Биполярный электролизер фильтр-прессного типа

Биполярный электролизер фильтр-прессного типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к электролизерам, используемым для получения водорода и кислорода методом электролиза целью увеличения срока службы диафрагмы за счет улучшения гидродинамических условий, упрощения и облегчения сборки в биполярном электролизере фильтрпрессного типа, содержащем два монополярних электрода, биполярные -электроды , состоящие из основных и выносных электродов, глзораэделительные диафрагмы, помещенные между каждой парой соседних выносных электродов, в основных электродах выполнены отверстии , соединяющие электродные прострпн тпа с коллекторными каналами для почведа электролита и отвода продуктов электролиза, основные электогдь- .-ыполнены гофрироват ними. При этом гофры расположены i гц углом друг к другу и выполнены сходящимися от перлферм к отверстиям, соединяющим электродные пространства с коллекторными ка злами для отвода продуктов электролиза, а в коллекторных каналах для подвода электролита и отвода продуктов электролиза установлены упругие элементы тарельчатого типа с отверстиями для сообщения с соответствующими электродными пространствами . 1 з.п. Ф-лы, 5 ил. 1C С/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4660479/26 (22) 09.03.89 (46) 15.03.91. Бюл. N 10 (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (72) Н.Н.Семенов и В.A.ßìørrêîâ (53) 621.359.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11r 487019, кл. С 01 В 13./06, 1973. (54) БИПОЛЯРН11И ЭЛЕКТРОЛИЗГР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА (57) Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к электролизерам, используемым для получения водорода и кислорода методом электролиза воды.С целью увеличения срока службы диафрагмы за счет улучшения гидродинам»ческих условий, упрощения и облегчения сборки в биполярном электролизере фильтрпрессного типа, содержащем два моноИзобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к электролизерам, используемым для получения водорода и кислорода методом электролиза воды.

Цель изобретения — увеличение срока службы диафрагмы за счет улучшения гидродйнамических условий, упрощение и облегчение сборки электролизера.

На фиг.1 изображен электролизер, общий вид; на фиг.2 — вид А фиг.1; на фиг,3 — разрез Б-Б на фиг.1; на

„„SU„„ l 634727 A 1

2 полярнь.х электрода, биполярныс электроды, состоящие из основных и выносных э: ектродоз, газораздел»тельные д»афрагмы, помещенные между каждой парой соседних выносных электродов, в основных .электродах выполнены отверст»я, со линяющие электродные пространств» с коллекторнымн каналам» для Irn .,вода электрол»та и отвода продуктов электролиза, ocrrnarrr re электроды: ыполнены гофрнрова»нымн, Пр» этом гофры расположены »оц углом дpуг к д р гу и выпn, 1)неьп! c nдяrq 4мr! с я о-, rrp р ;форин к отв ерс тлям, соединяющим электрэдные пространства с коллекторш|ми ка.. эл м» для отвода продуктов электрол». а, а в коллекторпых каналах для подвода электролита» отвода продуктов электролиза установлены упругие элементы тарельчатого типа с отверстиями для сообщения с соответствующ»мн ."-лектродными пространствамн. 1 3 и. ф — чы, 5 ил. фиг.4 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 — разрез Г-Г на фиг.3.

Бнполярнь и электролизер содержит рамы 1 с закрепленными в них биполярным» электродами, состоящими из основных электродов 2 и примыкающих к основным электродам выносных сетчатых электродов 3 по одному с каждой стороны основного электро,ga, диафрагм нли мембран 4, зажатых между выносными сетчатыми электродами 3, грокладок 5, стяг ых монополярных плит 6 н 7, шпилек 8 и гаек 9, стя1634727 гивающнх все эпементы электролизера в пакет. Основные электроды 2 на рамах 1 закреплены жестко и герметично, например с помощью снарки, а вьпьосФ

5 иые сетчатые электроды 3 закреплены на раме заклепками плп точечной сваркой. Основные электроды 2 имеют гофриронапиую понерхность с расположением гофр 1О иод углом друг к дру 10 гу относительно вертикальной оси апг)арата„ При этом гофры сходятся от периферии к зоне расположения каналов для отвода продуктов электролиза 11. Для подвода ovewего электролита и отг.ода продуктов электролиза внутри ячеек расположены коллектэрные каналы 12-14, выполненные из упругих элементов тарепьчатого типа

15 с отверстиями 16 для сообщения с соответствующими полостями ячеек, упругие злоиенты 15 закреп))) ются на основных электродах соосно друг другу в распор через диафрагму. В од))о)1 или обеи.с стяжных плитах иисют- g5

I., Tу) " p. няя подачи 1 1 зле Y T pnJIHT1 отвода 18 и J 9 обра j;)olgHKciH продух гс, электролиза, являющиеся гродол:«ение ) каналов 12-14 н пакетах ячеек„

Злектролизер работает следующим образом.

Через штуцер 17 и канал )2 подается электролит, заполняя все межэлектродное пространство электролизе35 ра. К концевым илитаи 6 и 7 подводитя постоянный электрический ток, при прохождении которого на разноименных электродах 3 протекают электрохпмические реакции с образованиеи продуктов элекгролиза, например, на катоде водород, иа аноде — кислород. Образун.— щпеся газы не смешиваются благодаря наличию диафрагмы 4 и отводятся с частью электролита через соо)ветстную ..45 щие отверстия 16 в каналы 13, 14 и выводятся через штуцеры 18 и 19.

Гофры 10 являются средгтвои для создания оптииального режима газоотвода из всех зон электролизиой яч .))êè

l1o кратчайшему пути, а так;ке с.nåäoòном натяжения выносных электр,.до) и плотного поджатия их к диафрагмам.

При сборке электролизера упругие элементы 15, имеющие н свободном состоячии высоzy, прев)пыа)ощую размер

55 анодного или катодного )lpn .траиства я)сй);и, деформируются и одновремен Ilo зажимают диафраг))у, кс и) с нсируя неточности изготовления основных электродов 2, неоднородность по толщине прокладок 5, диафрагм 4 и рам 1.

Известен биполярный электролизер фильтр-прессного типа для получения водорода и кислорода, содержащий два монополярных электрода и биполярные электроды, состоящие из основных электродов и примыкающих к ним ныносных электродов, газоразделительные диафрагмы, зажатые между каждой парой соседних выносных электродов, расположенные внутри электролизера коллекторные каналы для подвода электролита и отвода продуктов электролиза.: Каналы выполнены н виде двух труб, снабженных продольной прорезью и закрепленных соответственно между одним из монополярных электродов и средней рамой, На трубах крепятся шайбы из изоляционного материала, расположенные по одной между каждой парой основного н выносного электродов и снабженные на внутренней поверхности кольцевой проточкой с отходящими от нее радиалы)ыип сквозными отверстиями.

В изнестном электролизере не решена задача по созданию оптимальных гидродинамических условий в электролитических ячейках, т.е. наилучших условий для отвода образующихся в процессе работы продуктов электролиза из всех зон ячейки, так как их днижение является неупорядоченныи.

Это снижает долговечность диафрагм, а также в целом эффект))ннссть работы электролиэ ра. Кроме того, сборка конструкции из пакета ячеек является достаточно сложной вследствие необходимости герметизации анодной и катодной зон в каждой ячейке по трем каналаи, а самой ячейки — по периферии.

Выполнение основных электродов гофрированными с напранлеинеи гофр под углом друг к другу и сходящимися от периферии к зоне расположения каналов для отвода продуктов электролиза позволяет организовать отвод газожидкостных продуктов из всех зон электролитических ячеек кратчайшим путем, т,е. улучшить гидродинамическне условия в ячейках и одновременно поддерживать более равномерное раст)ределение газожидкостной среди по всей ппощади ячейки.

i6ЗИгi

Система коллекторных канллов внутри электролн »ерл, обрлзованнля у11ругими элементами тарельчатого тина с отверстиями ppIIr сообщаHHI» ветствующимн полостямн ячеек, устанавливаемыми на основных электродах в распор через диафрагму, является несложной в конструктивном отноп:енин и изготовлении и позволяет с достаточно надежной герметизлцией собрать электролизер, уделяя основ:н»е внимание герметизации ячеек по периферии (по рамам), облегчая тем самым сборку всей конструкции.

Таким образом, улучшаются гидродинамнческие условия в электролцз11ых ячейках, что в свою очередь ведет к повышению эффективности, долговечности работы диафрагмы, упрощению и облегчению сборки электролизера, Формула и з о б р е т е и и я

l,Áèïoëÿðíûé электролизер фи»1ьтрпрессного типа, coäpðæàùHé двл монополярных электрода, биполярные злектрсдыу состоящие из ОсновньTx 11 вынос

11ЫХ >поят рпдОВ, ГЛЗОра»де ПнтЕЛЬВЫЕ

Л-, -ФР:1Г II:I> ПЕМЕ1/CHHI. .Е MCII Ó К".?,,.-.„„Ой

1: аро1! сосед11нх 1» III ocHblx э»1ек r j "лов;

В ОС."е В11 1Х ЭЛЕКтРОДаХ ВЫПОЛНЕН 1 Отв» рс, H:1, соединяющие электрод11ь е

ipocтр,: »ства с коллекторньпьи каналлми для .и двода электролита и отвода гродуктов электролиза, о т л и-ч 3 1е шийся зем, что, с целью увеличения срока службы диафрагмы за счет упучп»ения гидродинампческих уе»ови11, nci!Or»H,Ie электродь 1»ыполнены г1фрнрованпьп1и, при этом гофры

15 расHOHnжепы 11од углом дpyr к дру"y и выполнены сходящимися от периферии к отверст1;ям, соед1»няю1пим электродные пространства с коллекторными канллам»1 д:тя отвода продуктов электролиза °

20 2. 3пектролизер по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и облегчения сборки в кол— лсктор1ых каналах для подвода электролита и отвода продуктов электроли3л устлновлены упругие элементы тарел1 чатor о тина с отверстиями для сообщения с соответствующими электрод11ь11.1н 11рострапствами.

1б34727

12

Quz.3

Юг5

Редактор М.11едолужеи ко

Тираж 391 Подписное комитета по изобретениям и открьггилм при ГК11Т СССР

Носква, Ж-35, Раушскал иаб., 4/5

Пр и родственно-издательскии комбинат "Патент", г, Ужгород, уп. Гагарина„ 101

Заказ 734

ВП10ШИ Государстве нного

113035, 1

Составитель JI.Âàñèëüåíà

Техред М.Дидик Корректор Л. Пилипенко