[其他]袋状离子交换膜电极室

说明书

本实用新型涉及一种电解工艺设备，特别涉及一种带有袋状离子交换膜的电极室。

用电解氧化法制备双氧水的工艺是将硫酸和硫酸铵的混合液引入电解槽中进行如下反应：

以制备过硫酸铵，所得过硫酸铵经水解，精馏和浓缩，即得双氧水，反应式为：

在电解过程中，为了不使阳极区的S₂O^＝₈离子扩散到阴极区，以往采用素烧陶瓷膜隔开，该膜为中性膜，对离子无选择透过性，且易受铁兰污染，电解过程中槽电压可升高到6伏以上，耗电随之增大。采用阳离子交换膜作为隔膜较之素烧陶瓷隔膜优越得多，因为阳离子交换膜具有只容许阳离子通过，而不容许阴离子通过的特性，因此能有效地阻止S₂O^＝₈向阴极扩散，而且膜电阻较小，又不受铁兰污染，所以槽电压降低，电流效率增高，双氧水的生产成本亦得以降低。

但是片状离子交换膜在双氧水电槽上安装困难，致使其尽管有许多优点，到目前为止仍难以在全国普遍推广使用。江阴化工一厂为解决这一问题采用了嵌线压板装膜方法，即在塑料阳极框的两侧开槽，然后用硬塑料焊条作嵌条，将离子交换膜向槽内压入，使膜压延成倒Ω形，并在膜外面装上塑料压框。这种安装方式极易使膜受到损伤或压裂，特别在转角处更是薄弱环节，使用中常发生泄漏。同时由于用嵌条将离子交换膜紧紧地固定住，因而无法补偿膜在电解质溶液中的膨胀和收缩，易撕裂离子交换膜，降低其使用寿命。而且因在阳极框上必须留出一定面积开槽，这就减少了有效膜面积，增高了槽电压。此外，膜的更换困难，既费时，又费力。

本实用新型的目的是为电解法生产双氧水提供一种耗电省，结构简单、合理、可靠，且安装和维修方便的电极室。

本实用新型的目的是通过下述方式实现的：将阳离子交换膜按阳极框的形状和大小制成上部敞口的袋状结构，然后套在阳极的极框外面，并沿着极框的上沿和筋用塑料带扎住，在出料口安装一个带有压紧螺纹的出料管。其中离子交换膜的基膜可以是聚乙烯、聚偏氟乙烯或含氟塑料之类的高分子材料。也可将袋状膜直接套在电极外，内衬鱼鳞网袋。

本实用新型结构简单，安装、更换方便，膜的可靠性和使用寿命均较嵌线压板法大为提高。而且因无需开槽，使膜的有效面积增加，槽电压降低。本实用新型可直接应用于采用素烧陶瓷隔膜生产双氧水的电解槽中，不必更换阳极框。此外，它还可应用于过硫酸钾、高氯酸钠等其他电解生产中。

以下将结合附图对本实用新型作进一步详细描述，其中：

图1是本实用新型的示意图。

参照图1，阳极结构与以往用素烧陶瓷膜隔开的电解法生产双氧水的阳极相同，系由铂片3及与其相连的导电棒2构成，导电铜牌1与导电棒2的末端相连接。在电极外面的塑料极框5的两边中间处分别焊接一根横向塑料撑条4（也可在框的两边设置塑料鱼鳞网），以防止膜与铂片相碰。

根据阳极框大小，将0.25－0.3毫米厚的高压聚乙烯薄膜按阳极框的尺寸裁切，并热焊成上部敞口的极框袋，袋内放入不锈钢衬架，然后将其浸入由苯乙烯、二乙烯基苯及少量偶氮二异丁腈组成的溶液中，升温到60℃，保温45分钟，冲除残液，注入热水封闭膜的周围，在60℃温度下保温7小时，聚合固化完毕成底膜，然后再将其浸入50℃的二氯乙烷溶液中，溶胀45分钟，移除溶胀剂后，加入98％硫酸，在80℃温度下磺化9－10小时，最后用水洗涤干净即得袋状阳离子交换膜。其交换容量为1.8－2.2毫克当量／克干膜，含水率35－40％，面电阻3欧姆·平方厘米，选择透过度95％左右。

将上述制得的袋状阳离子交换膜6套在塑料极框5的外面，并在其侧边出料口处开一个孔，以旋紧带有压紧螺纹的塑料管8，而沿着极框5的上沿及筋均用聚氯乙烯带7捆扎。

与采用素烧陶瓷隔膜生产双氧水的电极室相比，本实用新型可使平均槽电压从5.5－6.0伏降到4.4－4.8伏，电解效率上升到87％左右，每生产1吨双氧水可节电1千度左右。增产25－30％；而与嵌线压板法的电极室相比较，则槽电压可降低0.1－0.2伏，离子交换膜的使用寿命可延长20％以上。