Позина М.Е. - Перекись водорода и перекисные соединения (1043378), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Каталпт также сначала ээадитеа э Берхаюю ячейку Б через сдизиую трубу 2 иэ одного катаднага праетрапстэа перетекает э другае. Дда увеличения емкости несколько серий эдектралиэерав еаедппеаы паралдельиа. Можно соединить также несколько диафрагмеппых ячеек и поместить их э адиу катадиую ячейку, Окружив абщпм эмеезикаэым катодом. Пря этом отдельные аноднме системы саедипепы параллельно между собой и пасдедаэательэа с предыдущим эдектэадээерам.
Таким Образам аеущестэдяется серийпа-паралдедьиае включение электралиэераэ. При таком устройстве анапит перетекает аэ одной ааадпай ячейка э соответствующую ей ападпую ячейку следующей анодБай системы; катадит из адпай катадпай камеры — а еаседиюю. Рис 18.
При получении аадсерпай кислоты Б перауаьфата путем эдек- 'Паатияа- тралптаческага Окисления серной кислоты размеры анадаай тапгала- поверхности выбираются такими, чтабы анадеая плотность тока Бый аиад. была бы менее 2 а/см', а именно О,б — 0,8 а/сме. При среднем диаметре ападнага пространства около б см, высоте '80 см и ширине 02 — 0,3 см Объем электролита будет 0,16 — ОЛЗ л. При силе така ат 80 да 100 а объемная плотность така лежит а пределах ат 800 да Ш а/л ааалита.
Скорость протекания ааадита мажет кадебатьеа э ширакнх пределах. Бь>ла установлено, чта даа ячеек укаэээцага выше Размера целееаабраэпо применять скараеть ,8,28 мл/миэ иа 1 а. При саеди- Бенаи 20 подобных Ячеек общий объем ааадиага пространства 8,4 — 4.6 л. В этом случае эдектрадит э общей сложности подвергается ападиаму эаэ- дейстэию Б течение 10 — 18 миа. При 'патааип Ячеек ааадэтам уд.
веса 1,288. таким путем получаются 25 — 80%-иые растворы аадсериай кислаты при Бы- ходе па таку более 70>)4. Эксплоатации электролизеров требует, конечно, непрерывного ИЯГ>людения. Выход по току в отдельных ячейках следует время от времени контролировать, так как лишь таким путем могут быть установлены причины возможных неполадок, например, поломки диафрагмы. Чтобы во-время устранить перетекание эпектролита или не- герметичность ячейки, в результате которых р о ых элект слит может проникнуть в охлаждающую воду, уст станавлившот сигнальные устройства, действие которых основано на р п ннципс электропроводности и которые снгнализируют оя п вление кислоты в воде. Соляная кислота, роданистый аммонн" др., й и ., добавляемые с целью повышения анодного потенциала, д , вво ят в виде концепт и ованных растворов на верхней ступени каскада при постуы в первое анодное пространство.
Растворы плепии серной кислоты в р о, обавляют в электролит по каплям непрерывно, йо медленно, до авляют в таким образом, ч ы в тоб последнем всегда содержалось неболь- ШОЕ количество добавок в неразложившемся виде. Так как объемную' плотность тока вычис ляют из объема н скорости протекания электролита, то эти величины нужно точно фиксировать, что достигается при помощи автоматических регуляторов скорости. еет е е то большое Конструкция данного электролизера имеет еще и еимущество, что в сл„ учае необходимости чистки нли замены анода или дна>урагмы и; 'Р у рн ее поломке электролизер может бы тоит из ех или легко разобран и снова собран, так как он состоит из трех и четырех отдельных, последовательно именно; 1) кольца с анодами, вынимаю>цегося вместе частеи, а со стеклянным сосудом, на которыи оно д которая может ыть и;о б просто выдвинута после извлечения сосуда с анодными полосами; ми.
3) свинцового змеевика, которыи извлсос да, кото ый после кают после удаления диафрагмы; 4) сосуда, который извлечения всех остальных частей лег о к может быть очищен. Напряжение на каждом электролизере — от д — от 5 о 6 в. Элек-. тролизеры сохраняются хор рашо даже после многолетией эксплоатации. аботе еНедавно ыли еН б опубликованы е некоторые данные о р е н ю кисло и пере- австрийской установки, производящей надсерную ки ту 250 / способ .
Электролизу подвергают ют раствор с 500 г/л Нэ304 до накопления в нем гл Н,ВБОБ. Затем электролит подвергают гидролизу дл ия Н О, кото ая отгоняется и улавливается в конденсационной Ъ-ной НБОэ. Кубовый остаток возвращается колонне в виде 35%-нои ект лиз. Все детали аппаратуры выполнены из полихлорвиниловых пластмасс.
Афпг>асьев и и 30>)>а-ной НБ504 с анодной плотностью тока около а,>л>'.> Д гие электрохимические способы получения надссриой кисф тов, После приведенного иодроГ>нога описания электролизера австрийской фирмы Хемип>< гркг мо э (О>еш, Айе )>й 1477, 604 (1047).) ел (ЖПХ 8, 929 (1082).1 205 технология ИРОизВОдства НВ8 Ов 204 электРОхимические спосовы иОлгчения НВВВОВ ограничиться лишь кратким описанием других конструкций для электролитического окисления серной кислоты или ее солей до надсерной кислоты или персульфатов, так как они по существу мало отличаются друг от друга. К тому же и в литературе детальные данные относительно конструкции этих злектролизеров отсутствуют.
[В англ. пат. 514 169, 1939 г. описан электролизер с катодом из гофрированного свинцового листа и анодами в виде свинцовых стержней, покрытых танталом, несущих платиновые ленточки. Электролиз ведется с непрерывной циркуляцией электролита; предусмотрена диафрагма. В англ. лат. 51029, 1939 г.
рекомендуется применение полых охлаждаемых водой анодов, с катодами, обвитыми нитью изолятора и расположенными внутри анодов, с притоком электролита в кольцевой зазор (5 л<ж). Электролиз без диафрагмь< с плотностью тока 2000 а/л (в кольцевом пространстве).) При осуществлении способа Левенштейна в качестве электролита применяется сернокислый 20 — 30</о-ный раствор бисульфата аммония, содержащий свободную серную кислоту.
Во фр. яат. 634 195 рекомендуется применить растворы, содержащие. более 1 моля серной кислоты на 1 моль сульфата и персульфата аммония, например, растворы с содержанием 2,1 моля серной кислоты и 1,5 моля сульфата аммония. Такие растворы дают ° ббльшие выходы по току, чем чистая серная кислота. Концентрация серной кислоты должна быть, с одной стороны, достаточно велика, чтоГ>ы предотвратить образование свободного аммиака, и, с другой стороны, достаточно мала, чтобы,не способствовать образованию значительных количеств мононадсерной кислоты. Вытека>ощий из последнего электролизера электролит должен иметь еще сильнокислую реакцию. Электролиз кислого раствора сульфата аммония, несмотря на несколько меньшие выходы по току, чем в случае электролиза нейтрального раствора, имеет перед последним то преимущество, что не требует непрерывного пабл>одения. Оптимум концентрации серной кислоты соответствует образованию бисульфата аммония.
Однако, чтобы последующий процесс дестплляции протекал гладко, концентрация серной кислоты должна быть 1,3 моля на 1 моль персульфата. При такой концентрации кислогы все присутствующие сульфаты переводятся в бисульфаты. Этот способ электролиза дает выходь> по току от 85 до 90<)а. Применяются свинцовые катоды и платиновые аноды, отделенные друг от друга пористой диафрагмой или каким-либо иным способом. Сввпповый катод представляет собой змеевик и служит однов[н >и впо для охлаждения электролита. Благодаря лишь ничтожному «брнзовапию мононадсерной кислоты, электролиз можно в<с>п длн«при температурах порядка 30'. Вследствие повыше- ния электропроводности при таких температурах удается снизить напряжение на ваннах.
Электролизер>4 устанавливаются либо на одном уровне, либо в виде каскада, причем как католит, так и анолит протекает через элекгролизеры го значительной ск р оростью. Анолит из первой ячейки перетекает через спивную трубу в анодное пространство следующей ячейки, тогда а °, . к к католит — из катодного пространства предыдущей в кятодное пространство последующей, Из последнего электроличорп электролит выходит с содержанием персульфата, равным 25><)[>, что соответствует количеству активного кислорода 16 г/л, и поступает на дестилляцию.
Добиваться большей концентрации персульфата нецелесообразно, так как последний начинает выкристаллизовываться. Кребс (фр. пат. 782 102) применяет элект ояит, содержащий 5 мол/л >чН<НВО< [390 г (<чН<)а804+ 7-' "'.'й 245 г Нл804) и ведет электролиз до содержания активного кислорода [0 г/л. [В.
В, Стендер и И. Г. горняцкий е приводят следуЮщие данные о балансе напряжения при электролизе кислых растворов сернокислого аммония в ванне с диафрагмой и свинцовыми катодами: 1. Потенциал платинового анода при анодной плотности 05 а/ел<а н 25~ . . . . .. .. . 3 а 2. Потенциал свинцового катода при катодной плотяостн 0,1 а/ела и 25' .. .
. . . . .. 0,95" 3. Падение напряжения в алектролнте [анолнт с 227 г/л сернокнслого аммонвя н 250 г/л серной кислоты 0,56 П->, католнт с 263 г/л сернокнслого аммония н 254 г/л серной кислоты 0.52 0-< на 1 л<л) . . . . . . . . 0,36" 4. Падение напряжения в фарфоровой диафрагме . . 0,24" 5. Падение напряженна на платине,,...
0,04а 6. Падение напряжения на свинце ...... 0,04" 7. Падение напряжения на контактах ..... 0,04 Всего... 4,67 в В работе В. В. Стендера можно найти данные о зависпмог<п потенциалов платины и свинца от температуры и состава з.н ктролита н данные об электропроводиости ~растворов, содгржав«<х серную кислоту, сульфат или персульфат аммония при 15 25 .) При электролизе растворов сульфата или бисулырвта кпдия, вследствие малой растворимости персульфата калии, вскоре наступает пересыщение им электролита, так что уж< и процессе электролиза в растворе появляется муть, вызпвпп:ш кристаллизацией персульфата. Это явление влечет за гобой необходимость частой разборки и чистки электролизера, что <чвешп«г Г>ольшими е [жПХ 10, 999 [1937)).
техиологин пгоизводства НЕВЕОЕ 207' ЛИТЕРАТУРА 206 неудобствами. Поэтому гораздо проще получать электролизом сначала раствор персульфата аммония, а затем обработкой его: сульфатом или бисульфатом калия осаждать трудно растворимый персульфат калия. Этот способ применен Питчем и Адольфом на заводе Электрохемише Верке в Мюнхене (Хельригельскрейт). Подробнее он будет рассмотрен ниже (гл. Х1Ч, стр. 240). Псрсульфат натрия непосредственно электрохимическим путем почти не производится, так как; с одной стороны, он при электролизе получается с очень малым выходом по току, с другой стороны, выделение соли из электролита представляет собой очень сложную задачу. Правда, путем добавки плавиковой или соляной кислот выход по току может быть повышен.а'а Вще больше повышается он при электролизе насыщенного раствора сульфата натрия в крепкой серной кислоте,аят достигая при- МЕРНО 757а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
