Монополярный фильтрпрессный электролизер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

<о805955 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 03. 03. 78 (2>) 2587749/23-26 (23) Приоритет — (32) 04 - 03 . 77 (31) 9189/77 (33) Великобритани

Опубликовано 1 0281.Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 180281 (51) М. Кл.з

С 25 8 9/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытнй (53) УДК 621.3. 035:

:621.317.729 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Томас Весли Воултон и Брайан джон. Дарвент (Великобритания) Иностранная фирма

"Империал Кемикал Инцастоиз Лимитед" (Великобритания) (71) Заявитель (54) МОНОПОЛЯРН61Й ФИЛЬТРПРЕССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть применено при изготовлении электролизеров для производства хлора и раствора каустической соды по диафрагмен5 ному методу.

Известен монополярный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий катодный блок с гребенчатыми катодными пальцами. На сетчатую поверхность катода насасывается асбестовая диафрагма (11 .

Известный электролизер сложно собирать, в нем практически невозможно использовать полимерные проточ-, ные диафрагмы в виде плоских листов.

Известен также монополярный фильтр прессный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий анодные пластины с рабочей частью из пленкообразующего металла с электрокаталитическим покрытием, катодные пластины с металлической рабочей частью, фильтрующие диафрагмы, расположенные между ка>Дыми соседними анодной и катодной пластинами, и концевые пластины, которые составляют концевые стенки злектролизера (21 .

Недостатком данного электролизера является сложность, обусловленная не- 3О

1обходимостью рстановки труб и коллекторов для отвода образующихся газов в каждом монополярном элементе.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что известный монополярный фильтрпрессный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий анодные пластины с рабочей частью из пленкообразующего металла с электрокаталитическим покрытием, катодные пластины с металлической рабочей частью, фильтрующие диафрагмы, расположенные между каждыми соседними анодной и катодной пластинами, и концевые плас-,ины, которые составляют концевые стенки электролизера, снабжен диафрагменными пластинами, соединенными с диафрагмами, и прокладочными пластинами из неэлектропроводного материала, расположенными между каждой анодной и сос дней диафрагменной пластинами, а также между каждой катодной и соседней диафрагменной пластинами, причем в анодных, катодных, диафрагменных и прокладочных пластинах в верхней части выполнены прорези одинаковых разменов, которые в сборке образуют две электрически изолирован805955 ные полости вдоль электролизера, в прокладочных пластинах выполнены вертикальные каналы, соединяющие первую полость с анодной рабочей частью, вторую пластину — с катодной рабочей частью, а части катодных пластин, определяющие первую полость, и части анодных пластин, определяющие вторую полость, выполнены из неэлектропроводного материала.

На фиг. 1 приведено перспективное изображение в растянутом виде части топополярного фильтрпрессного диафрагменного электролизера, на фиг. 2 вид диафрагменного электролизера с торца части в направлении А на фиг.1.

Часть электролизера (фиг.1 и 2) содержит анодную пластину 1, катодную пластину 2, диафрагму 3, прокла дочные пластины 4 и 5, диафрагменную пластину б и уплотнители 7. Диафрагма 3 и связанная с ней диафрагменная пластина 6 отделяют анолитную часть, содержащую анодную пластину 1, прокладочную пластину 4 и уплотнение 7 от ка голитной части, содержащей катодную пластину 2, проюладочную пластину 5 и уплотнение 7. В промышленный электролизер лучше собирать

500-2000 таких частей и зажимать их вместе. Такой электролизер содержит концевые пластины, которые предпочтительно изготовлять из мягкой стали.

При сборке электролизера образуются первая полость 8 для выпускаемого рассола и хлора и вторая полость 9 для раствора щелочи и водорода.

Каждая анодная пластина 1 состоит из активной части 10 и рамной части

11, изготовленной из пленкообразующего металла, предпочтительно титана, причем рамную часть 11 изготовляют из пластмассы, например из изопропилена.

Анодная активная часть 10 выполняется в виде жалюзей с электрокаталитическим покрытием, состоящим из смеси окислов рутенйя и титана.

Выступающая часть 12. анодной пластины 1 предназначена для соединения с источником тока,а рамные части 11 и " 3: определяющие отверстия 14 и

15, размеры которых соответствуют поперечному сечению, соответственно полостей 8 и 9.

Электролизер может быть собран из одиночных анодных пластин 1, чере65 дующихся с одиночными катодными пласКаждая катодная пластина 2 состоит из рамной части 16, изготовленной из мягкой стали, и рамной части 17, изготовленной из полипропилена.

Активная поверхность катода 18 имеет форму жалюзей. Выступающая часть 19 катодной пластины 2 предназначена для подвода электрического тока, а рамные части 16 и 17 определяют соответственно отверстия 20 и 21, размеры которых соответствуют поперечному сечению соответственно полостей 9 и 8.

Каждая диафрагма 3 представляет собою микропористый лист асбеста или политетрафторэтилена. Диафрагма 3 опирается на пластину 6, изготовленную из натуральной или синтетической резины. Пластина 6 имеет форму рамы с тремя отверстиями, размеры которой соответствуют поперечным сечениям аналитной и католитной камеры, и полостей 8 и 9.

Каждая прокладочная пластина 4 и 5 изготовлена из пластмассы, например полипропилена. Прокладочные пластины 4 и 5 имеют три отверстия, размеры которых равны размерам отверстий в диафрагменных пластинах б. Кроме

15 того, в прокладочных пластинах 4 и 5 выполнены канавки 22 и 23, расположенные таким образом, что канавки 22 прокладочной пластины 4 соединяют анолитную камеру с полостью 8, а каЩ навки 23 прокладочной пластины 5 соединяют католитную камеру с полостью

Каждое из уплотнений 7 изготовлено из натуральной или синтетической резины и имеет форму рамы с тремя отверстиями, размеры которых приблизительно равны размерам анолитных и католитных камер и полостей 8 и 9.

Пластина б и пластины 4 и 5 имеют одинаковую форму, за исключением того, что нижние отверстия б в пластине меньше соответствующего отверстия в пластинах 4 и 5, так что в электролизере кромки диафрагмы, которая несколько больше нижнего отверстия в пластине б, захватываются между пластиной 6 и пластиной

4 или пластиной 5. Кроме того, пластины б по толщине близки к толщине диафрагмы, а уплотнения 7 выполнены

40 из более тонкого материала.

Электролизер содержит впускной трубопровод для подачи рассола и трубопровод для вывода хлора(на рисунках не показано), соединенные с

45 полостью 8, а также трубопроводы для вывода водорода и щелочи, соединенные с полостью 9.

Электролизер работает следующим образом.

Раствор хлористого натрия поступает из полости 8 вниз через канав- ки 22, выполненные в прокладочных пластинах, в анолитные камеры. Хлор, образующийся в анолитных камерах, проходит вверх через канавки 22 прокладочных пластин 4 и выходит в плотность 8. Электролитическая щелочь и водород, получаемые в католитных камерах, поднимаются по канавкам 23, выполненным в прокладочных пластинах фО 5, в полость 9, где отделяется водород.

805955 тинами 2, или из пар анодных пластин и пар катодных пластин.

Пример. Диафрагменный электролизер по изобретению содержит четные титановые анодные пластины 1 в виде жалюзей толщиной

0,75 мм каждая с покрытием из смеси окиси рутения и двуокиси титана, четыре катодные пластины 2 из мягкой стали в виде жалюзей толщиной

0,75 мм каждая.и семь изготовленных электростатической вытяжкой листовых диафрагм из политетрафторэтилена толщиной 3 мм. Длина жалюзей . анодных и катодных пластин составляет 15 см. Расстояние между поверхностями диафрагм в соседних каме- 15 рах составляет 6 мм. Прокладочные пластины 4 и рамы 7 и 10 изготовлены из полипропилена, а диафрагмен- ные пластины 6 из синтетической резины. 20

Электролизер питают водньм раствором хлористого натрия концентрации 300 г/л со скоростью 5 л/ч, нагрузка составляет 480 A плотность и

I тока 3 кА/м . Напряжение составляет

3,5 В. Получаемый хлоргаз содержит

95 вес.% С1 и 5 вес.% 0>едкий натр—

/ с 10 вес.%. Выход по току составил

86%.

Формула изобретения

Монополярный фильтрпрессный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий анодные пластины с рабочей частью из пленкообразующего металла с электрокаталитическим покрытием, катодные пластины с металлической рабочей частью, фильтрующие диафрагмы, расположенные между каждыми соседними анодной и катодной пластинами, и концевые пластины, которые составляют концевые стенки электролизера, о т л ич а ю шийся тем что, с целью упрощения конструкции, электролиэер снабжен диафрагменными пластинами, соединенными с диафрагмами, и прокладочными пластинами из неэлектропроводного материала, расположенными между каждой анодной и соседней диафрагменной пластинами, а также между каждой катодной и соседней диафрагменной пластинами, причем в анодных, катодных, диафрагменных и прокладочных пластинах в верхней части выполнены прорези одинаковых размеров, которые в сборке образуют две электрически изолированные полости вдоль электролизера, в прокладочных пластинах выполнены вертикальные каналы, соединяющие первую полость с анодной рабочей частью, вторую полость — с катодной рабочеи. частью, а части катодных пластин, определяющие первую полость, и части анодных пластин, определяющие вторую полость, выполнены из неэлектропроводного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Якименко Л.M. Элс.<тролизеры с твердым катодом. M., "Химия", 1966, с. 200.

2.Патент Франции 9 1301460, кл. В 01 К, 11.07.61 (прототип).

17 !

Б

Составитель О.Ромашин

Редактор М.Петрова Техред N.Êoøòóðà Коррект р С,@омак

Заказ 10984/83 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4