[發(fā)明專利]一種實驗型氯堿離子膜電解槽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110046272.1
• 申請日: 2011-02-25
• 公開（公告）號: CN102134725A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)軍;高自宏;張永明;張恒
• 申請（專利權(quán)）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號: C25B1/46
• 分類號: C25B1/46;C25B9/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 李寶成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離子膜電解槽，具體的說涉及一種單極式實驗型氯堿離子膜電解槽裝置。

背景技術(shù)

我國離子膜法燒堿發(fā)展十分迅速，我國氯堿企業(yè)先后從發(fā)達(dá)國家引進多項高新科技，使我國的氯堿技術(shù)有了很大的提高。我國從世界知名公司引進先進的離子膜法制堿技術(shù)，迅速發(fā)展離子膜法電解工藝，徹底淘汰了水銀法燒堿和部分石墨陽極隔膜法燒堿，大大提升和優(yōu)化了我國氯堿工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，促進了相關(guān)工業(yè)的迅速發(fā)展。離子膜電解槽作為現(xiàn)代氯堿行業(yè)先進的電解設(shè)備，以操作方便，節(jié)能降耗，產(chǎn)品純度高等特點，得到普遍應(yīng)用。

現(xiàn)有生產(chǎn)型離子膜電解槽的專利文件有：公開號CN1306102公開了一種單極式離子膜電解槽，CN2459329公開了一種復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽、CN1407137公開了一種復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽、CN201106069、CN201128760公開了膜極距復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽，這些專利文件設(shè)計均為生產(chǎn)型離子膜電解槽。然而不管是研究氯堿用離子膜性能亦或是離子膜電解槽電極性能都需要有小型的電解槽裝置來進行實驗，目前尚未有實驗型的小型離子膜電解槽的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明涉及一種實驗型氯堿離子膜電解槽。

發(fā)明概述

本發(fā)明實驗型氯堿離子膜電解槽，是由若干個單元槽部件組成一個完整的單元槽，用于飽和氯化鈉水溶液制取氯氣、氫氣和燒堿，或用于飽和氯化鉀水溶液制取氯氣、氫氣和KOH。單元槽用離子交換膜分隔成陽極電解室和陰極電解室，是一種利用電化學(xué)電解氯化鈉、氯化鉀以產(chǎn)生氣體和強堿的單極式氯堿離子膜電解槽裝置。

發(fā)明詳述

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

實驗型氯堿離子膜電解槽，包括陰極室槽、陰極墊片、陰極電極網(wǎng)板、陰極墊片、離子膜、陽極墊片、陽極電極網(wǎng)板、陽極墊片和陽極室槽，依次通過法蘭密封連接成為一體。陰極室槽側(cè)面上設(shè)有氫氣及堿液出口和純水入口分別連通陰極室，陽極室槽上設(shè)有淡鹽水及氯氣出口、二次精制鹽水入口、溫度計插口、測溫點插口；陽極室內(nèi)置有鈦加熱管。陰極電極網(wǎng)板、陽極電極網(wǎng)板上均設(shè)有整流電源接口，分別與整流電源的負(fù)極、正極相連接。

上述離子膜選自市場可購得的氯堿用商品離子交換膜，也可按現(xiàn)有技術(shù)自制，優(yōu)選為全氟磺酸-羧酸復(fù)合離子膜，參見CN101811359A。

上述所有陰極墊片、陽極墊片均優(yōu)選采用三元乙丙橡膠材料。

上述陰極電極網(wǎng)板是由涂覆有活性涂層的鈦金屬網(wǎng)焊接在鈦剛性框架內(nèi)制作而成。涂覆活性涂層材料是鈀或銠貴金屬材料，按現(xiàn)有公知技術(shù)即可。

上述陽極電極網(wǎng)板是由涂覆有活性涂層的鎳金屬網(wǎng)焊接在鎳或不銹鋼剛性框架內(nèi)制作而成。涂覆活性涂層材料是鈀或銠貴金屬材料，按現(xiàn)有公知技術(shù)即可。

上述陰極電極網(wǎng)板、陽極電極網(wǎng)板的框架上均焊接有可連接整流電源線的銅鼻片，銅鼻片上有整流電源接口。

陰極室槽和陰極室槽內(nèi)分別是陽極室和陰極室，陽極室的容積與陰極室容積比在50-10∶1范圍內(nèi)。本發(fā)明實驗型氯堿離子膜電解槽陽極室體積足夠大，并且具有加熱控溫裝置，以保持電解槽溫度的易控及恒定，為此陰極室槽容積相應(yīng)地盡量小。

上述陰極室槽用不銹鋼板或鎳板焊接制作，陽極室槽用鈦板焊接制作。

上述陽極室內(nèi)的加熱管采用鈦加熱管，以達(dá)到防腐的功能，可長期使用。

本發(fā)明實驗型氯堿離子膜電解槽，由若干個單元槽部件組成一個完整的單元槽，單元槽用離子交換膜分隔成陽極和陰極電解室，由電極網(wǎng)有效面積限定電解室有效截面積，電解室與電解室之間交替設(shè)置墊片、金屬電極網(wǎng)板、墊片及離子膜。電解室(包括陰極室和陽極室)截面面積不小于電極網(wǎng)有效面積，優(yōu)選的電解室截面面積等于電極網(wǎng)有效面積。

本發(fā)明實驗型離子膜單元電解槽的陽極室框架優(yōu)選鈦板制成的耐腐蝕板，陰極室框架選自鎳板或不銹鋼板焊接或沖壓而成，也可以采用有機玻璃聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚四氟乙烯材料加工制成。對陽極室、陰極室材料要求具有一定的剛度和具有較平的密封面，保證整體的剛度及密封功能。

本發(fā)明中離子膜單元槽有利于電解過程中的氣體和電解液的自然循環(huán)，使電解室中的電解條件均勻化、穩(wěn)定化。本實驗型離子膜電解槽簡單易控，操作方便，可用于離子膜電極的快速測試、離子膜的快速測試，包括電流密度-槽電壓關(guān)系、電流效率、水傳遞系數(shù)的測定等。