Способ промывки диафрагмы Советский патент 1981 года по МПК C25B13/06 C25B1/46 

.(54) СПОСОБ ПРОШВКИ ДИАФРАГМЫ

t

Изобретение относится к электролизу водных растворов хлоридов щелочны металлов диафрагменным методом и может быть использовано при получении хлора и щелочей.

Известен электролитический способ производства хлора и щелочи диафрагменным методом, в котором в анодное пространство вводят рассол с концентрацией 310-315 г/л хлористого натрия, а в катодном отделении получают электролитический щелок (католит), содержащий 100-135 г/л едкого , 170-200 г/л хлористого натрия и 0,15-0,30 г/л хлората натрия. При этом ВБ1ХОД по току составляет 9596% ri.

Однако в известном способе в процессе электролиза происходит осаждение в диафрагме примесей солей, содержащихся в исходном рассоле и нерастворимых в щелочной среде, в связи С чем возможно ухудшение протекаемости диах| рагмы, приводящее к возрастанию концентрации щелочи в катодном отделении выше 140 г/л,что снижает выход по току.

Известен способ промивки диафрагмы в процессах диафрагменного электролиза путем введения в анодное

пространство электролизера после выключения тока подкисленного раствора 2.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и положительному эффекту является способ промывки диафрагмы путем введения в аСнодное пространство после выключения тока разбавленной соляной кислоты Сз7.

-Основными недостатками известных способов промывки диафрагмы являются: потери производительности во время промывки и длительность последней; малый период работы диафрагмы после промывки; разрушение асбеста, являющегося основой диафрагмы.

Цель изобретения - сокращение потерь производительности электролизера, сокращение времени промывки, а также увеличение срока службы диафрагмы с сохранением постоянных электрохимических характеристик электролизера между промывками.

Указанная цель достигается тем, что промывку ведут в процессе электролиза при подаче в катодное отделение раствора хлорида щелочного металла и/или соляной кислоты до достижения значения рН католита 7-12,5 и поддерживают это значение в течение 2-4 ч. Положительный эффект достигается тем, что при уменьшении рН католита вплоть до нейтрального значения в катодном отделении работающего электролизера создается .возможно меньшее отношение, концентрации ОН-ионов к концентрации С -ионов. При этом, чем меньше значение рН, тем меньше область в диафрагме, имеющая щелочную реакцию и тем эффективнее промырка. Полохштельный эффект, кроме того,уси ливается при увеличении электропроводности католита при заданном значении рН. Поэтому целесообразно концентрацию С -ионов в катодном отделе нии поддерживать в течение промывки достаточно высокой (например 250310 г/л). При соблюдении этих условий потерь хлора не происходит: выход хлора по току во время промывки остается практически на постоянном уровне - 95-96%. Снижение рН католита ниже 7 нецелесообразно,так как эффективность промывки со снижением значения рН возрастает незначительно, а асбест, до последнего времени являвшийся основой диафрагмы, в кислой среде разлагается. В случае применения кислотостойкой диафрагмы промывку можно осуществлять и при более низком значении рН. Предлагаемый способ иллюстрирует ся примерами, в которых осуществляется промывка диафрагмы электролизе ра, питаемого раствором с концентра цией 310 г/л с рабочей нагрузкой 50 кА, В конце цикла работы концентрация щелочи в катодном отделении составляет 150 г/л при выходе по току 93% и уровне анолита 350 мм, причём конструкция не допускает дал нейшего повышения уровня. Пример 1. Для промывки диафрагг ы раствор из катодного отделе ния сливают, после чего в катодное отделение без снижения токовой нагрузки непрерывно подают подкисленн раствор хлорида натрия с концентрацией по. NaCI 310 г/л и по Н-СI 20 г/л до достижения значения рН ка толита 12,5to,1,которое поддерживаю постоянным в течение 4 ч. Затем под чу раствора в катодное отделение прекращают, раствор из катодного от деления сливают и возвращают на ста дию приготовления исходного рассола . Через 3 ч в катодном отделении электролизера устанавливается конце трация щелочи 120 г/л, а выход по току составляет 96% при уровне анолита 150 мм. В течение 2,5 мес работы за счет постепенного по вышения уровня анолита поддерживают концентрацию делочи 120 140 г/л. Выход по току составл ет 95,5-96%. Через 3 мес непрерывн работы технологические характерист и электролизера возвращаются к исодньом значениям, после чего проывку повторяют. Пример 2. Промывку осущетвляют в тех же условиях, что и в римере 1, но рН католита поддержиают равным 7-7,5. По окончании ромывки концентрация щелочи равнятся 95 г/л при уровне анолита 100 мм выходе по току 97%. Длительность епрерывной работы с выходом по оку 96-97% и концентрацией щело.чи 100-130 г/л составляет 3,5 мес. Через 4 мес после промывки электролизер возвращается в исходное состояние. Пример 3. Промывку осуществляют в тех.же условиях, что и в примере 1, но в катодное отделение подают 23%-ную соляную кислоту, причем скорость подачи составляет 0,06-0,07 л/с. При этом значение рН католита устанавливается на уровне 7,0-7,5 при концентрации NaCI в катодном отделении 265 г/л. Показатели работы электролизера после промывки и длительность эксплуатации до осуществления следующей промывки практически совпадают с приведенными в примере 2. Пример 4. Диафрагму промывают известным способом: полностью отключают ток, в анодное пространство электролизера вместо рассола подают разбавленную соляную кислоту, а промывные воды сбрасывают в канализацию. В течение суток осуществле.ния такого способа не было обнаружено заметной разницы в содержании примесных солей в подаваемом растворе кислоты и промывных водах, что указывает на отсутствие промывного эффекта. После включения тока тезснологические характеристики процесса электролиза практически не отличаются от таковых до проведения промывки. В другом варианте, известного способа после отключения тока вместо рассола подают воду, промывные воды сбрасывают в канализацию. Длительность промывки составляет 48 ч. Показатели после промывки: концентрация щелочи 116 г/л, выход по току 96,0%. Через 2 мес электролизер возврацдается к исходному состоянию. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает сокращение времени промывки диафрагмы в 5-10 раз, а время непрерывной работы между двумя промывками увеличивается в ср;еднем на 2 мес. Более того, при известном способе промывки выход по току несколько хуже, чем при осуществлении прокывки по предлагаемому (на 0,5%). Формула изобретения опособ промывки диафрагмы, используемой для электролиза раствора хло5 80 рида щелочного меташла, включающий подачу в анодное пространство электролизера раствора хлорида щелочного меташла и/или соляной кислоты, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь производительности электролизера и повышения jcpOKa-службы диафрагмы, промывку ведут в. процессе электролиза при подаче в катодное отделение раствора щелочного металла и/или соляной кислоты до достижения значения рН 712,5 и поддерживают это значение в течение 2-4 ч, 16 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. М,, Химия, 1974, с,193-229. , 2. Патент США № 3467586, л. 204-98, опублик. 16.09.69. 3. Патент США 3988223, кл. 204-98, опублик. 16.1о.76 (прототип).