Электролизер для получения гипохлорита натрия Советский патент 1993 года по МПК C25B9/00 

Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к конструктивному исполнению электролизеров, предназначенных для электролиза растворов хлорида натрия или морской воды с целью получения гипохлорита натрия и может быть использовано в установках для обеззараживания природных и сточных вод, в системах защиты от биологического обрастания судовых конструкций, омываемых морской водой.

Известен электролизер состоящий из цилиндрического корпуса и монополярных и биполярных электродов, расположенных горизонтально и подводящих патрубков. Электроды имеют отверстия на периферийной части для протока электролита.

К недостаткам электролизера относится сильное механическое перемешивание электролита, что приводит к увеличению скорости побочных реакций, дальнейшему окислению получаемых электролизом гипо- . .хлорит-ионов и восстановлению их у катода водородом. Кроме того применяемый способ установки электродов создает значительные гидравлические сопротивления протоку электролита.

Известен также электролизер для получения гипохлоритов, выбранный в качестве прототипа, включающий корпус с размещенными в нем центральным трубчатым биполярным электродом и коаксиальными биполярными и монополярными трубчатыми электродами различной длины и диэлектрическими проставками. Электролизер снабжен также подводящим и отводящим патрубками.

Недостатком известного электролизера является низкая степень использования внутреннего обьема корпуса, зйачительная часть занята диэлектрическими проставками и пустотами между группами биполярных электродов. Кроме того нерабочими поверхностями электродов является внутренняя поверхность центрального биполярного электродаи внешние поверхности монополярных электродов. Возможны также утечки тока между разно- полярными поверхностями электродов смежных групп.

«

Ј

44

О СО О О

СО

Цель изобретения - повышение эффективности работы и компактности конструкции электролизера,

Поставленная цель достигается тем, что электролизер дополнительно содержит диэлектрические центральный цилиндрический стержень и две торцовые крышки с отверстиями,смонтированные на входной и выходной частях электролизера, при этом диэлектрические проставки,выполненные в форме полых цилиндров установленных ко- аксиально относительно друг друга и центрального стержня. Электроды выполнены в форме плоских прямоугольных пластин, установленных рэдиально в пазах диэлектрических стенок корпуса, проставок, крышек и центрального стержня, причем промежуточные монополярные электроды различной полярности соединены межу собой, а концевые подключены к источнику тока. Все электроды имеют одинаковые метрические размеры -л межэлектродные расстояния, а торцевые крышки снабжены кольцевыми экранами с радиальными перегородками между соседними отверстиями.

Пример выполнения предложенного электролизера схематично изображен на чертеже.

На фиг.1 - электролизер, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез по А-А фиг.1,

Электролизер состоит из корпуса 1, подводящего патрубка 2 отводящего патрубка 3, торцевых крышек 4 и 5, смонтированных на входно.й и выходной частях электролизера, соответственно между корпусом и подводящим патрубками 2 и 3, Внутри корпуса 1 установлены центральный диэлектрический стержень 6 и диэлектрическая проставка 7, выполненная в форме полого цилиндра. Электроды 8 смонтированы радиальна в пазах центрального стержня 6, проставки 7, корпуса 1 торцевых крышек А и 5 таким образом, что получаются изолированные электролизные ванны. Одна образована полостью между внутренней поверхностью диэлектрической проставки 7 и центрального стержня 6, другая полостью между внутренней поверхностью диэлектрическом проставки 7. Концевые монополярные электроды анод 9 и катод 10 подключены к источнику постоянного тока. Промежуточные монополярные электроды: анод 11 и катод 12 электрически соединены между собой. Электролитические ячейки, образованные смежными электродами 8 сообщаются посредством отверстий 13, выполненных в торцевой крышке 4 с подводящим патрубком 2 и посредством отверстий 14 в торцевой крышке 5 с отводящим патрубком 3.Торцевые крышки 4 и 5

снабжены кольцевыми экранами 15 с радиальными перегородками 16.

Электролизер работает следующим образом.

По подводящему патрубку 2 подается раствор хлорида натрия или морская вода. Через отверстия 13 раствор подается в электролитические ячейки в корпусе 1, При подаче напряжения от источника постоянного

0 тока (на чертеже не показан) на электроды 9 и 10, раствор хлорида натрия подвергается электролизеру с образованием ипохлорита натрия. Причем две электролизные ванны работают следующим образом. На внеш5 ней электролизной ванне напряжение подается с клеммы (+) на анод 9, катод 12 соединен с анодом 12 внутренней электролизной волны, катод 10 которой подключен к клемме (-) источника тока. Указанные

0 электроды работают монополярно обоими поверхностями, остальные электроды 8 работают биполярно, т.е. две электролизные ванны подключены последовательным электрическим соединением к источнику тока.

5 Отвод электролита, содержащего гипохло- рит натрия из электролизных ячеек осуществляется, через отверстия 14 в торцевой крышке5 и отводящим патрубком 3. Кольцевые экраны 15 с радиальными перегородка0 ми 16, которые установлены между отверстиями 13 и 14 крышек 5 и 6, предотвращают утечки тока по электролиту через отверстия 13 и 14. При этом схема установки радиальных перегородок 16 и кольцевых зк5 ранов 15 идентична схеме установки электродов 8 и диэлектрической проставки 7.

Конструкция предложенного электролизера позволяет избежать интенсивного перемешивания электролита в электролиз0 ных ячейках, что позволяет увеличить выход гипохлорита натрия, а также снизить утечки тока. Конструкция электролизера обладает простотой и технологичностью в изготовлении. Схема установки электродов позволяет

5 производить быструю их замену при ремонтах в случае износа покрытий.Кроме того, нанесение покрытий на плоские поверхности более технологично нежели на цилиндрические, В предложенном электролизере

0 все поверхности электродов являются рабочими, что позволяет создать компактную конструкцию электролизера с высокой удельной производительностью на единицу объема. Конструкция электролизера может

5 работать при низких токовых нагрузках и высоком потребляемом напряжении, что позволяет работать на стандартном напряжении и исключить применением трансформаторов. Увеличение потребляемого напряжения может достигаться за счет

увеличения числа электролизных волн и числа электродов в них. Снижение токовых нагрузок упрощает процесс преобразования переменного тока в постоянный.

Электролизер для получения хлорита натрия, включающий цилиндрический корпус с размещенным внутри биполярным и монополярным электродами и диэлектрические проставки.Электролизер дополнительно снабжен диэлектрическим стержнем, торцевыми крышками с отверстиями. Диэлектрические проставки выполнены в виде цилиндров и размещены вместе со стержнем коаксиально корпусу. Электроды выполнены в форме плоских прямоугольных пластин и установлены радиально в пазах стенок корпуса. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения 1. Электролизер для получения гипохло- рита натрия, включающий цилиндрический корпус с размещенными внутри биполярными и монополярными электродами, диэлектрические проставки, подводящий и отводящий патрубки, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности электролизера, он дополнительно снабжен диэлектрическим стержнем, торцовыми крышками с отверстиями, диэлектрические проставки выполнены в виде цилиндров и размещены вместе со стержнем коаксиально корпусу, электроды выполнены в форме плоских прямоугольных пластин, установлены радиально в пазах стенок корпуса, проставок,крышек и центрального стержня, а промежуточные монополярные электроды различной полярности соединены между собой.

2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены одинаковыми по размерам и межэлектродному расстоянию, а торцовые крышки снабжены кольцевыми экранами с радиальными перегородками между отверстиями.