[实用新型]一种制备高纯金属钠的电解装置

说明书

本实用新型公开了一种制备高纯金属钠的电解装置，包括保护气气源、粗钠罐、电解槽和过滤罐，过滤罐设置在粗钠罐与电解槽之间，粗钠罐的底部通过管道与过滤罐相连，粗钠罐与过滤罐相连的管道上设置第一截止阀；所述过滤罐的底部通过管道与电解槽相连，过滤罐与电解槽相连的管道上设置第二截止阀；所述过滤罐上设有钠液导流管，钠液导流管一端与过滤罐连通，另一端与粗钠罐连通。本实用新型采用过渡容器及阀门控制每次加入电解槽粗钠的量，可防止大量粗钠涌入电解槽造成意外事故，装置的安全系数高。

技术领域

本实用新型涉及一种电解装置，更具体地说涉及一种制备高纯金属钠的电解装置，属于制备金属钠的固体电解质电解法装置技术领域。

背景技术

金属钠是一种国民经济建设中不可或缺的材料，在工业、能源和国防等诸多领域发挥重要价值和作用。在冶金方面，金属钠因其强还原性用于冶炼某些贵金属如钛、钽和铌等；在轻工领域，金属钠与氨反应生成氨基钠作为染料工业制选靛蓝粉的中间体；在医药领域，金属钠用于生产硼氢化钠,作为原甲酸三甲醋、甲酸三乙酯等医药中间体；在石化领域，金属钠与铅的合金用于生产四乙基铅，增强汽油的抗爆能力；在国防领域，金属钠与氧化合生成的过氧化钠用于作为潜艇的供氧剂。

由于化石能量能源消耗而带来的一系列环境和资源问题，近年来风能、太阳能和核能等一批新能源技术大量兴起，用以替代污染严重的传统的火力发电。储能作为风能和太阳能等间歇式能源并网不可替代的一环其重要性不言而语，其中钠电池储能技术是目前诸多静态化学储能技术中商业应用最为成功的一个，随着储能市场对钠电池需求的增长将拉动对高纯金属钠的刚需。参见文献：唐光盛等人. 高温和中低温钠电池研发进展. 东方电气评论, 2017年第31卷总第122期。高纯金属钠在核能领域还有一项十分重要应用，作为钠冷快中子反应堆的导热剂，随着我国第四代核电示范工程等项目的上马，全球对高纯金属钠的需求也将更加旺盛。

目前生产高纯金属钠的方法大多以工业钠为原料，采用真空蒸馏法、过滤沉降冷阱组合法和固体电解质电解法等。其中，固体电解质电解法生产的金属钠纯度最高、工艺过程最为简单。国家知识产权局2013.2.27日公开了一种公告号为CN202755066U，名称为“一种用于提纯金属钠的熔融电解装置”的实用新型，该装置采用为固体电解法进行金属钠的提纯工作，难以实现可控补料和连续化作业，不适合作为高纯金属钠的量产装置。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种制备高纯金属钠的电解装置，解决采用固体电解质法制备高纯金属钠在连续生产时面临的难题，使生产过程中金属钠原料的补充安全且可控，满足固体电解质电解法在高纯金属钠制备方面的量产要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种制备高纯金属钠的电解装置，包括保护气气源、粗钠罐和电解槽，所述粗钠罐与电解槽上均设置有加热装置，所述保护气气源通过管道分别与粗钠罐、电解槽连接，其特征在于：还包括过滤罐，所述过滤罐设置在粗钠罐与电解槽之间，粗钠罐的底部通过管道与过滤罐相连，粗钠罐与过滤罐相连的管道上设置第一截止阀；所述过滤罐的底部通过管道与电解槽相连，过滤罐与电解槽相连的管道上设置第二截止阀；所述过滤罐上设有钠液导流管，钠液导流管一端与过滤罐连通，另一端与粗钠罐连通。

所述钠液导流管连接在保护气气源与粗钠罐相连的管道上，钠液导流管上安装有压力仪。

所述的粗钠罐、电解槽与过滤罐上均设有温度仪。

所述过滤罐的容积小于粗钠罐的容积，过滤罐的顶部水平高度不高于粗钠罐内的最低钠液面。

所述电解槽内设有多个电解单元，每个所述的电解单元上均设有精钠输出管与惰性气体输入管，电解电源的正极与电解槽内的粗钠导通，电解电源的负极与电解单元阴极部件连接。

所述粗钠罐与电解槽上分别设有钠液测量仪。

所述粗钠罐与电解槽上分别设有安全阀。