一种氟化氢电解槽的制作方法

1.本实用新型涉及电解槽技术领域，尤其涉及一种氟化氢电解槽。


背景技术：

2.氟是一种化学性质很活泼的元素，在自然界中几乎没有游离氟存在，制备氟气一般是通过电解氟化氢，在电解阳极收集氟气，阴极收集氢气，由于氟气的化学性质十分活泼，需要对氟气及时进行收集处理，保证设备的安全性。在生产收集的氟气中，含有部分杂质，混合杂质的氟气在输送过程中，容易造成管路的堵塞，存在一定的安全隐患。
3.同时，在电解过程中，电解槽会产生大量的热量，而温度越高，电解槽内电解质的稳定越差，氟化氢的电解速率越低，现有的设备对电解槽的降温效果较差，无法及时降低电解槽的温度，无法保证电解质的稳定电解状态，造成氟气的生产效率不稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种氟化氢电解槽，增加旋风分离机构，能够对大颗粒杂质和少量的液滴进行分离，避免气路堵塞；设置冷却机构进行冷却降温，保证电解质的稳定电解状态，保证氟气的生产效率。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种氟化氢电解槽，包括槽体、阳极端、阳极出气管、阴极端、阴极出气管、分隔机构、旋风分离机构、尾气处理机构和冷却机构；
6.所述阳极端和所述阴极端分别设置在所述槽体内，所述分隔机构设置在所述阳极端和所述阴极端之间，所述分隔机构将所述槽体的内部分隔为用于容纳所述阳极端的阳极腔体和用于容纳所述阴极端的阴极腔体，所述阳极腔体的上部和所述阴极腔体的上部互不连通；
7.所述阳极出气管的一端与所述阳极腔体的上部连通，所述阳极出气管的另一端与所述旋风分离机构的进气端连通，所述旋风分离机构的出气端与后一工序的设备连通；
8.所述阴极出气管的一端与所述阴极腔体的上部连通，所述阴极出气管的另一端与所述尾气处理机构的进气端连通；
9.所述冷却机构设置在所述槽体内和所述槽体的外壁。
10.优选的，所述冷却机构包括第一进水管路、第一调温器、第一换热管路和第一回水管路，所述第一换热管路设置在所述槽体内，所述第一进水管路与所述第一换热管路的一端连通，所述第一回水管路与所述第一换热管路的另一端连通，所述第一调温器设置在所述第一进水管路上。
11.优选的，所述第一换热管路为盘管结构，所述第一换热管路的外壁电镀有镍层。
12.优选的，还包括第二换热管路，所述第二换热管路设置在所述槽体的外壁，所述第一进水管路与所述第二换热管路的一端连通，所述第一回水管路与第二换热管路的另一端连通。
13.优选的，所述第二换热管路为盘管结构，所述第二换热管路的剖面结构为半括号
结构。
14.优选的，还包括第一氮气管路和第二氮气管路，所述第一氮气管路与所述阳极腔体连通，所述第二氮气管路与所述阴极腔体连通。
15.优选的，所述第一氮气管路上设置有第一转子流量计和第一止回阀，所述第二氮气管路上设置有第二转子流量计和第二止回阀。
16.本实用新型的一个技术方案的有益效果：本实用新型通过分隔机构将阳极端和阴极端分隔开，在阳极端收集氟气，在阴极端收集氢气，避免电解产生的氟气和氢气混合。在阳极出气管输出氟气时，氟气中含有部分大颗粒杂质或少量的液滴，在阳极出气管上增加旋风分离机构，能够对大颗粒杂质和少量的液滴进行分离，达到气液固分离的目的，提高输出氟气的纯度，避免大颗粒杂质堵塞输送气路。同时，在槽体内以及槽体的外壁设置冷却机构，从槽体的内部以及槽体的外壁两个部分进行冷却降温，实现调节电解槽温度的目的，保证电解质的稳定电解状态，保证氟气的生产效率。
附图说明
17.图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；
18.图2是本实用新型一个实施例槽体内部的结构示意图。
19.其中：槽体1、阳极端2、阳极出气管3、阴极端4、阴极出气管5、分隔机构6、旋风分离机构7、冷却机构8、第一进水管路81、第一调温器82、第一换热管路83、第一回水管路84、第二换热管路85、第一氮气管路9、第二氮气管路10。
具体实施方式
20.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
21.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
23.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.参阅图1和图2所示，一种氟化氢电解槽，包括槽体1、阳极端2、阳极出气管3、阴极
端4、阴极出气管5、分隔机构6、旋风分离机构7、尾气处理机构和冷却机构8；
26.所述阳极端2和所述阴极端4分别设置在所述槽体1内，所述分隔机构6设置在所述阳极端2和所述阴极端4之间，所述分隔机构6将所述槽体1的内部分隔为用于容纳所述阳极端2的阳极腔体和用于容纳所述阴极端4的阴极腔体，所述阳极腔体的上部和所述阴极腔体的上部互不连通；
27.所述阳极出气管3的一端与所述阳极腔体的上部连通，所述阳极出气管3的另一端与所述旋风分离机构7的进气端连通，所述旋风分离机构7的出气端与后一工序的设备连通；
28.所述阴极出气管5的一端与所述阴极腔体的上部连通，所述阴极出气管5的另一端与所述尾气处理机构的进气端连通；
29.所述冷却机构8设置在所述槽体1内和所述槽体1的外壁。
30.氟是一种化学性质很活泼的元素，在自然界中几乎没有游离氟存在，制备氟气一般是通过电解氟化氢，在电解阳极收集氟气，阴极收集氢气，由于氟气的化学性质十分活泼，需要对氟气及时进行收集处理，保证设备的安全性。在生产收集的氟气中，含有部分杂质，混合杂质的氟气在输送过程中，容易造成管路的堵塞，存在一定的安全隐患。
31.同时，在电解过程中，电解槽会产生大量的热量，而温度越高，电解槽内电解质的稳定越差，氟化氢的电解速率越低，现有的设备对电解槽的降温效果较差，无法及时降低电解槽的温度，无法保证电解质的稳定电解状态，造成氟气的生产效率不稳定。
32.本实用新型通过分隔机构6将阳极端2和阴极端4分隔开，在阳极端2收集氟气，在阴极端4收集氢气，避免电解产生的氟气和氢气混合。在阳极出气管3输出氟气时，氟气中含有部分大颗粒杂质或少量的液滴，在阳极出气管3上增加旋风分离机构7，能够对大颗粒杂质和少量的液滴进行分离，达到气液固分离的目的，提高输出氟气的纯度，避免大颗粒杂质堵塞输送气路。同时，在槽体1内以及槽体1的外壁设置冷却机构8，从槽体1的内部以及槽体1的外壁两个部分进行冷却降温，实现调节电解槽温度的目的，保证电解质的稳定电解状态，保证氟气的生产效率。
33.优选的，所述冷却机构8包括第一进水管路81、第一调温器82、第一换热管路83和第一回水管路84，所述第一换热管路83设置在所述槽体1内，所述第一进水管路81与所述第一换热管路83的一端连通，所述第一回水管路84与所述第一换热管路83的另一端连通，所述第一调温器82设置在所述第一进水管路81上。
34.采用这种结构，第一进水管路81连接循环冷却液上水端，第一回水管路84连接循环冷却液回水端，第一换热管路83设置在槽体1内，在电解过程中，通过加入冷却液，对电解质进行降温。
35.具体地，所述第一换热管路83为盘管结构，所述第一换热管路83的外壁电镀有镍层。第一换热管路83采用盘管结构能够尽可能大地提高第一换热管路83与电解质液体的接触面积，提高换热效率。由于氟化氢具有一定的腐蚀性，在第一换热管路83的外壁电镀镍层，在不影响换热效率的前提下，提高第一换热管路83的耐腐蚀行，起到保护作用。
36.优选的，还包括第二换热管路85，所述第二换热管路85设置在所述槽体1的外壁，所述第一进水管路81与所述第二换热管路85的一端连通，所述第一回水管路84与第二换热管路85的另一端连通。当第一换热管路83的降温效果不理想时，使用第二换热管路85对槽
体1的外壁进行换热，进一步提高降温效果，通过内部和外部同时降温，对电解质的降温效果更佳。
37.具体地，所述第二换热管路85为盘管结构，所述第二换热管路85的剖面结构为半括号结构。第二换热管路85也采用盘管结构，能够提高第二换热管路85与槽体1之间的接触面积，第二换热管路85采用剖面结构为半括号的结构，直接扣合在槽体1的外壁，与槽体1的外壁共用一个壁面，使冷却液能够直接与槽体1的外壁接触，提高降温效率。
38.优选的，还包括第一氮气管路9和第二氮气管路10，所述第一氮气管路9与所述阳极腔体连通，所述第二氮气管路10与所述阴极腔体连通。所述第一氮气管路9上设置有第一转子流量计和第一止回阀，所述第二氮气管路10上设置有第二转子流量计和第二止回阀。
39.在电解过程中，通过第一氮气管路9和第二氮气管路10分别对阳极腔体和阴极腔体内加入氮气，由于氮气不与氟气或氢气发生反应，而且氮气的价格优惠，加入氮气可以快速导出腔内的氟气或氢气，提高了生产效率。
40.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。