Биполярный электролизер фильтр-прессного типа

/О 51)5 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(56) Авторское свидетельство СССРЮ 487019, кл. С 01 В 13./06, 1973,(57) Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к электролизерам, используемымдля получения водорода и кислородаметодом электролиза воды,С цельюувеличения срока службы диафрагмыза счет улучшения гидродицамцческихусловий, упрощения и облегчения сборки в биполярном электролизере фильтрпрессного типа, содержащем два моноИзобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к электролизерам, используемымдля получения водорода и кислородаметодом электролиза воды,Цель изобретения - увеличениесрока службы диафрагмы за счет улучшения гидродйнамических условий,упрощение и облегчение сборки электрлизера.На фиг изображен электролизерна фиг.2 - вид А фиг.1разрез Б-Б ца фиг,1; ца полярных электрода, бцполярцые электроды, состоящие из основцьх и вьпосных э:ектродоз, гзоразделцтельцыедиафрагмы, помещенные между кждоипарой соседних выносных электродов,в основных .электродах выполнены отверстп, соединяющие электродныепрост 1 нотэ с коллекторцыми кацаламц для о.,вода электролита и отводаироду:тол этектролиза, основные электроды: ыполнены гофрирова,цьмц, Приэтом гофры расположены :оц угломдруг к д э угу и в ыпо;1 не ш сходящим с 5от периферии к отв ерс тиям, соединяющим электродные пространства с коллекторными каэл ми для отвод; продуктов электролиза, а в коллекторцых каплах для подвода электролита ц отвода продуктов электролиза установленыупругие элементы тарельчатого типа сотверстиями для сообщения с соответствуюВми ."-лектродцыми пространствами. 1 з.п. ф - ль, 5 ил. Фиг.4 - разрез В-В ца фиг.3; ца фиг.5 - разрез Г-Г ца фиг.3.Бцполярцьи электролизер содержит рамыс закреплецньлц в них биполярнымц электродами, состоящими из основных электродов 2 ц примыкающих к основным электродам выносных сетчатых электродов 3 по одному с каждой стороны основного электрода, диафрагм цпи мембран 4, зажатых между выносными сетчатыми электродами 3, грокладок 5, стяжцых монополярцых плит 6 ц 7, шпилек 8 и гаек 9, стя 1634727гивающцх все элементы электролизера в пакет. Основные электроды 2 на рамахзакреплены жестко и герметично, например с помощью снарки, а выпос 15 цые сетчатые электроды 3 закреплены ца раме заклепками цли точечной сваркой. Основные электроды 2 имеют гофрированную понерхность с расположением гофр 10 под углом друг к другу относительно вертикальной оси апгарата При этом гофры сходятся от периферии к зоне расположения каналов для отвода продуктов электролиза 11. Для подвода свежего электроли та и отг,ода продуктов электролиза внутри ячеек распоожець коллекторнье каналы 12-14, выполненные из упругих элементов тарепьчатого типа 15 с отверстиями 6 для сообщения с соответствующими полостями ячеек, упругие зломецты 15 закреюся ца основных электродах соосно друг другу в распор через диафрагму. В одьо или обеи стяжных плитах имеют,тут р;,1 ,;ля подачи7 электролеТзотвода 8 и 19 образующихся продух го электролиза, являющиеся гродол:ецием кацапов 12-14 н пакетах ячеек.30Злектролизер работает следующим образом.Через штуцер 17 и канал 12 подается электролит, заполняя все межэлектродное пространство электролизе 35 ра, К концевым плитам 6 и 7 подводитя постоянный электрический ток, при прохождении которого ца разноименных электродах 3 протекают электрохимические реакции с образованием продуктов элекгролиза, например, ца катоде водород, ца аноде - кислород, Образующиеся газы це смешиваются благодаря налччию диафрагмы 4 и отводятся с частью электролита через сооветстную45 щие отверстия 16 в каналы 13, 14 и выводятся через штуцеры 18 и 19. Гофры 1 О явяются средством для создания оптимального режима газоотвода из всех зоц электролизцой ячейки50 по кратчайшему пути, а так;ке с.ред "тном натяжения выносных электрод ю н плотного поджатия их к диафрагмам,При сборке электролизера упругие элементы 15, имеющие н свободном состоячии высоту, превпцаощую размер55 анодцого или катодцого про .траиства ячс;ц, деформируются и одновременно заидмаот ди фрагму, компенсируя неточности изготовления основных электродов 2, неоднородность по толщине прокладок 5, диафрагм 4 и рам 1.Известен биполярный электролизер фильтр-прессцого типа для получения водорода и кислорода, содержащий два монополярных электрода и биполярцые электроды, состоящие из основных электродов и примыкающих к ним ныносных электродов, газоразделительные диафрагмы, зажатые между каждой парой соседних выносных электродов, расположенные внутри электролизера коллекторные каналы для подвода электролита и отвода продуктов электролиза. Каналы выполнены н виде двух труб, снабженных продольной прорезью и закрепленных соответственно между одним из монополярцых электродов и средней рамой, На трубах крепятся шайбы из изоляционного материала, расположенные по одной между каждой парой основного ц вьцосцого электродов и снабженные на внутренней поверхности кольцевой проточкой с отходящими от нее радиалыыми сквозными отверстиями.В изнестцом электролизере це решена задача по созданию оптимальных гидродинамических условий в электролитических ячейках, т.е. наилучших условий для отвода образующихся в процессе работы продуктов электролиза из всех зон ячейки, так как их движение является неупорядоченным. Это снижает долговечность диафрагм, а также в целом эффективность работы электролиэ ра. Кроме того, сборка конструкции из пакета ячеек является достаточно сложной вследствие необходимости герметизации ацодной и катодцой зоц в каждой ячейке по трем каналам, а самои ячейки - по периферии. Выполнение основных электродов гофрированными с направленцем гофр под углом друг к другу и сходящимися от периферии к зоне расположения каналов для отвода продуктов электролиза позволяет организовать отвод газожидкостцых продуктов из всех зон электролитических ячеек кратчайшим путем, т,е. улучшить гидродинамические условия н ячейках и одновременно поддерживать более равномерное распределение газожидкостной среды по всей ппощади ячейки.Система коллекторных каналов внутри электролц 1 ерл, образованная упругими элементами тарельчатого тина с Отверстиями для сообщения с соот - ветствующимн полостямн ячеек, устанавливаемыми на основных электродах в распор через диафрагму, является несложной в конструктивном отноп:еццн и изготовлении и позволяет с достаточно надежной герметизлцией собрать электролизер, уделяя основ:1 е внимание герметизации ячеек по периферии (по рамам), облегчая тем самым сборку всей конструкции.Таким образом, улучшаются гндро- ДниаМНт 1 ЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ЭЛЕКтРОЛЦЗЦЫХ ячейках, что в свою очередь ведет к повышению эффективности, до 11 говечности работы диафрагмы, упрощению и облегчению сборки электролизера,Формула изобретения3.Биполярный электролцзер фильтрпрессцого тица, содержащий двл моно- полярных электрода, бнполярные злектрсдыу состоящие из Основнь 1 х 11 вынос 11 ЫХ фЛЕ 11 т родоз, ГЗОразде ПТЕПЬНЫЕл 11-фрагьть 1, помег 1 ецць.е между как .О 11ЦаР 1 й СОСЕДЦХ ВЫНОСНЫХ ЭЛЕН.1 т 1 ДОВ5В ОС."еан 1 Х ЭЛЕКтРОДаХ ВЫПОЛНЕН,1 Отверс,ця, соединяющие электродньецрсстр 1 ства с коллекторньпьи кацаллМИ ДЛЯ тНДВОДа Э 11 ЕКтРОЛИта И ОтВОДапродуктов электролиза, О т л цч а ю 1 ц и й 1 с я 1 ем, что, с цельюувеличения срока службы диафрагмыза счет улучп 1 ения гидродицамцческихуе 1 ов 11, основ ць 1 е электродь 1 выполнены 1 ефр 11 рованцыми, при этом гофры 15 располРжецы цод углом друг к друг 5 ти выполнены сходящимися от перифериик отверст 1;ям, соедш;яющцм электродныепространства с коллекторцыми канлламц для отвода продуктов электролиза20 2,Эпектролизер цо п,1, О т л цч а ю щ ц й с я тем, что, с цельюупро 1 цеши ц облегчения сборки в кол -лскторцых каналах для подвода электролита ц отвода продуктов электроли з, установлены упругие элементы тарегпчатого тина с отверстиями длясообщения с соответствующими электРОДЦ 11 т 1 Н т 1 РОСтРЦСтиаМИ,1 б 34727 Юг 5 Составитель Л.ВасильеРедактор М.Недолуженко Техред М.Дидик орректор Л.1 илипецко Гираж 39 одписио арственно 3035 р и родственно-издателскиц комбинатПатент,Заказ 734 ВНОШИ Го омитета по изобретениямосква, Ж, Раушскал иа 1 5 ткрытилм при ГК 11 Т ССС д. 4/5 Ужгород, у . Гагарина, ,1 О