Электролизер для получения хлора и щелочи

Электролизер для получения хлора и щелочи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О1! ИСАНИВ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублии (i 971110 (6! ) Дополнительный к патенту— (5!) М. Кл.

С г В 1/46 (22) Заявлено 28. 06. 74(2 ) 2038381/23-26 с присоединением заявки !! 2074499/23-26 . (2З) Приоритет - (З2) 17. 10.73 (3!) 298922, (33) США

Гваударстаевеый кемхтет

СССР (53) УДК 621.357. .1,035(088.8) Опубликовано 30. 10. 82 ° Бюллетень _#_i 40

lI0 делам лзееретекий и вткрытий

Лата опубликования описания 30.10 82

Иностранец, Роберт Спитцер (США) !

Иностранная фирма

"Е.И.Дюпон де Немур энд Компани" (СНА) (72) Автор изобретения с т ° (7!) Заявитель, (4) электРолизеР Для получения хлоРА

И Ц1ЕЛОЧИ

Изобретение относится к устройст:вам для электролиза водных растворов, койкретно к электролизеру с ртутным катодом для получения хлора и каустической соды.

Известен электролизер с ртутным катодом,в котором ртутный катод расположен на пористой диафрагме. Слой ртути неподвижен и служит биполярным электродом — со стороны, обращенной к диафрагме, он является катодом, а с наружной стороны — анодом к ячейке разлагателя амальгамы El ).

Недостатком указанного устройства является невозможность проведения процесса электролиза под давлением.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролизер, включающий корпус с помещенным внутрь анодом, ртутным катодом и ионообмен;ной мембраной, разделяющей анод и катод, а также штуцера для ввода электролита и вывода продуктов

1 электролиза. Мембрана выполнена иэ катионообменной смолы. Анодная камера электролизера расположена. над катодной. Ртуть течет по днищу электролизера, имеющему наклон. Электроли" зер снабжен входным и выходным отверстиями для ртути L2 ).

Недостатком известного электролизера также является повышенный рас" ход электроэнергии.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизере для полу: чения хлора и щелочи, включающем корпус с помещенным в нем анодом, Ртутным катодом и ионообменной мембраной, разделяющей анод и катод, образующих ячейку, а также штуцера для ввода электролита и вывода продуктов электролиза, ртутный катод

:размещен на ионообменной мембране,i, 3 97111 расположенной на расстоянии от аноА °

Злектролизер может содержать в корпусе одну или несколько ячеек одну над другой.

На фиг. l схематично представлен электролизер с одной электролитической ячейкой, продольный разрез; на фиг.2 - электролизер с несколькими электролитическими ячейками, продоль- о ный разрез.

В корпусе 1 электролизера размещен анод 2, ртутный катод 3, разделенные ионообменной мембраной 4.

В качестве ионообменной мембраны иСпользуют предпочтительно сополимер винилового эфира и тетрафторэтилена с последующим превращением групп

SO

35 форм. К нижней части анода 2 приварены электропроводники 5 в виде никелевой проволоки, второй конец которых погружен в слой ртути. Они служат для подвода и равномерного распределю ления тока в ртутном катоде. Часть электропроводника 5 покрыта графитовой тканью 6. Графитовая ткань 6 способствует разложению амальгамы.

Воду в разлагатель подают по трубопроводу 7, а каустическую соду и

g$ водород выводят по трубопроводу 8.

Рассол на электролиз подают через регулятор 9 расхода, а обедненный анолит с хлором выводят по трубопроводу 10.

5Î

В случае, когда электролизер выполнен многоячейковым (Фиг,2) воду подают через распределитель 11, откуда вода поступает по трубопроводу

)2 в каждую ячейку. Анолиг вводят по трубопроводу 13 в вертикальный стояк 14, откуда через ротаметры

l5 он поступает в зону электролиза.

0 4

Обедненный анолит с хлором по пере точным трубам 16 попадает в коллектор 17 и выводится из электролизера по трубопроводу 18. Каустическую соду и водород отводят по трубе 19.

Пространство 20 заполнено неэлектропроводной гидравлической жидкостью. Между стенкой и днищем электролизера проложена изолирующая прокладка.

Злектролизер работает под таким давлением, что хлор может либо полностью растворяться B анолите, либо получаться в жидком виде.

В случае получения жидкого хлора непосредственно в электролизере его выводят вместе с анолитом, охлаждают и донасыщают солью, а затем подают в сепаратор, где происходит разделение жидкого хлора и анолита.

Часть анолита возвращают в электролизер,а другую часть направляют на обесхлоривание и очистку. Очищенный анолит и соль поступают на донасыщение. Хлор из сепаратора поступает на осушку.

Если электролизер работает под ! таким давлением, что весь хлор растворяется в анолите, то после донасы-: щения анолита его подают в емкость, где происходит редуцирование давления, в результате чего выделяется растворенный хлор, который конденсируется за счет охлаждения, а затем хлор сушат.

Злектролизер может работать в широком интервале температуры и давления, но с экономической точки зрения предпочтительно работать при давлении 7-70 кгс/см и температуре

15-130 С или давлении 22-47,5 кгс/см2 и температуре 66-107 С.

В случае получения жидкого хлора непосредственно в электролизере давление должно быть не выше 70 кгс/cl4 -, при получении растворенного хлора давление должно быть не ниже 7 кгс/

/см2, чтобы выделившийся затем хлор можно было сжижать только за счет охлаждения без дополнительного сжатия.

Электролизер работает под давлением при напряжении на 0,4-0,6 В ниже чем электролизер, в котором получают газообразный хлор под общим давлением.

Формула изобретения

1. Злектролизер для получения хлора и щелочи, включающий корпус

% 9711 с помещенным в нем анодом, ртутным катодом и ионообменной мембраной, разделяющей анод и катод, образующих ячейку, а также штуцера для ввода электролита и вывода . продуктов S электролиза, отличающий с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, ртутный катод размещен на ионообменной мембране, расположенйой на расстоянии от анода. !О

2. Электролизер по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что в корпусе помещены одна или несколько ячеек одна над другой.

Источники информации, принятые вЬ внимание при экспертизе

1. Волков Г.И. Производство хлора и каустической соды методом электролиза с ртутным катодом. Н,,,"Химия", 1968, с.107.1

2. Process Design and Develop- . ,ment.- "3ndustrial and Engineering Chemistry", 1969, Ч.8, М 2, р.184l191 (прототип).

971110 Рог. 2

Составитель Ф.Львович

Редактор Н. Гришанова Техред И.Коштура Корректор Г.Orap

Заказ 8451/80 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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