立體型鉑陽極電解槽的製作方法

2023-10-18 18:22:39

專利名稱:立體型鉑陽極電解槽的製作方法
本實用新型涉及電化學生產裝置，是一種鉑陽極電介槽，尤其適宜於生產過氧化氫(雙氧水)中間體過硫酸銨和其他過硫酸鹽，也可用於生產其它各種鉑陽極電介產品。
現有的箱式鉑陽極電介槽主要由槽缸和若干組陽極棒、陰極板、隔膜及極板水冷卻器組成，其陽極棒以金屬銅棒或鋁棒作為導電骨架，棒身自上而下均勻打有小孔，各用鉑絲一端穿入並固定，每根鉑絲的另一端共同焊在一片寬為4至8毫米，厚0.04至0.05毫米的鉑片上，導電骨架表面塗塑以防電介液腐蝕金屬銅或鋁棒，每3至4根陽極棒構成一組陽極，與之相對應的陰極常採用均勻打孔的青鉛板。陽極與陰極間採用固定的隔離膜分隔，分隔成陽極室和陰極室。因電介反應中會產生大量熱量，故陽極室中設有通冷卻水的S型玻璃冷卻水管，陰極室中設有分布焊接於青鉛板一側的青鉛冷卻水管。每一個電介槽內設有3～4組陽極室與陰極室。
傳統箱式鉑陽極電介槽採用的陽極棒以鉑絲作導電金屬骨架與鉑片的導電與連接之用，鉑絲大部分為塗塑層復蓋，在電介過程中不參與電介作用。這些昂貴的鉑絲大幅度增加了投資，據統計，鉑的投資佔整個電介槽投資的90％以上，而鉑絲的用量又佔電介槽總用量的一半以上，如1000A電介槽就需用鉑近130克；採用陽極棒，還存在著鉑片集中，電流分布不勻的弱點；其次，陽極室中鉑陽極受S型玻璃冷卻水管間接冷卻，因兩者分立，玻璃導熱係數小，故而冷卻效果差。為保證冷卻，不得不增加玻璃水管或加大其表面積，從而引起陽極室容積增大，陽極與陰極間極距增大，電流濃度降低，副反應增加，電耗上升，影響生產速率和產品質量。在青鉛板上打孔的傳統陰極板耗材多，結構又不利於料液中氫氣泡有效分離，不能回收氫氣，易致氣阻，增大槽壓而增加電耗；焊連一體的青鉛冷卻水管也同樣造成陰極室容積擴大，增大極距。還有，傳統箱式鉑陽極電介槽內，隔膜固定框架厚度大，造成陽極與陰極極距較大，耗電耗能；而且，因為隔膜是固定安裝的，必須停電停車後才能實施換膜，影響連續生產。
本實用新型的目的是提供一種能顯著減少鉑耗量，降低電能消耗，也可以不停車調換隔膜的節鉑、節電、高效率的新穎箱式鉑陽極電介槽。
本實用新型是這樣實現的在槽缸內，兩端各設有一塊單面陰極板，中間依次交錯安放若干塊雙面陽極板與雙面陰極板使之兩兩相對。陽極板以鈦為基板，預先將鉑絲或鉑帶加工成需要的型式，如螺旋型、瓦欏型、波紋型、城蝶型，然後通過一根根鈦條或鈦帶作為壓焊線串過鉑陽極將其凸列地壓緊焊定在基板上使之良好導電，同材質的焊線與基板焊接連結，確保鉑陽極的固定及其與基板的導電接觸。鉑陽極可在基板上任意排列，在酸性電介中，尤宜於一排排橫向排列。為了防止凸立的鉑陽極和隔膜直接接觸以致燒損隔膜和保有電介液的流道，必須在陽極板上安設凸起的高度大於鉑陽極凸起高度的裝置，一般有二種實施結構，一種是將壓焊線凸起呈波紋型，瓦欏型，城堞型類形狀，凹段焊於並將鉑陽極壓緊固定在陽極基板上，凸段高度大於鉑陽極的凸起高度以防其與隔膜接觸；另一種是在陽極基板上安設凸起高度大於鉑陽極凸起高度的條狀或段狀凸墊，例如預先加工成埋有鈦蕊的橡塑膠凸墊，使用時在凸墊上適當剖露出若干鈦蕊外露點，再將這些外露點點焊於陽極基板的相應部位。在電介液作用下，暴露在電介液中的鈦板與鈦焊線表層很快生成了不導電的二氧化鈦膜層，而鈦基極上被壓焊線壓緊的與鉑陽極緊密接觸處因未接觸電介液而仍導電良好，保證了鉑陽極通電。鈦基板背側連有水直接冷卻件，具體結構既可用製造基板的鈦薄極一體圍成封閉水冷卻盒，兩側面焊上鉑陽極則為雙面陽極板，盒內通冷卻水；也可在兩塊焊上鉑陽極的鈦基板之間夾焊上一組鈦質水冷卻管，形成雙面陽極板。陰極板可採用預加工成網狀結構的青鉛或含銻青鉛薄板，尤宜預加工成內斜形剪切網，將其焊接或機械固定在同材質的陰板框架上構成陰極面板，其背側連有同材質的水冷卻管；一塊帶水冷卻管的陰極面板則為單面陰極板，兩塊背靠的陰極板之間夾焊一組水冷卻管就是雙面陽極板，陽極板水冷卻件的出水口與陰極板的進水口相連接，工作時冷卻水先進入陽極冷卻件後再進陰極冷卻件然後排出。在每一對陰極和陽極之間，設有隔膜，用以分隔出陽極室和陰極室。隔膜安裝在隔膜夾架上，隔膜夾架既可做成固定安裝在電介槽內的固定夾架，也可做成活絡型的可很方便抽出與插入的插放夾架，使用插放夾架可不停電不停車快速換膜，只需將插放夾架取出，拿下舊膜，換上新膜，再插入電介槽內即可。因為本實用新型採取了陽極與陰極背側直接水冷卻結構，因此陽極與陰極之間不再存在體積較大的間接水冷卻件，只存在隔膜及其夾架，故夾架可做得薄一些，以保證極距小於6至8毫米，本實用新型中固定式夾架和插放式夾架均為薄型或超薄型的。隔膜夾架上端與陰極室蓋封板側面閉合，陰極室液面以上便形成封閉空間，電介過程中排出的氫氣進入該空間再通過蓋封板上的氫氣搜集孔進行回收。
本實用新型與傳統箱式鉑陽極電介槽相比較，有很大的積極效果，能大量節省昂貴的鉑材，節約寶貴的電能，還能簡化工藝，方便操作，提高生產效率，而且電介槽結構緊湊，佔地面積小，投資少，可用於多快好省生產過硫酸銨和其他過硫酸鹽，以及各種鉑陽極產品。
本實用新型的具體結構藉助如下附圖與實施例進一步闡述。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是插放式隔膜夾架12的示意圖，圖3是固定式隔膜夾架13的示意圖，實施例一參見圖1，圖2，圖3。
槽缸1內安有四組陽極板2、陽極板3和隔膜4。兩端各為一單面陰極板3，中間依次為雙面陽極板2，雙面陰極板3，雙面陽極板2。陰極板3採用預製的青鉛剪切網嵌裝在青鉛框架上，背側焊接有一組青鉛水冷卻件8；陽極板2採用厚2毫米的鈦板圍成鈦盒作為水冷卻件8，內通冷卻水，鈦盒兩側面作為陽極基板5，用預製成瓦欏形的直徑為1.2毫米瓦欏高度8毫米的鈦絲作壓焊線6，將用厚0.03毫米，寬0.8毫米的鉑帶繞製成直徑5毫米的螺旋形鉑陽極7壓緊固定在鈦基板5上；陽極板2和陰極板3之間設有隔膜4，其安裝於隔膜夾架9上，隔膜夾架9採用插放式隔膜夾架12型式，或固定式隔膜夾架13型式，其上端與帶有氫氣搜集孔10的陰極室蓋封板11側面緊貼閉合，使陰極室液面以上部分呈封閉空間，電介過程中排出的氫氣通過該空間再經氫氣搜集孔10回收利用。
權利要求
1.一種在槽缸1內安設若干對陽極板2、陰極板3與電介隔膜4組成的電介槽，其特徵在於a槽缸1內兩端各設一塊單面陰極板3，中間依次交錯安放若干塊雙面陽極板2和雙面陰極板3，使陽極板2和陰極板3兩兩相對；b雙面陽極板2以鈦為基板5，陽極採用鉑絲或鉑帶，將其預加工成螺旋型、瓦欏型、波汶型、城碟型類需要的型式，再用鈦條或鈦帶作為壓焊線6串入將其凸列地壓緊焊定在基板5上使之良好導電，基板5背側連有水冷卻件8，其結構既可用製造基板5的鈦薄板一體圍成封閉水冷卻盒，也可在兩塊基板5間夾焊上一組鈦質水冷卻管；c陰極板3採用嵌裝在相同材質框架上的網狀結構的青鉛或含銻鉛薄板，其背側連有同材質的水冷卻件，連有水冷卻件8的單塊陰極面板則為單面陰極板，兩塊陰板面板之間連有一組水冷卻件8則為雙面陰極板；d陽極板2和陰極板3之間設有隔膜4，其安裝於隔膜夾架9上，隔膜夾架採用插放式隔膜夾架12型式，或固定式隔膜夾架13型式；e陽極板3上安設凸起高度大於鉑陽極7凸起高度的裝置，有二種實施，結構一種是將壓焊線6凸起呈波紋型、瓦欏型、城碟型類形狀，凹段將鉑陽板7壓緊焊定在陽極基板5上，凸段高度大於鉑極7的凸起高度，另一種是在陽極基板5上安設凸起高度大於鉑陽極凸起高度的條狀或段狀凸墊，例如預先加工成埋有鈦蕊的橡塑膠凸墊，使用時在凸墊上適當剖露出若干鈦蕊外露點，再將這些外露點點焊於陽極基板5的相應部位；f隔膜夾架9上端和帶氫氣搜集孔10的陰極室蓋11側面閉合，陰板室液面以上部分呈封閉空間，電介過程中產生的氫氣進入該空間再通過氫氣搜集孔10進行回收。
2.如權利要求
1所述的電介槽，其特徵在於鉑陽極7可在陽極基板5上任意排列，在酸性電介中，尤宜於一排排橫向排列。
3.如權利要求
1、2所述的電介槽，其特徵在於每對陽極板2與陰極板3之間的極距小於8毫米。
專利摘要
立體型鉑陽極電解槽是由槽缸和若干組陽極板、陰極板及隔膜組成的電解槽，其特徵在於鈦質陽極基板上通過鈦條或鈦帶構成的壓焊線穿入凸起立體布列的，由鉑帶或鉑絲串成的鉑陽極中並將其壓緊焊定。陰極板條用嵌裝於青鉛框架上的青鉛網板，極板背側均連有直接水冷卻件，每對陽極板，陰極板之間設有隔膜，極距小於8毫米。立體型鉑陽極電解槽可用於生產過硫酸鹽，尤其是過硫酸銨，以及其它適宜的產品。
文檔編號C25B9/00GK87207164SQ87207164
公開日1988年12月7日 申請日期1987年6月10日
發明者周昌明 申請人:周昌明導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan