Биполярный электролизер с сепарационными перегородками

Авторы патента:

C25B9 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Изобретение относится к области электрохимических производств, конкретно к конструкциям биполярных электролизеров с сепарационными перегородками, используемых при получении хлора, водорода и щелочей. Изобретение позволяет упростить конструкцию электролизера при одновременном снижении токов утечки. Предложен биполярный электролизер с сепарационными перегородками, включающий набор бипо лярных электродов, каждый из которых выполнен в виде стальной рамы с перегородкой в средней части, снабженной штуцерами для подвода и вывода католита и анолита соответственно с катодной и анодной сторон, соединенными через фторопластовые соединительные трубки соответственно с верхними и нижними коллекторами, дополнительный электрод и ионообменную мембрану, а также токоподводящие шины. Электролизер снабжен дополнительным трубопроводом из диэлектрического материала, соединяющим переточные трубы, в котором размещена ионообменная мембрана, разделяющая анолмт и католит, а в анолитную переточную трубу помещен дополнительный электрод, соединяющийся проводником первого рода с токоподводящей шиной (положительной ). 2 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1724735 А1 (19) (11) (s1)s С 25 B 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4401769/26 (22) 01.04,88 (46) 07.04,92. Бюл. № 13 (72) В.B.Áàííèêîâ, С,B.Ñàâèíêîa, Э.Ф,Рябов и А.С.Горбачев (53) 621.317.729 (088.8) (56) Химическая промышленность, 1984, ¹ 11, с.37 вЂ” 40. (54) БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С СЕПАРАЦИОННЫМИ ПЕРЕГОРОДКАМИ . (57) Изобретение относится к области электрохимических производств, конкретно к конструкциям биполярных электролизеров с сепарационными перегородками, используемых при получении хлора, водорода и щелочей. Изобретение позволяет упростить конструкцию электролизера при одновременном снижении токов утечки, Предложен биполярный электролизер с сепарационными перегородками, включающий набор бипоИзобретение относится к электрохимическому производству, конкретно к конструкциям биполярных электролизеров с сепарационными перегородками, используемых при получении хлора, водорода и каустической соды.

Целью изобретения является упрощение конструкции электролизера при одновременном снижении токов утечки.

Поставленная цель достигается тем, что в биполярном электролизере с сепарационными перегородками, включающем набор биполярных элементов, каждый из которых выполнен в виде стальной рамы с перегородкой в средней части, снабженной штуцерами, штуцеры с катодной стороны соединены через фторопластовые трубки с нижним и верхним коллекторами католита, лярных электродов, каждый из которых выполнен в виде стальной рамы с перегородкой в средней части, снабженной штуцерами для подвода и вывода католита и анолита соответственно с катодной и анодной сторон, соединенными через фторопластовые соединительные трубки соответственно с верхними и нижними коллекторами, дополнительный электрод и ионообменную мембрану, а также токоподводящие шины. Электролизер снабжен дополнительным трубопроводом из диэлектрического материала, соединяющим переточные трубы, в котором размещена ионообменная мембрана, разделяющая анолит и католит, а в анолитную переточную трубу помещен дополнительный электрод, соединяющийся проводником первого рода с токоподводящей шиной (положительной). 2 табл., 2 ил. а с анодной вЂ” с нижним и верхним коллекторами анолита, коллекторы выполнены из диэлектрического материала и соединены соответствующими анолитными и католитными переточными трубами, Электролизер снабжен дополнительным трубопроводом из диэлектрического материала, соединяющим переточные трубы, в котором размещена ионообменная мембрана, разделяющая анолит и католит.

Переточные трубы расположены со стороны анода. В анолитную переточную трубу или в анолитную часть соединительного трубопровода дополнительно помещен электрод, соединенный с положительной токоподводящей шиной. Дополнительный трубопровод помещен в месте наибольшего сближения переточных труб.! !

4 Я ф

4д

1)»

1724735

На фиг. 1 изображен электролизер, общий вид; на фиг. 2 вЂ” схема распределения токов утечки.

Биполярный электролизер включает набор биполярных электродов 1 со штуцерами

2 для отвода и подвода электролита в ячейки, заключенных между катодным 3 и анодным 4, 5 монополярными электродами, верхние и нижние коллекторы католита соответственно 6 и 7 и анолита соответственно 8 и 9 из диэлектрического материала, фторопластовые трубки 10, переточные трубы католита 11 и анолита 12, соединяющие соответствующие верхние и нижние коллекторы, отрицательную 13 и положительную

14 и токоподводящие шины. Переточные трубы соединены трубопроводом 15 из диэлектрического материала, в котором размещена ионообменная мембрана 16 и дополнительный электрод 17, соединенный проводником 18 первого рода с положительной шиной.

Предлагаемый электролизер работает следующим образом.

К концевым монополярным электродам

3, 4 от токоподводящих шин 13, 14, подводят электрический ток. В анодную часть электролизера через штуцеры 2 вводят и выводят раствор хлорида натрия. В коллектор 8 выводят газообразный хлор и анолит, а в коллектор 6 вЂ” раствор каустической соды и водород. От дополнительного электрода

17, соединенного с положительной токоподводящей шиной 14, доля тока 19 течет по электролиту в коллекторах 8 и 9, а доля тока

20 вЂ” через мембрану 16 и католит (коллекторы 6 и 7). Ток 20 катодно поляризует все штуцеры электролизера, кроме штуцеров анодного монополярного электрода 4, так как разность потенциалов между электродом 17 и этими штуцерами практически равна нулю. Штуцеры монополярного элемента

4 коррозионному разрушению не подвергаются, поскольку они выполнены из титана, стойкого в данных условиях. Все другие штуцеры электролизера эксплуатируются в условиях катодной защиты, предотвращающей коррозию, В лабораторных условиях испытывают ячейковый биполярный электролизер с ионообменными мембранами на нагрузку

15 А.

Длина фторопластовых трубок с диаметром 10 мм, через которые сообщаются

35 электродные камеры и коллекторы, 100 мм.

В процессе электролиза плотность тока

3 кА/м, температура электролиза поддерживается на уровне 85-90 С. Концентрация

Na0H в получаемой щелочи 28 вЂ” 32%. В этих же условиях производят замеры токов утечки в известном электролизере, а также проводят анализ раствора щелочи на содержание примеси железа и получают данные по скорости коррозии штуцеров.

Результаты испытаний представлены в табл. 1 и 2.

Таким образом, изобретение позволяет существенно упростить конструкцию электролизера и одновременно увеличить срок его службы за счет снижения коррозии деталей (штуцеров), так как скорость коррозии штуцеров, как видно из табл. 1, равна нулю.

Кроме того, упрощаются условия эксплуатации электролизера и повышается качество получаемой щелочи посредством уменьшения примесей, появляющихся в результате коррозии, Как видно из табл. 2, содержание примесей железа в щелочи уменьшается в два раза.

Формула изобретения

Биполярный электролизер с сепарационными перегородками, включающий набор биполярных элементов, выполненных в виде стальных рам с сепарационной перегородкой в средней части и снабженных с анодных сторон штуцерами для подвода и вывода анолита, а с катодной вЂ” штуцерами для подвода и вывода католита, соединенными через фторопластовые трубки соответственно с верхними и нижними коллекторами для анолита и католита из диэлектрического материала, анолитную и католитную переточные трубы, соединенные с соответствующими нижними и верхними коллекторами, токоподводящие шины, дополнительный электрод и ионообменную мембрану, о тл и ч а ю шийся тем, что, с. целью упрощения конструкции при одновременном снижении токов утечки, электролизер снабжен дополнительным трубопроводом из диэлектрического материала, соединяющим переточные трубы, в котором размещена ионообменная мембрана, и дополнительный электрод размещен в анолитной переточной трубе и соединен с положительной токоподводящей шиной, 1724735

Таблица1

Скорость коррозии шту« церов, мм/год,в электролизере известном предлагаемом

Величина тока утечки в трубках, Я, в электролизере

Расположение фторопластовых трубок

Номер ячейки

Эле кт ролит, заполняющий фторопласто" вые трубки

1 известном предлагаемом

Верх

Низ

Анолит

-0,02

-0,06

Верх

Низ

Католит

-0,02

-0,03

-0,05

-0,15

Верх

Низ

Верх

Низ

Анолит

Католит

-0,03

-0,09

"0,09

-0,2

Верх

Низ

Верх

Низ

Анолит

Католит

4 Анолит. -0,053

-0,1

-0,15

-О 31

Верх

Низ

Верх

Низ

Католит

Таблица 2

0,0021

0,0046

0,0051

0,009

0,0005

0,001

0,002

0,005

-0,0008

-О, 005

-0,008

-0,0013

-0,0035

-0,007

-0,012

3,6

6,1

О 5

0,4

0,85

0307

ОЭ15

1724735

Фиг.2

Составитель О.Зобнин

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М.Шароши

Редактор Н.Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1153 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Биполярный электролизер с сепарационными перегородками

Похожие патенты:

Монополярный электролизер // 1724734

Изобретение относится к конструкции электрохимических аппаратов и может быть использовано для получения хлора и щелочи или хлоркислородных соединений электролизом раствора хлорида щелочного металла

Способ получения озона // 1724733

Изобретение относится к области прикладной электрохимии, в частности к процессу получения озона

Способ получения окислителя // 1724732

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов

Катодный материал для производства электролитического диоксида марганца // 1723201

Изобретение относится к катодам для производства электролитического диоксида марганца

Способ изготовления анода для электрохимических процессов // 1721127

Изобретение относится к способам изготовления анодов для электролиза морской воды

Мембранный электролизер // 1721126

Изобретение относится к производству хлора и каустической соды электролизом растворов хлоридов в электролизере с ионообменной мембраной

Способ получения трет-бутил-дихлорамина // 1721045

Электролизер фильтр-прессного типа // 1720496

Изобретение относится к электрохимическому производству и позволяет упростить монтаж электролизера

Электролизер фильтр-прессного типа // 1720496

Изобретение относится к электрохимическому производству и позволяет упростить монтаж электролизера

Способ восстановления ионов трехвалентного железа // 1720495

Изобретение относится к электрохимии и позволяет увеличить производительность за счет увеличения плотности тока и выхода по току

Способ сборки электролизера для получения гремучего газа // 2100482

Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия // 2100483

Изобретение относится к электрохимии и касается способа обработки воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления путем электролиза водного подземной минерализованной воды с содержанием хлорида натрия от 1,5 до 15 г/л

Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия // 2100483

Способ получения раствора фосфита // 2102534

Изобретение относится к электрохимической технологии, к способам получения соединений фосфора, используемых в качестве восстановителей

Способ регулирования давления в электролизере, электролизер для производства водорода и кислорода (варианты) и электролизер для получения водорода // 2102535

Изобретение относится к способу регулирования давления в электролизере, который производит водород и кислород при разложении электролитической жидкости с помощью электрического тока, содержащем герметичную, работающую под давлением электролитическую ячейку для получения водорода и кислорода, водородную линию для отвода водорода из ячейки в водородный накопитель, кислородную линию для отвода кислорода из ячейки и средства подачи электролита в ячейку, при этом между давлением кислородной линии и давлением водородной линии поддерживают заданную разность давления при прохождении кислорода/водорода через один или более пружинных перепускных клапанов, причем давление в водородной линии подводят к пружинной стороне перепускного клапана

Электролизер для электрохимического фторирования и способ электрохимического фторирования (варианты) // 2103415

Изобретение относится к способу электрохимического фторирования (варианты) и электролизеру для его осуществления

Способ получения электролитического диоксида марганца // 2105086

Изобретение относится к способу получения электролитического диоксида марганца, включающему электролиз раствора, содержащего сернокислый марганец и свободную серную кислоту, при этом для приготовления раствора берут отработанный электролит с концентрацией свободной серной кислоты 300-370 г/л, который после отделения осадка марганца обрабатывают карбонатом марганца из расчета 1,17 кг на 1 кг свободной серной кислоты с последующей фильтрацией электролита. Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано, в частности, для приготовления катализатора, применяемого для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и выбросах промышленных предприятий, для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а также для других индустриальных и природоохранных целей

Фотоэлектрохимическое устройство // 2105087

Изобретение относится к области фотоэлектрохимии (электрохимической физики)

Способ получения электролитического диоксида марганца // 2105828