Электролизер для получения летучих гидридов

Электролизер для получения летучих гидридов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцнапкстическик

Реснубп

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 1962335 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22) Заявлено 24, 03. 80 (21) 2897922/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 25 В 9/00

3Ьеударстввннмб квинтет

СССР ав денек нввбретеннй н открытий (53) УДК 621.317.,729(088.8) Опубликовано 30.09.82. Бюллетень J% 36

Дата опубликования описания 02.10.82

В.П. Гладышев, А.И. Зебрева, А.К. Тулебаев, Л.С. Сариева, В.Н. Иванов и А.В, Фрол (72) Авторы изобретения

ВСЕСРЖ3 3

13 ." ..",. 13

Казахский ордена Трудового Красного Знамени университет им. С.И. Кирова (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕТУЧИХ

ГИДРИДОВ

Изобретение относится к устройствам для осуществления электрохимического синтеза, в частности для получения летучих гидридов, в том числе арсина, германа и селеноводорода, ис" пользуемых в технологии производства веществ высокой чистоты.

Известен монополярный электролизер для электрохимического синтеза арсена, включающий корпус с крышкой, горизонтальный донный катод, анод расположенный параллельно катоду на некоторой высоте от него g1 ).

Недостатками данного электролизера является низкая производительность устройства и невысокая чистота арсина, что вызвано отсутствием диаФрагмы, в результате чего происходит загрязнение арсина кислородом.

Известен электролизер фильтрпрессного типа, включающий концевые монополярные электроды с размещенными между ними биполярными электродами, образующими электролитическив ячейки, снабженные устройством для вывода гидридов, и каналы для сбора гидрид !2).

Недостаток известного .устройства

5 невысокая чистота получаемых гидридов.

Цель изобретения — повышение чистоты получаемых гидридов.

Укаэанная цель достигается тем, что электролизер для получения летучих гидридов фильтрпрессного типа, включающий концевые монополярные электроды с размещенными между ними биполярными электродами, образующи- ми электролитические ячейки, снабженные устройством для вывода. гидридов, и каналы для сбора гибридов, снабжен камерой охлаждения, размещенной между. электролитическими ячейками и кана10 лом для сбора гидридов, устройства для вывода гидридов выполнены в ви- . де труб и установлены в камере охлаждения, а каждая электролитическая ячейка снабжена тенлообменником в

Примеси

Этилен Пропилен Сероводород

Очистка с помощью устройства

Метан Этан

2,4 10 1,0 10 5 10 0,3 10 6,2 10

-3 -Ъ

4 10 1,0.10 3,3" 10 2,7-10 3,0-10

Известного

Предлагаемого

Таблица 2

Очистка с помощью устройства

Примеси

Эта н

Метан

5,4 10 3 10

4,1 ° 10 2,2. ° 10 1,6 -1О

3,8 10 1,4: 10 4,7 10

Известного

3,4 1О 2,0 ° 10

Предлаг немого

3, 9623 виде змеевика, соединенного с камерой охлаждения.

На фиг, 1 изображен электролизер, общий вид, на фиг. 2 - рамка электролизера; на фиг. 3 - электролизер, изометрия.

Электролизер для получения летучих гидридов состоит из набора рамок 1, образующих либо катодную 2, либо анодную 3 ячейки, разделенные между собой lo ионообменной мембраной 4, токопроводящих монополярных электродов 5, биполярных электродов 6, герметизирующих проклад< к 7, теплообменников в виде змеевиков 8 и камер 9 охлаждения.!s

Рамка 1 состоит из корпуса 10, патрубков ввода реагентов 11 из соседней рамки и выбора продуктов 12, штуцера ввода 13 и вывода 14 хладагента, штуцера 15 вывода гидрида, газосборного пространства 16. Камера 9 охлаждения состоит из труб 17, гаэосборного пространства 18, рабочей камеры

19, емкости 20 между патрубками, которая ограничена сверху и снизу пласти- нами 21 и 22, а с боковых сторон пластинами 23.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Хладагент из штуцера 13 поступает в емкость 20, охлаждая при этйи поверхности пластин 2! и 22 и труб 17, затем в конце полости сливается во входной штуцер змеевика 8 и поступает в змеевик 8.

Гидрид, образующийся в катодной камере, поднимается в верхнюю часть рамки и достигает камеры 9 охлажде35 4 ния. При этом наиболее крупные капли аэрозоля электролита интенсивно конденсируются на поверхности пластины

22. Далее гидрид проходит через трубу

17 в> газосборное пространство 18 (при этом в трубках конденсируется средняя фракция аэрозоля) и накапливается в нем. Так как гидрид обладает значительным удельным весом, он растекается по поверхности верхней ограничивающей пластины 21, на которой проис" ходит конденсация наиболее мелкой фракции аэрозоля электролита и паров.

Поскольку при синтезе гидрид образуется постоянно, этот процесс непре" рывен, т.е. все новые и новые порции гидрида подвергаются очистке, а очи.щенный гидрид отводится из электолизера через штуцер 15.

В известных конструкциях очистки от паров и аэрозоля электролита ис" пользуется принцип абсорбции на влажной .или омываемой поверхности. При этом происходит дополнительное загрязнение гидрида сорбентом, кроме того, часть гидрида, растворяясь в сорбирующей жидкости (сорбенте), теряется безвозвратно. Это, в свою очередь, снижает чистоту гидрида более чем на порядок (см. таблицу) и повышает onacHocTb процесса (гидриды высокотоксичны) .

В предлагаемой конструкции использован принцип конденсации.

В табл. 1 приведены данные по чистоте арсина, а в табл. 2 - данные по чистоте германа.

Таблица

Пропилеи Сероводо- Этилен род

5 96233

Иэ табл. 1 и 2 видно, что синтез летучих гидридов в предлагаемом устройстве позволяет повысить чистоту продукта на порядок и более по сравнению с синтезом, проведенным в известном устройстве.

Формула изобретения

Электролиэер для получения летучих гидридов фильтр-прессного типа, включающий концевые монополярные . 1фзлектроды, с размещенными между ними биполярными электродами, образующие электролитические ячейки, снабженные устройством для вывода гидридов, и каналы для сбора гидридов, о т л и- 1з ч а ю шийся тем, что, с целью

5 4 повыщения чистоты получаемых гидридов, злектролизер снабжен камерой охлаждения, размещенной между злектролитическими ячейками и каналом для сбора гидридов, устройства для вывода гидридов выполнены в виде труб и установлены в камере охлаждения, а каждая злектролитическая ячейка снабжена теплообменником в виде змеевика, соединенного с камерой охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 1375819, кл. 204-9 опублик. 12.04.21.

2. Якименок Л.М, и др. Электролиэ воды. И., "Химия", 1979 с. 177-180.