[發明專利]一種用于電解制氟出氣管路防堵塞裝置

在審

• 申請號: 202010535258.7
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111705327A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 閆達;姚剛;王志民;王斌;袁瑞玲;紀振紅;張帥;呂隨強;林坤
• 申請（專利權）人: 中船重工（邯鄲）派瑞特種氣體有限公司
• 主分類號: C25B1/24
• 分類號: C25B1/24;C25B15/00;C25B15/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

本發明涉及一種用于電解制氟出氣管路防堵塞裝置，屬于電解法制備氟氣技術領域。所述裝置包括冷凝管和冷卻夾套，冷凝管置于冷卻夾套內部，冷卻夾套內部填充有冷媒，該裝置安裝在電解槽出氣管路上，通過冷凝管結構設計，利用冷凝管外部的冷媒與冷凝管內部的HF發生熱交換，使HF冷凝成液態后沿著冷凝管和電解槽出氣管路的內壁沖刷KF·2HF粉塵并回流到電解槽中，從而有效解決了電解槽出氣管路容易堵塞的問題，而且還避免了電解槽內部壓力升高以及泄漏、串氣的風險。本發明所述裝置在電解槽的陽極氣和陰極氣的出氣管路上都可以使用，且不受產氣量限制，而且該裝置結構簡單，造價成本低，操作安全，易于工業化應用。

技術領域

本發明涉及一種用于電解制氟出氣管路防堵塞裝置，屬于電解法制備氟氣技術領域。

背景技術

氟氣作為多種含氟材料的原材料，隨著應用領域逐漸增長，產能增長迅速。目前，制備氟氣的主要方法為電解法。設備主要為電解槽并連接陰陽兩種電極，內部放置以KF·2HF(熔點71.4℃)為主的電解質，并在電解質內部及液面上通過隔板隔離，陰極處生成的以氫氣為主成分的氣體稱之為陰極氣，陽極處生成的以氟氣為主成分的氣體稱之為陽極氣，陰極氣和陽極氣均通過相應管路連接到外部。電解過程中，電解槽溫度要升高到90～100℃，保證電解質熔融。但是在如此高的溫度下，HF(沸點19℃)極容易揮發，并隨陰極氣和陽極氣一同帶出。此過程中，KF·2HF也必然隨HF一同帶出，因出氣管為室溫，電解質冷卻成粉塵逐漸沉積到出氣管上，一段時間便會堵塞出氣管。屆時，不得不拆管，進行維修作業，影響電解運行時間。

專利201080028604.7提到，可通過在出氣管內部填充填料，外部加冷凝套管的方式實現HF冷卻回流，防止管路堵塞。但是出氣管內部填充填料，首先導致設備異常復雜，其次，管內填充填料導致空間狹小，HF回流會阻礙氣體排出，甚至會造成電解槽內壓力升高，帶來泄漏，串氣等安全風險。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供一種用于電解制氟出氣管路防堵塞裝置，該裝置安裝在電解槽出氣管路上，通過冷凝管結構設計，利用冷凝管外部的冷媒與冷凝管內部的HF發生熱交換，使HF冷凝成液態后沿著冷凝管和電解槽出氣管路的內壁沖刷KF·2HF粉塵并回流到電解槽中，從而有效解決了電解槽出氣管路容易堵塞的問題，而且還避免了電解槽內部壓力升高以及泄漏、串氣的風險。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種用于電解制氟出氣管路防堵塞裝置，所述裝置包括冷凝管和冷卻夾套；

所述冷凝管是由兩個以上冷卻球串聯組成的，冷卻球的直徑為電解槽出氣管路直徑的2～5倍；

所述冷卻夾套一側下端加工有冷媒入口，冷卻夾套另一側上端加工有冷媒出口；

冷凝管置于冷卻夾套內部，冷凝管的下端與電解槽出氣管路連接，冷卻夾套內部填充有冷媒。

進一步地，所述冷凝管是采用碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾或鎳制備而成的。

進一步地，所述冷凝管中冷卻球的個數為2～6個。

進一步地，冷卻夾套下端與電解槽之間的距離為300mm～1500mm。

進一步地，冷卻夾套內填充的冷媒為液氮、R22、R32或R2909，冷卻夾套的溫度優選為-83℃～-50℃。

有益效果：

本發明所述的裝置通過合理的結構設計及參數優化，具有出色的冷凝效果，可以使絕大部分HF冷凝回流，而HF回流時會將電解槽出氣管路內壁附著的KF·2HF粉塵溶解、沖洗回電解槽，既可以防止電解槽出氣管路堵塞，又可以提升電解質的利用率，還可以降低后處理設備的難度。另外，本發明所述裝置在電解槽的陽極氣和陰極氣的出氣管路上都可以使用，且不受產氣量限制，而且該裝置結構簡單，造價成本低，操作安全，易于工業化應用。

附圖說明