[发明专利]一种实验型氯碱离子膜电解槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子膜电解槽，具体的说涉及一种单极式实验型氯碱离子膜电解槽装置。

背景技术

我国离子膜法烧碱发展十分迅速，我国氯碱企业先后从发达国家引进多项高新科技，使我国的氯碱技术有了很大的提高。我国从世界知名公司引进先进的离子膜法制碱技术，迅速发展离子膜法电解工艺，彻底淘汰了水银法烧碱和部分石墨阳极隔膜法烧碱，大大提升和优化了我国氯碱工业的产品结构，促进了相关工业的迅速发展。离子膜电解槽作为现代氯碱行业先进的电解设备，以操作方便，节能降耗，产品纯度高等特点，得到普遍应用。

现有生产型离子膜电解槽的专利文件有：公开号CN1306102公开了一种单极式离子膜电解槽，CN2459329公开了一种复极式自然循环离子膜电解槽、CN1407137公开了一种复极式自然循环离子膜电解槽、CN201106069、CN201128760公开了膜极距复极式自然循环离子膜电解槽，这些专利文件设计均为生产型离子膜电解槽。然而不管是研究氯碱用离子膜性能亦或是离子膜电解槽电极性能都需要有小型的电解槽装置来进行实验，目前尚未有实验型的小型离子膜电解槽的相关报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明涉及一种实验型氯碱离子膜电解槽。

发明概述

本发明实验型氯碱离子膜电解槽，是由若干个单元槽部件组成一个完整的单元槽，用于饱和氯化钠水溶液制取氯气、氢气和烧碱，或用于饱和氯化钾水溶液制取氯气、氢气和KOH。单元槽用离子交换膜分隔成阳极电解室和阴极电解室，是一种利用电化学电解氯化钠、氯化钾以产生气体和强碱的单极式氯碱离子膜电解槽装置。

发明详述

本发明的技术方案如下：

实验型氯碱离子膜电解槽，包括阴极室槽、阴极垫片、阴极电极网板、阴极垫片、离子膜、阳极垫片、阳极电极网板、阳极垫片和阳极室槽，依次通过法兰密封连接成为一体。阴极室槽侧面上设有氢气及碱液出口和纯水入口分别连通阴极室，阳极室槽上设有淡盐水及氯气出口、二次精制盐水入口、温度计插口、测温点插口；阳极室内置有钛加热管。阴极电极网板、阳极电极网板上均设有整流电源接口，分别与整流电源的负极、正极相连接。

上述离子膜选自市场可购得的氯碱用商品离子交换膜，也可按现有技术自制，优选为全氟磺酸-羧酸复合离子膜，参见CN101811359A。

上述所有阴极垫片、阳极垫片均优选采用三元乙丙橡胶材料。

上述阴极电极网板是由涂覆有活性涂层的钛金属网焊接在钛刚性框架内制作而成。涂覆活性涂层材料是钯或铑贵金属材料，按现有公知技术即可。

上述阳极电极网板是由涂覆有活性涂层的镍金属网焊接在镍或不锈钢刚性框架内制作而成。涂覆活性涂层材料是钯或铑贵金属材料，按现有公知技术即可。

上述阴极电极网板、阳极电极网板的框架上均焊接有可连接整流电源线的铜鼻片，铜鼻片上有整流电源接口。

阴极室槽和阴极室槽内分别是阳极室和阴极室，阳极室的容积与阴极室容积比在50-10∶1范围内。本发明实验型氯碱离子膜电解槽阳极室体积足够大，并且具有加热控温装置，以保持电解槽温度的易控及恒定，为此阴极室槽容积相应地尽量小。

上述阴极室槽用不锈钢板或镍板焊接制作，阳极室槽用钛板焊接制作。

上述阳极室内的加热管采用钛加热管，以达到防腐的功能，可长期使用。

本发明实验型氯碱离子膜电解槽，由若干个单元槽部件组成一个完整的单元槽，单元槽用离子交换膜分隔成阳极和阴极电解室，由电极网有效面积限定电解室有效截面积，电解室与电解室之间交替设置垫片、金属电极网板、垫片及离子膜。电解室(包括阴极室和阳极室)截面面积不小于电极网有效面积，优选的电解室截面面积等于电极网有效面积。

本发明实验型离子膜单元电解槽的阳极室框架优选钛板制成的耐腐蚀板，阴极室框架选自镍板或不锈钢板焊接或冲压而成，也可以采用有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚四氟乙烯材料加工制成。对阳极室、阴极室材料要求具有一定的刚度和具有较平的密封面，保证整体的刚度及密封功能。

本发明中离子膜单元槽有利于电解过程中的气体和电解液的自然循环，使电解室中的电解条件均匀化、稳定化。本实验型离子膜电解槽简单易控，操作方便，可用于离子膜电极的快速测试、离子膜的快速测试，包括电流密度-槽电压关系、电流效率、水传递系数的测定等。