CN109267102B - 复合结构电解槽及电解槽组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电解设备领域，具体而言，涉及一种复合结构电解槽及电解槽组件。复合结构电解槽包括电解槽槽体、防腐内衬以及耐酸砖复合层，防腐内衬和耐酸砖复合层均设置于电解槽槽体内，防腐内衬设置于电解槽槽体和耐酸砖复合层之间，且耐酸砖复合层和电解槽槽体均与防腐内衬连接，耐酸砖复合层与电解槽槽体连接。耐酸砖复合层包括第一耐酸砖层和第二耐酸砖层，第一耐酸砖层与防腐内衬连接，第一耐酸砖层与电解槽槽体连接，第二耐酸砖层设置于电解槽槽体的底部并与第一耐酸砖层连接。复合结构电解槽能够保证复合结构电解槽的结构稳定性、抗渗透性好、使用寿命长、容易检测渗漏点、便于维修，且维修成本低。

Description

复合结构电解槽及电解槽组件

技术领域

本发明涉及电解设备领域，具体而言，涉及一种复合结构电解槽及电解槽组件。

背景技术

电解槽中盛放的介质为硫酸及硫酸锰，均有非常强的腐蚀性。电解液的深度超过3米，对电解槽的底部具有较大的压力。现有技术中的电解槽大多采用水泥槽体，加衬玻璃钢，此种设计占具有地面积大，玻璃钢的抗渗透性差，使用寿命短，渗漏不易检测等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合结构电解槽，其抗渗性好、容易发现渗漏点、结构可靠，且性能优良。

本发明的另一目的在于提供一种电解槽组件，其具有结构可靠、性能优良，使用寿命长的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种复合结构电解槽，其包括电解槽槽体、防腐内衬以及耐酸砖复合层，所述防腐内衬和所述耐酸砖复合层均设置于所述电解槽槽体内，所述防腐内衬设置于所述电解槽槽体和所述耐酸砖复合层之间，且所述耐酸砖复合层和所述电解槽槽体均与所述防腐内衬连接，所述耐酸砖复合层与所述电解槽槽体连接；

所述耐酸砖复合层包括第一耐酸砖层和第二耐酸砖层，所述第一耐酸砖层与所述防腐内衬连接，所述第一耐酸砖层与所述电解槽槽体连接，所述第二耐酸砖层设置于所述电解槽槽体的底部并与所述第一耐酸砖层连接。

在本发明较佳的实施例中，上述第一耐酸砖层呈“Z”字形，所述第一耐酸砖层包括依次连接的第一水平层、连接层和第二水平层，所述第一水平层和所述连接层呈“7”字形，所述连接层和所述第二水平层呈“L”形，所述电解槽槽体的顶部和所述防腐内衬相对远离所述电解槽槽体底部的一端均与所述第一水平层连接，所述连接层和所述第二水平层均与所述防腐内衬连接。

在本发明较佳的实施例中，上述第一耐酸砖层和所述第二耐酸砖层的厚度为110-120毫米。

在本发明较佳的实施例中，上述第一耐酸砖层是通过不含铁离子的耐高温的酚醛型乙烯基树脂胶泥将耐酸砖堆砌而成的防护层。

在本发明较佳的实施例中，上述防腐内衬是由丁基橡胶制成的衬里。

在本发明较佳的实施例中，上述复合结构电解槽还包括外衬，所述外衬设置于所述电解槽槽体外并与所述电解槽槽体连接。

在本发明较佳的实施例中，上述电解槽槽体相对靠近地面的四个角为圆角。

在本发明较佳的实施例中，上述复合结构电解槽还包括凸起结构，所述凸起结构设置于所述电解槽槽体内，并与所述第二耐酸砖层连接。

在本发明较佳的实施例中，上述凸起结构包括多个凸起，多个凸起呈阵列排布并均与所述第二耐酸砖层连接。

一种电解槽组件，其包括上述的复合结构电解槽。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的复合结构电解槽能够保证复合结构电解槽的结构稳定性、抗渗透性好、使用寿命长、容易检测渗漏点、便于维修，且维修成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的复合结构电解槽的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的“7”字耐酸砖堆砌示意图；

图3为本发明实施例提供的凸起结构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电解槽组件的结构示意图。

图标：100-复合结构电解槽；110-电解槽槽体；111-防腐内衬；120-耐酸砖复合层；121-第一耐酸砖层；122-第二耐酸砖层；1211-第一水平层；1212-连接层；1213-第二水平层；130-外衬；140-凸起结构；141-凸起；200-电解槽组件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种复合结构电解槽100，其包括电解槽槽体110，电解槽槽体110的形状可以是长方体或者圆柱体或者其他几何体。电解槽槽体110采用钢材料制成，也可采用其他材料制成，例如铝镁材、复合铁材料等复合金属材料，选用钢材是因为其具有耐高温和耐高压的特性，能够延长复合结构电解槽100的使用寿命，同时，钢材质轻，并与移动电解槽槽体110，降低工人的工作强度。

进一步地，在电解过程中电解液持续放热，因此，复合结构电解槽100也需要较好的散热效果，但是现有技术中电解槽槽体110的各个角均为直角，不利于均匀散热，因此，本发明的电解槽槽体110相对靠近地面的四个角为圆角，继而保证散热均匀，进一步延长复合结构电解槽100的使用寿命。

进一步地，复合结构电解槽100还包括防腐内衬111，采用的钢材一般为复合型钢材，其不仅仅含有钢、也含有铁、镁、铝等金属，而这些金属材料与电解介质(例如硫酸及硫酸锰等物质)接触时，会发生化学反应，继而影响复合电解槽的电解性能，同时对电解槽槽体110造成腐蚀，缩短复合结构电解槽100的使用寿命，因此，在电解槽槽体110内设置防腐内衬111，防腐内衬111设置于所述电解槽槽体110内，且电解槽槽体110与所述防腐内衬111连接，延长复合结构电解槽100的使用寿命。

具体地，由于电解槽槽体110内部长期处于介质的浸泡中并且具有较高的温度(电解槽长期运行温度为105℃)，因此采用耐温及抗渗透性及防腐性能俱佳的丁基橡胶，具体地，防腐内衬111是由丁基橡胶制成的衬里。丁基橡胶是合成橡胶的一种，由异丁烯和少量异戊二烯合成。丁基橡胶具有良好的耐温、抗渗透性和防腐性能，能够有效防止电解介质的渗透，延长复合结构电解槽100的使用寿命，同时保证电解效果。

进一步地，复合结构电解槽100还包括耐酸砖复合层120，耐酸砖复合层120均设置于所述电解槽槽体110内，防腐内衬111设置于所述电解槽槽体110和所述耐酸砖复合层120之间，且所述耐酸砖复合层120与所述防腐内衬111连接，所述耐酸砖复合层120与所述电解槽槽体110连接。

具体地，耐酸砖复合层120包括第一耐酸砖层121和第二耐酸砖层122，所述第一耐酸砖层121与所述防腐内衬111连接，所述第一耐酸砖层121与所述电解槽槽体110连接，所述第二耐酸砖层122设置于所述电解槽槽体110的底部并与所述第一耐酸砖层121连接。

本发明采用耐酸砖堆砌形成耐酸砖复合层120，耐酸砖可以有效减低防腐内衬111表面化学介质的浓度及温度，同时还起到在今后清理表面结晶时保护橡胶衬里的作用。

设置在电解槽槽体110各个方向均设置有第一耐酸砖层121，但第二耐酸砖层122仅设置在电解槽槽体110的底部，增加电解槽槽体110底部耐酸砖的厚度，提升耐酸砖承压能力，继而保证复合结构电解槽100的结构稳定，且延长使用寿命。

进一步地，电解槽槽体110法兰面衬砖通常为壁部衬砖高出法兰面一块砖的厚度，然后法兰面的衬砖和高出部分平齐，将导致法兰面的衬砖容易脱落。因此，为了解决这一技术问题，本发明提供的第一耐酸砖层121呈“Z”字形，所述第一耐酸砖层121包括依次连接的第一水平层1211、连接层1212和第二水平层1213，所述第一水平层1211和所述连接层1212呈“7”字形，所述连接层1212和所述第二水平层1213呈“L”形，所述电解槽槽体110的顶部和所述防腐内衬111相对远离所述电解槽槽体110底部的一端均与所述第一水平层1211连接，所述连接层1212和所述第二水平层1213均与所述防腐内衬111连接。

参见图2，第一水平层1211和连接层1212呈“7”字形，使得第一水平层1211能够对防腐内衬111和电解槽槽体110的顶端进行封闭，使得复合结构电解槽100的顶端形成一个整体，继而有效防止防腐内衬111的脱落也防止耐酸砖的脱落。

进一步地，第一耐酸砖层121和所述第二耐酸砖层122的厚度为110-120毫米。第一耐酸砖层121和所述第二耐酸砖层122的厚度优选为113毫米。

进一步地，耐酸砖堆砌需要采用胶泥，一般采用的是呋喃树脂胶泥，但是经过本发明研究发现采用呋喃树脂胶泥后复合结构电解槽100易渗漏。

同时，一般的胶泥内含有铁离子或者容易与电解介质发生反应，因此，本发明的第一耐酸砖层121是通过不含铁离子的耐高温的酚醛型乙烯基树脂胶泥将耐酸砖堆砌而成的防护层。

不含铁离子的耐高温的酚醛型乙烯基树脂胶泥包括20-35份酚醛型乙烯基树脂和8-15份填料，其中酚醛型乙烯基树脂是将酚醛环氧树脂引入乙烯酯树脂的骨架中，合成的乙烯基酯树脂一般称Novolac乙烯基酯树脂。其不含铁，而填料采用的是石英砂，石英砂一般含有铁离子，因此，为了保证胶泥内不含铁离子，石英砂经过石碾子碾磨后进行酸洗，确保胶泥内不含铁离子的成分。

第二耐酸砖层122中耐酸砖的堆砌与第一耐酸砖层121中耐酸砖的堆砌方式且采用的胶泥相同。

进一步地，复合结构电解槽100时会有少量的电解液及少量的飞溅，因此，也需要对电解槽槽体110的外部进行防护。具体地，复合结构电解槽100还包括外衬130，所述外衬130设置于所述电解槽槽体110外并与所述电解槽槽体110连接。

但是外衬130接触的电解液少，不与介质长期接触，因此，外衬130采用半硬胶(半硬胶是含有大量硫磺(15－25％)的生胶经过硫化而制成的橡胶)制成，能够降低生产成本，同时保证防腐效果。

进一步地，参见图3，复合结构电解槽100在使用过程中会产生大量气泡，气泡会影响电解精度，继而影响电解的生产效率，因此，本发明实施例提供的复合结构电解槽100还包括凸起结构140，所述凸起结构140设置于所述电解槽槽体110内，并与所述第二耐酸砖层122连接。

进一步地，凸起结构140包括多个凸起141，多个凸起141呈阵列排布并均与所述第二耐酸砖层122连接。设置多个凸起141能够加速电解过程中气泡的破裂，提升电解效率和电解精度，同时降低生产能耗。

参见图4，本发明实施例还提供一种电解槽组件200，其包括上述的复合结构电解槽100。

对比例1：按照实施例1提供的结构设置复合结构电解槽，区别在于采用水泥基体制备电解槽槽体

对比例2：按照实施例1提供的结构设置复合结构电解槽，区别在于第一水平层和连接层未呈“7”字形。

对实施例和对比例1的复合结构电解槽进行检测评价，检测防腐内衬和电解槽槽体之间的粘结力，检测方法参见GB/T6329—1996；在实施例和对比例1的复合结构电解槽内加入相同量和相同介质的电解液，并同时持续不间断工作100日，而后检测渗漏点的数量和渗漏面积，具体检测结果参见表1。

表1检测结果

	实施例	对比例1
			粘结力(Mpa)	7	2
渗漏点的数量(个)	1	5
			渗漏面积(cm<sup>2</sup>)	0.5	4.7

通过表1可知，采用水泥电解槽槽体，更容易发生渗漏，且渗漏严重，渗漏点也不易检测，出现渗漏后对周围的水泥基体产生影响，出现脱落的面积较大，本实验中对比例1的水泥电解槽槽体渗漏点附近的水泥出现脱落，且脱落面积大，平均脱落面积达到2.7cm²。而本申请的钢材电解槽槽体渗漏点少，且容易检测。同时，对比例1的水泥电解槽槽体浇铸后无法移动，导致槽体的平整度及一致性无法保证，容易产生错位，本申请的钢材电解槽槽体安装方便，可通过大型吊车进行安装定位，定位精确，移动方便。进一步地，采用水泥电解槽槽体需要寻找平层，且水泥槽体与找平层在不同温度的影响下收缩率不一致，容易导致水泥基体与找平层出现质量问题，找平层在固化时容易产生收缩应力，特别是在使用温度较高时应力无法得到释放的条件下容易产生失效。

对实施例和对比例2的复合结构电解槽测试法兰面的耐酸砖脱落所需的力，检测方法是，采用相同的设备拉取实施例和对比例2的复合结构电解槽测试法兰面相同位置的耐酸砖，检测耐酸砖脱落是设备施加的拉力，检测结果参见表2。

表2检测结果

	实施例	对比例2
			施加的拉力(Mpa)	8.3	1.7

根据表2可知，第一水平层和连接层采用“7”字形能够使得电解槽槽体顶部的法兰与电解槽槽体内壁的耐酸砖形成一个整体，能够增加整体耐酸砖衬里的强度，即使在有外力的作用下也不容易脱落。而未采用“7”字形时法兰面的耐酸砖衬里极易脱落，容易造成防腐层的破坏，继而影响整个槽体的性能。

综上所述，本发明实施例提供的复合结构电解槽能够保证复合结构电解槽的结构稳定性、抗渗透性好、使用寿命长、容易检测渗漏点、便于维修，且维修成本低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合结构电解槽，其特征在于，其包括电解槽槽体、防腐内衬以及耐酸砖复合层，所述防腐内衬和所述耐酸砖复合层均设置于所述电解槽槽体内，所述防腐内衬设置于所述电解槽槽体和所述耐酸砖复合层之间，且所述耐酸砖复合层和所述电解槽槽体均与所述防腐内衬连接，所述耐酸砖复合层与所述电解槽槽体连接；

所述耐酸砖复合层包括第一耐酸砖层和第二耐酸砖层，所述第一耐酸砖层与所述防腐内衬连接，所述第一耐酸砖层与所述电解槽槽体连接，所述第二耐酸砖层设置于所述电解槽槽体的底部并与所述第一耐酸砖层连接；所述复合结构电解槽还包括凸起结构，所述凸起结构设置于所述电解槽槽体内，并与所述第二耐酸砖层连接。

2.根据权利要求1所述的复合结构电解槽，其特征在于，所述第一耐酸砖层呈“Z”字形，所述第一耐酸砖层包括依次连接的第一水平层、连接层和第二水平层，所述第一水平层和所述连接层呈“7”字形，所述连接层和所述第二水平层呈“L”形，所述电解槽槽体的顶部和所述防腐内衬相对远离所述电解槽槽体底部的一端均与所述第一水平层连接，所述连接层和所述第二水平层均与所述防腐内衬连接。

3.根据权利要求1所述的复合结构电解槽，其特征在于，所述第一耐酸砖层和所述第二耐酸砖层的厚度为110-120毫米。

4.根据权利要求3所述的复合结构电解槽，其特征在于，所述第一耐酸砖层是通过不含铁离子的耐高温的酚醛型乙烯基树脂胶泥将耐酸砖堆砌而成的防护层。

5.根据权利要求3所述的复合结构电解槽，其特征在于，所述防腐内衬是由丁基橡胶制成的衬里。

6.根据权利要求1所述的复合结构电解槽，其特征在于，所述复合结构电解槽还包括外衬，所述外衬设置于所述电解槽槽体外并与所述电解槽槽体连接。

7.根据权利要求1所述的复合结构电解槽，其特征在于，所述凸起结构包括多个凸起，多个凸起呈阵列排布并均与所述第二耐酸砖层连接。

8.一种电解槽组件，其特征在于，其包括权利要求1-7任意一项所述的复合结构电解槽。

Images