Способ изготовления асбестовой диафрагмы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19> (И),SU у, С 25 В 13/ОЬ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3668108/23-26 (22) 28. 11.83 (46) 23.02 ° 86. Бюл. У 7 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.К. Горбачев, Ф.П. Гуцал, A.È. Ильинцев, В.Н. Потапов, В.В.Либа, А.Н. Доценко и Н.Н. Приходько (53) 621.3.035.31(088.8) (56) Файнштейн Ф.Я. Производство хлора методом диафрагменного элект.ролиза. — M Химия, 1974, с. 130.

Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. — М.: Химия, 1974, с. 52-54. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСБЕСТОВОЙ ДИАФРАГМЫ, включающий приготовление суспензии асбестового волокна в водном растворе гидроксида натрия и хлорида натрия, насасывание асбестового волокна из суспензии под вакуумом на перфорированную основу и сушку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения срока службы диафрагмы и улучшения ее эксплуатационных характеристик, перед приготовлением суспензии асбестовое волокно обрабатывают неорганической кислотой при рН (-0,7)-2 в течение 3-24 ч.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве неорганической кислоты используют соляную кислоту.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что, обработке неорганической кислотой подвергают.часть асбестового волокна и смешивают с необработанным волокном в соотношении (2-0,.5);1.

1213090

„Изобретение относится к способам изготовления диафрагм, используемых при производстве хлора и щелочи методом электролиза с диафрагмой.

Цель изобретения — увеличение срока службы диафрагмы и улучшение ее эксплуатационных характеристик.

Пример 1. Равные количества хризотил-асбеста загружают в ролл с водой в количестве, необходимом для получения пульпы с содержанием 6-7Х асбестового волокна. Длительность обработки асбеста в ролле 40 мин, присадка ножей к планке ролла 3 мм.

После ролла асбестовое волокно обезвоживают в фильтре-отстойнике, направляют в вакуум-сборник, после чего сжатым воздухом массу транспортируют в емкость, куда заливают

1,0 н. раствор ингибированной соляной кислоты и непрерывно перемешивают

1образовавшуюся смесь в течение 6 ч при 20-25 С рН среды 0,0.

По окончании кислотной обработки кислоту сливают, .а асбестовую массу подают .в напорный бак. Туда же заливают раствор гидроксида натрия (50-60 г/л) и хлорида натрия (60-90 г/л) в количестве, необходимом для приготовления суспензии с содержанием асбестового волокна 810 г/л. Раствор для приготовления суспензии получают из католита,разбавляя его водой до нужной концентоации по щелочи.

Из полученной суспенэии осаждают асбестовое волокно на стальной сетчатый катод насасыванием под вакуу мом 400 мм рт.ст, в течение 20 мин, затем подсушивают его путем просасывания воздуха в течение 10 мин под вакуумом не более 400 мм рт.ст. Производят повторное насасывание асбестового волокна в течение 10 мин при

400 мм рт.ст. и аналогичную первой подсушку. Затем диафрагму подвепгают окончательной сушке при 100-110 С просасыванием нагретого воздуха под вакуумом 250-300 мм рт.ст. в течение 8 ч. Толщина полученной диафрагмы 2,5 мм.

Изготовленную диафрагму устанавливают на промышленном электролизере, который ставят под нагрузку. Анодная и катодная плотности тока 1450 и

1290 А/м соответственно, темперао тура электролиза 90 С.

121,6

210

125

230

0,38

0,20

На восьмые сутки работы диафрагмы качественные показатели работы элект ролизера следующие:

Уровень анолита, мм . 170

Концентрация щелочи в католите, г/л NaOH

Концентрация хлората в католите, г/л МаС10 0,18

Содержание хлора в хлоргазе, об. 7 97,5

После 200 сут работы асбестовой диафрагмы показатели работы электролизера следующие:

Уровень анолита, мм

15 Концентрация щелочи в католите, г/л NaOH

Концентрация хлората в католите, г/л NaC103 0,41

Содержание хлора в хлоргазе, об. 7 97,5

Пример 2. Производят изготовление асбестовой диафрагмы, как в примере 1, с тем отличием, что асбестовое волокно обрабатывают 1 н, раствором серной кислоты в течение

6 ч, рН среды 0,0.

Качественные показатели работы промышленного электролизера с данной асбестовой диафрагмой при тех же режимах, что и в примере на 180-е ,сутки следующие:

Уровень анолита, мм

Концентрация щелочи в католите, г/л NaOH 132

Концентрация хлората в католите, г/л NaC103

Содержание хпора в хлоргазе, об. 7 97,4

Пример 3. Производят изготовление асбестовой диафрагмы, как в примере 1, но со следующими отличиями: асбестовое волокно обрабатывают 2 н. раствором соляной кислоты в течение 3 ч, рН среды (-0,7). Кроме того, в напорном баке осуществляют смешивание обработанного соляной кислотой асбестового волокна с необработанным в соотношении 2: 1.

На 12-е сутки работы изготовленной диафрагмы в электролизере качественные показатели работы электролизера следующие:

Уровень анолита, мм 90

Концентрация щелочи в католите, г/л NaOH 120,6

Концентрация хлората в католите, г/л НаС10

Содержание хлора,в хлоргазе, об. Х 97,4

131

3 1

После 217 сут. работы диафрагмы показатели следующие:

Уровень анолита, мм 190

Концентрация щелочи в католите, г/л NaOH

Концентрация хлората в католите, г/л NaC10, 0,42

Содержание хлора в хлоргазе, об.X 97,8

Пример 4, Производят изготовление асбестовой диафрагмы, как в примере 3, но асбестовое волокно обрабатывают 0,01 н. раствором соляной кислоты в течение 24 ч, рН среды 2,0.

На 12-е и 225-е сутки работы диафрагмы качественные показатели работы электролизера соответственно следующие:

Уровень анолита, мм 90 и 200

Концентрация щелочи в католите,г/л NaOH 122,1 и 134

Концентрация хлората в католите,г/л

NaC1O 0,17 и 0,39

Содержание хлора в хлоргаэе, об.7 97,1 и 97,2

Пример 5. Производят изготовление асбестовой диафрагмы, как в примерах 1 и 3, с той разницей, что асбестовое волокно обрабатывают 1 н. раствором соляной кислоты в течение

6 ч, рН среды 0,0. Смешивание в напорном баке обработанного соляной кислотой асбестового волокна с,необработанным производится в соотношении 1:1.

На 12-е и 190-е сутки работы диафрагмы качественные показатели работы электролизера соответственно следующие:

Уровень анолита, мм 90 и 170

Концентрация щелочи в католите,г/л NaOH 123, 1 и 121

Концентрация хлората в католите, г/л

NaC10, 0,13 и 0,40

Содержание хлора в хлоргазе, об.7 98,1 и 97,3

Пример 6. Производят изго- товление асбестовой диафрагмы, как в примерах 1 и 3, с тем отличием, что асбестовое волокно обрабатывают

0,5 н. раствором соляной кислоты в течение 8 ч, рН среды 0,42. В напорном баке производят смешивание обработанного кислотой асбестового волокна с необработанным в соотношении 0,5:1. l0

122

213090 а

На 15-е и 215-е сутки работы диафрагмы качественные показатели работы электролизера соответственно следующие:

Уровень анолита, мм 90 и 220

Концентрация щелочи в католите, г/л

NaOH 119,8 и 127

Концентрация хлората в католите, г/л

NaC1O, 0,18 и 0,44

Содержание хлора, в хлоргазе, об.X 98,2 и 97,0

Пример 7. Асбестовая диафрагма изготовлена также, как в примере 5 ° Промышленный электролизер с диафрагмой работает в том же режиме, что и в примерах 1-5. Только в отличие от предыдущих примеров, в качестве электролита используется не нейтральный рассол,а подкисленный соляной кислотой до рН 4-4,5.

После 180 сут. работы на подкисленном рассоле электролизер имеет

2 следующие качественные показатели:

Уровень анолита, мм 150

Концентрация щелочи в католите, г/л

NaOH

Концентрация хлората в католите, г/л

NaC10, 0,38

Содержание хлора в хлоргазе, об. 7 98,2

Для сопоставления изготавливают шесть асбестовых диафрагм согласно известному способу. Технология изготовления диафрагм по известному способу такая же, как в примере 1, с тем отличием, что асбестовое волокно не подвергают обработке неорганической кислотой. Все 6 диафрагм устанавливают на промышленных электролиI зерах и испытывают в тех же условиях,, что и диафрагмы, изготовленные по

45 . предлагаемому способу.

Качественные показатели работы электролизеров с известными и предлагаемыми диафрагмами как в пусковой, так и в конечный периоды их работы приведены в таблице. Кроме того, в таблице приведен показатель химической стойкости асбестовых диафрагм, изготовленных соответственно по предлагаемому способу и по известному. Этот показатель косвенно выражен через потерю в массе хризотиласбеста (в мас.X), прошедшего предрарительную обработку неорганической

1213090 кислотой согласно предлагаемому способу и необработанного в соответствии с известным способом, подвергХарактеристика работы электролизеров

Способ изготовлеОбработка асбеста кислотой

В пусковой период рн среды

СоотношеКислота

Уровень

Состав. католита, г/л

Состав хлоргаза, об. Х

Дли тельние обработананоность

NaC10, 0 Н

Na0H

С02 лита, мм работы ного и необрабо танного кислотой асбеста

170 121,6 0,18 97,5 2,0 0,20 1,2

1:О

НС1

1:0

2 н,so, 3 НС1

2:1

4 НС1 2:1

90 123,1

90 119 у8

О 12

S НС1

6 НС1 0,5:1 0,42 15

Известный

16 90 120, 1 0,30 97,2 1,5 0,26 1:1.10

12 ния асбестовой, диафрагмы

Предлагаемый

1 (рН НС1 электролита

4-4,5) 13 (рН электролита

4-4,5) дна фрагмыр сут

0,0 8

0,0 (-0,7) 12

2,0 12 нутого затем в обоих случаях 96-часовой выдержке в солянокислом растворе при рн 2.

90 120,6 0,20 97,4 1,30 0,26 1,1

90 122,1 0,17 97,1 1,30 0,30 1,2

0,19 98,1 0,8 0,13 1,0

018 982 10 013 06

1213090

Продолжение таблицы

Характеристика работы электролиэеров !

Способ изготовлеХимическая стойкость асбестовой диафрагмы

В конечный период

Потеря в массе хризотиласбеста после 96-часовой выдержки в солянокислом растворе при рН = 2 мас.X

Состав хлоргаза, об. 7

Состав г/л католита

Дли- Уротель- вень, анолиNaC1O

СО, Н2

Na0H

2 та, мм предлагаемому способу

Предлагаемый

210 125 041 975 13 026 09

230 132 0,38 97,4 1,5 0,26 0,9

0,9

1 200

2 180

1,4

190 131 042 978 1 О 026 1 О

200 134 0,39 97,2 1,7 0,26 1,0

3 217

4 225

1,6

5 190 170 121 040 97 3 1 3 О 26 О 9 1 7

6 215 220 127 0,44 97,0 1,7 0,26 1,1

2,4

„180 150 122 028 982 1,0 026 06

Известный

13,2

8 84 240 136 0,64 96,3 2,6 0,26 1,0

12,8

9 113

10 118

11 125

13,0

12,8

13,4

12 116 260 152 0,74 96,0 2;8 0,26 0,9

69 300 151 047 97 5 1 6 026 06

ВНИИПИ Заказ 753/38 Тираж 615 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния асбестовой диафрагмы ность работы диафрагМЫ, сут

290 146 0 71 96 О

270 138 О, 60 97, 3

300 1 49 0,88 96,6

2 7 0 26 1 0

1е9 Ов26 0>Э

2,3 0,26 0,8

Предварительно обработанного кислотой по

Необработанного кислотой по известному способу