Диафрагменный электролизер Советский патент 1983 года по МПК C25B1/46 

2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что .анодлый комплект выполнен секционированным по высоте, секции расположены симметрично оттносительно гребенок катода и непроницаемые перегородки

размещены между каждыми двумя соседними секциями.

3. Электролизер по пп 1 и 2, отличающийся тем, что непроницаемые перегородки закреплены наклонно к горизонтали.

1. ДИАФРАШЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР дпя электролиза раствора хлорида тцелочного металла, содержащий корпус и расположенные в нем анодный и катодный комплекты с .вертикалыалми рабочи-ми поверхностями, токоподводы, непроницаемые перегородки для отвода образующихся при электролизе газов, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии , увеличения выхода продукции с единицы производственной площади, катодный комплект выполнен в виде гребенок, расположенных в несколько горизонтальных рядов по вертикали с общим токоподводоМ, непроницаемее перегородки размещены между каждыми двумя соседними горизонтальными рядами. (Л с СО О) СХ) о 00 J fut.t А

Изобретение отнЪсится к электро химической промышленности, а именн к процессам электролиза водных рас воров хлоридов щелочных металлов с целью получения хлора, водорода и щелочи в диафрагменном электролизере монополярного и биполярного т пов. Известен диафрагменный электро зер монополярного типа для электро за водных хлоридов щелочных метал.лов с вертикальным расположением рабочих поверхностей. В этом элект ролизере применена конструкция катодного комплекта с пальцеобразным элементами из сетки в форме гребен ки, который состоит из стального корпу.са, к которому привариваются каркасы катодных карманов, обтянутые стальной проволочной сеткой. На сетчатую поверхность катода насасывается асбестовая диафрагма. Пустотелые аноды, установленные в днище электролизера, расположены в промежутках между катодными паль цами. Внутреннее пространство катодны элементов в электролизере сообщает между собой, образуя общее катодное пространство, заполненное католитом а в верхней части - водородом, Анолит, насыщенный хлором, выводится по межэлектродному расстоянию в сепарационное пространство, находящееся под крышкой электролизера 1.. Недостатком этой конструкции при достаточно высоком катоде является увеличение расхода электроэнергии для получения продуктов электролиза так как с увеличением высоты катода растет газонаполнение, вследствие чего увеличивается электросопротивление электролита. Известен также диафрагменный электролизер для электролиза раство хлорида щелочного металла, содержащий корпус и расположенные в нем пустотелые анодный и катодный комплект с вертикально расположенными рабочими поверхностями. данной конструкции диафрагма плотно прижата между анодами, образуя чередующи еся анодные и катодные ячейки. На рабочих поверхностях анодов и катодов закреплены наклонные перегородки , благодаря которым идет направленное движение продуктов электролиза. Это улучшает процесс ведения электролиза и не дает возможности газам скапливатьсяна рабочих поверхностях 2. Недостатком известной конструк-. ции является то, что газовый поток в конечном счете собирается вверху, поэтому увеличение высот рабочих поверхностей ограничен. Это приводит к повышенному расходу электроэнергии и снижает выход продукции с единицы производственной площади. Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и увеличение выхода продукции с единицы производственной площади. Указанная цель достигается диафрагменным электролизером для электролиза раствора хлорида щелочного металле, содержащим корпус и расположенные в нем анодный и катодный комплекты с вертикально расположен- ными рабочими поверхностями, токопроводами и непроницаемыми перегородками для отвода образующихся при электролизе газов, катодный комплект выполнен в виде гребенок, расположенных в несколько горизонтальных рядов по вертикали с общим токоподво«DM, непроницаемые перегородки размещены между каждыми двумя соседними горизонтальными рядами. Анодный комплект можно выполнить секционированным по высоте, секции расположены симметрично относительно гребенок катода и непроницаемые перегородки размещены меж-,. ду каждыми двумя соседними секциями. Непроницаемые п-ерегородки можно закрепить наклоннок горизонтали На фиг. 1 схематически изображен монополярный электролизер; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1} на фиг. 3 - биполярный электролизер, разрез; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг, 3. Диафрагменный электролизер монополярного типа БГК-100 содержит корпус 1, катодный комплект 2, анодный комплект 3 и перегородку 4 (фиг. 1/.

Катодный комплект 2 содержит стальную катодную основу 5 (фиг. 2) и катодные пальцеобразные элементы 6 из стальной сетки в форме гребенки . Анодный комплект 6 свою чередь содержит полые титановые аноды 7, выполненные из просечного титановог листа и прикрепленные к анодной основе 8. Рассол подается через штуцер 9. Направление движения потока рассола в монополярном электролизере показано стрелкой (фит-. 2) . Анолит, насыщенный хлоргазом, образованным в межэлектродном пространстве, идет внутрь анодов-, подымается в сепаратор и хлор выводится через штуцер 10. Водород из катодных пространств выводится через штуцер 11. Непроницаемая перегородка 4, выполненная из коррозионностойкого материала, устанавливается между анодами 7, отделяя горизонтальные ряды катодных элементов 6 и направляя движение анолита, насыщенного хлоргазом, в анод, как показано стрелкой (фиг. i),

В случае, котда на секции делится целиком катодный комплект 2 (фиг. 2 ), резко улучшаются условия для насыщения диафрагмы за счет сокращения высоты катода, что увеличивает срок службы диафрагмы.

Биполярный диафрагменный электролизер (фиг. 3 ) содержит биполярную основу 12, с одной стороны которой закреплены катодные элементы 13, выполненные из стальной сетки в форме гребенки, а с другой - полые титановые аноды 14. Между разрезными катодными пальцеобразными элементами 2, расположенными в HecKOJjb.Ko. рядов по вертиксши, и анодами 3 находятся перегородки 15, (leperoродки 15, выполненные из коррозионностойкого материала, можно выполнить наклонно (фиг. 4) для лучшего отделения газа из межанодного пространства (показано стрелкой). Хлор

поступает в сепаратор и выводится через штуцер 16. Водород собирается в общем катодном пространстве и выводится через штуцер 17 (фиг. 3).

Электролизер работает следующим образом.

Путем принудительного отвода части хлоргаза в межанодное пространство снижаем газонаполнение, что уменьшает удельное сопротивление электролиoта, снижает падёние напряжения в электролите. Кроме того, снижая газонаполнение можно уменьшить межэлектродное расстояние, что также снижает падение на.пряжения на электролизере. А снижение падения напря5жения за счет уменьшения удельного сопротивления в электролите, а также уменьшения межэлектродного расстояния ведет к уменьшению расхода электроэнергии.

0

Л

Применение предлагаемого электролизера с разрезным катодом.позволяет снизить газонаполнение в .электролите до 13% по сравнению с газона5полнением в электролизере ВГК-100 (26%), т.е. в 2 раза. Коэффициент удельного сопротивления электролита снижается от 1,5 до 1,2, т.е. н 25%, а следовательно, есть возмож0ность увеличения плотности тока в электролите за счет снижения удельного сопротивления и уменьшения межэлектродного расстояния, ведет к сокращению расхода электроэнергии.

5

Предлагаемое изобретение дает возможность работать с высокими электродами, увеличивать неограниченно электродов (монополярные, биполярные, увеличивая плотность

0 тока). Следовательно, при тех же размерах занимаемых площадей снижаются капитальные затраты на электролиз при увеличении мощности.

Секционная конструкция электроли5зера, в частности катода, дает возможность улучшить режим насасывания диафраг1«ы и увеличить срок ее службы на 20%.