[實用新型]一種電化學(xué)氟化電解槽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520028279.4
• 申請日: 2015-01-07
• 公開（公告）號: CN204608169U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 黎明化工研究設(shè)計院有限責(zé)任公司
• 主分類號: C25B3/08
• 分類號: C25B3/08;C25B9/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)氟化電解槽。

背景技術(shù)

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(yīng)物溶解在無水氟化氫中形成導(dǎo)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(xué)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(yīng)用于全氟化合物的制備。

現(xiàn)有技術(shù)中，Simons式電解槽多采用圓柱型電解釜，采用電極堆式結(jié)構(gòu)，其極間的電解液在電解過程中靠自然力循環(huán)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(chǎn)生氣液交換，密度較大的液相氟化產(chǎn)品易于沉積在反應(yīng)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(nèi)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(fā)生有機物的斷裂、碳化等反應(yīng)，固體殘渣沉積于電解槽底部容易導(dǎo)致底部放料口堵塞。極板發(fā)生腐蝕及固體殘渣的沉積，阻礙電解的進行，導(dǎo)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(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)不同產(chǎn)品，需要調(diào)整不同的電極板間距，現(xiàn)有技術(shù)中電極組必須整體更換，組裝電解槽勞動量大。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新型電化學(xué)氟化電解槽。該電解槽電極板活動連接、間距可調(diào)，電極板可以單片拆卸。

本實用新型所述的電化學(xué)氟化電解槽包括槽體1，槽蓋2，槽體側(cè)壁控溫夾套3，底部放料閥4，電極組5，陽極導(dǎo)電棒6，陰極導(dǎo)電棒7，導(dǎo)電橫梁8，所述電極組的結(jié)構(gòu)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(huán)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(dǎo)電橫梁具有鏤空結(jié)構(gòu)，電極板上的電極螺棒20穿過鏤空結(jié)構(gòu)固定在導(dǎo)電橫梁上，導(dǎo)電橫梁通過陰、陽極導(dǎo)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(dǎo)電橫梁上，也可分別固定在多組平行交錯排列的陰、陽極導(dǎo)電橫梁上，橫梁應(yīng)保證有足夠的強度。每組電極組電極極板的使用數(shù)量與導(dǎo)電橫梁的鏤空長度及電極板間距相匹配，鏤空長度應(yīng)有余量。導(dǎo)電橫梁多為鎳或銅材質(zhì)。

所述的固定軸優(yōu)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(nèi)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(zhì)，陰極極板為鎳材質(zhì)或碳鋼材質(zhì)，優(yōu)選電極板厚度為1～5mm。電極板寬長比為1∶1～1∶10，優(yōu)選寬長比為1∶1～1∶3。

導(dǎo)電橫梁、電極螺棒及導(dǎo)電螺帽采用銅或鎳材質(zhì)。

所述的環(huán)形聚四氟乙烯絕緣墊，厚度一般為0.1～100mm，優(yōu)選1～20mm。

所述槽體、槽蓋可采用不銹鋼或碳鋼材質(zhì)。由于采用無水氟化氫作為電解液，電解槽內(nèi)表面容易發(fā)生腐蝕穿孔，冷卻液泄漏入電解槽內(nèi)，影響電解的進行，通過在內(nèi)表面覆蓋的一層耐腐蝕絕緣噴涂層可有效避免腐蝕發(fā)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。

本實用新型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(shè)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。

本實用新型所述的電化學(xué)氟化電解槽與現(xiàn)有電化學(xué)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。本實用新型電極極板間通過絕緣墊控制極板間距，根據(jù)不同產(chǎn)品需要，調(diào)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(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，也易于完成新產(chǎn)品最優(yōu)電解極板間距參數(shù)的考察。電極板與導(dǎo)電橫梁活動連接，拆卸方便，組裝簡單，可實現(xiàn)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(chǎn)品的工藝化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)左視圖。

圖3是電解槽俯視圖。

圖4是導(dǎo)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。