CN1395627A - 电解池的改进 - Google Patents

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Abstract

一种电解池，包括外壳(12)，该外壳容置有多个由导向件分离的平行电极(21)以形成通道(28)，电解质溶液通过该通道由入口(29)端流向出口(23)端，通过在电极(21)之间施加电势而使溶液受到电离。在入口端和出口端处，间隔壁部件(18)与电极(21)结合以延伸电解质通道(28)并将电解质限制在相应通道(28)内，由此避免在电极之间通过电解质的短路。

Description

电解池的改进
技术领域
本发明涉及电解池的改进，特别涉及具有电解质在其间循环的多电极的改进电解池。
特别参照结合由多个电极的电凝聚法电解池设计来说明本发明。但是，要理解本发明的原理可以应用于多种结合多个基本平行电极的电解池。
背景技术
已知许多种形式的有不同用途的电解池。这样的电解池通常用于通过电镀的电提炼金属值(metal values)。美国专利US4,129,494和US3,875,041公开了这样形式的电解池，在该电解池中迫使电解质在电极之间的交替通路中流动。
日本专利说明书JP98-037311/04公开了一种电解池，该电解池具有用于保持和分离交替阳极和阴极板的沿侧壁导向件。
在电凝聚系统的电解池设计中，多个基本平行的电极安装在溶液的流动通路上从而被电解。在一种特别形式中，直线结构的电解池外壳具有沿相对侧壁延伸的多个相对狭槽，该狭槽适于容置沿外壳长度方向延伸的多个基本平行板电极。入口支管设置在外壳一端，出口支管设置在外壳的相对端。在两最外侧的板电极之间或相邻板电极组之间施加电势，由此当要处理的电解质流过外壳时，电流穿过电极之间以便电离溶液。电解池的电连接可以构成串联(电势施加在容置在电极外壳内的第一和最后电极板上)或并联(电势施加在两个以上电极，使至少一个两极性的电极插入在单极性电极之间——该单极性电极是电势所施加的电极)。
串联结构形成一组电极(两个单极性电极和插入其间的多个双极性电极)，而平行结构形成一组以上的电极(三个或多个单极性电极和插入单极性电极之间的至少一个双极性电极)。
多电极电解池设计的目的在于强迫电流流过电解池中相应电极之间的溶液。但是，由于采用电流电解池设计，因此当电流能够直接在连续两单电极之间流动时会发生电流漏泄，直接通过这些单极性电极和中间双极性电极反应表面外部的电桥溶液施加电势，由此在电解池入口端和出口端形成有效短路。这样，在处于不同电势的单极性电极的入口端和出口端处，包围电极端的电解质形成导电桥，使电流绕过双极性电极并形成由低电势电极至高电势电极的短路。单极性电极之间的短路减少预期通路上的电子，该通路通过穿过该组电极表面之间的电解质，电化学反应(电凝聚)在该通路上进行。因此该短路基本降低了电解池的效率。
美国专利US4,129,494解决了到由于双极性电极电解池中的电流漏泄而降低电镀的问题。但是，提出的特别改进是通过使用设置在凹形狭槽中的电极来防止或减轻该问题，使得电极侧和电解池侧之间形成紧配合而由此通过流动电解质的液压力将电极固定住。该专利还提出可以在一部分电极表面之上使用非导电挡板或覆盖物。但是在电解质流与电极平行的电解池中使用狭槽不合适。使用挡板或绝缘覆盖物则减小了电极的有效表面，由此降低了电解池的效率。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种克服公知电解池设计缺点的改进电解池设计。
本发明目的还在于提供一种改进的电凝聚电解池，由此基本防止了电极之间的短路或“电流漏泄”。
本发明目的还在于提供一种制造成本低并使用方便的改进的电解池。
本发明目的还在于提供一种使溶液电离的改进的电凝聚电解池。
本发明目的还在于提供一种改进的电凝聚电解池，该电解池以较高效率工作。
根据本发明一方面，提供一种电解池，该电解池包括外壳，所述外壳形成使电解质受到电解的通道，所述外壳具有入口端和出口端；沿所述通道纵向延伸的多个相对的导向件；由所述导向件间隔支撑的多个基本平行的板电极，所述电极将所述通道分成多个纵向电解质通道；在所述通道入口端和出口端的间隔壁部件，每个所述相应的入口和出口壁部件在数量上对应所述电极数量，所述壁部件形成与由所述电极形成的所述相应电解质通道相连的入口通道和出口通道，所述壁部件将电解质限制在所述相应通道内。
最好，所述壁部件的端表面结合电极的对应边缘以形成结合串联的入口通道和电极通道和出口通道以供电解质流动的相应分离独立通道。
在本发明的一个优选实施例中，导向件包括在外壳相对壁内形成的多个槽，该槽形成多个肋条或隔板，电极结合在该槽中。
在另一个实施例中，导向件可以是与外壳分离的结构，电极可以与导向件一起装配在外壳中，或者导向件和电极组件可以构成一个分离结构，该结构能作为一个组合体被拆掉或插入外壳内。
最好，出口端容置在安装在主外壳上的电解池头部内，出口端通道沿与电解质通道纵向成直角的方向延伸。由于采用这种结构，壁部件与电解池头部成一体并适于结合延伸到电解池头部内的电极侧边缘。这使得电解池由外壳至槽或类似物横向对处理的电解质放电。
通过设置与电极边缘结合的多个间隔壁，当穿过电解质的导电通路长度使最小电阻通路成为穿过电极对表面之间的电解质溶液的通路时，基本防止了电极之间的短路。电极之间短路的减少提高了电解池的效率和为电解目的而通常实现的电能向化学能的转变。
附图说明
为了更容易理解本发明，现在参照附图描述实施例，其中：
图1是现有技术电解池的示意图；
图2是本发明一种形式电解池实施例的分解视图；
图3是图2所示电解池头部的相同角度的剖视图；
图4是电极和相关的非导电壁的正视图；
图5是结合本发明特征的电解池的示意图。
具体实施方式
参照附图，图1显示了在液体处理厂中使用的电凝聚系统的普通现有技术设计，用于处理和净化由制造、处理、提炼或其他过程产生的导电溶液。
采用电凝聚系统，使导电溶液在多个处于不同电势的电极之间流动，通过溶液使电极之间产生电流，导致溶液内的化学反应，在许多情况下，是溶液和电极材料之间的化学反应。
但是，如图1所示，在现有技术的设计中，在由电极形成的处理区的入端和出端，电流能直接通过施加有电势的末端电极之间，由此提供一电流通路，该电流通路为流过单个电极的短路电流通路。当包围电极端的溶液构成使电流由最高电势电极传递到最低电势电极的导电桥时，该电流漏泄减小了实际穿过电极之间的电流量。短路电流通路将不穿过所有电解质溶液，在任何特定时间沿最低阻抗线路建立导电桥。
电流短路通过减少预期移动通路上的电子而降低了系统的效率，该预期通路穿过在发生电化学反应(电凝聚)的电极表面之间的溶液。该典型电解池设计效率较低，低于理论上获得的电能转化成化学能的值。
参照图2和3，本发明实施例的电解池包括外壳12，外壳12具有基本呈矩形的横截面并形成供电解质溶液流动的通道14。外壳12具有入口输送盒16和电解池头部17，该入口输送盒形成供电解质溶液流动的入口和出口通道。
外壳12具有处于相对侧壁上的多个纵向延伸隔板18，隔板18形成多个导槽19以容纳多个隔开的板电极21的侧边。电极21将通道14分成电解质溶液的多个分离通路。
如图4所示，每个电极21外形呈一端具有条部(tag)25的矩形，通过电极的这一形状可将电极插入外壳12并由外壳12中取出。条部25还使电极得以连接电源，而适于在外壳12内实现电凝聚。
在电极21的另一端或下端，其下边缘与实际构成电极21延伸部的壁插入部30结合。壁插入部适于位于靠近入口输送盒16，其上边缘构成在外壳12壁内形成的导槽19下端的邻接边。
电解池头部17适于采用合适的垫圈和连接螺栓(未示出)通过内结合凸缘22安装在外壳12上端，电解池头部17设计成可以在用电极进行反应后由通道14输送电解质溶液。电解池头部17具有出口23，处理的溶液可以由该出口23流入槽或其他容器内。
电解池头部17具有隔板24，它类似于外壳12的隔板18并与其对齐。电解池头部17还具有多个间隔壁26，其内边缘27靠近装配在外壳12中的电极21的相应侧边缘。壁26之间形成流出通道28，溶液通过该通道28由通道14流向出口23。
如下所述并特别见如图5所示，靠近电极21相应边缘设置的壁26和30防止不同电势的电极之间发生短路。壁26限制来自在电极21之间形成通道的电解质溶液的流向流出通道28，以便施加在单极电极之间的全部的电势致使电流流过电极。
可以理解电解池外壳12入口输送盒16和电解池头部17，以及包括电解池头部17中的所有的壁26和通道14的入口端由非导电材料如合成塑料材料或类似物构成。
在电解池入口端的非导电壁26和壁插入部30的长度可以是溶液导电性功能的长度，由此使电流流过电极而且不沿着壁流向其外端。这样，处于不同电势的电极之间的短路通路通过非导电壁的长度而被延伸，最小阻抗的电流通路成为穿过电极表面之间所包含溶液的电流通路。
应该明白，可以通过将溶液由入口29泵送到输送盒16内而使溶液流过外壳12。输送盒上的其他口可以用于安装仪器或作为排放点或类似物。

Claims (12)

1、一种电解池，包括外壳，所述外壳形成使电解质受到电解的通道，所述外壳具有入口端和出口端；沿所述通道纵向延伸的多个相对的导向件；由所述导向件间隔支撑的多个基本平行的板电极，所述电极将所述通道分成多个纵向电解质通道；在所述通道入口端和出口端的间隔壁部件，每个所述相应的入口和出口壁部件在数量上对应所述电极数量，所述壁部件形成入口通道和出口通道，该入口和出口通道与由所述电极形成的所述相应电解质通道相连，所述壁部件将电解质限制在所述相应通道内。
2、如权利要求1所述的电解池，其特征在于，所述壁部件基本与电极共面延伸。
3、如权利要求1或2所述的电解池，其特征在于，所述壁的端表面结合所述电极的相应边缘以形成相应的、分离的独立通道，该通道结合所述串联入口通道、电极通道和出口通道而供电解质流动。
4、如权利要求1至3中任一项所述的电解池，其特征在于，所述导向件包括由隔板分开的多个导槽，所述电极的纵向边缘结合在所述导槽内。
5、如权利要求1至4中任一项所述的电解池，其特征在于，所述导向件与所述外壳的壁成一体。
6、如权利要求1至5中任一项所述的电解池，其特征在于，所述入口端通道沿外壳的纵向延伸。
7、如权利要求1至6中任一项所述的电解池，其特征在于，出口端通道沿与外壳纵向成直角的方向延伸。
8、如权利要求1至7中任一项所述的电解池，其特征在于，所述出口端容置于电解池头部内，该电解池头部安装于主外壳。
9、如权利要求1至8中任一项所述的电解池，其特征在于，在所述外端中的所述壁部件与电解池头部成一体，电解质头部还结合有沿相对侧壁的电极导向件。
10、如权利要求7所述的电解池，其特征在于，在所述出口端的壁部件的端表面与延伸到电解池头部内的电极的侧边缘结合。
11、如权利要求1至10中任一项所述的电解池，其特征在于，所述入口壁部件结合并构成在其所述入口端的电极延伸部。
12、一种基本参照附图如上所述的电解池。
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