RU165828U1

RU165828U1 - MONOPOLAR DIAGRAPHIC ELECTROLYZER

Info

Publication number: RU165828U1
Application number: RU2016119696/04U
Authority: RU
Inventors: Евгений Петрович Новичков; Евгений Николаевич Аракчеев; Сергей Александрович Африн
Original assignee: Евгений Петрович Новичков; Евгений Николаевич Аракчеев; Сергей Александрович Африн
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Монополярный диафрагменный электролизер, включающий анодное днище с присоединенными к нему анодами и скрепленный с днищем через изолирующие прокладки катодный комплект, представляющий собой металлический прямоугольный корпус, к стенкам которого приварены параллельные ряды полых карманов, обтянутых сеткой с нанесенной на нее диафрагмой, с расположенными внутри карманов катодными токоведущими плитами, отличающийся тем, что каждая катодная токоведущая плита выполнена в форме плоского листа с приваренными к нему с обеих сторон вертикальными накладками, толщина которых равна расстоянию между листом и стенкой кармана.A monopolar diaphragm electrolyzer comprising an anode bottom with anodes attached to it and a cathode assembly fastened to the bottom through insulating gaskets, which is a metal rectangular case, parallel rows of hollow pockets are welded to the walls, covered with a grid with a diaphragm applied to it, with cathode located inside the pockets current-carrying plates, characterized in that each cathode current-carrying plate is made in the form of a flat sheet with a vertical welded to it on both sides nymi plates having a thickness equal to the distance between the sheet and the pocket wall.

Description

Полезная модель относится к конструкции диафрагменного электролизера, предназначенного преимущественно для электролиза раствора хлорида натрия с целью получения хлора, водорода и раствора гидроксида натрия (каустика), и может быть использована в производственных процессах химической промышленности.The utility model relates to the design of a diaphragm electrolyzer, intended primarily for the electrolysis of a solution of sodium chloride in order to obtain chlorine, hydrogen and a solution of sodium hydroxide (caustic), and can be used in the production processes of the chemical industry.

Известными и широко распространенными являются монополярные диафрагменные электролизеры, включающие анодное днище с присоединенными к нему анодами и скрепленный с днищем через изолирующие прокладки катодный комплект, представляющий собой металлический прямоугольный корпус, к стенкам которого приварены параллельные ряды полых карманов, обтянутых сеткой с нанесенной на нее диафрагмой, с расположенными внутри карманов катодными токоведущими плитами (Зимин В.М., Камарьян Г.М., Мазанко А.Ф. Хлорные электролизеры, М.: Химия, 1984, с.109).Monopolar diaphragm electrolyzers are known and widespread, including an anode bottom with anodes attached to it and a cathode kit fastened to the bottom through insulating gaskets, which is a metal rectangular case, parallel rows of hollow pockets are welded to the walls, covered with a grid with a diaphragm applied to it, with cathode conductive plates located inside pockets (Zimin V.M., Kamaryan G.M., Mazanko A.F. Chlorine electrolyzers, Moscow: Chemistry, 1984, p. 109).

Наиболее близким к предложенному является известный электролизер, включающий анодное днище с присоединенными к нему анодами и скрепленный с днищем через изолирующие прокладки катодный комплект, представляющий собой металлический прямоугольный корпус, к стенкам которого приварены параллельные ряды полых карманов, обтянутых сеткой с нанесенной на нее диафрагмой, с расположенными внутри карманов катодными токоведущими плитами, выполненными двусторонней выштамповкой и имеющими в сечении зигзагообразную форму (RU 2296818, C25B 9/08, C25B 1/46, 2007). Такое выполнение токоведущих плит обеспечивает постоянство расстояния между катодами и анодами, однако при этом возрастают затраты средств и труда на их изготовление и последующую подгонку при сборке электролизера.Closest to the proposed one is the known electrolyzer, comprising an anode bottom with anodes attached to it and a cathode assembly fastened to the bottom through insulating gaskets, which is a metal rectangular case, parallel rows of hollow pockets are welded to the walls, fitted with a mesh with a diaphragm applied to it, with cathodic current-carrying plates located inside pockets, made by double-sided stamping and having a zigzag cross-section (RU 2296818, C25B 9/08, C25B 1/46, 2007). This embodiment of current-carrying plates provides a constant distance between the cathodes and anodes, however, this increases the cost of funds and labor for their manufacture and subsequent adjustment during the assembly of the cell.

Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в упрощении конструкции электролизера при сохранении необходимой точности взаимного расположения электродов.The technical problem to which the utility model is directed is to simplify the design of the electrolyzer while maintaining the necessary accuracy of the relative position of the electrodes.

Для решения этой задачи предложен монополярный диафрагменный электролизер, включающий анодное днище с присоединенными к нему анодами и скрепленный с днищем через изолирующие прокладки катодный комплект, представляющий собой металлический прямоугольный корпус, к стенкам которого приварены параллельные ряды полых карманов, обтянутых сеткой с нанесенной на нее диафрагмой, с расположенными внутри карманов катодными токоведущими плитами, отличающийся тем, что каждая катодная токоведущая плита выполнена в форме плоского листа с приваренными к нему с обеих сторон вертикальными накладками, толщина которых равна расстоянию между листом и стенкой кармана.To solve this problem, a monopolar diaphragm electrolyzer is proposed, including an anode bottom with anodes attached to it and fastened to the bottom through insulating gaskets, a cathode kit, which is a metal rectangular case, parallel rows of hollow pockets are welded to the walls, covered with a mesh with a diaphragm applied to it, with cathode conductive plates located inside pockets, characterized in that each cathode conductive plate is made in the form of a flat sheet with welded vertical overlays on both sides, the thickness of which is equal to the distance between the sheet and the wall of the pocket.

Технический результат, достигаемый с помощью предложенной полезной модели, состоит в том, что такое выполнение катодной токоведущей плиты обеспечивает постоянство расстояния между катодами и анодами при минимальных затратах на изготовление плит и отсутствии каких-либо трудностей при сборке катодного комплекта. Одновременно облегчается выход газообразного водорода из катодного пространства, что исключает создание избыточного давления и проникновение водорода через неплотности в окружающую среду, создающее угрозу возникновения взрывоопасной ситуации.The technical result achieved using the proposed utility model consists in the fact that this embodiment of the cathode current-carrying plate provides a constant distance between the cathodes and anodes with minimal costs for the manufacture of plates and the absence of any difficulties in assembling the cathode kit. At the same time, the exit of gaseous hydrogen from the cathode space is facilitated, which eliminates the creation of excess pressure and the penetration of hydrogen through leaks into the environment, which creates the danger of an explosive situation.

Сущность полезной модели иллюстрируется прилагаемыми фиг. 1-4. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого электролизера, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - фрагмент вертикального разреза изображения, данного на фиг. 2, на фиг. 4 - общий вид катодной токоведущей плиты с накладками.The essence of the utility model is illustrated by the attached FIG. 1-4. In FIG. 1 shows a General view of the proposed cell, in FIG. 2 is a side view, in FIG. 3 is a fragment of a vertical section of the image given in FIG. 2, in FIG. 4 is a general view of a cathode current-carrying plate with overlays.

В соответствии с фиг. 1-4, монополярный диафрагменный электролизер включает токоведущее анодное днище 1 с присоединенными к нему анодами 2, снабженное токоведущей анодной шиной 3 и установленное на раме 4, опирающейся на изоляторы 5, и катодный комплект, состоящий из стального прямоугольного корпуса 6 с крышкой 7 и токоведущими катодными шинами 8, которые, так же, как в известном электролизере, могут быть присоединены к корпусу 6 сваркой взрывом, и полых карманов 9, обтянутых сеткой с нанесенной на нее диафрагмой (например, асбестовой или асбополимерной), с расположенными внутри карманов 9 катодными токоведущими плитами 10. Катодные токоведущие плиты 10 выполнены в виде плоских листов с приваренными к ним с обеих сторон вертикальными накладками 11. Накладки 11 выполнены в виде металлических полос или прутков. Толщина (или диаметр) накладки выбрана таким образом, чтобы обеспечивалось свободное введение токоведущей плиты 10 в карман 9 и одновременно достаточно плотное в нем размещение (с учетом допусков на изготовление плиты, кармана и накладок). Анодное днище так же, как в известном электролизере, может быть выполнено из алюминиевой плиты 12 и титановой плиты 13, соединенных сваркой взрывом. Анодное днище 1 изолировано от корпуса 6 прокладками 14. На корпусе 6 расположены штуцеры 15, 16 для отвода газов и штуцеры 17, 18 для ввода и вывода электролита.In accordance with FIG. 1-4, the monopolar diaphragm electrolyzer includes a current-carrying anode bottom 1 with anodes 2 attached thereto, provided with a current-carrying anode bus 3 and mounted on a frame 4, supported by insulators 5, and a cathode kit consisting of a steel rectangular housing 6 with a cover 7 and current-carrying cathode buses 8, which, as in the known electrolyzer, can be connected to the housing 6 by explosion welding, and hollow pockets 9, fitted with a mesh with a diaphragm applied on it (for example, asbestos or asbopolymer), with bubbled inside pockets 9 cathode conductive plates 10. The cathode conductive plate 10 are formed as flat sheets with welded thereto from both sides of the vertical plates 11. The pads 11 are in the form of metal strips or rods. The thickness (or diameter) of the lining is selected in such a way as to ensure free insertion of the current-carrying plate 10 into the pocket 9 and at the same time a sufficiently dense placement in it (taking into account the tolerances for the manufacture of the plate, pocket and lining). The anode bottom, as in the known electrolyzer, can be made of an aluminum plate 12 and a titanium plate 13 connected by explosion welding. The anode bottom 1 is isolated from the casing 6 by gaskets 14. On the casing 6 there are fittings 15, 16 for exhaust gases and fittings 17, 18 for input and output of electrolyte.

При использовании электролизера для электролиза раствора хлорида натрия (рассола) работа его осуществляется следующим образом. Электролизер через штуцер 17 заполняют рассолом. К токоведущим шинам 3 и 8 подводят электрический ток. В аппарате протекает электролиз, в результате которого выделяются газообразные хлор и водород, которые отводят через штуцеры 15 и 16 (соответственно), а в растворе накапливается гидроксид натрия. В стационарном режиме непрерывно осуществляют подвод рассола через штуцер 17, отвод каустика через штуцер 18 и отвод газов через штуцеры 15 и 16.When using an electrolyzer for electrolysis of a solution of sodium chloride (brine), its operation is as follows. The cell through the fitting 17 is filled with brine. An electric current is supplied to the live busbars 3 and 8. Electrolysis proceeds in the apparatus, as a result of which gaseous chlorine and hydrogen are released, which are discharged through fittings 15 and 16 (respectively), and sodium hydroxide is accumulated in the solution. In stationary mode, the brine is continuously supplied through the nozzle 17, the caustic is removed through the nozzle 18 and the gases are removed through the nozzles 15 and 16.

Claims

A monopolar diaphragm electrolyzer comprising an anode bottom with anodes attached to it and a cathode assembly fastened to the bottom through insulating gaskets, which is a metal rectangular case, parallel rows of hollow pockets are welded to the walls, covered with a grid with a diaphragm applied to it, with cathode located inside the pockets current-carrying plates, characterized in that each cathode current-carrying plate is made in the form of a flat sheet with a vertical welded to it on both sides nymi plates having a thickness equal to the distance between the sheet and the pocket wall.