專利名稱：氧陰極框及包括氧陰極框的氧陰極電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氧陰極電解槽，特別是涉及一種用于安裝氧陰極電極的氧陰極框及包括該氧陰極框的氧陰極電解槽。
背景技術(shù)：
氯堿工業(yè)通過電解食鹽水產(chǎn)生燒堿和氯氣，同時產(chǎn)生副產(chǎn)物氫氣，是在國民經(jīng)濟中占有重要地位的基礎(chǔ)化工原料工業(yè)。目前食鹽電解所采用的方法有離子膜法、水銀法和隔膜法。離子膜法因其技術(shù)先進(jìn)，在氯堿工業(yè)的新建、改造和擴產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。我國燒堿生產(chǎn)成本中電耗成本約占60%，因此降低電耗對于提高氯堿行業(yè)經(jīng)濟效益具有很重要的意義。具體的說，氯堿廠生產(chǎn)I噸燒堿，同時產(chǎn)生O. 886噸氯氣及1200多立方米的氫氣，約需要耗電2500度，是化學(xué)工業(yè)中的“電老虎”，每年耗電占化工用電整體的20%。多年來人們一直致力于降低氯堿工業(yè)的能耗，所采取的措施包括改進(jìn)隔膜，改進(jìn)電槽結(jié)構(gòu)，將石墨陽極改造為金屬陽極等。但是，從根本上講，氯堿工業(yè)的巨大耗電量是由其化學(xué)反應(yīng)本身所決定的。因此，必須從根本上改變電解食鹽水的電化學(xué)反應(yīng)，從而降低理論分解電壓，達(dá)到節(jié)能目的。眾所周知，目前氯堿生產(chǎn)的主要電化學(xué)反應(yīng)方程式為陽極2Cr_2e= Cl2陰極2H20+2e= H2+20F其中，Φρ日=1.359 伏Φ陰=-0.828 伏所以，其理論分解電壓Ε=Φ陽一Φ P月=I. 359- (-0. 828) =2. 187伏如果將電極過程的總反應(yīng)改變?yōu)?NaCl+H20+l/202=2Na0H+Cl2 2Cr-2e=Cl2陽極陰極2H20+l/202+2e= 20F其中，Φp日=1.359 伏Φ ρ月=0.391 伏所以，其理論分解電壓Ε=Φ陽一Φ陰=I. 359 — O. 391=0. 968伏從以上兩種電極過程可以看出，它們的陽極反應(yīng)過程沒有變，陰極由原來的水在電能作用下分解為氫氣和氫氧根改變?yōu)樗c空氣中的氧作用生成氫氧根，使其不再產(chǎn)生氫氣。根據(jù)理論分解電壓比較可以看出，理論分解電壓降低了 I. 22伏。因此，在氯堿裝置中使用氧陰極電解槽具有很重要的意義。但是由于氧陰極電極和現(xiàn)有的陰極電極不同，目前的氧陰極電極很難實現(xiàn)大面積制造，因此不能直接將氧陰極電極安裝在現(xiàn)有的電解槽上，需要提供一種適用于安裝氧陰極電極的氧陰極電解槽。
發(fā)明內(nèi)容[0017]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種適用于安裝氧陰極電極的氧陰極框及包括氧陰極框的氧陰極電解槽。本實用新型的技術(shù)方案如下一種氧陰極電解槽的氧陰極框，所述氧陰極框設(shè)置在所述氧陰極電解槽的陰極框的內(nèi)部，所述氧陰極框固定在所述氧陰極電解槽的陰極盤上。在其中一個實施例中，所述氧陰極框包括第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框，所述氧陰極框的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框與所述陰極框的邊框接觸。在其中一個實施例中，所述氧陰極框的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框形成一個矩形邊框，所述第一邊框和第二邊框平行，所述第三邊框和第四邊框平行。 在其中一個實施例中，所述氧陰極框還包括設(shè)置在氧陰極框內(nèi)部與所述第三邊框平行的第一內(nèi)框，所述氧陰極框?qū)⑺鲫帢O框分為2個腔室。在其中一個實施例中，所述氧陰極框還包括設(shè)置在氧陰極框內(nèi)部與所述第三邊框平行的第二內(nèi)框，所述氧陰極框?qū)⑺鲫帢O框分為3個腔室。本實用新型的另一目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種氧陰極電解槽，包括陰極框和氧陰極電極，還包括如上所述的氧陰極框，所述氧陰極電解槽的氧陰極電極設(shè)置在所述氧陰極框上。在其中一個實施例中，所述氧陰極電極與所述氧陰極框之間設(shè)置有密封墊片。在其中一個實施例中，所述氧陰極電極氧陰極通過螺釘固定在所述氧陰極框上。本實用新型的有益效果是I本實用新型的氧陰極電解槽增加了氧氣參加電解反應(yīng)，從根本上降低了分解電壓，達(dá)到了節(jié)能和降低能耗的目的；2本實用新型的氧陰極電解槽結(jié)構(gòu)，在原有陰極框的基礎(chǔ)上增加了氧陰極框，并且將陰極室分為3室，這樣方便氧陰極材料的安裝；3本實用新型的氧陰極電解槽能夠很方便的在原有電解槽的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，這樣可以節(jié)省改造費用。

以下結(jié)合具體附圖及具體實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I為本實用新型的氧陰極框的一個實施例的整體示意圖；圖2為本實用新型的氧陰極電解槽的陰極的一個實施例的整體示意圖。
具體實施方式
實施例一本實用新型的氧陰極框1，用于將氧陰極電極安裝在電解槽上，作為一種可實施方式，參見圖f圖2，所述氧陰極框設(shè)置在所述氧陰極電解槽的陰極框2的內(nèi)部，所述氧陰極框固定在所述氧陰極電解槽的陰極盤上。本實施例中，所述氧陰極框的材質(zhì)為SUS310S，所述氧陰極框采用滿焊焊接在復(fù)合板上。氧陰極電極是一種氣體擴散電極，氣體擴散電極是由“氣孔”、“液孔”和“固相”三種網(wǎng)絡(luò)交織而成的較薄的三相多孔電極。由于氧陰極電極的制造比較復(fù)雜，氧陰極電極的面積較小，因此氧陰極電極的面積與現(xiàn)有的電解槽的面積不相符合。為了將氧陰極安裝在氧陰極電解槽上，并且為了方便現(xiàn)有電解槽的改造，在陰極框內(nèi)設(shè)置氧陰極框，這樣就可以將小面積的氧陰極電極安裝在電解槽上，這樣即方便氧陰極電極的安裝，又能節(jié)省改造費用。較佳地，作為一種可實施方式，所述氧陰極框包括第一邊框11、第二邊框12、第三邊框13和第四邊框14，所述氧陰極框的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框與所述陰極框的邊框接觸。本實施例中，氧陰極框包括四個邊框分別與陰極框的邊框相對應(yīng)。并且為了增大氧陰極電極的面積，氧陰極框的邊框應(yīng)當(dāng)與陰極框的邊框接觸。較佳地，作為一種可實施方式，所述氧陰極框的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框形成一個矩形邊框，所述第一邊框和第二邊框平行，所述第三邊框和第四邊框平行。本實施例中，陰極框的形狀為矩形，則氧陰極框為矩形。較佳地，作為一種可實施方式，所述氧陰極框還包括設(shè)置在氧陰極框內(nèi)部與所述
第三邊框平行的第一內(nèi)框15，所述氧陰極框?qū)⑺鲫帢O框分為2個腔室。在氧陰極框內(nèi)部添加第一內(nèi)框，這樣氧陰極框?qū)㈥帢O框分為2個腔室，這2個腔室大小可以相同，也可以不同，這樣氧陰極電極安裝在氧陰極框上時，可以分別安裝。較佳地，作為一種可實施方式，所述氧陰極框還包括設(shè)置在氧陰極框內(nèi)部與所述第三邊框平行的第二內(nèi)框16，所述氧陰極框?qū)⑺鲫帢O框分為3個腔室。本實施例中，所述3個腔室分別為第一腔室101、第二腔室102和第三腔室103。3個腔室的大小可以相同也可以不同。為了方便氧陰極電極的安裝以及維護，采用氧陰極框?qū)㈥帢O室分為3個腔室，這樣氧陰極材料可以作為一個整體安裝，也可以分為3部分獨立安裝。本實施例中，可以根據(jù)陰極框的面積以及氧陰極電極的面積在氧陰極框內(nèi)部設(shè)置多個內(nèi)框。實施例二作為一個較佳的實施方式，將氧陰極框應(yīng)用于電解槽。一種氧陰極電解槽，包括陰極框2和氧陰極電極1，還包括所述的氧陰極框，所述氧陰極電解槽的氧陰極電極設(shè)置在所述氧陰極框上。這樣現(xiàn)有的電解槽可以很容易的改造為氧陰極電解槽，同時可以避免大面積氧陰極電極的造價昂貴的問題。較佳地，作為一種可實施方式，所述氧陰極電極與所述氧陰極框之間設(shè)置有密封墊片。在氧陰極與陰極框之間設(shè)置密封墊片，通過螺釘將氧陰極電極固定在框上，防止氧氣向液室泄露或者防止陰極液向氣室泄露。密封墊片的材質(zhì)為EPDM。最后，需要說明的是，在本專利文件中，諸如第一、第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用于將一個實體或者操作與另一個實體或者操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何關(guān)系或者順序。而且，在本專利文件中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體，其意在涵蓋而非排他性包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備，不僅包括這些要素，而且還包括沒有明確列出而本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉的其他要素，或者還包括為這些過程、方法、物品或者設(shè)備所公知的必不可少的要素。以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)?！?br> 權(quán)利要求1.一種氧陰極電解槽的氧陰極框，其特征在于，所述氧陰極框設(shè)置在所述氧陰極電解槽的陰極框的內(nèi)部，所述氧陰極框固定在所述氧陰極電解槽的陰極盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧陰極框，其特征在于，所述氧陰極框包括第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框，所述氧陰極框的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框與所述陰極框的邊框接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧陰極框，其特征在于，所述氧陰極框的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框形成一個矩形邊框，所述第一邊框和第二邊框平行，所述第三邊框和第四邊框平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧陰極框，其特征在于，所述氧陰極框還包括設(shè)置在氧陰極框內(nèi)部與所述第三邊框平行的第一內(nèi)框，所述氧陰極框?qū)⑺鲫帢O框分為2個腔室。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧陰極框，其特征在于，所述氧陰極框還包括設(shè)置在氧陰極框內(nèi)部與所述第三邊框平行的第二內(nèi)框，所述氧陰極框?qū)⑺鲫帢O框分為3個腔室。
6.一種氧陰極電解槽，包括陰極框和氧陰極電極，其特征在于，還包括權(quán)利要求廣5任意一項所述的氧陰極框，所述氧陰極電解槽的氧陰極電極設(shè)置在所述氧陰極框上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧陰極電解槽，其特征在于，所述氧陰極電極與所述氧陰極框之間設(shè)置有密封墊片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧陰極電解槽，其特征在于，所述氧陰極電極氧陰極通過螺釘固定在所述氧陰極框上。
專利摘要本實用新型提供了一種氧陰極框及包括該氧陰極框的氧陰極電解槽，所述氧陰極框設(shè)置在所述氧陰極電解槽的陰極框的內(nèi)部，所述氧陰極框固定在所述氧陰極電解槽的陰極盤上。本實用新型的氧陰極框能夠?qū)⑿∶娣e的氧陰極電極安裝在電解槽上，并且可以很方便的在原有電解槽的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，節(jié)省改造費用。
文檔編號C25B11/02GK202730249SQ20122038669
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者趙印杰, 張良虎, 李海要, 王建軍, 康建忠, 覃事永, 宋明周, 劉景軍 申請人:藍(lán)星(北京)化工機械有限公司