RU237U1 - Электролизер - Google Patents

Abstract

1. Электролизер для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов, включающий анодный комплект, скрепленный с несущей токоподводящей основой с зазором между анодами в рядах, катодный комплект в составе корпуса катодных элементов в виде полых сплющенных коробов, выполненных из перфорированных металлических пластин или сетки крышку, устройство для ввода и вывода рабочих сред, электрическую обвязку, отличающийся тем, что катодный комплект снабжен периферийными токонесущими рамами, приваренными по периметру стенок катодного комплекта, токоподводящие шино-катодных элементов электрически и механически скреплены с токонесущими рама ми, в зазоре между анодами в ряду размещен дополнительный анод.2. Электролизер по п.1, отличающий тем, что периферийные токонесущие рамы выполнены в виде отдельных планок, скрепленных со стенками корпуса.3. Электролизер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в стенках катодных элементов выполнены по всей высоте углубления .4. Электролизер по пп. 1-3, отличающийся тем, что один или несколько катодных элементов выполнены с герметичны разрывом по всей высоте.5. Электролизер по пп. 1-4, отличающийся тем, что в одном или нескольких рядах анодного комплекта аноды смещены по отношению к анодам других рядов и размещены в ряду с большим шагом.6. Электролизер по пп. 1 5, отличающийся тем, что аноды в контактной части имеют кроме основных одно или несколько дополнительных отверстий для крепления на токоподводе.

Description

330 / МУ-/М

, , r-,y.

алжтшзЁР

1К лезиая недель отявоктея к об&| д «анию дня врвизводcTia шярше, xjiofa и fipii e эл шгрвлязем растворе хлвр1Д б метаялвв

Иэвесфея ®дв1ет)ршшз даа ашвтшго типа, анддинй кю111ле1Е7, кжрвднмй бд«к, «рющуг эле1ЕФ Р ееше шиш к 7ехнол«гичее1дгв 9бвяз. ROirasei сущую «ciiBBy и гр|уш1(у ан9д«в в бБф«двлен1 0м nef ядкб С1фш1ленних механически и адекф ричеекк с указашюй есневей. Днеди выпелнени из )ф рн р9вашшх тифаневш: лисФев с а1е7ивир«ванней ра($е«{ей певерхнестью, за1фе11лешшх певарне на бшюталлн еских /титан 1шда/ сте|ржм11Х, педведяцшс к шш TOE. В сбере указанные отеуянн яранизывают асшву кешшекта и rej n aaMpyiiTCH извне пракладку и скрешишщуя Теюведвед к стержням осуществляемся через есшву, кетерая ебщей штей.

КатедннЙ блек еестект из металлическеге корпуса, еткры теге сверху и снизу и электртевя и 1юханичееки скрепленных с ere стшшами аелих катедных длше1 в, выаелненнух из металлив скей сетки или п р$ер1реваш1ш: ияаетин и раамецмшух в евределеннем 1шрядке . Шдвед теха к 1жгедщш1 эленюнтам осуществляется через кероус вину стенки и каркасф катодных эл 1ентов. Вся рабочая поверхность 1 тодного

ШШ 5 С 25 В

G В 11/02 С as В 1/46

блока шк ртааефся фильтрующей .

ывка имеет хупелоебразк } ферщг и ге1шетиш{е стыкуйся е катодным блоком. 3 крышке вшюлне1ш штуцера ддя «вода электролита я вывода анодкш: itpo QfKTOB электролиза. В катодном блоке имеются штуцера для повода катодшлх продуктов электролиза /книга В.М.Зимина и др. ХлорШ1е электролизу ., Хишя, страницы 94-95/.

Известен еще один электролизер для получения хлора и щелочей диафрагмешши способом, соде кащий а1юдный комплект, катодный блок и кры&ку. /Авторское свидетельство СССР 1 554314/. Анодш1й комплект состоит из од1юго или неекольких известных анодов, напрше, типа OFTA, электрически скрепленных с токонесущей основой через контактшю пленки и винтовые стяжки. В р|щу аноды размещены с зазором ме91ЕДу собо, предназначеннш для аноатта. Катод Шй блок вшолнен из нескольких рядов карщратобразшлк сетчатых катодных ал юнтов, электрически и мехашчески скрепленных изнутри к стенкаам корпуса и разделеюшх общим проходом. рьшка куполообразная, выполненная из любого, стойкого к средам npoia ca мате ртала. Все части электролизе герметично стянуты друг с другом по периметру прилегания через прокладки и В1|№ш. foK подводится к катодно1|у блоку общую корцусную шину, а к а{мдном|у комплекту через общую их основы. Электролизер снабжен известшош устройствами для ввода и вывода рабочих сред.

Недостатком конструкции извест1шго электролизера является то, что все катодаше элект ||чески и ме иуоргески скрепле{Ш сваркой со стенками . Поэтому, выход из строя катодной сетки требует шюны всего кйтодного блока вместе с корпусом, срок службы которого наавюго превышает время пригодности к использованию сетчатых катодных элемешгов. Повторное использование керцуса невозможно. Наводораживание внутренней поверхности стенок корпуса и обрета 1ая иш в ходе эксплуатации каустическая зфупкость иешшчавт привару к ним с внутренней стороны 1ювых катоднык 1 леме1ггов, а следовательно и осуществление надежшго катодного токоподвода. 3 результате

рабочий прибег клх9К т& конидекса Ехрактичеекн со ф8щае7ся вдтее fit еовтхететвешт, мзнккный оъш1 с алектрАПизера в целом.

йвебх9Д1111 сФ& С1д 11леш1я каркасе катедашх элт1енте со стешеами карцуса щт яемвв сварки, сх1шей фФкераспределеш1я в ка роднем 1е91шлбксе язвосфнего электролизера чрезшлtmlliio осложшюФ процесс изготовлешя электролязера, Ф.к. зона СВ1ФКИ охазнва ся в , Фрудиодостуояом miere я качество сваршос швов получается низким. С этим связаш оюгаеекие пефе шшряжения в известном элеггролизере. К кггим недоетатком из- вестиого электролизера являются наличие зазоров мецд; а1юдами в кащщом ряду, что сокращает анодную рабочую воверхиосТь и cmiжает полезннй съем продукции с заюпюемой площади производства.

Задачей 8ре;длагашюй полезай модели является увеличе1те 1Ереизведитель 1ости электролизера и удояьяого расхода электреэшриш. Эта задача рекается теп, что катодннй комплект электролизера снабжается но периферии токонесу ф1ми рамми, электрически соединешшми с виеияей катодной шиной, а В11утрен Ш1 о токоподвода катодннх элементов электрически скрешЕены с указанными токонееуг|ши рашиш, в зазоре меяду анодами в рящу размещен дошмшителышй анод.

Номым в 1р«|длагаемой конструк19Ш электролизера является то, что катодний комплект включает в себя 11е шферийН11е токорасвроде рамы, электрически соединеншю с оСЦей внешей яиной, а текояодводы катодных эл юкгев электрически и {шхатчески скреплены только с периферийншш токорас 1редеяятельны10 jnoiaifii, стешси корпуса катодного блока, а аноды в рядах разаеещены лишь с монташож зазором.

Преицуцества такой кОнструкщи заключа1крся в том, что катодюю ®neiKi№su в сборе освобозедешл от традщдаонных внутренних электричесю{х и механических дреплеш1й к стешяш ко|руса, неизбежных в известннх злектролиэ и, блшодаря eiQr могут евободио устанавливаться в него iq , или вынштться из неге яри peMOi ax или аолной замене. 6 результате, при вшседе из строя

, . .,,

eTjQTKTyjp /еегха, листи Ш1Т9Д1шх эле ыеятп/ 07{пдае1р 11е9бх0д{ 11 оть срезки вну решшзс ооедмне й кат днегд кдшшек а с стшлеамш е нш;збешш9й и г и а также с аневи ся шезмежнын щредяение padetiero эяе ет {|эера за сче швтершге неоельзэзамяя керпзгеа катедЕЮге кешшекфа. Отшщает неебхехююе ь и в приведении вну решшх еваречных рабе дяя пев еряеге с}среше 111я текепедвддев и кафкаевв кафедншс элементов ест с ешш1ю в условиях их 1 авед вреживания и {саустическей хрупкесфн. Доетигашюе п яредяение срока службы есневных частей @ле1е7р9лизера на 304 везвелявф сеетвефствегшо увеличить съем продукции с единицы устаневле Ш0ге дберудевания, секратмть расходы пл завяну ei Biioro оборудования, уменьшить т дозатратм я 1,5 раза. того в йввом длектролизере уменьшается иа 4-5 и удельШ1Й расход @лектра@1«ергш1, т.к. в нем исюшчены оии юски® потери нааряжемия в щрут&кут&чтзх. контактах мещу текоподводами катодных акемеятов и стенками корщуса, имекиршсл в@ всех известшзх электролизерах. Нсклочение свароч1ш-рагре80ч1шх paigoT в труд1Эддостуяшк в гтренних полостях электролизера зна штельно ynpooi T 8 удешевляет его изготовление и ремоятн.

Размецеиие дополнительного анода в зазоре неяду анодами в pjn увеличивает электроде поверх1юсть и соответственно иоцшсть дле1стролиз« а. Применителы к прототипу ато увеличение мощности составляет 20«.

Дяя улучшения внутренней циркуляции электролита в электролизере аноды од1юго или нескольких смеще1Ш етшсительно анодов других рядов и размещегш с большим вагом /фиг, 10/.

Д|ш обеспечеШ1я воз1шш%сти за1феплеш1я анодов на токоподводщей основе аяодтго кюшЕвшета со CMe eiaieM и большш шагом по сравнение с их стандартшш положением в остальных рядах все аноды а1шдаого ктшлекта /в целях уш1(р|ка1ри/ имеет в контактной щьстм одно или несколько дополнительных отверстий.

Конструкция liOBoro электролизера представлена на фиг. -.1-10.

inr.I « 0бщ| с чаетнын , щэрезом вид.

Фиг.2 - дбщяй {{д е пдвереш разрезом.

%i.3 - кжгфдшй ееш1Лвк вид с хнрезон.

iiir.4 - катодный кемояект вид cBejpxy.

iiir«5 хорпуе-акеэшиетрш

iiir.6 а11вд шй кдмплек вид сбв.

Фиг.7 - анедршй когшлек шщ вверху.

г.З - катодный с шяфямдй ддя щрвудящт.

Фиг.9 - катодный алеиви с дкя ц|19к; Я1ЩИ11

iar.IO - ш едщ1й коюшект с | азршюм д$л .

Конструкция электрддязера вюоЕташ в ашдный комплект« катодный блок, хрыш /фиг.фигЛ- /. Дноднмй кош1ле1ет составлен из токонесущей «сновм I, вмя@лненкой из .го iiaTeiniaла /титан, биметаллы алшшний-титан, сталь-титан и др./ снабжешюй Ш1ШЙ 2 и контактншш плаикаию 3, и комплекта анодов 4, на фимер, Фняа OFTA, схрешгекшнх редаш; электрически и механически с {шанкаш 3. Катодн1 й бл9 счетом из набора па раллелышк; коробкообразных катзднш: ©лемеш ов 5, змиолнешшх из металлической /сталь, медь, и др./ сетки или яерфор1рован шх ПЛ1ЮТИН. като|ршс элементов 5 рагмшценн токоподводы 6 из стали или цеди, электрически С1феш @шше с телом ка тодных . По верхнему и п тштршс катодного бло ка разм«ще1ш токоне ще рамм 7 и 8 вмполиешше из стали или меди или биметалла сталь-шдь. С ранами 7 я 3 електричесш и механически скреплены токошдводв б катодпюс зл юнтов и кромки стенок KopiQTca катодного блока Все казанюю соединеш1я преин -ществешш кшолняются я; яош свар1ш. Ignore 9 та1тодного блока вы1ЮЛ 1ен в виде короба, отк|Ид1Того сверху и снизу обычно из сталиД; или ji yroro 11одх(дящего материала. Корпус 9 снабжен jQiiWft 10 И жгуцершш II и 12 для тшода продуктов электролиза, наарим, и щелочи.

3 рабочш состояши к® есущив ра1Ш 7 и 3 соеди шны герметично с i paycoM по верящему и 1шжне1ог перимет; щил помоир открытого сварного шва, доступного для удаления шш оовторшго 11айюсеш1я вне зошя наводороживания или каустического насыщения

стенок тжуха. Кршиса 13 1куа9Ж9б лап пшюлнена из дю бег«, с йкдГ9 к среде /напртсер, хжеру и амеяяту/ материала. Кршжа 13 снабжена ятуцеракш 14 для ввода 8лект|юл11тай15 : двя вывода а одного , напроюр, хлоргаза. Все стыки анодшш If катедшш RoiimieKtaiffi и шшой уяяетшются ге етичне хцрокладкэг 1в и виитовув стяжку 17.

В констрзгкции 11| едяагае11еге нового злектролизера дяя решения задачи полезши видели воз1ЮЖ1Ш варианты иоголнения отдельных узлов и деталей Дяя дополйительмой циркуляции элек тролита в стенках катодшх @лш1ентов выполнешг ш всей высоте углубления 18 лвбо конфигурации /фп.6/. Дгш тех же целей один или несколько катодных элекентов вшюлнеш по всей вшготе с разрывом 19, делящей @ле1шнты на отделыше герметичзд1е части /фиг.9/. Эти устройства wfif необходимости могут компенсировать свободное щ остранство циркуля1щонш1х зазоров в котором размещен дополнительный анод в каждом рдду а1 одного комплекта. Вместо рамок /7/ и /3/ могут быть плаши.

Itomax @лек1 лизера производится следующим образом: - аноды 4 электрически { соединяются к планкам 3 анодного комплекта. На рабочую поверхность катода известшпш способами наносится ди;М1рагма катодный «бшше уст1шавливается на токонеays основу I анодного кошхлекта и уплотняется с нею через 19окледку и cTHXicy. Затем устанавливается irputKa 13 на катодный комплект и также ушотняется с ним через прокладку. Далее производится установка электролизера на рабочее место и обычная его технологическая к злектричеекая обвязка.

Claims (6)

1. Электролизер для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов, включающий анодный комплект, скрепленный с несущей токоподводящей основой с зазором между анодами в рядах, катодный комплект в составе корпуса катодных элементов в виде полых сплющенных коробов, выполненных из перфорированных металлических пластин или сетки крышку, устройство для ввода и вывода рабочих сред, электрическую обвязку, отличающийся тем, что катодный комплект снабжен периферийными токонесущими рамами, приваренными по периметру стенок катодного комплекта, токоподводящие шино-катодных элементов электрически и механически скреплены с токонесущими рама ми, в зазоре между анодами в ряду размещен дополнительный анод.

2. Электролизер по п.1, отличающий тем, что периферийные токонесущие рамы выполнены в виде отдельных планок, скрепленных со стенками корпуса.

3. Электролизер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в стенках катодных элементов выполнены по всей высоте углубления .

4. Электролизер по пп. 1-3, отличающийся тем, что один или несколько катодных элементов выполнены с герметичны разрывом по всей высоте.

5. Электролизер по пп. 1-4, отличающийся тем, что в одном или нескольких рядах анодного комплекта аноды смещены по отношению к анодам других рядов и размещены в ряду с большим шагом.

6. Электролизер по пп. 1 5, отличающийся тем, что аноды в контактной части имеют кроме основных одно или несколько дополнительных отверстий для крепления на токоподводе.