專利名稱：用于隔膜單元的陰極桿的制作方法
用于隔膜單元的陰極桿
背景技術(shù)：
01通過堿性面化物溶液特別是氯化鈉溶液的電解來生產(chǎn)氯氣仍然 主要是具有較高工業(yè)關(guān)聯(lián)性的電化學(xué)方法它可以采用膜電解、隔膜電解 以及汞陰極電解三種工藝來實(shí)施。 隔膜工廠今后的發(fā)展已經(jīng)傾向于引入聚合物隔膜，通過使用例如 氧化鋯纖維或顆粒的各種添加劑而具有親水性的聚合物隔膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人 造石棉，從環(huán)境的觀點(diǎn)看克服了這一技術(shù)的主要問題，從能量消耗的觀點(diǎn) 看，受益于膜技術(shù)而降低了隔膜單元的配置，取得了多個(gè)最初看來是不可 能的進(jìn)步。首先，如US 5534122中公開的，通過所謂的零縫隙倒轉(zhuǎn)術(shù) (zero-gap version )充分提高了通常貴重金屬氧化物活化的可膨脹的鈦陽 極的性能，該技術(shù)由一種能夠施加彈性壓力并使陽極的可活動(dòng)表面與隔膜 直接的、可延伸接觸的裝置加以提供；如US 5993620所示，后來提供給 這些陽極以雙擴(kuò)展器并使得相應(yīng)歐姆降顯著減小，這個(gè)部件表明允許電流 通過陽極的可移動(dòng)表面到達(dá)集流器的連接。此外，允許靈敏地增加鹽水內(nèi) 部再循環(huán)的裝置可以方便地安裝在陽極上，隨之而來具有電壓更低和氧釋 放更少的優(yōu)點(diǎn)，兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)都能減少生產(chǎn)每噸氯氣的能量消耗在US 5066378中揭示后一種改進(jìn)。 相反，US 3988220的設(shè)計(jì)對硬度的要求、電流分布的均勻性以 及自由氫氣排放提供了滿意的答案，但是以結(jié)構(gòu)復(fù)雜為代價(jià)，難于生產(chǎn)并 因此非常的昂貴。此外US 3988220的結(jié)構(gòu)不允許氫氣氣泡向上移動(dòng)以建 立在桿內(nèi)部的產(chǎn)品燒堿的充分再循環(huán)作為缺乏再循環(huán)的結(jié)果，可能形成 高濃度的燒堿聚集，特別是在電流分布不規(guī)則和在多孔性的隔膜中的情況 下，對于電解的電流效率和氯氣中氧氣的含量會(huì)有負(fù)面的結(jié)果。 WO 2004/007803中建議了一種更先進(jìn)的解決方法，能夠在^f艮大 程度上克服上述所述的陰極桿內(nèi)板的缺點(diǎn)；在陰極桿內(nèi)部的板上具有例如 球狀帽的突起，其成五點(diǎn)排列或按照其他方式分布，當(dāng)提供良好分布的歐 姆路徑的電連接時(shí)促進(jìn)了電解液的自由循環(huán)。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，延長的主突起包括3到6個(gè)輔助突起， 輔助突起可以具有例如類似于球狀帽子的形狀。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中， 延長的主突起沿交錯(cuò)平行的排分布，以便以更有效的方式連接構(gòu)成外部網(wǎng) 的各種金屬絲。例如，在包括經(jīng)綽線交織結(jié)構(gòu)的金屬絲的網(wǎng)上，將經(jīng)線焊 接在輔助突起上，并以有效方式最適當(dāng)連接所述的金屬絲是合適的尺寸偏 置結(jié)構(gòu)，并且沿著相同結(jié)構(gòu)使電流路徑最小化。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案， 被固定在隔膜上的陰極網(wǎng)的形狀如同一個(gè)具有開放端部的盒子，本發(fā)明的 加固結(jié)構(gòu)部分地延伸超出端部；為了有效的執(zhí)行電流分配器的功能，延伸
的腔室上。 在本申請的所有說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"包括(comprise)" 及其變型(如"comprising"和"comprises")都不排除其它部件或添加 劑的存在。
權(quán)利要求
1.用于隔膜電解單元的陰極桿，其配有一內(nèi)部空間，并包括至少一個(gè)覆蓋有化學(xué)惰性多孔隔膜的外部導(dǎo)電網(wǎng)和一內(nèi)部加固的和電流分布的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)片板，所述片板配設(shè)有一系列延長的主突起，所述主突起的短側(cè)面開口向流體通道，且其表面配設(shè)有一系列的直接焊接到所述導(dǎo)電網(wǎng)上的輔助突起。
2. 如權(quán)利要求l所述的陰極桿，其特征在于，每個(gè)所述的延長的主突 起包括3至6個(gè)所述的輔助突起。
3. 如權(quán)利要求l所述的陰極桿，其特征在于，所述輔助突起的形狀類 似于球狀帽。
4. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的陰極桿，其特征在于，所述延長主突 起按偏置行的方式排列。
5. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的陰極桿，其特征在于，所述網(wǎng)包括經(jīng) 緯線金屬絲交織的結(jié)構(gòu)，所述經(jīng)線金屬絲焊接到所述輔助突起上。
6. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的陰極桿，其特征在于，將所述網(wǎng)成形 為具有開口端部的盒子，所述內(nèi)部加固結(jié)構(gòu)的一部分延伸超出所述盒子。
7. 如權(quán)利要求6所述的陰極桿，其特征在于，將延伸超出所述盒形網(wǎng)可選地通過焊接方式實(shí)施。
8. 電解單元，其包括由惰性多孔隔膜分隔出的陽極室和陰極室，所述 陰極室包括 一陰極主體； 一周圍腔室，其配設(shè)有至少一個(gè)在較低部分排 放電解液的噴嘴和至少一個(gè)在較高部分排放氣體的噴嘴；和多個(gè)如任一前 述權(quán)利要求所述的陰極桿，所述陰極桿電連接到所述陰極主體上。
9. 氯-堿電解方法，其包括將氯化鈉溶液加入到如權(quán)利要求8所述 的電解單元的陽極室中，施加電流并通過排放電解液的所述噴嘴排放在所 述多個(gè)陰極桿的所述內(nèi)部空間中產(chǎn)生的燒堿溶液和殘留氯化鈉，并通過所 述氣體排放噴嘴排放氫氣流。
10.用于隔膜電解單元的陰極桿，其包括說明書和附圖
中所述的獨(dú)特構(gòu)件。
全文摘要
描述了一種用于隔膜電解單元的陰極桿的結(jié)構(gòu)，該陰極桿包括外部網(wǎng)和具有適合于最大化與外部網(wǎng)接觸點(diǎn)的突起的內(nèi)部加固和電流分布結(jié)構(gòu)。
文檔編號C25B9/08GK101171370SQ200680015820
公開日2008年4月30日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者S·佩拉吉內(nèi) 申請人:德諾拉工業(yè)有限公司