一种电解液流量可调整的离子膜电解装置的制作方法

本发明涉及化工，具体为一种电解液流量可调整的离子膜电解装置。

背景技术：

1、电解是一种电化学加工技术，被广泛应用于氯碱工业、电镀、精炼铜等技术领域，离子膜分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜等几种类型，阳离子交换膜多用于氯碱工业，能够有效抑制电解产物相互混合。

2、现有的离子膜电解装置去除水垢的能力不足，阳离子交换膜容易受到水垢的影响，产生劣化变质的现象，高碱、高盐和低温工况下，阳离子交换膜含水量不足，性能降低，加剧副反应，低碱及低盐工况下，阳离子交换膜含水量过高，容易引发膜膨胀现象，降低电流效率，现有的电解装置在调节酸碱度及盐度过程中，温控能力难以得到充分保障，导致耗电量增加，离子膜的综合防护能力有所不足，离子膜使用寿命受限。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电解液流量可调整的离子膜电解装置，解决了电解装置难以在不降低电解效率的前提下对离子膜提供充分保护的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电解液流量可调整的离子膜电解装置，包括底板，所述底板顶端从后向前依次设置有电解机构、均热机构、预热机构和预给料机构，所述预给料机构的一侧设置有控制器，所述预给料机构与预热机构连通，所述预热机构和电解机构均与均热机构连通；

5、所述电解机构包括电解槽，所述电解槽顶端固定连接有顶盖，所述顶盖左端设置有盐度计，所述顶盖右端设置有ph计，所述顶盖顶端中部设置有温度传感器a，所述电解槽和顶盖之间设置有三个阳极室和三个阴极室，所述阳极室和阴极室相互交错，相邻的所述阳极室和阴极室之间设置有阳离子交换膜，所述电解槽内部从左向右第一个阳极室内部固定连接有电极板a，所述电解槽内部从左向右第二个和第三个阳极室内部均固定连接有电极网a，所述电解槽内部从左向右第三个阴极室内部固定连接有电极板b，所述电解槽内部从左向右第一个和第二个阴极室内部均固定连接有电极网b，所述电解槽左右两侧均设置有电热板a，所述电解槽固定连接在水浴箱的内侧底端；

6、所述均热机构包括均热筒，所述均热筒前部内侧固定连接有轴流风机，所述均热筒中部内侧固定连接有螺旋管a和螺旋管b，所述螺旋管a与螺旋管b相互缠绕，所述螺旋管a前端连通有进流管a，所述螺旋管b前端连通有进流管b，所述螺旋管a后端连通有导流管a，所述螺旋管b后端连通有导流管b，所述导流管a后端连通有分流管a，所述导流管b后端连通有分流管b，所述均热筒后部连通有返气管；

7、所述预热机构包括预热箱，所述预热箱内部左右两侧均固定连接有除垢箱，所述除垢箱内侧顶端从后向前依次固定连接有三个电热板b，所述除垢箱内侧底端从后向前依次固定连接有两个电热板c，所述电热板b与电热板c相互交错；

8、所述预给料机构包括耐腐蚀泵a和耐腐蚀泵b，所述耐腐蚀泵a的进水口与盐罐连通，所述耐腐蚀泵b的进水口与碱罐连通。

9、优选的，所述预热箱右侧的除垢箱与进流管a连通，所述预热箱左侧的除垢箱与进流管b连通，所述预热箱左侧的除垢箱顶端和预热箱右侧的除垢箱顶端之间固定连接有控流板，所述控流板固定连接在预热箱的前侧壁和后侧壁之间，所述均热筒的前端与预热箱的中部连通，所述返气管的前端与预热箱的顶部连通。

10、优选的，所述盐度计的检测端设置在电解槽的内侧左端，所述ph计的检测端设置在电解槽的内侧右端，所述温度传感器a的检测端设置在电解槽的内部，所述阳离子交换膜固定连接在电解槽和顶盖之间，所述电热板a固定连接在电解槽的内侧底端，所述顶盖贯穿水浴箱，所述顶盖顶部均匀固定连接有六个排气管，所述顶盖后侧底部均匀固定连接有六个排液管，所述顶盖顶部的六个排气管分别与三个阳极室和三个阴极室连通，所述顶盖底部的六个排液管分别与三个阳极室和三个阴极室连通，所述分流管a与三个阳极室连通，所述分流管b与三个阴极室连通，所述耐腐蚀泵a的出水口与预热箱右侧的除垢箱的前侧顶部连通，所述耐腐蚀泵b的出水口与预热箱左侧的除垢箱的前侧顶部连通。

11、优选的，所述电极板a通过导线与两个电极网a并联，所述电极板a和两个电极网a均为阳极，所述电极板b通过导线与两个电极网b并联，所述电极板b和两个电极网b均为阴极。

12、优选的，所述电解槽、螺旋管a和螺旋管b的材质均为导热材料，所述顶盖、水浴箱、均热筒、进流管a、进流管b、导流管a、导流管b、返气管和预热箱的材质均为隔热材料。

13、优选的，所述水浴箱、均热筒、预热箱、耐腐蚀泵a、耐腐蚀泵b、盐罐和碱罐均固定连接在底板的顶端。

14、优选的，所述控制器与盐度计、ph计、温度传感器a、电极板a、电极板b、电热板a、轴流风机、电热板b、电热板c、温度传感器b、耐腐蚀泵a和耐腐蚀泵b电性连接。

15、优选的，一种电解液流量可调整的离子膜电解装置的工作方法，包括以下步骤：

16、s1.预热除垢

17、通过耐腐蚀泵a和耐腐蚀泵b将盐罐和碱罐内的饱和氯化钠溶液和低浓度氢氧化钠溶液泵入预热箱内的两个除垢箱中，通过相互交错的电热板b和电热板c对饱和氯化钠溶液和低浓度氢氧化钠溶液进行预热，同时使饱和氯化钠溶液和低浓度氢氧化钠溶液中的水垢析出并对水垢进行拦截；

18、s2.盐碱均热

19、两个除垢箱内的溶液分别通过进流管a和进流管b进入螺旋管a和螺旋管b内，通过轴流风机配合返气管使均热筒与预热箱内的热空气往复流通，热空气与螺旋管a和螺旋管b内的溶液对流，使相互缠绕的螺旋管a和螺旋管b内的溶液温度均等；

20、s3.电解作业

21、螺旋管a和螺旋管b内的溶液通过导流管a和分流管a以及导流管b和分流管b流入三个阳极室和三个阴极室内，使电解槽内充满电解液，通过电极板a和电极板b配合电极网a和电极网b对电解液进行电离，电离产生的氯气通过与阳极室连通的排气管排出，电离产生的氢气通过与阴极室连通的排气管排出，低浓度氯化钠溶液通过与阳极室连通的排液管排出，高浓度氢氧化钠溶液通过与阴极室连通的排液管排出；

22、s4.工况调节

23、电解过程中，盐度计配合控制器对电解槽内的盐度进行检测，当电解槽内的盐度低于盐度设定值的98％或高于盐度设定值的102％时，控制器对耐腐蚀泵a的功率进行调节，使电解槽内的盐度恢复至盐度设定值，ph计配合控制器对电解槽内的酸碱度进行检测，当电解槽内的酸碱度低于酸碱度设定值的98％或高于酸碱度设定值的102％时，控制器对耐腐蚀泵b的功率进行调节，使电解槽内的酸碱度恢复至碱度设定值，通过温度传感器a配合控制器对电解槽内的温度进行检测，当电解槽内的温度低于电解槽温度设定值的98％或高于电解槽温度设定值的102％时，控制器对电热板a的功率进行调节，使电解槽内的温度恢复至电解槽温度设定值，通过温度传感器b配合控制器对除垢箱内的温度进行检测，当除垢箱内的温度低于除垢箱温度设定值的98％或高于除垢箱温度设定值的102％时，控制器对电热板b和电热板c的功率进行调节，使除垢箱内的温度恢复至除垢箱温度设定值。

24、(三)有益效果

25、本发明提供了一种电解液流量可调整的离子膜电解装置。具备以下有益效果：

26、1、本发明通过除垢箱内相互交错的电热板b和电热板c对饱和氯化钠溶液和低浓度氢氧化钠溶液进行预热，同时使溶液中的水垢析出并对水垢进行拦截，通过盐度计配合ph计和控制器对电解槽内的盐度和酸碱度进行检测，并通过预给料机构对电解槽内电解液的流量进行调节，从而使盐度和酸碱度维持在设定值，通过温度传感器a、温度传感器b配合控制器、电热板a、水浴箱、电热板b和电热板c对电解槽和预热箱内的温度进行调节，轴流风机配合返气管使均热筒与预热箱内的热空气往复流通，热空气与螺旋管a和螺旋管b内的溶液对流，使相互缠绕的螺旋管a和螺旋管b内的溶液温度均等，从而使电解槽内温度分布的均匀性，既能对阳离子交换膜提供充分防护，又能保证电解效率不受影响。

27、2、本发明的螺旋管a和螺旋管b散发的热量对均热筒内的空气进行加热，通过轴流风机将均热筒内的热空气转移至预热箱内，热空气在控流板的作用下，从控流板下方围绕除垢箱流动至控流板上方，再沿返气管回流至均热筒内部，在均衡螺旋管a与螺旋管b内溶液温度的同时，利用均热筒内的余热对预热箱进行保温，降低能源损耗。