Монополярный фильтрпрессный электролизер

Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з. С 25 8 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытнй(72) Авторы изобретения Иностранцы Томас Весли Воултон и Брайан джон. Дарвент(54) МОНОПОЛЯРНЫЙ ФИЛЬТРПРЕССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть применено при изготовлении электролизеров для производства хлора и раствора каустической соды по диафрагмен 5 ному методу.Известен монополярный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий катодный блок с гребенчатыми катодными пальцами. На сетчатую поверхность катода насасывается асбестовая диафрагма 11 .Известный электролизер сложно собирать, в нем практически невозможно использовать полимерные проточ-, ные диафрагмы в виде плоских листов.Известен также монополярный фильтр прессный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий анодные пластины с рабочей частью из пленкообразующего металла с электрокаталитическим покрытием, катодные пластины с металлической рабочей частью, фильтрующие диафрагмы, расположенные между ка;Дыми соседними анодной и катодной пластинами, и концевые пластины, которые составляют концевые стенки злектролизера 21 .Недостатком данного электролизера является сложность, обусловленная не О 1 обходимостью рстановки труб и коллекторов для отвода образующихся газов в каждом монополярном элементе.Цель изобретения - упрощение конструкции.Поставленная цель достигается тем, что известный монополярный фильтрпрессный электролизер для получения хлора и щелочи, содержащий анодные пластины с рабочей частью из пленкообразующего металла с электрокаталитическим покрытием, катодные пластины с металлической рабочей частью, фильтрующие диафрагмы, расположенные между каждыми соседними анодной и катодной пластинами, и концевые плас-.,ины, которые составляют концевые стенки электролизера, снабжен диафрагменными пластинами, соединенными с диафрагмами, и прокладочными пластинами из неэлектропроводного материала, расположенными между каждой анодной и сос .дней диафрагменной пластинами, а также между каждой катодной и соседней диафрагменной пластинами, причем в анодных, катодных, диафрагменных и прокладочных пластинах в верхней части выполнены прорези одинаковых размеоов, которые в сборке образуют две электрически изолирован 805955ные полости вдоль электролизера, в прокладочных пластинах выполнены вертикальные каналы, соединяющие первую полость с анодной рабочей частью, вторую пластину - с катодной рабочей частью, а части катодных пластин, определяющие первую полость, и части анодных пластин, определяющие вторую полость, выполнены из неэлектропроводного материала.На фиг, 1 приведено перспективное изображение в растянутом виде части топополярного Фильтрпрессного диафрагменного электролизера, на фиг. 2 вид диафрагменного электролизера с торца части в направлении А на фиг,1.часть электролизера (фиг.1 и 2) содержит анодную пластину 1, катодную пластину 2, диафрагму 3, прокла дочные пластины 4 и 5, диафрагменную пластину б и уплотнители 7. Диафрагма 3 и связанная с ней диафрагменная пластина б отделяют анолитную часть, содержащую анодную пластину 1, прокладочную пластину 4 и уплотнение 7 от каголитной части, содержащей катодную пластину 2, проюладочную пластину 5 и уплотнение 7, В промышленный электролизер лучше собирать 500-2000 таких частей и зажимать их вместе, Такой электролизер содержит концевые пластины, которые предпочтительно изготовлять из мягкой стали, При сборке электролизера образуются первая полость 8 для выпускаемого рассола и хлора и вторая полость 9 для раствора щелочи и водорода.Каждая анодная пластина 1 состоит из активной части 10 и рамной части 11, изготовленной из пленкообразующего металла, предпочтительно титана, причем рамную часть 11 изготовляют из пластмассы, например из изопропилена.Анодная активная часть 10 выполняется в виде жалюзей с электрокаталитическим покрытием, состоящим из смеси окислов рутенйя и титана, Выступающая часть 12. анодной пластины 1 предназначена для соединения с источником тока,а рамные части 11 и " 3,. определяющие отверстия 14 и 15, размеры которых соответствуют поперечному сечению, соответственно полостей 8 и 9. Каждое из уплотнений 7 изготовлено из натуральной или синтетическойрезины и имеет форму рамы с тремяотверстиями, размеры которых приблизительно равны размерам анолитных икатолитных камер и полостей 8 и 9,Пластина б и пластины 4 и 5имеют одинаковую форму, за исключением того, что нижние отверстия б впластине меньше соответствующегоотверстия в пластинах 4 и 5, такчто в электролизере кромки диафрагмы,которая несколько больше нижнегоотверстия в пластине б, захватываются между пластиной б и пластиной4 или пластиной 5, Кроме того, пластины б по толщине близки к толщинедиафрагмы, а уплотнения 7 выполнены 40 из более тонкого материала.Электролизер содержит впускнойтрубопровод для подачи рассола итрубопровод для вывода хлорана рисунках не показано), соединенные с 45 полостью 8, а также трубопроводыдля вывода водорода и щелочи, соединенные с полостью 9.Электролизер работает следующимобразом.Раствор хлористого натрия поступает из полости 8 вниз через канав-ки 22, выполненные в прокладочныхпластинах, в анолитные камеры. Хлор,образующийся в анолитных камерах,проходит вверх через канавки 22прокладочных пластин 4 и выходит вплотность 8. Электролитическая щелочь иводород, получаемые в католитныхкамерах, поднимаются по канавкам 23,выполненным в прокладочных пластинах Я 5, в полость 9, где отделяется водород. Электролизер может быть собран из одиночных анодных пластин 1, чере 65 дующихся с одиночными катодными пласКаждая катодная пластина 2 состоитиз рамной части 16, изготовленной измягкой стали, и рамной части 17,изготовленной из полипропилена.Активная поверхность катода 18 имеетФорму жалюзей. Выступающая часть 19катодной пластины 2 предназначенадля подвода электрического тока, арамные части 16 и 17 определяютсоответственно отверстия 20 и 21,размеры которых соответствуют поперечному сечению соответственнополостей 9 и 8,Каждая диафрагма 3 представляетсобою микропористый лист асбеста илиполитетрафторэтилена. Диафрагма 3опирается на пластину б, изготовленную из натуральной или синтетической резины. Пластина б имеет формурамы с тремя отверстиями, размерыкоторой соответствуют поперечным сечениям аналитной и католитной камеры,и полостей 8 и 9.Каждая прокладочная пластина 4и 5 изготовлена из пластмассы, например полипропилена. Прокладочные пластины 4 и 5 имеют три отверстия, размеры которых равны размерам отверстийв диафрагменных пластинах б. Кроме 15 того, в прокладочных пластинах 4 и 5выполнены канавки 22 и 23, расположенные таким образом, что канавки 22прокладочной пластины 4 соединяютанолитную камеру с полостью 8, а ка навки 23 прокладочной пластины 5 соединяют католитную камеру с полостью9.тинами 2, или из пар анодных пластини пар катодных пластин.П р и м е р. Диафрагменныйэлектролизер по изобретению содержит четные титановые анодные пластины 1 в виде жалюзей толщиной0,75 мм каждая с покрытием из смесиокиси рутения и двуокиси титана, четыре катодные пластины 2 из мягкойстали в виде жалюзей толщиной0,75 мм каждая.и семь изготовленныхэлектростатической вытяжкой листовых диафрагм из политетрафторэтилена толщиной 3 мм. Длина жалюзей .анодных и катодных пластин составляет 15 см. Расстояние между поверхностями диафрагм в соседних камерах составляет 6 мм. Прокладочныепластины 4 и рамы 7 и 10 изготовлены из полипропилена, а диафрагмен-ные пластины 6 из синтетической резины. 20Электролизер питают водньм раствором хлористого натрия концентрации 300 г/л со скоростью 5 л/ч,нагрузка составляет 480 А плотность1Ртока 3 кА/м , Напряжение составляет3,5 В. Получаемый хлоргаз содержит95 вес,% С 1 и 5 вес, Оедкий натр -с 10 вес,Ъ, Выход по току составил86,30Формула изобретенияМонополярный фильтрпрессныйэлектролизер для получения хлора и щелочи, содержащий анодные пластины с рабочей частью из пленкообразующего металла с электрокаталитическим покрытием, катодные пластины с металлической рабочей частью,Фильтруюшие диафрагмы, расположенные между каждыми сосецними аноднойи катодной пластинами, и концевыепластины, которые составляют концевые стенки электролизера, о т л ич а ю щ и й с я тем что, с цельюупрощения конструкции, электролиэерснабжен диафрагменными пластинами,соединенными с диафрагмами, и прокладочными пластинами из неэлектропроводного материала, расположенными между каждой анодной и соседней диафрагменной пластинами, а также между каждой катодной и соседней диафрагменной пластинами, причем в анодных, катодных, диафрагменных и прокладочных пластинах в верхней частивыполнены прорези одинаковых размеров, которые в сборке образуют двеэлектрически изолированные полостивдоль электролизера, в прокладочныхпластинах выполнены вертикальныеканалы, соединяющие первую полость санодной рабочей частью, вторую полость - с катодной рабочеи, частью, ачасти катодных пластин, определяющиепервую полость, и части анодных пластин, определяющие вторую полость,выполнены из неэлектропроводногоматериала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Якименко Л.М, Элс.тролизеры с твердым катодом. М., "Химия", 1966,с. 200,2.Патент Франции Р 1301460,кл. В 01 Ку 11.07.61 (прототип),.Щомак 10984/83 Тираж 715 ПодписВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,е к 4 Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,