Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
1 — поваренная соль; 2 — хлорат на-трия; 3 — гипохлорит.
0,25 0,5 0,75
Степень превращения
NaCl 6 NaClO3
ifi
Рис. 7-9. Изменение выхода по току хлората натрия при периодическом электролизе:
1 — общее окисление на аноде; 2 — выход хлората натрия по току.
Смееь растворов хлората и хлорида натрия направляют на переработку для выделения чистого хлората натрия. Переработка заключается в разрушении активного хлора в растворах, очистке растворов от взвесей графитовой пыли (при применении графитовых электродов) и выделении хлората натрия.
Растворы хлорид-хлоратных щелоков поступают на выпаривание. При концентрировании растворов частично выпадает и отделяется в виде кристаллов NaGl, а раствор далее подается в кристаллизаторы, где при охлаждении выделяются кристаллы NaGlO3.
Непрерывная охема с выпаркой
Неудобства периодической схемы общеизвестны, поэтому предложены разнообразные варианты непрерывных схем производства хлората натрия. В настоящее время в производстве хлората натрия используются почти исключительно различные варианты непрерывной схемы электролитического окисления NaGl в NaClO3.
Поскольку с ростом концентрации хлората и соответственно при снижении концентраций хлорида ухудшается выход по току, работу электролизеров организуют по каскадной схеме. Для этого
25 Заназ 843
385
несколько электролизеров включаются последовательно по току электролита, и для каждого электролизера каскада устанавливаются стационарные значения концентрации NaCl и NaClO3 и соответствующие этим концентрациям значения выхода по току и других электрохимических параметров процесса.
С увеличением числа ступеней каскада суммарный выход по току возрастает, приближаясь к максимальному, который получают при периодическом процессе электролиза. Практически значительный рост суммарного выхода по току наблюдается для числа электролизеров в каскаде 4—6, так как при дальнейшем увеличении числа электролизеров в каскаде повышение суммарного выхода по току невелико. 1
Для поддержания оптимального значения рН в электролизеры каскада подают необходимое количество соляной кислоты.
Имеются предложения по созданию конструкции многосекционных электролизеров с внутренним каскадом на пути движения электролита [80].
В зависимости от условий выделения кристаллов хлората натрия различают две технологические схемы производства. В первой схеме электролизу подвергается исходный раствор поваренной соли и из последнего электролизера каскада получают смешанный раствор хлората натрия концентрацией около 350—370 г/л и хлорида натрия концентрацией около 100—120 г/л. Для выделения хлората натрия из такого раствора его после разрушения активного хлора и отделения от графитового шлама концентрируют в выпарных аппаратах до содержания 850—950 г/л хлората натрия. При этом основная часть NaCl выпадает в виде кристаллов, которые отделяются на центрифугах от маточника и возвращаются вновь в производство для приготовления исходного раствора, поступающего на электролиз. Концентрированные растворы хлората натрия после отделения кристаллов NaCl поступают на кристаллизацию, которая проводится в вакуумных кристаллизаторах с охлаждением раствора за счет испарения влаги под вакуумом или в кристаллизаторах, охлаждаемых водой или холодильными растворами.
Кристаллы хлората натрия отделяются на центрифуге и маточник возвращается вновь в цикл.
По такой схеме на кристаллизацию поступает концентрированный раствор хлората натрия и кристаллизация может быть проведена без использования холодильной установки.
По второй схеме производство хлората натрия осуществляется без выпарки растворов. Концентрация хлората в выходящих из электролизеров- щелочах составляет примерно 500—550 г/л, поэтому для кристаллизации хлората требуются низкие температуры, получаемые с помощью холодильной установки. Маточные растворы после отделения кристаллов хлората натрия содержат примерно 200— 250 г/л хлората и 100—120 г/л NaCl. Их донасыщают поваренной солью и после корректировки значения рН и концентрации хромата падают на питание каскада хлоратных электролизеров.
386 1 '
\
Приведенные выше две схемы выделения кристаллов хлората натрия имеют много различных вариантов, используемых в промышленности.
Рис. 7-10. Технологическая схема производства хлората натрия с применение^ выпарки:
1 — бак для приготовления и очистки исходного электролита; 2 — фильтр для электролита; 3 — насос; 4 — напорный бак для электролита; 5 — электролизеры; б — сборный бак электролита; 7 — аппарат для окончательного дехлорирования электролита; 8 — второй корпус выпарки; 9 — первый корпус выпарки; 10 — фильтры для отделения NaGl; 11 — фильтр для упаренного раствора; 12 — приемник упаренных щелоков; із — кристаллизатор; 14 — паро-вакуумная установка; 15 — фильтр для хлората натрия; 16 — сборник маточника; 17 — бункер для соли; 18 — сушилки хлората натрия; 19 — колонка для отмывки водорода от хлора; 20 — колонка для промывки водорода водой; 21 — вентилятор для водорода; 22 — контактный аппарат; 23 — холодильник; 24 — компрессор.
