Электролизер Советский патент 1979 года по МПК C25B1/46 C25B9/08 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР деталь анода выполнить в виде листа с отверстиями. На фиг. 1 изображен предложенный электролизер в изометрии; на фиг. 2 анод в изометрии; на фиг. 3 - деталь Iанода в изометрии; на фиг. 4 - схема электролизера, изображенного на фиг. 1, с показом циркуляции анолит на фиг. 5 - другой вариант выполнения анода, в изометрии; на фиг. б - схема электролизера с анодом, показанным на фиг.5;на фиг.7 - электролизер с измененной конструкцией катода, в изометрии; на фиг. 8 - вариант выполнения электролизера, в изометрии; на фиг. 9 - схема электро лизера, изображенного на фиг. 8; на фиг. 10 - анодный комплект электр лизера в изометрии; на фиг. 11 - дру гой вариант выполнения анодного комплекта, в изометрии. Электролизер содержит анод 1, ка тод 2, диафрагму 3, анодный отсек 4 катодный отсек 5, концевые плиты 6 и 7 и прокладку 8, Анод 1 имеет токоподводящую опорную деталь 9 (фиг. 2), представляющую собой титановый лист. К опорной детали 9 приварены пластины 10 из титана, покрытые, анодно активным материалом, например двуокисью рутения и двуокисью титана. Пластины 10 анода могут быть соединены попарно перемычками 11 и 12 {фиго 3). Перемычки 11 служат для приваривания пластин к титановому листу, а перемычки 12 обеспечивают жесткость, конструкции. Титановый лист 9 имеет прорези 13 и 14, расположенные выше и ниже пластин 10, и выступы 15 с отверстиями 16 для крепления опорной детали 9 к токопроводу. Катод 2 имеет токопроводящую опор ную деталь 17, представляющую собой стальной лист с отверстиями, к которому прикреплен рабочий элемент 18 катода, представляющий собой стальную сетку. Диафрагма 3 выполняется из политетрафторэтилена или другого подходящего материала и закрепляется на катоде 2. Прокладка 8 определяет зазор анод катод. Анодный отсек 4 представляет собой камеру, ограниченную рамкой, например, из полипропилена, и имеющую штуцера; 19 - для выхода хло1ра и анолита, 20-для спуска анолита и 21-для ввода свежего и рециркулирующего анолита. Катодный отсек 5 представляет собой камеру, ограниченную рамкой, например, из полипропилена, и имеющую штуцера 22-для выхода водорода и 23-для выхода щелочи. При монтаже электролизера все описанные элементы стягиваются в единую конструкцию и закрываются с двух сторон концевыми пластинами б и 7. Электролизер в собранном виде снабжается сепаратором 24 (фиг. 4) соединенным через штуцера 19 и 21 с анодным отсеком 4. Сепаратор имеет штуцера: 25-для выхода хлора и 26-для ввода свежего питающего рассола. Анод на фиг. 5 имеет опорную токоподводящую деталь 9, выполненную из листа пленкообразующего металла, например титана, снабженного отверстием и ребрами 27, Пластины 10 прикреплены к листу титана 9 таким образом, что отверстие в листе располагается в пределах высоты пластин 10. На фиг. 6 схематически показан электролизер, аналогичный показанному на фиг.. 1, но с использованием анода, изображенного на фиг. 5. В электролизере на фиг. 7 все элементы аналогичны электролизеру на фиг. 1, но рабочие элементы 18 катода 2 выполнены в виде стальных пластин , аналогичных по конструкции пластинам 10 анода.. Электролизер на фиг. 8 имеет корпус-катод 28, содержащий две крайние катодные пластины 29, 30 и центральную катодную пластину 31, выполненные из стали. Анодный комплект 32 имеет два анода. Каждый анод содержит пластины 10, закрепленные по обе стороны токоподводящей опорной детали 9. Корпус-катод 28 и анодный комплект 32 соединяются посредством фланцев 33 и 34, между которыми вставляют резиновые прокладки 35. Электролизер имеет поддон 36 со штуцером 37 для выхода щелочи, присоединяемый к корпусу-катоду 28 через уплотнительную прокладку 38. Сверху электролизер закрыт крышкой 39 со штуцерами 40 для выхода хлора и 41 для подачи свежего рассола. Крышка 39 присоединяется к корпусу 28 через прокладку 42. Штуцер 43 служит для вывода водорода . Асбестовая диафрагма 44 (фиг. 9) расположена на катодных пластинах 29, 30, 31 и в то же время вблизи анодных пластин 10. Возможен вариант, когда аноды, каждый из которых включает токоподводящую опорную деталь 9 и пластины 10, соединены попарно планкой 45. Каждая такая пара анодов крепится к основной базовой титановой плите 46 через титановый стержень 47, в свою очередь приваренный к титановому стержню 48, нижний конец которого приварен к базовой плите 46 (фиг.10). Закрепленные таким образом аноды образуют анодный комплект. В электролизере анодный комплект устанавливается таким образом, что катоды с диафрагмой располагаются между каждой парой анодов, и аноды в электролизере обращены к катоду узкими кромками пластин 10.

Кроме того, опорная токоподводя1дая деталь 9 может быть выполнена в виде двух титановых планок 49 и 50 скрепляющих пластины 10 анода сверху и снизу (фиг. 11). ПРИ этом нижняя планка анода может быть приварена к основной базовой плите 46.

При работе электролизера свежий рассол через штуцер 26 поступает в сепаратор 24 и далее через штуцер 21в анодный отсек 4 электролизера (фиг. 4 и 6). Из анодного отсека электролит поступает в пространство между анодом и катодом, где происходит собственно процесс электролиза. Образующаяся щелочь выводится из катодного отсека через штуцер 23, а водород - через штуцер 22.

Движение анолита в анодном отсеке зависит от конструкции анода.

В электролизере на фиг. 4, в котором используется анод, изображенный на фиг. 1, анолит поступает в пространство между анодом и катодом через прорезь 14, насыщенный образовавшимся хлором идет вверх и через прорезь 13 попадает в верхнюю часть анодного отсека.Отсюда часть анолита с хлором идет в сепаратор 24, а часть возвращается и через прорезь 14 вновь поступает в пространство между анодом и катодом. В сепараторе 24 происходит разделение хлора и аволит Хлор выводится из сепаратора 24 чере штуцер 25, а анолит, вместе со свежим рассолом, поступающим в сепарато через штуцер 26, поступает через штуцер 21 в анодный отсек.

Таким образом в этом случае проис ходит двойная циркуляция анолита.

В электролизере на фиг. 6 анолит поступает в пространство между анодом и катодом через отверстие в опорной токоподводящей плите 9 и зазоры между пластинами 10. В этом случае происходит только циркуляция анолита через сепаратор.

В электролизерах на фиг. 8 и 9 благодаря примененной конструкции анода наблюдается значительная внутренняя циркуляция анолита.

Как показали экспериментальные данные, предлагаемый электролизер, даже работая при высоких плотностях тока (20 А/дм) , имеет напряжение 2,70 Б, в то время как известный электролизер, работая при платности

тока 15 А/дм.имеет напряжение ЗД2 В. при этом выход по току в предлагаемом электролизере составляет 96-97%.

Формула изобретения

1.Электролизер для электролиза растворов хлоридов щелочных металлов, содержащий катод с токоподводящей опорной деталью и рабочими элементами, прикрепленными к токоподводящей опорной детали, диафрагму и анод/ содержащий параллельно расположенные пластины из пленкообразующего металла, покрытые анодно активным материалом, прикрепленные к токоподводящей опорной детали и обращенные к катоду узкой кромкой, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения напряжения, тшасхины анода расположены вертикально.

2.Электролизер по п.1, .отличающийся тем, что пластины анода снабжены перемычками/ соединяюадами их попарно.

3.Электролизер по п.1, отличающийся тем, что токоподводящая опорная деталь анода выполнена в виде листа с отверстиями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США №3591483,кл.204-252 06.07.71.

2.Заявка ФРГ №2059868, кл.12 Ь 2, 24.06.71. П fij2.3

фиг.it

Риг.5

22 17

Slr

Фиг. 6

19

21

U2.7

/

г.8

40