Способ получения хлора и щелочи Советский патент 1982 года по МПК C25B1/46 

Изобретение относится к химической, промышленности-, конкретнее к производству раствора хлора и щелочи методом электролиза раствора хлорида щелочного металла в электролизере с диафрагмой.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ производства хлора и щелочи в диафрагменных электролизерах с фильтрующей диафрагмой при плотности тока () 1000-7000 А/м,

„ i -1000 концентрации щелочи равной х

х(П,5-1,5) + (150-1бО) г/л. коэффициентом протекаемости которой 0,010,П6 1.

Недостатки известного способа высокое напряжение при электролизе и большой расход электроэнергии.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии при сохранении вы-. сокой концентрации щелочи.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу применяют пленочные диафраг из полимерных материалов с коэффициентом протекаемости 0,001-0,01

Коэффициент протекаемости

К - - ГПРГ .

где Q - количество см протекшей жидкости за время Тч; j S - площадь диафрагг«||, дм ; Н - давление жидкости на диафрагму в см.вод. ст., ч - толщина диафрагмы, см, 1 - вязкость жидкости, сП. Коэффициент поотекаемости зависит от структуры диафрагмы, и в частности от ее пористости.

Пленочные диафрагмы готовят методом напыления водных суспензий порошкообразного смачиваемого модифицированного политетрафторэтилена на нагретую до металлическую основу.

Оолученную диафрагму после охлаждения снимают с металлической основы.

Применяя суспензии модифицированного политетрафторэтилена различной дисперсности, получают диафрагмы с различными коэффициентами протекае мости.

Выход щелочи по току в диафрагменном электролизере достаточно хорошо характеризуется протекаемостью диафраг ы, т.е. зависит от коэффициента протекаемости диафрагмы. Поэтому коэффициент протекаемости можно считать главным и определяющим фактором, характеризуощим диафрагму с точки зрения возможности получения щелочи допустимо высокой концентрации без снижения выхода щелочи по току.

Пример. Хлор и электрощелочь получают в вертикальных лабораторных электролизерах с фильтрующей диафрагмой на нагрузку А,

Электролизер имеет титановый цилиндрический корпус с крышкой, на которой смонтирован окисно-рутениевый анод k X 5 см с титановым токоподводом и стальной коробчатый катод с окошком и-з стальной сетки размером х 5 см. Напротив сетки смонтирована пленочная диафрагма из политетрафторэтилена толщиной 0,01-0,1 см с коэффициентом протекаемости 0,001-0,01. Сверху катодная коробка снабжена приваренной к ней стальной трубкой для вывода водорода и щелочи (через сифон; , ..используемой также в качестве токоподвода к катоду. Нерабочие места катода покрыты гуммировкой.

Питающий рассол подают в анодное пространство электролизера. Из анодного пространства выводят хлор, .из атодного пространства - водород и щелочь. Электролизеры находятся в термостате.

Показатели работы электролизерев приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что при плотности тока до 7000 А/м и применении пленочной диафрагмы с коэф фициентом протекаемости 0,001-0,01 можно получать щелочь с высокой кон центрацией при более низком напряжении, чем при применении модифицирован ных асбестовых диафрагм. При более низких и более высоких значениях коэффициента протекаемости выход щелочи по току падает. Электролиз раствора хлористого калия, как и растворов хлоридов других щелочных металлов, осуществляется аналогичным образом. Применение предлагаемого способа получения хлора и щелочи позволяет снизить расход электроэнергии при производстве концентрированных щелочей при высокой плотности тока уменьшением падения напряжения на электролизере не только путем уменьшения толи1ины диафрагмы и ее электросопротивления, но и путем увеличения концентрации щелочи и снижения в связи с этим расхода пара на выпарку. Снижение расхода электроэнергии при плотности тока 2000 А/к составляет около кВт ч/т NaOH. В цехе на 200000 i щелочи в год при плотности тока 2000 А/М экономия ооставит около оОО тыс. руб. в год без учета экономии на выпарке.

Формула изобретения

Способ получения хлора и щелочи электролизом раствора хлорида щелочного металла в электролизере с диафрагмой при плотности тока (1) 10007000 А/м

и коицентряц ия щелочи 1-1000 (о|5-1,5)-(150-1бО) г/л, от

ТОО

личающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии при сохранении высокой концентрации щелочи, применяют пленочную диафрагму из полимерных материалов с коэффициентом протекаемости 0,001-0,01 I. ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 17в100б/23-2б, кл. С 25 В 1/Й, 1972 (прототип).