[發明專利]三氟化氮用耐腐蝕電解槽

有效

• 申請號: 201110318985.9
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102383141A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 張景利;王娟;魏磊;趙紀崢;汪建春;牛學坤;徐紅濤;高英武;張緒瑞;酒坤;趙國輝
• 申請（專利權）人: 黎明化工研究院
• 主分類號: C25B1/24
• 分類號: C25B1/24;C25B9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及三氟化氮制備領域，是一種適用于電解法生產三氟化氮氣體的電解槽。

背景技術

電解法制備三氟化氮(NF₃)的電解槽通常由碳鋼、不銹鋼、鎳、銅或蒙乃爾合金制成，當使用不耐腐蝕材料如碳鋼、不銹鋼、銅等時，電槽內部凡與電解液或生成氣體接觸的部位需用耐腐蝕樹脂涂覆，以避免腐蝕；當采用耐腐蝕材料如Ni、蒙乃爾合金等制造時，其制造價格為碳鋼材質電解槽的5～6倍，設備成本高。

專利JP6088267公開了一種在內部凡與電解液或生成氣體接觸的部位均涂覆能夠長期耐140℃以上(優選耐260℃以上)高溫的氟樹脂的電解槽。如氟樹脂耐受溫度低，則產品中CF₄含量會增加。

ZL02201726.7公開了一種電解槽，其特征在于槽體內表面和裙板的外表面上涂有耐腐材料層。

電槽內部涂覆耐腐蝕材料，存在對涂覆工藝、涂覆材料要求嚴格，涂覆費用高等缺點。如涂覆質量不好，在電槽使用過程中可能出現涂覆層剝落造成設備腐蝕、電解氣體中雜質CF₄含量增加等問題，且電槽內部進行涂覆后，因非金屬的導熱性差，將影響槽體整體傳熱效果。因此，如何解決碳鋼電解槽腐蝕過快的問題，并使碳鋼電解槽有效應用于三氟化氮電解行業是本領域面臨的難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題，是提供一種耐腐蝕、傳熱效果好、造價較低的電解槽。

為解決上述技術問題，本發明電解槽，包括槽體、槽蓋、陰極、陽極、陰陽極隔離裙板，槽體側壁和底部配備控溫夾套，槽體以碳鋼為材質并做陰極，槽蓋與槽體之間采用絕緣材料進行絕緣密封，槽體底部上是耐腐蝕絕緣層。

電解槽槽蓋與槽體之間的絕緣材料可采用聚四氟乙烯、酚醛樹脂、耐腐蝕氟塑料或橡膠等材質中的一種。槽體與外接各管線之間也可用這些材料絕緣。

由于槽體整體為陰極，為避免槽體底部產生氫氣與陽極氣體混合爆炸，本發明在槽體底部鋪設一層連續的耐腐蝕絕緣層。該耐腐蝕絕緣層可以是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、耐腐蝕氟塑料或氟化鹽等中的一種。

本發明電解槽不另設陰極，直接采用槽體做陰極，使槽體電位等于陰極電位，起到對槽體的保護作用。

由于槽體內側不再涂覆防腐材料，外側直接與控溫夾套相連，電解槽整體導熱效果較好；且槽體直接做陰極，取消了陰極單獨設置，槽體內部構造簡化，電解質流動障礙減少，電解槽內部傳熱、傳質效果更佳。

陰陽極隔離裙板，由于其處于氣液交界區域，容易被腐蝕，可采用碳鋼材質加耐腐蝕涂層保護，也可直接接采用鎳、蒙乃爾等耐腐蝕材料制造。

本發明電解槽陽極板還可以進一步設計為柵板狀，以減少電解槽內部的傳質阻力。

本發明電解槽直接采用槽體做陰極，并在槽體底部增加一層連續的耐腐蝕絕緣層，有效地解決了電解槽腐蝕過快的問題，延長了碳鋼電解槽的使用壽命且制造成本低，傳熱傳質效果好，有利于提高電解效率。該電解槽使用壽命可達同類碳鋼電解槽5倍以上。

附圖說明

圖1是本發明電解槽主視圖的剖視圖。

圖2是本發明電解槽右視圖的剖視圖。

圖3是本發明電解槽俯視圖。

具體實施方式

圖1～3所示是本發明的一個實施例，下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步地詳述：三氟化氮電解槽，由槽蓋1和槽體(陰極)2兩大部分組成。槽蓋1由陽極7、陽極氣體出口12、陰極氣體出口13、HF通料口16、NH₃通料口17、陰極測壓口15、陽極測壓口14、測溫口18、陽極極棒9、陰極極棒10、取樣口19、陰陽極隔離裙板4組成。槽蓋1與槽體2之間通過聚四氟乙烯密封圈3密封，槽蓋1與陽極7之間通過銅螺桿11連接，槽體側壁和底部以焊接方式分別與控溫夾套5、6連接。槽體為碳鋼制造，底部鋪設一層連續的聚四氟乙烯板8，陰陽極室隔離裙板4以鎳板制備，陽極7為柵板狀。

該電解槽耐腐蝕、傳熱效果好、造價較低。