Способ электролиза растворов хлоридов щелочныхметаллов

О Il И С А Н И Е 340446

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 27.1Ч.1970 (№ 1429906/23-26) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 05.V1.1972. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 18 Ч111.1972

М. Кл. В 01k 1/00

С 01d 1/12

Комитет по делам изобретений и открытий при Сонете Министров

СССР

УДК 661.418.2(088.8) Авторы изобретения

В. П. Чвирук, И. К. Ямбуренко, Г. И. Волков, Г. А. Ско охи„

Я. И. Ройтенберг, В. T. Пустовит и Л. Ф. Егоров:, Заявитель

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА РАСТВОРОВ ХЛОРИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение касается получения хлора и едких щелочей электролизом хлоридов щелочных металлов в ртутных электролизерах.

Известен способ электролиза растворов хлоридов щелочных металлов, по которому для снижения напряжения на электролизере рассол выводят из ванны на уровне более низком, чем положение верхнего края анода в момент его наибольшего срабатывания.

Однако в электролизерах большой длины при перерывах подачи рассола происходит вытекание электролита из ванны, в результате чего прерывается ток в серии ванн, что приводит к крупным авариям.

Если же высота выходного штуцера обеспечивает покрытие катода электролитом, то ,увеличение подачи рассола в электролизер не дает желаемых результатс в, так как электролит в этом случае движется над анодами.

По предложенному способу снижение рабочего напряжения и более равномерный износ анодов достигаются путем увеличения скорости электролита в межэлектродном пространстве. Для предотвращения вытекания электролита из ванны при перерывах подачи рассола выводимый электролит возвращают в начало электролизера, где избыточный электролит выводят выше нижнего края графитового анода. При этом степень рециркуляции элект ролита задают у ров нем вывода электролита в начале электролизера, а для увеличения концентрации поступающего на электролиз рассола ввод отработанного электролита осуществляют между выводом избыточного элек5 тролита и вводом свежего рассола.

Схема предложенного способа представлена на чертеже.

По известному способу рассол подают в электролизер по штуцеру 1, хлор и анолит вы1о водят через хлоранолитный штуцер 2, а уровень электролита устанавливают по линии а — а. Увеличение подачи рассола не приводит к существенному снижению напряжения, так как дополнительное количество рассола будет перемещаться к хлоранолитному штуцеру 2 преимущественно над анодами. При подаче рассола через штуцер 1 и выводе его на уровень штуцера 3 рассол движется преимущественно под анодами, что приводит к снижению напряжения. Однако при -сокрашении подачи рассола значительная часть электролита из электролизера вытекает, и уровень рассола в электролизере при этом соответствует линии б — б.

Токовая нагрузка распределяется только на те аноды, которые находятся в рассоле, электролит вскипает и электрическая цепь разрывается во всей серии ванн. Возникающая вольтова дуга между графитовыми анодамп и днищем электролизера прожигает днище, а

340446 также приводит к другим аварийным ситуациям.

По предложенному. способу выводимый по штуцеру 8 анолит направляют с помощью циркуляционного насоса 4 в начало электролизера и вместе со авежим рассолом, аоступающим по штуцеру 1, подают в электролизер. Избыточный анолит вытекает через штуцер 5. Уровень раствора в электролизере в условиях рециркуляцпи анолита определяется штуцерами 8 и 5, т. е. соответствует линии в — в. Поскольку штуцеры 8 и 5 обеспечивают вывод анолита на более низком уровне, чем положение верхнего края графитовых анодов в момент их наибольшего износа, т. е. положением этих штуцеров задают урсвень раствора в электролизере, то благодаря наклону электролизера в межэлектродном пространстве в условиях рециркуляции анолита будег обеспечена высокая скорость движения раствора, в результате чего и будет достигнуто снижение рабочего положения. Отработанный электролит (анолит) вводят в электролизер по штуцеру б между штуцерами подачи свежего рассола и вывода отработанного рассола.

Этим достигается вывод обедненного рассола и подача на электролиз разбавленного свежим рассолом электролита. Степень или кратность рециркуляции электролита в этих условиях определяется уровнем вывода электролита в начале электро".èçåpà, т. е. высотой штуцера 5.

В случае прекращения подачи свежего рассола по штуцеру уровень электролита при работающей системе рециркуляции будет соответствовать линии в — в, так как он не может быть ниже штуцеров 8 и 5. При отключении системы рециркуляции электролит не может вытечь из элетпролизера, так ка.;(штуцер

8 не имеет свободного слива, а трубопровод между штуцерами 8 и б и насос 4 заполнены раствором. Поэтому уровень рассола в конце электролизера поднимется выше штуцера 8, а в начале электролизера опустится ниже штуцера 5, так как количество подаваемого расгвора уменьшится.

При дальнейшей работе с подачей свежего рассола по штуцеру I элеп<т1ролизе1р превратится в обычную систему с выводом анолита через штуцер 5. При прекращении подачи рассола по штуцеру 1 и прекращении рециркуля цип электролита уровень его поднимается выше штуцера 8 и опускается ниже штуцера 5.

При этом запаса электролита будет достаточно для полного покрытия ртутного катода и обеспечения работы всех анодов.

Предложенный способ позволяет осущесгвить высокую кратность рециркуляции аноли5 та и тем самым увеличить удаление пузырьков хлора из межэлектродного пространства, что способствует существенному снижению напряжения. Кроме того, из-за большой скорости рециркуляции температурный режим и

10 состав рассола в начале и конце электролизера отличаются незначительно, что приводит к более равномерному износу анодов и, следовательно, к увеличению тура пробега анодного комплекта.

1б Пример. Электролизер с длиной катода

1500 мм и шириной 50 мм работает при плотности тока 15000 а/м при температуре электролита 80 С и подаче его из расчета 45 лlчас на каждые 1000 а токовой нагрузки, напряжение на электролизере при этом 5,6 в. На том же электролизере осуществляют рециркуляцию рассола со скоростью 200 л!час на

1000 а нагрузки, остальные параметры те же.

В условиях рециркуляции отработанного рассола напряжение электролиза составляет 4,4 в, т. е. снижается на 1,2 в.

Предмет изобретения

1. Способ электролиза растворов хлоридов щелочных металлов в электролизерах с ртугным катодом и графитовыми анодами с выводом электролита на уровне более низком. чем положение верхнего края графитового анода в момент его наибольшего износа, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы графитовых анодов, предотвращения вытекания электролита при перерывах в

4О подаче рассола и снижения напряжения электролиза, выводимый электролит возвращают в начало электролизера, где избыточный электролит выводят выше нижнего края графитового анода.

4 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, степень рециркуляции электролита задают уровнем вывода электролита в начале электролпзера.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения концентрации поступающего на электролиз рассола, ввод отработанного электролита осуществляют между выводом избыточного электролита и вводом свежего рассола.

340446 б 5

Составитель А. Груздев

Техред Л. Богданова

Редактор Е. Кравцова

Корректор 3. Тарасова

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Заказ 273/1107 Изд. № 768 Тираж 448 Подписное

UHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/6