RU238U1 - Электролизер - Google Patents

Abstract

Электролизер для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов, содержащей электроды, электрически и механически скрепленные с токонесущей основой-рамой, внешние и внутренние токоподводы, патрубки для ввода и вывода рабочих сред, ионообменную мембрану и устройства для герметичной стяжки электродов, отличающийся тем, что верхней части токонесущей основы-рамы электродов придан уклон, патрубок для вывода рабочих сред из электродного пространства размещен в наивысшей точке наклонной части основы-рамы.

Description

.&

Полезная модель относится к оборудованшо для осуществления процесса электролиза электролитических растворов с целью получения жнцких и газообразных про.цуктов.

Известен электролизер, включающи в себя электролитические с монополярньми электрода&ш, чере,дующиш ся по знаку и ге|Я1етично состыковашш ш через ионообменную мембрану и уплотнительные прокладки фильтпрессной стяжко устройства для токоподвода к ячеГкам и циркуляции рабочих сред, опорные рамы (см.книгу Пром1Ш1енны1 мембранныт электролиз Мазанко А.Ф. и др., Химия, 1989г., стр.105).

Недостатком этого электролизе ра является затргу дненность; равномерного вывода из ячеек газожидкостных сред, вызываемаябольшой протяженностью и извилистостью циркуляционных проходав, неизбежными деформациями или дефектами изготовления несуще г- рамы электролитических ячеек, а также невоэмо жностм) точно - фиксации { жного положения ячеек. Эта равномерность возбуждает п льсацию электролита, опасные колебания мембран, повыше1шую напряженность в уплотнениях. Кроме того, это широкораспространенное на практике явление ограничивает плотность тока на электродах, т.е. сдерживает интенсификацию процесса, а следовательно и мощность электролизера.

. I . -- . ffprTP.lf

-7). Г,

С 25B 9/00

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР

Известен еще один электролизер, включающи кожшект биполярных электродов с ыеталлическими ано,щными и катодншш пластинами, электр1чески скрепленными меящу собой иерез токонесущую ге|Я1етичную стенку, разделяющую юс, а также устро ства для уплотнительнот стяжки комплекта электродов, концевого подвода тока к нему, технологическую обвязкуСсм, книгу Промшшенньп/ мембранный электролиз, А.Ф.Мазанко и др.. Химия, 1988г., стр.103).

Этот электролизер имеет те же недостатки, что и первык прототип.

За,даче1л настоящей полезнор модели является обеспечение в электролизере услови ламинарного потока и вывода рабочих сред из ячеек, исключение истирающих колебаний MeidpaH и повьшение интенсивности процесса электролиза.

Задача решается тем, что верхней потолочно части токонесущего основы электродов придан уклон, патрубок .цля вывода газожи,цкостно1 смеси из электродного пространства размещен в наивысmef точке наклонно части основы.

Преимущество конструкхщи электролизера заключается в том, что поток газожидкостно смеси, образующееся в процессе электролиза, направляется по восходяще и тем самым избегает образования застойных зон (мешков) и крупных газовых образование (пузырем), вызывающих пульсацию рабочих сред, колебания мембраны и вибрацию электролизера в целом. Благодаря этому повышается на дежность уплотнения и улучшается экологическая обстановка в производстве, про.11ляется на срок службы мембран,становится возможным повышение плотности тока () на 25f30.

Конструкция нового электролизера представлена на фиг.фиг.I-9.ФИГ.1-06ЩИЙ вид электролизера с частичньм продольным разрезом. фиг.фиг. 2-8 - Варианты конструкции токонесущей основы - рамы элек ррда по полезно модели Сввды с торца). -- . фиг.9- Сборочная схема электролизера.

Конструкция предлагаемого электролизера включает ряд последовательно чере.дующихся по знаку электродов, гер ютично стянутых в единыГ комплект при помощи фильтр-прессной с тяжки. Электроды противоположного знака разделены ионообменной мембраной. В электролизере по полезной модели могут быть использованы как

монополярные так и биполярные электроды известных тштов, В описании и на фиг,фиг, представлены монополярные электроды анода и катоды, которые практически по констрзгкции идентичны, но различаются по материалам. Аноды изготовлены в основном из титана, а катоды - из сталей или никеля. Кажды электрод содержит токонесущую основу I (фиг.1), выполненную в виде рамы. С основой I электрически схфеплены с внутренней стороны шинки 2, слрсащие для подвода и распределения тока к электродам. Собственно электроды 3 выполнены в виде пластин из соответствзгщего металла, электрически и механически скрепленных с основой рамой - I и шинками 2. Электродные пластшш могут быть перфорированными, просеченшми, сетчатыми, пористыми или гладкими.

Снаружи токонесущей основе I придана шина 4, служащая для подвода тока из-внешней электрической обвязки, В противоположных по диагонали углах основы рамы - I размещены (патрубки) 5 и 6, соответственно для ввода и вывода рабочих сред. Основе раме I приданы также опорные лапы 7.

Для решения задачи полезной модели конструкция каждого электрода должна бнть выполнена таким образом, чтобы в верхней части межэлектродной полости газожидкостная смесь образующаяся в процессе электролиза, перемещалась к выходу из полости равномерно восходящим потоком. Это достигается путем придания верхней-потолочной части токонесущей основы - рамы соответствущего наклона. Практически задача решается как особым устройством токонесущей основы - рамы электродов, так и способом установки электродов обычных (известных) типов в электролизере. На фиг.фиг.2 показаны варианты особого устройства электродов, а на фиг.фиг.7-8 способы установки известных электродов.

Наиболее простым и рациональным является следующее особое устройство электрода, отвечащее задаче полезной модели (фиг.2). Электрод (катод и анод) представляет собой сплющенную полую коробку, содержащую токонесущую основу - раму I, внутриэлеютродную токораспределительную шину 2, собственно электроды 3 в виде пер рированных пластин, внешнюю шину 4 и циркуляционные патрубки 5 и 6 для рабочих сред. Верхней, потолочной части основы I придан уклон и патрубок 6 для выхода рабочих сред размещен в наивысшей точке наклонной части основы I. Верхняя часть основы I может быть выполнена с двухсторонним уклоном (фиг.З).

Токонесущая основа - рама I может быть выполнены кольцеобразной (фиг,4) или ромбической ()«

Верхней части основы I может быть придана дугообразная форма (фиг.6). В любом из приведенных и других возможных вариантах конструкции электродов выходной патрубок 6 должен равполагаться в наивысшей точке, и гаэожргдкостной поток должен направляться в него плавно, без резких изменений направления.

Как уже указывалось, полезная модель применима и к известным конструкциям электродов, обычно включающим в себя токонесущую основу - раму прямоугольной или квадратной конфигурации. В этих случаях требуемый уклон верхней, потолочной части основы - рамы I достигается или за счет равновысотной установочной рамы 8, на которой комплектуются электроды электролизера (фиг. 7) ИЛИ разновысотным размещением опорных лап 7 на основе - раме I (фиг,8). Как и в предыдущих вариантах, выходной патрубок 6 должен быть расположен в наивысшей точке основы - рамы I,

Сборка электролизера цроизводится следующим образом (фиг. 9), Комплект электродов устанавливается опорными лапами 7 на сборочную раму 8, в порщке последовательного чередования полюсов. Между электродами устанавливаются ионообменные мембраны 9, по периметру стыковочных поверхностей наносятся уплотнительнне прокладки 10, Щ)оизводится герметичная стяжка электродов, на1фимер, при помощи винтов II, Далее монтируется электрическая и технологическая обвязка, электролизер заполняется рабочими средами и включается в цепь.

Claims (1)

1. Электролизер для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов, содержащей электроды, электрически и механически скрепленные с токонесущей основой-рамой, внешние и внутренние токоподводы, патрубки для ввода и вывода рабочих сред, ионообменную мембрану и устройства для герметичной стяжки электродов, отличающийся тем, что верхней части токонесущей основы-рамы электродов придан уклон, патрубок для вывода рабочих сред из электродного пространства размещен в наивысшей точке наклонной части основы-рамы.