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

1(5) ЭЛЕКТРОЛИЗЁР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА

1

Изобретение относится к устройст вам для электролиза водных растворов, конкретно 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 Cl.

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 поме11емным внутрь анодом, ртутным катодом и ионообменi ной мембраной, разделяющей анод и катод, а также штуцера для ввода И ЩЕЛОЧИ

электролита и вывода продуктов электролиза. Мембрана выполнена из катионообменной смолы. Анодная камера электролизера расположена, над катодной. Ртуть течет по днищу электролизера, имеющему наклон. Электроли зер снабжен входным и выходным отверстиями для ртути t2.

Недостатком известного электролизера также является повышенный расход электроэнергии.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии.

Поставленная цель достигается

5 тем, что в электролизере для получения хлора и щелочи, включащем корпус с помещенным а нем анодом, ртутным катодом и ионообменной мембраной, разделяющей анод и катод,

° образуюишх ячейку, атакже штуцера для ввода электролита и вывода продуктов электролиза, ртутный катод размещен на ионообменной мембране,). 39 расположенной на расстоянии от анода, Электролизер может содержать 8 корпусе одну или несколько ячеек одну над другой. На фиг.1 схематично представлен электролизер с одной электролитичес ячейкой, продольный разрез; на фиг.2 электролизер с несколькими электролитическими ячейками, продол ный разрез. В корпусе 1 электролизера размещен анод 2, ртутный катод 3, разделенные ионообменной мембраной . В качестве ионообменной мембраны используют предпочтительно сополимер винилового эфира и тетрафторэти лена с последующим превращением груп в сульфокислотные группы 50зН или сульфонатные группы.Эквивалентн вес сополимера колеблется в пределах 950-1350. Толщина мембраны 0,02 0,25 мм. Для лучшего контакта мембраны с ртутным катодом поверхность контакта может быть увеличена расположением мембраны в виде волн или выступов в направлении катода. Анод 2 может быть выполнен из любых мате /риалов, подходящих для условий элек ролиза, но предпочтительно, титанов или танталовые аноды, покрытые мета лом или оксидом, металла платиновой группы. Аноды могут быть изготовлен в виде просечного или пе|:х)орированного листа, сетки или любых других форм. К нижней части анода 2 приварены электропроводники 5 в виде никелевой проволоки, второй конец кот рых погружен в слой ртути. Они служ для подвода и равномерного распреде ления тока- в Р.ТУТНОМ катоде. Часть электропроводника 5 покрыта графито вой тканью 6. Графитовая ткань 6 способствует разложению амальгамы. Воду вразлагатель подают по трубопроводу 7, а каустическую соду и водород выводят по трубопроводу 8. Рассол на электролиз подают через регулятор 9 расхода, а обедненный анолитг- с хлором выводят по трубопро воду 10. В случае, когда электролизер выполнен многоячейковым (фиг.2) воду подают через распределитель 11, откуда вода поступает по тру(5опроводу 2 в каждую ячейку. Анолит вводят по трубопроводу 13 в вертикальный стояк 1, откуда через ротаметры 15 он поступает в зону электролиза. 4 . Обедненный анолит с хлором по переточным трубам 16 попадает в коллектор 17 и выводится из электролизера по трубопроводу 18. Каустическую соду и водород отводят по трубе 19. Пространство 20 заполнено неэлектропроводуой гидравлической жидкостью. Между стенкой и днищем электролизера проложена изолирующая прокладка. Электролизер работает под таким давлением, что хлор может либо полностью растворяться в анолите, либо получаться в жидком виде. В случае получения жидкого хлора непосредственно в электролизере ejo выводят вместе с анолитом, охлаждают и донасыщают солью, а затем подают в сепаратор, где происходит разделение жидкого хлора и анолита. Насть анолита возвращают в электролизер, а другую часть направляют на обесхлрривание и очистку. Очищенный анолит и соль поступают на донасыщение. Хлор из сепаратора по- . ступает 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 дав- , ления, в результате чего выделяется растворенный хлор, который конденсируется за счет охлаждения, а затем хлор сушат. Электролизер может работать в ши- . роком 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/см и температуре 66-107 С. В случае получения жидкого хлора непосредственно в электролизере давление должно быть не выше 70 кгс/см 2., при получении растворенного хлора давление должно быть не ниже 7 кгс/ /см , 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. Электролизер для получения хлора и щелочи, включающий корпус

S9711

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, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, ртутный катод размещен на ионообменной мембране, расположенной на расстоянии от анода. Ю

2. Электролизер по п,1, о т л и ч а ю 14 и и с я тем, что в корпусе

106

помещены одна и/1и 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. М., .Химия, 1968, С.107.Г

2.Process Design and Develop- ment.- industrial and Engineering

,Chemistry, 1969, V.8, (T 2, рЛВ 1191 (прототип).