RO106587B1 - Celula de electroliza pentru compuși organici - Google Patents

Abstract

Invenția se refera la o celula de electroliza pentru compuși organici sau alte produse realizate prin procese electrochimice, care au loc cu supratensiuni de concentrație, ridicate, sau care necesita intensificarea circulației electrolitului. Celula de electroliza utilizează, pentru îndepărtarea fortata si rapida a produselor de reacție din zona electrozilor, pentru diminuarea proceselor de degradare electrochimica a produselor obținute si reducerea supratensiunilor de concentrație, un sistem de transport al electrolitului, cu ajutorul unei elice plasate la partea inferioara a celor doi electrozi, realizați sub forma a doi cilindri concentrici ficși, electrodul interior având căpătui inferior de forma aerodinamica. Pentru recircularea electrolitului, celula este prevăzută cu un ecran - placa perforata, cu rol de spărgător de bule, schimbător de direcție si rezistenta hidraulica, un spațiu de liniștire si spațiu de recirculare electrolit.

Description

Invenția se referă la o celulă de electroliză pentru compuși organici sau alte produse, realizate prin procese electrochimice, care au loc cu supratensiuni de concentrație ridicată sau care necesită intensificarea circulației electrolitului.

în procesele de electroliză trebuie să fie luate deseori măsuri pentru îndepărtarea forțată și rapidă a produselor de reacție din zona electrozilor pentru diminuarea proceselor de degradare electrochimică a produselor obținute și pentru reducerea supratensiunilor de concentrație, astfel ca noi ioni organici să poată avea acces și să se descarce pe electrozi. Sunt cunoscute celule de electroliză, în care unul din electrozi este rotitor, pus în mișcare, la turații ridicate, de un electromotor, amplasat deasupra celulei de electroliză. în acest fel, apare o mișcare relativă între electrolit și electrod, care aduce electrolit proaspăt, pe suprafața electrodului.

Această soluție are o serie de dezavantaje, determinate de:

- racordul electric mobil de trecere a curentului continuu, de la borna fixă, a celulei, la electrodul rotitor, realizat prin sistemul perie - colector, limitează valoarea curentului, respectiv capacitatea celulei la valori modeste;

- sunt necesare soluții complicate pentru izolarea electrică și pentru etanșarea celulei, la partea superioară, pe unde trece axul de antrenare al electrodului rotitor, zonă în care există pericolul apariției de scântei, exact în spațiul de evacuare al gazelor ce conțin hidrogen, ceea ce determină un ridicat pericol de explozie;

-forța centrifugă, ce apare în electrolit datorită antrenării lui cu electrodul rotitor, determină modificarea nivelului electrolitului în spațiul dintre electrozi, electrodul capătă o suprafață de paraboloid, cu vârful în jos, astfel că electrodul rotitor este imersat în electrolit numai la partea inferioară și ca urmare, cea mai mare parte din suprafața electrodului nu mai participă la proces, crescând corespunzător densitatea reală de curent, supratensiunile de electrod, pierderile de energie în electrolit și deci consumul specific de energie. Datorită formei de paraboloid, pe care o capătă electrolitul în rotație, înălțimea reală a celulei este strict limitată.

Scopul invenției este de a îmbunătăți condițiile de desfășurare a proceselor electrochimice de obținere a compușilor organici și de a simplifica construcția celulelor, concomitent cu creșterea parametrilor de lucru și înlăturarea pericolelor de accidente.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unei celule de electroliză pentru compușii organici sau pentru oricare alte procese electrochimice care au loc cu supratensiuni de concentrație ridicată sau care necesită intensificarea circulației electrolitului, în care mișcarea relativă dintre electrolit și electrod pentru îndepărtarea forțată și rapidă a produselor de reacție din zona electrozilor să fie obținută prin mecanisme cât mai simple și sigure în funcțiune.

Celula de electroliză pentru compuși organici, sau alte produse realizate prin procese electrochimice care au loc cu supratensiuni de concentrație ridicate, sau care necesită intensificarea circulației electrolitului, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că este prevăzută cu doi electrozi cilindrici, concentrici, ficși, cilindrul interior având capătul inferior sub formă aerodinamică, la care legăturile electrice nu includ elemente în mișcare, electrolitul circulând forțat și cu mare viteză, prin spațiul dintre cei doi electrozi, datorită unei elice plasată coaxial la partea inferioară a electrodului interior și antrenată de un electromotor cu turație fixă sau variabilă, plasat lateral, în exteriorul celulei, mișcarea de antrenare a elicei fiind transmisă pe la partea inferioară a celulei prin intermediul unor fulii și curele de transmisie sau roți dințate și a unui ax intermediar, plasat într-o despăițitură cu închidere hidraulică, sepa106587 rată. Pentru recircularea electrolituiui, celula este prevăzută cu un ecran, spațiu de liuiștire și spațiu de recirculare electrolit în partea superioară a celulei, se montează o placă ecran, perforată, cu rol de spărgător de bule, schimbător de direcție și rezistență hidraulică pentru micșorarea cantitativă de lichid antrenat cu gazele din celulă. Evacuarea produselor de electroliză din spațiul anodic și din spațiul catodic se realizează prin închizătoare hidraulice, gât de lebădă, care controlează electrolitul în fiecare compartiment.

Celula de electroliză pentru compuși organici,conform invenției,prezinkî următoarele avantaje;

- electrolitul are o mare viteză de trecere între electrozi, produsele dc reacție fiind forțat și rapid îndepărtate din zona electrozilor;

- asigură condiții mai bune pentru desfășurarea proceselor electrochimice, determinate de faptul că distanța dintre electrozi este mai mică, întreaga suprafață a electrozilor, participă la reacții și lucrează cu densități de curent cunoscute și controlate, rezultând valori minime pentru supratensiunile de electrod și pierderile de energie;

- construcția celulei s-a simplificat mult, anulându-se necesitatea unor racorduri electrice, mobile, perie - colector și sisteme de izolare electrică și de etanșare pe axul în rotație, la partea superioară a celulei. înlăturându-se astfel și pericolul de accidente prin explozie a gazelor:

- celula poate fi utilizată la oricâte procese electrochimice, care au loc ‘U supratensiuni de concentrație ridicate sau care necesită intensificarea circulației electrolituiui și în special, a compușilor organici.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției. în legătură și cu fig.1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, secțiune verticală prin celulă:

- fig.2, secțiune orizontală prin celulă.

Celula de electroliză pentru com4 puși organici, conform invenției, este prevăzută cu doi electrozi cilindrici, verticali, concentrici, ficși, cilindrul interior

I, având capătul inferior în formă aerodinamică, la care legătura electrică se realizează pe axul 2, cu care se rigidizează prin strângere cu piulița 3 și contrapiulița

4. întreg ansamblul este fixat de placa de bază 5 cu ajutorul bulonului 6. Placa de bază are și rol de bornă de înseriere a celulei în zona 5a, sau bornă pentru prinderea scurtcircuitului în zona 5b.

Celălalt electrod este format din cilindrul exterior 7 și buzunarul electrodic 8. racordat la borna exterioară de înseriere a celulei 9a, sau pentru prinderea scurtcircuitului în zona 9 b. Electrolitul circulă forțat și cu mare viteză prin spațiul circular dintre cei doi electrozi cilindrici, concentrici 1 și 7, datorită elicei 10. plasată coaxial la partea inferioară a electrodului interior, rotindu-se pe axul 2, antrenată de un electromotor

II, cu turație fixă sau variabilă, plasat lateral. în exteriorul celulei, mișcarea de antrenare a elicei fiind transmisă de la partea inferioară a celulei prin intermediul unor fuJii 12 și 13 și a curelei de transmisie 14, și a unui ax intermediar 15 plasat într-o despărțitură cu închidere hidraulică separată 16. în partea superioară a celulei, se montează o placă ecran perforată, cu rol de spărgător de bule, schimbător de direcție și rezistență hidraulică pentru micșorarea cantității de lichid antrenat de gazele din celulă. După caz. pe electrodul exterior 7, se poate monta o diafragmă 18 și atunci electrodul 7 va fi executai din plasă sau tablă perforată.

Peniru recircularea electrolituiui an trenat de elice, celula este prevăzută cu ecranul 17. spațiul de liniștire 19 și spațiu de recirculare electrolit 20.

Pentru fiecare spațiu electrodic, sunt prevăzute racordurile tehnologice, corespunzătoare și anume: pentru circuitul exterior alimen tarea se face prin racordul

21, evacuarea gazelor se face prin racordul

22, iar evacuarea produselor lichide prin ștuțul 23, prevăzut cu închiderea hidraulică 24 și picurătorul 25; pentru circuitul interior, alimentarea se face prin racordul 26. evacuarea gazelor prin racordul 27, iar evacuarea produselor lichide prin ștuțul 28s prevăzut cu picurătorul 29. racordat direct pe despărțitura cu închidere hidraulică 16, sau pe un ștuț separat între părțile de celulă, legate galvanic cu elecrazii 1 și 7, se montează o garnitură de izolare electrică și etanșare 30.

Celula de electroliză realizată conform invenției se utilizează la producerea pe cale electrodinamică a hidrochinonei. benzidinei, aldehidei salicilice, dextranu lui etc.

Claims (2)

1. Revendicări

   1. Celulă de electroliză pentru compuși organici sau alte produse realizate prin procese electrochimice, care au loc cu supratensiuni de concentrație, ridicate sau care necesita intensificarea circula ției electrolitului, caracterizată prin aceea că, în scopul îndepărtării forțate și rapide a produselor de reacție din zona electrozilor, pentru eliminarea proceselor de degradare electrochimică a pro6 duselor obținute și pentru reducerea supratensiunilor de concentrație, este prevăzută cu doi electrozi cilindrici, concentrici, ficși (1 și 7), electrodul interior (1) având capătul inferior de formă aerodinamică, electrolitul circulând forțat și cu mare viteză, prin spațiul dintre cei doi electrozi, datorită unei elice (10) plasată coaxial la partea inferioară a electrodului interior (1), antrenată de un electromotor (11) cu turație fixa sau variabilă, plasat lateral în exteriorul celulei, mișcarea de antrenare a elicei fiind transmisă pe la partea inferioară a celulei prin intermediul unor fulii (12 și

   13) și a unei curele de transmisie (14) sau a unei roți dințate și a unui ax intermediar (15), plasat într-o despărțitură cu închidere hidraulică, separată (16).
2. 2. Celulă de electroliză, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, în scopul micșorării cantității de lichid, antrenat cu gazele din celulă, este prevăzută cu o placă ecran perforată (17), cu rol de spărgător de bule, schimbător de direcție și rezistență hidraulică, un spațiu de liniștire (19) și un spațiu de recirculare electrolit (20).