5.2. Принципиальная схема электролиза с ртутным катодом.

На рисунке (Рис. 28) представлена принципиальная схема электролиза хлорида натрия в электролизёре с ртутным катодом.

Ванна состоит из двух отдельных аппаратов:

– электролизёр I, в котором образуется хлор и амальгама;

– разлагатель II, где происходит разложение амальгамы горячей водой с образованием водорода, концентрированного раствора каустической соды и ртути.

Ртуть по наклонному дну тонким слоем непрерывно течёт в направлении, указанном стрелкой. В электролизёре над ртутью расположены графитовые аноды.

Рис. 28. Принципиальная схема электролиза

с ртутным катодом.

I – электролизер; II – разлагатель. 1 – графитовый анод; 2– ртутный (жидкий) катод; 3– насос для перекачивания ртути.

Описание схемы.

Предварительно очищенный рассол, содержащий 308 – 310 г/дм³ NaCl непрерывно поступает в электролизёр. В процессе электролиза часть поваренной соли разлагается, а отработанный рассол вытекает из электролизёра.

Образующийся хлор отводится в хлорный коллектор. По мере движения по наклонному дну электролизёра ртуть постепенно обогащается натрием, который образовался за счёт разряжения ионов натрия на катоде.

На выходе из электролизёра содержание натрия в амальгаме составляет 0,10 – 0,25 %.

В разлагатель подаётся чистая горячая вода, которая взаимодействует с амальгамой. В разлагателе амальгама течёт по наклонному дну в направлении, противоположном направлению в электролизёре.В разлагателе уложены графитовые плиты или индеферентный катод. Это способствует снижению перенапряжения водорода на ртути, следовательно, ускоряет разложение амальгамы.

Содержание натрия в амальгаме снижается в процессе разложения до тысячных долей процента.

Регенерированная ртуть подаётся насосом 3 в электролизёр. Из разлагателя отводится чистый концентрированный раствор щёлочи, 50 %-я каустическая сода, представляющая собой товарный продукт.

Водород удаляется в цеховой коллектор.

6.Техника безопасности в производстве хлора и щелочей.

Необходимо учитывать следующие свойства продуктов электролиза.

• Взрывоопасность смесей водорода и хлора (предел взрываемости 4 – 96 % Н₂), а также водорода и воздуха (предел взрываемости 4,1 – 74,2 % Н₂ в воздухе и 4,65 – 93,9 % Н₂ в кислороде).

• Токсичность хлора (ПДК хлора в рабочей зоне помещении 0,001мг/дм₃).

• Раздражающее и обжигающее действие щёлочи на кожу и слизистую оболочку.

• Свойства веществ, применяемых для очистки и осушки газообразного хлора (HCl, H₂SO₄, Na₂CO₃ и др.).

• Возможность поражения электрическим током (в порядке должна быть изоляция, присутствовать заземление, быть в наличие резиновые перчатки и т.д.).

• Производства с ртутным катодом представляют особую опасность (ПДК ртути в воздухе 0,01 мг/м³ или 0,00001 мг/ дм³, кроме того, ртуть обладает кумулятивным действием).

Для безопасного ведения процесса требуется соблюдать следующие требования.

• Необходима тщательная герметизация аппаратуры и трубопроводов, создание вакуума, мощная приточно-вытяжная вентиляция, а также естественная вентиляция.

• У работающего персонала должны быть личные противогазы, а также неприкосновенный запас противогазов и респираторов.

• Противопожарные средства должны быть в порядке.

• Производство хлора относится к категории А, поэтому электрооборудование и осветители выполняются только во взрывобезопасном исполнении.