Электролизер для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла Советский патент 1990 года по МПК C25B1/34 C25B9/06 

., Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к электролизерам для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии путем создания оптимального распределения тока по поверхности электродов.

На фиг, 1 показаны две ячейки электролизера; на фиг. 2 - плоский электрод.

Ячейка электролизера состоит из электропроводного корпуса, состоящего из двух половин 1 и 2, соединенных

с помощью рамного уплотнения 3, между которыми размещены мембраны 4, в каждой из половин корпуса размещены плоские электроды (анод 5 и катод 6) и элементы 7 для подвода тока к ним, на внешней стороне корпуса размещены контактные шины 8 и 9,

При присоединении нескольких ячеек друг к другу с помощью известных крепежных средств ячейки токопровод- но соединяют со смежными ячейками контактными шинами 8 и 9. Электри- ческ:ий ток идет в анод 5 с контактной шины 8 через дно и элементы жесткости. После прохождения через мембрану 4

о

оо

ю

00

ы

J16

ток поступает в катод 6Э течет через элементы жесткости в другое дно полуоболочки и затем в контактную шину 9 той же ячейки, после чего переходит в контактную шину 3 следующей ячейки.

На фиг. 2 показаны контактная шина 8 (или 9), а также электрод 5 (или 6),выполненный в виде жалюзи

При таком выполнении электродов электролит и образующийся при электролизе газ могут легко поступать в пространство между электродами и удаляться из последнего. При необходимое ти перед электродом, т.е, анодом или катодом, можно расположить один или несколько дистанционных элементов 31. Эти дистанционные элементы нецелесообразно располагать вертикально на часть или всю высоту электрода.

На электроде (анод 5 или катод 6) имеются секции без отверстий. Обратная сторона этих секций электропро- водно закреплена на элементах жесткое ти согласно фиг. 2. Контактные шины 8 или 9 расположены на дне полуоболочки в одной плоскости с металлическими элементами жесткости. Такое расположение максимально сокращает переход тока и его путь от контактных шин к электроду, максимально снижает плотность тока в токопроводящих элементах и обеспечивает возможность опткмальт- ного распределения тока в электроде, Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет предельно сократить потери тока в ячейке или во всей, установке.

Форма электродовt изготовленных, например, из перфорированного листа3 решетки с ромбическими отверстиями или конструкций из тонкого листа с жалюзеобраэными отверстиями, а также их расположение в ячейке обеспечивают возможность легкого прохождения газов, образующихся в процессе электролиза, в; пространство за электродами. При таком отведении газов из электродного пространства снижается: сопротивление газов и уменьшается наг, ряжение в ячейке,

Половины оболочки можно изготавли-; вать из железа, его сплавовэ чугуна или анодного материала, той этом половина оболочки на анодной стороне должна быть выполнена из стойкого к хлору материала,

В качестве перегородки используют традиционные ионообменные мембраны,,

2814

например, из сополимеризата тетрафтор- этилена и перфторэфира сульфокислоты, Ионообменная мембрана предотвращает возможность смешивания водорода с хло- J ром, а ее селективная проницаемость позволяет проходить в катодное пространство только ионам щелочных металлов, т.е. исключается переход галоге- Q нидов в катодное пространство и попадание гидроксильных ионов в анодное пространство.

Электролизер может содержать как 15 одну ячейку, так и большое число параллельно включенных ячеек, при этом электрический контакт осуществляют посредством токопроводной шины,

20Предлагаемое техническое решение позволяет сш-5знть расход электроэнергии при получении хлора и гкдроксида щелочного метатла как за счет уменьшения омических потерь в токоведу25 щих частях электролизера, так и за счет равномерного распределения плотности тока по поверхности электродов и ионообменной мембраны.

30 Ф о р м у л а изобретения

Электролизер для получения хлора г, раствора гидр оксид а щелочного металла,; содержащий ячейки, каждая из

.которых состоит из электропроводного JS

корпуса, состоящего из двух половин,

соединенных с помощью рамного уплотнения, между которыми размещена мембрана, в каждой кз половин корпуса

Q размещены плоские электроды, установленные параллельно торцовым стенкам корпуса, элементы для подвода тока к ним, а также патрубки для подачи реагентов и оттзода продуктов электроли-

«с за, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет создания оптимального распределения тока по поверхности электродов, элементы для подвода тоJQ ка выполнены в виде набора плоских параллельных одна другой решеток, установленных между электродом и торцовой стенкой корпуса перпендикулярно их поверхности, з на внешней сто55

роне корпуса конгруэнтно плоским решеткам размещены плоские контактные шины, причем контактные шины прилегающих ячеек установлены одна напро. тив другой.

Фиг./

Фиг. 2

Изобретение относится к конструкциям электролизеров и позволяет снизить расход электроэнергии за счет создания оптимального распределения тока по поверхности электродов. Электролизер для получения хлора и раствора гидроксида щелочного металла включает проводной корпус, выполненный из двух половин, соединенных с помощью рамного уплотнения, в котором размещена мембрана, а в каждой из половин корпуса размещены плоские электроды, установленные параллельно торцовым стенкам корпуса, элементы для подвода тока к ним, патрубки для отвода продуктов электролиза и подачи реагентов, элементов для подвода тока, выполненных в виде набора плоских параллельных одна другой решеток, установленных между электродом и торцовой стенкой корпуса, перпендикулярно их поверхности, а на внешней стороне корпуса конгруэнтно плоским решеткам размещены плоские контактные шины, причем контактные шины прилегающих ячеек установлены напротив друг друга. 2 ил.