CN202730250U - 氧阴极电解槽的氧气通道及氧阴极电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种氧气通道及包括该氧气通道的氧阴极电解槽，所述氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。本实用新型的氧气通道实现了氧气参与反应，可以降低分解电压，达到节能的目的；本实用新型的氧气通道结构简单，并且设计了氧气出口总管，这样未参与反应的氧气可以再利用；本实用新型的氧气通道使得氧气分布均匀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氧阴极电解槽，特别是涉及一种用于氧气流动的氧气通道及包括该氧气通道的氧阴极电解槽。
背景技术
氯碱工业通过电解食盐水产生烧碱和氯气，同时产生副产物氢气，是在国民经济中占有重要地位的基础化工原料工业。目前食盐电解所采用的方法有离子膜法、水银法和隔膜法。离子膜法因其技术先进，在氯碱工业的新建、改造和扩产中占主导地位。我国烧碱生产成本中电耗成本约占60％，因此降低电耗对于提高氯碱行业经济效益具有很重要的意义。
具体的说，氯碱厂生产1吨烧碱，同时产生0.886吨氯气及1200多立方米的氢气，约需要耗电2500度，是化学工业中的“电老虎”，每年耗电占化工用电整体的20％。多年来人们一直致力于降低氯碱工业的能耗，所采取的措施包括改进隔膜，改进电槽结构，将石墨阳极改造为金属阳极等。但是，从根本上讲，氯碱工业的巨大耗电量是由其化学反应本身所决定的。因此，必须从根本上改变电解食盐水的电化学反应，从而降低理论分解电压，达到节能目的。众所周知，目前氯碱生产的主要电化学反应方程式为：
阳极：2Cl--2e＝Cl2
阴极：2H2O+2e＝H2+2OH-
其中，Φ阳＝1.359伏 Φ阴＝-0.828伏
所以，其理论分解电压：E＝Φ阳-Φ阴＝1.359-(-0.828)＝2.187伏如果将电极过程的总反应改变为：
2NaCl+H2O+1/2O2＝2NaOH+Cl2↑
2Cl--2e＝Cl2
阳极：
阴极：2H2O+1/2O2+2e＝2OH-
其中，Ф阳=1.359伏 Ф阴=0.391伏
所以，其理论分解电压：E=Ф阳－Ф阴＝1.359－0.391=0.968伏
从以上两种电极过程可以看出，它们的阳极反应过程没有变，阴极由原来的水在电能作用下分解为氢气和氢氧根改变为水与空气中的氧作用生成氢氧根，使其不再产生氢气。根据理论分解电压比较可以看出，理论分解电压降低了1.22伏。因此，在氯碱装置中使用氧阴极电解槽具有很重要的意义。
氧阴极电解槽在现有的反应中增加了氧气参与反应，因此在氧阴极电解槽中需要添加氧气通道。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种使用方便的用于氧阴极电解槽的氧气通道及包括该氧气通道的氧阴极电解槽。
本实用新型的技术方案如下：
一种氧阴极电解槽的氧气通道，所述氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。
在其中一个实施例中，所述氧气进口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的上端，所述氧气出口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的下端。
在其中一个实施例中，所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过进口接管连接，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过出口接管连接。
在其中一个实施例中，所述氧气进口总管整体呈回字形，在所述氧气进口总管的一侧设置有氧气进口，所述进口接管设置在所述氧气进口总管的另一侧。
在其中一个实施例中，所述氧气出口总管整体呈回字形，在所述氧气出口总管的一侧设置有氧气出口，所述出口接管设置在所述氧气出口总管的另一侧。
本实用新型的另一目的是通过以下技术方案实现的：
一种氧阴极电解槽，包括阴极框和气室，所述氧阴极电解槽还包括氧气通道，所述氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。
在其中一个实施例中，所述氧气进口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的上端，所述氧气出口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的下端。
在其中一个实施例中，所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过进口接管连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过出口接管连通。
在其中一个实施例中，所述氧气进口总管整体呈回字形，在所述氧气进口总管的一侧设置有氧气进口，所述进口接管设置在所述氧气进口总管的另一侧。
在其中一个实施例中，所述氧气出口总管整体呈回字形，在所述氧气出口总管的一侧设置有氧气出口，所述出口接管设置在所述氧气出口总管的另一侧。
本实用新型的有益效果是：
1本实用新型的氧气通道实现了氧气参与反应，可以降低分解电压，达到节能的目的；
2本实用新型的氧气通道结构简单，并且设计了氧气出口总管，这样未参与反应的氧气可以再利用；
3本实用新型的氧气通道使得氧气分布均匀，从而使得电解槽内反应均匀。
附图说明
以下结合具体附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
图1为本实用新型的氧气通道的氧气进口总管的一个实施例的整体示意图；
图2为本实用新型的氧气通道的氧气进口总管的一个实施例的整体示意图；
图3为本实用新型的氧阴极电解槽的整体示意图。
具体实施方式
本实用新型的氧气通道主要用于向氧阴极电解槽中输入氧气和输出氧气，达到氧气参与反应的目的。参见图1~图3，作为一种可实施方式，一种氧阴极电解槽的氧气通道，所述氧气通道包括氧气进口总管1和氧气出口总管2；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽3的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。
本实施例中，氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管，氧气进口总管用于输入氧气，氧气出口总管用于输出未参与反应的氧气，氧气反应均在气室中进行。这样设置可以使氧气进入氧阴极电解槽的气室参与反应，同时可以回收未参与反应的氧气。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气进口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框4的上端，所述氧气出口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的下端。将氧气进口总管设置在阴极框的上端，这样氧气自上而下流动进而充满整个气室，未反应的氧气则通过设置在下端的氧气出口总管排出，这样设置可以使氧气流动顺畅，使得氧气尽可能的参与反应。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过进口接管11连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过出口接管21连通。本实施例中，在氧气进口总管上设置有进口接管，进口接管与气室连通，这样可以使得进入气室的氧气可控。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气进口总管整体呈回字形，在所述氧气进口总管的一侧设置有氧气进口12，所述进口接管设置在所述氧气进口总管的另一侧。这样设置氧气可以首先在氧气进口总管中均匀分布，然后再进入气室中，从而使得进入气室的氧气均匀。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气出口总管整体呈回字形，在所述氧气出口总管的一侧设置有氧气出口22，所述出口接管设置在所述氧气出口总管的另一侧。本实施例中，未参与反应的氧气通过出口接管流入氧气出口总管，这样方便未参与反应的氧气再利用。
较佳的，本实用新型的氧气通道用于氧阴极电解槽，所述氧阴极电解槽包括阴极框4和气室，所述氧阴极电解槽还包括氧气通道，所述氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。本实施例中的氧阴极电解槽设置氧气通道从而实现了氧气参与反应的目的，这样可以降低分解电压，从而降低能耗。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气进口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的上端，所述氧气出口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的下端。这样设置可以方便氧气在氧阴极电解槽中的流动。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过进口接管连接，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过出口接管连接。这样设置使得进入气室的氧气可以通过任何方式控制氧气的速率。
较佳地，作为一种可实施方式，所述氧气进口总管整体呈回字形，在所述氧气进口总管的一侧设置有氧气进口，所述进口接管设置在所述氧气进口总管的另一侧；所述氧气出口总管整体呈回字形，在所述氧气出口总管的一侧设置有氧气出口，所述出口接管设置在所述氧气出口总管的另一侧。本实施例中，氧气进口总管和氧气出口总管均呈回字形，并且氧气进口和进口接管分别设置在氧气进口总管的两侧，这样使得氧气分布更加均匀。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种氧阴极电解槽的氧气通道，其特征在于，所述氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。
2.根据权利要求1所述的氧气通道，其特征在于，所述氧气进口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的上端，所述氧气出口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的下端。
3.根据权利要求2所述的氧气通道，其特征在于，所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过进口接管连接，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过出口接管连接。
4.根据权利要求3所述的氧气通道，其特征在于，所述氧气进口总管整体呈回字形，在所述氧气进口总管的一侧设置有氧气进口，所述进口接管设置在所述氧气进口总管的另一侧。
5.根据权利要求4所述的氧气通道，其特征在于，所述氧气出口总管整体呈回字形，在所述氧气出口总管的一侧设置有氧气出口，所述出口接管设置在所述氧气出口总管的另一侧。
6.一种氧阴极电解槽，包括阴极框和气室，其特征在于，所述氧阴极电解槽还包括氧气通道，所述氧气通道包括氧气进口总管和氧气出口总管；所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室相连通。
7.根据权利要求6所述的氧阴极电解槽，其特征在于，所述氧气进口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的上端，所述氧气出口总管设置在所述氧阴极电解槽的阴极框的下端。
8.根据权利要求7所述的氧阴极电解槽，其特征在于，所述氧气进口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过进口接管连通，所述氧气出口总管与所述氧阴极电解槽的气室之间通过出口接管连通。
9.根据权利要求8所述的氧阴极电解槽，其特征在于，所述氧气进口总管整体呈回字形，在所述氧气进口总管的一侧设置有氧气进口，所述进口接管设置在所述氧气进口总管的另一侧。
10.根据权利要求9所述的氧阴极电解槽，其特征在于，所述氧气出口总管整体呈回字形，在所述氧气出口总管的一侧设置有氧气出口，所述出口接管设置在所述氧气出口总管的另一侧。
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| CN109234760A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-18 | 北京化工大学 | 一种活性阴极及其制备方法和应用 |
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