Электролизер

Электролизер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«Ъ 4«

1с11Т11Ю ; И.;„,, ..:... о и тГ 0 - к "н и и

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

> 744055

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-и†(22) Заявлено 29.12.76 (21) 2434809/23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллстопь ¹ 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) Ч К ч С 25 В 9/00

С 25 В 1/46

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (о3) УДК 661.418:621. .317.7,29 (088.8) (72) Лвторы изобретения М. A. Мельников-Зйхенвальд, В. И. Дюмулен, В. И. Пыльнов, В. Л. Кубасов, А. Ф. Золотов и Л. И. Юрков (71) Заявитель (54) ЗЛЕКТРОЛИЗЕР

Изобретение относится,к электрохимической промышленности, а именно к электролизерам для электролиза растворов хлоридов металлов.

Известен электролизер, содержащий множество анодных элементов, установленных на днище электролизера, и катод со множеством катодных пальцеобразных элементов, выполненных из стальной сетки.

Лнодный элемент состоит из двух титановых сеток,,между которыми проходит токоподвод.

В днище электролизера выполнены отверстия, в .которые вставлен нижний конец токоподвода.

Пластины анодно го элемента и боковые стенки катодных элементов расположены вертикально и параллельно друг другу (11.

Наиболее близким решением к изобретению является биполярный электролизер, 20 содержащий биполярные электроды и царги, составляющие .корпус электролизера, а также концевые .катодный,и анодный электроды. Биполярный электрод содержит токораспределительную несущую основу, с одной стороны:которой закреплены анодные элементы, а с другой — катодные элементы. Лнодные элементы выполнены из двух вертикально расположенных титановых сеток, скрепленных армирующими деталями.

Сетки расположены !Под углом друг зс другу и анодный элемент, имеет клиновидную форму. Катод выполнен из стальной сетки, натянутой на каркас так, что образуется ряд катодных пальцеобразных элементов.

Боковые стенки каждого катодного элемента расположены вертикально и под углом друг к другу. При этом каждый катодный элемент имеет клиновидную форуму.

При монтаже электролизера катодные элементы одного 6иполярного электрода расположены между анодными элементами соседнего биполярного электрода.

Благодаря клиновидной форме анодных и катодных элементов тита новые сетки анодных элементов .и .катодные пальцеобразные элементы расположены параллельно друг другу (2).

Таким образом, в известных электролизерах независимо от их типа и различия в

:конструкциях пластины анодных элементов и боковые стенки катодных пальцев ра, толожены параллельно друг другу.

Недостатком известных электролизе >ов является неравномерная электродная плотность тока, что приводит к снижению выхода по току и увеличению напряжения на электролизерах.

Неравно мерная плотность тока вызывается увеличением газонаполнения электро744055

55 бО

65 лита снизу ввер.: и увеличением сопротивления прохождения тока по титановому аноду от места подвода тока к противоположному концу анода.

Целью изобретения является уменьшение напряжения на элсктролизере и x Â2.I11чение выхода по току.

Указанная цель достигается тем, что з электролизере, содержащем аноды со множеством анодных элементов, каждый из которых включает металлическую пластину ил11 плоскую металлическую сетку, прикрепленную с одного конца к токоведущсй основе, и катоды со множеством пальцеобразных кгтодных элементов, каждый из которых включает боковые стенки, выполненные из перфорированного металлического листа или металлической сетки, пластины или сетки анодов и боковые стенки катодных элементов расположены под углом друг к другу и с уменьшением расстояния между ними в направлении от закрепленного конца пластины или сетки анода к ее незакрепленному концу.

В,монополярных электролизерах с креплением анодных элементов на токоподводящем днище целесообразно анодные элементы выполнять из двух IlëàñòHH, жестко скрепленных армирующими деталями и расположенных под углом друг к другу так, чтобы анодный элемент имел форму клина, расширяющегося снизу вверх.

Катодные пальцеооразные элементы в этом случае содержат две параллельные вертикально расположенные сетки.

Благодаря этому расстояние между пластинами анодного элемента и боковыми стенками катода уменьшается снизу вверх.

Анодный элемент, выполненный из двух пластин или сеток, может быть снабжен клиновидной вставкой, установленной с возможностью перемещения, размещенной

:между пластинами .или сетками в Нх незакрепленном конце., и поперечной вставкой, жестко связывающей:пластины или сетки около Нх закрепленного конца. Такой анодный элемент может быть также снабжен стягивающей пружиной, размещенной между пластинамп,или сетками в их средней части.

В биполярном злектролизере целесоооразно катодные пальцеобразные элементы выполнять в форме клина, сужающегося от токораспределительной основы, к которой прикреплена катодная сетка, к токораспределительной основе соседнего биполярного электрода, на котором закреплены анод ыс элементы.

Анодные элементы выполняются из двух параллельно раоположенных пластин. При таком выполнении анодных элементов и катодных элементов расстояние между .пластинами анодных элементов и боковыми стенками катодных элементов уменьшается от места крепления анодного элемента к токораспределительной основе .к его противоположному концу.

Возможен вариант,:когда боковые стенки катодного элемента вы1полнены .параллельно друг другу, а анодный элемент выполнен в форме клина, расширяющегося от места крепления пластин анода.

Возможен также вариант, .когда;пластины анодного элемента выполнены в форме расширя1ощегося клина одновременно в горизонтальном и ьертпкальном направлениях.

При этом расстояние между пластинами анодного элемента и ооковыми стенками кагодного элемента уменьшаются одновременно снизу вверх и от места крепления ,пластин анодното элемента к их противоположному концу.

На фиг. 1 пзооражен монополярный электролизер, поперечный разрез; на фиг.

2 — вариант выполнения анодного элемента с изменяемым углом наклона пластин, используемый в моно1полярHом электролизере; на фиг.,3 — верхняя часть анодного элемента, изображенного на фиг. 2; на фиг.

4 — электролизная ячейка биполярного электролизера с конусными .катодными пальцами, вид в плане; на фиг. 5 — то же, с конусными анодными элементами.

Монополярный электролизер (фиг. 1) имеет корпус 1, дни1це 2 и крышку 3. Между корпусом 1 и днищем 2 расположена герметизируюшая изоляционная прокладка

4, а между крышкой 3 и корпусом 1 уложена уплотнительная прокладка 5.

Анодные элементы 6 имеют токоподвод

7 и рабочие части в виде перфорированных пластин 8,и 9, на которые нанесена активная масса.

Катод электролизера выполнен из стальной сетки, натянутой на каркас таким образом, что образует катодные пальцеобразные элементы 10 с боковыми стенками 11 и 12.

Пластины 8 .и 9 анодного элемента 6 рааположены под углом к боковым стенкам

11 и 12 катодных элементов 10.

В варианте выполнения анодного элемента с регулируемым наклоном, пластины

8 и 9 соединены у нижнего края поперечной планкой 13.

В средней части, между пластинами расположена стягивающая пружина 14. У верхнего края одной из пластин имеется отогнутый выступ 15.

Клиновидная вставка 1б снабжена впадинами 17 и расположена между пластинами8»9.

При монтаже электролизера пластины анодного элемента стянуты пружиной

14, как показано на фиг. 2.

Благодаря этому зазор между пластинами анодного элемента и боковой, поверхностью катодных элементов увеличен, что

744055 облегчает установку катодного блока на анодный бло.к.

После установки катодного блока, между анодными пластинами 8 и 9 помещают,клиновидную вставку N и вводят на такую глубину, чтобы анодные пластины заняли нужное положение.

Изображенный на фиг. 4 биполярный электролизер содержит биполярные электроды 18, концевой анодный электрод 19 и 10 концевой,катодный электрод (на чертеже не показан).

Корпус электролизера образован титаHoBbrìè царгами 20.

Титановые царги 20, биполярные элек- 15 троды 18 и монополярные концевые электроды стягиваются между концевыми опорными .плитами 21 ыпильками 22 в единый комплект.

Биполярный электрод 18 состоит из не- 20 сущей токоподводящей основы 28, с одной стороны которой закреплены анодные эле.менты 24, а с другой — катодный блок с катодными пальцеобразными элементами 25.

Анодные элементы 24 содержат две перфо- 25 рированные сетки 2б и 27, расположенные параллельно друг другу.

Катодный блок выполнен из металлической сетки, натянутой на каркас.

Каркас, выполнен таким образом, что з0 катодные пальцеобразные элементы имеют форму клина с боковыми стенками 28 и 29.

Благодаря этому при совмещении анодного и катодного комплектов .пластины анодных элементов и боковые стенки:катодных элементов расположены,под углом друг.к другу и расстояние между ними уменьшается or места крепления анода к его незакрепленному концу.

На фиг. 5 изображен вариант,выполне- 40 ния биполярного электролизера, В этом варианте сетки 2б и 27 анодного элемента 24 расположены под углом друг к другу, образуя анод клиновидной 45 формы, а боковые стенки 28 .и 29 катодных элементов 25 расположены параллельно друг другу.

Конструкция анодов и катода, обеспечивающая такое взаимное расположение 50 анодных и,катодных рабочих поверхностей, 1 позволяет уменьшить напряжение на электролизере.

Например, если в известной,конструкUKH монополярного электролизера напряжение при плотности тока 1400 аlм . составляет 3,5 В и .выход по току 96 /о, то в предложенной,конструкции при тех же условиях напряжение составило 33 В, а выход по то:ку 96,5 /О.

Фор мула изобретения

1. Электролизер, содержащий аноды со множеством анодных элементов, каждый из:которых включает металлическую пластину или плоскую металлическую сетку, прикрепленную с одного конца,к токоведущей основе, и катоды со множеством пальцеобразных;катодных элементов, каждый из которых включает боковые стенки, выполненные из перфорированного металлического листа или металлической сетки, отл ич а ю шийся тем, что, с целью снижения напряжения на электролизере и увеличения выхода по току, пластины или сетки анодов и боковые стенки .катодных элементов расположены под,углом друг к другу и с у меньшением расстояния между ними .в направлении от закрепленного конца пластины или сетки анода к ее незакрепленному концу.

2. Электролизер по л.:1, о т л и ч а юшийся тем, что анодный элемент выполнен из двух пластин или сеток, снабжен клиновидной вставкой, установленной с,возможностью перемещения, размещенной между пластинами или сетками в их незакрепленном конце, и поперечной вставкой, жестко связывающей пластины или сетки около .их закрепленного конца.

З..Электролизер по и, 2, о т л и ч а юшийся тем, что анод снабжен стятивающей пружиной, размещенной между пластинами или сетками в их средней части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Патент США Хо 3591483,,кл. 204-252, опублик. 1971. .2. Патент Англии Мо 1374183, кл. С 7 В, опублик. 1974 (прототип).

744055

2S гв

21.

Составитель О. Зобнин

1;орректор С. Фаин

Техред В. Серякова

Редактор Т. Пилипенко

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 682/884 Изд. № 325 Тираж 698 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5