CN1598065A - 压滤式复极离子膜单元电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氯碱行业使用的压滤式复极离子膜单元电解槽，阳极电解槽1、阴极电解槽2为串接框架结构，之间设置柔性导电体11，上下对称排列，槽周均布螺栓4连接，阴、阳极框架6、3上端内设置阴、阳极18、13，下端内周边设置盒状阴、阳极隔板7、8，上安装阴、阳极弹簧网19、12、，在阴、阳极隔板7、8上间隔连接阴、阳极导电肋条20、9，外侧设置耳座5，下端设置电解液进口10、14，上端设置电解液出口16、17。左右连接支座15，结构简单、维修方便、电流分布均匀、电解液阻力小，电流效率为95～97％以上，直流电耗为2100KW·h/t以下。

Description

压滤式复极离子膜单元电解槽

所属技术领域

本发明属氯碱电解装置，特别涉及一种氯碱行业使用的压滤式复极离子膜单元电解槽。

背景技术

在氯碱工业中，广泛使用的复极式离子膜制碱装置具有多种结构，一种复极单元槽采用钛-钢或钛-镍两层复合板与阴、阳极隔板点焊连接，四周为钛-钢二层复合板焊接形成边框。再与阴阳极隔板焊接。反应室内设有若干导电肋板与电极、隔板焊接，形成反应室作为电解液的通道。这种单元槽的不足之处是钛-钢复合板的成本太高，而且，阴阳极支撑依靠导电肋板连接，导电肋板数目多，使电解液流动时路径延长，阻力增大。电解液分布不是很均匀，耗能高，效率低。另一种复极单元槽采用复合板条或导电柱连接盘状阴、阳极隔板，四周插入钢制的边框，电解室内设置若干肋板或在隔板上冲压成型的凹凸盘与阴、阳极焊接构成电解室，隔板需用模具、配置专用设备成型，复合板条和导电柱，隔板、电极均采用焊接结构，导电面积小，在高电流密度下运行时构件易腐蚀，造成隔板、肋条和隔板、凹凸盘的焊缝开裂，使电解液渗漏停产。

发明内容

本发明的目的在于设计一种结构简单、维修方便、电流分布均匀、电解液阻力小、适于高电流密度下运行的压滤式复极离子膜单元电解槽。

本发明的任务在于，一种压滤式复极离子膜单元电解槽，包括由阳极电解槽、阴极电解槽与之间设置的导电装置组成，阳极电解槽、阴极电解槽为串接框架结构，阳极电解槽与阴极电解槽之间设置柔性导电体，上下对称排列，槽周均布螺栓连接，阴、阳极框架外侧设置耳座，下端设置电解液进口，上端设置电解液出口，左右连接支座，电解槽阳极框架上端内设置阳极，下端内周边设置盒状阳极隔板，阳极隔板上安装阳极弹簧网，在阳极隔板上间隔连接阳极导电肋条。阴极电解槽的阴极框架上端内设置阴极，下端内周边设置盒状阴极隔板，阴极隔板上安装阴极弹簧网，在阴极隔板上间隔连接阴极导电肋条。阴极框架、阳极框架为四根截面为方形空心管连接的框架结构，方形空心管内侧壁均布通液孔。阴极框架材料为钛或钛基合金，阳极框架材料为镍或镍基合金。柔性导电体是耐腐蚀的弹性金属网或的泡沫金属，阳极弹簧网为横向和纵向缠绕的螺旋钛丝及钛合金丝的网状结构，阴极弹簧网为横向和纵向缠绕的螺旋镍及镍合金丝的网状结构。

本发明的压滤式复极离子膜单元电解槽具有如下特点：

1、单元电解槽的阴阳极隔板与阴阳极框架焊接独立形成电解室，结构简单，上下对称排列，阴阳极框架采用方形空心管构成的矩形支撑结构，在方形空心管内形成电解液通道。

2、在阳极电解槽和阴极电解槽的之间设置柔性导电体，导电体是耐腐蚀的弹性金属网或耐腐蚀的泡沫金属，可获得较大的接触导电面积，降低压降，柔性导电体具有补偿功能，安装、维修方便。

3、阴、阳极弹簧网为横向和纵向缠绕的螺旋金属丝的网状结构，具有支撑、导电、补偿功能，电解液流体阻力小，电流分布均匀。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明本发明。

图1示压滤式复极离子膜单元电解槽主视图。

图2示图1的B-B剖视图。

图3示图1的A-A剖视图。

图4示图1的C-C剖视放大图。

图5示阴、阳极框与阴、阳隔板焊接结构。

图6示导电肋条与阴、阳框架、隔板焊接结构。

图7示阴阳极隔板结构。

图中，1-阳极电解槽；2-阴极电解槽；3-阳极框架；4-螺栓；5-耳座；6-阴极框架；7-阴极隔板；8-阳极隔板；9-阳极导电肋条；10-阴极液进口；11-柔性导电体；12-阳极弹簧网；13-阳极；14-阳极液进口；15-支座；16-阴极液出口；17-阳极液出口；18-阴极；19-阴极弹簧网；20-阴极导电肋条

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式及其效果作进一步的描述。

参照附图1、2、3、4；压滤式复极离子膜单元电解槽包括由阳极电解槽1、阴极电解槽2，之间设置的柔性导电体11组成，阳极电解槽1、阴极电解槽2为串接框架结构，阳极电解槽1与阴极电解槽2之间设置柔性导电体11，上下对称排列，槽周均布螺栓4连接，阴、阳极框架6、3外侧设置耳座5，下端设置电解液进口10、14，上端设置电解液出口16、17，左右连接支座15。

参照附图5、7；阴极隔板7与阴极框架6焊接结构，阴极隔板7材料可采用镍及镍基合金或不锈钢，制成盒状结构与阴极框架6内周边进行焊接。

参照附图4；阴极框架6为四根截面为方形的空心管焊接成型。材料为镍或镍基合金，在横向的空心管外侧焊接电阴极液进、出口10、16，内侧壁上设置电解液均匀分配的通液孔。

参照附图6；阴极导电肋条20、阴极框架6与阴极隔板7为焊接结构。阴极导电肋条20为厚度5mm的板条，材料采用与阴极隔板7相同。为了使电解液在电解室内循环流动，在阴极导电肋条20上开若干通液孔。为了改善阴极隔板7的平面度和压滤式复极离子膜单元电解槽的整体刚度，阴极导电肋条20的两端与阴极框架6焊接，下端与阴极隔板7焊接。

为了使电流均匀分配到电极表面上，在阴极18与阴极隔板7之间设置阴极弹簧网19，材料采用镍丝或镍基合金丝。阴极弹簧网19的上表面与阴极18焊接，下表面于阴极隔板7焊接。电解过程中电流由阴极隔板传导到阴极弹簧网，与阴极18的接触点很多，电流在阴极的表面分布也比较均匀。另外电解液在阴极弹簧网18内流动阻力很小，保证了电解室内电解液的循环。

阴极18采用厚度1.0～1.2mm的圆孔网或经过压平的拉孔网。材料采用镍表面喷涂雷-尼镍活化涂层，焊接至阴极弹簧网19和阴极导电肋条20。

阳极电解槽1的结构与与阴极电解槽2相同，材料采用钛或钛的合金制成，在阳极13表面涂刷含钌、铱等贵金属的涂层。

为了保证耳座4与阴、阳框架6、3的焊接强度，耳座4材料采用与阴、阳极框架6、3相同的材质。

为了保证阴极电解槽1与阳极电解槽2之间的良好的接触导电性能，在阴、阳极隔板7、8之间设置柔性导电体11，材料采用弹性镍网或泡沫金属。柔性导电体11能使阴、阳极隔板7、8保持良好的接触，耐电解质腐蚀，中间设置通液孔，如果阴、阳隔板7、8损坏导致电解槽发生泄漏，电解液从中间的通液孔中渗出，方便操作人员对故障的判断和处理。

压滤式复极离子膜单元电解槽在工作时，产生的氢气和氢氧化钠由阴极电解槽2的阴极液出口16排出，氯气和未电解的盐水由阳极电解槽1的阳极液出口17排出，完成连续的电解工作。当电解槽通过的电流密度为3.0～4.0KA/m²时，单元槽间的电压为3.0～3.3v，电流效率为95～97％，直流电耗为2100KW·h/t100％NaOH以下。NaOH浓度为32％以上。

Claims (8)

1.一种压滤式复极离子膜单元电解槽，包括由阳极电解槽(1)、阴极电解槽(2)之间设置的导电体(11)组成，其特征在于阳极电解槽(1)、阴极电解槽(2)为串接框架结构，阳极电解槽(1)与阴极电解槽(2)之间设置柔性导电体(11)，上下对称排列，槽周均布螺栓(4)连接，阴、阳极框架(6、3)外侧设置耳座(5)，下端设置电解液进口(10)，上端设置电解液出口(16)，左右连接支座(15)。

2.根据权利要求1所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，其特征在于阳极电解槽(1)的阳极框架(3)上端内设置阳极(13)，下端内周边设置盒状阳极隔板(8)上安装阳极弹簧网(12)，在阳极隔板(8)上间隔连接阳极导电肋条(9)。

3.根据权利要求1所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，其特征在于阴极电解槽(2)的阴极框架(6)上端内设置阴极(18)，下端内周边设置盒状阴极隔板(7)上安装阴极弹簧网(19)，在阴极隔板(7)上间隔连接阴极导电肋条(20)。

4.根据权利要求1所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，其特征在于阴极框架(6)、阳极框架(3)为四根截面为方形空心管连接的框架结构，方形空心管内侧壁均布通液孔。

5.根据权利要求1所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，阴极框架(6)材料为钛或钛基合金，阳极框架(3)材料为镍或镍基合金。

6.根据权利要求1所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，其特征在于柔性导电体(11)是耐腐蚀的弹性金属网或耐腐蚀的泡沫金属。

7.根据权利要求2所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，其特征在于阳极弹簧网(12)为横向和纵向缠绕的螺旋钛丝及钛合金丝的网状结构。

8.根据权利要求3所述的一种压滤式复极离子膜单元电解槽，其特征在于阴极弹簧网(19)为横向和纵向缠绕的螺旋镍及镍合金丝的网状结构。

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