CN101451245A - 复极式自然循环离子膜电解单元槽 - Google Patents

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Abstract

一种复极式自然循环离子膜电解单元槽，由多个单元电解槽构成，在槽之间封有离子交换膜，单元电解槽由背靠背配置的阴、阳极室构成，各室上部带有气液分离器和供电解产物出口，下部带有物料进口，中间带隔离隔板；外框采用整体结构，周边和中间隔板采用非金属工程材料注塑整体成型，单元电解槽隔板上均匀设置电连接组件，由导电连接组件连接阴、阳极室，各室两侧安置支撑筋板，中间隔板上带有孔，阴、阳极室侧的螺栓螺栓、螺母上面等距离焊接支撑筋板，阴、阳极室侧焊接支撑筋板，阴极支撑筋板上焊活化阴极电极网，在阳极支撑筋板上焊接钛或钛合金材料的活化阳极电极网，在阳极支撑筋板间设置循环板。

Description

复极式自然循环离子膜电解单元槽
技术领域
本发明涉及离子膜电解槽结构，属于离子膜电解技术及设备领域。
背景技术
离子膜电解槽属于氯碱行业中主要的电解装备，复极式自然循环离子膜电解槽主要由多个单元电解槽构成，在单元电解槽之间由密封垫密封有离子交换膜，单元电解槽由背靠背配置的、在导电通路上连接的阴极盘和阳极盘、由四个边框构成的框架、通过导电筋板焊接到阴、阳极盘上的阴极和阳极及阴、阳极室上部分的气液分离盒组成，阴极盘和阳极盘为四周带侧壁的盘状构件，在阴极盘和阳极盘的侧壁分别带有供电解物料进入的进口及供电解产物流出的出口，进口分别位于阴、阳极盘的下侧壁上，出口分别位于阴、阳极盘上侧壁上，在阳极的底部固定安装有导流管。该种结构的复极式自然循环离子膜电解槽在应用时虽能够生产碱液，但其制造工艺复杂，制造成本高。另外由于工作环境苛刻，在高温下高浓度的盐水和碱液环境中工作，电解过程中阳极室具有氧化性，阴极室具有还原性，电解槽极易被腐蚀产生泄漏。
发明内容
本发明的目的是设计一种结构合理、制造简单的复极式自然循环离子膜电解单元槽，不仅耐腐蚀，而且降低成本。
本发明所设计的复极式自然循环离子膜电解单元槽，由多个(一个以上)单元电解槽构成，在单元电解槽之间由密封垫密封有离子交换膜，单元电解槽由背靠背配置的及阴极室、阳极室构成，阴极室、阳极室上部带有气液分离器，阴极室和阳极室的侧部分别带有供电解物料进入的进口及供电解产物流出的出口，进口分别位于阴、阳极室的下部，出口分别位于阴、阳极室上部，外框采用整体型式结构，阴、阳极室中间由带有金属骨架的隔板隔离，外框的周边和中间隔板采用非金属工程材料注塑整体成型，单元电解槽的中间隔板上均匀设置导电连接组件，由导电连接组件连接阴极室和阳极室，阴、阳极室两侧的支撑筋板通过螺栓和螺母分别安置在隔板两侧，中间隔板上带有用于安装螺栓、螺母的孔，阴极室侧的螺母选用铁、镍或不锈钢金属材料制成，阳极室侧的螺栓选用金属钛或钛合金材料制成，在螺栓、螺母上面等距离焊接支撑筋板，阴极室侧焊接镍或不锈钢材质的支撑筋板，阳极室侧焊接钛或钛合金材质的支撑筋板，阴极支撑筋板上焊接镍或不锈钢材质的活化阴极电极网，在阳极支撑筋板上焊接钛或钛合金材料的活化阳极电极网，在阳极支撑筋板间设置循环堰板。
本发明的外框和中间隔板采用的工程材料为耐酸、碱、氯气的DCPD(双环戊二烯)或PP(聚丙烯)材料。
本发明在中间隔板上配合安装螺栓和螺母时，加入金属垫圈和橡胶密封垫圈进行密封，金属垫圈和各室内的螺栓或螺母材质相同，橡胶垫圈采用低钙镁的三元乙丙橡胶密封垫圈，以有效地保护离子交换膜和保证电解产物纯度，提高电解效率。
在阴极室和阳极室下部各自设置进液分散管，管上均布小孔，小孔位于相邻两根筋板之间空隙，这样有利于进槽液体的平均分布。
阳极室上部设置的气液分离器内部安装多孔板，使气体和液体可以完全分离；进出口接管呈对角设置，下部为进口接管，上部气液分离器端部为出口接管。
阴极室上部设置有气液分离器，进出口接管呈对角设置，下部为进口接管，上部气液分离器端部为出口接管。
为增强边框的强度，其内部嵌有金属骨架。
本发明所设计的复极式自然循环离子膜电解单元槽的优点是：
1、结构简单，省去金属材料阴、阳极盘，框架及中间隔板采用非金属材质，重量大大减轻。
2、因省去阴、阳极盘而使得加工制造工艺简单，电解槽的成本降低。
3、外框和中间隔板采用注塑整体成型，密封好，泄漏率降低。
本发明可广泛推广应用于氯碱化工行业中。
附图说明
图1是本发明复极式自然循环离子膜电解单元槽阳极侧结构示意图。
图2是本发明复极式自然循环离子膜电解单元槽阴极侧结构示意图。
图3是单元电解槽俯视图剖视图。
图4是单元电解槽左视图剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式及其效果作进一步描述。
单元电解槽的结构如附图3所示，由背靠背配置的阴极室A、阳极室B构成。单元电解槽的外框1的周边和中间隔板26采用DCPD(双环戊二烯)材料注塑整体成型，外框1内部嵌有增强强度的金属骨架，中间隔板26中同样带有金属骨架。中间隔板26上均匀设置导电连接组件，导电连接组件可以采用以下方案进行实施：
如图1至图4所示，在中间隔板26上均匀开孔，然后将专用螺栓和专用螺母紧固在中间隔板上。螺栓10和螺母11分别安装在阴极室A和阳极室B两侧，通过金属垫圈和橡胶密封垫圈9进行密封，金属垫圈与所在的阴极室A或阳极室B内的螺栓或螺母材质相同，密封垫圈9采用低钙镁含量的EPDM(三元乙丙橡胶)材料制成。
阴极室A侧的专用螺母选用镍金属材料制成，阳极室B侧的专用螺栓选用金属钛材料制成。在螺栓、螺母上面等距离焊接支撑筋板，阴极室A侧焊接镍材质的支撑筋板5，阳极室B侧焊接钛材质的支撑筋板4，阴极支撑筋板上焊接镍材质的活化阴极电极网8，在阳极支撑筋板上焊接钛材料的活化阳极电极网7，在阳极支撑筋板间设置循环堰板2、3、6。
阴极室A、阳极室B的上部带有气液分离器24、25，阴极室A上部设置有气液分离器，进出口接管呈对角设置，下部为进口接管，上部气液分离器端部为出口接管；阳极室B上部设置的气液分离器25内部安装多孔板，使气体和液体可以完全分离；进出口接管呈对角设置，下部为进口接管14、23，上部气液分离器端部为出口接管18、21。
阴极室A和阳极室B的侧部分别带有供电解物料进入的进口14、23及供电解产物流出的出口18、21，进口分别位于阴、阳极室的下部，在阴极室A和阳极室B下部各自设置进液分散管，其上均布小孔，小孔位于相邻两根筋板之间的空隙，使进液分布均匀，保证电解过程的平稳运行。

Claims (7)

1、一种复极式自然循环离子膜电解单元槽，由多个单元电解槽构成，在单元电解槽之间由密封垫密封有离子交换膜，单元电解槽由背靠背配置的阴极室、阳极室构成，阴极室、阳极室上部带有气液分离器，阴极室和阳极室的下部带有供电解物料进入的进口，上部带有供电解产物流出的出口，进口分别位于阴、阳极室的下部，出口分别位于阴、阳极室上部，其特征是：外框采用整体型式结构，阴、阳极室中间由带有金属骨架的隔板隔离，外框的周边和中间隔板采用非金属工程材料注塑整体成型，单元电解槽的中间隔板上均匀设置电连接组件，由导电连接组件连接阴极室和阳极室；连接组件为专用螺栓和专用螺母紧固连接在中间隔板两侧，阴、阳极室两侧的支撑筋板通过螺栓和螺母分别安置在隔板两侧，中间隔板上带有用于安装螺栓、螺母的孔，阴极室侧的螺栓或螺母选用铁、镍或不锈钢金属材料制成，阳极室侧的螺栓或螺母选用金属钛或钛合金材料制成，在螺栓、螺母上面等距离焊接支撑筋板，阴极室侧焊接镍或不锈钢材质的支撑筋板，阳极室侧焊接钛或钛合金材质的支撑筋板，阴极支撑筋板上焊接镍或不锈钢材质的活化阴极电极网，在阳极支撑筋板上焊接钛或钛合金材料的活化阳极电极网，在阳极支撑筋板间设置循环板。
2、根据权利要求1所述的复极式自然循环离子膜电解单元槽，其特征还在于：外框和中间隔板采用的工程材料为耐酸、碱、氯气的双环戊二烯或聚丙烯材料。
3、根据权利要求1所述的复极式自然循环离子膜电解单元槽，其特征还在于：中间隔板上配合安装的螺栓和螺母，加入金属垫圈和橡胶密封垫圈进行密封，金属垫圈和各室内的螺栓或螺母材质相同，橡胶垫圈采用低钙镁含量的三元乙丙橡胶制成。
4、根据权利要求1所述的复极式自然循环离子膜电解单元槽，其特征还在于：在阴极室和阳极室下部各自设置进液总管上均布小孔，小孔位于相邻两根筋板之间空隙。
5、根据权利要求1所述的复极式自然循环离子膜电解单元槽，其特征还在于：阳极室上部设置的气液分离器内部安装多孔板，使气体和液体可以完全分离；进出口接管呈对角设置，下部为进口接管，上部气液分离器端部为出口接管。
6、根据权利要求1所述的复极式自然循环离子膜电解单元槽，其特征还在于：阴极室上部设置有气液分离器，进出口接管呈对角设置，下部为进口接管，上部气液分离器端部为出口接管。
7、根据权利要求1所述的复极式自然循环离子膜电解单元槽，其特征还在于：边框的内部嵌有增强强度的金属骨架。
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