Электролизер для электролиза под давлением

 

Изобретение относится к конструкциям электролизеров и может найти применение в электрохимическом производстве и других областях химической промышленности. Целью изобретения является снижение энергетических затрат и уменьшение степени пенообразования. Электролизер включает корпус 1, окруженный рубашкой теплообменника 3, электролизную камеру 4 с дуговыми щелями 6 и продольными щелями 7, окруженную чехлом 8, графитовый анод 10, полукольцевые и кольцевые катодные элементы 11 и 12, фланцы 14, 15 и 16, конические кольцевые прокладки 17, полукольцевые и кольцевые прокладки 18 и 19 П и Г-образных профилей соответственно, прокладки 20, 21, пружины 23, штуцеры 24, газоотводящие штуцеры 26. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

> г, .,,,,, >, " д В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3779547/23-63 (22) 13.08.84 (46) 07.06.90. Бюл. Р 21 (71) Институт ядерной энергетики

АН БССР (72) В.В.Романовский, В.Д.Поздняков, В.А.Свиридов и А.И.Ахапкин (53) 621.321(088.8) (56) Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. — H. Химия, 1974, с. 127,135.

Авторское свидетельство .СССР

Р 1084340, кл. С 25 В 9/00, 1982.

I (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА ПОД

ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к конструк„„80„„1569353 А 1

2 циям электролизеров и может найти применение в электрохимическом производстве и других областях химической промышленности. Целью изобретения является снижение энергетических затрат и уменьшение степени пенообразования, Электролизер включает корпус 1, окруженный рубашкой теплообменника 3, электролизную камеру 4 с дуговыми щелями 6 и продольными щелями 7, окруженную чехлом 8, графитовый анод 10, полукольцевые и кольцевые катодные элементы 11 и 12, фланцы 14,15 и 16 конические кольцевые прокладки 17, полукольцевые и кольцевые прокладки

18 и 19 П- и Г-образных профилей соответственно, прокладки 20,21, пру- Ж жины 23, штуцера 24, газоотводящие штуцера 26. 2 ил.

1569353

Изобретение относится к конструкциям электролиэеров, используемых в электрохимических производствах водоро1«а, кислорода, хлора и щелочей, а

5 также может найти применение в области производства водорода и кислорода в термоэлектрохимических комбинированных циклах разложения воды, например для электролиза щелочньгх раст- 10 воров йодида калия с получением йодата,:калия и водорода.

; Целью изобретения является снижение энергетических затрат и уменьшение ст пени пенообразования. 15

На фиг. 1 показан электролизер, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг. 1.

Электролизер содержит корпус 1 с направляющими пазами 2, окруженный,ру-20 балтикой теплообменника 3, электролизну о камеру 4 с наружными горизонталь-, ныМи перегородками 5, дуговыми щелями 6 и продольными щелями 7, окружен ную чехлом 8, элементы 9 крепления чехла, графитовый анод 10, полукольцевь1е и кольцевые катодные элементы 11 и 12, соединенные несущими токоподводящими шпильками 13, фланцы 14- 16, конические кольцевые прокладки 17, полукольцевые и кольцевые прокладки 18 и 19 и П- и Г-образных профилей соо<<ветственно, прокладки 20-22, пружинь| 23 сжатия, вводные и выводные штуudpa 24 и 25, газоотводящие штуце— ра 26. 35

Электролизер работает следующим образом.

Тканевый чехол 8 окружает электро-лизную камеру 4 и укреплен на горизонтальных перегородках 5 с помощью элементов 9 крепления чехла. 1 1ежду дисками графитового анода размещены полукольцевь<е прокладки 18, а на его торцах — кольцевые прокладки 19, на которые установлены полукольцевые и кольцевые катодные элементы 11 и 12.

Электродную сборку размещают в электролизной камере 4, Конические концевые части графитового анода уплотняют с помощью кольцевых прокладок 17 50 посредством фланцев 16 с использовани-. ем пружины 23 сжатия.

Наружные горизонтальные перегород.к<я 5 устанавливают и уплотняют досрецс гвом прокладок 22 в направляющих па- 55 .зах 2 корпуса 1, снабженного выводными штуцерами 25 °

Уплотнение электролизной камеры 4 и корпуса 1 обеспечивают фланцами 14 и 15 через уплотняющие прокладки 20 и 21, причем фланцы 15 снабжают вводными для электролита штуцерами 24 и газоотводящими штуцерами 26.

По коллекторам ввода и вывода,образованным трубчатым корпусом электролпзной камеры 4, корпусом 1 и горизонтальными перегородками 5, через тканевый чехол 8, щ<ели 6 и 7 перфорации электролит вводят и выводят в межэлектродное пространство параллельно электродным поверхностям.

В электролизере предусмотрена как естественная циркуляция эа счет газли<рта, так и принудительная циркуляция электролита.

Образующийся при электролизе газ через продольные щели 7 перфорации и чехол 8 поступает в свободный объем коллектора вывода и далее через штуцера 26 отводится к потребителю.

Электролизер предлагаемой конструкции изготавливают и испытывают в лабораторных условиях. Корпус 1 электролизера изготавливают из органического стекла, он не окружен рубашкой теплообменника с целью обеспечения визуального наблюдения за процессом электро\ лиза.

С этой же целью из органического стекла изготавливают также электролизную камеру 4. Фланцы 14-16 и соответствующие им штуцера, несущие токопод-, водящие шпильки 13, штуцера 25 выполняют из нержавеющей стали, Анод изготавливают из графита, а катодные элементы 11 и 12 - из пористого (35-40X) никеля.

Полукольцевые и кольцевые прокладки 18 и 19, уплотняющие прокладки

20-22 выполнены из фторопласта-4. В качестве тканевого чехла используют хлориновую ткань.

Основные узлы электролизера имеют следующие размеры, мм: графитовый анод — наружный диаметр 100, внутренний диаметр 25, толщина, элемента гребенки 10, расстояние. между элементами 10; число элементов 6; длина токоподводов 50; катодные элементы — наружный диаметр 103; внутренний диаметр полуколец 28 внутренний диаметр колец 34; толщина 2, конические кольцевые прокладки — максимальный наружный диаметр 38, минимальный внутренний диаметр 26; угол наклона к оси

5 град, длина 15, электролизная камера — внутренний диаметр 125 тол<цина стенки 3; ширина дуговых щелей 5. q 53 6 газонаполнения в межэлектродном пространстве.

Выполнение перфорации в верхней части электролизной камеры в виде продольных щелей и установка тканевого чехла (в качестве материала которого могут быть использованы наряду с хлориновой тканью для указанного процесса стойкие в данной среде асбест хризотиловый, графитовая ткань, полипропиленовая или пропиленовая ткань и др.) практически при том же коэффициенте гидравлических потерь напора электролита в верхней части электролизной камеры обеспечивают возможность перфорации камеры в виде отверстий, характеристические размеры которых значительно меньше минимальных размеров, которые можно выполнить в корпусе камеры сверлением. Это обеснечивает более эффективный отвод газовой фазы из области электролизной камеры, уменьшает степень пенообразования и приводит к снижению энергетических затрат при электролизе.

Электролизер для электролиза под давлением, включающий корпус цилиндри. ческой формы, фланцы, электролиэную камеру с перфорированной боковой поверхностью и электродную сборку с монополярным графитовым анодом,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и уменьшения степени пенообразования, боковая поверхность электролизной камеры охвачена чехлом из стойкой в среде электролита ткани, например хлориновой, причем в нижней части электролизной камеры выполнены дуговые, а в верхней части — продольные щели, 5 !5693 рина продольных щелей 4) число продольных щелей 11.

Предлагаемый электролизер, за счет использования хлориновой ткани, термофиксированной под напряжением, обес5 печивает снижение степени пенообразования в области электролизной камеры и области коллекторного.выпускного туннеля, обеспечив более эффективное отделение газовой фазы от электролита в области электролизера, создав практически полное устранение попадания пены в транспортные коммуникации но электролиту. При этом перепад давления электролита между входом и выходом аппарата уменьшается на

200 мм,вод.ст. по сравнению с известным.

При электролизе электролита,.ис- 20 ходный состав которого изменяется в пределах С„ = 290 + 300 г/л, рН 13,814,0, С с о = 2-3 г/л, температур ре электролита 70+0,5 С, плотности о тока на аноде 1000 А/м и давлении

25 в аппарате 202,6 кПа, напряжение электролиза равно 1,69 и 1,63 В в известном и в предлагаемом электролизерах соответственно, что обусловлено снижением степени пенообразования и

Э следовательно, степени газонаполнения в.межэлектродном пространстве электролизера.

Выполнение перфорации в нижней части электролизной камеры в виде дуговых 35 щелей и установка тканевого чехла позволяют создать более равномерное распределение потока электролита в сечении радиальных сужений анода, что при практически том же коэффициенте гид-. №О равлических потерь напора электролита в нижней части электролизной камеры обеспечивает устранение возможности образования в последней вихревых потоков, ведущих к повьппению степени 45!

Формула из об ретенич

1569353

Составитель 11.Поздеева

Техред Л.Сердюкова Корректор H.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор H.Ãóíüêî

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 1426 Тираж 541 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5