книги / Справочник по производству хлора, каустической соды и основных хлорпродуктов

Только в цехах электролиза с ртутным катодом ведут иногда очистку рассолов от сульфатов с применением хлористого бария. При высоком содержании сульфатов в рассоле используют каль­ циевый способ очистки, т. е. осаждение сульфатов в виде C aS04. Однако, вследствие сравнительно высокой растворимости C aS04 в рассоле, увеличивается расход кальцинированной соды на по­ следующую очистку рассола от кальция.

При использовании электролизеров с диафрагмой требуется тщательная очистка рассола от солей кальция. В цехах электроли­ за с ртутным катодом иногда применяют только частичную очистку рассола от солей кальция, допуская его содержание до 1 г/л.

Для рассола, используемого в цехах электролиза с ртутным катодом, ограничивается содержание амальгамных ядов п прежде всего хрома, ванадия, молибдена, титана, железа. Суммарное ко­ личество амальгамных ядов характеризуется амальгамной пробой рассола.

11-2. Примерные требования к очищенному рассолу в производстве хлора и каустической соды

Затраты химикатов на очистку рассола могут сильно изменять­ ся в зависимости от химического состава соли и применяемой для растворения воды.

3. ОТДЕЛЕНИЕ ДИАФРАГМЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА

На рис. 11-9 приведена схема отделения электролиза с диаф­ рагмой. В последнее время вместо монополярных электролизеров, показанных на схеме, за рубежом все шире начинают применять биполярные электролизеры. Как в моно-, так и в биполярных элек­ тролизерах графитовые аноды начинают заменяться малоизндшиваемыми титановыми анодами с активным слоем на екчтне лпуокиси рутения.

32

Рис. 11-9. Схема отделения электролиза с диафрагмой:

И-З. Примерные показатели технологического режима в производстве хлора и каустической соды электролизом водных растворов поваренной соли

по методу электролиза с диафрагмой

Для изготовления диафрагм применяется асбест хризотиловый, физико-техническая характеристика которого приведена ниже:

жесткой текстуры; ДВ — длинноволокнистый жесткой текстуры; Ж — жесткой текстуры; П—по-

34

Технические показатели осажденной асбестовой диафрагмы

*По отношению к слою чистого электролита.

Всовременных электролизерах используется преимущественно осажденная диафрагма. Схема установки для получения осажден-

Сжат ый Асэдух

нон диафрагмы приведена на рис. II-10. Для электролизеров с ме­ таллическими анодами и высокой плотностью тока предложена асбестовая диафрагма с добавками латекса.

4. ОТДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА С РТУТНЫМ КАТОДОМ

На рис. II-11 приведена схема работы отделения с донасыщением анолита чистой поваренной солью без дехлорирования всего потока циркулирующего анолита. Для удаления постепенно накап­ ливающихся в рассольном цикле загрязнений часть анолита отво-

дится для дехлорирования и последующей очистки по схеме, по­ казанной на рис. 11-12.

Применяются также схемы, в которых весь поток анолита под­ кисляется соляной кислотой и подвергается вакуумированию для удаления основного количества хлора. Остатки хлора из анолита

Рис. П-13. Схема отделения электролиза с ртутным катодом при работе на природной поваренной соли:

удаляют иногда отдувкой воздухом или обработкой химическими реагентами (преимущественно сульфидом натрия).

После донасыщения анолита природной солью необходима очистка всего циркулирующего анолита, и весь его поток обычно подвергается дехлорированию. Примерная схема производства при работе на природной соли показана на рис. П-13. Введение стадии дехлорирования анолита позволяет снизить требования к герме­ тичности и коррозионной защите аппаратуры и коммуникаций на стадиях донасыщения и очистки анолита.

37

11-6. Примерные показатели технологического режима в производстве хлора и каустической соды электролизом с ртутным катодом

5. ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ХЛОРА И ВОДОРОДА

Хлор охлаждают, тщательно сушат и компримируют для пода­ чи потребителям под необходимым давлением. В осушенном хлоре содержание влаги не должно превышать 0,04% (масс.). Для боль­ шинства потребителей требуется хлор с содержанием влаги не бо­ лее 50— 100 мг/м3. На рис. 11-14 показана примерная схема охлаж­ дения, сушки и компримирования хлора.

В последнее время вместо водяных холодильников смешения стали применять поверхностные титановые холодильники. Охлаж­ дение хлора осуществляют также в холодильниках смешения без рециркуляции охлаждающей воды. Кроме отпарки хлора, для де­ хлорирования воду дополнительно пропускают иногда через аппара­ ты с кусковой графитовой насадкой. Применяют также химиче­ ское обезвреживание хлорной воды. При использовании хлорных компрессоров с заполнением или смазкой серной кислотой хлор на выходе из компрессора обычно фильтруют.

38

Водород из электролизеров с диафрагмой охлаждают в водя­ ных холодильниках смешения и, в случае необходимости, сушат серной кислотой или удаляют влагу с помощью сорбентов типа цеолита. Водород из отделений электролиза с ртутным катодом очищают от паров ртути. Схема очистки водорода промывкой анолитом приведена на рис. II-15.

Рис. 11-15. Схема охлаждения, очистки от ртути и компримирования водорода:

Предложены также схемы очистки водорода от ртути глубоким охлаждением водорода или путем поглощения паров ртути тверды­ ми или жидкими поглотителями.

6. ВЫПАРКА э л е к т р о л и т и ч е с к и х щ е л о к о в ,

ПЛАВКА КАУСТИКА И ВЫВОД СУЛЬФАТОВ ИЗ РАССОЛЬНОГО ЦИКЛА

Применяются различные схемы выпарки электролитических щелоков. На рис. Н-16 приведена широко используемая в нашей стране двухстадийная схема выпарки с тремя ступенями на пер­ вой стадии. При давлении пара ниже 7 кгс/см2 (~ 0 ,7 МПа) при­ меняют схемы с меньшим числом ступеней. Примерная схема одно­ стадийной выпарки электролитических щелоков приведена на рис. 11-17.

Сульфат из производственного цикла можно выводить в отделе­ ние выпарки в виде обогащенного сульфатами раствора поварен­ ной соли, выщелачивая Na2S 0 4 из обратной соли на последних ступенях выпарной схемы. Такие рассолы можно применять на установках химической очистки воды для регенерации катионитовых фильтров. Для очистки от сульфатов можно использовать так­ же изменение растворимости сульфата при различной температуре п выделять сульфат в виде твердой соли при нагревании или ох­ лаждении обогащенных сульфатом растворов. При выводе суль-

40