Устройство для получения расширенного графита Советский патент 1985 года по МПК C25B9/08 C01B31/04 C25B13/04 

Изобретение относится к химической технологии, касается конструкции электролизера для получения расширенного графита путем его электро ЛИЗа на аноде и может быть использо- 5 вано в химической и электротехнической промышленности.

Целью изобретения является улучшение условий, труда и повышение безопасности работы. .О На чертеже изображен .вариант устройства, вертикальный разрез.

Устройство содержит камеру I, заполненную электролитом 2, эластичную, например из углеродных волокон, элек-15 тропроводную оболочку-катод 3, в которой расположена вторая эластичная, например из стекловолокнистого мате- . , оболочка-мембрана из неэлектропроводных волокон 4, содержащая обра-20 батываемый порошок графита 5. В графит введен эластичный, например во-, локнистый, анодный токопоДвод 6. Выступающие участки токоподводов 7 про- 25

питаны составом, предотвращающим ка

пилляриый подъем электролита к соединяющим проводникам 8. Все элементы электролизера вверху скреплены захватом 9. Подача и выпуск электролита осуществляется через патрубок 10, Ре гулировапие уровня обеспечивается переливным патрубком П. Сверху камера закрыта съемной крышкой 12, имеющей отверстия для выхода газов (не показаны),. В одном из вариантов устройства внутри анодного токоподвода помеш,ена перфорированная трубка для подачи и откачки электролита при отсутствии патрубка 10.

Устройство работает следующим образом.

При раскрытых оболочках 3 и 4 внутрь оболочки 4 засыпают порошок исходного графита.5. После заполнения оболочки 4 на одну треть высоты в нее по осевой линии вводят анодный ТОКОПОДВОД 6 и продолжают заполнение до заданной высоты,-Оболочки 3 и 4 одновременно закрывают, не допуская соприкосновения участков токопод1зодои 7, и, закрепляют захватом 9, Собранный электролизер опускают в камеру 1 и устанавливают .крьщ1ку 12 К токоподводам катода и анода подсоединяют проводники 8 от источника тока, .Через патрубок 10 внутрь ка.меры 1 подают электролит 2 до начала перелива через переливной патрубок

11. Устройство может работать на единовременно введенном электролите или при непрерывной подаче его через патрубок 10 и сливе через патрубок 11. После включения устройства в цеп источника постоянного тока осуществляют процесс электролиза до заданного предела. Например, можно периодически отключать источник тока и измерять величину полученной ЭДС, При достижении значения ЭДС 1,4-1,76 процесс электролиза прекращают. Открывают патрубок 10 и сливают избыток электролита 2 из пространства между стенками камеры 1 и катодом 3. Через некоторое.время, которое необходимо для стока электролита из графита 5, в камеру 1 через патрубок 10 подают промывную воду или -раствор щелочи для нейтрапизацйи электролита. Воду можно подавать циклически Ш1И непрерывно, обеспечивая ее слив через патрубок 11. После достижения в промводе рН 6-7 сливают через патрубок 10. Возможна сушка полученкого продукта прямо в устройстве путем продувки горячего (100-150 С) воздуха через патрубок 10. Однако для данного варианта устройства более целесообразно сушку производить в другом устройстве, например обогреваемой вакуумной камере. Для этого снимают крьш1ку 12 и извлекают электролизер из камеры 1, Освобождают захват 9 и выворачивают с помощью специального приспособления обе оболочки 3 и 4 над приемной тарой. Вывернутые оболочки 3 и 4 при необходимости могут быть промыты и высушены. -После выгрузки об.олочки 3 и 4 возвращают в исходное положение и поторяют цикл с новой порцией графитового порошка.

Габариты предложенного устройства могут быть любыми -от небольших лабораторных установок до крупных промьшшенных устройств, -размеры которых лимитируются только прочностными характеристиками оболочек 3 и 4.

Ввиду того, что в предложенном устройстве все элементы электролизер выполнены из эластичных материалов, опасность взрывного разрушения электтролизера под действием возникающих напряжений полностью исключена. Камера 1 также может быть выполнена эластичной, например из резины, что исключает ее разрушение. Наличие же

311

зазора между электролизером и камерой даже при жестком исполнении последней предотвращает воздействие набухающего графита на ее стенки, Важным моментом, определяющим эффективность устройства, является увеличение размеров электролизера в процессе электролиза. Так как по мере образования расширенного графита его электропроводность снижается, увеличение контактной поверхности растягиваилцегося катода позволяет вести процесс не снижая токовой нагрузки. А при постоянном напряжении рост силы тока может быть контрольным парамет-. ром для завершения процесса. Важным является также то, что набухающий графит свободно расширяется и не ухуд шает условий для движения электролита. Эластичность оболочки-катода и ее прижатие к оболочке-мембране позволяет свести до минимума непроизводительные потери энергии на омический нагрев электролита. Возможность осуществления выгрузки готового продукта путем-выворачивания электролизера

894 значительно упрощает эту операцию и снижает ее трудоемкость. Возможность осуществления всех операций, включая сушку, в одном и том же аппарате снижает контакт обслуживающего персонала с токсичным электролитом- концентрированной серной кислотой или олеумом, что повышает безопасность работ, Работа предложенного устройства в основном режиме может быть автоматизирована.

Испытания лабораторного устройства для получения расширенного, графита показали возможность получения термически расщепленного графита (вспученного), что соответствует лучшим образцам этого продукта. Продолжительность основного цикла не превышает 1-1,5 ч. Катодная оболочка, выполненная из карбонизованной тка-. ни трикотажного плетения, и оболочка- мембрана из нетканого стекловолокнистого материалаобеспечивают

розможность выполнения по крайней мере, 50-60 циклов без замены.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСШИРЕННОГО ГРАФИТА, содержащее корпус, коаксиально расположенные в нем полый катод, мембрану и анод, патрубок для подвода и отвода электролита, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий труда и повышения безопасности работы, катод выполнен из углеродной ткани трикотажного плетения, а мембрана выполнена из стеклоткани трикотажного плетения и размещена на внутренней поверхности катода.