专利名称：加压电解池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及漂染工业中的染料还原设备领域，更具体的说是一种用于还原染料的加压电解池。
技术背景漂染业在纺织制衣工业中是一个非常重要的附助工业。士林染料包括靛蓝染料是一种还原染料，被广泛应用在纺织物的漂染上，染料工业中使用率约占30％。但该染料过程需用到大量的还原剂，引起高额废水处理费用。并且现有的许多方法都希望建立一种环保的漂染过程，对于大部份的士林染料，需要较高的还原电位。比如氢化还原方法等，不过该法需采用一个大约3Pa的压力缸，并且必须采用贵金属催化剂例如铂、钯等，通过加氢与染料混合达到氢化还原的目的。但贵金属催化剂容易损失，需外加氢气加上复杂的催化剂再生过程，造成了工艺和设备十分复杂，导致使用成本较高而限制该法的工业应用。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种工艺简单，成本低的染料还原设备。
本实用新型通过以下技术方案实现其发明目的。
本实用新型公开了一种加压电解池，结构上包括阳极区和阴极区两部分，通过离子交换膜分隔，阴极区为密封结构，设有还原进口和还原出口，并设有压力调节装置。使用时，阳极区连接电源的正极，阴极区连接电源的负极。电解液流过阳极区，染料混合液流过阴极区，并通过压力调节装置给阴极区增加气压，提供反应条件。该技术是综合了电化学反应产生氢与氢化还原反应的原理，来解决现有技术中单纯的氢化问题。该理论是基于通过电化学过程产生新鲜的氢原子，形成非常活跃的还原中心，再通过一个压力的条件把染料还原，压力约为3Pa左右。该过程简单可行，并能减少贵金属化学添加剂和还原剂的使用，更加环保。
为增大液体与电极的接触面积，本实用新型在阳极区、阴极区分别填充有过滤导电材料。并且可以将过滤导电材料制作成网状、丝状、纤维状、球状或颗粒状，以进一步增加与液体接触的面积。为促进阴极区的还原反应，提高染料还原的效率，可以在阴极区中再填入催化材料，同样为了增加接触面积，可以将催化材料制作呈网状、丝状、纤维状、球状或颗粒状，或者直接覆盖于过滤导电材料上。本实用新型的阴极过滤导电材料可采用粒状的金属，碳粒或者是催化性氧化物，阳极过滤导电材料可以是一些导电材料，例如NiCO2O4-Ni金属网，碳粒，贵金属或贵金属氧化物等。
该系统的电极区还可以采用特别的流体粒子电极区，通过流动性电极区增加过滤导电表面的反应，加上一个压力控制系统能最大效率地把染料还原。本实用新型的两个电极区均采用封闭式结构，并分别连接有一个循环泵，用于推动液体的流动。阴极区设有还原进口和还原出口用于导入和导出需要还原的染料。阳极区设有电解进口和电解出口用于导入和导出电解液。
本实用新型相对现有技术具有以下实质性特点和进步。
1.该技术能使染料工业减少生产成本和废水处理废用；2.减少化学还原剂和催化剂的使用，大大减小了对环境的污染；3.染料还原效果好，效率高；4.结构简单，成本低，可以应用于工业化生产。
图1为实施例1的结构示意图；图2为实施例2的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。
实施例1如图1所示的一种加压电解池，包括阳极区1和阴极区2，两者通过离子交换膜3分隔。阳极区1和阴极区2为密封结构，阳极区1设有电解进口11和电解出口12，阴极区2设有还原进口21和还原出口22，并设有压力调节装置4，阴极区2与循环泵72连接。阳极区1和阴极区2分别连接电源8的正极和负极。阳极区1、阴极区2分别填充有过滤导电材料51、52。
使用的过程中，将染缸连接上述加压电解池，过滤导电材料52采用含镍金属粒，直径约2mm，催化材料为覆盖于过滤导电材料52上的涂层。将每升5克氢氧化钠溶液混合于每升5克的乳化靛蓝溶液从还原进口21推进阴极区2，通过循环推动泵72推动使过滤导电材料52与染料充份接触。并通过压力调节装置4将阴极区2的压力调至3Pa。阳极区1的过滤导电材料51采用石墨粒，直径约3mm的碳材料，10％氢氧化钠溶液通过电解池进入电解池。通过每分米横截面积5安培的电流进行电解氢化，产生新鲜的氢原子，在高压条件下还原染料。被还原的染料为黄色的水溶性溶液通过电解池的还原出口22流出并在密封或氮气保护下输送到染缸进行染色。
其染色过程是棉布通过在染缸中漂染15秒，并在空气中氧化30秒到1.5分钟，再通过压干机压干，每个试验可通过染色，氧化过程反复3～7次，最后通过水洗，烘干。染色的布料色度可通过色度分析仪测定。电解池的阳极区为过滤性电极的形式以增加其表面积。
实施例2如图2所示的加压电解池，包括阳极区1和阴极区2，两者由离子交换膜3分隔。阳极区1和阴极区2为密封结构，阳极区1设有电解进口11和电解出口12，阴极区2设有还原进口21和还原出口22，并设有压力调节装置4，阴极区2与循环泵72连接，阳极区与循环泵71连接。阳极区1和阴极区2分别连接电源8的正极和负极。阳极区1、阴极区2分别填充有过滤导电材料51、52。阴极区2还填充有网状的催化材料6。
使用的过程中，将染缸连接上述加压电解池，过滤导电材料52采用含镍金属粒，直径约2mm。将每升5克氢氧化钠溶液混合于每升5克的乳化靛蓝溶液从还原进口21推进阴极区2，通过循环推动泵72推动使过滤导电材料52与染料充份接触。通过压力调节装置4将阴极区2的压力调至3Pa。阳极区1的过滤导电材料51采用石墨粒，直径约3mm的碳材料，10％氢氧化钠溶液通过电解池进入电解池，通过推动泵71推动使过滤导电材料51与氢氧化钠溶液充份接触。通过每分米横截面积5安培的电流进行电解氢化，产生新鲜的氢原子，在高压条件下还原染料。被还原的染料为黄色的水溶性溶液通过电解池的还原出口22流出并在密封或氮气保护下输送到染缸进行染色。
其染色过程是棉布通过在染缸中漂染15秒，并在空气中氧化30秒到1.5分钟，再通过压干机压干，每个试验可通过染色，氧化过程反复3～7次，最后通过水洗，烘干。染色的布料色度可通过色度分析仪测定。
权利要求1.一种加压电解池，其特征是包括阳极区(1)和阴极区(2)，两者由离子交换膜(3)分隔，阴极区(2)为密封结构，设有还原进口(21)和还原出口(22)，阴极区(2)上设有压力调节装置(4)。
2.根据权利要求1所述的加压电解池，其特征是阳极区(1)、阴极区(2)分别填充有过滤导电材料(51)、(52)。
3.根据权利要求2所述的加压电解池，其特征是所述的过滤导电材料(51)和过滤导电材料(52)呈网状、丝状、纤维状、球状或颗粒状。
4.根据权利要求1所述的加压电解池，其特征是阴极区(2)还填充有催化材料(6)。
5.根据权利要求4所述的加压电解池，其特征是所述的催化材料(6)呈网状、丝状、纤维状、球状或颗粒状。
6.根据权利要求4所述的加压电解池，其特征是所述的催化材料(6)为覆盖于过滤导电材料(52)上的涂层。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的加压电解池，其特征是阴极区(2)与循环泵(72)连接。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的加压电解池，其特征是阳极区(1)为密封结构，设有电解进口(11)和电解出口(12)。
9.根据权利要求8所述的加压电解池，其特征是阳极区(1)与循环泵(71)连接。
专利摘要本实用新型涉及漂染工业中的染料还原设备领域，本实用新型公开了一种加压电解池，结构上包括阳极区和阴极区两部分，由离子交换膜分隔，阴极区为密封结构，设有还原进口和还原出口，并设有压力调节装置。使用时，阳极区连接电源的正极，阴极区连接电源的负极。电解液流过阳极区，染料混合液流过阴极区，并通过压力调节装置给阴极区增加气压，提供反应条件。该技术是综合于电化学反应产生氢与氢化还原反应原理相结合，来解决现有技术中单纯的氢化问题。
文档编号C02F1/461GK2811269SQ200520111898
公开日2006年8月30日 申请日期2005年7月16日 优先权日2005年7月16日
发明者莫崧鹰, 林锦新, 扬利坚 申请人:香港生产力促进局