專利名稱：復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽結(jié)構(gòu)，屬于離子膜電解 技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子膜電解槽屬于氯堿行業(yè)中主要的電解裝備，復(fù)極式自然循環(huán)離子 膜電解槽主要由多個(gè)單元電解槽構(gòu)成，在單元電解槽之間由密封墊密封有 離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的、在導(dǎo)電通路上連接的陰極盤和 陽極盤、由四個(gè)邊框構(gòu)成的框架、通過導(dǎo)電筋板焊接到陰、陽極盤上的陰 極和陽極及陰、陽極室上部分的氣液分離盒組成，陰極盤和陽極盤為四周 帶側(cè)壁的盤狀構(gòu)件，在陰極盤和陽極盤的側(cè)壁分別帶有供電解物料進(jìn)入的 進(jìn)口及供電解產(chǎn)物流出的出口，進(jìn)口分別位于陰、陽極盤的下側(cè)壁上，出 口分別位于陰、陽極盤上側(cè)壁上，在陽極的底部固定安裝有導(dǎo)流管。該種 結(jié)構(gòu)的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽在應(yīng)用時(shí)雖能夠生產(chǎn)堿液，但其制造 工藝復(fù)雜，制造成本高。另外由于工作環(huán)境苛刻，在高溫下高濃度的鹽水 和堿液環(huán)境中工作，電解過程中陽極室具有氧化性，陰極室具有還原性， 電解槽極易被腐蝕產(chǎn)生泄漏。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理、制造簡單的復(fù)極式自然循環(huán) 離子膜電解槽，不僅耐腐蝕，而且降低成本。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，由多個(gè)(一個(gè)以上)單元電解槽構(gòu)成，在單元電解槽之間由密封墊密封有離子交換膜，單 元電解槽由背靠背配置的及陰極室、陽極室構(gòu)成，陰極室、陽極室上部帶 有氣液分離器，陰極室和陽極室的側(cè)部分別帶有供電解物料進(jìn)入的進(jìn)口及 供電解產(chǎn)物流出的出口，進(jìn)口分別位于陰、陽極室的下部，出口分別位于 陰、陽極室上部，外框采用整體型式結(jié)構(gòu)，陰、陽極室中間由帶有金屬骨 架的隔板隔離，外框的周邊和中間隔板采用非金屬工程材料注塑整體成 型，單元電解槽的中間隔板上均勻設(shè)置導(dǎo)電連接組件，由導(dǎo)電連接組件連 接陰極室和陽極室，陰、陽極室兩側(cè)的支撐筋板通過螺栓和螺母分別安置 在隔板兩側(cè)，中間隔板上帶有用于安裝螺栓、螺母的孔，陰極室側(cè)的螺母 選用鐵、鎳或不銹鋼金屬材料制成，陽極室側(cè)的螺栓選用金屬鈦或鈦合金 材料制成，在螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰極室側(cè)焊接鎳或不 銹鋼材質(zhì)的支撐筋板，陽極室側(cè)焊接鈦或鈦合金材質(zhì)的支撐筋板，陰極支 撐筋板上焊接鎳或不銹鋼材質(zhì)的活化陰極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板上焊接 鈦或鈦合金材料的活化陽極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)堰板。本實(shí)用新型的外框和中間隔板采用的工程材料為耐酸、堿、氯氣的DCPD (雙環(huán)戊二烯)或PP (聚丙烯)材料。本實(shí)用新型在中間隔板上配合安裝螺栓和螺母時(shí)，加入金屬墊圈和橡 膠密封墊圈進(jìn)行密封，金屬墊圈和各室內(nèi)的螺栓或螺母材質(zhì)相同，橡膠墊 圈采用低鈣鎂的三元乙丙橡膠密封墊圈，以有效地保護(hù)離子交換膜和保證 電解產(chǎn)物純度，提高電解效率。在陰極室和陽極室下部各自設(shè)置進(jìn)液分散管，管上均布小孔，小孔位 于相鄰兩根筋板之間空隙，這樣有利于進(jìn)槽液體的平均分布。陽極室上部設(shè)置的氣液分離器內(nèi)部安裝多孔板(如圖4所示)，使氣 體和液體可以完全分離；進(jìn)出口接管呈對(duì)角設(shè)置，下部為進(jìn)口接管，上部 氣液分離器端部為出口接管。陰極室上部設(shè)置有氣液分離器，進(jìn)出口接管呈對(duì)角設(shè)置，下部為進(jìn)口 接管，上部氣液分離器端部為出口接管。為增強(qiáng)邊框的強(qiáng)度，其內(nèi)部嵌有金屬骨架。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽的優(yōu)點(diǎn)是1、 結(jié)構(gòu)簡單，省去金屬材料陰、陽極盤，框架及中間隔板采用非金 屬材質(zhì)，重量大大減輕。2、 因省去陰、陽極盤而使得加工制造工藝簡單，電解槽的成本降低。3、 外框和中間隔板采用注塑整體成型，密封好，泄漏率降低。 本實(shí)用新型可廣泛推廣應(yīng)用于氯堿化工行業(yè)中。


圖1是本實(shí)用新型復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽陽極側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽陰極側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是單元電解槽俯視圖剖視圖。 圖4是單元電解槽左視圖剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式及其效果作進(jìn)一步描述。 單元電解槽的結(jié)構(gòu)如附圖3所示，由背靠背配置的陰極室A、陽極室 B構(gòu)成。單元電解槽的外框1的周邊和中間隔板26采用DCPD (雙環(huán)戊二 烯)材料注塑整體成型，外框1內(nèi)部嵌有增強(qiáng)強(qiáng)度的金屬骨架，中間隔板26中同樣帶有金屬骨架。中間隔板26上均勻設(shè)置導(dǎo)電連接組件，導(dǎo)電連 接組件可以采用以下方案進(jìn)行實(shí)施如圖3、 4所示，在中間隔板26上均勻開孔，然后將專用螺栓和專用 螺母緊固在中間隔板上。螺栓IO和螺母11分別安裝在陰極室A和陽極室 B兩側(cè)，通過金屬墊圈和橡膠密封墊圈9進(jìn)行密封，金屬墊圈與所在的陰 極室A或陽極室B內(nèi)的螺栓或螺母材質(zhì)相同，密封墊圈9采用低鈣鎂含量 的EPDM (三元乙丙橡膠)材料制成。陰極室A側(cè)的專用螺母選用鎳金屬材料制成，陽極室B側(cè)的專用螺栓 選用金屬鈦材料制成。在螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰極室A 側(cè)焊接鎳材質(zhì)的支撐筋板5,陽極室B側(cè)焊接鈦材質(zhì)的支撐筋板4，陰極 支撐筋板上焊接鎳材質(zhì)的活化陰極電極網(wǎng)8，在陽極支撐筋板上焊接鈦材 料的活化陽極電極網(wǎng)7，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)堰板2、 3、 6。陰極室A、陽極室B的上部帶有氣液分離器24、 25，陰極室A上部設(shè) 置有氣液分離器，進(jìn)出口接管呈對(duì)角設(shè)置，下部為進(jìn)口接管，上部氣液分 離器端部為出口接管；陽極室B上部設(shè)置的氣液分離器25內(nèi)部安裝多孔 板，使氣體和液體可以完全分離；進(jìn)出口接管呈對(duì)角設(shè)置，下部為進(jìn)口接 管14、 23，上部氣液分離器端部為出口接管18、 21。陰極室A和陽極室B的側(cè)部分別帶有供電解物料進(jìn)入的進(jìn)口 14、 23 及供電解產(chǎn)物流出的出口 18、 21，進(jìn)口分別位于陰、陽極室的下部，在陰 極室A和陽極室B下部各自設(shè)置進(jìn)液分散管，其上均布小孔，小孔位于相 鄰兩根筋板之間的空隙，使進(jìn)液分布均勻，保證電解過程的平穩(wěn)運(yùn)行。
權(quán)利要求1、一種復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，由多個(gè)單元電解槽構(gòu)成，在單元電解槽之間由密封墊密封有離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的陰極室、陽極室構(gòu)成，陰極室、陽極室上部帶有氣液分離器，陰極室和陽極室的下部帶有供電解物料進(jìn)入的進(jìn)口，上部帶有供電解產(chǎn)物流出的出口，進(jìn)口分別位于陰、陽極室的下部，出口分別位于陰、陽極室上部，其特征是外框采用整體型式結(jié)構(gòu)，陰、陽極室中間由帶有金屬骨架的隔板隔離，外框的周邊和中間隔板采用非金屬工程材料注塑整體成型，單元電解槽的中間隔板上均勻設(shè)置電連接組件，由導(dǎo)電連接組件連接陰極室和陽極室；連接組件為專用螺栓和專用螺母緊固連接在中間隔板兩側(cè)，陰、陽極室兩側(cè)的支撐筋板通過螺栓和螺母分別安置在隔板兩側(cè)，中間隔板上帶有用于安裝螺栓、螺母的孔，陰極室側(cè)的螺栓或螺母選用鐵、鎳或不銹鋼金屬材料制成，陽極室側(cè)的螺栓或螺母選用金屬鈦或鈦合金材料制成，在螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰極室側(cè)焊接鎳或不銹鋼材質(zhì)的支撐筋板，陽極室側(cè)焊接鈦或鈦合金材質(zhì)的支撐筋板，陰極支撐筋板上焊接鎳或不銹鋼材質(zhì)的活化陰極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板上焊接鈦或鈦合金材料的活化陽極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，其特征還 在于外框和中間隔板采用的工程材料為耐酸、堿、氯氣的雙環(huán)戊二烯或 聚丙烯材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，其特征還在于中間隔板上配合安裝的螺栓和螺母，加入金屬墊圈和橡膠密封墊圈 進(jìn)行密封，金屬墊圈和各室內(nèi)的螺栓或螺母材質(zhì)相同，橡膠墊圈采用低牽丐 鎂含量的三元乙丙橡膠制成。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，其特征還 在于在陰極室和陽極室下部各自設(shè)置進(jìn)液總管上均布小孔，小孔位于相 鄰兩根筋板之間空隙。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，其特征還 在于陽極室上部設(shè)置的氣液分離器內(nèi)部安裝多孔板，使氣體和液體可以 完全分離；進(jìn)出口接管呈對(duì)角設(shè)置，下部為進(jìn)口接管，上部氣液分離器端 部為出口接管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，其特征還 在于陰極室上部設(shè)置有氣液分離器，進(jìn)出口接管呈對(duì)角設(shè)置，下部為進(jìn) 口接管，上部氣液分離器端部為出口接管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，其特征還 在于邊框的內(nèi)部嵌有增強(qiáng)強(qiáng)度的金屬骨架。
專利摘要一種復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，由多個(gè)單元電解槽構(gòu)成，在槽之間封有離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的陰、陽極室構(gòu)成，各室上部帶有氣液分離器和供電解產(chǎn)物出口，下部帶有物料進(jìn)口，中間帶隔離隔板；外框采用整體結(jié)構(gòu)，周邊和中間隔板采用非金屬工程材料注塑整體成型，單元電解槽隔板上均勻設(shè)置電連接組件，由導(dǎo)電連接組件連接陰、陽極室，各室兩側(cè)安置支撐筋板，中間隔板上帶有孔，陰、陽極室側(cè)的螺栓，螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰、陽極室側(cè)焊接支撐筋板，陰極支撐筋板上焊活化陰極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板上焊接鈦或鈦合金材料的活化陽極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)板。
文檔編號(hào)C25B9/06GK201106069SQ20072017352
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者康建忠, 偉 張, 張良虎, 楊恩偉, 趙印杰 申請(qǐng)人:中國藍(lán)星(集團(tuán))總公司;藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司