多气液通道离子膜电解槽的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种离子膜电解槽，特别设及一种具有多气液通道的离子膜电解槽。
【背景技术】
[0002] 现有技术的复极式离子膜电解槽中的气液通道称为第一气液通道，是指气液分离 室底壁紧邻电极网的一排气液通道，该第一气液通道由上部的消泡网和下部的溢流板组 成。在阳极室，该气液通道紧邻阳极网，氯离子在阳极网上放电生成氯气后靠气泡浮力和电 解液向上流动的带动力垂直上浮，越靠近电解槽的上部充气度越大，充气度很高的一部分 气液顺着阳极网流向第一气液通道，最后进入气液分离室，其中一部分垂直上浮的氯气和 产生的淡盐水会不能及时从第一气液通道排出，聚集在气液分离室的底壁外；一小部分的 氯气在上升的过程中被循环的电解液冲散，在远离阳极网的位置上浮，越往上充气度越大， 运部分气体与垂直上浮但还未及时从第一气液通道排出的氯气一起聚集在气液分离室底 壁外，等待从第一气液通道排出。
[0003] 随着人们对离子膜电解槽设备大型化、高效化要求的日益强烈，通过提高单台产 能来降低公用管线、仪表阀口等配套设备的投入从而降低建设成本成为离子膜电解槽的发 展趋势，其中提高电流密度来提高单台电解槽的产能是较常用的方法。电流密度增加，单台 电解槽产生的氯气就会越多，产生的氯气增加，聚集在离子膜电解槽气液分离室底壁外的 氯气就会越来越多。聚集的氯气不能及时排出，不但影响反应物和生成物的传质，使得电解 反应生成产物的阻力增大，且该氯气聚集在阳极与膜之间，使槽电压上升，聚集的气液与电 解室内电解液一起产生振动，从而损伤离子膜。该部分不能及时排除的氯气在电解槽底壁 外的滞留，也影响了阳极室内的循环；气量的增大还会增大电解液的电阻，使电流密度分布 不均；此外，若大的气液不能顺杨导出，聚集的氯气与阴极渗透过来的氨氧根离子和阳极侧 的钢离子形成次氯酸钢，继而堆积形成了盐泡，膜与盐泡发生摩擦，会造成膜的破损。
[0004] 现有的离子膜电解槽气液分离室侧视图见图1，气液通道是气液分离室底壁紧邻 电极网的一排长方形小孔，在阳极室，当电流密度提高时，一部分电解生成的氯气和淡盐水 会来不及从该气液通道通过，聚集在阳极盘底到该气液通道之间的底壁外，从而增大电解 室内的压力波动，使得槽电压上升。
[0005][0006] 为了使更多生成的氯气和产生的淡盐水顺利从气液通道排出，一般会选择扩大第 一气液通道，即使得第一气液通道的孔变大，虽然该第一气液通道孔的变大对减少气液在 气液分离室底壁外聚集有一定效果。但是该孔的增大，生成的氯气和淡盐水在穿过该孔的 时候其流速会比w前孔小的时候穿过该孔的流速要低，使得对增加气液顺利导出的效果不 是很大，而且该第一气液通道孔过大，会使在气液分离室里接溢流管不好操作，实际加工不 方便。该第一气液通道的孔加大也不能使得远离离子膜且同样聚集在气液分离室底壁外的 氯气很快导出。该第一气液通道的孔加大，还会使得单元槽组装后在挤压机挤压过程中，其 气液分离室的抗压强度变低，气液分离室极易被压变形。
【发明内容】
[0007] 基于W上缺陷，本发明的目的在于提供一种既能使大电流密度产生的大量气液顺 杨导出，又能使气液达到很好的分离效果的多气液通道离子膜电解槽。
[0008] 本发明的多气液通道离子膜电解槽是通过W下技术方案实现的：
[0009] 一种多气液通道离子膜电解槽，其主要由阳极室、阴极室及气液分离室组装而成， 气液分离室底壁紧邻电极处设置有一排用于将电极室内气液导入气液分离室并分离的第 一气液通道，该第一气液通道由上部的消泡网和下部的溢流板组成，其特征在于，还包括第 二气液通道，所述第二气液通道使得聚集在气液分离室底壁外，且未及时从第一气液通道 导出的气液导入气液分离室并分离。
[0010] 其中，所述第二气液通道设置在气液分离室底壁紧邻电解槽盘底的位置。
[0011] 其中，所述第二气液通道设置在气液分离室底壁的中部。
[0012] 其中，所述第二气液通道到盘底的距离为整个底壁宽度的=分之一。
[0013] 优选的，所述第二气液通道为气液分离室底壁设置的一排等间距的孔，所述孔中 安装有管状消泡器，所述管状消泡器主要由两部分组成，下部为溢流管，上部为消泡管。
[0014] 优选的，所述第二气液通道安装的管状消泡器下部为铁管，上部为铁网卷管。
[0015] 优选的，所述第二气液通道中设置的管状消泡器下部的铁管高度与第一气液通道 的溢流板的高度差为0~5mm，上部铁网卷管的高度为0~30mm。
[0016] 优选的，所述第二气液通道气液通过面积为1200~12500皿2。
[0017] 其中，所述第二气液通道的结构与第一气液通道相同。
[0018] 其中，还包括第=气液通道，所述第=气液通道设置在气液分离室底壁紧邻电解 槽盘底的位置。
[0019] 其中，所述气液分离室侧壁的下部设置有倒角，所述倒角的倾角为30° ~ 60°。
[0020] 其中，所述气液分离室侧壁的高度大于底壁到电解槽顶壁的距离，所述侧壁的高 度与底壁到电解槽顶壁的距离之差为1~3mm。
[0021] 有益效果
[0022] 本发明的多气液通道离子膜电解槽中多气液通道的开通使原来聚集在气液分离 室底壁外的气体顺杨的导入气液分离室，防止气体聚集从而产生压差波动，影响电解效果； 该多气液通道也能够引导气液混合物在上升的过程中偏离电极网，使生成物传质顺杨，电 解反应阻力减小，有利于电解反应的顺杨进行；该多气液通道还能够分担第一气液通道的 导通压力，引导气体远离离子膜，防止由于电解反应生成的气体在离子膜周围聚集太多而 导致干膜现象的发生，也使得极网与膜之间的电解液电阻减小。
[0023] 其中，第二气液通道与第一气液通道采取立体式错位分布，使得气液通道分布更 加立体、均匀，更好的减少了单气液通道之间由于气液导出不顺杨使有的气体生成后一直 不能及时导出，从而产生死区的现象发生。
[0024] 其中，气液分离室侧壁下部倒角的设置，使得气液混合物导流进入气液分离室更 顺杨。
[00巧]其中，所述侧壁的高度大于底壁到电解槽顶壁的距离，即相当于将气液分离室底 壁上移一段距离。该气液分离室底壁的上移，使得充气度最大的地方不在膜区，虽仍在气液 分离室底壁，但充气度最大的气液两相离开膜区，减小了电解生成气体对离子膜的损伤。
[0026] 本发明的多气液通道电解槽在高电流密度下巧日5. 5kA/m2或6kA/m2甚至8kA/ m2)气液立体的顺利导出电解室，解决了气体聚集所带来的压差波动、膜损伤、阻碍传质、电 解液电压上升，电流分布极为不均匀等问题。该多气液通道离子膜电解槽在电流密度增加 的情况下，单台电解槽的产能增加，公用设备的投入也有了减少。
【附图说明】
[0027] 图1为现有电解槽第一气液通道侧视图；
[0028]图2为本发明的单元槽多气液通道实施方式侧视图；
[0029] 图3为本发明的单元槽多气液通道另一种实施方式侧视图；
[0030] 图4为本发明的单元槽实施例1的局部侧视图；
[0031] 图5为本发明的单元槽实施例1的局部俯视图；
[0032] 图6为本发明的单元槽实施例2的局部侧视图；
[0033] 图7为本发明的单元槽实施例2的局部俯视图；
[0034] 图8为本发明的单元槽实施例3的局部侧视图；
[0035] 图9为本发明的单元槽实施例3的局部俯视图；
[0036] 图10为本发明的单元槽实施例4的局部侧视图；
[0037] 图11为本发明的单元槽实施例4的局部俯视图。
【具体实施方式】
[0038] 下面通过具体的实施方案叙述本实用新型的多气液通道离子膜电解槽。除非特别 说明，本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应 理解为说明性的，而非限制本实用新型的范围，本实用新型的实质和范围仅由权利要求书 所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对本实用新 型技术方案做出的各种变形和改进，也属于本实用新型的保护范围。
[0039] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施例中的特征可W 相互组合。
[0040] 图2为本实用新型的单元槽多气液通道实施方式的侧视图，阳极网1外侧安装有 阳极垫片2,离子膜3夹在阳极垫片2和阴极垫片10之间，气液分离室主要由侧壁5、底壁 4、顶壁11、盘底12,W及气液分离室底壁紧邻阳极网1的一排第一气液通道组成，第一气液 通道由第一气液通道溢流板6和其上部连接的第一气液通道消泡网7组成；第二气液通道 到盘底的距离为整个底壁宽度的=分之一，其由第二气液通道溢流管9和第二气液通道消 泡管8组成，该第二气液通道的设置使得聚集在气液分离室底壁外的气液顺利导入气液分 离室。
[0041] 其中，所述第二气液通道设置在气液分离室底壁紧邻电解槽盘底的位置。更优选 第二气液通道的结构和第一气液通道结构相同。
[0042] 其中，更优选所述第二气液通道到盘底的距离为整个底壁宽度的=分之一。
[0043] 优选的，作为一种实施方式，所述第二气液通道为气液分离室底壁上设置的圆孔， 所述圆孔中安装有管状消泡器，所述管状消泡器主要由两部分组成，下部为溢流管，上部为 消泡管，溢流管的高度与第一气液通道的溢流板的高度差为0~5mm，优选为50mm;消泡管的 高度为0-30mm，优选与消泡网7的高度相同。
[0044] 该第二气液通道溢流管的高度避免了气液流通量较大的第一气液通道发生回流。
[0045] 优选的，作为一种实施方式，管状消泡器下部的溢流管为铁管，其厚度0. 5~1mm，优 选0. 5mm。上部的消泡管为铁网卷管，其厚度与铁管厚度相同。
[0046] 对图1所示的现有离子膜电解槽，通过Ansys软件模拟其内部的流体分布W及制 作透明试验槽试验，都显示气液分离室底壁中部位置有大量的气体聚集，且聚集量相较于 底壁的其他地方最多。考虑气液的流动性能及避免底壁紧邻电