[发明专利]一种电极室、电极板框及复极式电解槽

说明书

一种电极室，包括由四周挡板、底板和电极组成的容纳电解液的腔室，所述腔室设电解液入口和出口，所述底板上设多个四周闭合的流道，所述流道由多个筋条之间围挡形成或由筋条与所述挡板之间围挡形成；所述筋条突出于所述底板而低于所述电极。本发明在容纳电解液腔室即电极室底部设多个四周闭合的流道，使电解液在腔室内流动时分布均匀，无死角，使电流密度分布均匀，提高了电解效率，还进一步提高了电解液中的反应物和生成物在电解过程中的充分吸附和扩散作用，减少了副反应产生的机会；同时延长了电解液在电极室内的停留时间，相对增加了电极的有效面积，提高了电极的有效利用率。

技术领域

本发明属于电解技术领域，具体涉及一种电极室、电极板框及复极式电解槽。

背景技术

电解是将电流通过电解液，在阳极和阴极上引起氧化还原反应的过程，具体说是利用在作为电子导体的电极与作为离子导体的电解液的界面上发生的电化学反应的过程，电解过程已广泛应用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学合成等行业。影响电解过程优劣的主要标准是单位产品电耗，其高低取决于电解过程的电流效率和电压效率。

电解过程必须具备电解液、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统等，其中电解槽是电解所用主体设备，可分为隔膜电解槽和无隔膜电解槽，其中隔膜电解槽用隔膜将阳极室和阴极室隔开，隔膜电解槽又可分为均向膜(石棉绒）、离子膜及固体电解质膜等形式。其中离子膜电解槽是利用离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的一种新技术。根据供电方式的不同，分为复极式和单极式两种。复极式电解槽的各单元电解槽串联连接，电解槽的总电压为各个单元电解槽的电压之和， 为低电流高电压运行，与单极槽相比电流是轴向输入，因此电流分布均匀，膜利用率比单极槽高，电流效率和电压效率高，适用于大形生产，在电解水、氯碱行业、有机电合成行业中应用较多。

复极式电解槽采用较多的为板框式电解槽，由很多单元反应器重叠并加压密封而成，数量可达100个以上，每一个单元反应器都包括电极、板框、隔膜，电解液从电极与板框之间或电极与隔膜之间形成的密闭的电极室内流过，不需要另外制作反应槽体。

电解液在经过电极室时，由于液体很难保持均匀一致的流速，容易出现流量不均、电解液浓度分布不均匀或者死角的现象，不仅使电极上的电流分布不均，造成电解电流效率下降，而且当用于电化学合成时，还增加了副反应产生的机会。上述问题普遍存在于各种电解槽内，尤其是在板框式电解槽内这种现象更为突出。

发明内容

本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种电极室、电极板框及复极式电解槽。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种电极室，包括由四周挡板、底板和电极组成的容纳电解液的腔室，所述腔室设电解液入口和出口，所述底板上设多个四周闭合的流道，所述流道由多个筋条之间围挡形成或由筋条与所述挡板之间围挡形成；所述筋条突出于所述底板而低于所述电极。

所述流道包括多个依次相连的蜂窝形流道，或包括多个依次相连的矩形流道，或多个依次相连的不规则形状流道；或多个选自所述蜂窝形流道、矩形流道或不规则形状流道之间两个以上的组合流道。

所述多个为大于等于6个，所述流道布满整个底板。

所述矩形流道、不规则形状流道、或蜂窝形流道内设挡条，所述挡条包括设置方向与所述电解液流动方向垂直或/和平行的挡条；或所述矩形流道、不规则形状流道、或蜂窝形流道内设四周闭合的内流道。

当所述流道为多个依次相连的矩形流道时，所述筋条呈王字形设置，所述矩形流道内设所述挡条。

所述电解液入口和出口分别位于所述腔室的底部和顶部，所述电解液入口和出口呈对角设置，所述底板上的电解液入口侧和出口侧分别设流体分布器和液体收集器，所述流体分布器和液体收集器布满所述底板左右两侧、所述流体分布器和液体收集器之间的底板上设所述多个四周闭合的流道。