一种强制循环离子膜电解槽的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解槽，特别是涉及一种强制循环离子膜电解槽。
【背景技术】
[0002]与传统的水银法或隔膜法制碱工艺相比，离子膜制碱法有诸多优点，如总能耗低、无水银或石棉污染环境、易于操作及控制。现今新建的氯碱生产装置普遍采用离子膜法制碱，而现有的水银法或隔膜法氯碱厂也有一部分在技术改造的同时转型为离子膜法。
[0003]离子膜电解槽是利用阳离子交换膜将电解槽分隔为阳极框室和阴极框室两个部分，通过阳离子膜的选择透过性，阳离子膜允许带正电的离子穿过而阻隔带负电的离子，从而达到分开产物、电化合成的效果。
[0004]离子膜电解槽因其循环方式不同可分为强制循环和自然循环两种，因制作工艺及设计理念等问题，大部分电解槽均为强制循环电解槽。因此对强制循环电解槽的设计创新意义更为重大。传统的强制循环模式电解槽由于流体流经电极网及膜面的区域有限、电流密度较小，导致转化率不高的时产品的产量也不大，严重影响经济效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种强制循环离子膜电解槽，本发明离子膜电解槽可明显增大单位面积下反映区域的有效面积从而节省造价昂贵的离子膜，可以降低离子膜及槽框的高度从而降低经济成本，可缩小槽框厚度从而降低槽电压。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种强制循环离子膜电解槽，所述离子膜电解槽外部结构包括进口管、阳极框室及顶部的气液分离室、出口管；阳极框室为框架结构，在框架结构被若干格栅分割为若干单元室，在所述单元室内设有若干折流板;单元室电解液由底部进口管分别连接各个单元室内，其顶部均与气液分离室联通，出口管设于气液分离室侧面;折流板由上至下横向规律性排布于单元室内，单元室下部临近进口管处不铺设置折流板;进口管顶部对应每个单元室内均设有进口孔。
[0007]所述的一种强制循环离子膜电解槽，所述单元室长宽比在1:5至1:9的范围内，高度为400?800 mm范围。
[0008]所述的一种强制循环离子膜电解槽，所述折流板左右交错排布于单元室两侧格栅上。
[0009]所述的一种强制循环离子膜电解槽，所述折流板安装尺寸中，垂直长度超过单元室宽度的3/5，垂直宽度与单元室宽度相同。
[0010]所述的一种强制循环离子膜电解槽，所述折流板，其特征在于，其安装方向与水平方向、竖直方向均呈一定角度。
[0011]所述的一种强制循环离子膜电解槽，所述进口孔其位置为靠近最下一块折流板所在的格栅侧。
[0012]本发明的优点与效果是:
本发明利用折流板的折流作用，改变了电解液的流动路径，使电解液自下而上的路径由原本的直线流动改为若干“Z”字形上升方式流动，从而大大增加了电解液与膜面的接触面积。
【附图说明】
[0013]图1为本发明【具体实施方式】的结构示意图；
图2为一个阳极室的正视结构示意图；
图3为一个阳极室的左视结构示意图；
图4为单片折流板结构示意图；
图5为单片折流板安装角度示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0015]本发明离子膜电解槽的主要结构包括进口管、阳极框室、折流板、气液分离室和出口管。阳极框室为框架结构，在所属框架结构上设有若干格栅将框架结构分隔为若干单元室。折流板为按一定倾斜角度且按一定规律镶嵌于格栅上的折流装置，且折流板左右交错排布于单元室两侧格栅上。电解质进口管分布到每个单元室内。每个单元顶部联通气液分离室，两相混合物汇总于顶部气液分离室，并从气液分离室侧面的出口管流出。
[0016]图1中个标记分别为:I进口管、2进口孔、3折流板、4气液分离室、5出口管、6隔栅、7单元室。图2中个标记分别为:I进口管、2进口孔、3折流板、4气液分离室。图3中个标记分别为:I进口管、2进口孔、3折流板、4气液分离室、5膜面。图5中，α角为折流板的AB、CD边y轴在y-z面上的夹角，β角为折流板的AD、BC边X轴在x-z面上的夹角。
[0017]本发明的主体为阳极框室，所述阳极框室为框架结构。在所述框架结构被若干格栅分割为若干单元室，在所述单元室内设有若干折流板。所述折流板安装方向与水平、竖直方向成一定角度，其安装位置在每个单元室内从上至下均匀地左右交错排布于单元室两侧格栅上。电解质进口管分布到每个单元室内。每个单元顶部联通气液分离室，两相混合物汇总于顶部气液分离室，并从气液分离室侧面的出口管流出。
[0018]本发明的原理是通过添加折流板的方式，延长了电解液流经膜面的路径，从而增大了膜面的有效面积，在保证相同电解反应进程的同时，可适当的降低电解槽的高度，同时可增大电流密度以提高产品的产量。
[0019]参见图1、4、5，本实发明的具体实施例的具体尺寸及安装位置如下:阳极框室尺寸为27000臟X560臟X20 mm。单元室7的尺寸为150臟X560臟X20臟。进口孔2靠近格栅端的距离为28 mm，单元室内7部左右分列七块折流板3。折流板3的尺寸为113.51 mmX24.15 mmX 1mm。折流板3的安装角度为α=24.45°，β=8°。第一块折流板3到单元室7顶部的距离为34 mm，两块相邻折流板3的间距为37 mm。
[0020]实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。需指出，在不背离本发明实质和范围的前提下，还可对其做出若干改进和润饰，这些对本发明技术方案做出的改变和变形，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种强制循环离子膜电解槽，其特征在于，所述离子膜电解槽外部结构包括进口管、阳极框室及顶部的气液分离室、出口管；阳极框室为框架结构，在框架结构被若干格栅分割为若干单元室，在所述单元室内设有若干折流板;单元室电解液由底部进口管分别连接各个单元室内，其顶部均与气液分离室联通，出口管设于气液分离室侧面;折流板由上至下横向规律性排布于单元室内，单元室下部临近进口管处不铺设置折流板;进口管顶部对应每个单元室内均设有进口孔。2.根据权利要求1所述的一种强制循环离子膜电解槽，其特征在于，所述单元室长宽比在1:5至1:9的范围内，高度为40CK800 mm范围。3.根据权利要求1所述的一种强制循环离子膜电解槽，其特征在于，所述折流板左右交错排布于单元室两侧格栅上。4.根据权利要求3所述的一种强制循环离子膜电解槽，其特征在于，所述折流板安装尺寸中，垂直长度超过单元室宽度的3/5，垂直宽度与单元室宽度相同。5.根据权利要求4所述的一种强制循环离子膜电解槽，其特征在于，所述折流板，其特征在于，其安装方向与水平方向、竖直方向均呈一定角度。6.根据权利要求1所述的一种强制循环离子膜电解槽，其特征在于，所述进口孔其位置为靠近最下一块折流板所在的格栅侧。
【专利摘要】一种强制循环离子膜电解槽，涉及一种电解槽，该阳极离子膜电解槽中包括进口管、阳极框室、气液分离室及出口。阳极框室为框架结构，在框架结构上设有若干格栅，将阳极框室分割为若干单元室。单元室内分布若干块折流板，折流板左右交错分布于单元室两端格栅上。本发明由于该离子膜电解槽的厚度较薄，应用于氯碱工艺过程中可实现较高电流密度的电解过程，从而增大产量；其次，因其折流板的折返功效，该离子膜电解槽的高度可降低为传统离子膜电解槽高度的1/2~3/4，可大量节省电解槽的制作成本；最后，倾斜一定角度的折流板可使流经其上的电解液发生定向转动，增大径向混乱程度，更有利于提高原料的使用率。
【IPC分类】C25B9/00
【公开号】CN105714328
【申请号】CN201610193789
【发明人】张丽, 成蕾, 刘国桢, 王伟红, 刘云义
【申请人】沈阳化工大学