CN208472196U - 一种隔膜电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔膜电解槽，具有盖层、电解层和底层；其中，电解层采用层叠式设计，被隔膜分割为若干个子电解层，通过增加或减少子电解层的数量来调整电解槽的容量；子电解层包括框架、电极片和电解室；框架位于电解室外侧；电极片嵌于电解室内侧，并与电源相连接；电解室内设置有档条，用于改变进入电解室内部的水流方向；本案中所涉及的隔膜电解槽，具有高电流效率、低槽电压需求、小能耗，从而有效降低其生产成本和使用成本，有利于大规模市场应用。

Description

一种隔膜电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解技术领域，具体涉及一种隔膜电解槽。

背景技术

电解槽通常由槽体、阳极和阴极组成，多数采用隔膜将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。现有电解槽产品的电流效率较低、槽电压需求高、能耗较大，造成其成本较高，不利于大规模市场应用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型旨在通过对电解槽结构的优化设计，以提供一种新型的隔膜电解槽。

本发明提供了一种隔膜电解槽，具有盖层、电解层和底层；

所述电解层采用层叠式设计，被隔膜分割为若干个子电解层，通过增加或减少子电解层的数量来调整电解槽的容量；

所述子电解层包括框架、电极片和电解室；

所述框架位于电解室外侧；

所述电极片嵌于电解室内侧，并与电源相连接；

所述电解室内设置有档条，用于改变进入电解室内部的水流方向，使水流与电极接触更加充分；

其中，相同极性的子电解层的电解室之间在电解槽内部水流相通，不同极性的子电解层的电解室之间在电解槽内部水流不通。

优选的是，所述各子电解层中框架的下部设有阳极进水口和阴极进水口，上部对应位置处设有阳极出水口和阴极出水口；所述盖层上设有分别与所述各进、出水口对应的四个通水口；所述通水口与各子电解层上对应的进、出水口顺次连通。

优选的是，所述子电解层为阳极子电解层时，阳极进水口和阳极出水口分别通过进、出水孔道与电解室相连通，阴极进水口和阴极出水口与电解室不连通；所述子电解层为阴极子电解层时，阴极进水口和阴极出水口分别通过进、出水孔道与电解室相连通，阳极进水口和阳极出水口与电解室不连通。

优选的是，所述电解室外侧、框架内侧以及框架上各进、出水口外侧均设有垫圈，用以实现每个子电解层的独立；其中，所述各子电解层中框架内侧的垫圈位于同一侧；所述盖层与框架之间以及底层与框架之间也设有垫圈；所述隔膜面积大于电解室外侧垫圈，且不接触框架内侧垫圈以及框架上各进、出水口外侧垫圈。

优选的是，所述各阳极子电解层通过所述顺次连通的各子电解层上的阳极进、出水口实现彼此相关联；所述各阴极子电解层通过所述顺次连通的各子电解层上的阴极进、出水口实现彼此相关联。

优选的是，所述档条左右交替分布在电解室内部两侧；位于最下方的所述档条设于所述进水孔道在电解室内部端口的上方，位于最上方的所述档条设于所述出水孔道在电解室内部端口的下方。

优选的是，所述各子电解层中的进、出水孔道是嵌套于框架内部的一个或者并排多个管状结构；所述管状结构的截面高度为电解室厚度的50-70％。

优选的是，所述子电解层为交替设置的阳极子电解层和阴极子电解层；所述阳极子电解层中的电极片与电源阳极相连接；所述阴极子电解层中的电极片与电源阴极相连接。

优选的是，所述电解室的厚度为4-8mm；所述档条与垂直方向的夹角为70-85度，在水平面的投影长度为电解室水平投影距离的60-90％；所述档条的数量至少为一根。

本实用新型的有益效果：本案所提供的隔膜电解槽，通过对槽体、水流管路以及电解室中水流档条等的合理设置，使电解槽具有高电流效率、低槽电压需求、小能耗，从而有效降低其生产成本和使用成本，有利于大规模市场应用；

具体而言，1)通过将电解层设计为层叠式，可以根据需要增加或减少子电解层的数量，从而调整电解槽的容量；2)在各个子电解层的电解室外侧、框架内侧以及框架上各进、出水口外侧均设有垫圈以及采用嵌套式进、出水孔道结构保证了每个子电解层是独立的，同时还把相似的子电解层关联起来，即各阳极子电解层彼此关联，各阴极子电解层彼此关联；3)在电解室中设有特定位置的挡片用于改变电解室内部水流方向，以增加水流通过电解室时水与电极片的接触面和接触时间，从而提高了电解效率。

附图说明

图1为阳极子电解槽的内部结构示意图；

图2为子电解层中进水孔道和出水孔道的结构示意图；

图3为隔膜电解槽的结构示意图；

其中，100-盖层、200-底层、300-阳极子电解层、301-电极片、302-阳极电解室、303-阳极进水口、304-阳极进水孔道、305-阳极出水口、306-阳极出水孔道、307-阴极进水口、308-阴极出水口、309-档条、310-阳极出水口垫圈、311-阳极电解室垫圈、312-阳极子电解层框架垫圈、313-框架、400-阴极子电解层、401-阴极进水口、402-阴极出水口、403-阴极进水孔道、404-阴极出水孔道、405-阳极进水口、406-阳极出水口、500-隔膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“竖”、“横”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种层叠式隔膜电解槽，所述电解槽由一个盖层100、一个底层200、一个或多个阳极子电解层300、一个或多个阴极子电解层400、一层或多层隔膜500，并以图2方式，按一定顺序堆叠安装，使阳极子电解层300和阴极子电解层400交替排布，使用时呈垂直摆放，水流下进上出。

在一实施例中，阳极子电解层300的厚度为4～8mm，阴极子电解层400的厚度为4～8mm，两者的厚度可以不一致；阳极子电解层300包括框架313、电极片301和阳极电解室302；其中，框架313优选为非金属框架，电解室301设置于框架313内部，作为镶嵌电极片301的位置，为反应提供环境，电极片301镶嵌在阳极电解室302的侧面，电极片301与电源的阳极相连接。

框架313的上下两侧各有两个进水口和两个出水口，分别为位于框架313下方的阳极进水口303和阴极进水口307，位于框架313上方的阳极出水口305和阴极出水口308；阳极进水口303和阳极出水口305可在框架313的左侧或右侧，对应设置；在阳极子电解层300中，框架313上的阳极进水口303通过阳极进水孔道304与阳极电解室302相连通，阳极出水口305通过阳极出水孔道306与阳极电解室302相连通，阴极进水口307和阴极出水口308与阳极电解室302均不相通；进、出水孔道可以为一个或者并排多个管状结构。

在一实施例中，如图3所示，阳极子电解层300中阳极进水孔道304和阳极出水孔道306为一个管状结构，阴极子电解层400中阴极进水孔道403和阴极出水孔道404为并排多个管状结构，进、出水孔道的截面高度为电解室厚度的50％～70％；在阳极子电解层300中，阴极进水口307和阴极出水口308没有连接进、出水孔道结构；在阴极子电解层400中，阳极进水口405和阳极出水口406没有连接进、出水孔道结构。

在一实施例中，阳极电解室301中设有水流档条309，水流挡条309左右交替的分布在电解室302两侧，用于改变电解室内部水流方向，增加水流通过电解室时水与电极片301的接触面和接触时间，下方第一根水流挡条309位于阳极进水孔道304在电解室内部端口的上方，上方最后一根水流挡条位于阳极出水孔道306下方，挡条309与垂直方向夹角A为70～85度，在水平面的投影长度为电解室302水平投影距离的60％～90％，挡条309的数量为1根或多根；异侧相邻两根挡条309的垂直距离B应大于挡条309垂直投影距离。

在一实施例中，电解室外侧及进、出水口内侧设有一环绕电解室的隔膜垫圈，即阳极电解室垫圈311或阴极电解室垫圈；在进、出水口外侧及隔膜垫圈外侧有一框架垫圈，即阳极子电解层框架垫圈312或阴极子电解层框架垫圈；所有进、出水口有围绕在外侧的垫圈，例如阳极出水口垫圈310；其中，所有的垫圈位于子电解层框架的一侧，且为同一侧，可位于前侧或后侧。

阴极子电解层400中的各个结构的构成原则与阳极子电解层300中各结构相同，阴极子电解层400中阳极进水口405、阳极出水口406、阴极进水口401、阴极出水口402所处位置与阳极子电解层300中各部分相应一致，所有垫圈所处方向与阳极子电解层300中一致；其中，阴极子电解层400中阴极进水口401和阴极出水口402中有阴极进水孔道403和阴极出水孔道404，结构与阳极子电解层中阳极进水孔道304和阳极出水孔道306相似，阴极子电解层400中阳极进水口405和阳极出水口406中无进、出水孔道结构。

盖层100上设有分别与框架上阳极进水口、阳极出水口、阴极进水口和阴极出水口对应的通水口；在一实施例中，阳极子电解层300中电解室302上的垫圈311位于盖层100的方向，则盖层100后侧无需安装框架垫圈，反之，则需在盖层100后侧设一框架垫圈，其结构与阳极电解室302中的框架垫圈311一致；在另一实施例中，在底层200前侧，阳极电解室302上的垫圈位于前侧，则需在底层200前侧设一框架垫圈，其结构与阳极电解室302中的框架垫圈311相似，反之则不需。

在一实施例中，底层200位于后侧，阳极子电解层300和阴极子电解层400交替放置于底层200的前侧，阳极子电解层300和阴极子电解层400之间放置一片隔膜500，优选为离子交换膜，离子交换膜大小略大于隔膜垫圈，即阳极电解室垫圈311，且不接触到框架垫圈312和进、出水口垫圈，阳极子电解层300和阴极子电解层400的数量为1个或多个，最后在最前侧放置盖层100，最好用螺丝、胶水、热压等方式将电解槽边缘压紧、固定、或封死。

在另一实施例中，水流经盖层100上与阳极进水口303或者405相连的通水孔注入，经过阳极进水孔道304流入阳极电解室302；电解后，水经阳极出水孔道306流入向阳极出水口305或者406，通过盖层100上与阳极出水口对应的通水孔流出；在此过程中，阳极电解室302中的水不会流入到阴极子电解层400中的电解室。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种隔膜电解槽，其特征在于，具有盖层、电解层和底层；

所述电解层采用层叠式设计，被隔膜分割为若干个子电解层，通过增加或减少子电解层的数量来调整电解槽的容量；

所述子电解层包括框架、电极片和电解室；

所述框架位于电解室外侧；

所述电极片嵌于电解室内侧，并与电源相连接；

所述电解室内设置有档条，用于改变进入电解室内部的水流方向；使水流与电极接触更加充分；

其中，相同极性的子电解层的电解室之间在电解槽内部水流相通，不同极性的子电解层的电解室之间在电解槽内部水流不通。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述各子电解层中框架的下部设有阳极进水口和阴极进水口，上部对应位置处设有阳极出水口和阴极出水口；所述盖层上设有分别与所述各进、出水口对应的四个通水口；所述通水口与各子电解层上对应的进、出水口顺次连通。

3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述子电解层为阳极子电解层时，阳极进水口和阳极出水口分别通过进水孔道、出水孔道与电解室相连通，阴极进水口和阴极出水口与电解室不连通；所述子电解层为阴极子电解层时，阴极进水口和阴极出水口分别通过进、出水孔道与电解室相连通，阳极进水口和阳极出水口与电解室不连通。

4.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述电解室外侧、框架内侧以及框架上各进、出水口外侧均设有垫圈，用以实现每个子电解层的独立；其中，所述各子电解层中框架内侧的垫圈位于同一侧；所述盖层与框架之间以及底层与框架之间也设有垫圈；所述隔膜面积大于电解室外侧垫圈，且不接触框架内侧垫圈以及框架上各进、出水口外侧垫圈。

5.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述各阳极子电解层通过所述顺次连通的各子电解层上的阳极进、出水口实现彼此相关联；所述各阴极子电解层通过所述顺次连通的各子电解层上的阴极进、出水口实现彼此相关联。

6.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述档条左右交替分布在电解室内部两侧；位于最下方的所述档条设于所述进水孔道在电解室内部端口的上方，位于最上方的所述档条设于所述出水孔道在电解室内部端口的下方。

7.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述各子电解层中的进、出水孔道是嵌套于框架内部的一个或者并排多个管状结构；所述管状结构的截面高度为电解室厚度的50-70％。

8.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述子电解层为交替设置的阳极子电解层和阴极子电解层；所述阳极子电解层中的电极片与电源阳极相连接；所述阴极子电解层中的电极片与电源阴极相连接。

9.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述电解室的厚度为4-8mm；所述档条与垂直方向的夹角为70-85度，在水平面的投影长度为电解室水平投影距离的60-90％；所述档条的数量至少为一根。