SU968101A1 - Бипол рный электролизер фильтрпрессного типа - Google Patents

Description

(54) БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТЮЛИЗЕР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  получени  неметаллов электролитическими способами, в частности к электролизерам фильтрпрессного типа с пластиноподобными бипол рными электродами и диафрагмами дл  получени  водорода и кислорода электролизом воды.

Известен электролизер дл  разложени  воды фильтрпрессного типа, состо щий из больщого количества  чейковых рам с диафрагмами , электродов и расположенных между ними прокладок, у которого каналы дл  подвода в  чейки электролита и отвода из  чеек образовавшихс  газов выполнены в виде вырезов в прокладках 1.

Однако в известном электролизере уплотнительные прокладки выполнены утолщенными и имеют значительную щирину, что приводит к большому расходу уплотнительного материала, а также требует большого усили  зат жки и громоздких ст гивающих элементов. Кроме того, в процессе эксплуатации кромки вырезов прокладок набухают, в результате чего прокладки быстро выход т из стро .

Известен также бипол рный электролизер фильтрпрессного типа дл  получени  водорода и кислорода электролизом воды, включающий концевые монопол рные электроды ,набор металлических кольцевых рам, с закрепленными в них бипол рными электродами и диафрагмами, рамы соединены через кольцевые уплотнительные прокладки и в них выполнены сквозные отверсти , образующие по одному каналу дл  подвода электролита и отвода водорода и кислорода, по .меньшей-мере одно радиальное отверстие в каждой раме дл  подвода электролита и по меньшей мере одно радиальное отверстие дл  отвода кислорода, при этом между сквозными отверсти ми в рамах, образующих канал дл  отвода водорода, размещены уплотнительные прокладки 2.

Уплотнительные прокладки, помещенные между рам, расположены перед сквозными отверсти ми дл  подвода электролита и отвода газов и прилегают к внутренней поверхности кольцевых рам. Вследствие этого кажда  кольцева  рама должна иметь по меньщей мере по одному радиальному отверстию на каждой стороне от диафрагмы (электрода ) дл  подвода электролита и по меньшей мере по одному отверстию дл  отвода газов. Это ведет к увеличению толщины рам, увеличению длины электролизера, материалоемкости рам и электролизера в целом.

Наличие уплотнительных прокладок, окружающих все сквозные отверсти  в рамах, приводит к увеличенному расходу прокладочного материала.

Цель изобретени  - снижение материалоемкости и трудоемкости изготовлени .

Указанна  цель достигаетс  в бипол рном электролизере фильтрпрессного типа дл  получени  водорода и кислорода электролизом воды, включающем концевые монопол рные электроды, набор металлических кольцевых рам с закрепленными в них бипол рными электродами и диафрагмами, рамы соединены через кольцевые уплотнительные прокладки и в них выполнены сквозные отверсти , образующие по одному каналу дл  поДвода электролита и отвода водорода и кислорода, по меньщей мере одно радиаль,ное отверстие в каждой раме дл  подвода электролита и по меньшей мере одно радиальное отверстие дл  отвода кислорода, при этом между сквозными отверсти ми в рамах, образующих канал дл  отвода кислорода , размещены уплотнительные прокладки, кольцевые уплотнительные прокладки расположены за сквозными отверсти ми и прижаты к периферической части торцовых поверхностей металлических кольцевых рам.

На фиг. 1 изображен предлагаемый бипол рный электролизер; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2.

Предлагаемый бипол рный электролизер дл  получени  водорода и кислорода электролизом воды содержит множество кольцевых металлических рам 1, собранных в пакет по типу фильтрпресса с помощью концевых плит 2 и 3, ст жных щпилек 4 и гаек 5. Концева  плита 2  вл етс  одновременно катодом, а концева  плита 3 - анодом (на фиг. 1 обозначено знаками «- и « + ). В центре электролизера расположена средн   рама 6, котора  содержит щтуцер 7 дл  подачи электролита в электролизер и щтуцеры 8 и 9 дл  отвода образовавщихс  газов.

Рамы 1 ограничивают электролитные пространства  чеек. На каждой раме 1 известным способом закреплено по одному бипол рному электроду 10 (фиг. 3 и 4) и по одной диафрагме 11, изготовленной из пористого материала, например из асбестовой ткани . Бипол рные электроды 10 имеют на каждой своей стороне выносные электроды 12 и 13, которые  вл ютс  катодом и анодом соответственно. Диафрагма 11 раздел ет электролитное пространство на катодную часть 14 и анодную часть 15.

Рамы 1 имеют сквозные отверсти  16, 17 и 18, которые при сборке рам в пакет образуют каналы дл  подвода электролита и отвода водорода и кислорода соответственно.

Кажда  рама имеет по меньщей мере одно радиальное отверстие 19, соедин ющее анодную часть 15 электролитного пространства со сквозным отверстием 16 дл  подвода электролита и по меньщей мере одно радиальное отверстие 20, соедин ющее анодную часть 15 электролитного пространства со сквозным отверстием 18 дл  отвода кислорода. В рамах может быть предусмотрено и больщее количество радиальных отверстий 19 и 20 в зависимости от расчетного количества электролита и кислорода, проход щего через эти отверсти .

Между рамами 1 установлены уплотнительные прокладки 21 и 22, которые изготовлены преимущественно из паронита. При этом уплотнительные прокладки 22 прилегают к торцовым поверхност м рам трлько в зоне сквозных отверстий 18 дл  отвода кислорода и окружают эти отверсти . Уплотнительные прокладки 21 окружают электролитные пространства, расположены за сквозными отверсти ми 16-18 и прилегают к периферической части торцовых поверхностей кольцевых рам таким образом, что катодные части 14 электролитных пространств непосредственно сообщаютс  со сквозными отверсти ми 17 дл  выхода водорода и сквозными отверсти ми 16 дл  подачи электролита.

В св зи с описанным расположением уплотнительных прокладок 21 и 22, часть торцовых поверхностей кольцевых рам 1 омываетс  электролитом. Дл  предотвращени  процесса электролиза на поверхности металлических рам и исключени  электрохимического разрушени  рам одна из торцовых поверхностей каждой кольцевой рамы 1 имеет покрытие 23 из электроизол ционного материала , например пентапласта. Подобное покрытие из пентапласта могут иметь и сквозные отверсти  16-18 дл  подвода электролита и отвода газов, а также поверхности рам, контактирующие с кислородом.

Электролизер работает следующим образом .

Электролитное пространство  чеек заполн ют электролитом, который подают через штуцер 7 в канал, образованный сквозными отверсти ми 16. При этом в катодные части 14 электролитных пространств электролит выходит свободно из отверстий 16, а в анодные части 15 - через радиальные отверсти  19.

К концевым рамам 2 и 3 подвод т посто нный электрический ток, при прохождении которого через раствор электролита на электродах происходит разр д ионов и протекают св занные с этим электрохимические реакции. На выносных электродах 12,  вл ющихс  катодом, протекает процесс с образованием водорода, а на выносных электродах 13,  вл ющихс  анодом, - процесс с образованием кислорода. Образовавшиес  газы не смешиваютс  благодар  наличию диафрагмы И. Газообразный кислород вместе с частью электролита через радиальные отверсти  20 проходит в каиал, образованный сквозными отверсти ми 18 и прокладками 22 и отводитс  через штуцер 9 в средней раме 6. Газообразный водород с частью электролита из катодной части 14 электролитного пространства свободно проходит в. сквозные отверсти  17 и отводитс  через штуцер 8. Электролит, унесенный с газами, после отделени  от газов и охлаждени  возвращаетс  в электролизер Через штуцер 7. Располо,жение уплотнительных прокладок окружаюших электролитные пространства  чеек за сквозными отверсти ми в рамах дл  подвода электролита и отвода газов иск тючает необходимость установки уплотнительных прокладок, окружающих Ьквозные отверсти  в рамах в зоне канала дл  подвода электролита и в зоне канала дл  отвода водорода. Это сокращает также количество радиальных отверстий в рамах дл  соединени  - электролитных пространств со сквозными отверсти ми дл  подвода электролита и отвода газов, и уменьшает толщину рам. В результате этого по вл етс  возможность снижени  металлоемкости электролизера за счет, уменьшени  толщины и ширины металлических рам, сокращени  расхода уплотнительного материала и снижени  трудоемкости изготовлени  электролизера.

пппппппггпппп

Claims (2)

1. а Формула изобретени  Бипол рный электролизер фильтрпрессного типа дл  получени  водорода и кислорода электролизом вЬды, включающий концевые монопол рные электроды, набор металлических кольцевых рам, с закрепленными в них бипол рными электродами и диафрагмами , рамы соединены через кольцевые уплотнительные прокладки и в них выполнены сквозные отверсти , образующие по одному каналу дл  подвода электролита и отвода водорода и кислорода, по меньщей мере одно радиальное отверстие в каждой раме дл  подвода электролита и по меньшей мере одно радиальноеотверстие дл  отвода кислорода, при этом между сквозными отверсти ми в рамах, образующих канал дл  отвода кислорода, размещены уплотнительные прокладки, отличающийс  тем, что, с целью снижени  материалоемкости и трудоемкости изготовлени , кольцевые уплотнительные прокладки расположены за сквозными отверсти ми и прижаты к периферической части торцовых поверхностей металлических кольцевых рам. Источники информации, прин тые во вни.мание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 954956, кл. 12 с 13/06, опублик. 28.01.56.
2. 2.Патент Великобритании № 1145751, кл. С 7 В, опублик. 11.05.66.

   Ш1ЛЛМ1ШШ

   3

   шшишииииии