Диафрагменный электролизер для получения хлора и щелочи Советский патент 1983 года по МПК C25B1/46 C25B9/08 

Изобретение относится к электрохимическому производству,а именно к диафрагменным электролизерам, используемым для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металло с получением хлора и щелочей. Известен электролизер, для получе ния хлора и щелочи, содержащий корпус, катод, диафрагму и графитовый анод. Анод выполнен в виде графитового блока с закрепленными на нем при помощи стяжек графитовыми анодными пластинами. Анодные пластины и блок снабжены пазами, при помощи ко торых эти пластины крепятся на графитовом блоке и могут по нему пере. мещаться для регулирования межэлект родного расстояния или удаляться в случае выхода из строя из-за поломки или износа 1. Недостатком такого электролизера является необходимость полной разбо ки его при замене анодных пластин. Наиболее близким к предлагаемому электролизеру является диафрагменны электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий концевые монопо|ЛЯрные электроды и расположенные 1межцу ними биполярные электроды с катодными и анодными элементами, закрепленными на противоположных сторонах токораспределительной основы, К токораспределительной основе каждого-биполярного электрода с катодной стороны механически и электрически прикреплены царги, образующие tjopnyc электролизера, собранный в единый комплекс с помощью анкерной стяжки или фланцевого соединения. Токораспределительная основа электрода с катодными элементами и нанесенными на них диафрагмой образуют сборник катодных продуктов 2 Недостатком такого электролизера является ограниченная мощность из-за сложности изготовления, монтажа и демонтажа крупногаба итных электродов и трудности равномерного нанесения на них диафрагмы, а также невозможность смены и ремонта отдельного электрода без полной остановки и раз борки всего электролизера. Целью изобретения является повышение мощности электролизера и обеспечение возможности замены электродов без разборки электролизера. Цель достигается тем,., что диафрагменный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащиймонополярные и биполярные электроды с катодными и анодными элементами, закрепленными на противоположных сторо нах токораспределительной основы, об разующей с катодными элементами и нанесенной на них диафрагмой сборник катодных продуктов, и царгИ) герметично стягивакадие между собой электроды, снабжен корпусными рамами с открытым сверху проемом и размещенными на их внутренней поверхности установочными пазами для токораспределительных основ электродов, причем основание корпуснрй рамы выполнено полым и снабжено сквозными прорезями на торцах и в месте вывода катодных продуктов из сборника. Корпуская рама может быть снабжена одной или несколькими вертикальными перегородками. Отличительными признаками предлагаемого электролизера являются то, что он снабжен корпусными рамами с открытым сверху проемом и размещенными на их внутренней поверхности установочными пазами для токораспределительных основ электродов, основание корпусной рамы выполнено пользм и снабжено сквозными прорезями на торцах -и в месте вывода катодных продуктов из сборника. Дополнительным отличительным признаком такого электролизера является то, что корпусная рама снабжена одной или несколькими вертикальными перегородками. На фиг. 1 изображен электролизер, вид спереди с частичным разрезом; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг, 3 - корпусная рама электрода в изометрии; на фиг. 4 - электролизер, (ВИД сверхус частичньм вырезом; на фиг. 5 - вариант электролизера с корпусными рамами электродов, вид сверху; на фиг. 6 - вариант вьшода катодных продуктов электролизе из электрода; на фиг. 7.- общий вид комплекта царг и корпусных рам электродов в сборе., Электролизер включает концевые плиты 1,корпусные рамы 2,царги 3,прокладки 4 , стяжные болты 5 , концевой анод 6 , концевой катод 7,биполярный электрод 8, крышки 9. Рама 2 состоит из короба 10, расположенного в основании, снабженного сквозным вырезом 11, крайних стояков 12 с внутренними пазами 13, среднего стояка 14 с двухсторонними пазами 15. Рама 2 выполнена из неэлектропроводного материала (стеклопластика, полимербетона и других или гуммированного или защищенного другим известным способом металла). Рама 2 может быть выполнена с несколькими стояками 14 или вовсе без них, т.е. только с стояками 12, Соответственно меняется и число проемов между стенками - на фиг. 4 и 5 изображена рама с двумя проемами между стояками. Электрод 8 состоит из токораспределительной плиты 16, комплекта катодных элементов 17, комплекта анодных элементов 18, патрубка 19 и снабжен по трем сторонам выступами 20. Царги 3 выполнены из титана, но мо гут быть изготовлены из любого подходящего материала (стеклопластика, полимербетона, гуммированного металла и др.). Рамы 2 и царги 3 с помощью плит 1 прокладок 4 и болтов 5 герметично со взаимной электрической изоляцией стягиваются в единую структуру, анод 6, катод .7 и электроды 8 устанавливаются в соответствующие проемы рам 2 по два в ряд, причем выступы 20 электродов 8,как и выступы 21 к 22 соответственно концевых анода и катода, вводят в пазы 13 и 15 стояков 12 и 14 соответствующих рам 2. Как уже указывалось, число биполярных электродов и концевых монополярных электродов в ргхмах может меняться от одного и выше. При установке электродов патрубок 19 вводится в вырез 11 короба 10 рамы 2 и при помощи прокладки 23 упло няется за счет веса электродов. Обр зованные царгами 3, рамами 2, элект родами 6,.7 и 8 изолированные отсеки с разноименными полюсами соседних электродов сверху перекрыты крыШ |ками 9. К аноду 6 и катоду 7 прикреплены токоподводящие шины, а к электродам 8 - шунтирующие шины. Электролизер снабжен штуцерами для ввода электролита, вывода хлора и вывода катодных продуктов электроли за. На стыках электродов 8 в рядуу средней перегородки рамы 2 образует ся сводобная полость для циркуляции электролита. Электролизер обладает следующими преимуществами: обеспечивает возможность увеличе ния электрической нагрузки на биполярные электроды в 2-3 раза по срав нению с максимально достигаемой на прототипе или других известных биполярных электролизерах, что достигается тем, что в конструкции электролизера биполярные электроды могут располагаться по несколько штук в ряд, образуя единый комплекс биполярных электродов; обеспечивает возможность замены и ремонта отдельных биполярных электродов, разборки всего электролизера в делом, что невозможно в прототипе и в других известных конструкциях биполярных электролизеров, а это значительно повьанает производительность электролизера за счет сокращения простоев, уменьшения трудозатрат; обеспечивает облегчение корпуса, возможность его изготовления из металла - титана, возможность ремонта или замены элементов корпуса по частям, значительное упрощение и повышение точности сборки и др.; позволяет нуштировать отдельные ряды биполярных электродов или отдельные электроды в ряду; обеспечивает повышение выхода по току за счет улучшения условий циркуляции электролита, достигаемого образованием циркуляционных полостей для электролита в местах стыка биполярных электродов в ряду в раме. Электролизер может быть выполнен и.в варианте, когда рамы 2 заделаны, в стенки цельного корпуса 24 электро.лизера, а электроды 8 размещены в установочных пазах стояков этой рамы. Возможно комплектование электродов 8 в рамах 2 отдельно от корпуса с последунэдей их сборкой с царгами по принципу фильтр-пресса. Вывод катодных продуктов электролиза может быть осуществлен и через один из крайних или оба крайних стояка 12 при помощи патрубка 25, авинченного в бобышку 26 в тепе электрода до упора с Фланцем 27.

1.ДИАФРАГМЕННЫЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ, содерж ций нонополярные и биполярные электроды с катодными и анодными элементами « закрепленными на протдвоположных сторонах токораспределительной основы, образующей с катодными элементами и нанесенной на них диафрагмой сборник катодных продуктов. и царги, герметично стягивающие между собой электроды, отличающийся тем,что, с целью повышения мощности электролизера и обеспечения возможности замены электродов без раэборки электролизера, он снабжен корпусными рамами с верхним проемом и размещенными на их внутренней поверхности установочными пазами для токораспределительньк основ электродов, основание корпусной раMfct выполнено полым и снабжено сквозными прорезями на торцах и в месте вывода катодных продуктов из сборника. 2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что корпусная рама снабжена одной или несколькими (Л вертикальными перегородками. Т т

V

15

П

У

/7- /7