Электролизер для получения хлора и щелочи
О1! ИСАНИВ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советских
Социалистических
Реслублии (i 971110 (6! ) Дополнительный к патенту— (5!) М. Кл.
С г В 1/46 (22) Заявлено 28. 06. 74(2 ) 2038381/23-26 с присоединением заявки !! 2074499/23-26 . (2З) Приоритет - (З2) 17. 10.73 (3!) 298922, (33) США
Гваударстаевеый кемхтет
СССР (53) УДК 621.357. .1,035(088.8) Опубликовано 30. 10. 82 ° Бюллетень _#_i 40
lI0 делам лзееретекий и вткрытий
Лата опубликования описания 30.10 82
Иностранец, Роберт Спитцер (США) !
Иностранная фирма
"Е.И.Дюпон де Немур энд Компани" (СНА) (72) Автор изобретения с т ° (7!) Заявитель, (4) электРолизеР Для получения хлоРА
И Ц1ЕЛОЧИ
Изобретение относится к устройст:вам для электролиза водных растворов, койкретно 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 El ).
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 помещенным внутрь анодом, ртутным катодом и ионообмен;ной мембраной, разделяющей анод и катод, а также штуцера для ввода электролита и вывода продуктов
1 электролиза. Мембрана выполнена иэ катионообменной смолы. Анодная камера электролизера расположена. над катодной. Ртуть течет по днищу электролизера, имеющему наклон. Электроли" зер снабжен входным и выходным отверстиями для ртути L2 ).
Недостатком известного электролизера также является повышенный рас" ход электроэнергии.
Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии.
Поставленная цель достигается тем, что в электролизере для полу: чения хлора и щелочи, включающем корпус 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 электролиза, ртутный катод
:размещен на ионообменной мембране,i, 3 97111 расположенной на расстоянии от аноА °
Злектролизер может содержать в корпусе одну или несколько ячеек одну над другой.
На фиг. l схематично представлен электролизер с одной электролитической ячейкой, продольный разрез; на фиг.2 - электролизер с несколькими электролитическими ячейками, продоль- о ный разрез.
В корпусе 1 электролизера размещен анод 2, ртутный катод 3, разделенные ионообменной мембраной 4.
В качестве ионообменной мембраны иСпользуют предпочтительно сополимер винилового эфира и тетрафторэтилена с последующим превращением групп
SO 35 форм. К нижней части анода 2 приварены электропроводники 5 в виде никелевой проволоки, второй конец которых погружен в слой ртути. Они служат для подвода и равномерного распределю ления тока в ртутном катоде. Часть электропроводника 5 покрыта графитовой тканью 6. Графитовая ткань 6 способствует разложению амальгамы. Воду в разлагатель подают по трубопроводу 7, а каустическую соду и g$ водород выводят по трубопроводу 8. Рассол на электролиз подают через регулятор 9 расхода, а обедненный анолит с хлором выводят по трубопроводу 10. 5Î В случае, когда электролизер выполнен многоячейковым (Фиг,2) воду подают через распределитель 11, откуда вода поступает по трубопроводу )2 в каждую ячейку. Анолиг вводят по трубопроводу 13 в вертикальный стояк 14, откуда через ротаметры l5 он поступает в зону электролиза. 0 4 Обедненный анолит с хлором по пере точным трубам 16 попадает в коллектор 17 и выводится из электролизера по трубопроводу 18. Каустическую соду и водород отводят по трубе 19. Пространство 20 заполнено неэлектропроводной гидравлической жидкостью. Между стенкой и днищем электролизера проложена изолирующая прокладка. Злектролизер работает под таким давлением, что хлор может либо полностью растворяться B анолите, либо получаться в жидком виде. В случае получения жидкого хлора непосредственно в электролизере его выводят вместе с анолитом, охлаждают и донасыщают солью, а затем подают в сепаратор, где происходит разделение жидкого хлора и анолита. Часть анолита возвращают в электролизер,а другую часть направляют на обесхлоривание и очистку. Очищенный анолит и соль поступают на донасыщение. Хлор из сепаратора поступает 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 давления, в результате чего выделяется растворенный хлор, который конденсируется за счет охлаждения, а затем хлор сушат. Злектролизер может работать в широком 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/см2 и температуре 66-107 С. В случае получения жидкого хлора непосредственно в электролизере давление должно быть не выше 70 кгс/cl4 -, при получении растворенного хлора давление должно быть не ниже 7 кгс/ /см2, 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. Злектролизер для получения хлора и щелочи, включающий корпус % 9711 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, отличающий с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, ртутный катод размещен на ионообменной мембране, расположенйой на расстоянии от анода. !О 2. Электролизер по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что в корпусе помещены одна или 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. Н,,,"Химия", 1968, с.107.1 2. Process Design and Develop- . ,ment.- "3ndustrial and Engineering Chemistry", 1969, Ч.8, М 2, р.184l191 (прототип). 971110 Рог. 2 Составитель Ф.Львович Редактор Н. Гришанова Техред И.Коштура Корректор Г.Orap Заказ 8451/80 Тираж 686 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4