CN210736910U - 离子膜电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用涉及的一种离子膜电解槽，它包括槽架，槽架上设置有多个电解单元槽组(8)，其特征在于多个电解单元槽组(8)的两端分别通过铜排端板进行锁紧，铜排端板为固定在固定座上的铜排端板或者是固定在顶杆座上的移动铜排端板，根据产能的需求，选择不同个数的电解单元槽组(8)以及用于锁紧多个电解单元槽组(8)的铜排端板，铜排端板连接电源。本实用离子膜电解槽具有运行稳定性好，根据产能要求可自由组装调配，电损耗少，生产效率高，产能高的优点。

Description

离子膜电解槽

技术领域

本实用涉及一种离子膜电解槽。

背景技术

离子膜电解槽是随着离子膜应用于烧碱生产而发展的特殊装备，其基本功能是在阳极和阴极之间安装离子选择性交换膜。阳极室通入精制淡盐水，阴极室通入纯水或低浓度碱液，电解槽通电发生电解反应，在阳极室产生氯气，在阴极室产生氢气，钠离子(Na+)在电场的推动下穿过离子膜从阳极侧到阴极侧，与阴极的氢氧根离子(OH-)结合生成烧碱(NaOH)。因此电解槽从开发之日起，人们就开展了研究和改进，主要集中在电解槽的结构、供电方式、溶液的循环方式、电极有效面积、电极间距离等方面。其目的主要是要能满足生产优质产品，降低副反应，高效节能，安全环保等。所以氯碱工业的发展也是一个从高能耗、高污染、高排放向新能源、绿色化、新环保方向发展的过程。

传统的离子膜电解槽是在一个单一的槽架上将多个电解单元槽组靠近并且连接固定于一体的结构，该种离子膜电解槽局限于槽架的大小，使得整个离子膜电解槽的产量得到限制，而且如果一个电解单元槽组出现故障，需要整机停止工作，换下故障的电解单元槽组进行修理，拆装不变，降低了工作效率。

实用新型内容

本实用的目的在于克服上述不足，提供一种新型的离子膜电解槽，本公司将其命名为JMH-5膜极距离子膜电解槽。

本实用的目的是这样实现的：

一种离子膜电解槽，它包括槽架，槽架上设置有多个电解单元槽组，多个电解单元槽组的两端分别通过铜排端板进行锁紧，铜排端板为固定在固定座上的铜排端板或者是固定在顶杆座上的移动铜排端板，根据产能的需求，选择不同个数的电解单元槽组以及用于锁紧多个电解单元槽组的铜排端板，铜排端板连接电源。

作为一种优选，每个电解单元槽组上分别设置有进液口和出液口，每个电解单元槽组的下端的进液口分别通过相应位置的进液管连接同一根进液分配管，每个电解单元槽组的上端的出液口分别通过相应位置的出液管连接同一根出液总管。

作为一种优选，进液管和出液管采用氟塑料柔性软管。

作为一种优选，电解单元槽组包括阳极单元、阴极单元以及设置与两者之间的离子膜，阳极单元的边框条和阴极单元的边框条之间通过螺丝组进行连接，阳极单元的边框条与阴极单元的边框条之间设置有绝缘垫片，绝缘垫片分别与两侧的边框条之间设置值有密封条。

作为一种优选，所述阳极单元包括阳极盘，阳极盘弯折而成的凹陷处形成阳极室，阳极室内的上端设置有阳极气液分离盒，阳极气液分离盒下方的阳极室内设置有竖向布置的阳极筋板，阳极盘背面对应阳极筋板的位置设置有钛镍复合板，阳极筋板的顶面设置有阳极网，相邻的阳极筋板之间设置有斜向布置的循环板，阳极室内的下端设置有阳极进液插入管。

作为一种优选，所述阴极单元包括阴极盘，阴极盘弯折而成的凹陷处形成阴极室，阴极室内的上端设置有阴极气液分离盒，阴极气液分离盒下方的阴极室内设置有竖向布置的阴极筋板，阴极筋板的顶面设置有阴极底网，阴极底网的表面设置有阴极弹性网，阴极弹性网的表面设置有阴极面网，阴极室内的下端设置有阴极进液插入管。

作为一种优选，阴极室内还安装有吸收反向电流的牺牲电极。

作为一种优选，阳极网采用钛板扩张网，并且在钛板扩张网上设置活性涂层。。

与现有技术相比，本实用的有益效果是：

1、阴阳极间用于密封和绝缘的都是氟塑料，具有耐高温、耐老化和耐化学品腐蚀的性能优势。组装好的单元槽组运行中不会出现泄漏。

2、每一个单元槽组都是独立的，如果其中之一出现故障，只要停车换下，对别的单元槽组没有影响。

3、因具有独立的单元槽组和简单可靠的电槽架及锁槽结构，特别适合现代氯碱技术提出的并逐步实施的自动开车与安全保护、紧急连锁停车、工业4.0大数据采集以及应用人工智能AI技术的自动化操作的新工艺要求。

4、因电槽组背靠背导电，存在着选用导电材料和保证有足够接触面积的要求，JHM-5电解槽的设计考虑了这些要求，可以避免国外类似电解装置存在的背靠背接触电阻造成电压降的损耗。、

因此本实用离子膜电解槽具有运行稳定性好，根据产能要求可自由组装调配，电损耗少，生产效率高，产能高的优点。

附图说明

图1为本实用的离子膜电解槽总图正视图。

图2为本实用的离子膜电解槽总图侧视图。

图3为电解单元槽组侧视图。

图4为图3的A处局部放大图。

图5为阳极单元正视图。

图6为阳极单元后视图。

图7为图5中的B-B剖视图。

图8为阴极单元正视图。

图9为阴极单元后视图。

图10为图8的C-C剖视图。

其中：

固定座 1

顶杆座 2

固定铜排端板 3

顶杆组 4

移动铜排端板 5

中间连接铜排 6

移动连接铜排 7

电解单元槽组8、阳极单元801、阳极盘801.、阳极气液分离盒801.2、阳极筋板801.3、阳极网801.4、循环板801.5、阳极进液插入管801.6、钛镍复合板801.7、阴极单元802、阴极盘802.1、阴极气液分离盒802.2、阴极筋板802.3、阴极底网802.4、阴极弹性网802.5、阴极面网802.6、阴极进液插入管802.7、离子膜803、螺丝组804、绝缘垫片805、密封条806

进液管 9

进液分配管 10

出液管 11

出液总管 12。

具体实施方式

下面将结合本实用实施例中的附图，对本实用实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，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，都属于本实用保护的范围。

参见图1-10，本实用涉及的一种离子膜电解槽，它包括固定座1以及位于固定座1两侧的顶杆座2，所述固定座1的左右两侧通过绝缘板安装设置有固定铜排端板3，两个固定铜排端板3之间通过可拆卸的中间连接铜排6进行连接，两个顶杆座2向固定座1的一侧设置有顶杆组4，所述顶杆组4的自由端设置有移动铜排端板5，移动铜排端板5上引出移动连接铜排7，移动铜排端板5和固定铜排端板3之间设置有多个电解单元槽组8，通过顶杆组4的顶紧，使得多个电解单元槽组8之间紧密贴合，并且多个电解单元槽组8与移动铜排端板5和固定铜排端板3分别紧密贴合。电解单元槽组8的前后两端通过电槽架上的侧杆进行限位。

每个电解单元槽组8上分别设置有进液口和出液口，每个电解单元槽组8的下端的进液口分别通过相应位置的进液管9连接同一根进液分配管 10，进液分配管10用于输入精制盐水和低浓度碱液，每个电解单元槽组8 的上端的出液口分别通过相应位置的出液管11连接同一根出液总管12，出液总管12用于输出产出物，其中进液管9和出液管11优选采用氟塑料柔性软管。

电解单元槽组8包括阳极单元801、阴极单元802以及设置与两者之间的离子膜803，阳极单元801的边框条和阴极单元802的边框条之间通过螺丝组804进行连接，阳极单元801的边框条与阴极单元802的边框条之间设置有绝缘垫片805，绝缘垫片805分别与两侧的边框条之间设置值有密封条806；

所述阳极单元801包括阳极盘801.1，阳极盘801.1弯折而成的凹陷处形成阳极室，阳极室内的上端设置有阳极气液分离盒801.2，因电解产出的氯气气泡比较大，比较粘，必须要经过破碎、过滤和分离。阳极气液分离盒的设置对氯气的处理，出液的顺畅有很大作用，同时避免出现出液喘流现象造成离子膜的振动和磨损。出液口设置在上端，既使出液顺畅，也避免了国外类似产品内置出液管造成进液管不到底，区域电解液流动差的情况发生。阳极气液分离盒801.2下方的阳极室内设置有竖向布置的阳极筋板801.3，阳极盘801.1背面对应阳极筋板801.3的位置设置有钛镍复合板 801.7，使得相邻两个电解单元槽组8背靠背接触处是镍和镍接触，而不是大电阻的钛和镍直接接触，阳极筋板801.3的顶面设置有阳极网801.4，阳极网采用钛板扩张网(菱形孔平网)制作活性涂层，具有低析氯电位和高析氧电位的性能，同时具备保护离子膜、低电耗和低析氧的作用，确保氯气纯度。相邻的阳极筋板801.3之间设置有斜向布置的循环板801.5，电解槽运行时，下部进液，上部气液出去，沿循环板形成环流循环，确保阳极室内介质浓度和温度的均匀性。阳极室内的下端设置有氟塑料材质的阳极进液插入管801.6，阳极进液插入管801.6为插入式氟塑料进液分配管，在阳极室内形成均匀的分流，并且具备最小的泄漏电流和不会积垢造成溢流孔堵塞的现象，进液分流全覆盖。阳极筋板801.3上均布设置有多个孔， 2.83m2规格的电解槽至少需要26根或更多的阳极筋板801.3。足够数量的阳极筋板801.3可以保证阳极单元801的刚性和足够的导电面积，阳极筋板801.3上带孔，既能消除焊接应力，又能使阳极室内的介质相互流通，提高介质浓度和温度的均匀性，阳极盘801.1的法兰密封面采用钛钯合金，可防止间隙腐蚀的发生。

所述阴极单元802采用和阳极单元801类似的结构，所述阴极单元802 包括阴极盘802.1，阴极盘802.1弯折而成的凹陷处形成阴极室，阴极室内的上端设置有阴极气液分离盒802.2，阴极气液分离盒802.2下方的阴极室内设置有竖向布置的阴极筋板802.3，阴极筋板802.3的顶面设置有阴极底网802.4，阴极底网802.4的表面设置有阴极弹性网802.5，阴极弹性网802.5 的表面设置有阴极面网802.6，阴极室内的下端设置有氟塑料材质的阴极进液插入管802.7。阴极室内还安装有吸收反向电流的牺牲电极(图中未示出)，牺牲电极可以有效应对紧急停车时反向电流对阴极的活性涂层的危害。阴极采用膜极距结构(底网+弹性网+面网)，阴极面网802.6采用先进的贵金属活性涂层，尤其是加入了性能优越，长寿命的铂、钯等成分，使 JHM-5电解槽的电耗性能和运行稳定性达到国际前沿水平。

上述的一种离子膜电解槽的特点:

1、电槽架是采用型钢焊接加工组装而成，结构简单，制造成本较低，可以满足不同的电解槽面积、数量和产能的需求。既可以做成年产烧碱3 万吨/台～4万吨/台的产能，也可以做成年产5千吨/台等小的电解槽。电槽架可以做成上述的一个固定座加两个顶杆座的形式，也可以做成一个固定座加一个带顶杆的固定座；顶杆的配置数量依据电解槽面积大小确定；除氯碱生产外，还可以用于通过电解法来处理煤化工、农药等行业含盐废水的处理。

2、JHM-5电解槽组由阳极单元、离子膜、阴极单元组成的独立电槽组，阴阳极单元间有用于密封的密封条和用于绝缘的改性PTFE绝缘垫片，通过8根分段的边框条和若干螺丝组组装而成。

3、若干组单元槽悬挂在电槽架的侧杆上并和侧杆间是绝缘的，两端配置带导电铜排的端板，端板和电槽架的固定座之间有绝缘板隔开，通过安装在一侧固定座上的顶杆组(顶杆的数量和规格根据电槽面积大小确定) 顶紧端板，控制电槽组的距离并能随温度和压力微调。端板上的铜排和电解槽的接触，电槽组之间的背靠背接触，将电流从一端输入至另一端输出完成电解的生产任务。

以上仅是本实用的具体应用范例，对本实用的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种离子膜电解槽，它包括槽架，槽架上设置有多个电解单元槽组(8)，其特征在于多个电解单元槽组(8)的两端分别通过铜排端板进行锁紧，铜排端板为固定在固定座上的铜排端板或者是固定在顶杆座上的移动铜排端板，根据产能的需求，选择不同个数的电解单元槽组(8)以及用于锁紧多个电解单元槽组(8)的铜排端板，铜排端板连接电源。

2.根据权利要求1所述的一种离子膜电解槽，其特征在于每个电解单元槽组(8)上分别设置有进液口和出液口，每个电解单元槽组(8)的下端的进液口分别通过相应位置的进液管(9)连接同一根进液分配管(10)，每个电解单元槽组(8)的上端的出液口分别通过相应位置的出液管(11)连接同一根出液总管(12)。

3.根据权利要求2所述的一种离子膜电解槽，其特征在于进液管(9)和出液管(11)采用氟塑料柔性软管。

4.根据权利要求1所述的一种离子膜电解槽，其特征在于电解单元槽组(8)包括阳极单元(801)、阴极单元(802)以及设置与两者之间的离子膜(803)，阳极单元(801)的边框条和阴极单元(802)的边框条之间通过螺丝组(804)进行连接，阳极单元(801)的边框条与阴极单元(802)的边框条之间设置有绝缘垫片(805)，绝缘垫片(805)分别与两侧的边框条之间设置值有密封条(806)。

5.根据权利要求4所述的一种离子膜电解槽，其特征在于所述阳极单元(801)包括阳极盘(801.1)，阳极盘(801.1)弯折而成的凹陷处形成阳极室，阳极室内的上端设置有阳极气液分离盒(801.2)，阳极气液分离盒(801.2)下方的阳极室内设置有竖向布置的阳极筋板(801.3)，阳极盘(801.1)背面对应阳极筋板(801.3)的位置设置有钛镍复合板(801.7)，阳极筋板(801.3)的顶面设置有阳极网(801.4)，相邻的阳极筋板(801.3)之间设置有斜向布置的循环板(801.5)，阳极室内的下端设置有阳极进液插入管(801.6)。

6.根据权利要求4所述的一种离子膜电解槽，其特征在于所述阴极单元(802)包括阴极盘(802.1)，阴极盘(802.1)弯折而成的凹陷处形成阴极室，阴极室内的上端设置有阴极气液分离盒(802.2)，阴极气液分离盒(802.2)下方的阴极室内设置有竖向布置的阴极筋板(802.3)，阴极筋板(802.3)的顶面设置有阴极底网(802.4)，阴极底网(802.4)的表面设置有阴极弹性网(802.5)，阴极弹性网(802.5)的表面设置有阴极面网(802.6)，阴极室内的下端设置有阴极进液插入管(802.7)。

7.根据权利要求6所述的一种离子膜电解槽，其特征在于阴极室内还安装有吸收反向电流的牺牲电极。

8.根据权利要求5所述的一种离子膜电解槽，其特征在于阳极网采用钛板扩张网，并且在钛板扩张网上设置活性涂层。

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