Электролизер фильтрпрессного типа Советский патент 1991 года по МПК C25B9/10 C25B9/20 

Изобретение относится к электрохимическим производствам.

Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном устранении токов утечки.

На фиг.1 представлены анодные или катодные пластины, изометрия; на фиг.2-пластина, содержащая рамообразные элементы из электроизоляционного материала, изометрия; на фиг.З - электрод и пары прокладок, одна из которых содержит рамообразные элементы из электроизоляционного материала, сечение; на фиг.4 - часть электролитической ячейки, разнесенный вид.

Металлический электрод 1 содержит ра- мообразный элемент 2 (фиг.1), который образует центральное отверстие 3. Центральное отверстие 3 перемыкается большим количеством вертикально расположенных полос 4, которые прикреплены к верхней и нижней частям рамообразного элемента и параллельны плоскости рамообразного элемента и смещены от нее. Полосы

расположены по обеим боковым сторонам рамообразного элемента 2. Полосы расположены таким образом, что полоса на одной стороне располагается противоположно зазору между двумя примыкающими полосами на другой стороне.

Металлический электрод 1 имеет выступ 5, на котором может быть неподвижно установлено подходящее электрическое соединение. Там, где электрод 1 предназначен для использования в качестве анода, выступ 5

,располагается на нижнем краю рамообразного элемента 2, а где электрод 1 предназначен для использования в качестве катода, выступ 5 расположен на противоположном нижнем краю рамообразного элемента 2.

Рамообразный элемент 2 содержит пару отверстий 6 и 7, расположенных с одной стороны центральное отверстия 3, а пара отверстий 8 и 9 расположена с противоположной стороны центрального отверстия 3. Когда электрод устаноплен в электролитической ячейке, эти отверстия образуют часть камер по длине ячейки, через которые электролит и другая жидкость могут заливаться а анодные и катодные камеры ячейки и через которые продукты электролиза мог/т быть удалены из анодных и катодных камер ячейки, Металл электрода будет выбран в зависимости от того, будет ли он использоваться в качестве анода или катода, а также от типа электролита, использующегося а электролитической ячейке.

Пластина содержит рамообразную часть 10 (фиг.З), которая образует центральное отверстие 11. Рамообразная часть 10 содержит пару отверстий 12 и 13, расположенных с одной боковой стороны центрального отверстия 11, а пара отверстий 14 и 15 расположена на противоположной боковой стороне центрального отверстия 11. Когда пластина устанавливается в электролитическую ячейку, эти отверстия образуют часть камер по длине ячейки, через которые электролит и другие жидкости чогут заливаться в анодные и катодные камеры ячейки и через которые продукты элекролиза могут быть удалены из анодных и катодных камер ячейки. Отверстия 12 и 15 также имеют идущие вверх рамообразные элементы 16 и 17, расположенные вокруг отверстий и выступающие из плоскости ракообразной прокладки, и которые приспособлены для установки в отверстия соответственно 6 и 9 металлического электрода при сборке электрической ячейкм. Идущие вверх рамообразные элементы 16 и 17 обеспечивают , требуемую электроизоляцию в электролитической ячейке между камерами по длине ячейки, частично обрадованными отверстиями 6-9 в электроде. Идущие вверх рамооб- разные элементы 16 и 17 имеют унифицированную конструкцию с пластиной и могут быть образованы, например, посредством формовки подходящего электроизолирующего термопластичного полимерного материала. Когда электролитическая ячейка содержит пластину такого типа, который представлен на фиг,2, она также будет содержать подобные прокладки, в которых идущие вверх рамообразные элементы 16 и 17 расположены вокруг отверстий 14 и 13 прокладки.

На фиг.З показана сборка электрода и пары прокладок в электролитической ячейке. Сборка содержит электрод 1, включающий в себя четыре отверстия 6 и 7 (два не показаны), рамообразную пластину, содержащую четыре отверстия 12 и 13 (два не показаны), и вторую рамообразную прокладку, содержащую четыре отверстия. Рамообразная пластина содержит два идущих вверх рамообразных элемента, выступающих из плоскости прокладки и расположенных в отверстиях 6 (одно не показано)

0 электрода 1 с совпадением с поверхностью пластины для образования герметичного уплотнения. В сборку согласно фиг.З выступ на электроде на фиг.1 для электрического соединения не включен.

5 Часть электролитической ячейки на фиг.4 содержит катод 18, пластину, катионо- обменную мембрану 19, прокладку, анод 20, прокладку 47, катионообменную мембрану 19 и прокладку, Катод 18 содержит большое

0 количество вертикально расположенных полос, находящихся по обеим сторонам катода, четыре отверстия и выступ 21, пригодный для электрического соединения, Анод 20 имеет конструкцию, подобную ка5 тоду 18, за исключением того, что выступ (не показан) для электрического соединения расположен на нижнем краю анода.

В электролитической ячейке прокладки и анод 20 совместно образуют анодную ка0 меру ячейки, при этом камера связана кати- онообменными мембранами 19. Подобным же образом катодные камеры ячейки образованы катодом, прокладкой и прокладкой (не показана) такого типа, которая располо5 жена примыкающей к катоду, при этом катодная камера также связана двумя катионообменными мембранами. В собранной ячейке катионообменные мембраны удерживаются в надлежащем положении

0 посредством прокладок, расположенных с

каждой боковой стороны каждой мембраны.

В варианте осуществления конструкции

согласно фиг.4 не показаны ни торцовые

пластины ячейки, которые образуют часть

5 ячейки, ни средства, например болты, которые образованы для совместного крепления электродов и прокладок для создания герметичной сборки. Ячейка содержит большое количество анодов и катодов, напорные ус0 тройства (не показаны), из которых электролит может быть залит в камеру по длине ячейки, часть которой образует отверстие катода, и отсюда через канал в стенке прокладки к анодной камере ячейки могут про5 ходить продукты электролиза.

Известная ячейка содержит большое количество вертикально расположенных гибких анодных пластин и гибких катодных пластин, а также мембрану для избирательного прохождения катионоп, расположенную между каждой примыкающей анодной и катодной пластиной, тем самым образуют отдельные анодные и катодные камеры. В ячейке каждая анодная пластина частично изготовлена из электроизоляционного ма- териала и содержит анодную часть, выполненную из пленкообразующего металла, имеющего на поверхности электрокатали- тически активное покрытие, каждая катодная пластина частично изготовлена из электроизоляционного материала и содержит металлическую катодную часть, а не обладающая проводимостью гибкая промежуточная пластина, которая может действовать в качестве прокладки, расположена между каждой мембраной и примыкающей анодной пластиной и между каждой мембраной и примыкающей катодной пластиной. Каждая из анодных, катодных и промежуточных пластин имеет отверстия, которые образуют в ячейке четыре отдельные камеры по ее длине, из которых растворы могут заливаться соответственно в анодные и катодные камеры ячейки и через которые продукты электролиза могут удаляться из соответствующих анодных и катодных камер ячейки. Промежуточные пластины могут быть выполнены с каналами в стенках, которые обеспечивают необходимое соединение для потока раствора между камерами по длине ячейки и анодными и катодными камерами. В этой электролитической ячейке анодные пластины и катодные пластины частично образованы из электроизоляционного материала для того, чтобы эти камеры по длине ячейки, которые сообщаются с анодными камерами ячейки, могли быть электро- изолированы от тех камер по длине ячейки, которые сообщаются с ее катодными камерами. Эта электроизоляция необходима для обеспечения течения электрического тока в ячейке через катионообменные мембраны, расположенные между примыкающими анодными пластинами и катодными пластинами.

В предлагаемой конструкции анодной и катодной пластин каждая из них частично выполнена из металла и частично из электроизоляционного материала и имеет центрально расположенную металлическую электродную часть и четыре отверстия, расположенные вблизи от углов пластин, име- юшие прямоугольную форму, причем два из этих отверстий, образованных рамообраз- ными металлическими частями пластины, объединены с пластиной, а два отверстия, образованных рамообразными элементами, изготовленными из электроизоляционного материала, расположены в плоскости пластины и в углублениях пластины вблизи от ее углов.

Такая конструкция анодной и катодной пластины сложна и приводит к проблемам сборки в электролитической ячейке, заключающейся в трудности установки электроизолирующих частей анодных и катодных пластин с требуемой точностью. Кроме того, так как металлические и электроизолирующие части анодной и катодной пластины не представляют собой унифицированную конструкцию, металлические и электроизолирующие части должны примыкать друг к другу. Это примыкание, которое может иметь место на значительном расстоянии, может привести к проблемам утечек раствора из анодной и катодной камер ячейки наружу. Формула изобретения Электролизер фильтрпрессного типа, включающий чередующиеся анодные и катодные пластины, катионообменные мембраны, мембранные пластины из неэлектропроводного материача, установленные между анодными и катодными пластинами, с образованием анодных и катодных камер, в анодных, катодных, мембранных пластинах на противоположных сторонах выполнено по два отверстия, которые при сборке образуют четыре канала, два канала для питания анодных и катодных камер, два канала для питания анодных и катодных камер и два для вывода продуктов из анодных и катодных камер, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном устранении токов утечки, анодные и катодные пластины выполнены металлическими и электролизер снабжен рамообразными прокладками из упругого неэлектропроводного материала, размещенными в отверстиях анодных и катодных пластин соответственно для питания и вывода продуктов анодных или катодных камер.

6

4

11

16

м

9а

10

Изобретение относится к электрохимическому производству и позволяет упростить конструкцию и устранить токи утечки. Электролитическая ячейка фильтрпресса, содержащая большое количество металлических анодных пластин, металлических катодных пластин, рамообразных прокладок из электроизоляционного материала и гидравлически непроницаемые катионообмен- ные мембраны, при этом анодные пластины, катодные пластины и прокладки имеют четыре отверстия, которые в ячейке образуют четыре камеры по ее длине, из которых растворы могут заливаться в анодные и катодные камеры ячейки, а продукты электролиза могут быть удалены из анодных и катодных камер ячейки, при этом по меньшей мере некоторые из отверстий в анодных и катодных пластинах имеют электроизоляционные рамообразные элементы, которые могут быть выполнены заодно с прокладками. 4 ил.

в

и

т

Фиг.З

/8

го

фигЛ