Электролизер Советский патент 1980 года по МПК C25B9/00 C25B11/02 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР

Изобретение относится -к электрохимической иро,мышленности, а именно к электролизерам для электролиза растворов хлоридов металлов.

Известен электролизер, содержащий множество анодных элементов, установленных на днище электролизера, и катод со Множеством катодных пальцеобразных элементов, выполненных из стальной сетки.

Анодный элемент состоит из двух титановых сеток, ,между которыми лроходит токоподвод.

В днище электролизера выполнены отверстия, в которые вставлен нижний конец токолодвода.

Пластины анодного элемента и бо.ковые стенки катодных элементов распололсены вертикально и параллельно друг другу I.

Наиболее близким решением к .изобретению является биполярный электролизер, содержащий биполярные электроды и царги, Составляющие корпус электролизера, а также концевые катодный ,и анодный электроды. Биполярный электрод содержит токораспределительную несущую основу, с одной Стороны которой закреплены анодные элементы, а с другой - катодные элементы. Анодные элементы вьшолнены из двух вертикально расположенных титановых сеток, скрепленных армирующими деталями.

Сетки расположены иод углом друг к другу и анодный элемент .имеет клиновидную форму. Катод выполнен из стальной сетки, натянутой на каркас так, что образуется ряд катодных пальцеобразных элементов.

Боковые стенки каждого катодного элемента расположены вертикально и под углом друг .к другу. При этом каждый катодный элемент имеет клиновидную форму.

10

При монтаже электролизера катодные элементы одного билолярного электрода расположены между анодными элементами соседнего биполярного электрода.

Благодаря клиновидной форме анодных

15 и катодных элементов титановые сетки анодных элементов и катодные пальцеобразные элементы расположены параллельно друг дру,гу 2.

Таким образом, в известных электроли20зерах независимо от их типа ,и различия в конструкциях пластины анодных элементов и боковые стенки катодных палгуцев расположены параллельно друг другу.

Недостатком известных электролизеров

25 является неравно.мерная электродная плотность тока, что приводит к снижению выхода ло току и увеличению напряжения на электролизерах.

Неравномерная плотность тока вызыва30ется увеличением газонаполнения электролита снизу вверх л увеличением солротивления прохождения тока ло титановому аноду от места подвода тока .к противоположному концу анода.

Целью изобретения является уменьшение напряжения на электролизере и увеличение выхода :но току.

Указанная цель достигается тем, что в электролизере, содержащем аноды со множеством анодных элементов, .каждый из которых включает металлическую пластину или плоскую металлическую сетку, прикрепленную с одного конца к токоведущей 0:снове, и катоды со „множеством пальцеобразных катодных элементов, .каждый из которых включает боковые стенки, выполненные из перфорированного металлического листа или металлической -сетки, лластины или сетки анодов и боковые стенки катодных элементов расположены под углом друг к другу и с у.меньшенлем расстояния межд}ними в направлении от закрепленного конца пластины или сетки анода к ее незакрепленному концу.

В .моно.полярных электролизерах с креплением анодных элементов на токоиодводящем днище целесообразно анодные элементы выполнять из двух лластин, жестко скрепленных армирующими деталями и расположенных лод утлом друг к другу так, чтобы анодный элемент имел форму клина, расширяющегося снизу вверх.

Катодные пальцеобразные элементы в этом случае содержат две параллельные вертикально расположенные сетки.

Благодаря этому расстояние между пластинам.и анодного элемента и бо.ковыми стенками катода уменьшается снизу вверх.

Анодный элемент, выполненный из двух пластин или сеток, может быть снабжен клиновидной вставкой, установленной с возможностью перемещения, раамещенной между пла.стииами .или сетками в их незакрелленном конце, и поперечной вставкой, жестко связывающей пластины или сетки о.коло их заКрепленного конца. Такой анодный элемент может быть также стягивающей пружиной, размещенной между пластинами ,или сетками в их средней части.

В биполярном электролизере целесообразно катодные пальцеобразные элементы выполнять в форме клина, -сужающегося от такораспределительной основы, к которой прикреплена катодная -сетка, к токораспределительной основе соседнего биполярного электрода, иа котором .закреплены анодные элементы.

Анодные элементы выполняются из двух параллельно расположенных пластин. Пр.и таком выполнении анодных элементов и катодных элементов расстояние между пластинами анодных элементов и боковыми стенками катодных элементов уменьщается

от места крепления анодного элемента к токораспределительной основе .к его противо.положному концу.

Возможен -варлант, когда боковые стенки катодното элемента выполнены параллельно друг другу, а анодный элемент выполнен в форме клипа, расширяющегося от места крепления лластии анода.

Возможен также вариант, .когда лластины анодного элемента выполнены в форме расширяющегоея клина одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях.

При этом расстояиие между пластинами анодного элемента и боковыми стенками катодного элемента уменьшаются одновременно снизу вверх и от места крепления пластин анодното элемента к их иротивоположному концу.

На фиг. 1 изображеи монополярный

электролизер, иоиеречный разрез; на ф.иг. 2 - вариант выполнения анодного элемента с изменяемым углом на.клона пластин, используемый в монополяриом электролизере; на фиг. 3 - верхняя часть анодного элемента, изображеино:го на фиг. 2; на фиг. 4 - электрол.изная ячейка биполярного электрол.изера с конуеными .катоднымл пальца.ми, вид в плане; на фит. 5 - то же,

с конусными анодными элементами.

Монополярный электролизер (фиг. 1) имеет корпус /, днище 2 и :крышку 3. Между корпусом / (И днищем 2 расположена герметизирующая изоляциоиная прокладка

4, а между крышкой 3 и корпусом / уложена уллотнительная лрокла.дка 5.

Анодные элементы .6 имеют токоподвод

7и рабочие части в виде перфорированных лластин 8 ,и 9, на которые ианесена активная -масса.

Катод электролизера выполнен из стальной сетки, натянутой на каркас таким образом, что образует катодные пальцеобразные элементы 10 с боковыми стенками // и 12.

Пластины 8 .и 9 анодного элемента б расположены лод углом :к боковым стенкам J1 и 12 катодных элементов 10.

В варианте выполнения анодного элемента с регулируемым наклоном пластины

8-к 9 соединены у нижнего края полеречной планкой 13.

В средней части .между пластинами расположена стягивающая пружина 14. У верхнего края одной из иластии имеется отогнутый выступ 15.

Клиновидная вставка 16 снабжена впадинами 17 и расположена между лластинами 8 и 9.

При монтаже эле-ктрол.изера пластины аиодного элемента стянуты пружиной 14, .как показано на фиг. 2.

Благодаря этому за.зор между .пластинами анодного элемента и боковой поверхностью катодных элементов увеличен, что

облегчает установку катодного блока на анодный блок.

После установки катодного бло,ка .между анодными пластинами 8 я 9 помещают -клиновидную вставку /б и вводят на такую глубину, чтобы анодны-е пластины заняли нужное положение.

Изображенный на фЕг. 4 (биполярный электролизер содержит биполярные электроды }8, концевой анодный электрод 19 и концевой жатодный электрод (на чертеже не показан).

Корпус электролизера образован титановыми цартами 20.

Титановые царги 20, биполярные электроды 18 и монополярные концевые электроды стягиваются между концевыми опорными плитами 2J шпилькам,и 22 в единый комплект.

Биполярный электрод 1,8 состоит из несущей токоподводящей основы 23, с одной стороны которой закреплены анодные элементы 24, а с другой - катодный блок с катодными пальцеобразными элементами 25. Анодные элементы 34 содержат две перфорИрованные сетки 26 и 27, расположенные параллельно друг другу.

Катодный блок выполнен из металлической сетки, натянутой на каркас.

Каркас выполнен таки/м образом, что катодные пальцеобразные элементы имеют форму клина с боковыми стенками 28 и 29. Благодаря этому -при совмещении анодного и катодного комплектов пластины анодных элементов и -боковые стенки катодных элементов расположены под углом друг к другу и расстояние между ними уменьшается ог места крепления анода к его незакрепленному конщу.

На фиг. 5 изображен вариант .выполнения биполярного электролизера.

В этом варианте сетки 26 и 27 анодного элемента 24 расположены под углом друг к другу, образуя анод клиновидной формы, а боковые стенки 28 и 29 катодных элементов 25 расположены параллельно друг другу.

Конструкция анодов и катода, обеспечивающая такое взаимное расположение анодных и катодных рабочих поверхностей,

позволяет уменьшить напряжение на электролизере.

Например, если в известной конструкции монололярного электролизера напряжение при ПЛОТНОСТИ тока 1400 а1м. составляет 3,5 В и выход по току 96%, то в предложенной конструкции при тех же условиях напряжение составило 3,3 В, а выход по току 96,5%.

Формула изобретения

:1. Электролизер, содержащий аноды со множеством анодных элементов, каждый из которых включает металлическую пластину или плоскую металлическую сетку, прикрепленную с одного конца к токоведущей основе, и катоды со множеством пальцеобразных катодных элементов, каждый из которых включает боковые стенки, выполненные из перфорированното металлического листа или металлической сетки, отличающийся тем, что, с целью снижения напряжения на электролизере и увеличения выхода по току, пла1стины или сетки анодов и боковые стенки катодных элементов расположены под .углом друг к другу и с уменьшением расстояния между нимл в направлении от закрепленного конца пластины или сетки анода к ее незакрепленному концу.

Нсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

.2. Патент Англии № 1374183, кл. С 7 В, опублик. 1974 (прототип). ,,,,,у I ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.

///////л 1/У //х////////////хх///,;

I Й