CN219363814U - 一种三腔室离子膜电解循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：包括三腔室离子膜电解槽、电解电源、原料液循环单元、吸收液循环单元、产品液循环单元；所述三腔室离子膜电解槽包括槽体，设置于槽体内的阴离子膜、阳离子膜，阴离子膜、阳离子膜将槽体分隔成三个腔室，其中位于阴离子膜一侧的为阳极室，位于阳离子膜一侧的为阴极室，位于阴离子膜、阳离子膜之间的为原料室，阳极板设置于阳极室内，阴极板设置于阴极室内，阳极板、阴极板分别与电解电源电连接；原料液循环单元、吸收液循环单元分别与离子膜电解槽循环连接，本实用新型可有效降低生产成本，具有较好的环保性。

Description

一种三腔室离子膜电解循环系统

技术领域

本申请涉及离子膜电解循环系统技术领域，尤其涉及一种三腔室离子膜电解循环系统。

背景技术

离子交换膜电解槽是用于氯碱工业中，电解食盐或氯化钾水溶液来制造氯气、氢气和高纯度的烧碱（氢氧化钠）或氢氧化钾的装置。离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。

现有的离子交换膜电解槽在进行氯碱工艺时，一般使用两腔室电解槽，在阴极室产生氯气，氯气毒性大，安全风险高。为了使用于不产生氯气或使用于溴盐的电解，需要使用三腔室电解槽，使用吸收剂分解氯气和溴素。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种生产成本低、环保性好的三腔室离子膜电解循环系统。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：包括三腔室离子膜电解槽、电解电源、原料液循环单元、吸收液循环单元、产品液循环单元；所述三腔室离子膜电解槽包括槽体，设置于槽体内的阴离子膜、阳离子膜，阴离子膜、阳离子膜将槽体分隔成三个腔室，其中位于阴离子膜一侧的为阳极室，位于阳离子膜一侧的为阴极室，位于阴离子膜、阳离子膜之间的为原料室，阳极板设置于阳极室内，阴极板设置于阴极室内，阳极板、阴极板分别与电解电源连接；

在三腔室离子膜电解槽的槽体上分别设置有原料液进口、原料液出口、吸收液进口、吸收液出口、产品液进口、产品液出口，其中：原料液进口、原料液出口与原料室相连通，吸收液进口、吸收液出口与阳极室相连通，产品液进口、产品液出口与阴极室相连通；

原料液循环单元包括一原料液循环槽，原料液循环槽一端与离子膜电解槽的原料液出口相连，原料液循环槽另一端依次通过循环泵、阀门、流量计与离子膜电解槽的原料液进口相连；

吸收液循环单元包括一吸收液循环槽，吸收液循环槽一端与离子膜电解槽的吸收液出口相连，吸收液循环槽另一端依次通过循环泵、阀门、流量计与离子膜电解槽的吸收液进口相连；

产品液循环单元包括一产品液循环槽，产品液循环槽一端与离子膜电解槽的产品液出口相连，产品液循环槽另一端依次通过循环泵、阀门、流量计与离子膜电解槽的产品液进口相连。

进一步的设置在于：

在三腔室离子膜电解槽的槽体内设置有多组均匀排列的工作单元，每组工作单元包括阴极框、阴极单元、中间框、阳极单元、阳极框。

所述的阴极单元被夹持的设置于一个阴极框和中间框内，所述的阳极单元被夹持的设置于一个中间框和阳极框内。

所述阴极单元包括一个阴极板、一个阳离子膜，在阴极板、阳离子膜的两侧皆设置有密封垫。

所述阳极单元包括一个阳极板、一个阴离子膜，在阳极板、阴离子膜的两侧皆设置有密封垫。

所述设置于槽体内的阴极单元或阳极单元均采用“一阴—阳”的间隔顺序设置。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置原料液循环单元、吸收液循环单元、产品液循环单元，并对离子膜电解槽的结构进行优化，从而将传统离子膜电解槽的阳极室、原料室的原料液和吸收液进行进一步回收并循环利用，不产生有毒的氯气和溴素，同时，通过产品液循环单元将阴极室产生的产品液进行循环，达到产品浓度要求后即排出，有效的降低了生产成本，并降低了废液产生，具有较好的环保性。

以下结合实施例对本实用新型的技术方案和效果进行详细说明和验证。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型离子膜电解槽的结构示意图；

图3为图2的I部放大图；

图4为图2的II部放大图。

具体实施方式

如图1～4所示，一种三腔室离子膜电解循环系统，包括三腔室离子膜电解槽1、电解电源2、原料液循环单元3、吸收液循环单元4、产品液循环单元5。

三腔室离子膜电解槽1包括槽体10，设置于槽体10内的阴离子膜110、阳离子膜111，阴离子膜110、阳离子膜111将槽体10分隔成三个腔室，其中位于阴离子膜110一侧的为阳极室112，位于阳离子膜111一侧的为阴极室113，位于阴离子膜110、阳离子膜111之间的为原料室114，阳极板115设置于阳极室112内，阴极板116设置于阴极室113内，阳极板115、阴极板116分别与电解电源2电连接。

在三腔室离子膜电解槽1的槽体10上分别设置有原料液进口101、原料液出口102、吸收液进口103、吸收液出口104、产品液进口105、产品液出口106，其中：原料液进口101、原料液出口102与原料室114相连通，吸收液进口103、吸收液出口104与阳极室112相连通，产品液进口105、产品液出口106与阴极室113相连通。

原料液循环单元3包括一原料液循环槽30，原料液循环槽30一端与离子膜电解槽1的原料液出口102相连，原料液循环槽30另一端依次通过循环泵31、阀门32、流量计33与离子膜电解槽1的原料液进口101相连。

吸收液循环单元4包括一吸收液循环槽40，吸收液循环槽40一端与离子膜电解槽1的吸收液出口104相连，吸收液循环槽40另一端依次通过循环泵41、阀门42、流量计43与离子膜电解槽1的吸收液进口103相连。

产品液循环单元5包括一产品液循环槽50，吸收液循环槽50一端与离子膜电解槽1的产品液出口106相连，产品液循环槽50另一端依次通过循环泵51、阀门52、流量计53与离子膜电解槽1的产品液进口105相连。

图2示出了本实用新型的三腔室离子膜电解槽1的一种实施方式，在该实施例中，多组的工作单元11均匀排列设置于离子膜电解槽1的槽体10内，并拉紧螺杆12锁紧。

结合图3、图4所示，每组工作单元11包括阴极框14、阴极单元17、中间框15、阳极单元18、阳极框16，所述的阴极单元17被夹持的设置于一个阴极框14和中间框15内，所述的阳极单元18被夹持的设置于一个中间框15和阳极框16内，在本实施例中，一个阴极板116、一个阳离子膜111以及位于它们两侧的密封垫13构成阴极单元17，一个阳极板115、一个阴离子膜110以及位于它们两侧的密封垫13构成阳极单元18，通过在所述的阴极板116、阳极板115、阴离子膜110、阳离子膜111的两侧皆设置有密封垫13，密封垫13主要起密封、支撑的作用。

为了提高效率，除了设置于槽体10两个端部的阴极单元17或阳极单元18，设置于槽体10内的阴极单元17或阳极单元18均采用“一阴—阳”的间隔顺序设置。

本实用新型的工作原理如下：

原料液在原料液循环槽30中，经循环泵31、阀门32、流量计33输送至离子膜电解槽1的原料室114中，在电势的作用下，阴离子选择性通过阴离子膜110移向阳极室112内，在阳极板115上发生去电子反应，并迅速与投入的还原剂发生氧化还原反应，而阳离子则在选择性通过阳离子膜111移向阴极室113，在阴极板116上水分子发生电解，水分子得到电子生成氢气，同时释放出氢氧根，氢氧根与阳离子结合得到产品液（碱剂），阴极室113内的产品液经产品液出口106被输送至产品液循环槽50。另一方面，阳极室112余下的吸收液经吸收液出口104回收至吸收液循环槽40，并经补液后经循环泵41、阀门42、流量计43再次补入阴极室113中，原料室114中剩余的原料液从原料液出口102回收至原料液循环槽30，经补液后再依次通过循环泵31、阀门32、流量计33输送至离子膜电解槽1的原料室114，当产品液循环单元5的产品液浓度达到要求时，即通过输出阀54输出产品，而当产品液循环单元5的产品液浓度未达到要求时，产品液循环槽50的产品液通过循环泵51、阀门52、流量计53输送至离子膜电解槽1的阴极室113，从而构成反应循环。

本实用新型将传统离子膜电解槽1的阳极室112、原料室114的原料液和吸收液进行进一步回收并循环利用，不产生有毒的氯气和溴素，同时，通过产品液循环单元5将阴极室113产生的产品液进行循环，达到产品浓度要求后即排出，有效的降低了生产成本，并降低了废液产生，具有较好的环保性。

Claims (6)

1.一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：包括三腔室离子膜电解槽、电解电源、原料液循环单元、吸收液循环单元、产品液循环单元；所述三腔室离子膜电解槽包括槽体，设置于槽体内的阴离子膜、阳离子膜，阴离子膜、阳离子膜将槽体分隔成三个腔室，其中位于阴离子膜一侧的为阳极室，位于阳离子膜一侧的为阴极室，位于阴离子膜、阳离子膜之间的为原料室，阳极板设置于阳极室内，阴极板设置于阴极室内，阳极板、阴极板分别与电解电源电连接；

在三腔室离子膜电解槽的槽体上分别设置有原料液进口、原料液出口、吸收液进口、吸收液出口、产品液进口、产品液出口，其中：原料液进口、原料液出口与原料室相连通，吸收液进口、吸收液出口与阳极室相连通，产品液进口、产品液出口与阴极室相连通；

原料液循环单元包括一原料液循环槽，原料液循环槽一端与离子膜电解槽的原料液出口相连，原料液循环槽另一端依次通过循环泵、阀门、流量计与离子膜电解槽的原料液进口相连；

吸收液循环单元包括一吸收液循环槽，吸收液循环槽一端与离子膜电解槽的吸收液出口相连，吸收液循环槽另一端依次通过循环泵、阀门、流量计与离子膜电解槽的吸收液进口相连；

产品液循环单元包括一产品液循环槽，产品液循环槽一端与离子膜电解槽的产品液出口相连，产品液循环槽另一端依次通过循环泵、阀门、流量计与离子膜电解槽的产品液进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：在三腔室离子膜电解槽的槽体内设置有多组均匀排列的工作单元，每组工作单元包括阴极框、阴极单元、中间框、阳极单元、阳极框。

3.根据权利要求2所述的一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：所述的阴极单元被夹持的设置于一个阴极框和中间框内，所述的阳极单元被夹持的设置于一个中间框和阳极框内。

4.根据权利要求3所述的一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：所述阴极单元包括一个阴极板、一个阳离子膜，在阴极板、阳离子膜的两侧皆设置有密封垫。

5.根据权利要求3所述的一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：所述阳极单元包括一个阳极板、一个阴离子膜，在阳极板、阴离子膜的两侧皆设置有密封垫。

6.根据权利要求2所述的一种三腔室离子膜电解循环系统，其特征在于：所述设置于槽体内的阴极单元或阳极单元均采用“一阴—阳”的间隔顺序设置。