Способ получения кислоты и щелочи Советский патент 1992 года по МПК B01D61/42 

Изобретение относится к технике электродиализа, а именно к способам получения растворов кислот и щелочей из растворов соответствующих солей способом электродиализа.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения кисяых и щелочных растворов методом электродиализа с использованием биполярных мембран, в котором повышение выхода по току достигают путем введе- ния в воду, подаваемую в камеры, прилегающие к биполярной мембране, раствора сильного электролита, например, хлорида натрия с концентрацией 0,2-0,6 г/л. Недостаток способа состоит в том, что получаемые растворы кислоты и щелочи имеют низкую концентрацию: кислый раствор имеет ,0, что соответствует концентрации кислоты 0,001 моль/л; щелочной - , что соответствует концентрации щелочи 0,001 моль/л.

Цель изобретения - увеличение выхода по току кислоты и щелочи при их повышенных концентрациях путем снижения переноса тока ионами соли в мембранах, на которых генерируется кислота и щелочь.

Поставленная цель достигается тем, что в электродиализаторе с чередующимися ка- тионообменными мембранами, образующими солевые камеры, в которые подается раствор соли, камер кислого раствора, прилегающих к данным камерам со стороны анионообменных мембран, и камер щелочного раствора - со стороны катионообмен- ных мембран, дополнительно между камерами кислого и щелочного растворов размещены камеры, в которые подается вода. В этом случае перенос воды направлен из дополнительной камеры внутрь прилегающих к мембранам кислотной и щелочной камер. Поскольку вода с малым содержанием солей и в небольшом объеме, то переносятся через мембраны преимущественно ионы ЬГ и ОН, а также гидратированная ими водя. Преимущественный перенос воды в одном направлении от зоны реакции в соседние камеры препятствует диффузионЫ -г

С

ному переносу щелочи и кислоты из прилегающих камер, соответственно меньше, чем в известном способе, образуется соли в зоне реакции образования ионов Н+ и ОН и меньше переносится тока ионами солей, тем самым повышается выход по току кислоты и щелочи. Способ осуществляют в электродиализаторе.

На чертеже представлена схема электродиализатора.

Электродиализатор содержит катионо- обменные (К) мембраны 1-3, анионообмен- ные (А) мембраны 4-6, квадратными скобками выделена элементарная ячейка электродиализатора и дана схема потоков. В солевые камеры 7 и 8 подают солевой раствор, который разлагается на кислоту и щелочь, В камере 9 генерируется кислота, а в камере 10 - щелочь, в эти камеры подается раствор сильного электролита, например соли, кислоты в камеру 9 и щелочи в камеру 10. В камеру 11 подают воду. Через мембрану 2 из промежутка 11 в камеру 9 идет перенос ионов Н+, а через мембрану 5 - в камеру 10 идет перенос ионов ОН. Из камер 7 и 8 отбирают обедненный солевой раствор, из 9 - кислый раствор, из камеры 10 - щелочной.

Пример. Способ реализован в электродиализаторе с площадью рабочего сечения 1 дм2. Плотность тока изменяли от 0,6 до 3 А/дм2. Катионообменными мембранами служили МК-40 и МК-41, анионообмен- ными - МА-40 и МА-41и. В качестве раствора, подаваемого в камеры 9 и 10, и

солевого раствора, подаваемого в камеры 7 и 8, использовали 0,3 М раствор NaCI. В камеру 11 подавали дистиллированную воду. В результате пропускания электрического тока через электродиализатор в камере 9 получали кислый раствор, а в камере 10 - щелочной раствор, Выход по току кислоты составлял 33-42% при концентрации HCI 0,33-0,71 моль/л, по мзвестному способу выход по току не превышал 18% при тех же или более низких концентрациях HCI. Выход по току щелочи составлял 46-66% при концентрации NaCI 0,33-0,92 моль/л, по известному способу по

току не превышал 33% при тех же или более низких концентрациях NaOH,

Формула изобретения

Способ получения кислоты и щелочи в электродиализаторе с чередующимися ка- тмонообменными и анионообменными мембранами, образующими солевые камеры, в которые подается водный раствор соли,

кислотные камеры, прилегающие к солевым камерам со стороны анионообменных мембран, и щелочные камеры, прилегающие к солевым камерам со стороны катио- нообменных мембран, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода по току кислоты и щелочи, процесс ведут в электродиализаторе, дополнительно снабженном камерой, размещенной между кислотной камерой и щелочной камерой, в

которую подают воду.

Изобретение относится к области электродиализа и позволяет увеличить выход по току кислоты и щелочи. Способ касается получения кислоты и щелочи электродиализом в электродиализаторе с катионообмен- ными и анионообменными мембранами, образующими солевые камеры, кислотные, прилегающие со стороны анионообменных мембран, щелочные - со стороны катионо- обмемных, причем электродиализатор дополнительно снабжен камерой, размещенной между кислотной камерой и щелочной камерой, в которую подают воду. 1 ил.

& &c7gor.

Як7Јуз (UMttfetO

/e yjtoox a Tiy

&С&Э dЈc CCO J tUi-UctJ)