Графитовый анод для электролиза растворов галогенидов щелочных металлов

Графитовый анод для электролиза растворов галогенидов щелочных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГРАФИТСеЫ И АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА РАСТВОРОВ РАЛОТЕНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий рабочий элемент и токоподвод, отличающийся тем, что, с целью снижения напряжения электролиза и повышения выхода по току, рабочий элемент выполнен в виде дисковой гребенки , концам которой по ее оси придана коническая форма.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 С 25 B ll/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHCNVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3386266/23-26 (22) 29,01.82 (46) 23,10,83, Бюл. % 39 (72) В,В,Романовский (71} Институт ядерной энергетики AH

Белорусской ССР (53) 661,317.729 (088.8) (56) 1, Якименко Л.М. Электродные материалы в прикладной электрохимии.

М., "Химия", 1977, с. 54-66, 264.

2, Якименко Л.М. Эцектроаизеры с твердым катодом. М., "Химия, 1966, с. 136.

3, Якименко Л.М, Получение водорода, кислорода, хлора и щелочей. М„"Химия, 1981, с. 109-137 °

4. Якименко Л.М., Модылевская И.,П», Ткачек З,А, Электрапиз воды, М„"Химия, 1970, с. 126-189.

5, Асташко В.И. и др. Коррозионная стойкость материалов при электролизе щелочных растворов йодида Калия.- Вестник АН БССР, сер, ФЭН, 1981, N. 3, с, 22-25, „.Я0„„1049574 A (54)(57) ГРАФИТОВЫ Й АНОД ДЛЯ

ЭЛЕКТРОЛИЗА РАСТВОРОВ РАЛОТЕНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий рабочий элемент и токоподвод, отличающийся тем, что, с целью снижения напряжения электролиза и повышения выхода по току, рабочий элемент выполнен в виде дисковой гребенки, концам которой по ее оси придана коническая форма.

1О 957

Изобретение относится к электрохими« ческой промышленности и может быть использовано в электролиэерах дпя элект ролиза растворов галогенидов щелочных металлов, в частности в эжктрохимичес ких производствах водорода, .кислорода, хлора и щелочей, а также может найти применение в производстве водорода и кислорода в терм оэлектрохимических, комбинированных циклах разложения воды, например в электролиэерах для электролиза щелочных растворов йодида калия с попучением йодата калия и водорода.

Известны графитовые вертикально расположенные аноды простых геометри- 1» ческих форм, выполненные в виде прямоугольных плит .или стержней круглого или прямоугольного сечения, с верхним токоподводом к плите при помощи одного графи тового токоподводяшего стержня, 2О в которых дпя осуществления контакта между токовоподводяшим стержнем и пли- той применяются различные приемы, такие как резьба, соединение на конус, запрессовка и другие 31 ).

2»

Недостатком этих анодов является необходимость уменьшения размеров анодной плиты, уменьшая тем самым, рабочую поверхность электрода, чтобы прудепредить возможность значительных потерь 30 напряжения в теле графитового анода, Кроме того, неравномерность распределения плотности тока по высоте электрода ведет к неравномерному изнашиванию графитового анода по высоте электро-З» лизера, влияющему на продолжительность тура работы электрода, При верхнем токоподводе верхний конец анода обычно проходит через крышку электролиэера и служит для присоеди- pg нения к нему токоподводящей шине, при этом значительная часть электрода по его длине не используется и при ремонте электропизера выбрасывается, Чтобы снизить эти потери, приходится уменьшать 4» высоту газового пространства элетролизера, а также уплотнять большое число мест прохода электродов через крышку, Известен также графитовый анод для электролиза растворов галогенидов щелочных металлов, включающий рабочий элемент и токоподвод f2 ), Недостатками известного графитового анода являются высокое напряжение электролиза и значительные потери полу- »» чающихся на аноде продуктов вследствие неравномерного распределения плотности тока по поверхности анода.

Пель изобретения - снижение напряжения элек.тролиэа и повышение выхода по току, Поставленная цель достигается тем, что у графитового анода для электролиза растворов галогенидов щелочных металлов, включающего рабочий элемент и токопод вод, рабочий элемент выполнен в виде дисковой гребенки, концам которой по ее оси придана коническая форма.

Предлагаемая конструкция снижает потери напряжения в месте контакта между токоподводяшими стержнями и непосредственно электродом, уменьшает потери напряжения в теле графитового анода эа счет применения боковых токоподводов, а при использовании ее в аппарате под давлением вследвствие снижения степени газонаполнения в межэлектродном пространстве в целом обеспечивает более равномерное распределение плотности тока по высоте анода, что снижает рабочее напряжение на ячейке электропизера, повышает выход по току и увеличивает продолжительность тура работы анода, На чертеже изображен предлагаемый графитовый анод, продольный разрез.

Графитовый анод содержит анод 1,токоподводы 2 и токоподводящие шины 3.

Токоподводы 2 являются концевыми осевыми продолжениями анода 1, к которым подсоединены токоподводящие шины 3 посредством впайки металлического стержня и подсоединения гибкого проводника на конусной клемме. Возможны и иные варианты подвода тока к токоподводу: впайка гибкого проводника в графитовый стержень, резьбовой контакт металлического стержня и графита, подсоединения гибкого проводника хомутом и другие, При этом для улучшения контакта используются металлизация поверхности контакта графитового анода, лужение металлических вставок и заливка мест контакта сплавами свинца и висмута, запрессовка металлических стержней в графите электропроводной массой из металлического порошка с полимерными связующими или пластичным графитом.

Причем, для устранения попадания анапита в места контакта металлических проводников с графитом обеспечивается полная непроницаемость графитовых токоподводов анолитом, что достигается при помощи пропитки концевых осевых частей анода различными связующими материалами с последующей термообработкой и другими способами, 1049574

Проведение пропитки токоподводов и придание им конической формы одновремен но обеспечивает уплотнение мест прохода графитового анода через боковые стенки алектропизера. 5

В настоящее время в опытно-лабора.,торных установках при электрапизе растворов галогенидов щелочных металлов, например, при электрапиэе щелочных растворов йодида калии с получением йодата, 10 капия и водорода, применяются электропизеры фильтр-прессного типа (ФР,ЭФ,СЗУ) с биполярным включением электродов беэ диафрагмы, что вызвано отсутствием необходимости разделения катодного и анод- 15 ного пространства, так как газообразным продуктом электропиэа является пишь. водород. Бипопярные электроды включают сплошной основной лист электрода (спушаший одновременно перегородкой между 20 соседними ячейками), к которому на анкерах при помощи электрозаклепок или иным способом крепятся выносной окисный рутениевотитановый анод (ОРТА) и никелевый катодный лист с перфорацией 25

Сз) и C4).

Однако в щелочных средах при электрохимическом процессе окисления йодида калия ОРТА обладает низкой коррозионяой стойкостью и единственно коррозионностойким, относительно недорогостоящим материапом для применения в качестве анода является графит P5g .

Таким образом, графитовый анод с токоподводами предлагаемой геометрической формы позволяет увеличить удельную объемную энергонапряженность ячейки электропизера, повысив производитепьность аппарата на единицу объема, понизив тем самым массогабаритные параметры электропизера определенной производительности, применить анод в аппаратах под давлением, уменьшить потери напряжения при контакте токоподводов с анодом на несколько десятков . милливопьт в зависимости or вепичины переходного сопротивпения нагрузки; повысить выход по току и снизить напряжение на ячейке электролиэера эа счет божее равномерного распределения плотности гока по высоте анода, а также увеличить npo-eeascaeameeocra тура работы анода.

Редактор Г,Беэвершенко Техред Ж.Кастелевич Корректор Л,Патей

Заказ 8366/29 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Руашская наб„д. 4/5

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