Устройство для получения хлоркислородных соединений Советский патент 1992 года по МПК C25B9/00 

Изобретение относится к конструкциям аппаратов, предназначенныхдля получения хлоркислородных соединений щелочных металлов электролизом водных растворов хлоридов металлов.

Целью изобретения является снижение металлоемкости конструкции и обеспечение возможности изменения мощности электролизера в широких пределах, а также уменьшение утечек тока.

Это достигается тем, что в устройстве для получения хлоркислородных соединений, содержащем вертикальный бездиаф- рагменный электролизер с корпусом прямоугольной формы, внутри которого размещены пластинчатые биполярные электроды и монополярные электроды - анод и катод, соединенные токоподводом соответственно с анодной и катодной токоподводя- щими плитами, на которых размещены полупроводниковые вентили, а вокруг комплекта электродов расположен кожух из неэлектропроводного, коррозионно-стойкого материала, анодная и катодная токоподво- дящие плиты расположены на едином горизонтальном уровне, электроды соединены в комплект в виде двух вертикальных и одного горизонтально расположенного ряда, образуя U-образного структуру, при этом пластины электродов расположены параллельно токоподводящим плитам

Целесообразно между вертикальными рядами электродной структуры разместить перегородки из неэлектропроводящего материала.

Размещение токоподводящих плит на одном горизонтальном уровне в непосредственной близости друг от друга позволяет значительно уменьшить длину шиноподво- дов и за счет этого уменьшить металлоемкость конструкции. Благодаря U-образной структуре компоновки электродов токопод- водящие плиты, расположенные у верхних концов вертикальных рядов электродов, всегда находятся в одном и том же положении независимо от количества ячеек в рядах, Поэтому при увеличении мощности электролизера вся электрическая схема питания И длина шин не меняется, отпадает также необходимость в прорезании новых отверстий в корпусе электролизера для крепления токоподводящей плиты Вследствие этого можно легко варьировать мощность электролизера в широких пределах как за счет изменения количества электродов в ячейке, так и за счет изменения колиСО

С

XI

ел

00

о

00

ю

чествэ электролитических ячеек. Компактное размещение схемы питания позволяет также расположить у той же стенки электролизера силовой трансформатор и использовать поток воздуха, направляемый для охлаждения вентилей, также для охлаждения трансформатора, что повышает эффективность его в работе.

На фиг.1 - изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - то же, вид сбоку со снятой крышкой; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1.

Электролизер имеет корпус 1, установленный на опорную раму 2 и снабженный откидной крышкой 3, вытяжным колпаком 4 и штуцером 5 для слива готового продукта.

Внутри корпуса размещен монополярный электрод-анод 6, монополярный электрод-катод 7 и биполярные электроды 8. А«од 6 выполнен в виде ряда титановых пластин, имеющих активное покрытие и соединенных токоподводом 9 с анодной токо- подводящей плитой 10. Катод 7 состоит из ряда титановых пластин, соединенных токоподводом 11 .с катодной токоподводящей плитой 12,

На токоподводящих плитах 10 и 12 закреплены полупроводниковые вентили 13, соединенные шинопроводами 14с силовым трансформатором 15, который в свою очередь соединен с источником переменного тока (не показан). Все электроды стянуты в единый комплект шпильками 16. Причем электроды скомпонованы таким образом, что образуются два вертикальных ряда и один горизонтальный ряди вся электродная структура имеет U-образную форму.

В этой структуре на верхних концах вертикальных рядов всегда расположены монополярные электроды; на одном - анод 6, а на другом - катод 7. Горизонтальный ряд всегда составлен из биполярных электродов 8. Количество биполярных электродов в вертикальных и горизонтальных рядах зависит от требуемой мощности электролизера. При этом весьма важно, что положение монополярных электродов б и 7 и тоководводящих плит 10 и 12 не меняется при создании электролизеров различной мощности. Комплект электродов закрыт кожухом 17 из неэлектропроводного, коррозионно-стойкого материала, Между вертикальными рядами электродного комплекта находится перегородка 18 из неэлектропроводного материала. Снаружи токоподводящих плит 10 и 12 и трансформатора 15 расположен короб 19, сообщающийся с вытяжным колпаком 4.

При работе устройства корпус 1 через откидную крышку 3 заполняют водным раствором хлорсодержащего электролита.

К полупроводниковым вентилям 13 через шинопроводы 14 подают переменный ток. При прохождении тока через вентили 13 происходит преобразование переменного

тока в постоянный. Постоянный ток через плиты 10, 12 и токоподводы 9, 11 поступает на монополярные электроды 6,7 и биполярные электроды 8 и проходит через раствор электролита. Под влиянием электрического

0 тока в растворе электролита происходит образование хлоркислородных соединений. Готовый раствор хлоркислородного соединения, например гипохлорит, натрия, сливают из корпуса через штуцер 5. В процессе

5 электролиза происходит также образование водородсодержащих взрывоопасных газов, которые поступают в вытяжной колпак 4. При прохождении тока через трансформатор и в процессе преобразования перемен0 ного тока в постоянный происходит выделение тепла и разогрев трансформатора и вентилей. При длительной эксплуатации это может привести к снижению эффективности работы трансформатора и к

5 нарушению работы вентилей. Для предотвращения этого через короб просасывают воздух, который охлаждает вентили и трансформатор.

Воздух, выходящий из короба, смеши0 вается с электролизными газами, собирающимися под вытяжным колпаком, и разбавляет эти газы до взрывобезопасной концентрации. Разбавленные газы выбрасываются в атмосферу.

5 При использовании предлагаемого решения закладка меди в электролизере уменьшается на 2-3 кг. Кроме того, в одном и том же корпусе и без изменения электрической схемы можно создавать электроли0 зеры различной мощности путем использования электродных комплектов с различным числом электродов. В то же время конструкция позволяет создавать устройство модульного типа, где все элементы

5 конструкции связаны в единый компактный блок и поставляются заказчику в виде единого элемента,

Формула изобретения

1. Устройство для получения хлоркисло0 родных соединений содержащее вертикальный бездиафрагменный электролизер с корпусом прямоугольной формы, внутри которого размещены пластинчатые биполярные и монополярные электроды,

5 соединенные с анодной и катодной токо- подводящими плитами, на которых размещено встроенное выпрямительное устройство,отличающееся тем,что,с целью снижения металлоемкости и обеспечения возможности изменения мощности

электролизера, анодная и катодная токо- подводящие плиты расположены на одном горизонтальном уровне, электроды соединены в комплект в виде двух вертикально и одного горизонтально расположенного ряда, образуя U-образную структуру, при этом пластины электродов расположены параллельно токоподводящим плитам.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, с целью уменьшения утечек тока, между вертикальными рядами электродной структуры размещена перегородка из неэлектропроводящего материала, верхний конец которой выходит за зеркало электролита.

Устройство используется для получения неорганических хлоркислородных соединений. Сущность изобретения: внутри вертикально бездиафрагменного электролизера размещены пластинчатые электроды в виде двух вертикальных и одного горизонтального рядов. Между вертикальными рядами установлены перегородки из неэлектропроводного материала. 1 з.п ф-лы, 3 ил.

8