袋狀離子交換膜電極室的製作方法
2023-07-22 13:12:11 1
專利名稱:袋狀離子交換膜電極室的製作方法
本實用新型涉及一種電解工藝設備，特別涉及一種帶有袋狀離子交換膜的電極室。
用電解氧化法製備雙氧水的工藝是將硫酸和硫酸銨的混合液引入電解槽中進行如下反應
以製備過硫酸銨，所得過硫酸銨經水解，精餾和濃縮，即得雙氧水，反應式為
在電解過程中，為了不使陽極區的S2O＝8離子擴散到陰極區，以往採用素燒陶瓷膜隔開，該膜為中性膜，對離子無選擇透過性，且易受鐵蘭汙染，電解過程中槽電壓可升高到6伏以上，耗電隨之增大。採用陽離子交換膜作為隔膜較之素燒陶瓷隔膜優越得多，因為陽離子交換膜具有只容許陽離子通過，而不容許陰離子通過的特性，因此能有效地阻止S2O＝8向陰極擴散，而且膜電阻較小，又不受鐵蘭汙染，所以槽電壓降低，電流效率增高，雙氧水的生產成本亦得以降低。
但是片狀離子交換膜在雙氧水電槽上安裝困難，致使其儘管有許多優點，到目前為止仍難以在全國普遍推廣使用。江陰化工一廠為解決這一問題採用了嵌線壓板裝膜方法，即在塑料陽極框的兩側開槽，然後用硬塑料焊條作嵌條，將離子交換膜向槽內壓入，使膜壓延成倒Ω形，並在膜外面裝上塑料壓框。這種安裝方式極易使膜受到損傷或壓裂，特別在轉角處更是薄弱環節，使用中常發生洩漏。同時由於用嵌條將離子交換膜緊緊地固定住，因而無法補償膜在電解質溶液中的膨脹和收縮，易撕裂離子交換膜，降低其使用壽命。而且因在陽極框上必須留出一定面積開槽，這就減少了有效膜面積，增高了槽電壓。此外，膜的更換困難，既費時，又費力。
本實用新型的目的是為電解法生產雙氧水提供一種耗電省，結構簡單、合理、可靠，且安裝和維修方便的電極室。
本實用新型的目的是通過下述方式實現的將陽離子交換膜按陽極框的形狀和大小製成上部敞口的袋狀結構，然後套在陽極的極框外面，並沿著極框的上沿和筋用塑料帶扎住，在出料口安裝一個帶有壓緊螺紋的出料管。其中離子交換膜的基膜可以是聚乙烯、聚偏氟乙烯或含氟塑料之類的高分子材料。也可將袋狀膜直接套在電極外，內襯魚鱗網袋。
本實用新型結構簡單，安裝、更換方便，膜的可靠性和使用壽命均較嵌線壓板法大為提高。而且因無需開槽，使膜的有效面積增加，槽電壓降低。本實用新型可直接應用於採用素燒陶瓷隔膜生產雙氧水的電解槽中，不必更換陽極框。此外，它還可應用於過硫酸鉀、高氯酸鈉等其他電解生產中。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述，其中圖1是本實用新型的示意圖。
參照圖1，陽極結構與以往用素燒陶瓷膜隔開的電解法生產雙氧水的陽極相同，系由鉑片3及與其相連的導電棒2構成，導電銅牌1與導電棒2的末端相連接。在電極外面的塑料極框5的兩邊中間處分別焊接一根橫向塑料撐條4(也可在框的兩邊設置塑料魚鱗網)，以防止膜與鉑片相碰。
根據陽極框大小，將0.25－0.3毫米厚的高壓聚乙烯薄膜按陽極框的尺寸裁切，並熱焊成上部敞口的極框袋，袋內放入不鏽鋼襯架，然後將其浸入由苯乙烯、二乙烯基苯及少量偶氮二異丁腈組成的溶液中，升溫到60℃，保溫45分鐘，衝除殘液，注入熱水封閉膜的周圍，在60℃溫度下保溫7小時，聚合固化完畢成底膜，然後再將其浸入50℃的二氯乙烷溶液中，溶脹45分鐘，移除溶脹劑後，加入98％硫酸，在80℃溫度下磺化9－10小時，最後用水洗滌乾淨即得袋狀陽離子交換膜。其交換容量為1.8－2.2毫克當量／克幹膜，含水率35－40％，面電阻3歐姆·平方釐米，選擇透過度95％左右。
將上述製得的袋狀陽離子交換膜6套在塑料極框5的外面，並在其側邊出料口處開一個孔，以旋緊帶有壓緊螺紋的塑料管8，而沿著極框5的上沿及筋均用聚氯乙烯帶7綑紮。
與採用素燒陶瓷隔膜生產雙氧水的電極室相比，本實用新型可使平均槽電壓從5.5－6.0伏降到4.4－4.8伏，電解效率上升到87％左右，每生產1噸雙氧水可節電1千度左右。增產25－30％；而與嵌線壓板法的電極室相比較，則槽電壓可降低0.1－0.2伏，離子交換膜的使用壽命可延長20％以上。
權利要求
1.一種用於電解工藝的電極室，它包括陽極及其外面的極框5，以及安裝在極框5上面的陽離子交換膜6，其特徵在於所述離子交換膜6為上部敞口，而大小和形狀與極框5相匹配的袋狀結構，套在極框5外面，並由塑料帶7使之與極框5固定。
2.根據權利要求
1所述的電極室，其特徵在於所說離子交換膜的基膜材料是聚乙烯、聚偏氟乙烯或含氟塑料。
專利摘要
本實用新型提供了一種帶有袋狀離子交換膜的電極室。它是在電極的極框外面套上與極框的大小和形狀相匹配的袋狀離子交換膜，並沿著極框的上沿和筋用塑料帶扎住。這種電極室結構簡單，安裝維修方便，膜的可靠性和使用壽命均較嵌線壓板法製得的電極室大為提高，而槽電壓可降低0.1-0.2伏。不僅可直接應用於採用素燒陶瓷隔膜生產雙氧水的電解槽中，還可應用於過硫酸鉀、高氯酸鈉等的電解生產中。
文檔編號C25B9/00GK87208091SQ87208091
公開日1987年12月30日 申請日期1987年5月14日
發明者魯仁成 申請人:魯仁成導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan