Биполярный электролизер фильтрпрессного типа

,968101 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскихСоциалистическихРеспублик(5) М. Кл.з С 25 В 1/04 Гесударстеенный кеннтет СССР Опубликовано 23.10.82, Бюллетень39Дата опубликования описания 28.10.82по делан нэобретеннй и еткрнткй(54) БИПОЛЯРНЫЙ ЗЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА 1Изобретение относится к устройствам для получения неметаллов электролитическими способами, в частности к электролизерам фильтрпрессного типа с пластиноподобными биполярными электродами и диафрагмами для получения водорода и кислорода электролизом воды.Известен электролизер для разложения воды фильтрпрессного типа, состоящий из большого количества ячейковых рам с диафрагмами, электродов и расположенных между ними прокладок, у которого каналы для подвода в ячейки электролита и отвода из ячеек образовавшихся газов выполнены в виде вырезов в прокладках 1.Однако в известном электролизере уплотнительные прокладки выполнены утолщен ными и имеют значительную ширину, что приводит к большому расходу уплотнительного материала, а также требует большого усилия затяжки и громоздких стягивающих элементов. Кроме того, в процессе эксплуатации кромки вырезов прокладок набухают, в результате чего прокладки быстро выходят из строя.Известен также биполярный электролизер фильтрпрессного типа для получения водорода и кислорода электролизом воды, включающий концевые монополярные электроды, набор металлических кольцевых рам, с закрепленными в них биполярными электродами и диафрагмами, рамы соединены через кольцевые уплотнительные прокладки и в них выполнены сквозные отверстия, образующие по одному каналу для подвода электролита и отвода водорода и кислорода, по меньшей мере одно радиальное отверстие в каждой раме для подвода электролита и по меньшей мере одно радиальное отверстие для отвода кислорода, при этом между сквозными отверстиями в рамах, образующих канал для отвода водорода, размещены уплотнительные прокладки 21,Уплотнительные прокладки, помещенные между рам, расположены перед сквозными отверстиями для подвода электролита и отвода газов и прилегают к внутренней поверхности кольцевых рам. Вследствие этого каждая кольцевая рама должна иметь по меньшей мере по одному радиальному отверстию на каждой стороне от диафрагмы (электрода) для подвода электролита и по меньшей мере по одному отверстию для отвода газов, Это ведет к увеличению толщины рам, уве10 На фиг. 1 изображен предлагаемый биполярный электролизер; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б30 на фиг, 2; на фиг. 4 - сечение В - В на фиг. 2.Предлагаемый биполярный электролизер для получения водорода и кислорода электролизом воды содержит множество коль- З цевых металлических рам 1, собранных в пакет по типу фильтрпресса с помощью концевых плит 2 и 3, стяжных шпилек 4 и гаек 5. Концевая плита 2 является одновремен 40 газов.Рамы 1 ограничивают электролитные про-странства ячеек. На каждой раме 1 известным способом закреплено по одному бипо.- лярному электроду 10 (фиг. 3 и 4) и по одной диафрагме 11, изготовленной из пористого материала, например из асбестовой тка-ни. Биполярные электроды 10 имеют на каж 55 личению длины электролизера, материало- емкости рам и электролизера в целом.Наличие уплотнительных прокладок, окружающих все сквозные отверстия в рамах, приводит к увеличенному расходу прокладочного материала.Цель изобретения - снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления.Указанная цель достигается в биполярном электролизере фильтрпрессного типа для получения водорода и кислорода электролизом воды, включающем концевые монополярные электроды, набор металлических кольцевых рам с закрепленными в них биполярными электродами и диафрагмами, рамы соединены через кольцевые уплотнительные прокладки и в них выполнены сквозные отверстия, образующие по одному каналу для поДвода электролита и отвода водорода и кислорода, по меньшей мере одно радиальное отверстие в каждой раме для подвода электролита и по меньшей мере одно радиальное отверстие для отвода кислорода, при этом между сквозными отверстиями в рамах, образующих канал для отвода кислорода, размещены уплотнительные прокладки, кольцевые уплотнительные прокладки расположены за сквозными отверстиями и прижаты к периферической части торцовых поверхностей металлических кольцевых рам. но катодом, а концевая плита 3 - анодом (на фиг, 1 обозначено знаками - и + ). В центре электролизера расположена средняя рама 6, которая содержит штуцер 7 для подачи электролита в электролизер и штуцеры 8 и 9 для отвода образовавшихся дой своей стороне выносные электроды 12 и 13, которые являются катодом и анодом соответственно. Диафрагма 11 разделяет электролитное пространство на катодную часть 14 и анодную часть 15.Рамы 1 имеют сквозные отверстия 16, 17 и 8, которые при сборке рам в пакет образуют каналы для подвода электролита и отвода водорода и кислорода соответственно. 5 20 25 Каждая рама имеет по меньшей мере одно радиальное отверстие 19, соединяющее анодную часть 15 электролитного пространства со сквозным отверстием 16 для подвода электролита и по меньшей мере одно радиальное отверстие 20, соединяющее анодную часть 15 электролитного пространства со сквозным отверстием 18 для отвода кислорода. В рамах может быть предусмотрено и большее количество радиальных отверстий 19 и 20 в зависимости от расчетного количества электролита и кислорода, проходящего через эти отверстия.Между рамами 1 установлены уплотнительные прокладки 21 и 22, которые изготовлены преимущественно из паронита. При этом уплотнительные прокладки 22 прилегают к торцовым поверхностям рам только в зоне сквозных отверстий 18 для отвода кислорода и окружают эти отверстия. Уплотнительные прокладки 21 окружают электролитные пространства, расположены за сквозными отверстиями 16 - 18 и прилегают к периферической части торцовых поверхностей кольцевых рам таким образом, что катодные части 14 электролитных пространств непосредственно сообщаются со сквозными отверстиями 17 для выхода водорода и сквозными отверстиями 16 для подачи электролита.В связи с описанным расположением уплотнительных прокладок 2 и 22, часть торцовых поверхностей кольцевых рам 1 омывается электролитом. Для предотвращения процесса электролиза на поверхности металлических рам и исключения электрохимического разрушения рам одна из торцовых поверхностей каждой кольцевой рамы 1 имеет покрытие 23 из электроизоляционного материала, например пентапласта. Подобное покрытие из пентапласта могут иметь и сквозные отверстия 16 - 18 для подвода электролита и отвода газов, а также поверхности рам, контактирующие с кислородом.Электролизер работает следующим образом.Электролитное пространство ячеек заполняют электролитом, который подают через штуцер 7 в канал, образованный сквозными отверстиями 16, При этом в катодные части 14 электролитных пространств электролит выходит свободно из отверстий 16, а в анодные части 15 - через радиальные отверстия 19.К концевым рамам 2 и 3 подводят постоянный электрический ток, при прохождении которого через раствор электролита на электродах происходит разряд ионов и протекают связанные с этим электрохимические реакции. На выносных электродах 12, являющихся катодом, протекает процесс с образованием водорода, а на выносных электродах 13, являющихся анодом, - процесс с образованием кислорода. Образовавшиеся газы не смешиваются благодаря наличию диафрагмы 11, Газообразный кислород вмес96810 формула изобретения фиг,11 те с частью электролита через радиальные отверстия 20 проходит в канал, образованный сквозными отверстиями 18 и прокладками 22 и отводится через штуцер 9 в средней раме 6, Газообразный водород с частью электролита из катодной части 14 электролитного пространства свободно проходит в. сквозные отверстия 1 7 и отводится через штуцер 8. Электролит, унесенный с газами, после отделения от газов и охлаждения возвращается в электролизер Через штуцер 7. Расположение уплотнительных прокладок окружающих электролитные пространства ячеек за сквозными отверстиями в рамах для подвода электролита и отвода газов исключает необходимость установки уплотнительных прокладок, окружающих сквозные отверстия в рамах в зоне канала для подвода электролита и в зоне канала для отвода водорода, Это сокращает также количество радиальных отверстий в рамах для соединения электролитных пространств со сквозными отверстиями для подвода электролита и отвода газов, и уменьшает толщину рам.В результате этого появляется возможность снижения металлоемкости электролизера за счет. уменьшения толщины и ширины металлических рам, сокращения расхода уплотнительного материала и снижения трудоемкости изготовления электролизера. Биполярный электролизер фильтрпрессного типа для получения водорода и кислорода электролизом воды, включающий кон 5 цевые монополярные электроды, набор металлических кольцевых рам, с закрепленными в них биполярными электродами и диафрагмами, рамы соединены через кольцевыеуплотнительные прокладки и в них выполнены сквозные отверстия, образующие по одному каналу для подвода электролита и отвода водорода и кислорода, по меньшей мере одно радиальное отверстие в каждой раме для подвода электролита и по меньшеймере одно радиальноеотверстие для отводакислорода, при этом между сквозными отверстиями в рамах, образующих канал дляотвода кислорода, размещены уплотнительные прокладки, отличающийся тем, что, сцелью снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления, кольцевые уплот 20 нительные прокладки расположены за сквозными отверстиями и прижаты к перифери, ческой части торцовых поверхностей металлических кольцевых рам.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ954956, кл. 12 с 3/06,опубли к. 28.0 .56,2. Патент Великобритании1145751,кл. С 7 В, опублик, 1.05.66.ь В. Банниковрес Корректор О. БнлПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од ул. Проектная 4 Составител Техред И. Ве Тнраа 686 Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго