Биполярный электрод

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 46 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС по делАм изОБРетений и ОтнРы ОПИСАНИЕ ПАТЕНТУ РЕТЕНИ бусикиОгава, Но(я)Маоми Секо, СинсакуАдзики и Мунео Есида 621.317.729 (088.8) Патент Японии У 48- 3(7), П 13, опублик,3270,18.12.73. кл.(57) Настоящее изобретение относится к конструкции биполярных электродов, включающих основу 1, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей горячей прокаткой,причем биполярный электрод снабженвыносным анодом 5 иэ титанового просечного листа, покрытого слоем окислов металлов платиновой группы, соединенного титановым кронвтейном 4 ститановым листом основы 1 и выноснымкатодом 7, выполненным из железногопросечного листа, соединенного с же"пезным листом основы. 2 ил.1Изобретение относится к биполярным электродам, используемым в кон струкциях электролизеров для получения хлора и щелочи.Цель изобретения - увеличение срака службы электрода за счет наводороживания титана,На фиг.1 изображен биполярныйэлектрод, поперечное сечение нафиг.2 - та же, общий вид, данный састороны анода.Основа 1 биполярного электрода вы.попнена из титанового листа 2 и железного листа 3, соединенных междусобой взрывным способом с последующей горячей прокаткой. К основе 1при помощи титанового .кронштейна 4крепится выносной анод 5 из титанового просечного листа покрытогослоем окислов металлов платиновойгруппы. Имеется зазор, который образует при сбарк анодную камеру 6.Выносной катод 7 выполнен из просечного железного листа, соединенного с железным листом основы 1 припомощи железного кронштейна З,имеющийся зазор образует катодную камеру 9. По окружности анадной 6 и катодной 9 камер расположена железнаярама 10. Поверхность железной раия,которая может накациться в контактес анолитом, облицована титанам, Железная рама 10 сварена с железнойчастью основы па ее окружности, Титановая облицовка 11 также сваренас титановым листом 2 основы по ееокружности. Таким образом, аноднаякамера полностью отделена от катодной камеры. В анодной камере имеютсявпускное 12 и выпускное 13 отверстия для подачи и выпуска аналита,изготовленные из титана. В катоднайкамере имеются впускное 1 и выпускное 15 отверстия для подачи и выпуска католита, изготовленные из железа, В раме 10 мажет быть 0-образный канал 16, служащий для жидкостного уплотнения. Катионообменнаямембрана 17 расположена в качествеперегородки между катодом 7 и анодом5. Прокладка 18, размещенная междужелезной рамой 10 и катианаабменнаймембраной 17, служит для регулировки межэлектрадного расстояния и/илидля целей электрической изоляции, Вкатадной и анодной камерах могутбыть использованы регулирующие пластины (не показаны), которые служатдля улучшения эффекта перемешива 291029 2ния электролита газом, В верхней части катодной и аноднай камер могутрасполагаться коллекторы (не показаны), которые служат для отделения 5 10 15 20 25 30 .5 40 55 газа от жидкости.Несколько отдельных электродов, описанных выше, соединяются последовательно а катионообменные мембраны располагаются соответственно между ними. По краям расположенэлектрод, имеющий только анодную камеру и клемму для ввода тока, и электрод, имеющий только катодную камеру и клемму для ввода тока, Таким образом, отдельные электроды соединены друг с другом, являются водоненроницаемыии, не имеют течи и образуют двухполюсный электролизер.Для удобства конструкции на боковыхсторонах железной рамы 10 электроливера имеются ручки 19, которые установлены на пресс-с енде, имеющем боковой стержень.Электролизер может быть использанан для различи х целей, Например, ан особенно подходит для нроизводства газообразного хлора, газообразного водорода и каустической соды при использовании в качестве анолита водного раствора хлористого натрия и в качестве католита - водного раствора каустической соды.П р и и е р, В электролизере основа 1, имеющая 1,2 м в длину и 2,4 м ь ширину, выполнена из соединеннБ 1 х взрывным способом железного листа и титанового листа, подвергнутых после соединения горячей прокатке, Титановый лист имеет ширину 1 мм, а железный лист ширину 9 ми, Пористый титановый лист изготовлен из пластины тянутого титана толщиной 1,5 мм с отверстиями, занимающими 603 площади, и покрыт на 5 р потолщине эвтектическай смесью, содержащей, мол,7.: окись рутения 60; окись титана 30; окись циркания 10, и таким образом получен анод. Для получения зазора шириной 25 мм,образующего анадную камеру иежду анодом 5 и титаном основы, титановый кронштейн 4 имеющий толщину ч мм,ширину 25 им и длину 12 и, расположен с интервалом 10 см. Этот титановый кронштейн размещен вертикально,так чта ан не мешает перемешиваниюза счет газа, и имеет 10 отверстийдиаметром примерно 10 мм с тем,чтобы обеспечить горизонтальное переме129 1029том через расположенные параллельноодна другой трубы в жидкостные входные отверстия 14 каждой катодной камеры, а через жидкостные выпускныеотверстия 15 выводятся 20 вес,7 водного раствора каустической соды игазообразного водорода, которые поступают в резервуар с католитом.При пропускании постоянного токасилой 14000 А через описанный двухполюсный электролизер с температурой электролита 92 С напряжение,приложенное к каждому электролизеру,составляет только 3,6 В. Падение напряжения между анодом 5 и катодом 7на перегородке составляет тольконесколько милливольт, что ясно показывает преимущества конструкции сперегородкой, выполненной взрывнымспособом.В предлагаемой конструкции в качестве основы 1 используются пластины из железа и титана, соединенные взрывным методом с последующейгорячей прокаткой, по сравнению сизвестным электродом отсутствует холодная прокатка после горячей, засчет этого наводороживание титанового листа основы идет в меньшей степени, чем при использовании и горячей и холодной прокатки.Были изготовлены основы для биполярного электрода из титановых ижелезных листов, одну основу обработали горячей прокаткой, а другуюгорячей прокаткой и затем холоднойпрокаткой. Испольэовали их в качестве основы биполярного электродапри использовании силы тока 5000 Аи температуре 90 С.Количество водорода, содержащеесяв титановой пластине, входящей всостав основы, спустя 6000 ч составляло соответственно 140 и 970 ч млндля горячекатанных и горячекатанныхи холоднокатанных пластин соответственно.Кроме того, выполнение выносныхэлектродов также позволяет вестипроцесс на выносном электроде, а нена основе из титана, что позволяетуменьшить также наводороживание титанового листа основы. шивание жидкости. Титановый кронштейн 4, лист 2 основы и анод 5 соединены один с другим при помощи сварки с тем, чтобы уменьшить по возможности электрическое сопротивление.В качестве катода используется тянутая пористая пластина с отверстиями,занимающими 603 площади, и изготовленная из железной пластины толщиной 1,6 мм. Для обеспечения 45 мм за зора, образующего катодную камеру 9между катодом 7 и перегородкой, используется расположенный вертикально железный кронштейн 8, имеющийтолщину 6 мм, ширину 45 мм и длину 151,2 м и имеющий 10 отверстий диаметром примерно 10 мм. Катод 7, железный кронштейн 8 и железный лист 3 основы соединены друг с другом при помощи сварки, за счет чего электрическое сопротивление уменьшается насколько это возможно, Используетсяжелезная рама толщиной 16 мм, распо"ложенная вокруг основы 1, и поверхность этой рамы, соприкасающаяся с 25анолитом,облицована титановымипластинами толщиной 2 мм. Расстояниемежду анодом 5 и катодом 7 поддерживается равным примерно 2 мм путемиспользования этилен-пропиленовойрезиновой прокладки толщиной 2 мм.В качестве катионообменной смолы используется сульфокислотная смола,выполненная из подложки из фтористойсмолы, усиленной покрытием из фтористого волокна,Двухполюсный сборный электролизер получается путем соединения отдельных электродов и .размещением покраям электролизера, имеющего только катодную камеру, и электролизера,имеющего только анодную камеру,после чего осуществляется прессовка напресс-стенде, имеющем боковой стержень. Водный раствор хлористого натрия 45 подается из резервуара с анолитом через расположенные параллельно одна другой трубы в жидкостные входные отверстия 12 каждой анодной камеры, Анолит, содержащий раствор 50 хлористого натрия и газообразный хлор, выходит из жидкостного выходного отверстия 13 и проходя через также расположенные параллельно одна другой трубы, возвращается в ре зервуар с анолитом.Водный раствор каустической соды подается из резервуара с католиФормула изобретенияБиполярный электрод, включающий основу, выполненную из листов железа и титана, соединенных между собой взрывным способом с последующей5 12910296горячей прокаткой, о тл ич ающи й с я того слоем окислов металлов платитем, что, с целью увеличения срока новой группы, соединенного титано- службы электрода за счет устранения вым кронштейном с титановым листом наводороживания титана, биполярный основы и выносным катодом из желез- электрод снабжен выносным анодом из 5 ного просечного листа, соединенного титанового просечного листа, покры- с железным листом основы.1 едактор Н. Киштулинец Т,Ходаиич Корректор А, Обруч аказ 7920/60 по 035, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж Государст елам изоб осква, Ж 13 Подписноеенного комитета СССРетений и открытий5, Раушская наб., д. 4