[實用新型]一種帶有共面U型管道的電化學反應器

有效

• 申請號: 201721351625.8
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN207632858U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張繪;李健;董旭龍;齊濤;朱兆武;趙偉;王麗娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/02
• 分類號: C22B3/02;C25C7/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本實用新型公開了一種帶有共面U型管道的電化學反應器，所述電化學反應器包括傳統六面體電極框、反應器圍板(4)；將傳統六面體電極框與電極板相平行的兩側面板向四周延伸，延伸后的面板與反應器圍板(4)將傳統六面體電極框圍在中間，即傳統六面體電極框的圍板(2)、反應器圍板(4)和延伸后的面板之間形成共面U型管道(5)，該共面U型管道與傳統六面體電極框內部區域(1)之間存在液體流動。該電化學反應器在傳統六面體電極框側面增加了共面的管道，該管道對電極框實現半包圍，通過共用的面，實現了結構緊湊、熱量利用的有益效果。

技術領域

本實用新型涉及一種電化學反應裝置，尤其是制備-反應一體的一種帶有共面U型管道的電化學反應裝置。

背景技術

電化學反應是有關電和化學變化的一類化學過程，它利用電作為能量來源，可以減少各種化學物質的用量，從而減少污染、提高效率，是一種清潔高效的制備方法。利用電解水制氫僅僅需要電能和水就可以得到高純度的氫氣，沒有任何污染。而傳統水煤氣制氫方法不但要消耗大量不可再生的煤炭，還有大量的煤渣污染環境。電化學反應的反應器通常由電極和容器構成。電極框可以將電極與電極框外的區域實現部分隔離，避免電解產物擴散造成損失，最終提高了產品收率。可活動的電極框有時候也簡化為固定的陽極室或陰極室。不管是什么名稱，其本質都是在電極周圍隔離出的一小塊區域。專利ZL02125765指出，采用通用的無隔膜電解法可導致鈰在電解槽內的循環氧化-還原。氧化率和電流效率都很低。采取離子隔膜構建了陽極室以后，電流效率接近90％

電化學反應產生的產品通常也是其他生產過程的原料。根據實際情況，有的是在本廠使用，有的則是作為產品運輸到其他工廠。即便在本廠使用，通常也是先進入到一個儲罐中，然后根據需要使用。

礦漿電解是一種先進的生產技術，其實質就是在電解槽內加入礦粉與相應的酸，直接進行礦粉與酸的化學反應后進行電解操作，也就是化合與電解同時進行。能夠大幅簡化工藝，節省成本的同時也能減少很多儲液槽。機械攪拌式礦漿電解槽的結構可參考ZL20140681059。然而，礦漿電解要求礦漿懸浮，否則礦粉沉底溶解速度很慢。大多數礦物導電性很差，電解液中礦粉含量低了起不到足夠的效果，含量過高則影響導電，導致電耗增加。而且，懸浮飄逸的礦漿還容易堵塞隔膜，甚至穿過隔膜沉積到電極表面。

實用新型內容

為解決這一問題，實用新型人提出一種帶有共面管道的電化學反應器，將電解區域和化學反應區域部分隔離，既具備了礦漿電解的結構緊湊、工藝簡單、可利用電解余熱加速反應的優點，又較好地避免了礦漿電解令人煩惱的懸浮物，解決了礦漿含量與導電性的矛盾。

為達到上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種帶有共面U型管道的電化學反應器，所述電化學反應器包括傳統六面體電極框、反應器圍板4；將傳統六面體電極框與電極板平行的兩側面板向四周延伸，延伸后的面板與反應器圍板4將傳統六面體電極框圍在中間，即傳統六面體電極框圍板2、反應器圍板4和延伸后的面板之間形成共面U型管道5，該共面U型管道與傳統六面體電極框內部區域1之間存在液體流動。

作為本實用新型技術方案的一種實施方式，所述共面U型管道的兩端開口均可與傳統六面體電極框內部區域1實現液體流通。

作為本實用新型技術方案的一個改進，將傳統六面體電極框圍板2的一側升高，該側的共面U型管道開口與傳統六面體電極框內部區域被升高的圍板隔開。

作為本實用新型技術方案的另一個改進，將傳統六面體電極框圍板2的一側升高，該側的共面U型管道開口與傳統六面體電極框內部區域被升高的圍板隔開；同時在傳統六面體電極框圍板2的相對另一側圍板上開設通道6，共面U型管道與傳統六面體電極框內部區域通過通道6連通。