Электролизер монополярный диафрагменный



Электролизер монополярный диафрагменный
Электролизер монополярный диафрагменный
Электролизер монополярный диафрагменный
C25B9/08 - 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

Владельцы патента RU 2296818:

Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Эко-Технология-НН" (RU)

Изобретение относится к конструкции электролизера, предназначенного для электролиза рассола с целью получения хлора, водорода и каустической соды. Предложена конструкция монополярного диафрагменного электролизера, содержащего токоведущее анодное биметаллическое дно с установленными на нем анодами и катодами. Дно электролизера выполнено из цельных алюминиевой и титановой плит, соединенных сваркой взрывом. Токоведущая плита катодного каркас-кармана выполнена двусторонней выштамповкой, а катодная шина приварена к корпусу взрывным способом. Технический эффект - снижение энергетических затрат на ведение процесса, увеличение выхода по току целевых продуктов технологического цикла, уменьшение металлоемкости аппарата. 3 ил.

 

Изобретение относится к конструкции электролизера, предназначенного для электролиза рассола с целью получения хлора, водорода и каустической соды. Изобретение может быть использовано в производственных процессах химической технологии.

Известными и широко распространенными являются диафрагменные электролизеры серий БГК и ДМ, например электролизер БГК-50/25, состоящий из анодного и катодного блоков и крышки, причем анодный блок представляет собой комплект неразрушаемых анодов, закрепленных на металлическом токонесущем основании. Основание выполнено в виде титановой плиты, к которой снаружи приварены алюминиевые пластины, или алюминиевой плиты, на которой имеются пазы для сварки. Аноды коробчатой формы изготовлены из просечных титановых листов, покрытых активной анодной массой и расположенных параллельными рядами. Катодный блок состоит из стального корпуса и комплекта катодных элементов, причем металлические каркасы катодных элементов обтянуты плетеной проволочной сеткой, а внешняя общая катодная шина приварена к одной из стенок корпуса (Зимин В.М., Камарьян Г.М., Мазанко А.Ф. Хлорные электролизеры, М., Химия, 1984 г., с.109).

Недостатком таких конструкций электролизеров являются довольно высокие потери тока за счет большого сопротивления в сварных токоведущих соединениях.

Наиболее близким к предложенной конструкции электролизера и достигаемому результату является усовершенствованный диафрагменный электролизер, который содержит по меньшей мере один анод, прикрепленный к анодной базе и находящийся с ней в электрическом контакте посредством токосъемного стержня, отделенного от циркулирующего в анодном пространстве электролита за счет системы гидравлического уплотнения, содержащий по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, установленное в соответствии с указанным токосъемным стержнем.

Электролизер дополнительно содержит электропроводящий и деформируемый контактный элемент, установленный между указанным токосъемным стержнем и указанной анодной базой и одним содержащим элементом, закрепленным на указанном токосъемном стержне (RU 2232830 С2, 20.07.04 г.).

К недостаткам данного электролизера следует отнести высокие энергозатраты на проведение технологического процесса и высокую трудоемкость изготовления аппарата.

Задачей данного изобретения является усовершенствование конструкции электролизера, обеспечивающей уменьшение металлоемкости аппарата, увеличение выхода по току целевых продуктов и снижение энергетических затрат на ведение технологического процесса.

Поставленная задача решается предложенной конструкцией монополярного диафрагменного электролизера, содержащего токоведущее анодное биметаллическое дно с установленными на нем анодами и катодами, отличающегося тем, что дно электролизера выполнено из цельных алюминиевой и титановой плит, соединенных сваркой взрывом, токоведущая плита катодного каркас-кармана выполнена двусторонней выштамповкой, а катодная шина приварена к корпусу взрывным способом.

Отличие предложенной конструкции электролизера от прототипа состоит в том, что токоведущая плита катодного каркас-кармана выполнена двусторонней выштамповкой. Катодный каркас-карман представляет собой конструкцию, в которой катодные элементы выполнены в виде штампованных токоведущих плит, к которым по бокам крепятся электроды, а сверху и снизу устанавливаются накладки. Модификация поверхности катода путем развития активной зоны его в пределах заданных форм и размеров позволяет уменьшить потери напряжения, снизить энергию активации для разряда ионов водорода, что позволяет снизить энергетические затраты на ведение процесса в целом.

Другим отличием является то, что дно электролизера (анодная база) выполнено из цельных алюминиевой и титановой плит сваркой взрывом вместо сварки-пайки. Применение сварки взрывом при изготовлении данного узла электролизера позволяет уменьшить толщину титановой плиты до 3 мм (вместо 6 мм), толщину алюминиевой плиты до 30 мм (вместо 50 мм, как в существующих конструкциях), т.к. при сварке взрывом достигается высокая степень равномерности соединения элементов, что обеспечивает передачу тока по всей поверхности плиты. Кроме того, катодная шина приварена к корпусу катодного комплекта также сваркой взрывом. Использование технологий сварки взрывом при изготовлении наиболее металлоемких узлов электролизера позволяет снизить толщину металлических плит, из которых изготавливаются эти элементы, и тем самым значительно снизить металлоемкость аппарата в целом. Равномерная передача тока по всей поверхности анодной базы, а также увеличение активной зоны катода позволяет увеличить выход целевых продуктов по току.

Таким образом, поскольку у предложенной конструкции электролизера появляются новые свойства, последняя обладает существенными отличиями.

Из научно-технической литературы авторам не известно применение метода сварки взрывом в процессах изготовления электролизеров.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид монополярного диафрагменного электролизера, на фиг.2 дан вид слева, а на фиг.3 приведен выносной элемент катодного комплекта.

Электролизер состоит из токоведущего анодного дна 1, корпуса 2, крышки 3 и опорной рамы 4. К корпусу 2 приварены взрывом катодные шины 5. Токоведущее дно выполнено в виде цельных алюминиевой плиты 6 и титановой плиты 7.

Катодный комплект состоит из корпуса 2, катодных шин 5 и катодных каркас-карманов. Каждый катодный каркас-карман в свою очередь состоит из токоведущей штампованной плиты 8, выполненной двусторонней выштамповкой, двух электродов 9 и двух накладок 10. Катодные каркас-карманы вместе с корпусом образуют катодное пространство электролизера, в котором в процессе электролиза получается щелочь, а через катодные шины подают электрический ток на корпус 2 и токоведущую плиту 8.

Сборку узлов электролизера по данному изобретению осуществляют следующим образом. Проводят сварку алюминиевой и титановой плит между собой взрывным способом, а затем выполняют сборку анодного комплекта, состоящего из биметаллической плиты, рамы 4, анодной шины 11 и анодов 12. Затем собирают катодный комплект, состоящий из катодных каркас-карманов, корпуса 2, к которому сваркой взрывом присоединяют катодные шины 5. Далее осуществляют сборку в соответствии с документацией на данный электролизер.

Электролизер работает следующим образом. Собранный аппарат устанавливают на электроизоляторах 13 и осуществляют технологическую и коммуникационную обвязку. Для включения в работу электролизер заполняют рассолом до установления стабильного уровня электролита, к токоведущим шинам 5 и 11 подают электрический ток. В аппарате протекает электролиз рассола, в анодном пространстве 14 образуется хлор, выделяющийся через штуцер Г, а в катодном пространстве 15 образуется щелочь, сливаемая через штуцер Д.

Использование изготовленного по данному изобретению электролизера позволяет снизить энергетические затраты на ведение процесса и увеличить выход по току целевых продуктов технологического цикла. Применение сварки взрывом при сборке узлов электролизера уменьшает металлоемкость аппарата в целом.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленных задач, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Электролизер монополярный диафрагменный, содержащий токоведущее анодное биметаллическое дно с установленными на нем анодами и катодами, отличающийся тем, что дно электролизера выполнено из цельных алюминиевой и титановой плит, соединенных сваркой взрывом, токоведущая плита катодного каркас-кармана выполнена двусторонней выштамповкой, а катодная шина приварена к корпусу взрывным способом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к устройствам для электролиза водных растворов, и может быть использовано, например, при создании компактных, легкотранспортируемых установок для получения активированных водных растворов бытового и промышленного назначения.

Изобретение относится к диафрагменному электролизеру для производства хлора и каустической соды. .

Изобретение относится к электролизеру, работающему под давлением, и способу его отключения. .

Изобретение относится к электролизеру, работающему под давлением, и способу его отключения. .
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения и выделения салициловой кислоты путем электролиза салицилата натрия в трехкамерном электролизере, в котором в среднюю камеру дополнительно добавляют раствор сульфита натрия, процесс ведут при плотности тока 0,1-0,3 А/см2, а в качестве катодного материала используется сталь 3.

Изобретение относится к области получения и транспортировки чистого водорода, который может быть использован как энергоноситель для добавки к топливу и как источник поступления чистого водорода к потребителю.

Изобретение относится к способу получения алкоксидов четвертичного аммония, которые могут применяться в качестве катализаторов в различных реакциях, протекающих в межфазных условиях, в качестве реагентов дегидрохлорирования полихлоралканов, а так же при синтезе простых эфиров взаимодействием с моногалоидпроизводными.

Изобретение относится к атомной, химической промышленности, металлургии и теплоэнергетике и может быть использовано для получения гибкой графитовой фольги, сорбентов, катализаторов, химических источников тока.

Изобретение относится к инертному электроду, предназначенному для использования в процессах получения металлов электролизом

Изобретение относится к инертному электроду, предназначенному для использования в процессах получения металлов электролизом

Изобретение относится к области технологии получения органических перекисных соединений, которые могут быть использованы для отбеливания целлюлозы, крахмала, очистки масел, как антисептик в медицине, в сельском хозяйстве, как инициатор в реакциях полимеризации и конденсации, в органическом синтезе при гидроксилировании жирных кислот и олефинов, а также в производстве окиси пропилена, глицидола и других эпоксисоединений (реакция Прилежаева)

Изобретение относится к области электрохимии, а именно к конструкциям электролизеров для получения водорода и кислорода путем электролиза растворов электролитов в центробежном поле, и может быть использовано при создании гибридных, например бензоводородных, двигателей

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для извлечения веществ электроэкстракцией, а также для очистки промышленных и бытовых стоков

Изобретение относится к способу получения 2,2,6,6-тетраметилпиперидина-1-оксила общей формулы: включающий приготовление исходного раствора при комнатной температуре отличающийся тем, что через раствор, состоящий из сульфата натрия, воды, хлористого метилена и 1-хлор-2,2,6,6-тетраметилпипердина общей формулы в бездиафрагменном электролизере с платиновыми электродами пропускают ток величиной 1,5 А в течение 3-х часов

Изобретение относится к области гальванического электроосаждения металлов и способам восполнения концентрации металла

Изобретение относится к конструкции электролизной ячейки для электрохимических способов

Изобретение относится к конструкции электролизной ячейки для электрохимических способов

Изобретение относится к конструкции электролизной ячейки для электрохимических способов
Наверх