专利名称：一种离子膜电解槽的氧气扩散电极的安装及密封方法
技术领域：
本发明涉及一种在离子膜电解槽上装载氧气扩散电极的安装方式及密封的方法， 应用于在离子膜电解槽框上装载氧气扩散电极的电解槽改造和新型的氧阴极离子膜电解槽的制造，属于电解技术领域。
背景技术：
氯碱工业是化学工业中的支柱产业之一，在国民经济中占有十分重要的地位。但该工业属高耗能行业，例如我国氯碱工业的总耗电量占整个工业用电的5%左右，电能消耗极大，因此该行业在我国属于国家强制节能减排的行业之一。目前，世界上电解制烧碱的主流装备采用离子膜电解槽，该种电解槽目前的主要节能措施围绕调整电解槽的极距，如零极距技术，以及高活性阴、阳极技术等方面展开。但是从节能的角度来看，离子膜电解槽的节电能力已经接近极限。以氧气扩散电极取代传统电解槽活性阴极的技术(即氧阴极技术)，是近年来发展起来的一种新型电解技术，是电解制烧碱装备的第四代革命性技术。氧阴极电解技术的基本原理是在阴极上以氧气还原反应代替氢析出的还原反应。由于阴极反应不同，阴极上的理论分解电压也就不同。氧阴极上的理论分解电压比现行的普通的镍网+活性涂层阴极的电极电位3. 2V降低了 1. 2V左右，从而在理论上可以达到节能近40 %的效果。德国、日本等西方发达国家已相继开展了氧阴极技术的研究，但是由于一些关键技术尚未获得突破， 影响了该项技术的工业化应用。大尺寸氧气扩散电极在电解槽框中的安装及密封技术就是这种尚未获得突破的关键技术之一。其主要困难在于尺寸增大时，电极固定困难，且目前应用的密封材料不能长时间耐强碱作用，导致在高温(达80°C)浓碱液作用下，密封短时间失效导致漏液。一个电解槽的漏液导致多个电解槽组合的装置不得不停车，经常的停车开车既影响电解过程的稳定，又降低电解效率，从而提高工艺成本并降低电解质量。
发明内容
本发明旨在解决尺寸不超过1. 2mX2. 4m的大尺寸氧气扩散电极在离子膜电解槽框中的安装及密封的关键技术问题，提出了一种安装方便、密封可靠的氧气扩散电极在离子膜电解槽中的装载方法，解决了氧阴极技术工业化应用中的关键技术难题之一。本发明提供一种离子膜电解槽的氧气扩散电极的安装及密封方法，其特征在于， 包括以下步骤第一，在传统离子膜电解槽的槽框边缘5-lOcm处，焊接一圈角形镍材筋板①，角形镍材筋板的一边底部垂直焊接在槽框底部上，角形镍材筋板的另一边平行于槽框底部指向槽框中心，然后在筋板①的外侧上表面涂覆底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第二，在氧气扩散电极②的四周需要与角形镍材筋板①粘合的部位涂覆底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第三，将氧气扩散电极②的四周粘合在角形镍材筋板①的上表面，固化；第四，将角形镍材盖板③内侧表面涂覆底漆层，再涂覆有机硅橡胶粘合剂层，然后与角形镍材筋板①平行地粘合在气体扩散电极四周的表面，固化；第五，将角形镍材盖板③焊合在电解槽的槽框边缘固定；第六，在角形镍材盖板③与槽框夹缝的非焊合部位填满有机硅橡胶粘合剂，并在有机硅橡胶粘合剂上覆盖一层耐强碱介质的面漆，从而形成一整张电极单元。上述的底漆层为有机硅-环氧底漆，面漆为氟碳面漆。该气体扩散电极可以是一整张面积不大于的电极，也可以是由数块电极拼接而成，拼接方法是在传统离子膜电解槽内将数个上述角形镍材筋板①、氧气扩散电极②、角形镍材盖板③粘合并形成的整张电极单元邻接拼合而成。每个整张电极单元通过焊接在挡板或圆柱上进行进一步固定，挡板或圆柱垂直固定在槽框底部。本发明可以充分利用传统离子膜电解槽的槽框结构，不仅安装方便，而且节约成本。该安装方式能有效地固定氧气扩散电极，密封可靠，耐浓碱腐蚀能力强。可以保证装载了氧气扩散电极的离子膜电解槽在实际电解生产过程中，不发生电解液渗漏。
图1是离子膜电解槽装载氧气扩散电极的安装方式及密封方法示意图；图2三块电极的安装方式及密封方法示意图；其中附图中，①角形镍材筋板，②氧气扩散电极，③角形镍材盖板。
具体实施例方式实施例1单块电极(1.2mX2.4m)的安装密封方法，见附图1。第一，在传统离子膜电解槽的槽框边缘5-lOcm处，焊接一圈直角形镍材筋板①，(将角形镍材筋板的底部焊接在槽框上)然后在筋板①的外侧上表面涂覆有机硅-环氧底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第二，在氧气扩散电极②的四周需要与直角形镍材筋板①粘合的部分涂覆有机硅-环氧底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第三，将氧气扩散电极②的四周粘合在角形镍材筋板①的上表面，固化M小时；第四，将角形镍材盖板③内侧表面涂覆有机硅-环氧底漆层，再涂覆有机硅橡胶粘合剂层，然后与角形镍材筋板①平行地粘合在气体扩散电极四周需要粘合部位的表面，固化25小时；第五，将角形镍材盖板③焊合在电解槽的槽框边缘固定；第六，在角形镍材盖板③与槽框夹缝的非焊合部位填满有机硅橡胶粘合剂，并在有机硅橡胶粘合剂上覆盖一层耐强碱介质的氟碳面漆。实施例2三块小电极的安装密封方法，见附图2。以三块面积为1. 2mX0. 8m小电极为例， 具体拼接步骤如下在传统离子膜电解槽的槽框一侧，距离槽框边缘5-lOcm处，焊接一直角形镍材筋板①矩形框，该矩形的外缘尺寸为1. 2mX0. 8m，将镍材筋板矩形框的底部焊接在槽框上，然后在筋板①的外侧上表面涂覆有机硅-环氧底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第二，在面积为1. 2mX0. 8m的氧气扩散电极②的四周需要与直角形镍材筋板①粘合的部分涂覆有机硅-环氧底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第三，将氧气扩散电极②的四周粘合在镍材筋板①表面，固化25小时；第四，将另一直角形镍材制成的矩形框盖板③内侧表面涂覆底漆层，再涂覆有机硅橡胶粘合剂层，然后粘合在气体扩散电极四周需要粘合的部分的表面，固化至少M小时；第五，将镍材矩形框盖板③焊合在电解槽的槽框边缘和挡板(或圆柱)上，挡板或圆柱垂直固定在槽框底部；第六，在镍材矩形框盖板③与槽框夹缝、挡板的非焊合部位填满有机硅橡胶粘合剂，并在有机硅橡胶上覆盖一层耐强碱介质的氟碳面漆，形成第一块电极单元。按同样的办法，在该离子膜电解槽的槽框内与第一块电极单元并排进行第二块电极、第三块电极的安装。三块小电极 (1. 2mX0. 8m)拼装完成后，总电极面积为1. 2mX 2.鈿。
其他尺寸的小电极也可以按类似的方法拼接安装。
权利要求
1.一种离子膜电解槽的氧气扩散电极的安装及密封方法，其特征在于，包括以下步骤第一，在传统离子膜电解槽的槽框边缘5-lOcm处，焊接一圈角形镍材筋板①，角形镍材筋板的一边底部垂直焊接在槽框底部上，角形镍材筋板的另一边平行于槽框底部指向中心，然后在筋板①的外侧上表面涂覆底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第二，在氧气扩散电极②的四周需要与角形镍材筋板①粘合的部位涂覆底漆层，再在底漆层上涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第三，将氧气扩散电极②的四周粘合在角形镍材筋板①的上表面，固化；第四，将角形镍材盖板③内侧表面涂覆底漆层，再涂覆有机硅橡胶粘合剂层，然后与角形镍材筋板①平行地粘合在气体扩散电极四周的表面，固化；第五，将角形镍材盖板 ③焊合在电解槽的槽框边缘固定；第六，在角形镍材盖板③与槽框夹缝的非焊合部位填满有机硅橡胶粘合剂，并在有机硅橡胶粘合剂上覆盖一层耐强碱介质的面漆，从而形成一整张电极单元。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，由数块电极拼接安装而成，拼接安装方法是在传统离子膜电解槽内将数个上述角形镍材筋板①、氧气扩散电极②、角形镍材盖板③粘合并形成的整张电极单元邻接拼合而成。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述的底漆层为有机硅-环氧底漆，面漆为氟碳面漆。
全文摘要
本发明公开了一种离子膜电解槽的氧气扩散电极的安装及密封方法，属于电解技术领域。第一，在离子膜电解槽槽框边缘5-10cm处，焊接角形镍材筋板①，在筋板①外侧表面涂覆底漆层，再涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第二，在氧气扩散电极②四周涂覆底漆层，再涂覆有机硅橡胶粘合剂层；第三，将氧气扩散电极②粘合在角形镍材筋板①上固化；第四，将角形镍材盖板③内侧表面分别涂覆底漆层和有机硅橡胶粘合剂层，然后粘合在氧气扩散电极表面；第五，将角形镍材盖板③焊合在槽框边缘；第六，在角形镍材盖板③与槽框夹缝的非焊合部位填满有机硅橡胶粘合剂，并覆盖面漆层。本发明安装方便，节约成本，能有效地固定氧气扩散电极，密封可靠，耐浓碱腐蚀。
文档编号C25B9/00GK102337558SQ201110343328
公开日2012年2月1日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者刘景军, 吉静, 张良虎, 李志林, 李海要, 王峰, 王建军, 覃事永 申请人:北京化工大学, 蓝星(北京)化工机械有限公司