专利名称：铜阴极复极电解槽的制作方法
技术领域：
一种铜阴极复极电解槽是氯碱工业专用设备复极电解槽的实用新型。
复极电解槽在现代氯碱工业中得到广泛应用，是由多个复极元件和相应配件组合而成。复极元件是由阴极和阳极两部分组成整体，在电路上直接串联而物料又完全隔开以免发生化学反应。如日本专利285184/92阴极由镍合金钢作成锅状体阴极室，阳极由钛作成锅状体阳极室，背靠背的相接触紧密而导电，其锅状体内分别设置框架和有活性涂层的多孔板或网状的阴极或阳极再加上法兰及周壁等外壳部分而成为复极元件，两端一为单阴极元件另一为单阳极元件，各元件间加入离子交换膜，并串联排列再由紧固装置装配成整体电解槽。由于镍合金钢及钛的比电阻为铜的10倍以上，且相互间接触电阻大，故导体电压降大而增加了生产过程中的电耗。意大利专利1214455/92是用一块带凸台的铁板分隔阴极和阳极，镍制的阴极室和钛制的阳极室的背板部分压成相应的凹入部分，与隔板的凸台装配并焊接而导电，其余部分类似前述复极电解槽。这种结构因接点多，而增加了接触电阻，也使电耗高，并因所用昂贵材料多而需多投资。
中国专利9110103010，日本专利250303/90采用带框的铜多孔板或网来制作阴极，在铜上镀镍作保护层，再在上面作活性涂层，加上膜便作成一个单极电解槽，再通过导线与系统中另一电解槽的阳极串联，因而电流经过路程较长，电耗较多。
本实用新型的目的是使电流经过的路程较短的复极电解槽中，电流所经过的固体导体主要是电阻小的铜，以降低电耗和节约投资。其技术原理是铜在温度低于沸点的浓碱中有相当的耐蚀能力，而且易于与镍及钛相结合，有良好的加工性能，可以设计为适当的结构而作为复极元件的阴极部分的主要材料和电解槽电路的主要部分。
采用的技术方案为多个在元件外框内有阴极室和阳极室使物料分开而电路直接串联的复极元件，阴极与阳极交替排列，两端分别为单阴极元件及单阳极元件，各元件间放置膜与垫片，经压紧装置而连成整体。由管路向元件内送入物料和导出产物，并同时通入直流电。送入物料为碱金属的氯化物溶液，阳极室内产物为氯气，阴极室内产物为氢气和碱金属的氢氧化物。阴极部分用铜制作阴极室及上面放电用的多孔板或网，铜上镀镍或复盖抗碱层以保护，放电表面并复盖活性层以降低氢的过电压。阴极室底板与阳极室底板紧密接触而导电，或由阴极室向阳极室伸出表面复有钛层的空心或实心的铜芯导电柱，将电流导至与复合的钛层相连接的阳极放电的多孔板或网上。
本实用新型的优点在于使用导电性能好而相对价格较廉的铜作导电结构主要材料，使电流经过路程短且大部在铜内。使每吨烧碱的生产用电减少70kw·h，使电解槽的造价降低5～10％。
结合附图及实施例详细叙述如下
图1为铜阴极复极电解槽正视图。
图2为向阳极伸出空心柱式复极元件正视图。
图3为向阳极伸出空心柱式复极元件侧视图。
图4为向阳极伸出实心柱式复极元件正视图。
图5为向阳极伸出实心柱式复极元件侧视图。
图中1为底座，2为压紧装置，3为单阳极元件，4为复极元件，5为阳极垫片，6为膜，7为阴极垫片，8为单阴极元件，9为阴极多孔板或网，10为阴极室框，11为阴极导电柱，12元件外框，13阳极筋板，14阳极空心导电柱，15阳极室框，16为阳极多孔板或网，17阴极弹簧导电柱，18阳极实心导电柱，19中间隔板。
实例1如
图1，在底座(1)上，放置多个复极元件(4)，按阴极在左而阳极在右的顺序依次直立排列，最左端为单阳极元件(3)，最右端为单阴极元件(8)，各元件在阳极侧放置阳极垫片(5)，阴极侧放置阴极垫片(7)，垫片间放置膜(6)，由压紧装置(2)紧固而成电解槽。流体由管路送入元件内和从元件内引出。
复极元件(4)的结构为阴极最外一面为阴极多孔板或网(9)与阴极室框(10)组成立方体形的阴极室，底板上有阴极导电柱(11)以支承(9)及导电，全部由铜制作并镀镍作保护层，(9)在保护层上复有活性层。由阳极多孔板或网(16)与阳极室框(15)组成阳极室，底板与阴极室底板紧密接触而导电，并有阳极筋板(13)加固以阻止变形并向(16)导电和支承，全部由钛制作，在阳极多孔板或网(16)上有活性涂层。与元件外框(12)连成整体。
实例2电槽装配方式和制作材料同实例1，复极元件(4)的结构形式如图2及图3。在元件外框(12)内的阴极室框(10)底板与阳极室框(15)的底板冲压成伸向阳极室内的空心的阳极导电柱(14)，直接与阳极多孔板或网(16)相连接而导电并支承，并用阳极筋板(13)加固以阻止变形。其余与实例1相同。
实例3电槽装配方式和制作材料同实例1，复极元件(4)的结构如图4及图5，在元件外框(12)内的阴极室框(10)底板上有铜制镀镍的带弹簧的阴极弹簧导电柱(17)，对阴极多孔板或网(9)导电和支承，弹簧使阴极与膜(6)成零间隙接触时，对膜(6)有相当于500～5000Pa的压力。阴极室底板的另一面与防止变形与元件外框(12)相连接的中间隔板(19)相接触，并有铜制上复有钛层的实心阳极导电柱(18)由阴极室底板向阳极室伸出与阳极多孔板或网(16)连接而导电并支承。阳极室底板也与中间隔板(19)紧密接触。其余与实例1相同。
权利要求1.一种铜阴极复极电解槽，为氯碱工业专用设备，多个在元件外框内有阴极室和阳极室的复极元件，两边分别为单阴极元件及单阳极元件，各元件间放置膜与垫片，经压紧装置而连成整体，其特征在于(a)复件元件的阴极部分及电路主要部分用铜制作，阴极与阳极在元件内直接连接而导电；(b)铜上有保护层，在放电表面有活性层复盖于保护层外面。
专利摘要铜阴极复极电解槽，是氯碱工业专用设备复极电解槽的实用新型。多个有阴极室及阳极室使物料分开而电路直接串联的复极元件。阴极和阳极交替排列，两端分别为单阴极元件或单阳极元件，元件间放置膜及垫片，经压紧装置连接成整体。阴极部分用铜制作，铜上有保护层，在放电表面有活性涂层。阴极与阳极直接结合而串联导电。
文档编号C25B1/00GK2234447SQ9520259
公开日1996年9月4日 申请日期1995年2月20日 优先权日1995年2月20日
发明者王国诚 申请人:王国诚