Электролизер для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла

Электролизер для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкциям электролизеров и позволяет снизить расход электроэнергии за счет создания оптимального распределения тока по поверхности электродов. Электролизер для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла включает проводной корпус, выполненный из двух половин, соединенных с помощью рамного уплотнения, в котором размещена мембрана, а в каждой из половин корпуса размещены плоские электроды, установленные параллельно торцовым стенкам корпуса, элементы для подвода тока к ним, патрубки для отвода продуктов электролиза и подачи реагентов, элементов для подвода тока, выполненных в виде набора плоских параллельных одна другой решеток, установленных между электродом и торцовой стенкой корпуса, перпендикулярно их поверхности, а на внешней стороне корпуса конгруэнтно плоским решеткам размещены плоские контактные шины, причем контактные шины прилегающих ячеек установлены напротив друг друга. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4027566/23-26 (22 ) 03. 06. 86 (46) 30.12,90. Бюл. N- 48 (71) УДЕ, ГмбХ (DE ) (72 ) Хельмут Шмитт, Хельмут Шуриг, Дитер Бергнер и Курт Ханнезен (DK) (53) 621.317.7.29 (088.8) (56) Якименко Л,M. Получение водорода, кислорода, хлора и щелочи.

М.: Химия, 1981, с ° 237-239.

Заявка ФРГ Ф 2538414, кл. С 25 В l /46, 1982. (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА

И РАСТВОРА ГИДРОКСИДА ЩЕЛОЧНОГО МЕТАПЛА (57) Изобретение относится к конструкциям электролизеров и позволяет снизить расход электроэнергии за счет создания оптимального распределения тока по поверхности электродов. Электролизер для получения хлора и раствоИзобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к электролизерам для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла.

Цель изобретения — снижение расхода эле ктроэ нер гии путе м создания оптимального распределения тока по поверхности электродов.

На фиг, 1 показаны две ячейки электролизера; на фиг. 2 — плоский электрод.

Ячейка электролизера состоит из электропроводного корпуса, состоящего из двух половин 1 и 2, соединенных

„„SU,» 1618281 А 5 ра гидроксида щелочного металла включает проводной корпус, выполненный из двух половин, соединенных с помощью рамного уплотнения, в котором размещена мембрана, а в каждой из половин корпуса размещены плоские электроды, установленные пар аллельно торцовым стенкам корпуса, элементы для подв: да тока к ним, патрубки для отвода продуктов электролиза и подачи реагентов, элементы для подвода тока выполнены в виде набора плоских параллельных одна другой решеток, установленных между электродом и торцовой стенкой корпуса перпендикулярно их поверхности, а на внешней стороне корпуса конгруэнтно плоским решеткам размещены плоские контактные шины, причем контактные шины прилегающих ячеек установлены напротив друг друга, 2 ил. с помощью раиного уплотнения 3, между которыми размещены мембраны 4, в каждой из половин корпуса размещены плоские электроды (анод 5 и катод 6) и элементы 7 цля подвода тока к ним, на внешней стороне корпуса размещены контактные шины 8 и 9.

iTpH присоединении нескольких ячеек друг к другу с помощью известных крепежных средств ячейки токопроводно соединяют со смежными ячейками контактными шинами 8 и 9. Электрический ток идет в анод 5 с контактной шины 8 через дно и: элементы жесткости.

После прохождения через мембрану 4

16182 ток поступает в катод 6, течет через элементы жесткости г другое дно полуоболочки и затем в контактную шину

9 той же ячейки, после чего переходит в контактную шину 3 следующей ячейки.

На фиг, 2 показаны контактная шина 8 (или 9), а также электрод 5 (или 6), выполненный в виде жалюзи.

При таком выполнении электродов электролит и образующийся при электролизе газ могут легко поступать в пространство между электродами и удаляться из последнего. При несбхсдимсс-15 ти перед электродом, т,е. анодом или катодом, можно расположить один или несколько дистанционных элементов 11.

Эти дистанционные элементы нецел;:.сообразно располагать вертикально на 20 часть или всю высоту электрода.

На электроде (анод 5 или к атод 6 ), имеются секции без отвер стий. Обр атная сторона этих секций эле ктр опрсводно закреплена на элементах жестксс-25 ти согласно фиг. 2. Контактные шины

8 или 9 расположены Йа дне пслусболочки в одной плоскости с металлическими элементами жесткости., акое расположение максимально сокращает переход тока и его путь от контактных шин к электроду, максимально снижает плотность тока в тскспрсводяпдх элементах и обеспечивает возможность сптималь--. ного распределения тока в электроде, Кроме то го, предл агае мал к снструкцйя позволяет предельно сократить потери тока в ячейке или во всей установке.

Форма электродов изготовленных, например, из перфорированного листа, решетки с ромбическими отверстиями или конструкций из тонкого листа с жалюзеобразныыъ отверстиями, а также их расположение в я ..-.йхе обеспечивают возможность легкого прохождения газов, образующихся в процессе электролиза, в пространство за электродами. При таком отведении газов из электродного пространства снижается сопротивление газов и уменьшается ня..":-О ряжение в ячейке.

Половины оболочки можно изгставли-. вать из железа, его сплавов,, чугуна или анодного материала, при этом половина оболочки на анодной стороне должна быть выполнена из стойкого к хлору материала.

В качестве перегородки используют традиционные ионообменные мембраны, 81

4 например, из сспслимеризата тетрафтсрэтилена и перфтсрэфира сульфскислоты.

Яснссбменная мембрана предотвращает возможность смешивания воцороца с хпором, а ее селективная проницаемость позволяет проходить в катодное пространство только ионам щелочных металлов, т.е. исключается переход галогенидов в катодное пространство и по.падание гидроксильных ионов в анодное про с гр анств о.

Электролизер может содержать как одну ячейку, так и большое число параллельно включенных ячеек, при этом электрический контакт осуществляют посредством тскспрсвсдной шины.

Предлагаемое техническое решение позволяет сы:зпть расход электроэнергии при получении хлора и гидроксида щелочного металла как за счет уменьшения омиче ких потерь в токсведущнх частях электрслизера, так и за счет равномерного распределения плотности тока по поверхности электродов и ионссбменной мембраны.

Ill P и У Л B и з обретения

Электрслизер для получения хлора л раствора гидрсксида щелочного металла,, содержащий ячейки, каждая из которых cocloliT из электропроводного корпуса, состоящего из двух половин, соединенных с помощью рамного уплотнения, между кстсрыьж размещена мембрана, в каждой из половин корпуса размещены плоские электроды, установленные параллельна торцовым стенкам корпуса, элементы для подвода тока к ьим, а также ltdTDóCêè для подачи реагентов и отвода продуктов электролиза, с т л и ч а ю шийся тем, что, < ЦЕЛЬЮ СНПЖЕrlIIII РаСХОДа ЭЛЕКТРСЭНЕР» гии з а счет создания оптимального

p;: = пределе ния тс ка IIo поверхности электродов„элементы для подвода тока выпслпеHbl в виде набора плоских параллельных одна другой решеток установленных между электродом и торцовой ciенксй корпуса перпендикулярно их поверхности, а на внешней стороне корпуса конгруэнтно плоским решеткам размещены плоские контактные шивы, причем кснтактные шивы прилегающих ячеек установлены одна напро, тив дру гсй, Составитель О, Зобнин

Техред Л.Олийнык . Корректор О. Кравцова

Редактор А,Огар

Заказ 4131 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101