Биполярный электрод - SU1291029A3
Код документа: SU1291029A3
Чертежи
Описание
Изобретение относится к биполярным электродам, используемым в конструкциях электролизеров для получения хлора и щелочи.
Цель изобретения - увеличение срока службы электрода за счет наводо- роживания титана.
На фиг.1 изображен биполярный электрод, поперечное сечение; на фиг.2 - то же, общий вид, данный со стороны анода,
Основа 1 биполярного электрода выполнена из титанового листа 2 и железного листа-3, соединенных мелоду собой взрывным способом с последующей горячей прокаткой. К основе 1 при помощи титанового кронштейна 4 крепится выносной анод 5 из титанового просечного листаj покрытого слоем окислов металлов платиновой группы. Имеется зазор, который образует при сборк; анодную камеру б
Выносной катод 7 выполнен из просечного железного листа, соединенного с железным листом основы 1 при помощи железного кронштейна 8,имеющийся зазор образует катодную камеру 9. По окружности анодной 6 и катодной 9 камер расположетгга железная рама 10. Поверхност7э железной раг-ат,, которая может находиться в контакте с анолитом, облицована титаном. Железная рама 10 сварена с железной частью основы по ее окружности. Титановая облицовка 11 также сварена с титановым листом 2 основы по ее окружности. Таким образом, анодная камера полностью отделена от катодной камеры. В анодной камере имеютс впускное 12 и выпускное 13 отверстия для подачи и выпуска анолита, изготовленные из титана. В ка.тодной камере имеются впускное 14 и выпускное 15 отверстия для подачи и выпуска католита, изготовленные из железа , В раме Ш может быть 0-образ- ный канал 16, служащий для жидкостного уплотнения. Катионообменная мембрана 17 расположена в качестве перегородки мезкду катодом 7 и анодо 5. Прокладка 18, размещенная между железной рамой 10 и катионообменной мембраной 17, служит для регулировки межэлектродного расстояния и/или для целей электрической изоляции. В катодной и анодной камерах могут быть использованы регулирующие пластины (не показаны), которые служат для улучшения эффекта перемешива910292
ния электролита газом. В верхней части катодной и анодной камер могут располагаться коллекторы (не показаны ) , которые служат для отделения
2 газа от жидкости.
Несколько отдельных электродов, описанных вьше, соединяются последовательно , а катионообменныё мембраны располагаются соответственно
0 между ними. По краям расположен электрод, имеющий только анодную камеру и клемму для ввода тока, и электрод , имеющий только катодную камеру и клемму для ввода тока. Таким
15 образом, отдельные электродь соединены друг с другом, являются водонепроницаемыми ., не имеют течи и образуют двухполюсный электролизер. Для удобства конструкции на боковых
20 сторонах железной рамь 10 электролизера имеются ручки 19s которые установлены на пресс-с :: енде, имеющем боковой стержень.
Электролизер может быть исполь25 зован для различных целей. Например, он особенно подходит для производства газообразного хлора, газообразного водорода я каустической соды при использовании в качестве аноли30 та воднвго раствора хлористого натрия и в-качестве католита - водного раствора каустической соды.
При к е р, В электролизере основа 1, имеющая 1,2 м в длину и 2,4 м Б ииринуэ выполнена из соеди- неннб1х взрывным способом железного листа и титанового листа, подвергнутых после соединения горячей прокатке . Титановый лист имеет-ширину 1 мм, а железный лист ширину 9 мм. Пористый титановый лист изготовлен из пластины тянутого титана толщиной 1,5 мм с отверстиями, занимающими 60% площади, и покрыт на. 5(u по толщине эвтектической смесью, содержащей , мол,%: окись рутения 60, окись титана 30; окись циркония 10,. и таким образом получен анод. Для получения зазора шириной 25 мм,об- . разующего анодную камеру между анодом 5 и титаном основы, титановый кронштейн 4; имеющий толщину 4 мм, ширину 25 мм и длину 1,2 м, расположен с интервалом 10 см. Этот титановый кронштейн размещен вертикально, так что он не мешает перемешиванию за счет газа, и имеет 10 отверстий диаметром примерно 10 мм с тем,чтобы обеспечить горизонтальное переме; ,5
40
45
50
S5
шивание жидкости. Титановый кронштейн 4, лист 2 основы и анод 5 соединены один с другим при помощи сварки с тем, чтобы уменьшить по возможности электрическое сопротивление. В качестве катода используется тянутая пористая пластина с отверстиями, занимающими 60% площади, и изготовленная из железной пластины толщиной 1,6 мм. Для обеспечения 45 мм за зора, образующего катодную камеру 9 между катодом 7 и перегородкой, используется расположенный вертикально железный кронштейн 8, имеющий толщину 6 мм, щирину 45 мм и длину 1,2 м и имеюпщй 10 отверстий диаметром примерно 10 мм. Катод 7, желез- ньш кронштейн 8 и железный лист 3 основы соединены друг с другом при помощи сварки, за счет чего электри- ческое сопротивление уменьшается на сколько это возможно. Используется железная рама толщиной 16 мм, расположенная вокруг основы 1, и поверхность этой рамы, соприкасающаяся с анолитом, облицована титановыми пластинами толщиной 2 мм. Расстояние между анодом 5 и катодом 7поддерживается равным примерно 2 мм путем использования этилен-пропиленовой резиновой прокладки толщиной 2 мм. Б качестве катионообменной смолы используется сульфокислотная смола,выполненная из подложки из фтористой СМОЛЬ, усиленной покрытием из фто- ристого волокна.
Двухполюсный сборный злектроли- зер получается путем соединения отдельных электродов и размещением по краям электролизера, имеющего толь- ко катодную камеру, и электролизера, имеющего только анодную камеру,пос- ле чего осуществляется прессовка на пресс-стенде, имеющем боковой стержен
Водный раствор хлористого натрия подается из резервуара с анолитом через расположенные параллельно одна другой трубы в жидкостные входные отверстия 12 каждой анодной камеры . Анолит, содержащий раствор хлористого натрия и газообразный хлор, выходит из жидкостного выходного отверстия 13 Hj проходя через также расположенные параллельно одна другой трубы, возвращается в ре- зервуар с анолитом.
Водный раствор каустической со- ды подается из резервуара с католитом через расположенные параллельно одна другой трубы в жидкостные входные отверстия 14 каждой катодной камеры , а через жидкостные выпускные отверстия 15 выводятся 20 вес.% водного раствора каустической соды и газообразного водорода, которые поступают в резервуар с католитом.
При пропускании постоянного тока силой 14000 А через описанный двухполюсный электролизер с температурой электролита 92°С напряжение,приложенное к каждому электролизеру, соста,вляет только 3,6 В. Падение напряжения между анодом 5 и катодом 7 на перегородке составляет только несколько милливольт, что ясно показывает преимущества конструкции с перегородкой, выполненной взрывным способом.
В предлагаемой конструкции в качестве основы 1 используются пластины из железа и титана, соединенные взрывным методом с последующей горячей прокаткой, по сравнению с известным электродом отсутствует холодная прокатка после горячей, за счет этого наводороживание титанового листа основы идет в меньшей степени , чем при использовании и горячей и холодной прокатки.
Были изготовлены основы для биполярного электрода из титановых и железных листов, одну основу обработали горячей прокаткой, а другую горячей прокаткой и затем холодной прокаткой. Использовали их в качестве основы биполярного электрода при использовании силы тока 5000 А и температуре 90°С.
Количество водорода, содержащееся в титановой пластине, входящей в состав основы, спустя 6000 ч составляло соответственно 140 и 970 ч млн для горячекатанных и горячекатанных и холоднокатанных пластин соответственно .
Кроме того, выполнение выносных электродов также позволяет вести процесс на выносном электроде, а не на основе из титана, что позволяет уменьшить также наводороживание титанового листа основы.
Формула изобретения
Биполярный электрод, включающий . основу, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей
горячей прокаткой, отличающийся тем, что, с увеличения срока службы электрода за счет устранения наводороживания титана, биполярный электрод снабжен выносным анодом из титанового просечного листа, покрытого слоем окислов металлов платиновой группы, соединенного титановым кронштейном с титановым листом основы и выносным катодом из железного просечного листа, соединенного с железным листом основы.
Реферат
Настоящее изобретение относится к конструкции биполярных электродов , включающих основу 1, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей горячей прокаткой, причем биполярный, электрод снабжен выносным анодом 5 из титанового сечного листа, покрытого слоем окислов металлов платиновой группы, соединенного титановым кронштейном 4 с титановым листом основы 1 и выносным катодом 7, выполненным из железного просечного листа, соединенного с же- пезным листом основы. 2 ил. -. «g СУ) сн h -ВUi.
Формула
