увеличивается количество абгазов, Контроль за содержанием водорода в хлоре проводится обычно ежесменно силами аппаратчиков с помощью переносного газоанализатора типа "OpCa" и требует до 5 мин на каждое определение. При норме обслуживания около 25 электролизеров на человека, на проведение всех анализов потребуется около 2 ч. Следовательно, быстрое определение электролизеров с повышенным содержанием водорода в хлоре является весьма затруднительным, что не позволяет нормализовать работу всего отделения электролизеров.

Известен хроматографический метод определения содержания водорода в хлоре, заключающийся в том, что анализируемый газ непрерывно или порциями пропускают через хроматографическую колонку и анализируют известным способом с непрерывной выдачей данных на показывающий и регистрирующий приборы (Анализатор японской фирмы "Хитачи" ). Ввиду сложности и дороговизны прибора его устанавливают только на коллектор хлоргаэа, а использование его совместно с системой газовой коммутации для отдельных электролиэеров является нерентабельным.

Известен способ определения водорода в хлоре с помощью переносного газоанализатора, принцип действия которого заключается в следующем: порцию газа отмеривают с помощью

3 7 тазовой бюреткн, затем газ переводят в поглс-, тительный сосуд, где из него поглощается хлор и углекислота,.а оставшиеся непоглощенными водород, азот, кислород смешиваются с воздухом и дожигаются на электроспирали.

По уменьшению объема газовой смеси рассчитывается концентрация водорода в хлоре 11).

Недостатком сцоссба является его трудоемкость и длительность, так что в принципе аппаратчику для определения одной ванны в группе с повышенным содержанием водорода может понадобиться до 2 ч времени.

Целью настоящего изобретении является сокращение времени определения электролизера с повьпценным содержанием водорода в хлоргазе в группе..

Поставленная цель достигается тем, что подобную ванну обнаруживают путем измерения рН среды электролита в выходном кармане электролизера с помощью индикатора рН . В основе метода лежит реакция разложения воды, сопровождающая процесс образования водорода на ртутном катоде:

Н О вЂ” Н+ ОН

При этом электролит подщелачивается. Процесс подщелачивания электролита сопровожда1 ется его подкислением при раствореиии игидролизе хлора:

2МаОН + С12 — -ь2МаС1 + 2Н + О

На фнг, 1 дана зависимость рН электролита на выходе из электролизера от рН-электролиTR на входе в электролизер. Из представленной зависимости следует, что в интервале рН 4 — 10 исходного электролита в условиях гидролнза хлора, рН электролита на выходе является величиной постоянной и составляет 365. Если учесть, что подщелачивание исходного электролита эквивалентно выделению водорода на катоде злектролиэера, то установившееся значение рН электролита в условиях идеального перемешивания практически пе зависит от концентрации водорода в хлоре.

На фиг. 2 представлена схема электролизера.

Схема вкюпсчает: 1 — ртутный затвор, 2— вход слабой амальгамы, 3 — выход отработанного рассола, 4 — выход крепкой амальгамы, 5 — гидрозатвор, 6 — выходной карман, В реальных условиях не вся образовавшаяся в результате разряда ионов водорода щелочь взаимодействует с хлором, некоторая часть ее в виде ламинарной пленки на поверхности амальгамы скользит, сползает вниз в выходной карман 6, где в условиях недостатка хлора нодщелачивает электролит. Поэтому, чем выше концентрация водорода в хлоре, тем более щелочная среда создается в выходящем электролите.

Йзвестнс (2), что при электролизе хлоридов с ртутным катодом, рН прнэлектродного

17154 4 слоя, измеренного с помощью микроэлектрода, составляет 12 — 14, однако в глубине раствора из-за гидролиза хлора рН равно приблизительно 3. Следовательно, в нестационарных условиях толщина щелочной пленки зависит от концентрации водорода, а следовательно, и рН среды на выходе нз электролизера. Факторами, способствующими повышению рН в глубине раствора выходного кармана являются сле1О

15 го

4о дующие:

1. недостаток Млора, 2„перемешивание электролита пузырьками водорода, выделяющимися в выходном кармане ванны ввиду каталитического разложения амальгамы графитсвой крошкой, 3. сокращение поверхности амальгам за счет увеличения ее толщины, что наряду с уменьшением скорости ее движения приводят к увеличению толщины щелочной пленки и ее размыву.

Пример. Универсальную индикаторную бумагу в виде сухой полоски смачивают с помощью стеклянной палочки или пипетки электролитом иэ выходного кармана электролиэера, При этом сразу же сравнивают цвет образовавшегося пятна со шкалой и оценивают рН среды.

Оценивать рН среды путем окунания бумажки непосредственно в электролит кармана нежелательно, так как в условиях высокой температуры и наличия хлора происходит обесцвечнванне индикатора. Поэтому даже при переносе капли раствора на индикаторную бумагу с помощью стеклянной палочки распознавание цвета окраски нужно производить быстро.

На нормально действующем электрол изере при рН среды равным 3, концентрация водорода в хлоре составляет 1 — 1,5%, при рН 6— концентрация водорода около 2%, при рН 9— около 3%, при рН 11 — более 4% водорода в хлоре, Следовательно, данный электролизер требует остановки для нормализации его работы.

Время, необходимое для проведения анализа на одной ванне по заявленному способу, составляет 5 — 15 с, а при анализе серии из 25 ванн—

2 — 6 мин (без учета перехода от ванны к ванне, снятия крышки с кармана электролизера).

Таким образом, при возникновении аварийного положения, вызванного опасным повышением концентрации водорода в хлоргазе на коллекторе из-эа сильного водорожения отдельных ванн в группе, последние могут быть выявлены в течение нескольких минут с целью принятия необходимых мер для нормализации их работы.

Предложенный способ легко осуществить с помощью индикаторной бумаги или раствора индикатора, приливаемого в стаканпи с испьпуемым раствором, не требует использова6

5, 717154 ния сложных приборов, сокращает время на проведение анализов в 20 раз.

Способ прошел испытания на Волгоградском химкомбинате им. 50-летия Октября и внедрение предполагается на этом же предприятии в 1978,г. иек.

1 Е 3 Ф 5 6 7 g 9 Ю ff Ч 0 1

Фиг./

Составитель В. Богдановская

Техред О.Легеза Корректор M.,немчик

Редактор Хайтовская

Заказ 9766/34

Тираж 698 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыткой

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская Н < д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1О

Способ контроля работы электролизера, включающего корпус и выходной карман, при. получении хлора и каустической соды ртутным, методом, заключающийся в определении концентрации водорода аналитическим методом, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени на проведение анализа, концентрацию водорода определяют по величина значения рН электролита в выходном кармане

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бабко А. К. Пятницкий И. В. Количественный анализ . М., 1968.

2, Ротинян А. И. и др. "Теория и практик: амальгамных процессов" .Тезисы докладов HS

Всесоюзной конференции, Алма-Ата, 1966,. с. 65 (прототип).