Биполярный электрод
Иллюстрации
Реферат
Настоящее изобретение относится к конструкции биполярных электродов , включающих основу 1, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей горячей прокаткой, причем биполярный, электрод снабжен выносным анодом 5 из титанового сечного листа, покрытого слоем окислов металлов платиновой группы, соединенного титановым кронштейном 4 с титановым листом основы 1 и выносным катодом 7, выполненным из железного просечного листа, соединенного с жепезным листом основы. 2 ил. -. «g СУ) сн h -ВUi.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„$0„„1291 2
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
М фиВ . I
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 2177557/23-26 (22) 08.10.75 (31) 116695/74 (32) 09.10.74 (33) ЛР (46) 15.02,87. Бюл. Ф 6 (71) Асахи Касеи Когио Кабусики
Кайся (Jp) (72) Маоми Секо, Синсаку Огава, Нобуо Адзики и Мунео Есида (JP) (53) 621.317.729 (088.8) (56) Патент Японии У 48-43270, кл. 13(7), П 13, опублик. 18. 12.73. (51)4 С 25 В 11/02 // С 25 В 1/46 (54) БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОД (57) Настоящее изобретение относится к конструкции биполярных электродов, включающих основу 1, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей горячей прокаткой, причем биполярный электрод снабжен выносным анодом 5 иэ титанового проосечного листа, покрытого слоем окислов металлов платиновой группы, соединенного титановым кронщтейном 4 с титановым листом основы 1 и выносным катодом 7, выполненным из железного просечного листа соединенного с жеФ
С2 пезным листом основы. 2 ил. е
1 1
Изобретение относится к биполярным электродам, используемым в конструкциях электролизеров для получения хлора и щелочи.
Цель изобретения — увеличение срака службы электрода за счет наводороживания титана, На фиг.1 изображен биполярный электрод, поперечное сечение» на фиг.2 — та же, общий вид, данный са стороны анода.
Основа 1 биполярного электрода выполнена из титанового листа 2 и железного листа-3 соединенных между собой взрывным способом с последующей горячей прокаткой. К основе 7 при помощи титанового .кронштейна 4 крепится выносной анод 5 из титанового просечного листа„ покрытого слоем окислов металлов платиновой группы. Имеется зазор, который образует при сбарк. анадную камеру 6.
Выносной катод 7 выполнен из просечного железного листа, соединенного с железным листом основы 1 при помощи железного кронштейна 8,имеющийся зазор образует катодную камеру 9. По окружности анадной 6 и катодной 9 камер расположена железная рама 10. Поверхность железной раия, которая может накадиться в контакте с анолитом, облицована титанам. Железная рама 10 сварена с келезнай
TH тановая облицовка 11 также сварена с титановым листом 2 основы по ее окружности. Таким образом, анодная камера полностью отделена от катодной камеры. В анодной камере имеются впускное 12 и выпускное 13 отверстия для подачи и выпуска аналита, изготовленные из титана. В катоднай камере имеются впускное 74 и выпускное 15 отверстия для подачи и выпуска католита, изготовленные из железа. В раме 10 мажет быть О-образный канал 16, служащий для жидкостного уплотнения. Катионообменная мембрана 17 расположена в качестве перегородки между катодом 7 и анодом
5. Прокладка 18, размещенная между железной рамой 10 и катианаабменнай мембраной 17, служит для регулировки межэлектрадного расстояния и/или для целей электрической изоляции. В катадной и анодной камерах могут быть использованы регулирующие пластины (не показаны), которые служат для улучшения эффекта перемешива291029 2 ния электролита газом. В верхней части катодной и аноднай камер могут располагаться коллекторы (не показаны), которые служат для отделения газа от жидкости.
Несколько отдельных электродов, описанных выше, соединяются последовательно, а катионообменные мембраны располагаются соответственно между ними. По краям расположен
Л5
Д5
55 трод, имеющий только катодную камеру и клемму для ввода тока. Таким образом, отдельные электроды соединены друг с другом, являются водоненроницаемыми, не имеют течи и образуют двухполюсный электролизер.
Для удобства конструкции на боковых сторонах железной рамы 10 электролизера имеются ручки 19, которые установлены на пресс-с::енде, имеющем боковой стержень.
Электролизер может быть использанан для различи..х целей. Например, ан особенно подходит для нроизводства газообразного хлора, газообразного водорода и .:.аустической соды при использовании в качестве анолита воднвго рас.:,."пора хлористого натрия и в качестве католита — водного раствора каустической соды.
Пример. В электролизере основа 7, имеющая 1,2 м в длину и
2,4 м ь ширину, выполнена из соединеннБ1х взрывным способом железного листа и титанового листа, подвергнутых после соединения горячей прокатке. Титановый лист имеет ширину
1 мм, " железный лист ширину 9 мм.
Пористый титановый лист изготовлен из пластины тянутого титана толщиной 1,5 мм с отверстиями, занимающими 603 площади, и покрыт на 5р по толщине эвтектическай смесью, содержащей, мол,7.: окись рутения 60; окись титана 30; окись циркания 10, и таким образом полу- ен анод. Для получения зазора шириной 25 мм,образующего анадную камеру между анодом 5 и титаном основы, титановый кронштейн 4„ имеющий толщину ч мм, ширину 25 мм и длину 7 2 м, расположен с интервалом 10 см. Этот титановый кронштейн размещен вертикально, так чта ан не мешает перемешиванию за счет газа, и имеет 10 отверстий диаметром примерно 10 мм с тем,чтобы обеспечить горизонтальное перемеэлектрод, имеющий только анодную камеру и клемму для ввода тока, и элек129
1029 4 том через расположенные параллельно одна другой трубы в жидкостные входные отверстия 14 каждой катодной камеры, а через жидкостные выпускные отверстия 15 выводятся 20 вес.7 водного раствора каустической соды и газообразного водорода, которые поступают в резервуар с католитом.
При пропускании постоянного тока силой 14000 А через описанный двухполюсный электролизер с температурой электролита 92 С напряжение,приложенное к каждому электролизеру, составляет только 3,6 В. Падение напряжения между анодом 5 и катодом 7 на перегородке составляет только несколько милливольт, что ясно показывает преимущества конструкции с перегородкой, выполненной взрывным способом.
В предлагаемой конструкции в качестве основы 1 используются пластины из железа и титана, соединенные взрывным методом с последующей горячей прокаткой, по сравнению с известным электродом отсутствует холодная прокатка после горячей, за счет этого наводороживание титанового листа основы идет в меньшей степени, чем при использовании и горячей и холодной прокатки.
Были изготовлены основы для биполярного электрода из титановых и железных листов, одну основу обработали горячей прокаткой, а другую горячей прокаткой и затем холодной прокаткой. Испольэовали их в качестве основы биполярного электрода при использовании силы тока 5000 А и температуре 90 С.
Количество водорода, содержащееся в титановой пластине, входящей в состав основы, спустя 6000 ч составляло соответственно 140 и 970 ч млн для горячекатанных и горячекатанных и холоднокатанных пластин соответственно.
Кроме того, выполнение выносных электродов также позволяет вести процесс на выносном электроде, а не на основе из титана, что позволяет уменьшить также наводороживание титанового листа основы. шивание жидкости. Титановый кронштейн 4, лист 2 основы и анод 5 соединены один с другим при помощи сварки с тем, чтобы уменьшить по возможности электрическое сопротивление.
В качестве катода используется тянутая пористая пластина с отверстиями, занимающими 60Е площади, и изготовленная из железной пластины толщиной 1,6 мм. Для обеспечения 45 мм за-10 зора, образующего катодную камеру 9 между катодом 7 и перегородкой, используется расположенный вертикально железный кронштейн 8, имеющий толщину 6 мм, ширину 45 мм и длину t5
1,2 м и имеющий 10 отверстий диаметром примерно 10 мм. Катод 7, железный кронштейн 8 и железный лист 3 основы соединены друг с другом при помощи сварки, за счет чего электри- 20 ческое сопротивление уменьшается на сколько это возможно. Используется железная рама толщиной 16 мм, распо" ложенная вокруг основы 1, и поверхность этой рамы, соприкасающаяся с 25 анолитом, облицована титановыми пластинами толщиной 2 мм. Расстояние между анодом 5 и катодом 7.поддерживается равным примерно 2 мм путем использования этилен-пропиленовой резиновой прокладки толщиной 2 мм.
В качестве катионообменной смолы используется сульфокислотная смола,выполненная из подложки из фтористой смолы, усиленной покрытием из фтористого волокна.
Двухполюсный сборный электролизер получается путем соединения отдельных электродов и .размещением по краям электролизера, имеющего толь- 40 ко катодную камеру, и электролизера, имеющего только анодную камеру,после чего осуществляется прессовка на пресс-стенде, имеющем боковой стержень.
Водный раствор хлористого натрия 45 подается из резервуара с анолитом через расположенные параллельно одна другой трубы в жидкостные входные отверстия 12 каждой анодной камеры. Анолит, содержащий раствор хлористого натрия и газообразный хлор, выходит из жидкостного выходного отверстия 13 и., проходя через также расположенные параллельно одна другой трубы, возвращается в ре.зервуар с анолитом.
Водный раствор каустической соды подается из резервуара с католиФормула из обретения
-Биполярный электрод, включающий основу, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей
Редактор Н. Киштулинец Техред,Ходаиич Корректор A. Обручар
Заказ 7920/60
Тираж 613 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4
5 1291029 о горячей прокаткой, отличающийся того слоем окислов металлов плати-! тем, что, с целью увеличения срока новой группы, соединенного титанослужбы электрода за счет устранения вым кронштейном с титановым листом наводороживания титана, биполярный основы и выносным катодом из железэлектрод снабжен выносным анодом из 5 ного просечного листа, соединенного титанового просечного листа, покры- с железным листом основы.