大面积电解槽制造技术

本实用新型专利技术提供一种大面积电解槽，包括机架、横梁和多个单元槽，横梁设置在机架上且沿电解槽的长度方向延伸布置，多个单元槽挂设在横梁上，相邻的单元槽之间设置有离子交换膜；单元槽的截面积不小于3.0m2，单元槽包括阳极底盘、阴极底盘、阳极网、阴极面网和离子交换膜，阳极网设置在阳极底盘上以形成阳极室，阴极面网设置在阴极底盘上以形成阴极室，离子交换膜设在阳极网和阴极面网之间；阳极网具有扇形结构的网孔及楔形结构的丝梗。扇形网孔可以增大电极投影面积，增加电极表面积，降低真实表面电流密度，降低槽电压，增加溶液体系传质，提高电解液流量，降低电极表面温度，减少气体在电极上的停滞。丝梗呈楔状结构，有利于电极表面的气体脱离。表面的气体脱离。表面的气体脱离。

【技术实现步骤摘要】
大面积电解槽


[0001]本技术涉及电解应用
，尤其涉及大面积电解槽。

技术介绍

[0002]氯碱工业以电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氯气、烧碱和氢气等，目前比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。
[0003]离子交换膜电解槽主要由阳极网、阴极面网和离子交换膜等组成。现有的阳极网通常采用菱形的网孔结构，相邻网孔之间的丝梗呈现截面尺寸大致相同的条形结构。传统的网状结构限制了阳极网的比表面积，电解液的溶液体系传质不足，增大了表面电流密度和槽电压，也使阳极表面的温度有所升高。而且，还会造成电解反应过程中生成的氯气和含氯盐水可能在阳极网上长时间停滞的问题，进一步影响电解效率。
[0004]并且，在现有的电解槽中，阴极面网与阴极底盘之间通常为非刚性连接，即阴极面网通过具有弹性的支撑件及阴极底网安装在阴极底盘上，但是现有的弹性支撑件存在弹性施力部分与阴极面网接触不均匀的问题，进而不利于电解槽电压的降低，影响电解效率，且还可能导致由于电解液波动而造成离子膜损伤。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，提供一种大面积电解槽，以提高电解效率。
[0006]根据本技术的一个方面，提供了一种大面积电解槽，包括机架、横梁和多个单元槽，所述横梁设置在所述机架上且沿着所述电解槽的长度方向延伸布置，所述多个单元槽挂设在所述横梁上，相邻的所述单元槽之间设置有离子交换膜；
[0007]所述单元槽的截面积不小于3.0m2，所述单元槽包括阳极底盘、阴极底盘、阳极网、阴极面网和离子交换膜，所述阳极网设置在所述阳极底盘上以形成阳极室，所述阴极面网设置在所述阴极底盘上以形成阴极室，所述离子交换膜设置在所述阳极网和所述阴极面网之间；
[0008]其中，所述阳极网具有扇形结构的网孔及楔形结构的丝梗。
[0009]在一种实施方式中，所述机架的两端还分别设置有固定挡板和驱动装置，所述横梁靠近所述驱动装置的一端设置有活动挡板，所述驱动装置被构造为能够驱动所述活动挡板并带动所述多个单元槽向所述固定挡板移动。
[0010]在一种实施方式中，所述阳极网的厚度为1.0mm至1.5mm。
[0011]根据上述三个方案，将阳极网加工成扇形网孔，可以增大电极的投影面积，增加电极的表面积，以使得电极的比表面积比传统的菱形网孔电极的比表面积提高1.2倍，从而降低真实表面电流密度，降低槽电压，还可以增加溶液体系传质，进而提高电解液流量，降低电极表面的温度。此外，扇形网孔还能够减少气体在电极上的停滞。并且，通过对阳极网孔冲切形状的优化，使得阳极网的丝梗呈现楔状结构，更加有利于在电极表面形成的气体脱离。
[0012]在一种实施方式中，所述单元槽还包括多个弹性体，在所述阴极底盘上设置多个筋板，所述弹性体架设在相邻的两个所述筋板之间，所述弹性体上包覆所述阴极面网；
[0013]所述弹性体具有底板和弹性片，所述弹性片的一端与所述底板保持连接，另一端与所述底板分离形成开口且突出于所述底板，所述弹性片具有与所述底板连接的直壁段和从所述直壁段的末端弯折形成的弧形段，所述弧形段的凸起部分与所述阴极面网弹性接触。
[0014]在一种实施方式中，所述弹性片包括第一弹性片和第二弹性片，所述第一弹性片和所述第二弹性片间隔布置，且所述第一弹性片的所述开口与所述第二弹性片的所述开口相对设置。
[0015]根据上述两个方案，改进后的弹性体结构具有强度高、导电能力强、弹性持久及抗反向压力能力强等优点，朝向阴极底盘的一侧无需设置阴极底网，且与阴极面网接触的弹性触点均匀致密，使得导电均匀、电阻小、内部结构简单，可以有效降低阴极面网与离子膜表面的碱浓度，进而能够有效降低槽电压，并且可以大幅提高离子膜后期的电流效率。
[0016]在一种实施方式中，所述阴极面网与所述离子交换膜接触的部分具有平坦结构。
[0017]根据本方案，阴极面网的表面经过平滑处理后，阴极面网的表面呈现出平坦结构，可以实现离子膜与阴极面网之间的平滑接触，有效避免了阴极面网对离子膜羧酸层造成损伤的问题。
[0018]在一种实施方式中，所述单元槽还包括进液分散板，所述进液分散板沿着所述阳极底盘和/或所述阴极底盘的宽度方向延伸设置且与水平面之间具有夹角，所述进液分散板被构造为能够在所述阳极底盘和/或所述阴极底盘的底部内侧形成封闭空间；
[0019]所述进液分散板上设置有至少两个布液孔，所述布液孔流体连通所述封闭空间及所述阳极室和/或阴极室，且沿着所述进液分散板的长度方向间距均匀地布置。
[0020]在一种实施方式中，所述布液孔的孔径沿着所述进液分散板的长度方向依次渐变设置。
[0021]根据上述两个方案，通过将布液孔间距均匀地布置在进液分散板的长度方向上，以及布液孔具有不同的孔径，尤其是在进液分散板的长度方向上依次渐变设置，可以改善进液管的电解液流量，使电解液在电极表面的浓度保持一致，提高电解效率。
[0022]在一种实施方式中，所述单元槽还包括设置在所述阳极底盘和/或所述阴极底盘顶部的气液分离盒；
[0023]所述气液分离盒包括加强网、通道板、气液分隔板和堰板；所述气液分离盒的底部还具有与所述阳极室和/或阴极室的内部连通的回流孔。
[0024]在一种实施方式中，所述设置在所述阳极底盘顶部的气液分离盒还包括消泡网；
[0025]所述消泡网设置在所述堰板上，用于使进入所述气液分离盒的气液混合物在经过所述消泡网时消泡。
[0026]根据上述两个方案，可以使气液混合物中的气体和液体优导分离，电解液溢流流出更加平稳、压力影响微小，气液分离盒内加入气液分隔板可以减少阳极室和阴极室内部的压力变动。并且，通过在气液分离盒中设置堰板，可以调整电解槽出口侧与反向侧的压力和液体流速，改善压力波动和气体积聚的现象。增加气液分离盒底部与电解槽内部的电解液交换通道，可以改善部份气体异常聚积的现象。
[0027]并且，通过在阳极气液分离盒中加入消泡网，可以使得流出的电解液清澈无泡沫。
[0028]在一种实施方式中，所述阳极底盘和/或所述阴极底盘的内部还设置有导流堰板；
[0029]所述导流堰板的形状为矩形状，表面具有波纹结构；
[0030]所述波纹结构包括至少一个呈“V”形且相对于所述导流堰板的中心线对称设置的单元波纹。
[0031]根据上述方案，带有波纹结构的导流堰板可以对上升过程中的电解液产生扰流作用，增大了自然循环量，优越的内循环可以产生等溶度的电解液上升流，使得电解槽内的电解液循环更加充分，电解液的溶度和温度在整个离子膜表面上的分布更加均匀。
附图说明
[0032]为了更好地理解本技术的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本技术的优选实施方式，对本技术的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积电解槽，其特征在于，包括机架、横梁和多个单元槽，所述横梁设置在所述机架上且沿着所述电解槽的长度方向延伸布置，所述多个单元槽挂设在所述横梁上，相邻的所述单元槽之间设置有离子交换膜；所述单元槽的截面积不小于3.0m2，所述单元槽包括阳极底盘、阴极底盘、阳极网、阴极面网和离子交换膜，所述阳极网设置在所述阳极底盘上以形成阳极室，所述阴极面网设置在所述阴极底盘上以形成阴极室，所述离子交换膜设置在所述阳极网和所述阴极面网之间；其中，所述阳极网具有扇形结构的网孔及楔形结构的丝梗。2.根据权利要求1所述的大面积电解槽，其特征在于，所述机架的两端还分别设置有固定挡板和驱动装置，所述横梁靠近所述驱动装置的一端设置有活动挡板，所述驱动装置被构造为能够驱动所述活动挡板并带动所述多个单元槽向所述固定挡板移动。3.根据权利要求1所述的大面积电解槽，其特征在于，所述阳极网的厚度为1.0mm至1.5mm。4.根据权利要求1所述的大面积电解槽，其特征在于，所述单元槽还包括多个弹性体，在所述阴极底盘上设置多个筋板，所述弹性体架设在相邻的两个所述筋板之间，所述弹性体上包覆所述阴极面网；所述弹性体具有底板和弹性片，所述弹性片的一端与所述底板保持连接，另一端与所述底板分离形成开口且突出于所述底板，所述弹性片具有与所述底板连接的直壁段和从所述直壁段的末端弯折形成的弧形段，所述弧形段的凸起部分与所述阴极面网弹性接触。5.根据权利要求4所述的大面积电解槽，其特征在于，所述弹性片包括第一弹性片和第二弹性片，所述第一弹性片和所述第二弹性片间隔布置，且所述第一弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宇翔，杨国华，张宇斌，孙鑫豪，唐建军，朱群力，朱俊，刘维，赵建超，丁大光，
申请(专利权)人：江苏安凯特科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：