强制内循环氟化电解的反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种氟化电解的反应器，其包括具有内腔部的反应釜、一对阴阳电极引出端、多个阴阳极板、搅拌器、旋转轴和电机；各阳极板和阴极板均为扁平的矩形，并按预设间距交替设置形成电极堆；所述搅拌器通过所述旋转轴与所述电机连接；各电极堆围绕所述搅拌器成环形设置；其中，各电极板的间隙大致朝向所述搅拌器。还可以将各相邻电极堆之间阻流连接，用于阻止电解液沿各电极堆之间的间隙流动。通过内强制循环方式，设备简单；电解产物在电解反应过程中容易受控和导出，使反应产物能更好的富集排出，有效提高了产品的产率，扩大了电解反应的氟化产品的品种以及电解槽的使用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机电化学合成的电解反应器，尤其涉及的是，一种通过内強制循环式的氟化电解的反应器。
技术介绍
现有技术的有机氟化电解设备，其电解电极都是阳极板、阴极板成矩形有间隔的交叉绝缘、垂直并成扎堆的静止悬放于电解池中，由接线柱连至电解池外。按电极的连接方式一般可分为单极式和复极式两类电解槽。单极式电解槽中同极性的电极与直流电源并联连接，电极两面的极性相同，即同时为阳极或同时为阴扱。复极式电解槽两端的电极分别与直流电源的正负极相连，成为阳极或阴扱。电流通过串联的电极流过电解槽时，中间各电极的一面为阳极，另一面为阴扱， 因此具有双极性。但是，复极式电解槽的槽结构和エ艺操作管理比单极式电解槽复杂。现有技术中，普遍采用Simons式的电解槽的电极堆结构，其极间的电解液在电解过程中靠自然力循环流动，其中有冷热的交換，有气体的上升和液体的下降补充，从而产生气液交換；及传质过程所造成的比重不同的流动。由于以上这些变化在电解反应过程中均属自然力所致，故不易控制传热和传质的状态，这样所导致的是浓差极化及扩散环境不佳、流动速度不被控制，电解反应的环境就不稳定、条件易发生变化，电解产物在电解反应过程中就很难受控、因此，氟化电解槽要做大也存在较多的技术难点。申请号为99107127. I的中国专利技术专利也提出了依靠外加动カ泵及防旁路装置加速极板间的电解液的流动的电解槽和实现方法。但是，这种生产方式在反应系统中产生的压力，容易导致腐蚀性液体泄露，影响生产的安全性。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种氟化电解的反应器，其中反应的电解液流动均匀、流动速度可受控制，并且电解反应的环境较稳定、条件较为一致，电解产物在电解反应过程中容易受控和导出。本专利技术的技术方案如下ー种氟化电解的反应器，其包括具有内腔部的反应釜、ー对阴阳电极引出端、多个相互绝缘设置在所述反应釜内腔部的阳极板和阴极板，分别通过对应极性的电极引出端连接到外部的电源；其中，所述反应器还包括搅拌器、旋转轴和电机；各阳极板和阴极板均为具一定厚度的金属平板的矩形，并按预设间距交替设置形成电极堆；其中，相邻的阳极板和阴极板形状相同；所述搅拌器设置在所述反应釜内腔部，通过所述旋转轴与所述电机连接；各电极堆围绕所述搅拌器设置；其中，各电极板的间隙大致朝向所述搅拌器。所述的反应器，其中，所述搅拌器设置在所述反应釜内腔部的竖直中心线上。所述的反应器，其中，各电极板竖直平行设置。所述的反应器，其中，其还包括导流筒，其上端凸出设置固定部，用于固定连接所述反应釜的釜盖；并且，所述搅拌器是推进式搅拌器，设置在所述导流筒内。导流筒可用致密的螺旋盘管组成ー传热交換器，以增大热传导面积。所述的反应器，其中，在各电极堆之间采用阻流片固定连接，用于阻止电解液沿各电极堆之间的间隙短路流动。所述的反应器，其中，各电极堆的两侧的电极板均设置为阴极板；并且，各电极堆相邻阴极板的相邻处无缝连接。所述的反应器，其中，相同极性的各电极板并联连接到相同极性的电极引出端。 所述的反应器，其中，根据所述反应釜的横截面，设置多个电极堆，各电极堆围绕所述搅拌器成环形设置。所述的反应器，其中，根据所述反应釜的横截面，设置四个、六个或八个电极堆，并分成两组，每组电极堆的形状相同；各组电极堆交替围绕所述搅拌器成环形设置。所述的反应器，其中，所述电机是可调速电机，并且，所述反应器还包括控制模块，用于控制所述可调速电机的转速。采用上述方案，本专利技术通过内强制循环方式，设备简単；让反应的电解液流动均匀，并可使电解液与电极板面的接触在不断稳定变换，使电解液的各点温度更趋一致，保证传热传质过程条件稳定，从而提供了一个较稳定的电解反应环境和较为一致的电解反应条件；电解产物在电解反应过程中容易受控和导出，使反应产物能更好的控制在一可控的エ艺状态下富集排出，減少因浓差极化造成的非定向产物的生成。因此，有效提高了产品的产率。同时，由于电解反应环境较稳定，扩大了电解反应的氟化产品的品种。并且，使电解液与电极板面的接触在受控下不断变换，这样可人为的改变电解时的外部环境和条件，扩大了电解槽的使用范围，还解决了氟化电解槽较难做大的问题。附图说明图I是本专利技术的实施例一的结构剖示示意图；图2是本专利技术的实施例一的反应釜内部A-A剖示图；图3是本专利技术的实施例ニ的反应釜内部剖示图；图4是本专利技术的一种实施方式的导流筒结构示意图；图5是本专利技术的实施例一的导流筒结构示意图。具体实施例方式以下对本专利技术的较佳实施例加以详细说明。实施例一如图I所示，一种氟化电解的反应器100，其包括具有内腔部的反应釜105、ー对阴阳电极引出端、多个相互绝缘设置在所述反应釜内腔部的阳极板和阴极板，分别通过对应极性的电极引出端连接到外部的电源；并且，所述反应器100还包括搅拌器201、旋转轴113和电机(图中未标示)。反应釜105上方设置有釜盖103，用于密封所述反应釜105，还可以设置密封装置111来确保反应釜的密封状态，增强安全程度；并且，电解反应釜105外还可以设置有冷却夹套106，用于冷却反应釜，冷却夹套106可以采用液体冷却的方式，具体可以通过输入管104和输出管110来实现冷却液的流入流出或循环冷却等等。各阳极板和各阴极板均为扁平的矩形，相互绝缘设置在所述反应釜内腔部，阳极板通过对应的阳电极引出端101连接到外部的电源(图中未标示)；阴极板通过对应的阴电极引出端112连接到外部的电源；一般来说，外部的电源采用直流电源。各阳极板和各阴极板按预设间距交替设置形成电极堆108，例如，各电极板平行设置形成电极堆108，电极堆108可以是多个，例如2、3、4......8个甚至更多，根据需要而定，各电极堆围绕所述搅拌器设置，可以形成ー环形；其中，相邻的阳极板和阴极板形状相同；各电极板可以按预设间距水平或近似水平设置；当各电极板平行或近似水平设置时，可以略微倾斜，更好的是，各电极板竖直平行设置。所述按预设间距设置，即将各电极板ー层层交替地叠起来，可以按电解反应的实际需要，设置各层电极板之间的距离，例如采用一段绝缘柱或绝缘块将阴、阳极板分离，各层电极板之间留有缝隙，作为电解液的流道；此时层叠 的各电极板组成了电极堆，亦即电极板堆或电极平板堆。在此，形状相同的含义包括面积相同和大致相同、外形相同和大致相同、形状相同和大致相同；阳极板和阴极板相互绝缘，中间按预设间距间隔开，预设间距可以根据反应物或产物的物化性能来设定，或者根据电解电流的強度来设置。各相邻的电极板的面积应尽量相同，如有细微差别则不应相差太大。阳极板的两面可以分别按预设间距平行或近似平行地设置阴极板，当阳极板处于电极堆的某一端部吋，阳极板也可以仅有一面按预设间距平行设置阴极板；阴极板亦然，不再赘述。需要说明的是，本专利技术的阳极板和阴极板采用对电化学氟化反应，即本专利技术所述的电解反应，呈惰性的导电材料制备，例如，采用对无水氟化氢为惰性的导电材料制备。同吋，由导电材料制备的阳极板，对电化学氟化反应是活性的。一种较好的实施方式是，如图2所示，所述的反应器中，各电极堆的两侧的电极板均设置为阴极板412;并且，各电极堆相邻阴极板的相邻处无缝连接。更好的是，各相邻电极堆之间阻流连接，用于阻止电解液沿各电极堆之间的间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟化电解的反应器，其包括具有内腔部的反应釜、一对阴阳电极引出端、多个相互绝缘设置在所述反应釜内腔部的阳极板和阴极板，分别通过对应极性的电极引出端连接到外部的电源；其特征在于，所述反应器还包括搅拌器、旋转轴和电机；各阳极板和阴极板均为具一定厚度的金属平板的矩形，并按预设间距交替设置形成电极堆；其中，相邻的阳极板和阴极板形状相同；所述搅拌器设置在所述反应釜内腔部，通过所述旋转轴与所述电机连接；各电极堆围绕所述搅拌器设置；其中，各电极板的间隙大致朝向所述搅拌器。

【技术特征摘要】
1.ー种氟化电解的反应器，其包括具有内腔部的反应釜、ー对阴阳电极引出端、多个相互绝缘设置在所述反应釜内腔部的阳极板和阴极板，分别通过对应极性的电极引出端连接到外部的电源； 其特征在于，所述反应器还包括搅拌器、旋转轴和电机； 各阳极板和阴极板均为具一定厚度的金属平板的矩形，并按预设间距交替设置形成电极堆；其中，相邻的阳极板和阴极板形状相同； 所述搅拌器设置在所述反应釜内腔部，通过所述旋转轴与所述电机连接； 各电极堆围绕所述搅拌器设置；其中，各电极板的间隙大致朝向所述搅拌器。2.根据权利要求I所述的反应器，其特征在于，所述搅拌器设置在所述反应釜内腔部的竖直中心线上。3.根据权利要求I所述的反应器，其特征在于，各电极板竖直平行设置。4.根据权利要求I所述的反应器，其特征在于，其还包括导流筒，其上端凸出设置连接部，用于固定连接所述反应釜的釜盖；并且，所述搅拌器是推进式搅拌器，设置在所述导流筒内。导流筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶姝菡，叶元珠，
申请(专利权)人：叶姝菡，叶元珠，
类型：发明
国别省市：