[发明专利]一种电化学氟化外循环柔性电解系统

说明书

本发明公开了一种电化学氟化外循环柔性电解系统，包括阴极铜排、阳极铜排、阴极电缆、阳极电缆、电解槽、循环泵、冷却器Ⅰ、气液分离器、气体冷凝器、冷却器Ⅱ，所述电解槽的槽体内设置有左端极阴极板、右端极阴极板、若干电解组Ⅰ，所述电解槽由n个电解组Ⅰ并联而成，每一所述电解组Ⅰ由2个电解组Ⅱ并联而成，每一所述电解组Ⅱ由2‑20个电解小室串联而成。本发明将电解槽高度集成化，使用已开发成功的双极性串并联组合压滤式电解槽，电极反应产生的热量通过电解槽外部的冷却器完成，降低电解液通道腐蚀危险，解决了某一小室堵塞造成的系统风险。

技术领域

本发明涉及有机电化学氟化技术领域，尤其涉及一种电化学氟化外循环柔性电解系统。

背景技术

有机物电化学氟化系统分电解液内部循环及外部循环两种，电解液内部循环系统通常在西蒙斯氟化电解系统基础上改进优化，但电解液不循环，电极反应产生的热通过电解槽内部热交换管中的冷媒带出系统，造成氟化电解槽体积大、效率低的问题难以根本解决。

电解液外部循环系统借鉴氯碱化工电解生产氢氧化钾或氢氧化钠的系统，设计开发出压滤式双极性电解系统，此类型电解槽小室数量多、电压高，在电解液进、出通道产生杂散电流引起电解系统发生电化学腐蚀，有机物电化学氟化系统的电解电压多为5-6V，副反应很多，电解通道腐蚀很快，造成外循环电解系统稳定性差。

若电解小室中某一小室堵塞造成电解电压高于8V，则阳极电极反应产生氟气造成腐蚀的同时还会发生爆炸，一个小室发生问题就必须将整个电解槽拆解维修。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电化学氟化外循环柔性电解系统，其将电解槽高度集成化，使用已开发成功的双极性串并联组合压滤式电解槽，电极反应产生的热量通过电解槽外部的冷却器完成，电解槽的产气量调节通过阳极单项开关的闭合实现，电解组Ⅰ采用中间正，两端负的结构将电解总电压减半，降低电解液通道腐蚀危险，采用若干电解组Ⅰ并联保证电解系统的产量，若出现某一电解小室堵塞造成电解电压高于8V的情况，只需将该电解组Ⅰ中的单项开关打开，其它电解组Ⅰ还能不受干扰继续工作，解决了某一小室堵塞造成的系统风险。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

电化学氟化外循环柔性电解系统，包括阴极铜排、阳极铜排、阴极电缆、阳极电缆、电解槽、循环泵、冷却器Ⅰ、气液分离器、气体冷凝器、冷却器Ⅱ，所述电解槽的槽体内设置有左端极阴极板、右端极阴极板、若干电解组Ⅰ、每一所述电解组Ⅰ由2个电解组Ⅱ构成；电解槽由n个电解组Ⅰ并联而成，每一所述电解组Ⅰ由2个电解组Ⅱ并联而成，每一所述电解组Ⅱ由若干个电解小室串联而成。

优选的，所述电解槽的电解组Ⅰ为中间正两端负结构，电解组Ⅰ中间极板通过阳极电缆连接到阳极铜排上，电解组Ⅰ两端极板通过阴极电缆连接到阴极铜排上。

优选的，所述电解组Ⅱ由2-20个电解小室串联而成。

优选的，阳极电缆上设置单相电开关QF1-n，所述单相电开关QF1-n的接通或断开用于控制电解槽的电解小室服役数，柔性调节产气量。

优选的，所述气液分离器包括气动球阀及远传液位计，二者构成连锁关系，当液位低时分别控制气动球阀各自的打开时间将成比例的电解质与氟化氢补入系统。

优选的，还包括第一冷媒调节阀、第二冷媒调节阀、第一铂电阻、第二铂电阻、第三铂电阻、第四铂电阻、第五铂电阻，其中第一铂电阻与第二冷媒调节阀构成连锁关系，控制电解槽中电解反应的温度；第五铂电阻与第一冷媒调节阀构成连锁关系，控制产品气的温度。

优选的，还包括压力调节阀和压力变送器，所述压力变送器与压力调节阀构成连锁关系，用于控制电解系统的压力。

优选的，所述电解系统还包括直流电源、整流变压器，所述整流变压器与高压电源电连，所述直流电源分别与整流变压器和电解槽电连，所述直流电源为电解槽提供直流电源。