CN220537933U - 一种电解槽温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电解槽温控系统，包括用于调节碱液温度的换热装置、碱液输入管道、碱液输出管道、第一温度传感器、第二温度传感器、水流输入管道、水流输出管道、以及与水流输出管道连接的回收装置；碱液输出管道和回收装置均与电解槽连接，电解槽还连接有成品输出管道，成品输出管道上设有第三温度传感器。本方案通过对换热装置输入水流进行换热控温，同时在电解槽成品输出管道设置第三温度传感器以实时监控碱液温度，温度有差异后可以及时调整输入水流的量来即使保持温度稳定，做到精准把控电解槽槽温，同时水流经过换热后输入到回收装置中，经过处理后再次输入电解槽中参加电解，提高水流的利用率，达到节约用水的目的。

Description

一种电解槽温控系统

技术领域

本实用新型涉及电解槽技术领域，更具体地，涉及一种电解槽温控系统。

背景技术

电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数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。电解车间中工作，电解槽通入盐水与碱液进行电解工作，然后产出氯气、氢气和高浓度的碱液。一般情况下，电解槽投入使用的时间越久，槽况就会越差，槽况越差电解槽内副反应越多，槽温就越高，反之槽况较好时，电解槽内副反应越少，槽温就越低，而生产时需对电解槽槽温进行把控。目前行业内大多是采用多个电解槽集中控温的控温方案，一套温控装置对多个电解槽进行控温，但由于各个电解槽槽框及离子膜投用时间存在差异，导致各个电解槽槽温出现差异，同时现有的采用水流降温的温控装置中，其所使用的用于温控的水流与电解槽的生产是相互独立的，对水流的利用率较低，提升了生产成本。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中电解槽温控装置无法精准对单个电解槽控温以及用于温控的水流的利用率低的缺陷，提供一种电解槽温控系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种电解槽温控系统，包括用于调节碱液温度的换热装置、分别设置于所述换热装置两端的碱液输入管道和碱液输出管道、分别设置于所述碱液输入管道和所述碱液输出管道上的第一温度传感器和第二温度传感器、均与所述换热装置侧面连接的用于流通水流以进行温控的水流输入管道和水流输出管道、以及与所述水流输出管道连接的回收装置；所述碱液输出管道和所述回收装置均与所述电解槽连接，所述电解槽还连接有用于输出成品碱液的成品输出管道，所述成品输出管道上设有第三温度传感器。

电解槽在不同的运行电流中，所需要循环碱液温度的不同，存在以下规律：

运行电流(kA)	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
													循环碱液温度(℃)	75	75	75	80	80	80	80	83	85	85	85	85

此外，由于各个电解槽投入使用时间存在差异，所以不同的电解槽在相同的运行电流中，其所需要的碱液温度也不同。电解槽的单元槽和离子膜使用时间较长，电解槽的槽温较高，此时需要较低的循环槽碱温度。电解槽的单元槽和离子膜使用时间较短，电解槽的槽温较低，此时需要较高的循环槽碱温度。本技术方案中，碱液从碱液输入管道输入，然后依次经过第一温度传感器、换热装置、第二温度传感器以及电解槽，然后再经过电解工作从成品输出管道中输出。第一温度传感器用于检测碱液进入换热装置的温度，第二温度传感器用于检测碱液离开换热装置时的温度，第三温度传感器则是检测成品碱液从电解槽离开的温度也可看做是检测电解槽槽温，本方案利用水流对碱液进行控温，当第三温度传感器检测到成品碱液温度低于适宜的电解温度时，换热装置接入热水或者加大接入热水的流量进行控温，使电解温度达到适宜的温度值，反之第三温度传感器检测到成品碱液温度过高时，换热装置接入冷水进行降温。

对碱液进行热交换进行温控的水流，通过水流输入管道输入，然后依次经过换热装置、水流输出管道、回收装置以及电解槽，然后参与电解工作后再排出。水流在经过热交换进行控温后，进入到回收装置后再被供应到电解槽中参与电解工作，进而可以对用于热交换的水流做到充分的利用，降低生产成本。

同时，本方案所述的电解槽温控系统，可以单独连接一个电解槽进行工作，也可以连接多台电解槽进行工作。单独连接一个电解槽进行使用时，可以长期做到精准控制电解槽槽温。连接多台电解槽进行工作时，需要保证每个电解槽的投入使用时间一致，且实际使用时第三温度传感器检测到的槽温相差不大，如此才能多个电解槽使用同一个温控系统，当长期使用后各个电解槽的槽况差异较大时，再根据每个电解槽连接的第三温度传感器进行判断是否需要单独应用一个温控系统，该温度的判断可以根据实际工作情况及不同温度下成品碱液的质量差异而定，需要员工自行设定，也可以直接将判断值设为±1℃，当不同的电解槽连接的第三温度传感器之间的温度差值超过±1℃，超出范围的电解槽就要单独设置一个温控系统，保证温控效果。

优选的，所述换热装置为波纹管换热器，所述波纹管换热器两端分别连接有所述碱液输入管道和所述碱液输出管道，所述波纹管换热器两侧分别设有第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口分别与所述水流输入管道和所述水流输出管道连接。

波纹管换热器可满足上述技术方案的需求，同时对比现有温控方案中采用的板式换热器，波纹管换热的流动阻力更小，更适合水流流动，换热效率也更快。其中波纹管换热器两端连接碱液输入管道和碱液输出管道，用于流通碱液，其侧面设有第一接口和第二接口，用于连接水流输入管道和水流输出管道，流通温控水流进行控温。

优选的，所述水流输入管道连接纯水系统。

纯水系统用于为本电解槽温控系统提供纯水，纯水相比于工业用水，其纯净度比较高，在经过换热控温工作后，其水况也相对优质，使用后的水质更好，更适合用于电解槽的电解工作中，且回收后也无需过度处理，对生产更有利。

优选的，所述水流输入管道连接有用于流通蒸汽以进行温控的第一蒸汽管道，所述水流输出管道连接有第二蒸汽管道；所述水流输入管道、所述水流输出管道、所述第一蒸汽管道、以及所述第二蒸汽管道上均设有阀门。

在工作时，循环碱温度低于所需温度时，采用蒸汽加入波纹管换热器对循环碱进行升温，使用蒸汽进行换热升温，其成本更低。同时循环碱温度高于所需温度时，采用纯水加入波纹管换热器对循环碱进行降温，换热后的纯水回水进入回收装置然后再处理利用，阀门的设置用于控制各个管道的开启，同时，如果需要做到自动控制，还应选用自动阀门，如电控阀门。

优选的，所述第一接口设于所述波纹管换热器侧面顶端，所述第二接口设于所述波纹管换热器侧面底端，所述第二蒸汽管道用于通入蒸汽。

本方案中，波纹换热管工作时是横向设置的，第一接口和第二接口分别位于波纹换热管的两侧，第一接口位于顶端一侧即远离地面一侧，第二接口位于底端一侧，即靠近地面的一侧，水流对碱液进行降温时，从波纹管换热器侧面底端的第二接口处输入，再从侧面顶端的第一接口输出，可以使水流可以灌满波纹管换热器的水流通道，保证换热降温效果，反之如果从波纹管换热器顶部或者侧面输入，就容易发生水流无法灌满波纹管换热器的水流通道的情况，换热效率低，所以将水流输入管道设置于底部，水流输出管道设置于顶部。而对于蒸汽管道其输入端需要设置在波纹管换热器顶部，如果输入端设置在底部，则蒸汽管道内会积聚有冷凝水，影响蒸汽的输入，故而需要将输入端设置在顶部，所以将第二蒸汽管道设置为蒸汽输入端，第一蒸汽管道则作为蒸汽的输出端。

优选的，所述水流输入管道和所述第二蒸汽管道上均设有止回阀。

在水流输入管道和第二蒸汽管道上设置止回阀可以进一步避免水流或者蒸汽输入时，水流或者蒸汽逆流进入第二蒸汽管道或者水流输入管道中。

优选的，所述第一蒸汽管道连接有冷凝水管道，所述冷凝水管道与所述回收装置连接。

蒸汽进行换热后会输出温度较低的蒸汽以及冷凝水，设置冷凝水管道并将其与回收装置连接，以对冷凝水进行进一步利用。

优选的，所述回收装置包括回收水池；所述水流输出管道与所述冷凝水管道均设置于所述回收水池上方，所述回收水池与所述电解槽连接。

水流输出管道与冷凝水管道设置于回收水池上方，避免被回收的水流或者冷凝水挡住出口，也避免被回收的水倒灌进入到管道中。

优选的，所述水流输出管道和所述冷凝水管道上均设有过滤装置。

设置过滤装置可以使得被回收的水流或者冷凝水在进入回收水池前可以先进行一次过滤，起到预处理的作用，也进一步保证水质。

优选的，所述过滤装置可更换过滤滤芯。

使用时应选用可更换滤芯的过滤装置，过滤装置使用一端时间后可以通过更换滤芯保证过滤效果。

与现有技术相比，有益效果是：本方案通过对换热装置输入水流进行换热控温，同时在电解槽成品输出管道设置第三温度传感器以实时监控碱液温度，温度有差异后可以及时调整输入水流的量来即使保持温度稳定，做到精准把控电解槽槽温，同时水流经过换热后输入到回收装置中，经过处理后再次输入电解槽中参加电解，提高水流的利用率，达到节约用水的目的。

附图说明

图1是本实用新型的一种电解槽温控系统的实施例1的结构示意图一；

图2是本实用新型的一种电解槽温控系统的实施例1的结构示意图二；

图3是本实用新型的一种电解槽温控系统的实施例2和3的结构示意图。

图中：1、换热装置；101、第一接口；102、第二接口；2、碱液输入管道；3、碱液输出管道；4、第一温度传感器；5、第二温度传感器；6、水流输入管道；7、水流输出管道；8、回收装置；9、电解槽；10、成品输出管道；11、第三温度传感器；12、纯水系统；13、第一蒸汽管道；14、第二蒸汽管道；15、阀门；16、止回阀；17、冷凝水管道；18、回收水池；19、过滤装置。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1-2所示，一种电解槽温控系统，包括用于调节碱液温度的换热装置1、分别设置于换热装置1两端的碱液输入管道2和碱液输出管道3、分别设置于碱液输入管道2和碱液输出管道3上的第一温度传感器4和第二温度传感器5、均与换热装置1侧面连接的用于流通水流以进行温控的水流输入管道6和水流输出管道7、以及与水流输出管道7连接的回收装置8；碱液输出管道3和回收装置8均与电解槽9连接，电解槽9还连接有用于输出成品碱液的成品输出管道10，成品输出管道10上设有第三温度传感器11。

本技术方案中，碱液从碱液输入管道2输入，然后依次经过第一温度传感器4、换热装置1、第二温度传感器5以及电解槽9，然后再经过电解工作从成品输出管道10中输出。第一温度传感器4用于检测碱液进入换热装置1的温度，第二温度传感器5用于检测碱液离开换热装置1时的温度，第三温度传感器11则是检测成品碱液从电解槽9离开的温度也可看做是检测电解槽9槽温，本方案利用水流对碱液进行控温，当第三温度传感器11检测到成品碱液温度低于适宜的电解温度时，换热装置1接入热水或者加大接入热水的流量进行控温，使电解温度达到适宜的温度值，反之第三温度传感器11检测到成品碱液温度过高时，换热装置1接入冷水进行降温。

对碱液进行热交换进行温控的水流，通过水流输入管道6输入，然后依次经过换热装置1、水流输出管道7、回收装置8以及电解槽9，然后参与电解工作后再排出。水流在经过热交换进行控温后，进入到回收装置8后再被供应到电解槽9中参与电解工作，进而可以对用于热交换的水流做到充分的利用，降低生产成本。

同时，本方案所述的电解槽温控系统，可以单独连接一个电解槽9进行工作，也可以连接多台电解槽9进行工作。单独连接一个电解槽9进行使用时，可以长期做到精准控制电解槽9槽温。连接多台电解槽9进行工作时，需要保证每个电解槽9的投入使用时间一致，且实际使用时第三温度传感器11检测到的槽温相差不大，如此才能多个电解槽9使用同一个温控系统，当长期使用后各个电解槽9的槽况差异较大时，再根据每个电解槽9连接的第三温度传感器11进行判断是否需要单独应用一个温控系统，该温度的判断可以根据实际工作情况及不同温度下成品碱液的质量差异而定，需要员工自行设定，也可以直接将判断值设为±1℃，当不同的电解槽9连接的第三温度传感器11之间的温度差值超过±1℃，超出范围的电解槽9就要单独设置一个温控系统，保证温控效果。

本实施例的有益效果：本方案通过对换热装置1输入水流进行换热控温，同时在电解槽9成品输出管道10设置第三温度传感器11以实时监控碱液温度，温度有差异后可以及时调整输入水流的量来即使保持温度稳定，做到精准把控电解槽9槽温，同时水流经过换热后输入到回收装置8中，经过处理后再次输入电解槽9中参加电解，提高水流的利用率，达到节约用水的目的。

实施例2

如图1-3所示，在实施例1的基础上，与实施例1的区别在于：所述换热装置1为波纹管换热器，所述波纹管换热器两端分别连接有所述碱液输入管道2和所述碱液输出管道3，所述波纹管换热器两侧分别设有第一接口101和第二接口102，所述第一接口101和所述第二接口102分别与所述水流输入管道6和所述水流输出管道7连接。所述水流输入管道6连接纯水系统12。水流输入管道6连接有用于流通蒸汽以进行温控的第一蒸汽管道13，水流输出管道7连接有第二蒸汽管道14；水流输入管道6、水流输出管道7、第一蒸汽管道13、以及第二蒸汽管道14上均设有阀门15。所述第一接口101设于所述波纹管换热器侧面顶端，所述第二接口102设于所述波纹管换热器侧面底端，所述第二蒸汽管道14用于通入蒸汽。水流输入管道6和第二蒸汽管道14上均设有止回阀16。第一蒸汽管道13连接有冷凝水管道17，冷凝水管道17与回收装置8连接。

波纹管换热器可满足上述技术方案的需求，同时对比现有温控方案中采用的板式换热器，波纹管换热的流动阻力更小，更适合水流流动，换热效率也更快。其中波纹管换热器两端连接碱液输入管道2和碱液输出管道3，用于流通碱液，其侧面设有第一接口101和第二接口102，用于连接水流输入管道6和水流输出管道7，流通温控水流进行控温。纯水系统12用于为本电解槽温控系统提供纯水，纯水相比于工业用水，其纯净度比较高，在经过换热控温工作后，其水况也相对优质，使用后的水质更好，更适合用于电解槽9的电解工作中，且回收后也无需过度处理，对生产更有利。在工作时，循环碱温度低于所需温度时，采用蒸汽加入波纹管换热器对循环碱进行升温，使用蒸汽进行换热升温，其成本更低。同时循环碱温度高于所需温度时，采用纯水加入波纹管换热器对循环碱进行降温，换热后的纯水回水进入回收装置8然后再处理利用，阀门15的设置用于控制各个管道的开启，同时，如果需要做到自动控制，还应选用自动阀门15，如电控阀门15。本方案中，波纹换热管工作时是横向设置的，第一接口101和第二接口102分别位于波纹换热管的两侧，第一接口101位于顶端一侧即远离地面一侧，第二接口102位于底端一侧，即靠近地面的一侧，水流对碱液进行降温时，从波纹管换热器侧面底端的第二接口102处输入，再从侧面顶端的第一接口101输出，可以使水流可以灌满波纹管换热器的水流通道，保证换热降温效果，反之如果从波纹管换热器顶部或者侧面输入，就容易发生水流无法灌满波纹管换热器的水流通道的情况，换热效率低，所以将水流输入管道6设置于底部，水流输出管道7设置于顶部。而对于蒸汽管道其输入端需要设置在波纹管换热器顶部，如果输入端设置在底部，则蒸汽管道内会积聚有冷凝水，影响蒸汽的输入，故而需要将输入端设置在顶部，所以将第二蒸汽管道14设置为蒸汽输入端，第一蒸汽管道13则作为蒸汽的输出端。在水流输入管道6和第二蒸汽管道14上设置止回阀16可以进一步避免水流或者蒸汽输入时，水流或者蒸汽逆流进入第二蒸汽管道14或者水流输入管道6中。蒸汽进行换热后会输出温度较低的蒸汽以及冷凝水，设置冷凝水管道17并将其与回收装置8连接，以对冷凝水进行进一步利用。

本实施例的其余特征和工作原理与实施例1一致。

实施例3

如图1-3所示，在实施例1或2的基础上，对实施例1或2进一步限定，其区别在于：回收装置8包括回收水池18；水流输出管道7与冷凝水管道17均设置于回收水池18上方，回收水池18与电解槽9连接。水流输出管道7和冷凝水管道17上均设有过滤装置19。过滤装置19可更换过滤滤芯。

水流输出管道7与冷凝水管道17设置于回收水池18上方，避免被回收的水流或者冷凝水挡住出口，也避免被回收的水倒灌进入到管道中。设置过滤装置19可以使得被回收的水流或者冷凝水在进入回收水池18前可以先进行一次过滤，起到预处理的作用，也进一步保证水质。使用时应选用可更换滤芯的过滤装置19，过滤装置19使用一端时间后可以通过更换滤芯保证过滤效果。

本实施例的其余工作原理和工作过程与实施例1或实施例2一致。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解槽温控系统，其特征在于，包括用于调节碱液温度的换热装置(1)、分别设置于所述换热装置(1)两端的碱液输入管道(2)和碱液输出管道(3)、分别设置于所述碱液输入管道(2)和所述碱液输出管道(3)上的第一温度传感器(4)和第二温度传感器(5)、均与所述换热装置(1)侧面连接的用于流通水流以进行温控的水流输入管道(6)和水流输出管道(7)、以及与所述水流输出管道(7)连接的回收装置(8)；所述碱液输出管道(3)和所述回收装置(8)均与所述电解槽(9)连接，所述电解槽(9)还连接有用于输出成品碱液的成品输出管道(10)，所述成品输出管道(10)上设有第三温度传感器(11)。

2.根据权利要求1所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述换热装置(1)为波纹管换热器，所述波纹管换热器两端分别连接有所述碱液输入管道(2)和所述碱液输出管道(3)，所述波纹管换热器两侧分别设有第一接口(101)和第二接口(102)，所述第一接口(101)和所述第二接口(102)分别与所述水流输入管道(6)和所述水流输出管道(7)连接。

3.根据权利要求2所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述水流输入管道(6)连接纯水系统(12)。

4.根据权利要求3所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述水流输入管道(6)连接有用于流通蒸汽以进行温控的第一蒸汽管道(13)，所述水流输出管道(7)连接有第二蒸汽管道(14)；所述水流输入管道(6)、所述水流输出管道(7)、所述第一蒸汽管道(13)、以及所述第二蒸汽管道(14)上均设有阀门(15)。

5.根据权利要求4所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述第一接口(101)设于所述波纹管换热器侧面顶端，所述第二接口(102)设于所述波纹管换热器侧面底端，所述第二蒸汽管道(14)用于通入蒸汽。

6.根据权利要求5所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述水流输入管道(6)和所述第二蒸汽管道(14)上均设有止回阀(16)。

7.根据权利要求6所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述第一蒸汽管道(13)连接有冷凝水管道(17)，所述冷凝水管道(17)与所述回收装置(8)连接。

8.根据权利要求7所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述回收装置(8)包括回收水池(18)；所述水流输出管道(7)与所述冷凝水管道(17)均设置于所述回收水池(18)上方，所述回收水池(18)与所述电解槽(9)连接。

9.根据权利要求7所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述水流输出管道(7)和所述冷凝水管道(17)上均设有过滤装置(19)。

10.根据权利要求9所述的一种电解槽温控系统，其特征在于：所述过滤装置(19)可更换过滤滤芯。