CN201330282Y - 一种中温制氟电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电解制氟装置，具体公开一种中温制氟电解槽，槽体大盖板由两块板组成，每块盖板通过槽盖压板固定连接，每块盖板上均设有两排共八个阳极导电杆，每一个阳极导电杆下端设有一个阳极铜吊架，每一个阳极铜吊架下端设有一组共两块炭阳极板，每块大盖板上均设有两个HF加料管，每一块大盖板上均设有两排共四个吹氮管，左侧大盖板上设有贯穿大盖板、伸入电解液中的磁翻板液位监测口，热交换循环水管为蛇形管，蛇形管由十二排钢管组成。本实用新型的电解槽具有气体夹带电解质少，低槽电压，高电流密度，电解液的温度和酸度易于控制的特点。

Description

一种中温制氟电解槽

技术领域

本实用新型涉及一种中温制氟装置，特别是一种中温制氟电解槽。

背景技术

现有的电解制氟装置以碳钢材料为主，最大的制氟电流为10000A，主要特点是采用利于阳极气体导出和有效电解面积大的阳极波纹板，采用百叶窗结构的阴极组，槽内的直通冷却水排管实现了槽温的有效控制，槽盖上设置泄压口保证了电解槽安全运行。大规模氟化工生产需要单台运行电流更高的大型电解槽，以降低制氟生产线的建设投资和氟气生产成本。研制中温制氟电解槽必须对电解槽的总体结构，阴阳极间距，氟化氢加料系统等进行新的设计，以实现电解槽的可靠稳定运行。

发明内容

本实用新型的目的就是在现有电解槽的基础上，提供一种电解液的酸度和温度、槽电压易于控制，运行电流大幅度提高的中温制氟电解槽。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种中温制氟电解槽，槽体上设有阴极法兰和大盖板，大盖板上设有与槽体相通的取样管、吹氮管、HF加料管、氟气出口管、氢气出口管和阳极导电杆；槽体上设有贯穿其侧壁的热交换循环水管；阳极导电杆与槽体内的炭阳极板相连；槽体内大盖板下方依次设有阴极吊架、阴极连板、阴极板；每相邻两组炭阳极共用一组内部联通的隔膜，隔膜垂直固定在大盖板的下表面，炭阳极板分装在隔膜形成的阳极腔内，炭阳极板与隔膜之间有一定间隙，每块大盖板上均设有若干个泄压管，且泄压管均贯穿大盖板，泄压管的下端与隔膜形成的阳极腔连通，槽体壁外的阴极导电连板一端位于槽体法兰的下端且与槽体法兰连接，阴极导电连板的另一端位于阴极法兰的下端且与阴极法兰连接，其中，大盖板为两块板，两块大盖板通过槽盖压板固定连接，每一块大盖板上均匀设有两排共八根阳极导电杆，每一个阳极导电杆下端设有一个阳极铜吊架，每一个阳极铜吊架下端设有一组共两块炭阳极板。

所述的每一块大盖板上均设有两个HF加料管。

所述的每一块大盖板上均设有两排共四个吹氮管。

所述的左侧的大盖板上设有贯穿大盖板、伸入电解液中的磁翻板液位监测口。

所述的热交换循环水管为蛇形管，蛇形管由十二排钢管组成。

所述的阴极板与炭阳极板互相平行，且两者之间的间距为30cm～60cm。

本实用新型的效果：(1)每两块炭阳极板共用一付阳极铜吊架，以改善以往电解槽电流分布不均现象，每组炭阳极板对应两组可拆式阴极板，每相邻两组炭阳极共用一组内部联通的隔膜，利于盖板上的管口布置；将阳极气相空间增加到150mm，以利于电解质的沉降。(2)阴阳极间距为30cm～60cm，既保证了足够的阴阳极空间，有利于电解过程中所产生热量及时通过冷却水管带出，使槽温得到有效控制，从而使槽电压维持在合理的范围，又保证电解产生的气体有效逸出，减轻电解质粉尘的夹带，实现了电解槽的稳定运行。(3)电解槽运行电流大幅度提高后，电解产生的热量成倍增加，因此槽内设置十二排热交换循环水管，管程短、热交换面积大、有利于散热，使得槽体内电解液的温度均衡、稳定，易于控制。(4)单槽运行电流16000A～20000A。(5)增加了磁翻板液位监测口，磁翻板液位监测口贯穿大盖板，伸入电解液中，通过监测电解槽液位确定氟化氢的加入量，可以进行自动加料控制。(6)加料管的布置方式有利于电解液酸度均匀，减少了浓差极化。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种中温制氟电解槽的主视剖图；

图2为本实用新型提供的一种中温制氟电解槽的俯视图；

图3为图2的左剖视图。

图中：1.取样管；2.吹氮管；3.阳极导电杆；4.泄压管；5.HF加料管；6.氟气出口管；7.氢气出口管；8.大盖板；9.阴极导电连板；10.阴极法兰；11.炭阳极板；12.热交换循环水管；13.槽体；14.循环水出口管；15.循环水入口管；16.紧固卡；17.密封胶条；18.膈膜；19.阴极板；20.槽体法兰；21.阴极导电板；22.螺栓；23.阴极连板；24.阴极吊架；25.磁翻板液位监测口；26.槽盖压板；27.阳极铜吊架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型所提供的一种中温制氟电解槽作进一步详细说明。

如图2所示，电解槽是由一个槽体、两块盖板组成。每块盖板上设有4排阴、阳极组，每排阴、阳极组平行排列4块阳极炭板，两块盖板共有8排阴阳极组、32块炭板，炭板与铜吊架连接的铜导电杆引出槽体外，电解槽内设12排冷却水循环管，均匀分布在槽体的两侧和每一组碳阳极和阴极板之间，对电解槽中的电解质起着升、降、衡温的作用，每4组碳阳极之间设有氟化氢加料管为2根。

如图1所示，槽体13上端设有槽体法兰20，槽体法兰20上设有阴极法兰10、大盖板8，通过紧固卡16固定连接。阴极法兰10、大盖板8之间均设有密封胶条17；大盖板8与槽盖压板26通过螺栓连接，阴极导电连板9一端位于槽体法兰20的下端且与槽体法兰20螺栓连接，阴极导电连板9的另一端位于阴极法兰10的下端且与阴极法兰10螺栓连接；阴极法兰10位于槽体13侧壁外的一端上设有阴极导电板21且其与阴极导电板21通过螺栓22连接；阴极连接板23的一端与阴极板19连接，阴极板19位于炭阳极板11两侧，阴极连接板23的另一端焊接在阴极吊架24的下端。

如图3所示，十六个阳极导电杆3均贯穿大盖板8，阳极导电杆3与槽体大盖板8之间设有绝缘材料，其中每一个阳极导电杆3的下端焊接在同一个阳极铜吊架27上，阳极铜吊架27下端设有一组炭阳极板11，一组炭阳极板11共为两块炭阳极板。阳极铜吊架27与炭阳极板11之间通过螺栓连接。

如图1和图2所示，右侧大盖板8上设有一个取样管1，且取样管1依次贯穿大盖板8、阴极吊架24。每一块大盖板8上均设有两排共四个吹氮管2。每块大盖板8上均设有将其贯穿的一排共两个氟气出口管6和一个氢气出口管7；每一块大盖板8上均设有两个HF加料管5。大盖板8上设有贯穿大盖板8且伸入电解液中的磁翻板液位监测口25，磁翻板液位监测口25通过监测电解槽液位确定氟化氢的加入量，进行自动加料控制。

如图1所示，每个氟气出口管6下端均设有一个隔膜18，隔膜18垂直固定在大盖板8的下表面，隔膜18呈马鞍形，炭阳极板11分装在隔膜18形成的阳极腔内，炭阳极板11与隔膜18之间有一定间隙；每块大盖板8上均设有一排共两个泄压管4，且泄压管4均贯穿大盖板8，泄压管4的下端与隔膜18形成的阳极腔连通；槽体13内设有贯穿其侧壁的均匀分布的共十二排自下而上依次相互连通的直通式热交换循环水管12，每排热交换循环水管12的最上端水管的自由端设有循环水入口管15，每排热交换循环水管12的最下端水管的自由端设有循环水出口管14。

炭阳极板11和阴极板19之间的距离为30cm～60cm。

槽体13由碳钢材质构成，2500mm×1500mm×1500mm；热交换循环水管12的总换热面积为10m²～25m²。

Claims (6)

1.一种中温制氟电解槽，槽体(13)上设有阴极法兰(10)和大盖板(8)，大盖板(8)上设有与槽体(13)相通的取样管(1)、吹氮管(2)、HF加料管(5)、氟气出口管(6)、氢气出口管(7)和阳极导电杆(3)，槽体(13)上设有贯穿其侧壁的热交换循环水管(12)，在槽体(13)内的阳极导电杆(3)的下端设有炭阳极板(11)，槽体(13)内大盖板(8)下方依次设有阴极吊架(24)、阴极连板(23)、阴极板(19)；每个氟气出口管(6)下端均设有一个隔膜(18)，隔膜(18)垂直固定在大盖板(8)的下表面，炭阳极板(11)分装在隔膜(18)形成的阳极腔内，炭阳极板(11)与隔膜(18)之间有一定间隙，每块大盖板(8)上均设有若干个泄压管(4)，且泄压管(4)均贯穿大盖板(8)，泄压管(4)的下端与隔膜(18)形成的阳极腔连通，槽体(13)壁外的阴极导电连板(9)一端位于槽体法兰(20)的下端且与槽体法兰(20)连接，阴极导电连板(9)的另一端位于阴极法兰(10)的下端且与阴极法兰(10)连接，其特征在于：大盖板(8)为两块板，两块大盖板(8)通过槽盖压板(26)固定连接，每一块大盖板(8)上均匀设有两排共八个阳极导电杆(3)，每一个阳极导电杆(3)下端设有一个阳极铜吊架(27)，每一个阳极铜吊架(27)下端设有一组共两块炭阳极板(11)。

2.根据权利要求1所述的一种中温制氟电解槽，其特征在于：所述的每一块大盖板(8)上均设有两个HF加料管(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种中温制氟电解槽，其特征在于：所述的每一块大盖板(8)上均设有两排四个吹氮管(2)。

4.根据权利要求3述的一种中温制氟电解槽，其特征在于：所述的左侧的大盖板(8)上设有贯穿大盖板(8)、伸入电解液中的磁翻板液位监测口(25)。

5.根据权利要求4述的一种中温制氟电解槽，其特征在于：所述的热交换循环水管(12)为蛇形管，蛇形管由十二排钢管组成。

6.根据权利要求5述的一种中温制氟电解槽，其特征在于：所述的阴极板(19)与炭阳极板(11)互相平行的板，且两者之间的间距为30cm～60cm。

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