CN105714327A - 一种补液式离子膜电解槽 - Google Patents

Abstract

一种补液式离子膜电解槽，涉及一种电解槽，所述补液式离子膜电解槽主体结构包括阳极框室及顶部气液分离室，阳极框室为框架机构，框架结构上设有若干纵向排布的隔栅，将其分割成多个单元室，第一个单元室宽度为半个单位，其它单元室宽度均为一个单位；单元室内部自上而下设有补液管、循环板、侧位连接管、进口管；循环板贯穿第二至最后一个单元室，循环板板面倾斜一定角度。本发明离子膜电解槽可广泛应用于高电流密度或膜面浓度差要求较低的电解过程。如氯碱工业离子膜电解过程等工艺。可有效降低电解槽膜面浓度差，优化膜面环境。在生产中可延长离子膜的使用寿命。在高电流密度下进行电解可有效增大产品的产量。

Description

一种补液式离子膜电解槽

技术领域

本发明涉及一种电解槽，特别是涉及一种补液式离子膜电解槽。

背景技术

离子膜电解是20世纪70年代发展起来的新技术，与传统的水银法和隔膜法相比，采用离子膜电解法，具有总能耗低、无污染、产品纯度高、操作运转方便等优点。因此被公认为是氯碱工业老厂技术改造和新建电解装置的发展方向。离子膜电解槽就是利用阳离子交换膜隔离电解槽的阳极和阴极，将产品分开的装置。基于阳离子交换膜的选择透过性，带正电价的离子通过膜面由阳极侧进入阴极侧，带负电价的离子被膜阻隔，从而实现槽体内的浓缩及电化合过程。

随着离子膜电解工艺的不断进步，为求取得更高的经济效益，槽体的电流密度被逐步提高。但过高的电流密度致使电解反应速率过快，膜面离子浓度分布不均匀，如氯碱工艺中膜面电解液浓度自下而上浓度不断减少，这种恶劣的膜面环境会严重影响膜面电解反应进程，降低离子膜的使用寿命等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补液式离子膜电解槽，该电解槽克服了高电流密度电解槽内膜面浓度分布不均匀的状况，提出一种可使离子膜电解槽在高电流密度运行状况下，膜面浓度分布情况得到明显改善的补液式离子膜电解槽。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种补液式离子膜电解槽，所述补液式离子膜电解槽主体结构包括阳极框室及顶部气液分离室，阳极框室为框架机构，框架结构上设有若干纵向排布的隔栅，将其分割成多个单元室，第一个单元室宽度为半个单位，其它单元室宽度均为一个单位；单元室内部自上而下设有补液管、循环板、侧位连接管、进口管；循环板贯穿第二至最后一个单元室，循环板板面倾斜一定角度，顶端靠近膜面侧，底端靠近背板侧；补液管位于循环板上方，水平贯穿全部单元室，对应每个单元室位置留有补液孔；侧位连接管位于阳极框室侧面，连通补液管与进口管；进口管平行于补液管、贯穿全部单元室，对应每个单元室位置留有进口孔。

所述的一种补液式离子膜电解槽，所述补液管直径小于进口管直径。

所述的一种补液式离子膜电解槽，所述补液孔的直径小于补液管直径。

所述的一种补液式离子膜电解槽，所述侧位连接管直径小于补液管直径，且沿竖直方向铺设于第一个单元室内，顶部连接补液管，底部连接进口管。

本发明的优点与效果是：

本发明可明显改善膜面浓度环境，可提高膜面电解反应的进程同时均衡膜面电解液浓度。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图的主视图；

图2为本发明图1的左视图；

图3本发明为补液管、侧位连接管、进口管的连接布置图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明主体结构，包括入口、出口、阳极框室及顶部气液分离室。阳极框室为框架机构，框架结构被若干纵向分布的隔栅分割为多个单元室。第一个单元室宽度为半个单位，其它单元室宽度均为一个单位。单元室，内部自上而下设有补液管、循环板、侧位连接管、进口管。补液管，是一个圆形或椭圆形管道，偏向膜面侧，横穿全部隔栅作为支撑，由侧位连接管输送高浓度电解液，顶部对应每个单元室相应位置留有数量不等补液孔。循环板，置于补液管斜下方，从第二至最后一个单元室横向贯穿，板面倾斜一定角度，顶端靠近膜面侧，底端靠近背板侧。侧位连接管，直径略小于补液管直径且沿竖直方向铺设于第一个单元室内，底部由进口管流入电解液，顶部向补液管输送电解液。进口管，直径略大于补液管，平行于补液管方向贯穿全部单元室，对应每个单元室位置留有直径远小于进口管直径的进口孔。

本发明的原理如下：

电解液由进口管流入，经进口孔通入单元室内，沿膜面连续发生电解反应。在气提作用及循环板的引流作用下，单元室内电解液呈现整体循环流动，伴随着电解反应的发生，膜面浓度自下至上不断降低，上部补液孔出流出的高浓度电解液于单元室内该处低浓度的电解液在整体循环的作用下充分混合，从而提升上部膜面处的电解液浓度，使单元室内电解液浓度相对均衡。

实施例

图中各标记分别为：1气液分离室、2出口管、3隔栅、4补液管、5循环板、6侧位连接管、7进口管、8补液孔、9进口孔、10离子交换膜。图2中各标记分别为：1补液管、2补液孔、3侧位连接管、4进口管、5进口孔、6进口。

具体实施例应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。

本发明是一种设有浓度补充装置的离子膜电解槽阳极，该离子膜电解槽包括气液分离室1、出口2、隔栅3、补液管4、循环板5、侧位连接管6、进口管7、出口8、补液孔9、进口孔10。所述离子膜电解槽阳极为框架结构，所述框架结构上设有23个隔栅，将其纵向分割成24个单元室，第1个单元室宽度为40~50mm，其它单元室宽度均为80~100mm。所述循环板位于单元室中部，长度为350mm~420mm的钢板，板面倾斜一定角度，顶端距离膜面9~13mm，底端距离背板侧4~7mm。所述补液管4位于循环板5上端20~50mm处，沿水平方向铺设，直径为12~21mm。所述补液管4顶部对应上述单元室开24个补液孔8，所述补液孔8直径0.9~2.1mm。所述进口管7沿平行补液管4方向铺设于槽框底部，对应补液孔8位置开设24个直径为1~2mm的进口孔9，进口管7直径20~30mm。

以上所述仅为本发明的事例实施方式，需指出，在不背离本发明实质和范围的前提下，还可对其作出若干改进和润饰，这些对本发明技术方案做出的改变和变形，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种补液式离子膜电解槽，其特征在于，所述补液式离子膜电解槽主体结构包括阳极框室及顶部气液分离室，阳极框室为框架机构，框架结构上设有若干纵向排布的隔栅，将其分割成多个单元室，第一个单元室宽度为半个单位，其它单元室宽度均为一个单位；单元室内部自上而下设有补液管、循环板、侧位连接管、进口管；循环板贯穿第二至最后一个单元室，循环板板面倾斜一定角度，顶端靠近膜面侧，底端靠近背板侧；补液管位于循环板上方，水平贯穿全部单元室，对应每个单元室位置留有补液孔；侧位连接管位于阳极框室侧面，连通补液管与进口管；进口管平行于补液管、贯穿全部单元室，对应每个单元室位置留有进口孔。

2.根据权利要求1所述的一种补液式离子膜电解槽，其特征在于，所述补液管直径小于进口管直径。

3.根据权利要求1所述的一种补液式离子膜电解槽，其特征在于，所述补液孔的直径小于补液管直径。

4.根据权利要求1所述的一种补液式离子膜电解槽，其特征在于，所述侧位连接管直径小于补液管直径，且沿竖直方向铺设于第一个单元室内，顶部连接补液管，底部连接进口管。