CN1060540C - 压滤式电解组件的隔膜元件 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种压滤式电解组件的隔膜元件，包括由隔膜隔开来的阳极室和阴极室，该隔膜元件包括框架(1)，框架是刚性钢材，其上覆盖有柔性可硫化材料(6)，该材料用作电绝缘且同时用作密封，框架(1)与固定设备(4)制成一体，开孔(7)用于由螺栓将隔膜(12)固定到框架(1)上。T形元件(2，3)和框架(1)形成气体/液体通道，且这些元件用螺栓(5)固定到同一框架上，且用材料(6)覆盖，该材料与绕框架(1)的密封/绝缘材料(6)组合成一个整体。
Description
本发明关于压滤式电解组件中的隔膜元件，该组件包括由隔膜分开的阳极和阴极室。该隔膜元件包括一框架，气体和液体各自的流孔，固定到框架上的隔膜，密封设备和绝缘设备。
压滤式电解组件主要用于从海水，通常是含水的碱性氢氧化物溶液中制造氢和氧。同样的小室用于从氯化钠溶液中制造氯。这种小室包括钢框架或由塑性材料制造的框架。采用钢框架的一个好处是钢框架是刚性的，因此可制成大型压滤，组件。然而，在钢框架之间必须有绝缘和密封设备，腐蚀也是要对付的一个难题。处理腐蚀问题的一种办法是，例如在暴露到将要被电解的海水或碱液中的隔膜元件的表面使用镀镍板。但镀镍板是昂贵的，应最小限度地使用。
上述型式的电解装置已经长期为人们所熟知且在许多专利中都有描述。挪威专利No．157024中描述了一种生产氢和氧的压滤式电解装置。每个小室包括两种极性的电极，电极用隔膜元件互相分隔。在两个端板之间的各小室以这样的方式保持在一起，即在上述板之间的电解小室用长度方向的螺栓保持在恒定的压力下。在电解装置的长度方向上，上部通道用于在小室中分别制造出的氢和氧，小室的下部是循环碱液的通道。
从EP6212240 A1中知道，有一个电解溶液的设备，包括由导电板制成的两种极性的元件，该导电板周围由绝缘框架包围，沿框架的周边区设有进口和出口通道。分隔元件可以插入到上述两种极性的元件之间，分隔元件包括一块多孔的隔膜和一个同样设有进口和出口通道的绝缘框架。
本发明的主要目的是得到一个新的隔膜元件，其结构包括使用钢框架，这样可实现大的刚性尺寸，同时可得到一种结构，即一种简单结构的电解装置，它与目前的装置相比只有几个元件。
另一个目的在于以一种普通的布置来密封、电绝缘和防腐。
发明者不得不解决的主要问题是隔膜元件中的钢材部分的防腐，以及如何使用一种新型和改进的密封和绝缘设备而不致于制造更复杂和昂贵的元件。在开发解决问题的新办法时，发现只有很少的一部分隔膜元件使用常规的镀镍板，而用防腐材料覆盖住其他被暴露的部分，如塑料或橡胶材料，来解决腐蚀问题。请记住隔膜元件沿其周边还不得不电绝缘，发明者开始调查使用同一种防腐材料进行绝缘和密封的可能性。于是发现不仅同样的材料可以使用，而且在实施时可以制造一种更简单和便宜的隔膜元件。它通过将元件的钢材部分的防腐涂层和隔膜元件的电绝缘和密封合在一起而实现。
发现能制造该种组合的防腐和绝缘涂层的可用材料是可硫化的橡胶，它具有所要求的电绝缘和密封性能。
采用上述发明原理，只有一小部分必须是镀镍，且镀镍在较小的镀镍设备上进行。进一步还发现，隔膜元件的一些不同的元件不一定非要象以前一样用焊接连接不可，而且可以只用硫化的橡胶涂层设置其位置，因此很大程度上焊接可以被硫化物取代。
本发明的主要新特点包括框架1是刚性的钢材，其上覆盖有柔性、可硫化的材料6，该材料用作电绝缘以及同时作为密封件，框架1与固定设备4制成一体，隔膜12由螺栓穿过固定设备4上的开孔7固定到框架1上。
本发明的另一个特点在于T形元件2、3和框架1形成气体／液体通道，且这些元件同样用螺栓固定到框架1上，且用材料6覆盖，该材料与绕框架1的密封／绝缘材料6组合一个整体。
隔膜12最好用镀镍的固定设备10固定到元件2上以及用固定设备4固定到元件3和框架1上，固定设备4是绝缘／密封材料6的一个整体部分。
本发明的范围及其特点由所附权利要求所限定。
借助于附图，本发明可以得到进一步的解释。
图1是所发明的隔膜元件的前视图。
图2所示的是图1中沿线A—A隔膜元件的剖面图。
图3所示的是带绝缘和密封的框架剖面图。
图1所示的是一圆形隔膜元件，当然该形状也可以是长方形或正方形。该元件的外框架是一刚性钢框架1，钢框架周边有电绝缘材料6，该材料还可用作密封剂。外框架上装有带开孔7的固定设备4，通过开孔将隔膜固定到设备4上。将T形元件2和3固定到框架1上以形成相应的气体通道8和碱液通道9。在材料6施加到上述各元件上时，因而确保气体和液体不能透过，T型元件2和3用螺栓5保持在其位置上。在这些元件上用硬化这些元件的材料6覆盖。元件2和3上设有相应的固定设备10、4，通过它们将隔膜固定到这些元件上。固定设备10是镀镍板。
图2中所示的是图1中沿线A—A隔膜元件的剖面，该剖面正好通过T形元件3，因此在该图中不能看到碱液通道9。用螺栓穿过开孔7将隔膜12固定到固定设备4和10上。固定设备10是镀镍板，而固定设备4是整个钢架1周边材料的一部分。在元件2上的开孔13是电解小室和气体通道8之间的气体通道。
图3是圆形框架的剖面，所示的是周边有绝缘和密封材料6的钢架1以及由同样材料制成一体的固定设备4。开孔7用于由螺栓将隔膜固定到固定设备4上。
和已有的技术方案相比，本发明具有许多优点。由于用硫化物取代了占绝大部分的镀镍板，大大减少了制造成本。由于目前镀镍制造要大量昂贵的化学浸泡槽，因用硫化物取代了占绝大部分的镀镍板，事实上减小了制造成本。电解装置将更加紧凑，使用同样的材料来防腐、电绝缘和密封的好处是具有很高的价值，而且还简化了电解装置对材料的要求。
Claims (3)
1．一种压滤式电解组件的隔膜元件，包括由隔膜(12)隔开来的阳极室和阴极室，该隔膜元件包括框架(1)，气体和液体的流动通道(8、9)，其特征在于框架(1)是刚性的钢材，其上覆盖有柔性、可硫化的材料(6)，该材料用作电绝缘且同时用作密封，材料(6)与具有开孔(7)的固定设备(4)制成一体，隔膜(12)通过用螺栓穿过开孔(7)固定到框架(1)上，T形元件(2，3)和框架(1)形成气体／液体通道。
2．根据权利要求1的隔膜元件，其特征在于T形元件(2、3)用螺栓(5)固定到框架(1)上且用材料(6)覆盖，该材料与绕框架(1)的密封／绝缘材料(6)组合成一个整体。
3．根据权利要求1的隔膜元件，其特征在于隔膜(12)用镀镍的固定设备(10)固定到元件(2)上，以及用固定设备(4)固定到元件(3)和框架(1)上，固定设备(4)是整个绝缘／密封材料(6)的一部分。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1017380 Country of ref document: HK |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NORSK HYDRO AS Free format text: FORMER OWNER: NORSK HYDRO ASA Effective date: 20090403 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20090403 Address after: Norway Notodden Patentee after: NORSK HYDRO ASA Address before: Oslo, Norway Patentee before: NORSK HYDRO ASA |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20010110 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |