Электролизер фильтрпрессного типа для получения гидроксида натрия

 

Изобретение относится к электрохимической технологии. Цель - повышение выхода продукта по току. В электролизере фильтрпрессного типа для получения гидроксида натрия, включающем чередующиеся анодные, катодные и прокладочные пластины и размещенные между анодными и катодными пластинами ионообменные мембраны с образованием анодных и катодных камер, в электродных и прокладочных пластинах выполнены отверстия, образующие при сборке продольные каналы, сообщенные с анодными или с катодными камерами, в анодных, катодных и прокладочных пластинах выполнены дополнительные отверстия, образующие при сборке продольные электрически изолированные каналы, сообщенные каждый только с анодными или только с катодными камерами ниже уровня в них электролита. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 25 В 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О 1НРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4028441/26 (22) 21. 10. 86 (31) 85.. 26054 (32) 22. 10. 85 (33) СВ (46) 07.07.91. Бюл, Ф 25 (71) Империал Кемикал Индастриз ПЛС (СВ) (72) Стефен Ричард Джеймс (СВ) (53) 621. 3. 035 (088. 0) (56) Патент СССР У 805955, кл. С 25 В 9/00, опублик. 15.02,81. (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТРПРЕССНОГО

ТИПА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ (57) Изобретение относится к электро химической технологии. Цель — повышение выхода продукта по току. В электИзобретение относится к электрохимической технологии, в частности к конструкции электролизера, предназначенного для получения хлора и гидроокиси щелочного металла электролизом водного раствора хлорида щелочного металла.

Цель изобретения — увеличение выхода продукта по току за счет равномерного распределения электролита по ячейкам как в анодной, так и в катодной группах ячеек.

На фиг.1 представлен анод, вертикальный разрез, на фиг.2 — катод, вертикальный разрез, на фиг;3 — прокладочная пластина, вертикальный разрез, на фиг.4 — часть электролиэера, включающая анод, катод и прокладочные пластины.

„Я0„„1662353 А 3

2 ролизере фильтрпрессного типа для получения гидроксида натрия, включающем чередующиеся анодные, катодные и прокладочные пластины и размещенные между анодными и катодными пластинами ионообменные мембраны с образованием анодных и катодных камер, в электродных и прокладочных пластинах выполнены отверстия, обраэующие при сборке продольные каналы, сообщенные с анодными или с катодными камерами, в анодных, катодных и прокладочных пластинах выполнены дополнительные отверстия, образующие при сборке продольные электрические изолированные каналы, сообщенные каждый только с анодными или только с катодными камерами ниже уровня в них электролита. 4 ил, Анод состоит из пластинки 1, имеющей центральное отверстие 2, которое р перекрыто большим количеством верти- «д, кально расположенных полосок 3, образующих активную анодную поверхность.

Полоски 3 лежат в плоскости, параллельной плоскости пластины 1. Группа 4 Г .полосок располагается на каждой сто- СА роне пластины 1. Сама пластинка

1 имеет четыре отверстия 4 — 7, которые в пределах электролитичесi кой ячейки образуют какую-то часть индивидуальных простирающихся в продоль- Ф ном направлении коллекторов, исполь- (ф зуемых для подачи электролита в анодные пространства и для удаления конечных продуктов электролиза из анодных пространств, для подачи жидкости в катодные пространства и для удале16е2353 ния конечных продуктов электролиза из катодных пространств. Лнодная пластинка 1 имеет также два дополнительных отверстия 8 и 9, которые в пре5 делах электролитической ячейки образуют какую-то часть камер, простирающихся в продольном направлении относительно самой ячейки и которые в данном случае выполняют функцию урав- 10 новешивающих коллекторов. Отверстие

8 сообщается через канал 10, который образован в стенке анодной пластинки t, с центральным отверстием 2, а сле довательно, и с анодными пространствами электролитической ячейки. Отверстие 9 не соединяется с таким же каналом 11 и не сообщается с центральным отверстием 2 и с анодным пространством ячейки. Анодная пластинка

1 также снабжена каналом 12 и выступом 13, который соединяется с проводником 14 для последующего соединения с электрической шиной.

Катод (фиг.2) представлен пластинкой 15, снабженной центральным отверстием 16, которое перекрывается большим количеством вертикально расположенных полосок 17, образующих актив- 30 ную катодную поверхность. Полоски 17 лежат в плоскости, параллельной плоскости пластинки 15. Последняя имеет четыре отверстия 18 — 21, которые в пределах электролитической ячейки совместно образуют какую-то часть индивидуальных простирающихся в продольном направлении коллекторов, с помощью которых жидкость подается в катодные пространства, а конечные продукты электролиза удаляются из катодных пространств, электролит подается в анодные пространства, а конечные продукты электролиза удаляются из анодных пространств. Катодная плас- 45 тинка 15 имеет два дополнительных отверстия 22 и 23, которые в пределах электролитической ячейки образуют какую-то часть камер, простирающуюся в продольном направлении электролитической ячейки и которая служит в данном случае в качестве уравновешивающих коллекторов. Отверстие 23 через канал 24, расположенный в стенке катодной пластинки 15, сообщается с

55 центральным отверстием 16, а следовательно, и с катодным пространством ячейки. Отверстие 22 не соединено с упомянутым каналом, а следовательно, не сообщается r. центральным отверстием 16 и с катодными пространствами электролитической ячейки. Катодная пластинка 15 снабжен; также каналом

25, который соединяет отверстие 18 с центральным отверстием 16, и каналом

26, который соединяет центральное отверстие 16 с отверстием 19. Катодная пластинка 15 снабжена также выступом

27, который соединен с проводником 28 для обеспечения последующего соединения с электрической шиной.

Прокладка 29 из электроизолирующего материала (фиг.3) имеет центральное отверстие 30, которое соответствует центральному: отверстию 2 в анодной пластинке 1, и отверстия 31

36, которые соответствуют отверстиям

4 — 9 анодной пластинки 1, но имеют несколько меньшие размеры, чем подобные отверстия в анодной пластинке 1.

Расположенные в прокладке 29 отверстия 31 — 36 включают в себя периферийные выступы (не показаны), которые в полностью собранной электролитической ячейке входят в отверстия 4 — 9 анодной пластинки 1 или в отверстия

18 — 23 катодной пластинки 15, и в зависимости от конкретных обстоятельств эти выступы могут образовывать поверхность электрически изолирующего материала в отверстиях анодной пластинки 1 и катодной пластинки 15.

Часть электролитической ячейки . (фиг.4) состоит из двух катодов 37 и 38, каждый из которых имеет две прокладки 39, 40 и 41, 42 из эластомерного материала, установленные на одной из сторон катода. Кроме того, часть электролитической ячейки также включает в себя два анода 43 и 44, каждый из которых имеет две прокладки 45, 46 и 47, 48 из эластомерного материала, которые располагаются на любой стороне анода. Ионообменные мембраны 49 — 51 устанавливаются между каждым анодом и смежным катодом.

Мембраны 49 и 50 образуют границы анодного пространства, а мембраны 50 и 51 — границы катодного пространства. Электролитическая ячейка также снабжена торцовыми пластинками (не показаны) и устройством (не показано) для загрузки или ввода жидкостей в коллекторы и для удаления конечных продуктов электролиза из коллеKToDOB, 1662353

Электролизер работает следующим образом.

40

Электролит, например водный раствор хлорида щелочного металла, пода5 ется в коллектор, отверстие которого расположено в анодной пластинке 1.

Электролит проходит через канал 11 и попадает в анодное пространство элек- 10 тролитической ячейки, отверстие 2 которого расположено в анодной пластинке 1. Газообразные или жидкие конеч- : ные продукты электролиза выходят из анодного пространства через канал 12 и попадают в коллектор, отверстие 5 ,которого образует какую-то часть коллекторов, и выходят из электролитической ячейки.

Жидкость, например вода или раз- 20 бавленный раствор гидроокиси щелочного металла, подается в коллектор, отверстие 18 которого расположено в катодной пластинке 15. Жидкость проходит через канал 25 и попадает в катодное пространство ячейки, отверстие

16 которого расположено в катодной пластинке 15. Газообразные или жидкие конечные продукты электролиза выходят из катодного пространства через канал 26 и попадают в коллектор, отверстие 19 которого образует какуюто часть коллекторов, а следовательно, выходят Hs электролитической ячейки.

В процессе работы электролитической ячейки уравновешивающий коллектор, 35 отверстие 8 которого расположено в анодной пластинке 1, сообщается с каждым из анодных пространств ячейки через каналы 10, расположенные в анодной пластинке 1, благодаря чему .поток электролита свободно проходит. между анодными пространствами,и гарантируется, что в каждом анодном пространстве электролитической ячейки будет достигаться равномерное рас45 пределение электролита и поддерживаться постоянное давление. Уравновешивающий коллектор, отверстие 23 которого расположено в катодной плас50 тинке 15, сообщается с каждым катодным пространством электролитической ячейки через каналы 24, расположенные в каждой катодной пластинке 15, благодаря чему поток жидкости свободно проходит между катодными пространст55 вами и гарантируется, что в каждом

Ф катодном пространстве электролитичес,кой ячейки будет достигаться равно-. мерное распределение жидкости и поддерживаться постоянное давление.

Необходимо, чтобы те коллекторы, которые будут сообщаться с анодными пространствами электролитической ячейки, изолировались в электрическом плане от коллекторов, которые будут сообщаться с катодными пространствами этой же электролитической ячейки ° Необходимой электрической изоляции можно добиться за счет использования рамкообразных элементов из электроизолирующего материала, которые должны устанавливаться в отверстиях, расположенных в анодах и катодах и совместно образующих какую-то часть коллекторов. Рамкообразные элементы могут образовывать какую-то часть прокладок, например вертикально стояцую рамкообразную часть на поверхности прокладки.

Наличие уравновешивающих коллекторов в электролизере позволяет повысить выход по току, в частности при получении гидроксида натрия, на 1-2Ж по сравнению с известным электрализером.

Формулаизобретения

Электролизер фильтрпрессного типа для получения гидроксида натрия,включаюций чередующиеся анодные, катодные и неэлектропроводные прокладочные пластины и размещенные между анодными и катодными пластинами ионообменные мембраны с образованием анодных и катодных камер, при этом в анодных, катодных и прокладочных пластинах выполнены отверстия, образующие при сборке продольные электрически изолированные каналы, сообщенные с анодными или с катодными камерами для подачи в них электролита и отвода продуктов электролиза, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения выхода продукта по току, в анодных, катодных и прокладочных пластинах выполнены дополнительные отверстия, образуюцие при сборке продольные электрически изолированные каналы, сообщенные каждый только с анодными или только с катодными камерами ниже уровня в них электролита.

1662353

5 Q 3 2

2В

Фиг.2

1б62353

Составитель Т.Гуменюк

Редактор H.Тупица Техред И.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2139 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101