KR101436240B1 - integral anode for electrolytic reduction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전해환원 공정 중에 양극과 로드의 연결부위에 부식이 발생하는 것 에 관한 것으로, 보다 구체적으로 백금양극과 로드의 연결부분의 구조를 개선하여 부식을 방지하는 것에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method for improving the structure of a connection portion between a platinum anode and a rod to prevent corrosion by the corrosion of the connection portion between the anode and the rod during the electrolytic reduction process.
전해환원 공정의 효율은 음극의 금속산화물에서 발생한 산소이온이 얼마나 효과적으로 백금양극에 전달되어 산소가스가 배출되는지가 핵심이다.The efficiency of the electrolytic reduction process is how efficiently the oxygen ions generated from the metal oxide of the cathode are transferred to the platinum anode and the oxygen gas is discharged.
하지만, 양극과 로드가 연결된 연결부위에 양극 표면에서 산화된 산소가스로 인한 부식이 집중적으로 발생되며, 과도한 부식으로 인해 공정 재료의 건전성을 크게 방해하는 문제가 있다. 예를 들어, 산소가스의 이동을 방해하거나 심하게는 양극과 연결로드가 끊어져 전류의 흐름을 완전히 막아 공정운전 자체가 안되며, 연결로드가 용윰염에 빠지는 문제가 있었다.However, there is a problem that the corrosion due to the oxidized oxygen gas on the anode surface is intensively generated at the connection portion where the anode and the rod are connected, and the integrity of the process material is seriously hindered by the excessive corrosion. For example, there is a problem that the movement of the oxygen gas is interrupted, or the anode and the connection rod are severely disconnected to completely block the flow of the current, so that the process operation itself is not performed.
전해환원 공정의 효율을 위해서, 양극과 연결로드의 연결부위 부분을 부식으로부터 막는 문제를 해결하는 연구가 시급한 실정이다.
For the efficiency of the electrolytic reduction process, it is urgent to solve the problem of preventing the connection portion of the anode and the connection rod from corrosion.
본 발명의 목적은 양극장치의 백금양극 표면에서 배출된 산소가스로 인하여 연결부위에 부식이 집중적으로 발생하여 산소가스의 이동을 방해하게 되어 전해환원공정의 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problem that corrosion due to oxygen gas discharged from a surface of a platinum anode of a bipolar device is intensively generated at a connection site, thereby obstructing the movement of oxygen gas, thereby reducing the efficiency of the electrolytic reduction process.
따라서, 양극장치 내에 있는 로드와 양극이 연결된 연결부위를 부식으로부터 막기 위하여 세라믹 튜브로 감싸고, 고정물을 통하여 산소의 이동 흐름을 변경하여 부식이 집중적으로 발생하는 부위와 멀어짐으로써 부식방지를 제공하는 것에 있다.
Therefore, the present invention is to provide corrosion prevention by wrapping a connection portion where a rod and an anode are connected in a bipolar device with a ceramic tube in order to prevent corrosion from corrosion, and moving a flow of oxygen through a fixture to move away from a site where corrosion intensively occurs .
반응매질이 포함되어 산화반응이 일어나는 전해환원공정에 사용되는 양극장치에 있어서, 양극장치는 반응매질에 일부가 침지되며, 산화반응이 일어나는 양극, 양극의 일부로서, 연결 홀이 형성된 제1 연결부위, 전도체 특성을 지니며, 제 1연결부위의 연결홀과 연결되는 체결홀이 형성된 제2 연결부위, 제 2 연결부위에 구비되며 전류를 잘 통하게 하는 특징을 가진 로드, 제1연결부위 상기 제2 연결부위를 감싸는 튜브, 양극과 일체형이며, 유동 흐름을 변경해주는 고정물로 구성된 일체형 양극장치.In the anode device used in the electrolytic reduction process in which the reaction medium is contained and an oxidation reaction occurs, the anode device is partially immersed in the reaction medium, and as a part of the anode and the anode where the oxidation reaction takes place, A second connecting portion having a conductor characteristic and having a fastening hole connected to the connecting hole of the first connecting portion, a rod provided on the second connecting portion and having a characteristic of allowing current to flow, a first connecting portion, An integral bipolar device consisting of a tube enclosing the connection, integral with the anode, and a fixture for changing the flow of the fluid.
일체형 양극장치를 감싸며, 양극에서 발생하는 산소가스의 이동 통로를 제공하며 상부에 산소가스 배출구를 구비하는 양극연결파이프를 더 포함하며, 산소가스을 효과적으로 배출 할 수 있게 통로를 제공한다.Further comprising a cathode connection pipe surrounding the integral anode device and providing a path of movement of oxygen gas generated from the anode and having an oxygen gas outlet at an upper portion thereof to provide a passage for effectively discharging oxygen gas.
튜브는 상기 제 1연결부위 및 상기 제2 연결부위에서 발생하는 산소가스로 인한 집중적인 부식을 막는다. 고정물은 원뿔대 형상으로 하며, 부식이 주로 발생하는 상기 제 1및 제2연결부위 주위로 산소가 흐르지 않도록 상기 양극 연결파이프 내에서 발생한 산소의 흐름을 변경해준다.The tube prevents intensive corrosion due to the oxygen gas generated on the first connection portion and the second connection portion. The fixture has a truncated cone shape and alters the flow of oxygen generated in the anode connection pipe such that oxygen does not flow around the first and second connection sites where corrosion is predominant.
양극과 고정물은 백금을 특징으로 하며, 튜브는 세라믹 재질, 로드는 써스(SUS)재질인 것을 특징으로 한다.
The anode and the fixture are characterized by platinum, the tube is made of a ceramic material, and the rod is made of a SUS material.
집중적으로 부식이 발생하는 제 1연결부위 및 제 2연결부위를 세라믹 튜브로 감싸기 때문에 부식 발생을 막는 효과를 제공한다. 또한, 양극에서 발생하는 산소가스가 수직방향으로 올라오다가 고정물을 만나 이동 흐름이 변경된다. Since the first connecting portion and the second connecting portion, which are intensively eroded, are surrounded by the ceramic tube, the effect of preventing corrosion is provided. Further, the oxygen gas generated in the anode rises in the vertical direction, and the flow of the moving gas is changed by the fixture.
이는 부식이 집중적으로 발생하는 부위와 멀어짐으로써 부식 발생을 막기 때문에 전해환원공정의 공정속도를 높이는 효과를 제공한다.
This provides an effect of increasing the process speed of the electrolytic reduction process because it prevents the occurrence of corrosion by distancing the region where the corrosion is intensively generated.
도 1은 일체형 양극 장치의 사시도이다.
도 2는 일체형 양극 장치 구성의 조립도이다.
도 3은 일체형 양극장치의 단면도이다.
도 4는 전해환원 공정의 일체형 양극에서 발생하는 산소가스의 흐름도이다.1 is a perspective view of an integral type anode apparatus.
Fig. 2 is an assembled view of the integral bipolar device configuration.
3 is a cross-sectional view of the integral anode device.
4 is a flow chart of the oxygen gas generated from the integral anode of the electrolytic reduction process.
이하, 도 1 에서 도4를 참조 하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전해환원 공정을 위한 일체형 양극장치에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, an integrated anode device for an electrolytic reduction process according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.
도 1은 일체형 양극 장치의 사시도이고, 도 2는 일체형 양극 장치 구성의 조립도이며, 도 3은 일체형 양극 장치의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of an integral type positive electrode device, FIG. 2 is an assembled view of the integral type positive electrode device configuration, and FIG. 3 is a sectional view of the integral type positive electrode device.
산화반응이 일어나는 양극(10), 양극(10)의 상부에 제1 연결부위(11)의 연결홀이 구비되어 있다. 제 1연결부위(11)와 제 2연결부위(21)의 체결을 특징으로 하며, 연결홀이 형성된 제 2연결부위(21)는 전류를 잘 통하게 하는 성질을 지닌 로드(20)의 하부에 구비되어있다. A connection hole of the
제 1연결부위(11) 와 제 2연결부위(21)가 체결 하게 되며, 백금양극(10)에서 산화된 산소가스로 인한 부식을 막기 위해 연결 부위를 튜브(40)로 감싼다. 튜브(40)는 부식방지용 재질인 세라믹을 특징으로 할 수 있다. The
백금 양극(10)과 고정물(30)은 일체형이며, 고정물(30)로 인하여, 산소가스가 제1및 제 2연결부위로 흘러 들어갈 가능성이 적으며, 장치가 부식되는 것 방지하고, 내구성을 획기적으로 강화 할 수 있는 장점이 있다.
The
이하 일체형 양극장치(100)의 설치 부위에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the mounting positions of the integral
양극(10)의 제 1연결부위(11) 상부 면과 로드(20)의 제 2연결부위(21)인 움푹 들어간 하부면을 연결함으로써, 제 1연결부위(11)및 제2 연결부위(21)의 연결홀이 체결되며, 핀으로 고정하여 체결된 연결홀의 외면을 튜브(40)로 감싼다. 용융염 계면 바로 위 연결부위 부분에 집중 부식되는 것을 방지하기 위해서이다. 백금양극(10)과 튜브(40) 사이의 틈은 세라믹 본드등으로 막는다.
By connecting the upper surface of the
도 4는 전해환원 공정을 위한 일체형 양극에서 발생하는 산소가스의 흐름도(200)이다.4 is a flow diagram 200 of oxygen gas generated from an integral anode for an electrolytic reduction process.
용융염(H)에 침지된 백금양극(10)에서 산화반응이 일어나면서 산소가스가 양극연결 파이프(50) 내로 이동하게 된다. 양극(10)에서 발생된 산소가스 이동은 수직방향으로 올라가다 고정물(30)을 만나 측면으로 꺾여 유동흐름이 변경된다. 이는 산소의 접촉이 희박해 짐으로써 산소가 제 1연결부위(11)및 제2 연결부위(21)의 틈으로 흘러 들어가는 것을 막아주는 특징이 있다.
도면에 도시한 바와같이, 고정물은 외경지름이 다른 "ㅗ"자 형상 일 수 있다. 양극에서 발생된 산소 가스가 외경지름이 큰 고정물을 만나 측면방향으로 유동흐름이 꺾여지게 되며, 측면방향으로 꺾어진 유동흐름은 상부쪽으로 흐르면서 외경지름이 작게 형성된 고정물을 지남으로써, 제1연결부위 및 제2연결부위쪽으로 산소가스가 유입되는 것을 막아줄 수 있다.
The oxidation reaction occurs in the
As shown in the figure, the fixture may be in the shape of a "ridge" having different outer diameters. The oxygen gas generated from the anode meets a fixture having a large outer diameter and the flow flow is deflected in the lateral direction and the flow flow bent in the lateral direction flows through the fixing member having a smaller outer diameter while flowing toward the upper portion, 2 It can prevent the inflow of oxygen gas to the connection side.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention belongs. Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, are included in the scope of the present invention.
10: 양극 11: 제1연결부위
20: 로드 21: 제2연결부위
30: 고정물 40: 튜브
50: 양극연결 파이프 100: 일체형 양극장치
200: 흐름 모식도 H: 용융염10: anode 11: first connection site
20: rod 21: second connecting portion
30: fixture 40: tube
50: anode connection pipe 100: integral anode device
200: Flow diagram H: Molten salt
Claims (8)
상기 양극장치는 상기 반응매질에 일부가 침지되며, 산화반응이 일어나는 양극;
상기 양극의 일부로서, 연결 홀이 형성된 제1 연결부위;
전도체 특성을 지니며, 상기 제 1연결부위의 연결홀과 연결되는 체결홀이 형성된 제2 연결부위;
상기 제 2 연결부위에 구비되며 전류를 잘 통하게 하는 특징을 가진 로드;
상기 제1연결부위 상기 제2 연결부위를 감싸는 튜브; 및
상기 양극과 일체형이고, 상기 양극에서 상기 튜브방향으로 갈수록 외경지름이 작아지도록 형성되며, 상기 제 1및 제2연결부위로 산소가 흐르지 않도록 상기 양극에서 발생하는 산소가스의 유동 흐름을 변경해주는 고정물;
상기 양극장치 외주부에 구비되며, 상기 양극에서 발생하는 산소가스의 이동 통로를 제공하며, 상단에 산소가스 배출구를 구비하는 양극연결파이프;
로 구성된 일체형 양극장치.A bipolar apparatus for use in an electrolytic reduction process in which an oxidation reaction is carried out by including a reaction medium,
Wherein the anode device is partially immersed in the reaction medium and is subjected to an oxidation reaction;
A first connection portion formed with a connection hole as a part of the anode;
A second connection portion having a conductor characteristic and having a fastening hole connected to the fastening hole of the first fastening portion;
A rod provided at the second connection portion and having a characteristic for allowing current to flow therethrough;
A tube surrounding the first connection site and the second connection site; And
A fixture formed integrally with the anode and formed to have a smaller outer diameter from the anode toward the tube and changing a flow of oxygen gas generated from the anode so that oxygen does not flow to the first and second connection sites;
A cathode connection pipe provided at the outer periphery of the anode device and providing a passage for oxygen gas generated from the anode and having an oxygen gas outlet at an upper end thereof;
. ≪ / RTI >
상기 튜브는 상기 제 1연결부위 및 상기 제2 연결부위에서 발생하는 산소가스로 인한 집중적인 부식을 막는 특징을 가진 일체형 양극장치.According to the present invention,
Wherein the tube has a characteristic of preventing intensive corrosion due to oxygen gas generated on the first connection portion and the second connection portion.
상기 고정물은 원뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 일체형 양극장치.According to the present invention,
Wherein the fixture has a truncated cone shape.
상기 양극 및 상기 고정물은 백금인 것을 특징으로 일체형 양극장치.According to the present invention,
Wherein the anode and the fixture are platinum.
상기 튜브는 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 일체형 양극장치.According to the present invention,
Wherein the tube is made of a ceramic material.
상기 로드는 써스(SUS)재질인 것을 특징으로 하는 일체형 양극장치.
According to the present invention,
Wherein the rod is made of a stainless steel (SUS) material.
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