Позина М.Е. - Перекись водорода и перекисные соединения (1043378), страница 48
Текст из файла (страница 48)
При этом: применение высокой объемной плотности тока не требует охла-:; ждения анодов †проце протекает гладко даже при 20 — 25'; При такой температуре (примерно 20') выход по току надсерной „ кислоты достигает сравнительно большой величины, порядка 70%: Это имеет огромное техническое значение по той причине, что если в лабораторных условиях вредное влияние перегрева и удается в значительной мере устранить интенсивным охлаждением электролита и анода, — то в производственных условиях простым способом это сделать невозможно. Для достижения столь высоких объемных плотностей тока' чрезвычайно выгодно применять диафрагмы с возможно мень-.
шим электрическим сопротивлением. Реакции разложения другие побочные реакции при электролизе серной кислоты и ее солей в электролизере с очень низким внутренним .сопротивле. нием в случае применения высокой объемной плотности токй' лучше всего устраняются тогда, когда количество анолита в прогтрзистве между диафрагмой и анодом по возможности мало.еЯЗ Лполит должен находиться в виде тонкой, непрерывно циркулпрующгй пленки.
Циркуляция необходима, во-первых, длн того, чт<~бья надсерная кислота, образующаяся в большом количестве, сразу же удалялась из слоя, лежащего на границе электролит/анод, во-вторых, для отвода тепла и, В третьих, для уменьшения концентрационной поляризации. Кзк анолнт, так и католит охлаждаются до температуры порядка 10 — 15'. Описание электролизеров установки в Вейсенштейне. Процесс 1существляется в большом числе электролизеров, в которых Инолит, диафрагма, католит и катод расположены концентрически вокруг установленного в центре ячейки анода.
Благодаря такой конфигурации поверхность и объем имеют минимальпыс значения. Анодное пространство, ограниченное диафрагмой со стороны катода, имеет в направлении силовых линий тока форму очень узкого канала шириной около 3 мм. В пространство, ограниченное диафрагмой со стороны анода, погружен сосуд, почти целиком заполняющий это пространство по вертикали и имеющий примерно ту же форму.
Между ним и стенкой диафрагмы остается узцое кольцевое пространство, через которое протекает Инолит. Через этот сосуд проходит трубка для подачи анолита. Она сообщается с кольцевым пространством между диафрагмой н сосудом. На других установках для получения надсерной кислоты или растворов персульфатов в больших концентрациях электролиз почти всегда проводился в ваннах, имевших относительно большие размеры. Прн такой конструкции электролизера затруднялась диффузия надсерной кислоты от анода и создавались благоприятные условия для перегрева и разложения персульфатов. Напротив, в описываемом электролизере австрийской фирмы Хемише Верке отношение объема анолнта к поверхности анода для каждой отдельной ячейки уменьшено до минимума, благодаря чему достигается высокая объемная плотность тока.
Для получения высокой концентрации надсерной кислоты применяется циркуляция электролита, которая осуществляется путем расположения электролизеров в виде каскада. При этом электролит перетекает под действием силы тяжести. Однако электролит может циркулировать также при помощи сжатого воздуха, как зто'и осуществляется, например, на установках в районе Ниагарского водопада. Лнолит в процессе электролиза с большой скоростью протекает через ячейки в виде тонкого слоя; одновременно с другой стороны диафрагмы через катодное пространство медленно движется исходная серная кислота, предваритсзп,но >хлажденная.
Большая скорость протекания анолнта н Охлаждение диафрагмы медленно движущимся исходным раствором препятствуют вредному перегреву анолнта. Коши птрическая конструкция платинового анода, расположеппого и центре м|ектролизера, позволяет получать хорошие ргзультаты с относительно малым количеством платины. Вместо циркуляции 200 твхиология пноизводствл НзйяОВ ЗЛККТРОЛИЗИРЫ УСТАНОВКИ В ВКЙСЕНШТЕйин 201 злектролита, поддерживаемой каскадным расположением злектролизеров, можно осуществлять циркуляцию внутри каждого отдельного электролизера.
Вытекающий из последней ячейки анолит подвергается гидролизу и дестнлляции. Остающаяся после отгонки перекиси водорода серная кислота поступает затем в катодное пространство первого электролизера. Прн катодной обработке ее происходит разложение таких примесей, как мононадсерная кислота, которые могли бы, попав в анодное пространство, вызвать деполяризацию анода. Благодаря тому, что перед поступлением в анодное пространство серная кислота проходит „.
через все катодные пространства, она полностью освобождается ' от всех вредных примесей. Ниже дается описание конструкции электролизера (герм. пат. 567 542). На рис. 13 изображен общий вид элекгролнзера, на рис. 14 продольиый разрез по линии А — А рис. 13, показывающий взаимное расположешзе всех частей. На рис.
15 показано ступенчатое расположение ячеек, соеди- ' ненных в серию, иа рис. 16, 17 и 18 — отдельные детали анодной ячейки„ а именно: на ркс. 16 — способ авода анода в аиодном пространстве, на Ю Г А рис. 17 — опорная пластина, а на рис. 18 — полоса платшютанталового анода. +м б + ю Электролизер 1 изготовлен, 78 57 из стойкого по отношению к 17 электровнту материала нли Т1 облицован им. Таким материа- 15 3 лом мокнут быть свинец, свин- 8 цовые сплавы или пластнче- .3 ская масса. На верхнем конце; 4 , : электролизера или вблизи его г предусмотрена спивная тру- ' ба 2. Изображенный электро-' 17' ливер имеет квадратное сече- ' ние, однако он может быть и, лругой формы — круглой или овальной.
В середине располо- ~ жена тонкостенная цилиндри-, 1 ческая диафрагма 3 из пористого материала, имеющая дно.. Диафрагма изготовлена из неглазчрованной керамики или фарбюра. Пространство между диафрагмой н стенкой электро-. лизера представляет собой ка- . д 7 '1 тодную камеру, в которой по- лзещается служащий катодом Рис. 13 и 14. Внд спереди и разрез вейсеи- свинцовый змеевик 14.
В верх- '. штейнского электролизера (герм. ней части диафрагмы 3, выше пат. 557 542). электролнзера 1, имеется вто. ', рая спивная труба 4. Внутрь диафрагмы вставлен трубчатый стеклянный сосуд 5, почти полностью заполинкчиий ге по вертикали. Этот сосуд для утяжеления заполнен какой-нибудь жилке п,к1 Сквозь дно этого сосуда проходит стеклянная трубка 6, соедя-. икчшшч.ч ка участке 7 с анодным пространством. Вблизи верхнего конца со- суда 5 Имеется еще одна спинная тРуба 18, выведенная вьппе верхнего крам диафрагмы 3. Диаметр сосуда 5 выбирают таким об>разом, пабы между сосудом и диафрагмой 3 осталось бы узкое кольцевое пространство (шириной около 3 жал), являющееся внодной камерой 8.
Сосуд 5 расположен на подставке 21, в которой имеется соответствующее углубление. Аноды расположены в анодвой камере 8 следующим образом: свинцовое кольцо 9, к которому подключена токоподводящая шина 70. надето на сосуд 5 и опираетсянаимеющееся на сосуде кольцевое утолщение П. К кольцу 9 прикреплены полосы 12 из платины такой длины, что оии могут быть глубоко опущены в анодную камеру. Путем изменения длины и числа этих полос ат можно изменять поверхность анода до требуемых размеров.
Аиодные полосы 12 пршь Ф тавляют собою описанную выше комбияа+ Я . Рис. 16. Ввод анода в анод- ное пространство. Рис. 15. Каскадное включение. цию тантала с платиной (см. электрод, изображенный на рис. 6). Онн либо. приклепаиы нли приварены к свинцовому кольцу 9, либо соединены с пим при помощи ослтов. Кольцо защищено от воздействия электролита эбонитовым покрытием, которое частично покрывает 21 и анодные полосы. Свинцовый амсевик 14, к которому подключена катодная Р 1пина 15, переходит на нежнел| конце в вертикально расположенную трубу 16, изогнутую на конце над краем электролнзера 1 (рнс. 13). При помощи муфты 18 из резины нлн другого изоляционного материала труба !6 соединяется с водо- Рш; 17 Ошзр.
проводной трубой 17. Верхний козюц !9 змеевика 14 так'лг ная пластина изогнут, причем отверстие его расположено выше оюула '. О ~ соединен с трубкой 26, опушенной почти до дяа . гула 4 !. Рез трубу 1 26 а змеевик 14 подастся охлажха1ощая вола. Из зчсссича сча через труоку 202 технология пгоизпадстза НЯЗБОБ 3 О 203 электгохимические спОсОБы получе>шя Нэйэ а" Б еаеуд б и. падппмаясь э пасдедпем, (Бие. 13). Такпм путем происходит аднаэремеипае ахлаждеэке катааита змеевиком и и ааадита внешней стенкой сасуда д Ааааа> э процессе эдектрадээа поступает через среднюю трубку б аа дна цилиэдупческай диафрагмы и оттуда падпимаетея вверх па уэкаму пра- страпстэу г, соприкасаясь с анадал>.
Аиалпт Быдиэается через сдиэпую трубу >, кагадит Бэ катадпага пространства — через слиэау>а трубу 2. эта конструкция эдектраапаера отличается прежде Беега своей компакт- Баатью и нечувствительностью к внешним эаэдейстэпям. Затем аппаратура эта э высшей степени надежаа э эксплоатации. Конструкция эаекградээера паээалает применять диафрагмы с малым сапраткэлеаием.
Диафрагма мажет быть сделана очень тонкостенной, так как апа ее несет Бикакай загрузки. Можно добиться, чтобы падение иэпряжепия, зыаыэаемае пористой дпа- .фгагмай, было бы менее 0,5 в. Если учесть, чта пра других каиструкциях ьеектралиэера падение напряжения аа диафрагме обычно равно 0,8 — 1,0 в, та преимущества описанной капагрукцип становятся ачезадаымп. При каскадном распалажеиип электрадпэераэ можно саедя- ' нить последовательно любое числа Бх (э эаэиеямаети ат имеющегася Б наличии общего Бапряжепия), например 20, так как пацеаие напряженна на отдельном эдек>Ралнэере относительно мало. Аналит падэадатся через трубку б к верхнему эдектрадиаеру (рис. !8), протекает через аиаднае пространство и Бэ сливной трубы е нападает в трубку б едедующега эдект(>елизара.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
