Электролизер для электролиза расплавленных солей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 910857(22) Заявлено 280780 (21) 2963107/22-02 И 1 м Щ з С 25 С 7/00 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 07. 03. 82 72) Авторыизобретения Ю.Ф.Овсянников,П.Т.Породнов,) Заявит 54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИ РАСПЛАВЛЕННЫХ СОЛЕЙ аг ваемые д 5 10 Благодаря тов этом. аппаратекоторая выполнекого материала,ношении коррозислужбы у этоготельно больше,целом все же неВ случае выделегазов во времяочередь выходят 5.30 Изобретение относится к конструкции аппаратов, предназначенных для электрохимического получения продуктов из расплавленных солей.Известен электролизер для получения металлов из расплавов солей, содержащий корпус и крышку, через кото. рую в полость корпуса пропущены ка" тод и аноды 1).Недостаток этого электролизера - небольшой срок службы, особенно в случаях, когда во время электролиза выделяются агрессивные газы.Известен также электролизер, содержащий корпус, крышку, ванну,1 внутрь которой введены плоские гра" фитовые аноды и металлические катоды 21. му, что электролиз .проводится в ванне, на из неметалличес более стойкого в от и, чем корпус, срок электролизера эначичем у первого, но в достаточно высокий. ния хлора и других электролиза в первую из строя металличег кие детали крышки, н ре овысоких температур,Наиболее близким к предлагаемомУпо технической сущности являетсяэлектролизер для электролиза расплавленных солей, включающий корпусс ванной, установленной в корпусес зазором, крышку и электроды 3.Соединение крышки с корпусом осу"ществлено в этом электролизере с помощью обычных крепежных деталей "болтов с гайками. Такое соединениеэлементов электролизера являетсяпростым и надежным. Однако при дистанционном обслуживании электролизера с помощью манипуляторов, например при работе с токсичными и радиоактивными веществами, закручиваниеи откручивание болтов и гаек сложнои непроизводительно. Этот электролизер также характеризуется сравнительно небольшим сроком службы. Этосвязано с тем, что выделяющиеся впроцессе электролиза "агрессивныегазы попадают в полость между корпусом и ваннрй, в результате чегокорпус, нагреваемый до высокой температуры, быстро выходит из строя.А крышка, хотя и омывается .газами,но благодаря охлаждению служит значительно дольше. Кроме того, известный электролнзер недостаточно надежен в работе. Это связано с тем,что при появлении сквозных трещин идругих дефектов в стенке ванны расплав соли сначала проникает в полость между корпусом и.ванной,вследствие чего корпус прогорает, апотом попадает на теплоизолирующиедетали печи. В результате этого,вместе с расплавом безвозвратно те- Оряется ценный продукт, так как извлечение его, например, при его радиоактивных свойствах сопряжено со,многими техническими трудностями ипоэтому практически нецелесообразно, 15Цель изобретения - упрощение дистанционного обслуживания, увеличение срока службы и повышение надежности работы электролизера.Для достижения этой цели электролизер для электролиза расплавленныхсолей, содердащий ванну, установленную в корпусе с зазором, крышку иэлектроды, снабжен обечайкой, установленной в зазоре между коРпусом 25и ванной и делящей зазор на две сообщающиеся снизу замкнутые полости,при этом полости заполнены жидкимнаполнителем, а ванна выполнена соштуцером для соединения полости между ванной и обечайкой с источникомповышенного или пониженного давления.В качестве жидкого наполнителя может быть использован электропроводныйматериал.35На фиг.1 изображен предлагаемыйэлектролизер, общий вид в разрезе;на фиг,.2 - узел соединения крышкис корпусом; на фиг.З - разрез А-Ана фиг.1. 40Электролизер содержит корпус 1с ванной 2 из графита, верхний торец которой плотно прилегает к охлаждаемой крышке 3. Через крышку 3в полость ванны 2 герметично пропущен катод 4, а анодом служит ванна 2.Полость 5 между корпусом 1 и ванной 2заполнена жидким электропроводным наполнителем и сообщена через штуцер бс источником сжатого газа не показан,.Между корпусом 1 и ванной 2 установлена обечайка 7, верхний конецкоторой приварен к корпусу 1, а нижний погружен в жидкий наполнитель.Обечайка 7 вместе с полостями 5 и 8между корпусом 1 и обечайкой 7, заполненными жидким наполнителем, образуют гидрозатвор.С наружной стороны корпуса 1 установлен нагреватель 9. К фланцу 10корпуса 1 приварены грибовидные штыри 11, входящие в байонетные пазы 12,выполненные в крышке 3.Соединение крышки 3 с корпусом 1уплотнено прокладкой 13.65 В качестве жидкого электропровод- ного наполнителя может быть использован металл или сплав с температурой плавления, меньшей рабочей температуры в электролизере, например свинец. Ванна 2 может быть выполнена из неэлектропроводного материала. В этом. случае внутрь ванны через крышку 3 вводятся аноды.Электролизер работает следующим образом.Сначала в ванну 2 загружают исходные продукты и при герметично закрытой крышке 3 1 штыри 11 находятся у кромок узкой части пазов 12,фиг.З) включают нагреватель 9. Затем в полость между корпусом 1 и обечайкой 7 через штуцер 6 подают сжатый гаэ, который давит на жидкий наполнитель в наружной части гидрозатвора. При этом ванна 2 поднимается вверх и с силой прижимается к крышке З герметйчно изолируя рабочее пространство от других частей электролизера.После этого на электроды подают рабочее напряжениеВ процессе электролиза на катоде 4 выделяется твердый продукт, После осаждения заданного количества продукта катод 4 удаляют из электролизера. Затем цикл повторяется.Перед отсоединением крышки 3 от корпуса 1 давление в полости между корпусом 1 и обечайкой 7 уменьшают до прежнего значения. При этом ванна 2 занимает нижнее положение. Кроме того, можно в полости 8 между корпусом 1 и обечайкой 7 создать разрежение, что приведет к значительному понижению уровня жидкого наполнителя под ванной .2 и облегчению снятия крышки 3.В электролизаре могут быть получены не только металлические, но и . неметаллические продукты.Преимуществом предлагаемого электролизера является простота дистанционного обслуживания, Здесь нет необходимости в закручивании-,откручивании болтов и гаек при герметичном соединении ванны с крышкой. Для герметизации рабочего объема в данном случае достаточно крышку посадить на прокладку 13, когда штыри 11 входят в пазы 12, повернуть ее до отказа в угловом направлении фиг.З) и в штуцер б подать сжатый газ, Все эти операции не представляют сложности при дистанционном обслуживании с помощью манипуляторов и их может "выполнять оператор любой квалификации.Электролизер имеет более высокий срок службы, поскольку его корпус герметично изолирован от агрессивных газов.В предложенном электролизере имеется возможность регулирования давле.ПетровУ Корректор А. Ферен б 87 Подписн венного комитета СССР ретений и открытий 5, Раушская наб., д. 4 каз 1052/7ВН Тир осудар елам из сква, ЖИ Г Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная,ния как внутри ванны, так и в полости между ванной и корпусом, в связи,с чем появление сквозных трещин встенке ванны не приводит к выходуэлектролита за ее пределы, так каквсегда можно подобрать такие величины давлений в полостях 5 и 8, когдаисключается попадание жидкостей изодной полости в другую,В то же время, создавая давлениежидкого электропроводного наполнителя несколько большее, чем в объеме,ванны, можно легко обнаружить сквозной дефект в стенке ванны в результате обычного технологического анализа электролита, поскольку в последнем при этой разности давлений 15появляется небольшое количество жидкого электропроводного наполнителя,Все это повышает надежность работы электролизера, исключает работыбольшой трудоемкости, связанные с 20устранением последствий аварийноговыхода из строя ванны и, кроме того,уменьшает потери ценного продукта.Изобретение дает также возможность регулирования усилия прижима рванны к крышке в зависимости от изменения условий эксплуатации. Формула изобретения1. Электролизер для электролиза расплавленных солей, содержащий ванну, установленную в корпусе с зазором, крышку и электроды, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения обслуживания, увеличения срока службы и надежности его работы, он снабжен обечайкой, установленной в зазоре между корпусом и ванной и делящей зазор на две сообщающиеся снизу замкнутые полости, при этом полости заполнены жидким наполнителем, а ванна выполнена со штуцером для соединения полости между ванной и обечайкой с источником повышенного или пониженного давления.2. Электролизер по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что в качестве жидкого наполнителя использован электропроводный материал.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 457753, кл, С 25 С 7/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР В 407971, кл. С 25 С 7/00, 1971.3. Авторское свидетельство СССР Р 389165, кл. С 25 С 7/00, 1971.