Способ изготовления асбополимерной диафрагмы

Способ изготовления асбополимерной диафрагмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

953010 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 25. 06. 79 (21) 2784910/23-26 (31) М. Кп.з с присоединением заявки №

С 25 В 13/06

C 25 В 1/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230882. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (53) УДК 661.418. .1.(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ô.Ìàçàíêî, Е.В.Мулин, Г.И.Волков и Л.И,".ЮрКов-.

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСБОПОЛИМЕРНОЙ

ДИАФРАГМЫ

Изобретение относится к технологии электрохимического получения хлора и щелочи, конкретно к производству хлора и растворов гидроокисей щелочных металлов методом электролиза с диафрагмой.

Известен способ изготовления диафрагмы насасыванием на дырчатую основу с помощью вакуума пульпы асбеста, в которую предварительно добавлен полимер в виде порошка. Диафраграгму сушат и подвергают термообработке при температуре плавления полимерного вещества Ql) .

Недостатком этого способа является трудность распределения полимера в пульпе асбеста вследствие склонности его суспензии к коагуляции в щелоче-солевом растворе, на котором готовят пульпу.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления асбопблимерной диафрагмы, по которому насосанную на,дырчатую основу асбестовую диафрагму сушат и пропитывают раствором полимерного вещества (2J .

Недостатком известного способа является невозможность использования для пропитки диафрагмы наиболее химически стойких веществ из известных полимеров — фторопластов.

Покрытие поверхности волокон асбеста растворами фторопластов делает диафрагму после сушки несмачиваемой раствором электролита, что ведет к ухудшению показателей электролиза.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при получении хлора и щелочи.

Поставленная цель достигается способом изготовления асбополимерной диафрагмы, включающим насасывание асбеста под вакуумом на перфорированную основу из пульпы асбеста в растворе щелочи с последующей сушкой, пропиткой раствором полимерного вещества и термообработкой при температуре, превышающей,температуру плавления полимера, в котором при пропитке используют раствор полимерного вещества в водорастворимом растворителе и после пропитки диафрагму промывают водой.

A также тем, что в качестве водорастворимого растворителя используют диметилформамид, кетоны и спирты.

В качестве полимерного вещества можно применйть политрифторстирол, винилфторид, винилиденфторид, сопо953О1О лимер трифторхлорэтилена с -винилиденфторидом, сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом, сополимер винилиденфторида с трифторхлорэтиленом, сополнмер винилиденфторида с гексафторпропиленом, модифицированный тетрафторэтилен и другие аналогичные материалы.

При таком способе изготовления происходит коагуляция полимерного вещества в порах диафрагмы и концентрирование его при сушке в местах касания волокон асбеста друг с друroM.

При этом диафрагма хорошо смачивается водными растворами электролита 15 и достаточно однородна по структуре.

Пример 1. На сетчатый катод насасывают диафрагму из пульпы 10 г/л асбеста в растворе, содержащем

100 г/л МаОН и 180 г/л ИаСР в тече- 20 ние 15 мин при вакууме 400 мм рт.ст.

Диафрагму сушат при 90 С в течение

3 ч, затем промывают 5%-ным раствором политрифторстирола в диметилформамиде. После этого диафрагму обрабатывают водой, сушат и подвергают термообработке при 300 С в течение 2 ч.

Изготавливают еще 2 диафрагмы.

Одну из них по известному способу .без обработки водой. Другую диафрагму насасывают из той же пульпы асбеста, но в пульпу предварительно вводят согласно известному способу 2 г/л сополимера.трифторхлорэтилена с этиленом и 0,2 г/л смачивате- З5 ля ОП-10, диафрагму высушивают и прокаливают при 260 С в течение 2 ч. Таблица 1

По известному способу

По предложенному способу

Асбополимерная диафрагма с сополимером трифторхлорэтилена с этиленом

Пропитан ная раст вором политри,фторстирола без обработк водой

150

131

135

0,15

0,75

0,35

94,5

97,5

96,0

1,5

4,5

3,0

Показатели электролизера

Концентрация щелочи, г/л

NaOH

Содержание хлората в щелочи, г/л NaCEO>.Состав хлоргаза, Ъ (об.) Изготовленные диафрагмы испытывают в лабораторных электролизерах с окисно-рутениевьжи анодами при нагрузке 10 А и плотности тока

1500 A/ì . Продолжительность опытов

1 принята равной 3 месяцам и не исчерпывает возможностей предложенного способа изготовления диафрагмы.

Показатели электролиза рассола

310 г/л NaCF при 90 С за 3 месяца работы показаны в табл.1.

Пример 2. Изготавливают 7 диафрагм согласно изобретения, по технологии, описанной в примере 1 °

Промывку диафрагмы водой после пропитки раствором фторсодержащего поли. мера в водорастворимом растворителе выполняют погружением катода с диафрагмой в воду на 30 мин.

Для пропитки применяют растворы, приготовленные из полимерных веществ и водорастворимых растворителей. Время пропитки диафрагмы составляет 60 мин. Концентрация пропитывающего раствора 10%.

Данные о полимерных веществах и водорастворимых растворителях, использованных при изготовлении диафрагм, и результаты испытания этих диафрагм в лабораторном электролизере со стальным сетчатым катодом и окисно-рутениевыми анодами при1500 А/м и 90 С, в рассоле, содержащем 31 0 г/л NaC8g показаны в табл.2 °

Полученные данные указывают на преимущества способа изготовления диафрагмы.

Примененная диафрагма

953010

Продолжение табл. 1

Примененная диафрагма

Показатели электролизера

По известному способу

По предложенному способу

0,6

0,5

0,5

0,4

С02

0,5

0,5

Выход щелочи по току, Ъ

Напряженце, В

94,0

96,0

90,5

3,25

3,05 х

Электролизер находился в работе всего 2 недели.

Та бл ица 2

Хлоргаз, 4

Термо- Католит, г/л

Выход Напряпо то- жение, ку, а В

Вид пропитки

Электролиэер обработ ка, NaOH NaCLO>

ОС сР, о„н, Растворитель олимерное ещество

0,3 96,2

3,2

97,1 1,5

115 0,11

210

2 оливинилиденфторид

Диметилформамид

120 0,14

3 19

96,0

0,6

97,3 1,6

97,9 1,2

220

0,10

Ацетон .200

96,3

3,11

0,3

11О

97,2 1,8

3 15

96,0

0,6

125 0,17

250

Ацетон

250 130 О, 2 96, 9 2, l О, 5 95, 9 3, 21

Ацетон

94,4

96,3 2,8

131 . 0,25

3,25

0,3

250

Ацетон

Политетрафторэтилен модифицированный

96,5

3,18

0,7

97,6 1,2

113 0,09

300

Ацетон

1 1 оливинилфто- Ацетон рид

Сополимер трифторхлорэтилена с винилиденфторидом

Сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом

Сополимер винилнденфторида с трнфторэтиленом

Сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом

Асбополимерная диафрагма с сополимером трифторхлорэтилена с этиленом

Пропитанная раст.вором политрифторстирола без обработки водой

953010

Формула изобретения

Составитель Т.Барабаш

Техред М. Рейвес

Редактор О.Половка

Корректор М. Шароши

Заказ 6222/45 Тираж 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

1. Способ изготовления асбополимерной диафрагмы, используемой в процессе электролитического получения хлора и щелочи, включающий насасывание асбеста под вакуумом на перфорированную основу из пульпы асбеста в растворе щелочи с последующей сушкой, пропиткой раствором полимерного вещества и термообработкой при температуре, превышающей температуру плавления полимера, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат при ,получении хлора и щелочи, при пропитке используют раствор полимерного вещества в водорастворимом растворителе и после пропитки диафрагму промывают водой.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве водорастворимого растворителя применяют диметилформамид, кетоны, спирть

1О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 432744, кл. С 25 В .13/06, 1971 °

2. Патент США М 3694281,!

5 кл. 204-295, 1969 (прототип).