Электролизер для получения летучих гидридов Советский патент 1982 года по МПК C25B9/20 C25B1/00 

(5) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕТУЧИХ

1

I Изобретение относится к устройствам для осуществления электрохимического синтеза, в частности для получения летучих гидридов, в том числе арсина, германа и селеноводорода, используемых в технологии производства веществ высокой чистоты.

Известен монополярный электролизер для электрохимического синтеза арсена, включающий корпус с крышкой, д горизонтальный донный катод, анод расположенный параллельно катоду на некоторой высоте от него l.

Недостатками данного электролизера является низкая производительность 15 устройства и невысокая чистота арсина, что вызвано отсутствием диафра)- мы, в результате чего происходит загрязнение арсина кислородом.

Известен электролизер фильтрпрес- JO сного типа, включающий концевые монополярные -электроды с размещенными между ними биполярными электродами, образующими электролитические ячейки.; ГИДРИДОВ

снабженные устройством для вывода гидридов, и каналы для сбора гкдриА°«Г2., , ,.

Недостаток известного устройства г

невысокая чистота получаемых гидридов.

Цель изобретения - повышение чистоты получаемых гидридов.

Указанная цель достигается тем, что электролизер для получения летучих гидридов фильтрпрессного типа, включающий концевые монополярные элек роды с размещенными между ними биполярными электродами, образующими электролитические ячейки, снабженные устройством для вывода.гидридов, VI каналы для сбора гибридов, снабжен камерой охлаждения, размещенной между, электролитическими ячейками и каналом для сбора гидридов, устройства для вывода гидридов выполнены в ей- де труб и установлены в камере охлаждения, а каждая электролитическая ячейка снабжена теп.пообменником в виде змеевика, соединенного с камерой охлаждения. На фиг. 1 изображен электролизер, общий вид; на фиг. 2 - рамка электролизера; на фиг. 3 - электролизёр, , изометрия. Электролизер для получения летучих гидридов состоит из набора рамок 1, образующих либо катодную 2, либо анод ную 3 ячейки, разделенные между собой ионообменной мембраной Ц, токопроводящих монополярных электродов 5, биполярных электродов 6, герметизирующих прокладок 7, теплообменников в виде змеевиков 8 и камер 9 охлаждения Рамка 1 состоит из корпуса 10, патрубков ввода реагентов 11 из соседней рамки и выбора продуктов 12, штуцера ввода 13 и вывода If хладагента штуцера 15 вывода гидрида, газосборного пространства 16. Камера 9 охлаждения состоит из труб 17, газосборного пространства 18, рабочей камеры 19, емкости 20 между патрубками, которая ограничена сверху и снизу пласт нами 21 и 22, а с боковых сторон пластинами 23. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Хладагент из штуцера 13 поступает в емкость 20, охлаждая при этс поверхности пластин 21 и 22 и труб 17, затем в конце полости сливается во входной штуцер змеевика 8 и поступае в змеевик В. Гидрид, образующийся в катодной камере, поднимается в верхнюю часть ра и достигает камеры 9 охлажде- чистоте германа. . Очистка с помощьюПримеси ..-., устройства --- - --Г-Т-- I ----------у--: г Метан Этан Этилен Пропилен | Сероводород Известного 2,-10 1,ООО 5-Ю 0, 6,2-10- Предлагаемого Ц-W 1 ,0-1 о 3,3-Ю 2,7-10 -. 3,0-10 . .IT а б л и ц а 2 Очистка с помощью Примеси устройства Метан Этап Пропилен Сероводо- Этилен Известного 4,1-10 2,2.-10 Г, 5,10 З-Ю Предляг;земого 3,8-10 1,4;10 , 3, -10 2,0-10 ния. При этом, наиболее крупные капли . аэрозоля электрол1 та интенсивно конденсируются на поверхности пластины 22. Далее гидрид проходит через трубу 17 а газосборное пространство 18 (при этом в трубках конденсируется средняя фракция аэрозоля) и накапливается в нем. Так как гидрид обладает значительным удельным весом, он растекается по поверхности верхней ограничивающей пластины 21, на которой происходит конденсация наиболее мелкой фракции аэрозоля электролита и паров. Поскольку при синтезе гидрид образуется постоянно, этот процесс непрерывен, т.е. все новые и новые порции гидрида подвергаются очистке, а очищенный гидрид отводится из электолизера через штуцер 15. В известных конструкциях очистки от паров и аэрозоля электролита используется принцип абсорбции на влаЖ- . ной или омываемой поверхности. При этом происходит дополнительное загрязнение гидрида сорбентом, кроме того, часть гидрида, растворяясь в сорбирующей жидкости (сорбенте), теряется безвозвратно. Это, в свою очередь, снижает чистоту гидрида более чем на порядок (см. таблицу) и повышает опасность процесса (гидриды высокотоксичны) . В предлагаемой конструкции использован принцип конденсации. В табл. 1 приведены данные по чистоте ар1сина, а в табл. 2 - данные по Т а б л и ц а 1

Из табл. 1 и 2 видно, что синтез летучих гидридов в предлагаемом устройстве позволяет повысить чистоту продукта на порядоки более по сравнению с синтезом, проведенным в извеном устройсУве.

Формула изобретения

Электролизер для получения летучих гидридов фильтр-прессного типа, включающий концевые монополярные электроды, с размещенными между ними биполярными электродами, образующие электролитические ячейки, снабженные устройством для вывода гидридов, и каналы для сбора гидридов, о т л ичающийся тем, что, с целью

повышения чистоты получаемых гидридов электролизер снабжен камерой охлаждения , размещенной между злектролити ческими ячейками и каналом для сбора гидридов, устройства для вывода гидридов выполнены в виде труб и установлены в камере охлаждения, а каждая электролитическая ячейка снабжена теплообменником в виде змеевика, соединенного с камерой охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 1375819, кл. опублик. 12.04.21.

2.Якименок ji.M, и др. Электролиз воды. М., Химия, 1979, с. 177-180.

I / / /

Р

9 1 / Т Т

а

п

.

№

/V

Фил-З