專利名稱：反式雙膜三室電解槽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電解亞硫酸鈉和/或亞硫酸氫鈉的電解槽，特別涉及一種兩膜三室電解槽。
1999年8月的《氯堿工業(yè)》雜志發(fā)表的杜海燕所著的“電解硫酸鈉的電解槽”一文公開了一種兩膜三室電解槽，“即采用陰離子膜及陽離子膜將電解槽分隔成陽極室、中間室及陰極室”，“陽極室輸入水或稀硫酸，陰極室輸入水或稀氫氧化鈉溶液，中心室外輸入硫酸鈉溶液。經(jīng)過一定時間的電解，發(fā)生相應的電極反應，陽極室可得到濃硫酸溶液及氧氣，陰極室可得到濃氫氧化鈉溶液及氫氣，中心室則可得到稀硫酸鈉溶液?！北景l(fā)明的目的是提供一種反式雙膜三室電解槽，除陽極室產生濃硫酸溶液、氧氣及陰極室產生濃氫氧化鈉溶液、氫氣以外，中間室可產生二氧化硫氣體。
為了達到上述的目的，本發(fā)明的技術方案如下一種反式雙膜三室電解槽，電解槽由陽極室1、陰極室2和中間室3構成，陽極室1和中間室3由陽離子交換膜4隔開，陰極室2和中間室3由陰離子交換膜5隔開；電解的陰極板6置于陰極室2內，電解的陽極板7置于陽極室1內。
由于采用上述的方法及裝置，整個電解過程不產生固體廢棄物，沒有二次污染，副產品為高純的O2、H2、SO2氣體，可以加工成多種下游產品，市場需求量大，商業(yè)價值高。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明反式雙膜三室電解槽由陽極室1、陰極室2和中間室3三室組成；陰極室2和中間室3之間由陰離子交換膜5隔開，中間室3和陽極室1之間由陽離子交換膜4隔開；電解的陰極板6置于陰極室2內，電解的陽極板7置于陽極室1內；陰極室2、中間室3、陽極室1分別有液體入口、液體出口、氣體出口；電解槽工作時，陰極室2、中間室3、陽極室1分別有一定的氣液分離空間，以確保氣體的逸出和氣液分離；或者，陰極室2、中間室3、陽極室1中任何一室的氣液分離空間可以外置于電解槽外，電解槽的室內全部是液體空間，采用外置式氣包實現(xiàn)氣液分離，液體則采用自然循環(huán)或強制循環(huán)的方法實現(xiàn)循環(huán)，此時，液體出口和氣體出口可以合而為一，該設置方法較適合于中間室的設置。
亞硫酸鈉和/或亞硫酸氫鈉溶液導入電解槽的陰極室，經(jīng)電解后陰極室的出口溶液含NaOH和/或Na2SO3為主要成分。陰極室發(fā)生以下電解反應
NaHSO3+NaOH＝Na2SO3+H2O同時，部分SO32-和/或HSO3-和/或OH-離子在電場的作用下遷移至中間室。
電解槽陽極室導入稀硫酸，經(jīng)過電解后部分水分消耗，因此，需向陽極室補充水分，或從液體導出口引出濃硫酸，經(jīng)補充水分后再導回電解槽中。由于電解槽的陽極室溶液系統(tǒng)形成閉路循環(huán)，電解槽長期運作后將會造成部分雜質離子滲透過離子膜而積聚濃縮，因此，需定期或連續(xù)分流導出，進行處理，以保證陽極室溶液成分的相對穩(wěn)定。陽極室發(fā)生以下電解反應
同時，溶液中的H+離子在電場的作用下遷移到中間室。
為了保證陽極室溶液的導電性能，降低能耗，可以在陽極室的導入液體中添加適量的中性導電介質如5％的稀硫酸等。
陽極室的出口液體在添加適量水后可以泵回陽極室液體入口，組成閉路循環(huán)。
在電解槽中間室中，從陽極室遷移來的H+無法通過陰離子交換膜，滯留在中間室中；從陰極室遷移來的SO32-無法通過陽離子交換膜，滯留在中間室中。H+和SO32-的濃度越集越高，生成H2SO3，由于H2SO3在水中的溶解度低而逸出SO2。反應式如下
由于中間室的H2O越集越多，需要部分導出另行處理。
為了保證中間室溶液的導電性能，降低能耗，可以在中間室的導入液體中添加適量的中性導電介質如1％稀硫酸、或稀硫酸鈉溶液等。
可以采用對中間室溶液加熱的方法協(xié)助SO2的逸出。產出的SO2的百分含量很高，簡單處理后即可后加工成液體SO2或108％的發(fā)煙硫酸。SO2的后處理工藝不包括在本發(fā)明的范圍。
中間室的氣液混合物可以采用外置式的氣液分離裝置如汽包等進行氣液分離，此時，液體可以采用自然循環(huán)或強制循環(huán)的方法輸回中間室。
由于電解槽的中間室溶液系統(tǒng)形成閉路循環(huán)，電解槽長期運作后將會造成部分雜質如SO42-等滲透過離子膜而積聚濃縮，因此，需定期或連續(xù)分流導出，進行處理。
由于陽極室和陰極室的電解過程是放熱反應，為保持電解槽的理想電解工況，需對電解槽內陽極室、中間室、陰極室的液體進行溫度控制，如用控制液體流量方法并在外部循環(huán)過程中進行冷卻的方法，將陰極液、中間液、陽極液的槽內溫度控制在80-85℃之間
權利要求
1.一種反式雙膜三室電解槽，電解槽由陽極室(1)、陰極室(2)和中間室(3)構成，電解的陰極板(6)置于陰極室(2)內，電解的陽極板(7)置于陽極室(1)內，其特征在于陽極室(1)和中間室(3)由陽離子交換膜(4)隔開，陰極室(2)和中間室(3)由陰離子交換膜(5)隔開。
全文摘要
一種反式雙膜三室電解槽,電解槽由陽極室1、陰極室2和中間室3構成,陽極室1和中間室3由陽離子交換膜4隔開,陰極室2和中間室3由陰離子交換膜5隔開;電解的陰極板6置于陰極室2內,電解的陽極板7置于陽極室1內。整個電解過程不產生固體廢棄物,沒有二次污染,副產品為高純的O
文檔編號C25B1/14GK1369576SQ0110402
公開日2002年9月18日 申請日期2001年2月16日 優(yōu)先權日2001年2月16日
發(fā)明者鄭智慧, 覃征遠, 慎義勇 申請人:深圳市柯雷恩環(huán)境科技有限公司