專利名稱：銅陰極復(fù)極電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種銅陰極復(fù)極電解槽是氯堿工業(yè)專用設(shè)備復(fù)極電解槽的實用新型。
復(fù)極電解槽在現(xiàn)代氯堿工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，是由多個復(fù)極元件和相應(yīng)配件組合而成。復(fù)極元件是由陰極和陽極兩部分組成整體，在電路上直接串聯(lián)而物料又完全隔開以免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如日本專利285184/92陰極由鎳合金鋼作成鍋狀體陰極室，陽極由鈦作成鍋狀體陽極室，背靠背的相接觸緊密而導(dǎo)電，其鍋狀體內(nèi)分別設(shè)置框架和有活性涂層的多孔板或網(wǎng)狀的陰極或陽極再加上法蘭及周壁等外殼部分而成為復(fù)極元件，兩端一為單陰極元件另一為單陽極元件，各元件間加入離子交換膜，并串聯(lián)排列再由緊固裝置裝配成整體電解槽。由于鎳合金鋼及鈦的比電阻為銅的10倍以上，且相互間接觸電阻大，故導(dǎo)體電壓降大而增加了生產(chǎn)過程中的電耗。意大利專利1214455/92是用一塊帶凸臺的鐵板分隔陰極和陽極，鎳制的陰極室和鈦制的陽極室的背板部分壓成相應(yīng)的凹入部分，與隔板的凸臺裝配并焊接而導(dǎo)電，其余部分類似前述復(fù)極電解槽。這種結(jié)構(gòu)因接點多，而增加了接觸電阻，也使電耗高，并因所用昂貴材料多而需多投資。
中國專利9110103010，日本專利250303/90采用帶框的銅多孔板或網(wǎng)來制作陰極，在銅上鍍鎳作保護(hù)層，再在上面作活性涂層，加上膜便作成一個單極電解槽，再通過導(dǎo)線與系統(tǒng)中另一電解槽的陽極串聯(lián)，因而電流經(jīng)過路程較長，電耗較多。
本實用新型的目的是使電流經(jīng)過的路程較短的復(fù)極電解槽中，電流所經(jīng)過的固體導(dǎo)體主要是電阻小的銅，以降低電耗和節(jié)約投資。其技術(shù)原理是銅在溫度低于沸點的濃堿中有相當(dāng)?shù)哪臀g能力，而且易于與鎳及鈦相結(jié)合，有良好的加工性能，可以設(shè)計為適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)而作為復(fù)極元件的陰極部分的主要材料和電解槽電路的主要部分。
采用的技術(shù)方案為多個在元件外框內(nèi)有陰極室和陽極室使物料分開而電路直接串聯(lián)的復(fù)極元件，陰極與陽極交替排列，兩端分別為單陰極元件及單陽極元件，各元件間放置膜與墊片，經(jīng)壓緊裝置而連成整體。由管路向元件內(nèi)送入物料和導(dǎo)出產(chǎn)物，并同時通入直流電。送入物料為堿金屬的氯化物溶液，陽極室內(nèi)產(chǎn)物為氯氣，陰極室內(nèi)產(chǎn)物為氫氣和堿金屬的氫氧化物。陰極部分用銅制作陰極室及上面放電用的多孔板或網(wǎng)，銅上鍍鎳或復(fù)蓋抗堿層以保護(hù)，放電表面并復(fù)蓋活性層以降低氫的過電壓。陰極室底板與陽極室底板緊密接觸而導(dǎo)電，或由陰極室向陽極室伸出表面復(fù)有鈦層的空心或?qū)嵭牡你~芯導(dǎo)電柱，將電流導(dǎo)至與復(fù)合的鈦層相連接的陽極放電的多孔板或網(wǎng)上。
本實用新型的優(yōu)點在于使用導(dǎo)電性能好而相對價格較廉的銅作導(dǎo)電結(jié)構(gòu)主要材料，使電流經(jīng)過路程短且大部在銅內(nèi)。使每噸燒堿的生產(chǎn)用電減少70kw·h，使電解槽的造價降低5～10％。
結(jié)合附圖及實施例詳細(xì)敘述如下


圖1為銅陰極復(fù)極電解槽正視圖。
圖2為向陽極伸出空心柱式復(fù)極元件正視圖。
圖3為向陽極伸出空心柱式復(fù)極元件側(cè)視圖。
圖4為向陽極伸出實心柱式復(fù)極元件正視圖。
圖5為向陽極伸出實心柱式復(fù)極元件側(cè)視圖。
圖中1為底座，2為壓緊裝置，3為單陽極元件，4為復(fù)極元件，5為陽極墊片，6為膜，7為陰極墊片，8為單陰極元件，9為陰極多孔板或網(wǎng)，10為陰極室框，11為陰極導(dǎo)電柱，12元件外框，13陽極筋板，14陽極空心導(dǎo)電柱，15陽極室框，16為陽極多孔板或網(wǎng)，17陰極彈簧導(dǎo)電柱，18陽極實心導(dǎo)電柱，19中間隔板。
實例1如
圖1，在底座(1)上，放置多個復(fù)極元件(4)，按陰極在左而陽極在右的順序依次直立排列，最左端為單陽極元件(3)，最右端為單陰極元件(8)，各元件在陽極側(cè)放置陽極墊片(5)，陰極側(cè)放置陰極墊片(7)，墊片間放置膜(6)，由壓緊裝置(2)緊固而成電解槽。流體由管路送入元件內(nèi)和從元件內(nèi)引出。
復(fù)極元件(4)的結(jié)構(gòu)為陰極最外一面為陰極多孔板或網(wǎng)(9)與陰極室框(10)組成立方體形的陰極室，底板上有陰極導(dǎo)電柱(11)以支承(9)及導(dǎo)電，全部由銅制作并鍍鎳作保護(hù)層，(9)在保護(hù)層上復(fù)有活性層。由陽極多孔板或網(wǎng)(16)與陽極室框(15)組成陽極室，底板與陰極室底板緊密接觸而導(dǎo)電，并有陽極筋板(13)加固以阻止變形并向(16)導(dǎo)電和支承，全部由鈦制作，在陽極多孔板或網(wǎng)(16)上有活性涂層。與元件外框(12)連成整體。
實例2電槽裝配方式和制作材料同實例1，復(fù)極元件(4)的結(jié)構(gòu)形式如圖2及圖3。在元件外框(12)內(nèi)的陰極室框(10)底板與陽極室框(15)的底板沖壓成伸向陽極室內(nèi)的空心的陽極導(dǎo)電柱(14)，直接與陽極多孔板或網(wǎng)(16)相連接而導(dǎo)電并支承，并用陽極筋板(13)加固以阻止變形。其余與實例1相同。
實例3電槽裝配方式和制作材料同實例1，復(fù)極元件(4)的結(jié)構(gòu)如圖4及圖5，在元件外框(12)內(nèi)的陰極室框(10)底板上有銅制鍍鎳的帶彈簧的陰極彈簧導(dǎo)電柱(17)，對陰極多孔板或網(wǎng)(9)導(dǎo)電和支承，彈簧使陰極與膜(6)成零間隙接觸時，對膜(6)有相當(dāng)于500～5000Pa的壓力。陰極室底板的另一面與防止變形與元件外框(12)相連接的中間隔板(19)相接觸，并有銅制上復(fù)有鈦層的實心陽極導(dǎo)電柱(18)由陰極室底板向陽極室伸出與陽極多孔板或網(wǎng)(16)連接而導(dǎo)電并支承。陽極室底板也與中間隔板(19)緊密接觸。其余與實例1相同。
權(quán)利要求1.一種銅陰極復(fù)極電解槽，為氯堿工業(yè)專用設(shè)備，多個在元件外框內(nèi)有陰極室和陽極室的復(fù)極元件，兩邊分別為單陰極元件及單陽極元件，各元件間放置膜與墊片，經(jīng)壓緊裝置而連成整體，其特征在于(a)復(fù)件元件的陰極部分及電路主要部分用銅制作，陰極與陽極在元件內(nèi)直接連接而導(dǎo)電；(b)銅上有保護(hù)層，在放電表面有活性層復(fù)蓋于保護(hù)層外面。
專利摘要銅陰極復(fù)極電解槽，是氯堿工業(yè)專用設(shè)備復(fù)極電解槽的實用新型。多個有陰極室及陽極室使物料分開而電路直接串聯(lián)的復(fù)極元件。陰極和陽極交替排列，兩端分別為單陰極元件或單陽極元件，元件間放置膜及墊片，經(jīng)壓緊裝置連接成整體。陰極部分用銅制作，銅上有保護(hù)層，在放電表面有活性涂層。陰極與陽極直接結(jié)合而串聯(lián)導(dǎo)電。
文檔編號C25B1/00GK2234447SQ9520259
公開日1996年9月4日 申請日期1995年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月20日
發(fā)明者王國誠 申請人:王國誠