CN203112938U

CN203112938U - 多电压可变电极的电解装置

Info

Publication number: CN203112938U
Application number: CN 201220740293
Authority: CN
Inventors: 温镜新; 程俊
Original assignee: JINCHUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: JINCHUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2022-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种多电压可变电极的电解装置，它包括分别具有阳极和阴极的第一电源和第二电源、设置在第一电极和第二电极之间的网状电极，其中第二电源的电压大于第一电源的电压，当在工作状态时，网状电极连接第一电源的阳极，第一电极和第二电极分别连接第一电源的阴极；当在除垢状态Ⅰ时，第一电极连接第一电源的阳极，第二电极连接第一电源的阴极和第二电源的阴极，网状电极连接第二电源的阳极；当在除垢状态Ⅱ时，第二电极连接第一电源的阳极，第一电极连接第一电源的阴极和第二电源的阴极，网状电极连接第二电源的阳极。本实用新型方便对阴极进行倒极除垢，清洗效果好，阳极使用寿命长，运行成本低。

Description

多电压可变电极的电解装置

技术领域

本实用新型涉及电解及清洗技术领域。

背景技术

电解技术是一种使电解质在电极上发生化学反应，以制备所需产品的反应过程。电解过程已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业等多个领域。

电解时，由于阴阳极板上的电子得失和氧化还原反应的进行，使得电极板的阴极容易结垢，氧化、钝化和腐蚀，电极板结垢和钝化后将造成电压增高，功率升高，效率降低，如果电极板结垢不能进行有效的处理，将影响系统的稳定运行。

目前处理电极板结垢的方法主要有：1、化学清洗法：利用清洗剂与垢层发生化学反应，达到去除结垢的目的，通常选择对反应腔内部材料无损害的清洗剂，但是化学清洗操作过程复杂，并且一般会带来二次污染；2、反冲洗法：利用高压流体对极板上的结垢进行物理冲洗，适用于表面松散的垢层，如果垢层板结则难以冲洗干净；3、倒转电极法：将原来的工作状态下的电极的极性进行交换，通电后使垢层自动脱落，这一方法的清洗效果较好，但是会降低电极的使用寿命，尤其是作为工作阳极的电极板，往往采用高氧化性的贵重金属涂层，成本较高，当其直接转换为阴极时，氧化性涂层容易被还原而损坏，大大缩短阳极的使用寿命，造成成本上升。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种不影响电极板使用寿命且清洗效果好的多电压可变电极的电解装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种多电压可变电极的电解装置，它包括分别具有阳极和阴极的第一电源和第二电源、设置在第一电极和第二电极之间的网状电极，其中第二电源的电压大于第一电源的电压，当在工作状态时，网状电极连接第一电源的阳极，第一电极和第二电极分别连接第一电源的阴极；当在除垢状态Ⅰ时，第一电极连接第一电源的阳极，第二电极连接第一电源的阴极和第二电源的阴极，网状电极连接第二电源的阳极；当在除垢状态Ⅱ时，第二电极连接第一电源的阳极，第一电极连接第一电源的阴极和第二电源的阴极，网状电极连接第二电源的阳极。

在第一电极和第二电极之间设置网状电极，工作状态时，网状电极为阳极，第一电极和第二电极为阴极，可以正常电解操作。当除垢时，保持使网状电极连接第二电源的阳极，第一电极和第二电极进行倒极操作，即当第一电极连接第一电源的阳极，第二电极分别连接第一电源和第二电源的阴极，此时对第一电极进行除垢，当第二电极连接第一电源的阳极，第一电极分别连接第一电源和第二电源的阴极，此时对第二电极进行除垢。由于第二电源的电压大于第一电源的电压，因此在除垢时网状电极的电压高于倒极时的第一电极或第二电极的电压，溶液中的正负离子可以自由通过网状电极，网状电极不会阻碍其相邻两个电极极板之间的物质和能量交换，保证了除垢的效果，在提高清洗效果的同时还可以有效延长其使用寿命。

本实用新型的另一种技术解决方案是：一种多电压可变电极的电解装置，它包括分别具有阳极和阴极的第一电源、第二电源和第三电源，以及设置在第一电极和第二电极之间的网状电极，其中第三电源的电压分别大于第一电源的电压和第二电源的电压；当在工作状态时，网状电极连接第一电源的阳极，第一电极和第二电极分别连接第一电源的阴极；当在除垢状态Ⅰ时，网状电极连接第三电源的阳极，第一电极连接第二电源的阳极，第二电极连接第二电源的阴极和第三电源的阴极；当在除垢状态Ⅱ时，网状电极连接第三电源的阳极，第二电极连接第二电源的阳极，第一电极连接第二电源的阴极和第三电源的阴极。

在第一电极和第二电极之间设置网状电极，工作状态时，使用第一电源，网状电极为阳极，第一电极组和第二电极为阴极；除垢状态时，网状电极保持连接第三电源的阳极，对第一电极和第二电极选择第二电源和第三电源来进行倒极操作，这样可以将工作电源和除垢电源进行区分，以便实现多组电极的布设。由于第三电源的电压分别大于第一电源和第二电源的电压，除垢时，溶液中的正负离子可以自由通过网状电极，网状电极不会阻碍其相邻两个电极极板之间的物质和能量交换，保证了除垢的效果，在提高清洗效果的同时还可以有效延长其使用寿命。

在所述第一电极、网状电极和第二电极之间分别设有冲洗装置，该冲洗装置由连接管和冲洗喷头组成。冲洗喷头可以通入水、气体或水汽混合物直接对电极板面进行冲洗，保证了垢层的快速脱落。

本实用新型的优点是：方便对阴极进行倒极除垢，清洗效果好，不会影响各极板的使用寿命，降低了运行成本。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1中电极连接的结构示意图；

附图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

1、第一电极，2、网状电极，3、第二电极，4、第一电源，41、阳极，42、阴极，5、第二电源，51、阳极，52、阴极，6、第三电源，61、阳极，62，阴极，7、冲洗喷头，8、罐体，9、入水口，10、出水口，11、排污口，12、冲洗管，A1-A3为开关，B1-B2为开关，C1-C3为开关，D1-D2为开关，E1-E3为开关。

具体实施方式

实施例1：

参阅图1，一种多电压可变电极的电解装置，其包括具有阳极41和阴极42的第一电源4、具有阳极51和阴极52的第二电源5、第一电极1、网状电极2和第二电极3，其中第二电源5的电压大于第一电源4的电压，网状电极2设置在第一电极1和第二电极2之间，且网状电极2通过开关A1连接第一电源4的阳极41，第一电极1通过开关A2连接第一电源4的阴极42，第二电极3通过开关A3连接第一电源4的阴极42；第一电极1通过开关B1连接第一电源4的阳极41，第二电极3通过开关B2连接第一电源4的阳极41，网状电极2通过开关C1连接第二电源5的阳极51，第一电极1通过开关C2连接第二电源5的阴极52，第二电极3通过开关C3连接第二电源5的阴极52。

在工作状态下，开关A1、开关A2和开关A3闭合，其他各开关断开，此时的网状电极2连接第一电源4的阳极41，作为工作阳极；第一电极1和第二电极3分别连接第一电源4的阴极42，同时作为工作阴极。电解过程中两个阴极表面垢层会积累。

当在除垢状态Ⅰ时，开关B1、开关A3、开关C1和开关C3闭合，其他各开关断开，网状电极2连接第二电源5的阳极51，为阳极，第一电极1连接第一电源4的阳极41，也作为阳极，第二电极3连接第一电源4的阴极42和第二电源5的阴极52，同时作为两个电源的阴极，由于第二电源5的电压大于第一电源4的电压，在对第一电极1表面除垢时，溶液中的正负离子可以自由通过网状电极2，网状电极2不会阻碍其相邻两个电极极板之间的物质和能量交换，使第一电极1表面的垢层脱落，同时保护网状电极板2。

当在除垢状态Ⅱ时，开关B2、开关A2、开关C1和开关C2闭合，其他各开关断开，网状电极2连接第二电源5的阳极51，为阳极，第二电极3连接第一电源4的阳极41，也作为阳极，第一电极1连接第一电源4的阴极42和第二电源5的阴极52，同时作为两个电源的阴极，由于第二电源5的电压小大于第一电源4的电压，在对第二电极1表面除垢时，溶液中的正负离子可以自由通过网状电极2，网状电极2不会阻碍其相邻两个电极极板之间的物质和能量交换，使第二电极3表面的垢层脱落，同时保护网状电极板2。

本实施例中，网状电极2使用高氧化性的材料制成，例如反应性金属材料、惰性金属材料、合金、金属镀层、金属涂层或非金属材料中的一种或多种，由于其在工作状态和除垢状态时均作为阳极使用，使用寿命可以保证，而且不会影响其板面两侧的物质和能量的交换，保证了清洗效果。在除垢状态下，保持第二电源的电压略高于第一电源，这样既可以保护网状电极，又不会影响除垢效率。

第一电极1和第二电极3在工作状态时作为阴极使用，其材料可以选用转换为阳极时表面不会钝化的材料，如石墨、导电薄膜、导电陶瓷和导电云母中的一种或多种。由于第一电极1和第二电极3在工作状态时均作为阴极使用，倒极操作不会影响其使用寿命，其除垢效率更高。

本实施例中设置了第一电源和第二电源，各电极与电源之间的连接通过开关进行控制通断，实现不同状态下的各电极与电源阴阳极的连接，或者设置更多的电源，通过电源的切换实现不同状态下、不同电压下的各电极与电源阴阳极的连接。

实施例2：

参阅图2，为另一种可变电极的电解装置，本实施例与实施例1的区别在于：第一电极1、网状电极2和第二电极3分别为多个，第一电极1、网状电极2和第二电极3交错间隔设置在罐体8内，每一个网状电极2左右两侧的阴极板分别为第一电极1或第二电极3，同一块阴极板可以作为相邻的一个网状电极2的第一电极1，也可以作为相邻的另一个网状电极2的第三电极3。此外，它还设有具有阳极61和阴极62的第三电源6，第三电源6的电压分别小大于第一电源4和第二电源5的电压。网状电极2通过开关A1连接第一电源4的阳极41，第一电极1通过开关A2连接第一电源4的阴极42，第二电极3通过开关A3连接第一电源4的阴极42；网状电极2通过开关E1连接第三电源6的阳极61，第一电极1通过开关E2连接第三电源6的阴极62，第二电极3通过开关E3连接第三电源6的阴极62；第一电极1通过开关D1连接第二电源5的阳极51或阴极52，第二电极3通过开关D2连接第二电源5的阴极52或阳极51。各电极下方设有冲洗管12，冲洗管12上设有分别延伸至相邻两个电极之间的冲洗喷头7，可以通过加压介质（如水、气体或水汽混合物）对各电极板表面进行冲洗，加快表面垢层的脱落，进一步减少除垢所需时间。罐体8的下部设有入水口9，罐体8底部设有排污口5，顶部设有出水口10。

当在除垢状态Ⅰ时，开关E1、开关D1、开关D2和开关E3闭合，其他各开关断开，网状电极2连接第三电源6的阳极61，为阳极，第一电极1连接第二电源5的阳极51，也作为阳极，第二电极3连接第二电源5的阴极52和第三电源6的阴极62，同时作为两个电源的阴极，由于第三电源6的电压大于第二电源5的电压，在对第一电极1表面除垢时，溶液中的正负离子可以自由通过网状电极2，网状电极2不会阻碍其相邻两个电极极板之间的物质和能量交换，使第一电极1表面的垢层脱落，同时保护网状电极板2。

当在除垢状态Ⅱ时，开关E1、开关D2、开关D1和开关E2闭合，其他各开关断开，网状电极2连接第三电源6的阳极61，为阳极，第二电极3连接第二电源5的阳极51，也作为阳极，第一电极1连接第二电源5的阴极52和第三电源6的阴极62，同时作为两个电源的阴极，由于第三电源6的电压小大于第二电源5的电压，在对第二电极3表面除垢时，溶液中的正负离子可以自由通过网状电极2，网状电极2不会阻碍其相邻两个电极极板之间的物质和能量交换，使第二电极3表面的垢层脱落，同时保护网状电极板2。

本实施例中，设置了三个电源，且第二电源的阳极和阴极之间可以转换，这样第一电极和第二电极与第二电源连接时，只需对第二电源的阳极和阴极进行转换，在不改变线路开关的情况下，便可以实现倒极的操作，简化了操作。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims

1.一种多电压可变电极的电解装置，其特征在于：它包括分别具有阳极和阴极的第一电源和第二电源、设置在第一电极和第二电极之间的网状电极，其中第二电源的电压大于第一电源的电压，当在工作状态时，网状电极连接第一电源的阳极，第一电极和第二电极分别连接第一电源的阴极；当在除垢状态Ⅰ时，第一电极连接第一电源的阳极，第二电极连接第一电源的阴极和第二电源的阴极，网状电极连接第二电源的阳极；当在除垢状态Ⅱ时，第二电极连接第一电源的阳极，第一电极连接第一电源的阴极和第二电源的阴极，网状电极连接第二电源的阳极。

2.一种多电压可变电极的电解装置，其特征在于：它包括分别具有阳极和阴极的第一电源、第二电源和第三电源，以及设置在第一电极和第二电极之间的网状电极，其中第三电源的电压分别大于第一电源的电压和第二电源的电压；当在工作状态时，网状电极连接第一电源的阳极，第一电极和第二电极分别连接第一电源的阴极；当在除垢状态Ⅰ时，网状电极连接第三电源的阳极，第一电极连接第二电源的阳极，第二电极连接第二电源的阴极和第三电源的阴极；当在除垢状态Ⅱ时，网状电极连接第三电源的阳极，第二电极连接第二电源的阳极，第一电极连接第二电源的阴极和第三电源的阴极。

3.根据权利要求1或2所述的多电压可变电极的电解装置，其特征在于：在所述第一电极、网状电极和第二电极之间分别设有冲洗装置，该冲洗装置由连接管和冲洗喷头组成。