改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，包括陰極室，陽極室，在陰極室有陰極支撐網(wǎng)，中間的彈性體，陰極室最上面覆蓋有鎳絲編織帶涂層的陰極網(wǎng)，還包括支撐柱，支撐柱的凹坑里有定距銷，其特征在于，所述定距銷主要由以下部分組成，鎳片和包括裹住鎳片的四氟帽，定距銷軸線上開有通孔，且鎳片中心孔的直徑大于四氟帽中心孔的直徑，四氟釘通過開孔的陰極網(wǎng)和彈性體與定距銷中間的通孔嵌合，所述定距銷的長度為3-8mm,所述四氟釘釘頭的厚度小于1mm。本實(shí)用新型的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽既滿足了定距銷的定距、力的傳導(dǎo)、很好的保護(hù)膜的作用，又滿足了全面域彈性體零極距、均勻受力、抗逆壓差能力強(qiáng)的作用，其提高了離子膜的使用壽命，減少電能消耗，還降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氯堿電解裝置，特別涉及一種改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。電解槽的陽極用金屬鈦網(wǎng)制成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，鈦陽極網(wǎng)上涂有鈦、釕等氧化物涂層；陰極由鎳網(wǎng)等制成，上面涂有一定的涂層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質(zhì)，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na+通過，而Cl' 0H_和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中有一種離子膜電解槽，該電解槽有高電流密度、極間距小的特點(diǎn)。該單元電解槽陰陽極上各有100多個蜘蛛爪形狀的彈性體，陰極蜘蛛爪形狀的彈性體有彈性作用，而陽極蜘蛛爪形狀的彈性體基本上起不到彈性作用。陰極蜘蛛爪中心部位外面有支撐柱，里面的凹槽里有定距銷，定距銷比蜘蛛爪支撐的陰極網(wǎng)面矮0.8mm。陽極的蜘蛛爪中心部位外面也有支撐柱，里面的凹槽里有定距銷，陽極定距銷比蜘蛛爪支撐的陽極網(wǎng)面高
0.3_。在擠壓狀態(tài)時，陰極網(wǎng)因蜘蛛爪的彈性作用壓縮0.5_，這種彈性補(bǔ)償使非理想平整的陰極網(wǎng)與離子膜的距離很小，即極間距很小，也使得陰陽極定距銷隔著膜相互貼緊，起到定距和力的傳導(dǎo)的作用。陰極彈性蜘蛛爪采用Imm厚的鎳板沖壓成型，彈性系數(shù)小，雖能起到彈性補(bǔ)償，從而減小極間距的效果，但抗逆壓差能力差。若出現(xiàn)反向壓差，就會造成蜘蛛爪彈性體被壓塌，失去彈性，從使極間距增大，使槽電壓急劇上升。此外，此種形式的彈性體因是由100多個點(diǎn)狀的蜘蛛爪組成，只在單個蜘蛛爪面域范圍內(nèi)產(chǎn)生彈性作用，其他面域內(nèi)的彈性效果不是很好，達(dá)不到全面域內(nèi)極間距減小的效果，而且這種結(jié)構(gòu)也會使離子膜受力不均，因局部受力過大較易損傷離子膜。
[0004]基于上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種電解槽，該電解槽在支撐網(wǎng)上加鎳絲編織、帶波紋、具有抗逆壓差能力的柔性彈性體，其上面再加上鎳絲編織帶涂層的陰極網(wǎng)?？紤]到支撐柱上面的凹坑里不能沒有定距銷，若沒有定距銷，擠壓力的傳導(dǎo)會在此位置虛斷，使得大的傳導(dǎo)力將極網(wǎng)壓變形，因此，在鎳絲編織的彈性體里面加上定距銷。這樣雖然解決了支撐柱上面的傳導(dǎo)力將極網(wǎng)壓變形的缺陷，但是鎳絲編織帶涂層的陰極網(wǎng)是一種帶涂層的金屬網(wǎng)，在很大傳導(dǎo)力的支撐柱位置，該陰極網(wǎng)直接與離子膜接觸并擠壓，極易損傷離子膜，導(dǎo)致離子膜破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種不但全面域內(nèi)極間距可以減小，抗逆壓差能力強(qiáng)，離子膜受力均勻，離子膜的使用壽命較長，而且能在電解槽運(yùn)行過程中減少電能消耗，降低生產(chǎn)成本的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽。[0006]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，包括陰極室，陽極室，在陰極室有陰極支撐網(wǎng)和中間的彈性體，陰極室最上面覆蓋有鎳絲編織帶涂層的陰極網(wǎng)，還包括支撐柱，支撐柱的凹坑里有定距銷。其特征在于，所述定距銷主要由以下部分組成，鎳片和包括裹住鎳片的四氟帽，定距銷軸線上開有通孔，且鎳片中心孔的直徑大于四氟帽中心孔的直徑，四氟釘通過開孔的陰極網(wǎng)和彈性體與定距銷中間的通孔嵌合。
[0008]定距銷的長度要和密封墊片壓縮后的厚度相互匹配，定距銷的長度如果太小，擠壓力的傳導(dǎo)會在此位置虛斷，使得大的傳導(dǎo)力將極網(wǎng)壓變形，而且也起不到定距和力的傳導(dǎo)的作用，長度也不能太長，太長會使得極間距增大，從而使槽電壓增大，使得生產(chǎn)同樣的燒堿耗費(fèi)的電量較多。四氟釘釘頭的厚度也不能太厚，太厚也會使得極間距增大，從而使得生產(chǎn)同樣的燒堿耗費(fèi)電量增多；四氟釘釘頭的厚度也不能太薄，在很大傳導(dǎo)力的情況下，太薄起不到隔開陰極網(wǎng)保護(hù)離子膜的作用。
[0009]因此，所述定距銷的長度為3_8mm，所述改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽的四氟釘釘頭厚度小于1mm。
[0010]所述四氟釘釘頭厚度優(yōu)選0.2-lmm。
[0011]所述彈性體優(yōu)選一種鎳絲編制的彈性網(wǎng)。
[0012]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，所述四氟帽的底座位置設(shè)有0.5mm的翻邊，翻邊在支撐網(wǎng)的凹坑位置與支持網(wǎng)嵌合在一起。
[0013]該改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽四氟帽的底座位置設(shè)的0.5mm的翻邊，使得其在支撐網(wǎng)的凹坑位置與支持網(wǎng)嵌合在一起，防止了定距銷的掉出。
[0014]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，支撐柱等間距排列，相鄰豎向排列的支撐柱之間相隔150_，其特征在于，還包括L型筋板，該L型筋板位于豎向排列的相鄰支撐柱的中間，該L型筋板應(yīng)選取導(dǎo)電和耐腐蝕性能好的材料，優(yōu)選鎳材，其厚度應(yīng)該滿足支撐網(wǎng)的抗逆壓差增強(qiáng)的要求，其厚度優(yōu)選為1.1-1.8mm，更優(yōu)選L型筋板的厚度為1.5mm。
[0015]該結(jié)構(gòu)不但增強(qiáng)了支撐網(wǎng)的抗逆壓差能力，而且因?yàn)長型筋板通過電阻焊焊接在盤底，其與支撐網(wǎng)也采用電阻焊焊接的方法連接，增大了導(dǎo)電性，降低了結(jié)構(gòu)電阻，使得電流分布更均勻。
[0016]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，還包括一個蜘蛛爪3，所述蜘蛛爪3焊接在支撐柱2上，并與支撐網(wǎng)4焊接。由于加上蜘蛛爪3的結(jié)構(gòu)，使得該改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽在通過支撐柱加壓的過程中，彈性更好，抗逆壓差更好。
[0017]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，先將鎳絲編織的彈性體鋪在支撐網(wǎng)上，把彈性體位于定距銷位置的部分壓平，使其失去彈性，陰極網(wǎng)在100多個定距銷位置的部分預(yù)先壓出淺凹坑，再在淺凹坑位置加上四氟釘。四氟釘頭部的表面比周圍陰極網(wǎng)表面矮1.6mm ;最后將四氟釘穿過陰極網(wǎng)和彈性體與定距銷中間的通孔嵌合。陽極相對于陰極的位置也有定距銷，該定距銷的厚度比陽極網(wǎng)高0.3mm。
[0018]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽在擠壓狀態(tài)時，陰極網(wǎng)因彈性體的彈性作用壓縮1.3mm，這種彈性補(bǔ)償使非理想平整的陰極網(wǎng)每個部位都與離子膜的距離很小，達(dá)到微極距的效果，而且因鎳絲編制的彈性體是柔性體，具有一定的彈性，避免了局部壓力過大而損傷離子膜。因陰陽極定距銷隔著膜相互貼緊，其不但起到定距和力的傳導(dǎo)作用，而且這種定距方式的在長期使用中很穩(wěn)定，不會出現(xiàn)像用橡膠墊片定距那樣，長期使用會老化變形，產(chǎn)生定距不穩(wěn)定的情況。
[0019]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，四氟釘穿過陰極網(wǎng)和鎳絲編織的彈性體插入下面定距銷的中心孔里，達(dá)到很好的嵌合。因?yàn)榉墙饘俟饣矣幸欢◤椥缘乃姆旑^部直接與膜接觸，所以使得在很大傳導(dǎo)力的定距銷位置，能夠?qū)δて鸬胶芎玫谋Ｗo(hù)作用。四氟釘?shù)奈膊坎捎眉^形設(shè)計，加上塑料有一定的彈性，箭頭形的尾部以過硬配合的方式穿過四氟帽的小孔到達(dá)孔稍大的鎳片中心孔，達(dá)到了很好的嵌合，這樣四氟釘就很好的把陰極網(wǎng)和彈性體固定到支撐網(wǎng)上。
[0020]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，由于陰極網(wǎng)和鎳絲編織的彈性體已經(jīng)有100多個四氟釘將其固定到支撐網(wǎng)上，所以彈性體無需再用焊接的方法與支撐網(wǎng)連接，消除了鎳絲編織的彈性體與支撐網(wǎng)焊接斷絲的隱患，進(jìn)而消除了斷絲扎膜的隱患。陰極網(wǎng)也無需四周用鎳帶焊接封邊，直接從支撐網(wǎng)與盤內(nèi)側(cè)的縫隙里折到支撐網(wǎng)下面，同時也消除了鎳帶封邊陰極網(wǎng)斷絲扎膜的隱患。
[0021]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，既能達(dá)到全面域內(nèi)使得極間距減小的效果，又能解決上述定距銷位置因金屬陰極網(wǎng)直接接觸離子膜，極容易損傷離子膜的問題。
[0022]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，由于增加了支撐筋板，使得陰極的抗逆壓差能力增強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)也使得離子膜電解槽的結(jié)構(gòu)電阻降低，電流分布更均勻。本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽既達(dá)到了定距銷的定距、力的傳導(dǎo)、很好的保護(hù)膜的效果，又滿足了全面域彈性體受力均勻、抗逆壓差能力強(qiáng)，從而使得極間距減小的效果?？傊景l(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽具有可提高離子膜的使用壽命，減少電能消耗，降低生產(chǎn)成本的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽的主視圖；
[0024]圖2本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽的側(cè)視圖；
[0025]圖3圖二 A處的放大圖；
[0026]圖4圖三B處的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對本發(fā)明技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]實(shí)施例1
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，在150mm間距的支撐柱中間位置加了 1.5_厚的L型筋板15，增強(qiáng)了支撐網(wǎng)的抗逆壓差能力。而且L型筋板是通過電阻焊焊接在盤底，筋板與支撐網(wǎng)也采用電阻焊焊接的方法連接，增大了導(dǎo)電性，降低了結(jié)構(gòu)電阻，使得電流分布更均勻。[0030]如圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，陰極盤I上焊接有支撐柱2，陰極蜘蛛爪3位置的凹坑里裝上新的定距銷，此新的定距銷主要由兩部分組合成，鎳片11和包裹住鎳片的四氟帽12，所述定距銷的長度為8mm。其軸線上有通孔，鎳片11中心孔的直徑大于四氟帽12中心孔的直徑，四氟帽12的底座位置有0.5mm的翻邊，翻邊位置正好嵌合在支撐網(wǎng)4的凹坑里，防止其掉出。將100多個定距銷嵌合在支撐網(wǎng)4的凹坑里，鎳絲編織的彈性體5鋪在支撐網(wǎng)4上，將彈性體5位于定距銷位置的部分壓平，使其失去彈性。陰極網(wǎng)在100多個定距銷位置的部分預(yù)先壓出淺凹坑，再在淺凹坑位置加上四氟釘13，所述改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽的四氟釘釘頭厚度為1mm。
[0031]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，四氟釘13穿過陰極網(wǎng)6和鎳絲編織的彈性體5插入定距銷的中心孔里，達(dá)到很好的嵌合，這樣由于在有很大傳導(dǎo)力的定距銷位置是非金屬光滑的且有一定彈性的四氟釘13的頭部直接與離子膜7接觸，不會像金屬陰極網(wǎng)直接接觸離子膜那樣，極易損傷離子膜7，對離子膜7起到很好的保護(hù)作用。四氟釘13的尾部是箭頭形的設(shè)計，因塑料有一定的彈性，箭頭形的尾部與定距銷過硬配合穿過四氟帽12的小孔到達(dá)孔稍大的鎳片11中心孔，形成一個卡臺，達(dá)到了很好的嵌合，這樣四氟釘13就很好的把陰極網(wǎng)6和彈性體5通過定距銷很好的固定在支撐網(wǎng)上。
[0032]陽極盤10上面焊接有陽極蜘蛛爪9，陽極定距銷14比陽極蜘蛛爪9支撐的陽極網(wǎng)8高0.3_。在擠壓狀態(tài)時，陰極網(wǎng)6每個部位都與離子膜的間距很小，陽極網(wǎng)與離子膜的間距也很小，從而使得極間距很小。陰極定距銷和陽極定距銷14隔著膜相互貼緊，起到定距和力的傳導(dǎo)作用。
[0033]本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，因陰極網(wǎng)6和鎳絲編織的彈性體5已經(jīng)有100多個四氟釘將其固定到支撐網(wǎng)4上，所以彈性網(wǎng)5無需再用焊接的方法與支撐網(wǎng)4連接，該結(jié)構(gòu)消除了因鎳絲編織的彈性網(wǎng)5與支撐網(wǎng)4采用焊接的方法連接導(dǎo)致焊接斷絲的隱患，也消除了因焊接斷絲導(dǎo)致斷絲會扎膜的隱患。同時陰極網(wǎng)6也無需四周用鎳帶焊接封邊，其只需直接從支撐網(wǎng)`4與陰極盤I內(nèi)側(cè)的縫隙里折到支撐網(wǎng)4下面，因此也消除了鎳帶封邊陰極網(wǎng)6斷絲扎膜的缺陷。減少了工藝步驟，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了工作效率。
[0034]將現(xiàn)有技術(shù)中的電解槽與本發(fā)明的改進(jìn)型低槽電壓電解槽同在電流為13.5kA條件下運(yùn)行，其性能對比如下表所示:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，包括陰極室，陽極室，在陰極室有陰極支撐網(wǎng)和中間的彈性體，陰極室最上面覆蓋有鎳絲編織帶涂層的陰極網(wǎng)，還包括支撐柱，支撐柱的凹坑里有定距銷，其特征在于，所述定距銷主要由以下部分組成，鎳片和包括裹住鎳片的四氟帽，定距銷軸線上開有通孔，且鎳片中心孔的直徑大于四氟帽中心孔的直徑，四氟釘通過開孔的陰極網(wǎng)和彈性體與定距銷中間的通孔嵌合，所述定距銷的長度為3-8mm，所述四氟釘釘頭的厚度小于1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，所述四氟釘釘頭的厚度為0.2-lmm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，所述定距銷的長度為3mm,所述四氟釘釘頭的厚度為0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，還包括L型筋板，該L型筋板位于豎向排列的相鄰支撐柱的中間，其厚度為1.1-1.8_。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，所述L型筋板的厚度為1.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，所述四氟帽的底座位置設(shè)有0.5mm的翻邊，翻邊在支撐網(wǎng)的凹坑位置與支持網(wǎng)嵌合在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型低槽電壓離子膜電解槽，其特征在于，還包括一個蜘蛛爪3，所述蜘蛛爪3焊接在支撐柱2上，并與支撐網(wǎng)4焊接。
【文檔編號】C25B9/06GK203625485SQ201320804718
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉秀明, 康建忠, 喬霄峰, 張秀泉, 張俊鋒, 陳中元, 董志茹, 董博春 申請人:藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司