[實用新型]一種電解槽

無效

• 申請號: 00249260.1
• 申請日: 2000-09-18
• 公開（公告）號: CN2450230Y
• 公開（公告）日: 2001-09-26
• 發明（設計）人: 顧煦
• 申請（專利權）人: 顧煦
• 主分類號: C25B9/00
• 分類號: C25B9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及電化學領域的一種電解設備，特別是能將1種化合物電解所生成的2種氣體，直接分離開后，分別提取出該2種氣體成品的電解槽。

通常將1種化合物電解制取2種氣體A和B(例如電解水制取氧氣和氫氣)的過程是：首先在電解槽內獲得1種混合物，包括有：從正電極生成的A氣體、從負電極生成的B氣體以及電解液。然后將該混合物引出電解槽，通過各種分離、純化等設備，最后才能獲得這2種氣體成品。同時，將電解液冷卻后送回電解槽。這些在現有技術中(如中國專利申請94241768.2等)常用的電解槽，由于結構等原因，無法在電解槽內將2種氣體A和B直接分離開后分別取出；也無法在電解槽內冷卻電解液。必需設置龐大而復雜的附屬設備。如：氣體和電解液混合物的循環流動裝置，氣體與電解液分離，以及A氣體與B氣體分離、純化裝置，復雜的管路系統，動力設備等。由此存在以下問題：(1)增加成套設備的復雜程度和制造成本。(2)增加設備的重量、體積和占用空間，也即增加基建、運輸、安裝、維修等工作量和費用。(3)增加設備運行能耗和費用。(4)增加氣體和電解液的滲漏等故障因素，可能引發相關的易燃、易爆、腐蝕、毒性、污染、噪音等安全、環保事故。(5)影響氣體成品的純、凈度等質量。

本實用新型的目的是提供一種電解槽，它既能連續、安全、可靠、穩定地將1種化合物電解所生成的2種氣體在槽內直接分離后，分別提取出氣體成品。又能使電解液在槽內冷卻而無須引出槽外循環流動。

本實用新型是這樣實現的：在電解槽內由電極和隔板相同排列成單行或多行，將槽腔分隔成大小相等的許多小單元，其底部相通，電解液能從底部進入各小單元。排列在每1行兩端的電極稱為端電極。當電極和隔板相間排列成單行時，電解槽可以是圓柱體，其兩個端電極分別連接直流電解電源的正極和負極。當電極與隔板相間排列成多行時，電解槽可以是長方體，其首行的第1個端電極與末行的最后1個端電極分別連接直流電解電源的正極與負極。前1行末尾的端電極與相鄰1行為首的端電極用絕緣護套導線連接成同電位狀態。在電解槽的蓋板上開有氣孔，每個氣孔下面各對應有1個小單元。每1行中呈奇數的1組氣孔與呈偶數的另1組氣孔分別由導管匯集至2條總管路，這就是電解化合物時生成的2種氣體的通道。在端電極、殼體、蓋板、電極、隔板之間均應絕緣密封良好，不得泄漏電流及滲漏氣體和電解液，在蓋板和殼體上設置有溫度控制器、壓力控制器、液位控制器及自動補充電解液裝置。殼體下部有排污口。

每個電極由2塊形狀相同、面積相等的極板圍成，其周邊應密封良好；有1個進口和1個出口與冷卻劑管路相通，冷卻劑可以在電極內流動，但不得向外滲漏。極板最上端的周邊應始終沉浸在電解液的液面高度的下限值之下。以保證在電解全過程中，每塊電極板都有相等的恒定的有效面積。用電極冷卻的裝置是1個循環系統，電極兼有熱交換器功能，由冷卻劑、電極、管路和冷卻劑循環泵組成。50Hz交流電源經整流后成為直流電解電源，其正、負極分別連接電解槽的首、尾端電極。在電解主電路中由溫度控制器、壓力控制器、過電流保護器組成單回路多重串聯電氣控制結構。使電解槽能安全、可靠、穩定地連續工作。

開關K1接通直流電解主電路，電解槽開始工作。在離子電流的作用下，每相鄰2個電極之間，產生1個數值相等的電位差。在每個電極的同方向一側的外表面，聚集正電荷，另一側的外表面聚集負電荷。由A元素和B元素組成的化合物[B⁺][A^-]溶液。在聚集正電荷的極板處，[A^-]離子失去負電荷，生成A氣體，經蓋板上的1組氣孔進入A氣體管路，流向A氣體純化器。同時，在聚集負電荷的另一側極板處，[B⁺]離子得到負電荷，生成B氣體，經蓋板上的另1組氣孔進入B氣體管路，流向B氣體純化器。

電解過程是放熱反應，電解液的溫度會迅速上升，電解電流也因此而增大，使電解槽無法正常工作，甚至會引發嚴重的設備事故。所以開關K1在接通電解主電路的同時，也接通冷卻劑循環泵電機的電源，電機帶動泵工作，冷卻劑經管路從電極的進口進入電極內，進行熱交換后，由出口返回管路，帶走了電解過程中產生的熱能。冷卻劑如此不停地循環，使電解槽內的溫度維持在正常范圍。電解液也就無需到槽外去冷卻了。無論由于何種原因，使電解槽內溫度上升到規定的上限值時，溫度控制器即切斷電解電源，終止電解。此時，冷卻繼續進行，待溫度下降到正常范圍后，溫度控制器自動復位，接通電解電源，恢復電解。從而實現了對溫度的控制功能。