專利名稱：復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子膜電解槽結(jié)構(gòu)，屬于離子膜電解技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
離子膜電解槽屬于氯堿行業(yè)中主要的電解裝備，復(fù)極式自然循環(huán)離子 膜電解槽主要由多個單元電解槽構(gòu)成，在單元電解槽之間由密封墊密封有 離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的、在導(dǎo)電通路上連接的陰極盤和 陽極盤、由四個邊框構(gòu)成的框架、通過導(dǎo)電筋板焊接到陰、陽極盤上的陰 極和陽極及陰、陽極室上部分的氣液分離盒組成，陰極盤和陽極盤為四周 帶側(cè)壁的盤狀構(gòu)件，在陰極盤和陽極盤的側(cè)壁分別帶有供電解物料進(jìn)入的 進(jìn)口及供電解產(chǎn)物流出的出口，進(jìn)口分別位于陰、陽極盤的下側(cè)壁上，出 口分別位于陰、陽極盤上側(cè)壁上，在陽極的底部固定安裝有導(dǎo)流管。該種 結(jié)構(gòu)的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽在應(yīng)用時雖能夠生產(chǎn)堿液，但其制造 工藝復(fù)雜，制造成本高。另外由于工作環(huán)境苛刻，在高溫下高濃度的鹽水 和堿液環(huán)境中工作，電解過程中陽極室具有氧化性，陰極室具有還原性， 電解槽極易被腐蝕產(chǎn)生泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)合理、制造簡單的復(fù)極式自然循環(huán)離子 膜電解單元槽，不僅耐腐蝕，而且降低成本。
本發(fā)明所設(shè)計的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，由多個(一個以 上)單元電解槽構(gòu)成，在單元電解槽之間由密封墊密封有離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的及陰極室、陽極室構(gòu)成，陰極室、陽極室上部帶 有氣液分離器，陰極室和陽極室的側(cè)部分別帶有供電解物料進(jìn)入的進(jìn)口及 供電解產(chǎn)物流出的出口，進(jìn)口分別位于陰、陽極室的下部，出口分別位于 陰、陽極室上部，外框采用整體型式結(jié)構(gòu)，陰、陽極室中間由帶有金屬骨 架的隔板隔離，外框的周邊和中間隔板采用非金屬工程材料注塑整體成 型，單元電解槽的中間隔板上均勻設(shè)置導(dǎo)電連接組件，由導(dǎo)電連接組件連 接陰極室和陽極室，陰、陽極室兩側(cè)的支撐筋板通過螺栓和螺母分別安置 在隔板兩側(cè)，中間隔板上帶有用于安裝螺栓、螺母的孔，陰極室側(cè)的螺母 選用鐵、鎳或不銹鋼金屬材料制成，陽極室側(cè)的螺栓選用金屬鈦或鈦合金 材料制成，在螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰極室側(cè)焊接鎳或不 銹鋼材質(zhì)的支撐筋板，陽極室側(cè)焊接鈦或鈦合金材質(zhì)的支撐筋板，陰極支 撐筋板上焊接鎳或不銹鋼材質(zhì)的活化陰極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板上焊接 鈦或鈦合金材料的活化陽極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)堰板。
本發(fā)明的外框和中間隔板采用的工程材料為耐酸、堿、氯氣的DCPD (雙環(huán)戊二烯)或PP (聚丙烯)材料。
本發(fā)明在中間隔板上配合安裝螺栓和螺母時，加入金屬墊圈和橡膠密 封墊圈進(jìn)行密封，金屬墊圈和各室內(nèi)的螺栓或螺母材質(zhì)相同，橡膠墊圈采 用低鈣鎂的三元乙丙橡膠密封墊圈，以有效地保護(hù)離子交換膜和保證電解 產(chǎn)物純度，提高電解效率。
在陰極室和陽極室下部各自設(shè)置進(jìn)液分散管，管上均布小孔，小孔位 于相鄰兩根筋板之間空隙，這樣有利于進(jìn)槽液體的平均分布。
陽極室上部設(shè)置的氣液分離器內(nèi)部安裝多孔板，使氣體和液體可以全分離；進(jìn)出口接管呈對角設(shè)置，下部為進(jìn)口接管，上部氣液分離器端部 為出口接管。
陰極室上部設(shè)置有氣液分離器，進(jìn)出口接管呈對角設(shè)置，下部為進(jìn)口 接管，上部氣液分離器端部為出口接管。
為增強(qiáng)邊框的強(qiáng)度，其內(nèi)部嵌有金屬骨架。
本發(fā)明所設(shè)計的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽的優(yōu)點是
1、 結(jié)構(gòu)簡單，省去金屬材料陰、陽極盤，框架及中間隔板采用非金 屬材質(zhì)，重量大大減輕。
2、 因省去陰、陽極盤而使得加工制造工藝簡單，電解槽的成本降低。
3、 外框和中間隔板采用注塑整體成型，密封好，泄漏率降低。
本發(fā)明可廣泛推廣應(yīng)用于氯堿化工行業(yè)中。


圖1是本發(fā)明復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽陽極側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽陰極側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是單元電解槽俯視圖剖視圖。 圖4是單元電解槽左視圖剖視圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式及其效果作進(jìn)一步描述。 單元電解槽的結(jié)構(gòu)如附圖3所示，由背靠背配置的陰極室A、陽極室 B構(gòu)成。單元電解槽的外框1的周邊和中間隔板26采用DCPD (雙環(huán)戊二
烯)材料注塑整體成型，外框1內(nèi)部嵌有增強(qiáng)強(qiáng)度的金屬骨架，中間隔板 26中同樣帶有金屬骨架。中間隔板26上均勻設(shè)置導(dǎo)電連接組件，導(dǎo)電連接組件可以采用以下方案進(jìn)行實施
如圖1至圖4所示，在中間隔板26上均勻開孔，然后將專用螺栓和
專用螺母緊固在中間隔板上。螺栓IO和螺母11分別安裝在陰極室A和陽 極室B兩側(cè)，通過金屬墊圈和橡膠密封墊圈9進(jìn)行密封，金屬墊圈與所在 的陰極室A或陽極室B內(nèi)的螺栓或螺母材質(zhì)相同，密封墊圈9采用低l丐鎂 含量的EPDM (三元乙丙橡膠)材料制成。
陰極室A側(cè)的專用螺母選用鎳金屬材料制成，陽極室B側(cè)的專用螺栓 選用金屬鈦材料制成。在螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰極室A 側(cè)焊接鎳材質(zhì)的支撐筋板5，陽極室B側(cè)焊接鈦材質(zhì)的支撐筋板4，陰極 支撐筋板上焊接鎳材質(zhì)的活化陰極電極網(wǎng)8，在陽極支撐筋板上焊接鈦材 料的活化陽極電極網(wǎng)7，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)堰板2、 3、 6。
陰極室A、陽極室B的上部帶有氣液分離器24、 25，陰極室A上部設(shè) 置有氣液分離器，進(jìn)出口接管呈對角設(shè)置，下部為進(jìn)口接管，上部氣液分 離器端部為出口接管；陽極室B上部設(shè)置的氣液分離器25內(nèi)部安裝多孔 板，使氣體和液體可以完全分離；進(jìn)出口接管呈對角設(shè)置，下部為進(jìn)口接 管14、 23，上部氣液分離器端部為出口接管18、 21。
陰極室A和陽極室B的側(cè)部分別帶有供電解物料進(jìn)入的進(jìn)口 14、 23 及供電解產(chǎn)物流出的出口 18、 21，進(jìn)口分別位于陰、陽極室的下部，在陰 極室A和陽極室B下部各自設(shè)置進(jìn)液分散管，其上均布小孔，小孔位于相 鄰兩根筋板之間的空隙，使進(jìn)液分布均勻，保證電解過程的平穩(wěn)運行。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，由多個單元電解槽構(gòu)成，在單元電解槽之間由密封墊密封有離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的陰極室、陽極室構(gòu)成，陰極室、陽極室上部帶有氣液分離器，陰極室和陽極室的下部帶有供電解物料進(jìn)入的進(jìn)口，上部帶有供電解產(chǎn)物流出的出口，進(jìn)口分別位于陰、陽極室的下部，出口分別位于陰、陽極室上部，其特征是外框采用整體型式結(jié)構(gòu)，陰、陽極室中間由帶有金屬骨架的隔板隔離，外框的周邊和中間隔板采用非金屬工程材料注塑整體成型，單元電解槽的中間隔板上均勻設(shè)置電連接組件，由導(dǎo)電連接組件連接陰極室和陽極室；連接組件為專用螺栓和專用螺母緊固連接在中間隔板兩側(cè)，陰、陽極室兩側(cè)的支撐筋板通過螺栓和螺母分別安置在隔板兩側(cè)，中間隔板上帶有用于安裝螺栓、螺母的孔，陰極室側(cè)的螺栓或螺母選用鐵、鎳或不銹鋼金屬材料制成，陽極室側(cè)的螺栓或螺母選用金屬鈦或鈦合金材料制成，在螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰極室側(cè)焊接鎳或不銹鋼材質(zhì)的支撐筋板，陽極室側(cè)焊接鈦或鈦合金材質(zhì)的支撐筋板，陰極支撐筋板上焊接鎳或不銹鋼材質(zhì)的活化陰極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板上焊接鈦或鈦合金材料的活化陽極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，其特征還在于外框和中間隔板采用的工程材料為耐酸、堿、氯氣的雙環(huán)戊二 烯或聚丙烯材料。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，其特 征還在于中間隔板上配合安裝的螺栓和螺母，加入金屬墊圈和橡膠密封 墊圈進(jìn)行密封，金屬墊圈和各室內(nèi)的螺栓或螺母材質(zhì)相同，橡膠墊圈采用 低鈣鎂含量的三元乙丙橡膠制成。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，其特 征還在于在陰極室和陽極室下部各自設(shè)置進(jìn)液總管上均布小孔，小孔位 于相鄰兩根筋板之間空隙。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，其特 征還在于陽極室上部設(shè)置的氣液分離器內(nèi)部安裝多孔板，使氣體和液體 可以完全分離；進(jìn)出口接管呈對角設(shè)置，下部為進(jìn)口接管，上部氣液分離 器端部為出口接管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，其特征還在于陰極室上部設(shè)置有氣液分離器，進(jìn)出口接管呈對角設(shè)置，下部 為進(jìn)口接管，上部氣液分離器端部為出口接管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，其特 征還在于邊框的內(nèi)部嵌有增強(qiáng)強(qiáng)度的金屬骨架。
全文摘要
一種復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解單元槽，由多個單元電解槽構(gòu)成，在槽之間封有離子交換膜，單元電解槽由背靠背配置的陰、陽極室構(gòu)成，各室上部帶有氣液分離器和供電解產(chǎn)物出口，下部帶有物料進(jìn)口，中間帶隔離隔板；外框采用整體結(jié)構(gòu)，周邊和中間隔板采用非金屬工程材料注塑整體成型，單元電解槽隔板上均勻設(shè)置電連接組件，由導(dǎo)電連接組件連接陰、陽極室，各室兩側(cè)安置支撐筋板，中間隔板上帶有孔，陰、陽極室側(cè)的螺栓螺栓、螺母上面等距離焊接支撐筋板，陰、陽極室側(cè)焊接支撐筋板，陰極支撐筋板上焊活化陰極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板上焊接鈦或鈦合金材料的活化陽極電極網(wǎng)，在陽極支撐筋板間設(shè)置循環(huán)板。
文檔編號C25B9/06GK101451245SQ20071017900
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者康建忠, 偉 張, 張良虎, 楊恩偉, 趙印杰 申請人:中國藍(lán)星(集團(tuán))總公司;藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司