一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電解槽，特別是涉及一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)的水銀法或隔膜法制堿工藝相比，離子膜制堿法有諸多優(yōu)點(diǎn)，如總能耗低、無水銀或石棉污染環(huán)境、易于操作及控制。現(xiàn)今新建的氯堿生產(chǎn)裝置普遍采用離子膜法制堿，而現(xiàn)有的水銀法或隔膜法氯堿廠也有一部分在技術(shù)改造的同時(shí)轉(zhuǎn)型為離子膜法。
[0003]離子膜電解槽是利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極框室和陰極框室兩個(gè)部分，通過陽離子膜的選擇透過性，陽離子膜允許帶正電的離子穿過而阻隔帶負(fù)電的離子，從而達(dá)到分開產(chǎn)物、電化合成的效果。
[0004]離子膜電解槽因其循環(huán)方式不同可分為強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)兩種，因制作工藝及設(shè)計(jì)理念等問題，大部分電解槽均為強(qiáng)制循環(huán)電解槽。因此對強(qiáng)制循環(huán)電解槽的設(shè)計(jì)創(chuàng)新意義更為重大。傳統(tǒng)的強(qiáng)制循環(huán)模式電解槽由于流體流經(jīng)電極網(wǎng)及膜面的區(qū)域有限、電流密度較小，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率不高的時(shí)產(chǎn)品的產(chǎn)量也不大，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，本發(fā)明離子膜電解槽可明顯增大單位面積下反映區(qū)域的有效面積從而節(jié)省造價(jià)昂貴的離子膜，可以降低離子膜及槽框的高度從而降低經(jīng)濟(jì)成本，可縮小槽框厚度從而降低槽電壓。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，所述離子膜電解槽外部結(jié)構(gòu)包括進(jìn)口管、陽極框室及頂部的氣液分離室、出口管；陽極框室為框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)被若干格柵分割為若干單元室，在所述單元室內(nèi)設(shè)有若干折流板;單元室電解液由底部進(jìn)口管分別連接各個(gè)單元室內(nèi)，其頂部均與氣液分離室聯(lián)通，出口管設(shè)于氣液分離室側(cè)面;折流板由上至下橫向規(guī)律性排布于單元室內(nèi)，單元室下部臨近進(jìn)口管處不鋪設(shè)置折流板;進(jìn)口管頂部對應(yīng)每個(gè)單元室內(nèi)均設(shè)有進(jìn)口孔。
[0007]所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，所述單元室長寬比在1:5至1:9的范圍內(nèi)，高度為400?800 mm范圍。
[0008]所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，所述折流板左右交錯(cuò)排布于單元室兩側(cè)格柵上。
[0009]所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，所述折流板安裝尺寸中，垂直長度超過單元室寬度的3/5，垂直寬度與單元室寬度相同。
[0010]所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，所述折流板，其特征在于，其安裝方向與水平方向、豎直方向均呈一定角度。
[0011]所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，所述進(jìn)口孔其位置為靠近最下一塊折流板所在的格柵側(cè)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明利用折流板的折流作用，改變了電解液的流動(dòng)路徑，使電解液自下而上的路徑由原本的直線流動(dòng)改為若干“Z”字形上升方式流動(dòng)，從而大大增加了電解液與膜面的接觸面積。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為一個(gè)陽極室的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為一個(gè)陽極室的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為單片折流板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為單片折流板安裝角度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]本發(fā)明離子膜電解槽的主要結(jié)構(gòu)包括進(jìn)口管、陽極框室、折流板、氣液分離室和出口管。陽極框室為框架結(jié)構(gòu)，在所屬框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干格柵將框架結(jié)構(gòu)分隔為若干單元室。折流板為按一定傾斜角度且按一定規(guī)律鑲嵌于格柵上的折流裝置，且折流板左右交錯(cuò)排布于單元室兩側(cè)格柵上。電解質(zhì)進(jìn)口管分布到每個(gè)單元室內(nèi)。每個(gè)單元頂部聯(lián)通氣液分離室，兩相混合物匯總于頂部氣液分離室，并從氣液分離室側(cè)面的出口管流出。
[0016]圖1中個(gè)標(biāo)記分別為:I進(jìn)口管、2進(jìn)口孔、3折流板、4氣液分離室、5出口管、6隔柵、7單元室。圖2中個(gè)標(biāo)記分別為:I進(jìn)口管、2進(jìn)口孔、3折流板、4氣液分離室。圖3中個(gè)標(biāo)記分別為:I進(jìn)口管、2進(jìn)口孔、3折流板、4氣液分離室、5膜面。圖5中，α角為折流板的AB、CD邊y軸在y-z面上的夾角，β角為折流板的AD、BC邊X軸在x-z面上的夾角。
[0017]本發(fā)明的主體為陽極框室，所述陽極框室為框架結(jié)構(gòu)。在所述框架結(jié)構(gòu)被若干格柵分割為若干單元室，在所述單元室內(nèi)設(shè)有若干折流板。所述折流板安裝方向與水平、豎直方向成一定角度，其安裝位置在每個(gè)單元室內(nèi)從上至下均勻地左右交錯(cuò)排布于單元室兩側(cè)格柵上。電解質(zhì)進(jìn)口管分布到每個(gè)單元室內(nèi)。每個(gè)單元頂部聯(lián)通氣液分離室，兩相混合物匯總于頂部氣液分離室，并從氣液分離室側(cè)面的出口管流出。
[0018]本發(fā)明的原理是通過添加折流板的方式，延長了電解液流經(jīng)膜面的路徑，從而增大了膜面的有效面積，在保證相同電解反應(yīng)進(jìn)程的同時(shí)，可適當(dāng)?shù)慕档碗娊獠鄣母叨?，同時(shí)可增大電流密度以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。
[0019]參見圖1、4、5，本實(shí)發(fā)明的具體實(shí)施例的具體尺寸及安裝位置如下:陽極框室尺寸為27000臟X560臟X20 mm。單元室7的尺寸為150臟X560臟X20臟。進(jìn)口孔2靠近格柵端的距離為28 mm，單元室內(nèi)7部左右分列七塊折流板3。折流板3的尺寸為113.51 mmX24.15 mmX 1mm。折流板3的安裝角度為α=24.45°，β=8°。第一塊折流板3到單元室7頂部的距離為34 mm，兩塊相鄰折流板3的間距為37 mm。
[0020]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。需指出，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，還可對其做出若干改進(jìn)和潤飾，這些對本發(fā)明技術(shù)方案做出的改變和變形，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，其特征在于，所述離子膜電解槽外部結(jié)構(gòu)包括進(jìn)口管、陽極框室及頂部的氣液分離室、出口管；陽極框室為框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)被若干格柵分割為若干單元室，在所述單元室內(nèi)設(shè)有若干折流板;單元室電解液由底部進(jìn)口管分別連接各個(gè)單元室內(nèi)，其頂部均與氣液分離室聯(lián)通，出口管設(shè)于氣液分離室側(cè)面;折流板由上至下橫向規(guī)律性排布于單元室內(nèi)，單元室下部臨近進(jìn)口管處不鋪設(shè)置折流板;進(jìn)口管頂部對應(yīng)每個(gè)單元室內(nèi)均設(shè)有進(jìn)口孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，其特征在于，所述單元室長寬比在1:5至1:9的范圍內(nèi)，高度為40CK800 mm范圍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，其特征在于，所述折流板左右交錯(cuò)排布于單元室兩側(cè)格柵上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，其特征在于，所述折流板安裝尺寸中，垂直長度超過單元室寬度的3/5，垂直寬度與單元室寬度相同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，其特征在于，所述折流板，其特征在于，其安裝方向與水平方向、豎直方向均呈一定角度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，其特征在于，所述進(jìn)口孔其位置為靠近最下一塊折流板所在的格柵側(cè)。
【專利摘要】一種強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，涉及一種電解槽，該陽極離子膜電解槽中包括進(jìn)口管、陽極框室、氣液分離室及出口。陽極框室為框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干格柵，將陽極框室分割為若干單元室。單元室內(nèi)分布若干塊折流板，折流板左右交錯(cuò)分布于單元室兩端格柵上。本發(fā)明由于該離子膜電解槽的厚度較薄，應(yīng)用于氯堿工藝過程中可實(shí)現(xiàn)較高電流密度的電解過程，從而增大產(chǎn)量；其次，因其折流板的折返功效，該離子膜電解槽的高度可降低為傳統(tǒng)離子膜電解槽高度的1/2~3/4，可大量節(jié)省電解槽的制作成本；最后，傾斜一定角度的折流板可使流經(jīng)其上的電解液發(fā)生定向轉(zhuǎn)動(dòng)，增大徑向混亂程度，更有利于提高原料的使用率。
【IPC分類】C25B9/00
【公開號】CN105714328
【申請?zhí)枴緾N201610193789
【發(fā)明人】張麗, 成蕾, 劉國楨, 王偉紅, 劉云義
【申請人】沈陽化工大學(xué)