CN102383141B - 三氟化氮用耐腐蚀电解槽 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三氟化氮用耐腐蚀电解槽，包括槽体(2)、槽盖(1)、阴极(2)、阳极(7)、阴阳极隔离裙板(4)，槽体侧壁和底部配备控温夹套(5、6)，槽体以碳钢为材质并做阴极，槽盖与槽体之间采用绝缘材料进行绝缘密封，槽体底部上是耐腐蚀绝缘层。该电解槽制造成本低、传质传热效果好、耐腐蚀，使用寿命可达同类碳钢电解槽5倍以上。

Description

三氟化氮用耐腐蚀电解槽
技术领域
本发明涉及三氟化氮制备领域，是一种适用于电解法生产三氟化氮气体的电解槽。
背景技术
电解法制备三氟化氮(NF3)的电解槽通常由碳钢、不锈钢、镍、铜或蒙乃尔合金制成，当使用不耐腐蚀材料如碳钢、不锈钢、铜等时，电槽内部凡与电解液或生成气体接触的部位需用耐腐蚀树脂涂覆，以避免腐蚀；当采用耐腐蚀材料如Ni、蒙乃尔合金等制造时，其制造价格为碳钢材质电解槽的5～6倍，设备成本高。
专利JP6088267公开了一种在内部凡与电解液或生成气体接触的部位均涂覆能够长期耐140℃以上(优选耐260℃以上)高温的氟树脂的电解槽。如氟树脂耐受温度低，则产品中CF4含量会增加。
ZL02201726.7公开了一种电解槽，其特征在于槽体内表面和裙板的外表面上涂有耐腐材料层。
电槽内部涂覆耐腐蚀材料，存在对涂覆工艺、涂覆材料要求严格，涂覆费用高等缺点。如涂覆质量不好，在电槽使用过程中可能出现涂覆层剥落造成设备腐蚀、电解气体中杂质CF4含量增加等问题，且电槽内部进行涂覆后，因非金属的导热性差，将影响槽体整体传热效果。因此，如何解决碳钢电解槽腐蚀过快的问题，并使碳钢电解槽有效应用于三氟化氮电解行业是本领域面临的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种耐腐蚀、传热效果好、造价较低的电解槽。
为解决上述技术问题，本发明电解槽，包括槽体、槽盖、阴极、阳极、阴阳极隔离裙板，槽体侧壁和底部配备控温夹套，槽体以碳钢为材质并做阴极，槽盖与槽体之间采用绝缘材料进行绝缘密封，槽体底部上是耐腐蚀绝缘层。
电解槽槽盖与槽体之间的绝缘材料可采用聚四氟乙烯、酚醛树脂、耐腐蚀氟塑料或橡胶等材质中的一种。槽体与外接各管线之间也可用这些材料绝缘。
由于槽体整体为阴极，为避免槽体底部产生氢气与阳极气体混合爆炸，本发明在槽体底部铺设一层连续的耐腐蚀绝缘层。该耐腐蚀绝缘层可以是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、耐腐蚀氟塑料或氟化盐等中的一种。
本发明电解槽不另设阴极，直接采用槽体做阴极，使槽体电位等于阴极电位，起到对槽体的保护作用。
由于槽体内侧不再涂覆防腐材料，外侧直接与控温夹套相连，电解槽整体导热效果较好；且槽体直接做阴极，取消了阴极单独设置，槽体内部构造简化，电解质流动障碍减少，电解槽内部传热、传质效果更佳。
阴阳极隔离裙板，由于其处于气液交界区域，容易被腐蚀，可采用碳钢材质加耐腐蚀涂层保护，也可直接接采用镍、蒙乃尔等耐腐蚀材料制造。
本发明电解槽阳极板还可以进一步设计为栅板状，以减少电解槽内部的传质阻力。
本发明电解槽直接采用槽体做阴极，并在槽体底部增加一层连续的耐腐蚀绝缘层，有效地解决了电解槽腐蚀过快的问题，延长了碳钢电解槽的使用寿命且制造成本低，传热传质效果好，有利于提高电解效率。该电解槽使用寿命可达同类碳钢电解槽5倍以上。
附图说明
图1是本发明电解槽主视图的剖视图。
图2是本发明电解槽右视图的剖视图。
图3是本发明电解槽俯视图。
具体实施方式
图1～3所示是本发明的一个实施例，下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步地详述：三氟化氮电解槽，由槽盖1和槽体(阴极)2两大部分组成。槽盖1由阳极7、阳极气体出口12、阴极气体出口13、HF通料口16、NH3通料口17、阴极测压口15、阳极测压口14、测温口18、阳极极棒9、阴极极棒10、取样口19、阴阳极隔离裙板4组成。槽盖1与槽体2之间通过聚四氟乙烯密封圈3密封，槽盖1与阳极7之间通过铜螺杆11连接，槽体侧壁和底部以焊接方式分别与控温夹套5、6连接。槽体为碳钢制造，底部铺设一层连续的聚四氟乙烯板8，阴阳极室隔离裙板4以镍板制备，阳极7为栅板状。
该电解槽耐腐蚀、传热效果好、造价较低。

Claims (6)

1.一种三氟化氮用耐腐蚀电解槽，包括槽体、槽盖、阴极、阳极、阴阳极隔离裙板，其特征是槽体侧壁和底部配备控温夹套，槽体以碳钢为材质并做阴极，槽盖与槽体之间采用绝缘材料进行绝缘密封，槽体底部上是耐腐蚀绝缘层。
2.根据权利要求1所述的三氟化氮用耐腐蚀电解槽，槽盖与槽体之间的绝缘材料是聚四氟乙烯、酚醛树脂或橡胶材料中的一种。
3.根据权利要求2所述的三氟化氮用耐腐蚀电解槽，槽体底部上的耐腐蚀绝缘层是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂或氟化盐中的一种。
4.根据权利要求3所述的三氟化氮用耐腐蚀电解槽，其特征是阳极板为栅板状。
5.根据权利要求4所述的三氟化氮用耐腐蚀电解槽，其特征是阴阳极隔离裙板是耐腐蚀材料制造。
6.根据权利要求5所述的三氟化氮用耐腐蚀电解槽，其特征是阴阳极隔离裙板是镍或蒙乃尔材料制造。
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