Студопедия — Виробництво хлору, водню та їдкого натру
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Виробництво хлору, водню та їдкого натру






Для виробництва хлору, водню та їдкого натру використову­ють водні розчини хлориду натрію (NaCl).

Чистий хлорид натрію — безбарвна кришталева речовина гу­стиною 2160 кг/м , яка добре розчиняється у воді. У природі хло­рид натрію міститься в соляних озерах, у вигляді підземних роз­солів, а також у твердому стані.

Хлор, водень та їдкий натр отримують електролізом водних розчинів хлориду натрію. Електроліз проводять в електролізе-рах. Основними складовими електролізерів є ванна, електроди, діафрагма чи мембрана.

Катоди виготовляють із заліза або ртуті; аноди — з графіту. За­лежно від вибору електролізера є три способи виробництва хлору, водню та їдкого натру: діафрагмовий, ртутний і мембранний.

При діафрагмовому способі в анодний простір ванни пода­ють розчин хлориду натрію. У водному розчині хлориду натрію між іонами натрію, хлору, водню та гідроксилу з одного боку, і молекулами хлориду натрію з іншого, існує рівновага:

; .

Під час проходження стального електричного стуму через вод­ний розчин NaCl послідовність розрідження цих іонів визначається насамперед значенням та співвідношенням їх електронних по­тенціалів. Відновлення іонів натрію на твердому залізному катоді неможливе, оскільки потенціал цього процесу має від'ємне значен­ня і дорівнює — 2,71 В, тому на катоді утвориться водень, потенці­ал розрядження якого за таких самих умов становить — 0,415 В:

#.

Іони Na і ОН , які залишились у розчині, у катодному про­сторі утворюють їдкий натр (NaOH):

Na + ОН > NaOH.

На аноді розряджаються іони хлору і виділяється хлор:

#.

Таким чином, у процесі електролізу водних розчинів хлориду натрію отримують хлор і водень у вигляді розчину.

Під час електролізу водного розчину хлориду натрію відбу­вається ряд побічних процесів, які спричинюють зниження якості

продукції, зайві витрати енергії. Для запобігання виникненню побічних процесів І змішуванню продукції електролізу катодний і анодний простори розділяють діафрагмою, виготовленою з пре­сованого азбесту. В електролізерній ванні діафрагми розміщують горизонтально та вертикально. Діафрагму щільно припасовують до катода. Отриманий їдкий натр забруднений хлоридом натрію (2-4%) та іншими домішками.

Для отримання дуже чистого їдкого натру використовують ртутний спосіб. У ході ртутного способу виробництва хлору, водню та їдкого натру катод виготовляють із ртуті (Hg).

Агрегат, в якому проводять електроліз, складається з елект­ролізера у ванні якого міститься водний розчин хлориду натрію та розкладача — ванни з водою. В електролізері на ртутному катоді розряджаються іона натрію, а не водню, оскільки потенціал розря­дження іона натрію дорівнює -1,2 В, а іона водню -1,7...-1,85 В.

На аноді розряджаються іони хлору:

#.

Йони натрію розряджаються на ртутному катоді з утворен­ням амальгами

Na-nHg:

.

Амальгама з електролізерної ванни надходить до ванни, де взаємодіє з водою. Внаслідок взаємодії з водою утворюються їдкий, натр, водень І ртуть:

.

Водень І їдкий натр випускають із ванни І подають на пере­роблення, а потім до споживача. Ртуть повертається знову в еле-ктролізер.

їдкий натр, отриманий ртутним способом, якісніший і кон-центрованіший, ніж діафрагмовим. Саме тому незважаючи на ве­ликі капітальні затрати, а вони на (50...70)% перевищують затра­ти на створення такої самої потужності діафрагмовим способом, ртутний спосіб зараз застосовується частіше. Головним спожива­чем якіснішого їдкого натру є виробництво штучних волокон.

При мембранному способі виробництва хлору, водню та їдкого натру використовують електролізер, в якому анод і катод відділені один від одного "глухою стіною" — іонообмінною мем­браною. Жодна молекула газу або рідини не може проникнути крізь неї — мембрана налаштована тільки на іони. Варто лише створити навколо мембрани електричне поле, як вона зразу по­чинає працювати: відкриє прохід іонам натрію, а іони хлору за-

тримає. Внаслідок цього хлор виділяється на аноді, водень — на катоді, у розчині залишається їдкий натр, який концентрують і відправляють до споживача. Отримана продукція є дуже чистою. Спрощену схему технологічна система виробництва хлору, водню та їдкого натру можна уявити так: вона складається з п'яти елементів. Хлорид натрію розчиняють у воді у ванні. Отри­маний розчин в очиснику очищають від іонів кальцію та магнію. Для цього до водного розчину NaCl додають соду та вапно. Внаслідок взаємодії домішки осідають на дно, а розчин NaCl че­рез фільтр надходить до ванни для нейтралізації лугу. Очищений розчин переходить до теплообмінників, де нагрівається до темпе­ратури 90 °С і подається до подається до електроліз єрів для про­ходження електролізерах, їдкий натр збирається у збирачах, звідки надходить на концентрування. Хлор збирають у збирачі, звідки подають на охолодження та висушування. Водень без очи­щення направляють споживачам.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 1593. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...

Значення творчості Г.Сковороди для розвитку української культури Важливий внесок в історію всієї духовної культури українського народу та її барокової літературно-філософської традиції зробив, зокрема, Григорій Савич Сковорода (1722—1794 pp...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Менадиона натрия бисульфит (Викасол) Групповая принадлежность •Синтетический аналог витамина K, жирорастворимый, коагулянт...

Разновидности сальников для насосов и правильный уход за ними   Сальники, используемые в насосном оборудовании, служат для герметизации пространства образованного кожухом и рабочим валом, выходящим через корпус наружу...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия