Die Geschichte der Entwicklung von elektrochemischen Verfahren zur Herstellung von Chlor und Natronlauge. Teil 2

Das Prinzip der zweiten elektrochemischen Verfahren zur Chlor und Ätznatron in elektrolytischen Quecksilberkathode Herstellung ist wie folgt. Wenn auf einer Quecksilberkathode Elektrolysezelle arbeitet metallisches Natrium bilden Natriumamalgam zugeordnet. An der Anode der Regel aus-syaizgrafita veröffentlichte Chlor. In einer separaten Vorrichtung Amalgam mit Wasser zerlegt, wodurch eine Lösung von Natronlauge und Wasserstoff, und Isolierung von reinem Quecksilber bildet, wird in den Produktionsprozess wiederverwendet.

Die Idee des Verfahrens mit einer Quecksilberkathode setzen zu Beginn der 80er Jahre des XIX Jahrhunderts nach vorn. Russische Wissenschaftler AP Behinderungen und Vladimir Tikhomirov. Der Kern seiner Erfindung mit der Zeichnung der Zelle in dem Artikel "Einige Anwendungen der dynamo-elektrischen Maschinen" beschrieben sind, für 1883 in der 27. Ausgabe der Zeitschrift "Technology" veröffentlicht, aber sie hatte keine Privilegien auf dem von ihnen vorgeschlagen, die, wie sich herausstellte, dazu bestimmt war, eine wichtige praktische spielen Rolle in der industriellen elektrolytischen Chlor.

Daher kann mit dem Quecksilber-Verfahren beginnen, sind amerikanische Patente G. Kastner und Dr. Karl Kellner, im Zusammenhang mit den frühen 90-er Jahren des XIX Jahrhunderts. Sowohl der Erfinder hat eine Reihe von Patenten. Filed PP Fedoteva, die wichtigste war die Erfindung von Kastner, im Jahre 1892 in England patentiert und in anderen Ländern. Tripatenta, von denen zwei bis 1892 beziehen und ein im Jahre 1895, gehören zu dem Kellner. 1895 sind die ersten großen Experimente Kastner auf den Umsetzungsprozess im Werk in Aldeburgh (England).

Das beschriebene Verfahren mit einer Quecksilberkathode in dem Ende des XIX eingebettet - Anfang XX Jahrhunderts. bei einer Anzahl von Pflanzen, die so genannte Verfahren Kastner-Kellner. Der erste Erfinder einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung der Design-Elektrolyse-Anlage gemacht, die zweite das Problem der Zersetzung von Alkaliamalgam zu lösen.

Es gibt auch Vorschläge von anderen Erfindern und Verfahren zur durch Elektrolyse von Natrium- und Kaliumchloriden Chlor und Ätznatron produzieren. Sie sind jedoch in einem gewissen Ausmaß überlappend mit der Erfindung Kastner und Kellner oder weniger wirksam sind.

Auf dem europäischen Kontinent Privilegien Kastner und Kellner nahm Besitz von der Gesellschaft «Solvay», die eine Reihe von wichtigen Verbesserungen der Prozess besitzt. Trotz der Tatsache, dass die Grundlage des Verfahrens der Erfindung liegen Kastner und Kellner, hatte es die ursprünglichen Änderungen, trug zu seiner weiten Verbreitung. Prinzip der Anlage, der Firma patentierte «Solvay» (russische Franchise), ist wie folgt. Die Zelle wird in einem rechteckigen Wanne gebildet. Der Boden des Bades kann horizontal oder geneigt sein, aber in einem solchen Winkel, dass es immer mit Quecksilber bedeckt ist.

Quecksilber ist mit einem Trichter in die Wanne durch ein Rohr gegossen. Alkaline Amalgams wird durch das untere Rohr abgelassen und die gegenüberliegende Seite gesteuert wird, so daß das Amalgam aus der Oberflächenschicht entfernt wird. Eine Lösung von Natriumchlorid, über dem Quecksilber befindet sich in das Bad aus dem rechten Rohr zugeführt und durch das Rohr von der gegenüberliegenden Seite aus dem Bad sie zurückgezogen wird. Das Ergebnis ist eine kontinuierliche Flüssigkeitsbewegung, kräftig die gesamte Oberfläche des Quecksilbers und den Anoden zu waschen.

Ein bemerkenswertes Merkmal der beschriebenen Systeme - die Verwendung von zwei Schichten mit unterschiedlichen Elektrolytkonzentrationen. Mit Quecksilber direkt kontaktieren, die am stärksten konzentrierten Schicht mit der höchsten Dichte. Oberhalb dieser Schicht ist eine Schicht, schlechtere Salz, das die Anoden sind. Im Betrieb nicht mischen die beiden Schichten, wie das Quecksilber aus den Gasen nicht getrennt sind. Untere dichte Schicht aus Salzlösung ist eine Art Membran. Diese Lösung wurde ständig in Kontakt mit Quecksilber und ist mit gesättigtem Chlor nicht gemischten "Anodenflüssigkeit." Diese dickere Schicht wird mit Chlor gesättigt. Die Konzentration beider Schichten Salzlösung während der Elektrolyse konstant gehalten wird. Die sich ergebende chloro auf der Empfängerröhre angezeigt, und Amalgam tritt in die Vorrichtung, in der es in Natronlauge, Wasserstoff und Quecksilber verarbeitet wird.

Die erste Elektrolyse mit Quecksilberkathode wurden in der Fabrik ist die Firma «Deutsche Solvay Werke» in Osternienburge (elektrische Leistung von 1000 PS) festgelegt, die in 1896-1897 gegründet wurde. 1897 gehören die Inbetriebnahme der Anlage in Belgien (1 Tausend. Hp). Ab 1903 bestand die größte Produktion von Elektrolyt Chlor in England im Werk «Castner - Kellner Alkali G °» (. 4000 PS) und in den Vereinigten Staaten bei der Firma «Elektrolytische C ^0" (6000 PS. Niagara Falls.). Als Kellner arbeitete er Fabrik in Österreich-Ungarn (1 Tausend. HP), Herstellung von Natriumhydroxid und Tünche. In Rheinfelden bestand es die Produktion von Ätznatron Quecksilbermethode für die zur Verarbeitung in einem Verfahren zur Herstellung von metallischem Natrium Kastner (1800 kW). Mercury Prozess Chlor und Natriumhydroxid zur Herstellung wurden Anfang XX verwendet. und in Italien.

In Russland ist die Elektrolyse von Salz auf Pflanzen mit Quecksilberkathode wurde 1900 an der Lisischansk Anlage durchgeführt. Die Anlage Lyubimov, Solvay und K ⁰ (v. Bahnübergang) verwendet Bad mit einer Quecksilberkathode (Solvay-Kellner - System). Die Anlage hatte eine Kapazität von 3000. KWh Energie pro Jahr und etwa 5.000. Tonnen Natronlauge und 3,7 Tsd. Tonnen Chlor erzeugt, bis 11000 entspricht. Tonnen von Bleichmittel.

Das Verfahren mit der Glocke hat seinen Ursprung aus den Ideen von Beinn von ihnen gemacht im Jahre 1896, die Möglichkeit der Durchführung der Herstellung von Chlor und Lauge ohne Membran spezielle Anoden- und Kathodenprodukte der Elektrolyse zu trennen. Der Erfinder hat ihren Vorschlag das Prinzip der Elektrolyse in dem U-förmigen Rohr basiert, in einer der Stämme, die Anode verringert, und in einem anderen - die Kathode. Gebildet in der Anode und der Kathodenröhre Stämme Elektrolyseprodukte nicht mischen.

Durch die Übergabe wird ein Strom in der Kathodenknie Ätzalkali und Wasserstoff gebildet, die es nicht sind vzmuchivaya Elektrolyt steigt zugrunde liegen. In einem anderen Knie frei Chlor. Die alkalische Lösung Kathoden Knie wegen der größeren Dichte im Vergleich zu der Elektrolytlösung abgesenkt und füllt allmählich die Knie. Als Ergebnis wird die Grenze um die Kathoden- und Anodenschichten trennt, näher an der Anode. Wenn jedoch eine Zwangsströmung zur Anode und frischer Elektrolyt herzustellen Entfernung von alkalischen Lösung an der Kathode mit einer Geschwindigkeit, um sicherzustellen, eine "neutrale Ebene" in der gleichen Position zu halten, kann das Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden.

Im Jahr 1898 patentiert das Unternehmen «Oesterreichischer Verein für chemische und METALLUR-gische Produktion» in Aussig Elektrolyseverfahren mit einer Glocke. Installation des Bades wurde in einem glocken Elektrolyt aus nicht-leitendem Material einen elektrischen Strom verringert. An der Spitze der Glocke besaß Anode, und es ist etwas höher - Kathode. Um die Anode während des Betriebs kontinuierlich zugeführt frischer Elektrolyt. Gleichzeitig wurde unter der Glocke aus Chlor hergestellt zugeordnet, aus dem Kathodenraum und der alkalischen Lösung entfernt. Der Prozess der Elektrolyse mit einer Glocke wurde in der Berichtsperiode in sehr begrenztem Umfang verwendet, und wurde in der Folge als nicht ausreichend effizient aufgegeben.

Jedes dieser Verfahren hat seine Vorteile und Nachteile. Somit erfordert die Membran Elektrolyse weniger Investitionen in die Organisation der Produktion und damit ermöglicht, eine billigere Chlor und Natronlauge zu erhalten. Quecksilberkathode Verfahren erzeugt Ätznatron von sehr hoher Reinheit, aber die Verluste von Quecksilber umweltbelastend. Bei beiden Verfahren von 1 Tonne Chlor ist 1,12 m Natriumhydroxid auf.

Beschrieben elektrochemischen Methoden haben unter dem Einfluss der starken Nachfrage nach Ätznatron boomenden chemischen Industrie entstanden. Chlor in der ersten Zeit als ein Nebenprodukt.

In Chlor hat das Produktionswachstum stark die Entwicklung der Anfang des XX Jahrhunderts beeinflusst. Methoden der Chlorverflüssigung und Lagerung. Dieser Umstand hat die technischen Voraussetzungen für den Einsatz deutscher große Reserven von flüssigem Chlor im Ersten Weltkrieg als Würgen Mittel erstellt. Deutschland, das eine Gas-Krieg mit einer starken Chlorindustrie ins Leben gerufen, seine Fabriken wurden mit einer Vielzahl von großen Chlor-Elektrolyse-Anlage ausgestattet.

Im Jahr 1917 hat die russische chemische Industrie zwölf Chlor Geschäfte, von denen sieben Chlor neue elektrolytische Verfahren ausgearbeitet und fünf - chemische (Salzsäure).

Bis zum Ende des 20-er Jahren in der Welt der Chlorproduktion erreichte eine große Zahl - 370.000 Tonnen ..

Shukhardin S. "Technologie in seiner historischen Entwicklung"