[發明專利]一種電化學氟化電解槽

有效

• 申請號: 201510020416.4
• 申請日: 2015-01-07
• 公開（公告）號: CN104532287B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 任章順;李立遠;袁勝芳;黃曉磊;張景利;許福勝;李賢武
• 申請（專利權）人: 黎明化工研究設計院有限責任公司
• 主分類號: C25B3/08
• 分類號: C25B3/08;C25B9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電化學領域，具體涉及一種電化學氟化電解槽。

背景技術

電解氟化法又稱Simons法，是以鎳為陽極，鎳或鐵為陰極，將有機反應物溶解在無水氟化氫中形成導電的電解液，在較低的溫度下控制電壓為4.5～6.0V，通過陽極電化學氟化將氟引入到有機物分子中的方法。電解氟化法目前廣泛應用于全氟化合物的制備。

現有技術中，Simons式電解槽多采用圓柱型電解釜，采用電極堆式結構，其極間的電解液在電解過程中靠自然力循環流動，其中有冷熱的交換，有氣體的上升和液體的下降補充，從而產生氣液交換，密度較大的液相氟化產品易于沉積在反應釜底部放料收集。

由于電極堆多為方形，圓柱型電解釜存在釜內空間利用率不高，有效電解面積不大等缺點。電解氟化過程中，電極表面發生有機物的斷裂、碳化等反應，固體殘渣沉積于電解槽底部容易導致底部放料口堵塞。極板發生腐蝕及固體殘渣的沉積，阻礙電解的進行，導致電解效率逐漸下降，電解工藝需要定期拆檢，對電極表面進行打磨，確保電極表面的光潔。目前電極板的連接大多采用固定連接，電極板不可單片拆卸，由于電解氟化工藝要求的電極板間距很小，拆檢過程中往往需要將電極板切斷后打磨再焊接，費時、費力。

現有技術每組電極組的電極板間距是固定的，但不同電解原料對電極板間距要求不同，生產不同產品，需要調整不同的電極板間距，現有技術中電極組必須整體更換，組裝電解槽勞動量大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新型電化學氟化電解槽。該電解槽電極板活動連接、間距可調，電極板可以單片拆卸。

本發明所述的電化學氟化電解槽包括槽體1，槽蓋2，槽體側壁控溫夾套3，底部放料閥4，電極組5，陽極導電棒6，陰極導電棒7，導電橫梁8，所述電極組的結構為：電極板通過穿過極板中心孔19的固定軸15進行固定，電極板間通過環形絕緣墊17控制極板間距，所述固定軸通過兩端的絕緣螺帽16將電極板固定為一組電極組；導電橫梁具有鏤空結構，電極板上的電極螺棒20穿過鏤空結構固定在導電橫梁上，導電橫梁通過陰、陽極導電棒與槽蓋2組裝在一起。

每個電解槽可以裝一組電極組，也可以裝多組電極組。一個電解槽的不同電極組可固定在一組陰、陽極導電橫梁上，也可分別固定在多組平行交錯排列的陰、陽極導電橫梁上，橫梁應保證有足夠的強度。每組電極組電極極板的使用數量與導電橫梁的鏤空長度及電極板間距相匹配，鏤空長度應有余量。導電橫梁多為鎳或銅材質。

所述的固定軸優選采用兩端帶有外螺紋的聚四氟乙烯棒，為提高其強度可使用內部穿有不銹鋼棒的聚四氟乙烯套棒，兩端采用聚四氟乙烯墊片絕緣后緊固。

所述的電極板分為陽極極板和陰極極板，陽極極板為鎳材質，陰極極板為鎳材質或碳鋼材質，優選電極板厚度為1～5mm。電極板寬長比為1∶1～1∶10，優選寬長比為1∶1～1∶3。

導電橫梁、電極螺棒及導電螺帽采用銅或鎳材質。

所述的環形聚四氟乙烯絕緣墊，厚度一般為0.1～100mm，優選1～20mm。

所述槽體、槽蓋可采用不銹鋼或碳鋼材質。由于采用無水氟化氫作為電解液，電解槽內表面容易發生腐蝕穿孔，冷卻液泄漏入電解槽內，影響電解的進行，通過在內表面覆蓋的一層耐腐蝕絕緣噴涂層可有效避免腐蝕發生，延長電解槽的使用壽命。所述的耐腐蝕絕緣涂層成分可為聚四氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、F-30、F-40、F-46或氟化鹽等。

本發明電解槽進一步改進還包括液位計，電解槽壁板上、下端分別垂直設置兩個液位計的固定口，液位計管可采用透明聚全氟乙丙烯塑料管制備。

本發明所述的電化學氟化電解槽與現有電化學氟化電解槽相比，具有容量大、空間利用率高、有效電解面積大等特點。本發明電極極板間通過絕緣墊控制極板間距，根據不同產品需要，調整間距即可，不需要將電極組整體更換，可滿足同一電解槽多種電解產品的工業化生產，也易于完成新產品最優電解極板間距參數的考察。電極板與導電橫梁活動連接，拆卸方便，組裝簡單，可實現電槽的快速拆檢，大大降低勞動強度，使用壽命長，特別適用于如三氟甲基磺酰氟、三氟乙酰氟等氣相氟化產品的工藝化生產。

附圖說明

圖1是電解槽內部結構示意圖。

圖2是電解槽內部結構左視圖。

圖3是電解槽俯視圖。

圖4是導電橫梁俯視圖。

圖5是電極極板與電極螺棒示意圖。

圖6是電極組局部示意圖。