рефераты рефераты
Главная страница > Курсовая работа: Синтез и анализ ХТС в производстве гидроксида натрия и хлора из водного раствора хлорида натрия  
Курсовая работа: Синтез и анализ ХТС в производстве гидроксида натрия и хлора из водного раствора хлорида натрия
Главная страница
Новости библиотеки
Форма поиска
Авторизация




 
Статистика
рефераты
Последние новости

Курсовая работа: Синтез и анализ ХТС в производстве гидроксида натрия и хлора из водного раствора хлорида натрия

у анода    у катода

Разряд ионов гидроксония на катоде вызывает смещение равновесия диссоциации воды вправо:

 

2H2O → H3O++OH-

и повышение концентрации гидроксид-ионов в катодном пространстве. При высокой концентрации ионов ОН- возможно попадание их в анодное пространство и реакция разряда:

2OH- - 2ē → 0,5O2 + H2O

Вследствие этого, хлор, выделяющийся в анодном пространстве, загрязняется кислородом.

Вторичные процессы при электролизе с железным катодом протекают в анодном пространстве. Они включают:

- окисление графитового анода кислородом, образующимся при разряде ионов гидроксида на аноде:

 

C + O2 → CO2

C + 0,5O2 → CO

- растворение хлора в электролите с образованием соляной и хлорноватистой кислот:

 

Cl2 + 2H2O ↔ H3O + Cl- + HOCl

- взаимодействие компонентов при диффузии щелочи в анодное пространство или смешении анодной (анолит) и катодной (католит) жидкостей с образованием гипохлорит-иона и хлорат-иона.

В результате протекания вторичных процессов раствор гидроксида натрия, полученный электролизом с железным катодом, всегда содержит примесь гипохлорита и хлората натрия. Вторичные процессы снижают выход по току и коэффициент использования энергии.

Удельный вес побочных вторичных процессов может быть снижен:

- разделением катодного и анодного пространства в электролизере с помощью фильтрующей диафрагмы (отсюда название метода диафрагменный), обеспечивающей одностороннее движение рассола в направлении, противоположном движению ионов ОН- к аноду и препятствующей обратному перемещению их;

- подачей рассола в электролизер со скоростью, превышающей скорость образования ионов ОН- и вытеснение образующегося раствора гидроксида натрия (щелока) в катодное пространство;

- применением высоких температур и концентраций рассола, что снижает растворимость хлора в электролите и вероятность протекания вторичных процессов;

- понижением концентрации выходящего из электролизера щелока, то есть уменьшением содержания гидроксида натрия в растворе, также снижающего вероятность вторичных процессов. Поэтому, процесс электролиза никогда не доводят до полного превращения хлорида натрия, останавливая его при достижении определенной концентрации щелока.

Рис. 1. Зависимость выхода по току от концентрации щелока

На рис. 1. приведена зависимость выхода гидроксида натрия от концентрации его в выходящем щелоке. Таким образом, оптимальными условиями процесса электролиза водного раствора хлорида натрия с железным катодом являются:

- температура электролита 70 - 90°С;

- концентрация щелока, выходящего из электролизера 130 - 140 г/л;

- концентрация рассола, поступающего в электролизер 305 - 315 г/л.

В этих условиях степень превращения хлорида натрия составляет 0,4-0,5 дол. ед.

Эектролизер (электролитическая, ячейка) - основной аппарат в технологическом процессе производства едкого натра и хлора электролизом водного раствора хлорида натрия с железным катодом.

Диафрагменные электролизеры могут быть двух типов: с вертикально расположенными катодами с верхним или нижним токоподводом, или с горизонтально расположенными катодами. В настоящее время повсеместно используются электролизеры первого тпа (рис 2).

Рис. 2. Электролизер вертикального типа: 1 – перфорированный катод, 2 – диафрагма, 3 – катодное пространство, 4 – анод, 5 – анодное пространство.

Электролизер состоит из герметически закрытого корпуса, что исключает подсос воздуха и загрязнение им газообразных продуктов электролиза, анода, катода и диафрагмы. Он снабжен устройствами для подвода рассола и отвода щелока, хлора и водорода. Катод электролизера изготовлен из перфорированной листовой стали или стальной сетки, натянутой на каркас. Катод может иметь различную конфигурацию. Диафрагму электролизеров изготавливают из асбеста, устойчивого к слабокислой, щелочной среде и действию хлора. Диафрагмы могут быть двух типов: листовые и осажденные. Листовые диафрагмы изготавливают из тонких листов асбестового картона, плотно прилегающих к катоду, осажденные - из специально подготовленного асбестового волокна, наносимого в виде пульпы на поверхность катода и насасываемого на него. В табл. 2. приведены характеристики наиболее распространенных современных электролизеров с металлооксидными анодами БГК-50/25 и БГК-100, различающиеся производительностью.

Таблица 2

Характеристики электролизеров с железным катодом и металлооксидными анодами

Показатели Тип электролизера
БГК-50/25 БГК-100

Сила тока (нагрузка на ячейку), кА

50 100
Число ячеек (электролизеров) 1 1
Напряжение, В 3,40 3,45
Выход по току, дол. ед. 0,96 0,96
Срок службы электродов, лет 4 4
Концентрация NaOH в щелоке, г/л 120-140 120-140

Концентрация хлора,

не менее об. дол.

0,965 0,975

Концентрация водорода,

не менее об, дол.

0,995 0,995

Производительность по 100% NaOH,

т/сутки

1,72 3,44

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

рефераты
Новости