[发明专利]垂直供电棒单极压滤机式电解槽

说明书

一种垂直供电棒单极压滤机式电解槽，属于电解碱金属的氯化物溶液生产碱和氯的专用设备。

目前，氯碱工业已应用多种类的电解槽，其中汞阴极电解槽已因汞污染问题逐渐被淘汰，现在普遍采用的为隔膜法的沉积隔膜电解槽。八十年代以来新发展的离子膜法以其能耗低和产品除能满足一般需要外，尚可满足人造丝用等特殊需要有取代现有沉积隔膜电解槽的趋势。因离子膜法的离子膜价格高和易损坏，故要求电解槽的制造精度高。压滤机式电解槽可达到要求，但现有压滤机式电解槽只有水平供电棒或有倾斜供电棒，有的则无供电棒，投资大，而且不能用沉积电解槽改制，取代沉积隔膜电解槽时必需全系统多台电解槽一次取代而不能在系统运行时将其中任一单台电解槽切换而取代，且在高度增加时，水平或倾斜供电棒数量多，对流体上下循环时的阻力增大，故不利于向高度方向发展，占地面积大。如将现有沉积隔膜电解槽改为离子膜用电解槽的技术是改成箱式槽，制作及安装均达不到高精度，而且用膜多，多用40％～150％，电流密度低20％～60％。英国专利BR-8103008提供了无供电棒电解槽，电解槽内电流流经的距离就不能太长而被限制在25厘米以内，即阳极尺寸受限制，为了使阳极尺寸不受限制，中国专利其专利号为91101030.0，日本专利250303/90设置了与汇流排连接将电流送入电解槽内的水平供电棒、中国专利90107777.1和比利时专利BE8900867提供的专利则采用水平的和倾斜的供电棒，它对电解反应时产生的气体而形成的流体循环有较大的阻力，这些电解槽为便于流体的流动要加上形成通道的附件，对向高度方向发展有不利影响，而且在隔膜法转换为离子膜法时均不能利用原有沉积隔膜电解槽，不能在运行中逐台转换。可用沉积隔膜电解槽改制的离子膜法用电解槽如中国专利CN86105810A、日本专利-160134/85所揭示，其改进形式在中国氯碱杂志1993年第五期也有详述，都为单极箱式电解槽而不是单极压滤机电解槽，由于仍保持像沉积隔膜槽一样的箱式结构，所以是将离子膜粘结袋状，则因离子膜用量多和运行电流密度为2000～2500A/m²较低而在生产技术、经济指标上较压滤机式槽为差。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不是而提供一种具有垂直供电棒的垂直供电棒单极压滤机式电解槽，用于离子膜法时，可新制也可用沉积隔膜电解槽来改制以降低投资和逐台转换，且达到制作和安装为高精度，而各项生产、技术、经济指标类似其它单极压滤机式电解槽，并在高度方向发展不受限制又可节约占地面积，可做为一种比沉积隔膜电解槽电耗低的隔膜电解槽来使用。

本发明以如下技术方案实现：电解槽由在有阳极汇流排的底板上直立放置相互平行的多个阳极元件，每个阳极元件内设置有供电棒和表面上有活性涂层的阳极框架网，相邻阳极元件之间放置阴极元件，阴极元件与阳极元件之间放置有表面上有活性涂层的阴极网，在最外侧的阳极元件外放置封头阴极元件，封头阴极元件靠阳极元件侧有阴极网，另一侧为封头板，各阴极网与阳极框架网相平行并在二者之间放置膜和垫片，用拉紧杆将上述放置在底板上的各部件连接成整体，阳极元件的供电棒并联于阳极汇流排，阴极元件并联于阴极汇流排而组成；所述的阳极元件内设置的供电棒为垂直供电棒，垂直供电棒上连接阳极框架网，垂直供电棒的下端伸出阳极元件而与下面的汇流排连接；所述的阴极元件的上端有部分伸出并与侧面的阴极汇流排相连接；所述的膜可为无离子交换作用的可渗透膜，也可为各种类型的离子交换膜；所述的垫片可有不同厚度，以调整阳极元件表面，膜与阴极元件间的间距；所述的阳极框架网可直接涂活性涂层或覆盖有活性涂层的多孔板或网；所述的阳极元件和阴极元件均设置有流体通道。该垂直供电棒单极压滤机式电解槽可用沉积隔膜电解槽来改制。

工作原理：当溶液进入阳极元件内，同时通入直流电，氯离子在阳极表面放电而生成氯气，氢离子在阴极表面放电而生成氢气，余下的溶液流入阴极成为碱溶液而流出，阳极和阴极中有膜使两极产物分开，当膜为离子交换膜时，尚可大量减少阳极向阴极流去的氯离子和水，使碱溶液的浓度高及含氯少。