[發明專利]一種電解制氟攪拌裝置及方法

在審

• 申請號: 202010642801.3
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111962093A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 閆達;花瑩曦;姚剛;王志民;倪珊珊;姜世楠;紀振紅;張軒
• 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
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗;郭德忠

本發明提供了一種電解制氟攪拌裝置及方法，能夠對電解液進行攪拌，從而提升電解效率。本發明攪拌裝置對電解槽改動小，有利于現有設備和生產的升級改造；本發明通過通入的高壓氣體能夠使物料大范圍流動，促進電解液溫度場和濃度場的均勻。本發明攪拌裝置占地小，能耗低，不存在腐蝕現象，能夠長時間使用。本發明中的載氣在電解槽上部富集在陰極區，可將陰極氣，主要是氫氣帶走，能夠稀釋氫氣濃度，降低安全風險。本發明中的載氣所用的氮氣，來源廣泛、價格便宜。

技術領域

本發明屬于電解制氟技術領域，具體涉及一種電解制氟攪拌裝置及方法。

背景技術

氟是一種用途相當廣泛的元素，特別是核工業、電氣和化工行業等部門都有著十分重要的應用。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為主的熔融鹽，并在熔融鹽內部及液面上通過隔板隔離、劃分為第1氣室和第2氣室，其中，浸漬于熔融鹽中的陰極處生成的以氫氣為主成分的氣體被導入所述第1氣室,浸漬于熔融鹽中的陽極處生成的以氟氣為主成分的主產氣體被導入所述第2氣室，陰極氣和陽極氣均通過相應管路連接到外部。電解過程中，需要持續通入HF以維持體系內KF·2HF的物料平衡。

但是在實際生產過程中由于熔融鹽的粘度較大，在電解槽內的物料循環速率較低，導致陰極區陰離子過多，而陽極區陽離子過多，且持續通入的HF受擴散速率影響，在兩個電極處濃度不一致，影響生產效率，導致產量不高。但是制氟電解槽存在高腐蝕性，尤其是在80～100℃的高溫下，物料上方HF濃度高，腐蝕性尤其嚴重，傳統傳動軸帶動攪拌槳的攪拌方式在電解槽內無法使用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種電解制氟攪拌裝置及方法，能夠對電解液進行攪拌，從而提升電解效率。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

本發明的一種電解制氟攪拌裝置，包括電解槽，所述電解槽內部包括陽極、陰極和隔板，所述隔板位于陽極和陰極之間，所述電解槽以隔板為分界線分為陽極區和陰極區，其特征在于，所述電解槽底部增設有進氣管，所述進氣管一端穿過電解槽側壁位于陰極區內、另一端與高壓氣體輸出裝置相連。

其中，所述進氣管增設在電解槽陰極區的側面底部。

其中，所述進氣管通徑為15～40mm。

其中，所述進氣管通徑為15～25mm。

其中，所述進氣管數量為一個或多個。

其中，所述進氣管上帶有流量閥。

本發明還提供了一種電解制氟攪拌方法，采用本發明的電解制氟攪拌裝置進行攪拌，包括以下步驟：

步驟1，在電解槽內加入電解質，并升溫至90℃；

步驟2，待開始電解時，通過進氣管向電解槽內通入高壓氣體，并設定流量為3～50L/min；

步驟3，當電解穩定開始收集氣體時，記錄一定時間內的電解電流值。

其中，所述高壓氣體為純度大于90％的氮氣、氬氣、氦氣以及上述氣體的混合氣體。

其中，所述高壓氣體為純度大于99.5％的純氮氣。

有益效果：

1.本發明攪拌裝置對電解槽改動小，有利于現有設備和生產的升級改造；本發明通過通入的高壓氣體能夠使物料大范圍流動，促進電解液溫度場和濃度場的均勻。本發明攪拌裝置占地小，能耗低，不存在腐蝕現象，能夠長時間使用。

2.本發明中的載氣在電解槽上部富集在陰極區，可將陰極氣，主要是氫氣帶走，能夠稀釋氫氣濃度，降低安全風險。

3.本發明中的載氣所用的氮氣，來源廣泛、價格便宜。