[发明专利]复极式离子膜电解装置

说明书

本发明属于电解装置，尤其与复极式离子膜电解装置有关。

在电解工业中，尤其是氯碱工业中的电解碱金属氯化物水溶液，一般都推荐使用离子膜法电解装置。以复极式电解装置面论，它包括多个单元电解槽、两个端部半单元电解槽、设置在单元电解槽之间的阳极衬垫、阴极衬垫和离子交换膜及将多个单元电解槽串联起来的前、后端头和侧杆。这类电解装置中使用的单元电解槽有不同的结构。有一种复极式单元电解槽是采用一块爆炸复合的三层复合板连接两个极性相反的两个反应室，四周用不锈钢和爆炸复合的钛-钢二层复合板的焊接件围成边框。用这种单元槽形成的电解装置的不足之处是三层复合板造价太高。为了降低造价，还有一种单元电解槽，它是用整板制成由带钩凸缘、构架壁和间壁构成的盘状构件，两盘状构件背靠背配置，用条形构架插在各构件的带钩凸缘和构架壁之间，从而形成两个反应室。这种单元电解槽的不足之处是刚度和强度较低，结构易发生变形；盘状构件的成形加工精度要求极高，需专用设备；此外，密封不易保证，在工作过程中容易发生泄漏及带动内部构件变形。

本发明的目的是要设计一种复极式离子膜电解装置，这种装置中各部件易于加工成形、成本低、密封可靠、在电解过程中不易变形和泄漏。

本发明的复极式离子膜电解装置包括多个单元电解槽、两个端部半单元电解槽、设置在单元电解槽之间的阳极衬垫和阴极衬垫和离子交换膜及将多个单元电解槽串联起来的连接件。单元电解槽由背靠背配置的、在导电通路上连接的阴极盘和阳极盘、由四个边框条构成的框架、通过导电肋条焊接到阴阳极盘上的阴极和阳极组成。阴极盘和阳极盘为四周带侧壁的盘状构件，在阴极盘及阳极盘的侧壁分别带有供电解物料进入的进口及供电解产物流出的出口，供电解物料进入的进口分别位于阴极盘及阳极盘的下侧壁上，供电解产物流出的出口分别位于阴极盘及阳极盘的上侧壁上；边框条由一端带两侧凹槽的边框条本体、适配在两侧凹槽中的夹板条、在边框条本体的一端与夹板条固定连接的阳极密封件组成。在与阴极盘及阳极盘的带有供电解物料进入的进口及供电解产物流出的出口的侧壁相对应的边框条上连接有进、出管口，边框条上的进管口分别与阴极盘及阳极盘的侧壁上的供电解物料进入的进口相对应，边框条上的出管口分别与阴极盘及阳极盘的侧壁上的供电解产物流出的出口相对应，阴极盘的四周与边框条本体固定连接，阳极盘的四周与阳极密封件固定连接。

端都半单元电解槽分为阳极端部半单元电解槽和阴极端部半单元电解槽。端部半单元电解槽由极盘，由四个边框条构成的框架、通过导电肋条焊接到极盘上的电极，设置在极盘背侧在导电通路上连接的安装板组成。阳极端部半单元电解槽中的边框条由一端带两侧凹槽的边框条本体、适配在两侧凹槽中的夹板条、在边框条本体的一端与夹板条固定连接的阳极密封件组成。阳极盘的四周与边框条中的阳极密封件固定连接。阴极端部半单元槽中的边框条由边框条本体及在端部与边框条本体固定连接的阴极密封件组成，阴极盘的四周与阴极密封件固定连接。

为了进一步降低成本，防止阴极介质的腐蚀，在边框条本体的另一端还有与边框条本体固定连接的阴极密封件，阴极盘与阴极密封件固定连接。

为了改善阴极盘和阳极盘之间的导电性，在阴阳极盘之间还有导电板。

为了进一步提高单元电解槽的刚度和强度，在阴阳极盘之间还带有支承板，支承板与导电板间隔平行分布，支承板的两端分别插接在与阴极盘及阳极盘的上、下侧的侧壁相对应的边框条本体内。

为了防止端部半单元电解槽中极盘与安装板在焊接时发生焊漏，在极盘和安装板之间还有连接板。

本发明设计的复极式离子膜电解装置具有下述优点：

1．装置中的单元电解槽不易变形、配合精度高。这是由于采用了组合式边框条结构，不仅成本低、可满足阴阳极材质不同的焊接要求，而且所形成的框架为刚性构件，在使用中不易变形，也不会带动阴阳极盘变形，而且两端的密封件可以通过机加工达到精确的尺寸要求，保证极距的尺寸。

2．装置中的各部件易于加工，尤其是阴阳极盘，用一般设备即可成形。

3．密封可靠，不易泄漏。

4．刚度和强度好。

图1是本发明设计的复极式离子膜电解装置的结构示意图。

图2是单元电解槽的正视图。

图3是图2的俯视图。

图4是阳极端部半单元电解槽的结构图。

图5是阴极端部半单元电解槽的结构图。

图6是阴(阳)极盘的剖视图。

图7是单元电解槽中的边框条的立体图。

下面将结合附图对本发明的实施方式及其效果作进一步的描述。