Биполярный электролизер фильтр-прессного типа Советский патент 1991 года по МПК C25B9/00 

Изобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к электролизерам, используемым для получения водорода и кислорода методом электролиза водьи

Цель изобретения - увеличение срока службы диафрагмы за счет улучшения гидродинамических условий, упрощение и облегчение сборки электролизера.

На фиг„1 изображен электролизер, общий вид; на фиг.2 - вид А фиг.1; на Аиг,3 - разрез Б-Б на фиг„1; на

фиг о 4 - разрез В-В на фнг.З; на фиг„5 - разрез Г-Г на фиг.З.

Биполярный электролизер содержит рамы 1 с закрепленными в них биполярными электродами, состоящими из основных электродов 2 и примыкающих к основным электродам выносных сетчатых электродов 3 по одному с каждой стороны основного электрода, диафрагм пли мембран А, зажатых между выносными сетчатыми электродами 3, прокладок 5, стяжных монополярных плит 6 и 7, тпилек 8 и гаек 9, стясо

Ј vj

-J

гивающих все элементы электролизера в пакет. Основные электроды 2 на рамах 1 закреплены жестко и герметично например, с помощью сварки, а выносные сетчатые электроды 3 закреплены на раме заклепками или точечной сваркой. Основные электроды 2 имеют гофрированную поверхность с расположением ГОфр 10 ПОД УГЛОМ ДРУГ К Дру-

гу относительно вертикальной оси аппарата При этом гофри сходятся от периферии к зоне расположения каналов для отвода продуктов электролиза 1 1 , Для подвода свежего электролн та и отгода продуктов электролиза внутри ячеек расположен1 коллекторные каналы 12-14, выполненные из упругих элементов тарельчатого типа 15 с отверстиями 16 для сообщения с соответствуюппгмн полостями ячеек, упругие яломентп 15 закрепчлючся на основных электродах соосно друг другу в распор через диафрагму. В одной или о(гнх стяжных плитах имеют .. г.туц .р: чтя подлчн 17 электролита .ч отвода 18 н 19 образующихся про- дуыои электролиза, являющиеся продолжением канатов 12-14 в пакетах ячеек о

Электролизер работает следующим образом.

Через штуцер 17 н канал 2 подается электролит, заполняя все межэлектродное пространство электролизера. К концевым плитам 6 и 7 подводится постоянный электрический ток, при прохождении которого на разноименных электродах 3 протекают электрохимические реакции с образованием продуктов электролиза, например, на катоде водород, на аноде - кислород. Образущиеся газы не смешивается благодаря нлччию диафрагмы 4 н очводятся с частью электролита через соответству щне отверстия 16 в каналы 13, 14 i1 выводятся через штуцеры 18 и 19. Гофры 10 являются средством для создания оптимального режима газоотвода из всех зон электролизной по кратчайшему пути, а такле средством натяжения выносных электр W5i н плотного поджатия их к дилфрягмам

При сборке электролизера элементы 15, имеющие в свободном состоянии высоту, превышающую размер анодного или катодного про, гранегва ячейки, деформируются и одновременно зажимают диафрагму, компенсируя

Q

Q 5

0

5

0

0

5

неточности изготовления основных электродов 2, неоднородность по толщине прокладок 5, диафрагм 4 и рам 1 о

Известен биполярный электролизер фильтр-прессного типа для получения водорода н кислорода, содержащий два монополярных электрода и биполярные электроды, состоящие из основных электродов и примыкающих к ним выносных электродов, газоразделительные диафрагмы, зажатые между каждой парой соседних выносных электродов, расположенные внутри электролизера коллекторные каналы для подвода электролита и отвода продуктов электролиза. Каналы выполнены в виде двух труб, снабженных продольной прорезью и закрепленных соответственно между одним из монополярных электродов и средней рамой. На трубах крепятся шайбы из изоляционного материала, расположенные по одной между каждой парой основного и выносного электродов и снабженные на внутренней поверхности кольцевой проточкой с отходящими от нее радиальными сквозными отверстиями.

В известном электролизере не решена задача по созданию оптимальных гидродинамических условий в электролитических ячейках, т.е. наилучших условий для отвода образующихся в процессе работы продуктов электролиза из всех зон ячейки, так как их движение является неупорядоченным. Это снижает долговечность диафрагм, а также в целом эффективность работы электролиз-ара. Кроме ого, сборка конструкции из пакета ячеек является достаточно сложной вследствие необходимости герметизации анодной и катодной зон в каждой ячейке по трем каналам, а самой ячейки - по периферии

Выполнение основных электродов гофрированными с направлением гофр под углом друг к другу и сходящимися от периферии к зоне расположения каналов для отвода продуктов электролиза позволяет организовать отвод газожидкостных продуктов из всех зон электролитических ячеек кратчайшим путем, тле улучшить гидродинамические условия в ячейках и одновременно поддерживать более равномерное распределение газожидкостной среды по всей ипощади ячейки„

516

Система коллекторных канппов внутри электролнтерп, образованная упругими элементами тарельчатого типа с отверстиями для сообщения с соответствующими полостями ячеек, устанавливаемыми на основных электродах в распор через диафрагму, является несложной в конструктивном отношении и изготовлении и позволяет с достаточно надежной герметизаинсн собрать электролизер, уделяя основное внимание герметизации ячеек по периферии (по рамам), облегчая тем самым сбор ку всей конструкции.

Таким образом, улучшаются гидродинамические условия в электропнзных ячейках, что в свою очередь ведет к повышению эффективности, долговечности работы диафрагмы, упрощению и облегчению сборки электролизера,

Формула изобретения

1.Биполярный электролизер фнльтр- прессного типа, содержащий два моно- поляриых электрода, биполярные электроды, состоящие из осковштх л вынос+/276

ных пект р Х птч , i л орачд1 читепьшю 1гмп, помещенное между к л %ой nipoii соседних выносных элекг. t , Б oc r m iix электродах выполнен i ог- Btjpc,4i, соеди}1яющие электродные прострс. четна с коллекторными каналами дня пс ДЕода -и ектролита и отвода продуктов электролиз, о т л и JQ ч з ю гц и и с я чем, что, с целью уветичочия срока службы диафрагмы та счет улучшения гидродинамических условии, основные электроды иыполне- нп гофрированными, при том гофры

15 расположены под углом друг к другу и вьполнены сходящимися от периферии к отверст гям, соединяющим электроднь е пространства с коллекторными канпла- Mji для отвода продуктов электролиза.

20 2„Этектролизер по n.J, о т л и - чающийся тем, что, с целью упрощения и облегчения сборки в кол- лекторнпх каналах для подвода электролита и отвода продуктов электролн25 з.1, уст . шовлены упругие элемент, ч а- рельчс1юго типа с отверстиями для сообщения с соответствующими ЭЛРК- тропнммн пространстеами.

Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к электролизерам, используемым для получения водорода и кислорода методом электролиза целью увеличения срока службы диафрагмы за счет улучшения гидродинамических условий, упрощения и облегчения сборки в биполярном электролизере фильтр- прессного типа, содержащем два монополярних электрода, биполярные -электроды, состоящие из основных и выносных электродов, глзораэделительные диафрагмы, помещенные между каждой парой соседних выносных электродов, в основных электродах выполнены отверстии, соединяющие электродные прострпн тпа с коллекторными каналами для почведа электролита и отвода продуктов электролиза, основные элек- тогдь- .-ыполнены гофрироват ними. При этом гофры расположены i гц углом друг к другу и выполнены сходящимися от перлферм к отверстиям, соединяющим электродные пространства с коллекторными ка злами для отвода продуктов электролиза, а в коллекторных каналах для подвода электролита и отвода продуктов электролиза установлены упругие элементы тарельчатого типа с отверстиями для сообщения с соответствующими электродными пространствами. 1 з.п. Ф-лы, 5 ил. 1C С/

9 6

Г

Фиг.1

Фиг г

L-B

13

Фиг.З

15 16

ю

Каналы

12,13, .

//