專利名稱：帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶液的電解裝置，尤其涉及一種帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置。應(yīng)用于電解生產(chǎn)金屬粉體材料、金屬電解精煉、濕法冶金過程中金屬電解沉淀、有機(jī)物電解制造、污水電解處理、電解生產(chǎn)氣體。
背景技術(shù)：
自1807年，英國科學(xué)家H.戴維將熔融苛性堿進(jìn)行電解制取鉀、鈉，從而為獲得高純度物質(zhì)開拓了新的領(lǐng)域。電解質(zhì)中的離子常處于無秩序的運(yùn)動中，通直流電后，離子作定向運(yùn)動。陽離子向陰極移動，在陰極得到電子，被還原；陰離子向陽極移動，在陽極失去電子，被氧化。
現(xiàn)在使用的電解裝置中，槽內(nèi)極板基本上都采用并聯(lián)的方法。極板多塊并聯(lián)，電流大，母線和導(dǎo)電橫梁的有色金屬材料用量大，線路上的電能消耗也大。導(dǎo)電觸頭的非硬性連接也常發(fā)生接觸不良和接觸電阻增大等故障，從而影響生產(chǎn)。串聯(lián)電解法在19世紀(jì)到20世紀(jì)中葉曾在國外的一些金屬電解廠家使用。由于存在電流效率低，極板的鑄造、整修麻煩，從殘極上剝離陰極沉積物困難，電解槽絕緣浙青不能承受高液溫等問題，故已先后停止使用。電解行業(yè)是能耗大戶，節(jié)能降耗的潛力巨大。目前全世界僅有色金屬電解精煉就達(dá)到了 4000萬噸。我國是有色金屬生產(chǎn)大國，2009年有色金屬銅鉛鋅電解產(chǎn)量達(dá)到1245萬噸。利用本發(fā)明改造傳統(tǒng)電解行業(yè)，按降耗6%計算，僅電力年消耗就可減少9億度以上。在日益現(xiàn)代化的今天，已經(jīng)有了優(yōu)秀的電解槽制造的材料和成熟的電解物與殘極的分離技術(shù)，為串聯(lián)電解的應(yīng)用掃除了障礙。本發(fā)明克服了并聯(lián)電解方式存在的不足，充分發(fā)揮串聯(lián)電解方式的優(yōu)點，克服了電流效率低的缺點。利用金屬導(dǎo)體中的電子的導(dǎo)電作用與電解質(zhì)中離子的導(dǎo)電作用的不同，進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計。具有節(jié)約有色金屬材料、節(jié)約電能、操作方便等諸多優(yōu)點。在能源危機(jī)日益顯現(xiàn)的今天，本發(fā)明可實現(xiàn)電解行業(yè)的節(jié)能降耗和生廣效率的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置本裝置將傳統(tǒng)的電解槽通過極板和槽上極板隔離安裝槽口的有效結(jié)合，將其分開成為若干個小電解槽。極板安裝于隔離安裝槽口中，無需絕對密封，實現(xiàn)電流通道的有效隔離。極板之間為串聯(lián)模式，提高了整體槽壓。利用電解液作為極板的電力傳輸載體，克服了由金屬導(dǎo)電橫梁(或極耳)、導(dǎo)電觸頭產(chǎn)生的壓降，降低了電力消耗，消除了由于導(dǎo)電觸頭接觸不良而造成的各種故障。設(shè)置了電解液循環(huán)入液隔離槽和出液隔離槽，使電解液循環(huán)造成的漏電達(dá)到最低。為有利于電解液的循環(huán)和排料，電解裝置底部均向電解液出口部分傾斜。系統(tǒng)電流的降低極大地減小了金屬導(dǎo)電母線的使用；沒有導(dǎo)電橫梁和導(dǎo)電觸頭，也節(jié)約了大量的有色金屬。與傳統(tǒng)的電解裝置相比，設(shè)備有色金屬消耗降低80%以上，單位生產(chǎn)電能消耗降低5%-10%。由于系統(tǒng)電流低，有利于采用節(jié)能型的高頻電解電源。本發(fā)明特點I、槽內(nèi)極板由并聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)模式，提高了單槽電壓，降低了系統(tǒng)電流，降低了線路金屬導(dǎo)體的由于大電流造成的電壓損失，電能消耗低，有色金屬使用量低。2、利用電解液作為電力傳輸載體，沒有金屬導(dǎo)電橫梁導(dǎo)電觸點，節(jié)約了金屬導(dǎo)體，降低了線路壓降。整個系統(tǒng)電路路中沒有軟連接，降低了故障的發(fā)生率，提高了生產(chǎn)效率。3、設(shè)置了電解液循環(huán)入液隔離槽和出液隔離槽，使電解液循環(huán)造成的漏電達(dá)到最小。4、由于極板本體不再起上而下起到電流傳輸作用，極板可以做得更薄。沒有了極板由導(dǎo)電橫梁到液面之間的壓降，電力消耗減少。5、由于采取槽內(nèi)極板串聯(lián)模式，電流下降，極板電流分布均勻，有利于超大型極板 的使用。6、電解槽上極板隔離安裝槽口的使用，極板的安裝和更換非常容易。7、由于單槽電壓高，而電流相對較小。一是有利于電解電源的設(shè)計制造和選型，并可采用高頻電解電源提高電源效率；二是無需通過多槽串聯(lián)，以滿足電解電源電壓需要?？蓡尾蹣?gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)，并避免了局部故障造成大面積停產(chǎn)的的現(xiàn)象發(fā)生，生產(chǎn)效率高。8、電解槽體部分頂端無其他任何部件，便于進(jìn)行極板出入槽機(jī)械化、自動化操作和環(huán)保(酸霧或堿霧)處理設(shè)備的安裝使用。


圖I、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2、圖I (A—A)剖面3、電解槽部分剖面構(gòu)造4、電解液循環(huán)入液隔離槽構(gòu)造5、電解液循環(huán)出液隔離槽構(gòu)造6、極板隔離安裝槽口構(gòu)造圖符號說明①極板、②極板隔離安裝槽口、③進(jìn)液孔、④均液孔、⑤出液孔、⑥循環(huán)電解液溢流口、⑦電解液循環(huán)入液隔離槽、⑧電解液循環(huán)出液隔離槽、⑨電解槽、⑩排液口 (3)循環(huán)電解液入口
具體實施例方式本發(fā)明分電解液循環(huán)入液隔離槽、電解槽、電解液循環(huán)出液隔離槽三部分。電解槽端部的兩塊極板分別與電源連接。循環(huán)電解液從入液隔離槽的入口進(jìn)入，經(jīng)過進(jìn)液孔和均液孔進(jìn)入電解槽，再經(jīng)出液孔，從循環(huán)電解液溢流口流出。在電解槽兩側(cè)面、頂部和底部均設(shè)置有極板隔離安裝槽口(圖6)，極板置于極板隔尚安裝槽口之中。粉體材料電解制造所得金屬粉體、污水處理所得污泥、有機(jī)物電解制造所得物可從排液口排出；電解精煉、濕法冶金所得材料，取出極板進(jìn)行剝離；電解生產(chǎn)氣體則從電解槽上部進(jìn)行收集。
權(quán)利要求
1.帶有循環(huán)電解液出入液隔離槽節(jié)能型串聯(lián)電解裝置分別設(shè)置循環(huán)電解液入液隔離槽、循環(huán)電解液出液隔尚槽和電解槽三部分。
2.極板3通過與極板隔離安裝槽ロ4的有效結(jié)合將電解液相對隔離，形成若干個獨(dú)立的小電解槽。極板的邊沿置于隔離槽ロ之中，無需特別密封。
3.入液隔離槽為ー轉(zhuǎn)三模式，均液孔沿極板豎直方向均勻排列，口徑大小以保證循環(huán)液流量為準(zhǔn)；出液隔離槽為三轉(zhuǎn)ー模式，底部出液孔為方形結(jié)構(gòu)，面積略大于對面相對應(yīng)均液孔總面積。
4.帶有循環(huán)電解液出入液隔離槽節(jié)能型串聯(lián)電解裝置底部向出液ロ端傾斜。
全文摘要
帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置，應(yīng)用于電解生產(chǎn)金屬粉體材料、金屬電解精煉、濕法冶金過程中金屬電解沉淀、有機(jī)物電解制造、污水處理、電解生產(chǎn)氣體等領(lǐng)域。分電解液循環(huán)入液隔離槽、電解槽、電解液循環(huán)出液隔離槽三部分。利用極板①與極板安裝隔離槽口②有效結(jié)合，將電解槽進(jìn)行隔離成若干小區(qū)，利用電解液的導(dǎo)電性作為電力傳輸載體。電解液循環(huán)入液隔離槽⑦和出液隔離槽⑧，使電解液循環(huán)造成的漏電達(dá)到最低。本發(fā)明充分發(fā)揮串聯(lián)電解的優(yōu)勢，節(jié)約有色金屬材料，節(jié)約電能，極板安裝、更換方便，生產(chǎn)效率高。
文檔編號C25B9/00GK102691070SQ20111006847
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者王惟華 申請人:王惟華