[发明专利]扩大活性隔膜表面的电解池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从含水碱性卤化物溶液产生氯气的电解池，主要由两个半容器壳体、阳极、阴极和离子交换隔膜(在下文中称为“隔膜”)组成上述电解池。各个半容器壳体的内侧装有一些用导电材料制成，支撑各个电极和传递来自外侧的夹紧作用力的细长条以及安装在离子交换隔膜和电极之间，用于把隔膜固定在适当位置和分布机械力的垫片元件。在离子交换隔膜的至少一个侧面上设置垫片而且用既导电又耐腐蚀的材料制作垫片。

背景技术

在技术上大家知道用于产生卤素气体的单电解池类型电解装置。在单电解池类型结构中，最多到40个独立的电解池并行地悬挂在吊架上而且相邻电解池对的相应围壁例如通过合适接触细长条互相电连接。在这种方法中，离子交换隔膜承受由外部施加的夹紧力引起的很大机械负载，必须通过细长条来传递外部施加的夹紧力。

在目前技术状态下大家知道把这些电极焊接到在垂直于电极和半容器壳体后壁放置而因此对准在夹紧力方向上的一些细长条上的相应半容器壳体上。把多个垫片安装在隔膜和电极之间的间隔中以便用垫片夹紧承受外部机械力的隔膜而因此把隔膜固定在适当位置上。把这些垫片配置成确定一个接触面积的对向对而把细长条安置在相应的上述接触面积内电极的对向侧上。

在DE19641125和EP0189535是公开这种类型的电解池。如DE2538414所述，用电绝缘材料制作这些垫片元件。EP 1073780和EP0189535也讲授了不用金属元件和导电元件组成垫片。这源于对向垫片对引起隔膜在有关接触面积内厚度降低的实际情况。如果用导电材料制作垫片元件，则在机械负载影响下和减小隔膜厚度的影响下在隔膜中可能引起短路。

根据电流输送的观点来看，被垫片元件屏蔽的隔膜区域成为非活性的。在电解池组装期间，保证有效地达到垫片对完美匹配实际上是不可能的。最后得出的隔膜表面所以比根据结构设计规定的理论表面稍大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种所设计的克服以上所举例说明的不足之处，尤其是便于更好地使用隔膜活性表面面积的电解池。

通过提供一种用于从含水碱性卤化物溶液产生氯气的电解池来达到不仅以上所陈述的目的而且进一步的一些目的和优点以及其他一些目的和优点，这种电解池包括两个半容器壳体和装有配置在其间的离子交换隔膜的两个电极、阳极和阴极。每半容器壳体的内侧装有支撑各个电极而且从外侧传递夹紧作用力的增大导电装置。此外垫片元件配置在离子交换隔膜和一些电极之间以便把隔膜固定在适当位置而且分布机械力，其中在离子交换隔膜适宜的一侧，上述垫片元件是用既导电又耐腐蚀的材料制作的。

在本发明的一个优选实施例中，在相当于隔膜阳极侧的电流输入侧的一些垫片元件是用既导电又耐腐蚀的材料制作的，而在阴极侧安装用电绝缘材料制作的一些垫片元件。

在一个特别优选的实施例中，与隔膜接触的而且用电绝缘材料制作的垫片元件表面的直径小于6mm，更优选的是小于5mm。本发明人惊奇地观察到使用具有6mm以下或者更小直径的垫片元件对隔膜的所有电流输送性质上没有影响。

如上所述，在现有技术的电解池的情况中，在电解池组装期间很难保证对向垫片元件对完美匹配；本发明在这方面提供了相当大的方便，由于使第一窄垫片和第二稍宽垫片面对面耦接是可以实现的，第二稍宽垫片是用导电材料制作的垫片而所以不容易使相应的隔膜区域失去活性。用一种替换方法，使用具有适宜开口结构的宽垫片元件，只要对向表面的直径在实际接触上完全保持在6mm以下也是可以实现的。在这种方法中电解池的组装是相当简便的。

通过在细长条接触区域上使电极取成适合的形状以便在隔膜侧面形成完整的垫片元件，能够避免使用分离的垫片元件，能够获得进一步的提高。

根据本发明的一个优选实施例，用作本发明电解池垫片零件的既导电又耐腐蚀的材料选自钛及其合金、镍及其合金、镀钛材料和镀镍材料。

在本发明的另一个优选实施例中，在与导电的一些垫片元件相应的接触面积内隔膜厚度增加了至少10％，上述在厚度上的增量是通过在隔膜其中一个侧面，优选的是阴极侧的侧面上涂敷额外的涂层而得到的。这样的隔膜加厚对由垫片元件中的小横截面面积传递的机械负载能够负载补偿而不一定增加整个隔膜的阻力。

在本发明的一个替换实施例中，两个对向的垫片元件是金属的而且是导电的，并且在与导电垫片元件相应的接触面积内隔膜厚度增加了至少10％。离子交换隔膜厚度上的增量优选的是不超过原有隔膜厚度的两倍。