CN103614738B - 离子膜电解槽专用石墨阴极 - Google Patents

Abstract

一种离子膜电解槽专用石墨阴极，包括石墨板，所述石墨板前面制有循环水槽，后面制有导流槽；所述石墨板的左端面上方制有出料孔和出水孔，石墨板的右端面下方制有进料孔和进水孔，且出料孔与导流槽的上部连通，进料孔与导流槽的下部连通，出水孔与循环水槽的上部连通，进水孔与循环水槽的下部连通；所述石墨板前面制有环形密封槽，且环形密封槽位于循环水槽的周围。本发明具有冷却水循环结构和阴极料液导流结构，不但能够给石墨阴极、阳极和料液降温，而且还能加速阴极料液的流通和均匀分布，并有利于氢气的逸出，延长石墨阴极和阳极的使用寿命，提高电流效率和产品质量。

Description

离子膜电解槽专用石墨阴极

技术领域：

本发明涉及一种离子膜电解槽专用石墨阴极，主要用于电解法生产过硫酸铵的电解槽的阴极。

背景技术

过硫酸铵生产的主要设备是电解槽，电解槽主要由阳极、隔膜和阴极组成，目前，国内使用的电解槽阴极有两种，一种是铅阴极，另一种是石墨阴极。铅由于优异的加工性能，可加工成各种形状，便于阴极的冷却和氢气的逸出，因而在过硫酸铵生产的电解槽中，被广泛用于阴极的材料。但是，铅的耐腐蚀性与石墨相比差，腐蚀产生的铅离子易造成离子膜效率下降，不适宜在离子膜电解槽中使用。石墨具有优良的抗腐蚀性和较低的析氢电位，是比较理想的阴极材料。但已有的石墨阴极都没有石墨自身的冷却设计，多为板状石墨上打孔，有利于氢气的逸出，这种结构的石墨阴极电极温度高，造成电耗高，石墨的使用寿命短等缺点。

发明内容：

本发明解决的技术问题：设计一种离子膜电解槽专用石墨阴极，具有冷却水循环结构和阴极料液导流结构，不但能够给石墨阴极、阳极和料液降温，而且还能加速阴极料液的流通和均匀分布，并有利于氢气的逸出，延长石墨阴极和阳极的使用寿命，提高电解效率和产品质量。

本发明的技术解决方案：一种离子膜电解槽专用石墨阴极，包括石墨板，所述石墨板前面制有循环水槽，后面制有导流槽；所述石墨板的左端面上方制有出料孔和出水孔，石墨板的右端面下方制有进料孔和进水孔，且出料孔与导流槽的上部连通，进料孔与导流槽的下部连通，出水孔与循环水槽的上部连通，进水孔与循环水槽的下部连通；所述石墨板前面制有环形密封槽，且环形密封槽位于循环水槽的周围。

所述循环水槽由上水平槽、平行排列的竖直槽及下水平槽构成；所述上水平槽与平行排列的竖直槽的上端并联连通，平行排列的竖直槽的下端分别通过平行排列的纵向细槽与下水平槽并联连通；所述出水孔与上水平槽的左端连通，进水孔与下水平槽的右端连通。

所述导流槽呈“工”形。

所述石墨板为细颗粒石墨板或再结晶石墨板或高密度石墨板。

所述石墨板的对角位置具有阳极板固定槽，石墨板的两端面具有固定孔。

本发明具有的优点和效果：

1、具有冷却水循环结构，通水可给阴极石墨和阳极板降温，延长石墨阴极和阳极板的使用寿命。

2、具有阴极料液导流结构，能加速阴极料液的流通和均匀分布，并有利于氢气的逸出，提高电解效率和产品质量。

3、石墨板采用细颗粒石墨、再结晶石墨或高密度石墨。导电性能好，机械强度高，耐腐蚀，使用寿命长，可减少检修的费用。

附图说明

图1为本发明的结构主视图，

图2为本发明的结构后视图，

图3为本发明的结构剖视图，

图4为本发明的左端面结构示意图，

图5为本发明的右端面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3、4、5描述本发明的一种实施例。

一种离子膜电解槽专用石墨阴极，包括石墨板9，所述石墨板9前面制有循环水槽6，后面制有“工”形导流槽1；所述石墨板9的左端面上方制有出料孔2和出水孔3，石墨板9的右端面下方制有进料孔10和进水孔8，且出料孔2与导流槽1的上部连通，进料孔10与导流槽1的下部连通，出水孔3与循环水槽6的上部连通，进水孔8与循环水槽6的下部连通；所述石墨板9前面制有环形密封槽7，且环形密封槽7位于循环水槽6的周围。

所述循环水槽6由上水平槽2、平行排列的竖直槽13及下水平槽14构成；所述上水平槽12与平行排列的竖直槽13的上端并联连通，平行排列的竖直槽13的下端分别通过平行排列的纵向细槽11与下水平槽14并联连通；所述出水孔3与上水平槽12的左端连通，进水孔8与下水平槽14的右端连通。

所述石墨板9为细颗粒石墨板或细结晶石墨板或高密度石墨板。所述石墨板9的对角位置具有阳极板固定槽5，石墨板9的两端面具有固定石墨阴极的固定孔4。

使用时，在环形密封槽7中嵌入密封条，阳极板通过固定槽5固定在石墨板9的前面，使阳极板和阴极石墨板通过密封条进行密封，在二者之间形成循环冷却水箱。将离子膜固定在两块石墨板9之间，使离子膜与阴极石墨板之间形成阴极室，离子膜与阳极板之间形成阳极室。石墨板9的两端面具有的固定孔4通过螺丝与固定支架连接，再通过固定支架将电极固定在电解槽的支架上，并将出料孔2、出水孔3、进料孔10、进水孔8与相应管路连接即可工作。

工作时，阴极料液自进料孔10进入离子膜与阴极石墨板之间形成的阴极料液通道，自出料孔2排出。在阴极料液流通过程中，“工”形导流槽1具有加速阴极料液流通和均匀分布的作用，进而有利于氢气的逸出，提高电解效率和产品质量。

冷却时，冷却水自进水孔8进入下水平槽14，然后通过平行排列的纵向细槽11均匀分配后进入平行排列的竖直槽13，竖直槽13中充满水后再进入上水平槽12，最后自出水孔3排出。上述设计保证了冷却水填充均匀，进而实现了对阴极石墨和阳极板均匀冷却的目的，进一步延长石墨阴极和阳极板的使用寿命。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种离子膜电解槽专用石墨阴极，包括石墨板（9），其特征是：所述石墨板（9）前面制有循环水槽（6），后面制有导流槽（1）；所述石墨板（9）的左端面上方制有出料孔（2）和出水孔（3），石墨板（9）的右端面下方制有进料孔（10）和进水孔（8），且出料孔（2）与导流槽（1）的上部连通，进料孔（10）与导流槽（1）的下部连通，出水孔（3）与循环水槽（6）的上部连通，进水孔（8）与循环水槽（6）的下部连通；所述石墨板（9）前面制有环形密封槽（7），且环形密封槽（7）位于循环水槽（6）的周围。

2.根据权利要求1所述的离子膜电解槽专用石墨阴极，其特征是：所述循环水槽（6）由上水平槽（12）、平行排列的竖直槽（13）及下水平槽（14）构成；所述上水平槽（12）与平行排列的竖直槽（13）的上端并联连通，平行排列的竖直槽（13）的下端分别通过平行排列的纵向细槽（11）与下水平槽（14）并联连通；所述出水孔（3）与上水平槽（12）的左端连通，进水孔（8）与下水平槽（14）的右端连通。

3.根据权利要求1或2所述的离子膜电解槽专用石墨阴极，其特征是：所述导流槽（1）呈“工”形。

4.根据权利要求3所述的离子膜电解槽专用石墨阴极，其特征是：所述石墨板（9）为细颗粒石墨板或再结晶石墨板或高密度石墨板。

5.根据权利要求4所述的离子膜电解槽专用石墨阴极，其特征是：所述石墨板（9）的对角位置具有阳极板固定槽（5），石墨板（9）的两端面具有固定孔（4）。