Электролизер Советский патент 1983 года по МПК C25B1/46 C25B9/08 C25B11/02 

2. Электролизер по п. 1, о т л ич а -ю щ и и с я тем, что он снабжен одним или несколькими дополнительными элементами, расположенными меж-.

ДУ двумя деталями токонесущей рамы, с закрепленными на них с двух противоположных сторон катодными элементами .

I

Изобретение относится к устройству, используемому в электрохимических производствах, а именно к электролизерам для электролиза растворов хлоридов щелочных металлов с получением хлора и щелочей.

Известен электролизер для .электролиза растворов хлоридов щелочных металлов, выполненный из трех частей устанавливаемых одна на другую: нижней части, которая несет на себе анод, средней части, в которой укреплен катод, и верхней части, служащей газосборным колпаком. В нижней части электролизера на токопроводящем основании укреплены в вертикальном положении аноды. В средней части электролизера почти до его середины выступают с двух противоположных сторон навстречу друг другу полы пальцевидные сетчатые катодные элементы, закрепленные на внутренней поверхности прямоугольной токонесущей рамы«

Катодный комплект ммее электродную поверхность гребенчатого-типа и пронизывает анодный комплект с двух противоположных сторон. Внутренние полости катодных элементов сообщаются с расположенной вдоль стенок рамы камерой сбора катодных продуктов. В верхней части злектролизерй, служащей сборником хлора, размещены хлороотвод и штуцэР для питания -электролизера электролитом. Катодный и анодный комплекты электроизолированы дру от друга 1.

Недостатком такого электролизера является сложность его изготовления. и монтажа,

Наиболее близким к предлагаемому электролизеру является электролизер для электролиза растворов хлоридов щелочных металлов, содержащий анодный комплект, выполненный в виде токораспределительной основы с закрепленными на ней анодными элементами, и размещенный на токораспределительной основе анодного комплекта и герметично скрепленный с ней через электроиэоляцию катодный комплект гре{ енчатого типа, выполненный в виде токонесущей рамы с закрепленными на ее внутренней поверхности через

равные промежутки сетчатыми или перфорированными пальцеобразными катодными элементами с нанесенной на них диафрагмой и пронизьшаквдий анодный комплект с двух противоположных сторон навстречу друг другу, крыщку и устройство для ввода и вывода элект ролита и продуктов электролиза 2,

Недостатком известного электролй зер.а является его невысокая мощность О при установленных размерах из-за не возможности сокращения расстояния между катодными элементами в ряду с целью увеличения их числа, а также повышенный расход дефицитного материала - титана на изготовление анодных элементов в виде пустотелых коробок. Мощность электролизера не может быть существенно повышена за счет увеличения его размеров, 0 поскольку электролизер становится громоздким и затрудняется процесс равномерного нанесения диафрагмы на катодный комплект.

Целью изобретения является увеличение мощности электролизера и сокргицение расхода дефицитных материалов .

Это достигается тем, что в электролизере для электролиза растворов .хлоридов щелочных металлов, содержа щем анодный комплект, выполненный в виде токораспределительной основы с закрепленными на ней анодными элементами, и размещенный на токораспределительной основе анодного комплек5 ха и герметично.скрепленный с ней через электроизоляцию катодный комплект гребенчатого типа, выполненный в виде токонесущей рамы с закрепленными на ее внутренней поверхности0 через равные промежутки сетчатыми или перфорированными пальцеобразными катодными элементами с нанесенной па них диафрагмой и пронизывающей анодный комплект с двух противоположных сторон навстречу друг другу, крышку и устройство для ввода и вывода электролита и продуктов электролиза, токонесущая рама катодного комплекта выполнена по меньшей мере из я двух деталей, герметично стыкующихся собой по торцам, катодные элементы каждой детали смещены в горизонтальной плоскости на расстояние.

равное половине промежутка между двумя соседними катодными элементами, относительно соответствующих катодных элементов другой стыкующейся детали, катодные элементы каждой из двух стыкующихся деталей расположены с попеременным чередованием в одном ряду и имеют длину, равную длине анодного комплекта.

Электролизер может быть снабжен одним или несколькими дополнительными элементами, расположенными между двумя деталями токонесущей рамы, с закрепленными на них с двух противоположных сторон катодными элементами.

На фиг. 1 изображен электролизер, разрез; на фиг. 2 - общий вид электролизера с частичным разрезом; на фиг. 3 - то же, вид сверху без крышки; на фиг.4 - то , вид сверху с катодом.из двух деталей; на фиг. 5 и - общий вид катодной детали в изометрии; на фиг. 7 - вариант вертикального расположения деталей катода.

Анодный комплект состоит из несущей токораспределительной основы 1, выполненной в виде плиты из биметалла, например титан-сталь, или защищенного электропроводного материала, например из стали, покрытой поливинилхлоридом, комплекта электрически скрепленных с основой 1 анодных элементов 2, каждый из которых выполнен из титановой сетки или пластины, покрытой с обеих сторон активнвлм слоем из двуокиси рутения или любого другого активного материала.

Катодный комплект состоит иэ деталей 3, 4, 5 и 6, состыкованных между собой попарно и образующих в сборе замкнутую токонесущую раму. Каждая деталь снабжена набором сплющенных полых пальцеобразных катодных элементов 7, выполненных из металлической сетки или перфорированного стального листа и скрепленных с рамой открытым торцом. Вся внутренняя поверхность -катодной токонесущей рамы обтянута катодной сеткой с определенным зазором так, что между внутренними поверхностями сетки и основы образуется общая полость, сообщающаяся с

внутренним пространством всех элементов 7.

Элементы 7, закрепленные в деталях 4 и 5, смещены относительно элементов 7, укрепленных в деталях 3 и 6, на половину между соседними катодными элементами. К наружной стенке токонесущей рамы прикреплены шины 8.

Крьлшка 9 выполнена из стойкого хлороматериала, например из стеклопластика.

Электролизер собирается следующим образом. На анодную основу 1, выполняющую роль днища электролизера, через уплотнительную и электроизоляционную проклгщку 10 устанавливают детали 3, 4, 5 и 6 и герметично скрепляют их между собой через прокладки при помощи болтов или анкерной стяжки.

Элементы 7 состыкованных деталей, попеременно чередуясь, располагаются в одном общем ряду, образуя сквозные полости, в которых устанавливают элементы 2, На катодный комплект сверху устанавливают крышку 9. Произво.дится электрическая и технологическая обвязка электролизера.

Электролизер не может содержать менее двух деталей, образующих токонесущую раму катодного комплекта, так как иначе не может быть обеспечено чередование элементов 7, за кре.пленнЕлх на разных токонесущих основах, что составляет существо предложенной конструкции. Состыковку дву деталей проводят с помощью разъемного соединения.

Элементы 2 могут быть введены в катодный комплект сверху, тогда основа 1 должна быть расположена сверху- и будет выполнять роль крышки.

Токонесущая рама катодного комплекта может быть выполнена из двух или более деталей, накладываемых друг на друга по вертикали. В этом случае при оптимальной высоте каждой детали, обеспечивающей наилучшие условия нанесения и работы диафрагмы, достигается увеличение мощности электролизера без увеличения занимаемой площади.

1

I ,

c

2 I

7

--7

7Ж .8

JJSU.

/

.2

fO 5

J С