Диафрагменный электролизер

Диафрагменный электролизер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ДИАФРАШЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР дпя электролиза раствора хлорида тцелочного металла, содержащий корпус и расположенные в нем анодный и катодный комплекты с .вертикалыалми рабочи-ми поверхностями, токоподводы, непроницаемые перегородки для отвода образующихся при электролизе газов, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии , увеличения выхода продукции с единицы производственной площади, катодный комплект выполнен в виде гребенок , расположенных в несколько горизонтальных рядов по вертикали с общим токоподводоМ, непроницаемее перегородки размещены между каждыми двумя соседними горизонтальными рядами. (Л с СО О) СХ) о 00 J fut.t А

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6808 А (19) (11) 3150 С 25 В 1 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2488369/23-26 (22) 20.05.Л.,: (46) 23.08.83. Бюл. 9 3

:(72) В.М.Зимин, A.Ô.Ìàçàíêî, Г.М.Камарьян, В.В;Максймов, В.С.Бобрин и Е.П.Пшеничная (53) 661.418 ° 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР по заявке Я 1911900/23-26, кл. С 25 В 9/00,19 ° 04.73.

2. Патент QOA 9 3930151, кл. 204-258, 09.05.76 (прототип). (54)(57) 1. ДИАФРММЕННЫИ ЭдЕКТР0ЛИ3ЕР для электролиза раствора хлорида щелочного металла, содержащий корпус и расположенные в нем анодный и катодный комплекты с .вертикальными рабочи-. ми поверхностями, токоподводы, непроницаемые перегородки для отвода образующихся при электролизе газов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнер.гии, увеличения выхода продукции с единицы производственной площади, катодный комплект выполнен в виде гребенок, расположенных в несколько гори..зонтальных рядов по вертикали с общим токоподводом, непроницаемые перегородки размещены между каждыми двумя соседними горизонтальными рядами.

1036808

2. Электролизер по и. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что.анод,ный комплект выполнен секционированным по высоте, секции расположены симметрично от носитель но гребенок катода и непроницаемые перегородки

Изобретение относится к электуохимической промышленнОсти, а именно к процессам электролиза водных раст-. воров хлоридов щелочных металлов с целью получения хлора, водорода и 5 щелочи в диафрагменном электролизере монополярного и биполярного типов.

Известен диафрагменный электроли зер монополярного типа для электроли за водных хлоридов щелочных метал. — . лов с вертикальным расположением рабочих поверхностей. В этом электролизере применена конструкция катодного комплекта с пальцеобразными элементами из сетки в форме гребенки, который состоит из стального корпуса, к которому привариваются каркасы катодных карманов, обтянутые стальной проволочной сеткой.

На сетчатую поверхность катода насасывается асбестовая диафрагма.

Пустотелые аноды, установлеяные в днище электролизера, расположены в промежутках между катодными паль- цами.

Внутреннее пространство катодных элементов в электролизере сообщается между собой, образуя общее катодное пространство, заполненное католитом, а в верхней части — водородом. 30

Анолит, насыщенный хлором, выводится по межэлектродному расстоянию в сепарационное пространство, находящееся под крышкой электролизера $1). 35

Недостатком этой конструкции при достаточно высоком катоде является увеличение расхода электроэнергии для получения продуктов электролиза, так как с увеличением высоты катода 40 растет газонаполнение, вследствие чего увеличивается электросопротивление электролита.

Известен также диафрагменный электролизер для электролиза раствора45 хлорида щелочного металла, содержащий корпус и расположенные в нем пустотелые анодный и катодный компl лект с вертикально расположенными рабочими поверхностями. Ц данной 50 конструкции диафрагма плотно прижата между анодами, образуя чередующиеся анодные и катодные ячейки. На размещены между каждыми двумя соседними секциями.

3. Электролизер по пп 1 и 2, отличающийся тем, что непроницаемые перегородки закреплены наклонно к горизонтали.

1 Я рабочих поверхностях анодов и катодов закреплены наклонные перегородки, благодаря которым идет направленное движение продуктов электролиза. Это улучшает процесс ведения электролиза и не дает возможности газам скапливаться на рабочих поверхностях j21

Недостатком известной конструкции является то, что газовый поток в конечном счете собирается вверху, поэтому увеличение высот рабочих поверхностей ограничен. Это приводит к повышенному расходу электроэнергии и снижает выход продукции с единицы производственной площади.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и увеличение выхода продукции с единицы производственной площади.

Укаэанная цель достигается диафрагменным электролизером для электролиза раствора хлорида щелочного металл-., содержащим корпус и расположенные в нем анодный и катодный комплекты с вертикально расположенными рабочими поверхностями, токопроводами и непроницаемыми перегородками для отвода образующихся при электролизе газов, катодный комплект выполнен в виде гребенок, расположенных в несколько горизонтальных рядов по вертикали с общим токоподво,прм, непроницаемые перегородки размещены между каждыми двумя соседними горизонтальными рядами.

Анодный комплект можно выполнить секционированным по высоте, секции расположены, симметрично относительно гребенок катода и непроницаемые перегородки размещены меж-,. ду каждыми двумя соседними секциями.

Непроницаемые перегородки можно закрепить наклонно к горизонтали

На фиг. 1 схематически изображен монополярный электролизер; на фиг. 2 - разрез А-A на фиг. 1; на фиг. 3 — биполярный электролизер, разрез; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3.

Диафрагменный электролизер монополярного типа БГК-100 содержит корпус 1, катодный комплект 2, анод1 036808 ный комплект 3 и перегородку 4 (фиг. 1).

Катодный комплект 2 содержит стальную катодную основу 5 (фиг, 2) и катодные пальцеобразные элементы

6 из стальной сетки в форме гребенки. Анодный комплект в свою чередь содержит полые титановые аноды 7, выполненные из проточного титанового листа и прикрепленные к анодной основе 8. Рассол подается через штуцер 9. Направление движения потока, рассола в монополярном электролизере показано стрелкой (фиг. 2), Анолит, насыщенный хлоргазом, образованным в межэлектродном пространстве, идет внутрь анодов; подымается в сепаратор и хлор выводится через штуцер 10. Водород из катодных пространств выводится через штуцер 11.

Непроницаемая перегородка 4, выполненная из коррозионностойкого материала, устанавливается между анода.ми 7, отделяя горизонтальные ряды катодных элементов 6 и направляя движение анолита, насыщенного хлоргазом, в анод, как показано стрелкой (фиг. 1).

В случае, котда на секции делится целиком катодный комплект 2 (фиг. 2 ), резко улучшаются условия для насыщения диафрагмы за счет сокращения высоты катода, что увеличивает срок службы диафрагмы.

Биполярный.диафрагменный электролизер (фиг. 3 ) содержит биполярную основу 12, с одной стороны которой закреплены катодные элементы 13, выполненные из стальной сетки в форме гребенки, а с другой — полые титановые аноды 14. Между разрезными катодными пальцеобразными элементами 2, расположенными в несколько рядов по вертикали, и анодами 3 находятся перегородки 15, fIepегородки 15, выполненные из коррозионностойкого материала, можно выполнить наклонно (фиг. 4) для лучшего .отделения газа из межанодного про- странства (показано стрелкой). Хлор поступает в сепаратор и выводится через штуцер 16. Водород собирается в общем катодном пространстве и выводится через штуцер 17 (фиг. 3).

Электролизер работает следующим образом.

Путем принудительного отвода части хлоргаза в межанодное пространство снижаем газонаполнение, что уменьшает удельное сопротивление электроли10 та, снижает падение напряжения в электролите. Кроме того, снижая газонаполнение можно уменьшить межэлектродное расстояние, что также снижает падение напряжения на элект 5 ролизере. A снижение падения напряжения за счет уменьшения удельного сопротивления в электролите, а также уменьшения межэлектродного расстояния ведет к уменьшению расхода элект20 роэнергии.

Л

Применение предлагаемого электролизера с разрезным катодом позволяет снизить газонаполнение в .электролите до 13% по сравнению с газонаполнением в электролиэере ВГК-100 (26%), т.е. в 2 раза. Коэффициент удельного сопротивления электролита снижается от 1,5 до 1,2, т.е. на

25%, а следовательно, есть возможность увеличения плотности, тока в электролите за счет снижения удельного сопротивления и уменьшения межэлектродного расстояния, что ведет к сокращению расхода электроэнергии °

Предлагаемое изобретение дает возможность работать с высокими электродами, увеличивать неограниченно вы ;оту электроДов (монополярные, биполярные, увеличивая йлотность

40 тока). Следовательно, при тех же размерах занимаемых площадей снижаются капитальные затраты на электролиз при увеличении мощности.

Секционная конструкция электроли45 зера, в частности катода, дает возможность улучшить режим насасывания диафрагмы и увеличить срок ее службы на 20%.

10 36808

Фиа2

Рияд

ВНИИПИ Заказ 5948/28 Тираж 643 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4