[其他]分部组装的电化学槽

说明书

本发明涉及一种电解单元，该单元由一组以独特方式组装的零件制成，按可正常工作所需要的结合方式而安置的一组上述单元尤其适用于在电解槽中生产氯气和苛性碱。

这里所用的“电解槽”是指一种组合件，该组合件至少包括一个在阳极室的阳极和一个在阴极室内的阴极，其中阳极室和阴极室由基本上不透水的离子交换活性膜所隔开。

“电解单元”是指一种组合件，该组合件包括至少两个由中心支承元件隔开的电极元件。在一个电解单元内的电极元件可以带相反电荷，如双极性单元，或带相同电荷，如单极性单元。因此，单极性单元可以是阳极单元或阴极单元。

“电极元件”是指电极或与电极相连的元件，如电流分配栅或集流器。

氯气和苛性碱是量大的基本化学产品，通常用电解法由碱金属氯化物的水溶液在电解槽中产生。最近，出现了许多将电解槽的阳极和阴极之间的间隙减小到最小的先进技术，以将电解槽的电阻减至最小，从而使电解槽更有效地工作。这些先进技术包括尺寸不变的阳极、离子交换膜、去极化电极、零间隙槽的结构以及密实的聚合物电解质膜。

常用来产生氯气和苛性碱的电解槽有两种主要的类型，即单极性槽和双极性槽。

双极性槽由几个串联的电化学单元组成，其中每个单元（除了两端的单元以外）的一边起阳极的作用，而另一边起阴极的作用。电解单元可密封地由离子交换活性膜隔开。由此而形成电解室，或一系列电解室。电能送入一系列双极性室一端的端部室，通过该一系列双极性室，然后由另一端的端部室送出。将碱金属卤化物溶液加入阳极室，在阳极室的阳极上产生卤气。碱金属离子选择性地通过离子交换活性膜而迁移到阴极室，在阴极室生成碱金属的氢氧化物。

单极性电解槽包括至少两个终端室以及在两个终端室之间交替地放置的一组阳极单元和阴极单元。这些单极性单元由离子交换活性膜隔开，从而形成一组单极性的室。每个单元配备至少一个入口管，电解液通过入口管加入该单元，同时还配备至少一个出口管，液体和气体通过该出口管从该单元排出。每个单元都与电源相接。电力送入一个单极性电解单元，并由至少一个邻近的单元送出。

为了利用新技术先进性的优点，人们提出了许多电解单元的设计方案。但是，这些设计方案中，有很多是很复杂的，并需要采用昂贵的材料。因此，迫切希望有一种不复杂的，采用易于获得且便宜的材料制成的电解单元。本发明的目的即提供一种这样的电解单元。

本发明基本上属于一种装配电解单元的方法，该单元由一组以某种方式连接，从而构成该单元的零部件所组成。这种单元基本上是平面的，并包括一个输电元件。该输电元件包括一个平面的支承部分，一个连接到支承部分周边上的象框架的凸边部分，以及一组由支承部分的每一面向外凸出的凸块。在必要时，可在这些零部件装配之前、装配过程中或装配完之后，把如此而构成的输电元件的相对两面加以修平。然后将包衬贴到装配好的输电元件的至少一面的至少一部分上。本发明的电解单元可用作单极性单元或双极性单元。

上述象框架的凸边部分至少由一个构件组成，并有内表面，平面支承部分的外周边的至少一部分密封地安放并连接到该内表面上。

凸块最好这样分隔开，使其能牢固地支承至少一个电极元件。无论是用圆形横截面、长形横截面或肋形横截面的凸块，联结凸块的电极元件的单位面积上的凸块数都可在较宽的范围内变化。

参照说明本发明的附图，可更好地理解本发明，其中在不同附图中的相同参照数字代表相同的零部件，其中：

图1是部分剖开的本发明电解单元的一个实施例的部件分解视图。

图2是签1中所示的一个电解单元实施例的部件分解侧视图。

图3是一组按可正常工作的结合形式放置而构成一系列电解室的电解单元的侧视图。

图4是带有侧面包衬的电解单元的侧视图，该包衬由一组薄片制成。

详细地参照图1到图3，本发明采用输电元件14作为未包衬的电解单元10或包衬的电解单元11的一个组件。输电元件14最好包括一个通常为平面的支承部分17，该支承部分具有足够的结构牢固性而能支承一组凸块18和18A，输电元件还包括一个象框架的凸边部分16和侧面包衬26和26A（如使用包衬时）输电元件14实质上比侧面包衬26和26A以及通常在电解槽中的任何电极元件36，36A、46和46A更结实和坚固。

输电元件14可由满足以上所概述的要求的各种材料制成。但是，该材料是选自亚铁金属中的一种金属，例如铁、灰口铸铁、可煅铸铁、球墨铸铁、钢和不锈钢，以及其他金属，例如镍、铝、钼、铜、镁、铅每种这些金属的合金以及由这些金属制成的各种合金。