CN203700535U - 复极式膜极距电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复极式膜极距电解槽，它包括多个单元电解槽以及两端的半单元电解槽，所述多个单元电解槽之间以及单元电解槽与半单元电解槽之间设置有离子膜与密封垫片，所述单元电解槽包括四个边框（1），四个边框（1）内设置有阳极室（2）以及阴极室（3），阳极室（2）的阳极盘（2.1）与阴极室（3）的阴极盘（3.1）背对背扣在四个边框（1）上，其特征在于所述阳极室（2）内还设置有阳极气液分离盒（2.4），所述阴极室（3）内设置有阴极气液分离盒（3.4）。该复极式膜极距电解槽具有高质量、高安全性、低成本、高寿命的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电解槽，尤其涉及一种复极式膜极距电解槽，属于氯碱工业技术领域。
背景技术
目前，世界上多数国家在氯碱工业用各种各样的离子膜电解槽，复极式自然循环离子膜是一种低压差、小流量、溶液内循环电解槽。现有的复极式自然循环离子膜电解槽主要由多个单元槽构成，在单元电解槽之间由密封垫密封有离子膜，单元电解槽由背靠背配置的、在导电通路上连接的阴极盘和复合板、阳极盘、由四个边框构成的槽框、通过导电筋板焊接到阴、阳极盘上的阴极和阳极及阴、阳极室上部分的气液分离盒组成，阴极盘和阳极盘为四周带侧壁的盘状构件，在阴极盘和阳极盘的侧壁分别带有供电解物料进入的进口及供电极产物流出的出口，进口分别位于阴、阳极盘的下侧壁上，出口分别位于阴、阳极盘上侧壁上，在阳极的底部固定安装有导流管。该种结构的复极式自然循环离子膜电解槽在应用时虽能够生产碱液，但其在使用过程中容易在短期内将离子膜损坏，这是由于在电解槽反应过程中，阳极室下面溶液上升性较差，形成下部的溶液浓度较低，在距离底部0～20cm处引起膜起泡，造成膜损坏，槽电压升高，而离子膜较昂贵，离子膜的损坏必须升高成本，影响生产；另外在靠近盐水入口的上部，由于排氯不畅，离子膜出现夹层；气液分离盒刚度不够，密封面易变形，容易泄漏。另外由于阳阴极盘之间用的导电复合板易腐蚀寿命短，焊接时损伤阴极盘，易造成阴极长期使用易泄漏，并且该复极式离子膜电解槽存在制造工艺复杂，制造成本，膜的使用率低等缺点。
因此寻求一种高质量、高安全性、低成本、高寿命的复极式膜极距电解槽尤为重要。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种高质量、高安全性、低成本、高寿命的复极式膜极距电解槽。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种复极式膜极距电解槽，它包括多个单元电解槽以及两端的半单元电解槽，所述多个单元电解槽之间以及单元电解槽与半单元电解槽之间设置有离子膜与密封垫片，所述单元电解槽包括四个边框，四个边框内设置有阳极室以及阴极室，所述阳极室由内侧的阳极盘以及外侧的阳极网包围而成，所述阴极室由内侧的阴极盘以及外侧的阴极网包围而成，所述阳极盘与阴极盘均为折边而成的盘状结构，所述阳极盘与阴极盘背对背扣在四个边框上，所述阳极室还设置有阳极气液分离盒，所述阳极气液分离盒位于阳极室内的顶部，阳极气液分离盒的下方设置有阳极密封面支承座，所述阳极密封面支承座的表面设置有阳极支承瓦楞板，所述阳极支承瓦楞板的外侧设置有阳极密封面，所述阴极室内设置有阴极气液分离盒，所述阴极气液分离盒位于阴极室内的顶部，阴极气液分离盒的下方设置有阴极密封面支承座，所述阴极密封面支承座的外侧设置有阴极支承瓦楞板，所述阴极支承瓦楞板的外侧设置有阴极密封面。
作为一种优选，所述阳极气液分离盒的出口设置有隔离板以及消泡网及带液体回落孔的支承座。
作为一种优选，所述阳极盘与阴极盘之间设置有多块钛镍复合板作为连接，相邻两块钛镍复合板之间设置有镍丝编织而成的弹性填充网作为填充。
作为一种优选，所述钛镍复合板由钛板以及镍板压合而成，所述钛板以及镍板均制成条状结构，所述钛板的宽度小于镍板的宽度，沿镍板的长度方向均匀布置有多个相互平行的插孔，所述钛板沿镍板长度方向由插孔穿过，并与所述镍板压合在一起形成钛镍复合板。。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、上部密封面下的支承由一侧带缺口竖板改为槽钢型支承座加支承瓦楞板，使得单元电解槽不易受挤压变形，保证密封效果，不容易造成密封面的泄漏，安全性能较高。
2、气液分离盒设置于阳极顶部，气液流出顺畅；支承瓦楞板起到支承和破碎气泡的双重作用，气液分离盒隔板和消泡网能进一步消泡和使气液分离，有效避免了现有电解槽存在的气泡滞留和喘流现象，特别适合高电流密度大流量状态下的运行。
3、用于阳极盘与阴极盘之间连接的钛镍复合板具有耐腐蚀、强度高、易焊接、导电性能好的特点，使得受用寿命提高，用于钛镍复合板之间的弹性填充网既可以起到很好的支撑作用，又能起到辅助导电的作用，导电质量较高。
4、分布在阳极室内的阶梯式循环板，使阳极液在电解过程中充分混合，浓度均匀，对保证运行平稳和保护离子膜有较好的效果。
因此该复极式膜极距电解槽具有高质量、高安全性、低成本、高寿命的优点。
附图说明
图1为本实用新型复极式膜极距电解槽的单元电解槽阳极侧结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本实用新型复极式膜极距电解槽的单元电解槽阴极侧结构示意图。
图4为图3的B-B剖视图。
图5为本实用新型复极式膜极距电解槽的单元电解槽内的钛镍复合板结构示意图。
图6为图5的C-C剖视图。
其中：
四个边框1、上边框1.1、下边框1.2、左边框1.3
阳极室2、阳极盘2.1、阳极网2.2、阳极进液分散管2.3、阳极气液分离盒2.4、滤泡板2.4.1、阳极筋板2.5、大堰板2.6、小堰板2.7、阳极小筋板2.8、阳极密封面支承座2.9、阳极支承瓦楞板2.10、阳极密封面2.11
阴极室3、阴极盘3.1、阴极网3.2、阴极底网3.2.1、阴极弹性网3.2.2、阴极面网3.2.3、阴极进液分散管3.3、阴极气液分离盒3.4、阴极筋板3.5、阴极小筋板3.6、阴极密封面支承座3.7、阴极支承瓦楞板3.8、阴极密封面3.9
钛镍复合板4、钛板4.1、镍板4.2。
具体实施方式
参见图1~图6，本实用新型涉及的一种复极式膜极距电解槽，它包括多个单元电解槽以及两端的半单元电解槽，所述多个单元电解槽之间以及单元电解槽与半单元电解槽之间设置有离子膜与密封垫片，所述单元电解槽包括四个边框1，四个边框1内设置有阳极室2以及阴极室3，所述四个边框1包括上边框1.1、下边框1.2、左边框1.3以及右边框，所述阳极室2由内侧的阳极盘2.1以及外侧的阳极网2.2包围而成，所述阴极室3由内侧的阴极盘3.1以及外侧的阴极网3.2包围而成，所述阳极盘2.1与阴极盘3.1均为折边而成的盘状结构，所述阳极盘2.1用钛材制成，所述阴极盘3.1用镍材制成，所述阳极网2.2采用钛钯合金制成，防止阳极密封面的间隙腐蚀，所述阴极网3.2从内至外依次包括阴极底网3.2.1、阴极弹性网3.2.2以及阴极面网3.2.3，阴极网3.2形成膜极距结构，起到降低介质电压降和保护离子膜的作用。
所述阳极盘2.1与阴极盘3.1背对背扣在四个边框1上，阳极盘2.1与阴极盘3.1之间设置有多块钛镍复合板4作为连接，相邻两块钛镍复合板4之间设置有镍丝编织而成的弹性填充网5作为填充，起到支撑和辅助导电的作用。所述钛镍复合板4由钛板4.1以及镍板4.2压合而成，所述钛板4.1以及镍板4.2均制成条状结构，所述钛板4.1的宽度小于镍板4.2的宽度，沿镍板4.2的长度方向均匀布置有多个相互平行的插孔，所述钛板4.1沿镍板4.2长度方向由插孔穿过，并与所述镍板4.2压合在一起形成钛镍复合板4。
所述阳极室2内还设置有阳极进液分散管2.3、阳极气液分离盒2.4、阳极筋板2.5、大堰板2.6、小堰板2.7以及阳极小筋板2.8，所述阳极进液分散管2.3位于阳极室2内的底部，使得介质均匀进入单元电解槽内，所述阳极气液分离盒2.4位于阳极室2内的顶部，所述阳极气液分离盒2.4的出口设置有隔离板2.4.1以及消泡网2.4.2，使得单元点解槽内的气液通过消泡网2.4.2进入出液管，将氯气气泡打碎，所述阳极小筋板2.8位于阳极气液分离盒2.4的外侧，所述阳极筋板2.5设置于阳极室2内的中部，带孔的阳极筋板2.5用于导电和支撑阳极网2.2，所述大堰板2.6以及小堰板2.7上下两排布置于阳极室2内部，使单元电解槽内部获得均匀的浓度分布。阳极气液分离盒2.4的下方设置有阳极密封面支承座2.9，所述阳极密封面支承座2.9的外侧设置有阳极支承瓦楞板2.10，所述阳极支承瓦楞板2.10的外侧设置有阳极密封面2.11。
所述阴极室3内设置有阴极进液分散管3.3、阴极气液分离盒3.4、阴极筋板3.5以及阴极小筋板3.6，所述阴极进液分散管3.3位于阴极室3内的底部，所述阴极气液分离盒3.4位于阴极室内的顶部，所述阴极小筋板3.6位于阴极气液分离盒3.4的外侧。阴极气液分离盒3.4的下方设置有阴极密封面支承座3.7，所述阴极密封面支承座3.7的外侧设置有阴极支承瓦楞板3.8，所述阴极支承瓦楞板3.8的外侧设置有阴极密封面3.9。
本实用新型采用新型的复合板条用于阳极钛盘和阴极镍盘间的连接，提高了结构稳定性，保证了连接强度和导电性能，既不会腐蚀生锈，且厚度薄（1.5mm∽2mm),降低了一类导体的电压降，同时增加了阴、阳极室的汽液循环空间。
注：复合板采用钛镍通过特殊挤压工艺加工而成。
钛盘和镍盘间的填充采用镍弹性网，接触面积大，导电性能好，电阻小，有效减小导体电阻，适合大电流通过。
阳极法兰面采用钛钯合金板，杜绝化学腐蚀和间隙腐蚀。（钛板需做贵金属涂层或镀钯来防间隙腐蚀，清理时一旦破坏必须重做）
进出液接头内孔加大，增大电解槽阴、阳极液的循环量，适合高电流密度的运行需要。（从５kＡ/ｍ2提升到6kＡ/ｍ2或以上）
阴阳极气液分离盒在反应室的顶上，便于气、液顺畅流出，上部密封面下有支承座和支承瓦楞板，保证足够的刚性，同时瓦楞板既能保证出液不受阻，又能起消泡作，能有效的保护离子膜的上部，延长离子膜的使用寿命。
阳极气液分离盒内装有分离隔板和消泡网(消泡器)，阴、阳极支承座上分布液体回落孔，使电解液有效地消除气泡、气液分离。使出液更顺畅，杜绝喘流现象，适合大电流密度运行，电槽产量高，减少离子膜在运行时抖动延长离子膜的使用寿命。
阴极为膜极距结构，填充层采用双丝双层波纹状镍网，运行时阳极网、离子膜、阴极网三者贴合，降低了电解液电压降，实现电耗最小化。双丝双层结构的弹性网对离子膜膜的挤压力小，但出现操作失误时又能有效抵抗压力（正常使用时压缩变形量小，受非正常压力挤压后，回弹性能好，既能实现保护离子膜，又能满足长期运行膜极距的要求。
电解槽采用性能优越的阳极和阴极，电极电位低。
电解槽适合大电流密度运行（6kＡ/ｍ2以上），装置小产量高，吨碱电耗约2060。
Claims (4)
1.一种复极式膜极距电解槽，它包括多个单元电解槽以及两端的半单元电解槽，所述多个单元电解槽之间以及单元电解槽与半单元电解槽之间设置有离子膜与密封垫片，所述单元电解槽包括四个边框（1），四个边框（1）内设置有阳极室（2）以及阴极室（3），所述阳极室（2）由内侧的阳极盘（2.1）以及外侧的阳极网（2.2）包围而成，所述阴极室（3）由内侧的阴极盘（3.1）以及外侧的阴极网（3.2）包围而成，所述阳极盘（2.1）与阴极盘（3.1）均为折边而成的盘状结构，所述阳极盘（2.1）与阴极盘（3.1）背对背扣在四个边框（1）上，其特征在于所述阳极室（2）内还设置有阳极气液分离盒（2.4），所述阳极气液分离盒（2.4）位于阳极室（2）内的顶部，阳极气液分离盒（2.4）的下方设置有阳极密封面支承座（2.9），所述阳极密封面支承座（2.9）的外侧设置有阳极支承瓦楞板（2.10），所述阳极支承瓦楞板（2.10）的外侧设置有阳极密封面（2.11），所述阴极室（3）内设置有阴极气液分离盒（3.4），所述阴极气液分离盒（3.4）位于阴极室内的顶部，阴极气液分离盒（3.4）的下方设置有阴极密封面支承座（3.7），所述阴极密封面支承座（3.7）的外侧设置有阴极支承瓦楞板（3.8），所述阴极支承瓦楞板（3.8）的外侧设置有阴极密封面（3.9）。
2.根据权利要求1所述的一种复极式膜极距电解槽，其特征在于所述阳极气液分离盒（2.4）密封面下设置有支承座（2.9）和支承瓦楞板（2.10）、隔离板（2.4.1）以及消泡网（2.4.2）。
3.根据权利要求1或2所述的一种复极式膜极距电解槽，其特征在于所述阳极盘（2.1）与阴极盘（3.1）之间设置有多块钛镍复合板（4）作为连接，相邻两块钛镍复合板（4）之间设置有镍丝编织而成的弹性填充网（5）作为填充。
4.根据权利要求3所述的一种复极式膜极距电解槽，其特征在于所述钛镍复合板（4）由钛板（4.1）以及镍板（4.2）压合而成，所述钛板（4.1）以及镍板（4.2）均制成条状结构，所述钛板（4.1）的宽度小于镍板（4.2）的宽度，沿镍板（4.2）的长度方向均匀布置有多个相互平行的插孔，所述钛板（4.1）沿镍板（4.2）长度方向由插孔穿过，并与所述镍板（4.2）压合在一起形成钛镍复合板（4）。
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