專利名稱：一種電解反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新型電解反應(yīng)裝置，特別涉及一種犧牲陽極的液固兩相之間有機電解反應(yīng)的電解裝置。
技術(shù)背景電解在無機鹽工業(yè)和有機化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中都有廣泛應(yīng)用。在無機鹽工業(yè)如氯堿工業(yè)中廣泛應(yīng)用的有平板電極電解槽及離子膜電解槽。而在有機電化學(xué)合成中，由于反應(yīng)物在介質(zhì)中的溶解度小，電解液導(dǎo)電性不高，因此常用的平板電極電解槽并不適用，因此國內(nèi)外學(xué)者都致力于開發(fā)適合有機電合成的反應(yīng)裝置，如US4963241，US4473449和JP8144155等專利都公開了一種固定床電極電解槽，采用的電流方向與電解液流動方向平行的設(shè)計。但研究表明對于有機物的電解合成要求，電解液在床層的經(jīng)過時間要長，而電流經(jīng)過的路程要短，因此采用上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計不能同時滿足電流分布均勻和足夠停留時間的要求。DD276891專利則公開了一種電流方向與電解液流動方向垂直的結(jié)構(gòu)。它采用一個陰極室和一個陽極室，工作電極為顆粒狀導(dǎo)電物，靠顆粒間點接觸導(dǎo)通電流。在汽油抗暴震劑四烷基鉛的合成中，美國納爾科公司最早于1964年引進了固定床電解法生產(chǎn)工藝，電解槽為顆粒狀電極固定床結(jié)構(gòu)電解槽，陰極為鋼管，陽極為鉛丸。
在電極作為反應(yīng)物參與反應(yīng)的犧牲電極電解反應(yīng)中，通常也采用固定床的結(jié)構(gòu)。但由于電極參與反應(yīng)，不斷被消耗，因而上述專利中的固定床電解反應(yīng)都還有不少問題，如消耗掉電極物質(zhì)的補充，顆粒電極分布的均勻性等。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是改進了常規(guī)的流通式固定床結(jié)構(gòu)，提供一種改進的電解反應(yīng)裝置，使之更好滿足犧牲陽極的電解反應(yīng)的需要。
本實用新型的技術(shù)方案是一種電解反應(yīng)裝置，由電解槽和電極兩部分組成，其中電解槽有進料口、出料口和保溫裝置，進料管焊接在下底上，出料管焊接在上蓋上，電解槽壁外面有保溫夾壁，保溫水進水管和出水管焊接在保溫水夾壁的兩側(cè)，電解槽上蓋采用螺紋連接或卡子連接，電極有陰陽兩極，電解槽作陰極，接線柱是下蓋上的一對螺栓螺母，陽極是金屬棒，并穿過電解槽的下底上的絕緣塞子與陽極接線柱相連接，特別是，所述的電解反應(yīng)裝置有一個與陽極金屬棒相連的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)。尤其是，所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)有可拆卸的絕緣蓋和起固定作用的底托，金屬棒通過底托固定在籠狀結(jié)構(gòu)的中心。所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)的下底形狀最好是倒圓錐形，這樣可以起到更好的效果。所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)的器壁最好遍布網(wǎng)眼，且網(wǎng)眼的形狀是平行四邊形，三角形，長方形或正方形。所述的金屬棒與陽極接線柱的導(dǎo)電連接優(yōu)選插接式。
本實用新型中所述盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)的形狀與電解反應(yīng)裝置的內(nèi)壁相匹配，金屬棒與籠狀結(jié)構(gòu)固定在一起，金屬棒位于籠狀結(jié)構(gòu)的中心，并有可拆卸的絕緣蓋(頂面作成篩子狀，電解液可以自由流通)和起固定作用的底托。金屬棒的一端伸出底托，然后通過與陽絕緣塞子極接線柱插接在一起，既保證了導(dǎo)電又方便摘卸，絕緣盤確保了電解槽和支架之間的絕緣。進料管的最低面與反應(yīng)裝置的最低面相平，這樣電解液可以對電解槽內(nèi)部起到?jīng)_擊作用，避免物料的沉積。
電解時，作為犧牲陽極的金屬顆粒堆積在金屬棒和籠狀結(jié)構(gòu)之間，籠狀結(jié)構(gòu)可以用濾布卡子包上一層濾布，以防止小體積陽極金屬顆粒的逃逸。金屬棒通過陽極接線柱導(dǎo)通電流，電解反應(yīng)開始。在電解反應(yīng)中，金屬陽極顆粒不斷消耗，作為電解液的有機溶液通過強制循環(huán)從下口入，上口出，與金屬顆粒進行充分的電解反應(yīng)。反應(yīng)裝置的上蓋與電解槽壁是螺紋連接或卡子連接，當(dāng)金屬顆粒消耗太多時，可以打開上蓋，將金屬棒和籠狀結(jié)構(gòu)取下來，重新添加金屬顆粒，或更換金屬棒。
本發(fā)明的有益效果采用了籠狀結(jié)構(gòu)后，一方面保證了陽極金屬顆粒的分布均勻，而且消耗掉的陽極金屬顆?？梢院芊奖愕闹匦绿砑樱涣硪环矫嬗捎诨\狀結(jié)構(gòu)器壁網(wǎng)眼的存在，可以有效地促進電解液流動時的湍流，提高了電解液與陽極金屬顆粒反應(yīng)時的傳質(zhì)效果。


圖1是本實用新型電解反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
圖2是籠狀結(jié)構(gòu)正剖視圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實施新型做進一步說明。
本實用新型發(fā)明的電解反應(yīng)裝置，由電解槽和電極兩部分組成，其中電解槽有進料口、出料口和保溫裝置，如附圖1所示，進料管4焊接在下底3上，出料管5焊接在上蓋2上，電解槽壁1外面有循環(huán)水夾壁6，循環(huán)水的進水管7和出水管8焊接在循環(huán)水夾壁6的兩側(cè)，電解槽上蓋2與電解槽壁1采用螺紋連接；電極有陰陽兩極，電解槽器壁作陰極，接線柱是下底3上的一對螺栓螺母12，陽極是金屬棒9，與一個盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)13相連，并穿過電解槽的下底3上的絕緣塞子18與陽極接線柱11相連接。其中所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)13有可拆卸的絕緣蓋14和起固定作用的底托15，金屬棒9通過底托15固定在籠狀結(jié)構(gòu)13的中心?；\狀結(jié)構(gòu)為倒圓錐形。如圖2所示，其中所述的籠狀結(jié)構(gòu)13的器壁遍布網(wǎng)眼，且網(wǎng)眼的形狀是長方形。其中所述的籠狀結(jié)構(gòu)13與陽極接線柱11的連接是插接式連接。
本實用新型中所述盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)13的形狀與電解反應(yīng)裝置的內(nèi)壁相匹配，金屬棒9與籠狀結(jié)構(gòu)13固定在一起，金屬棒9位于籠狀結(jié)構(gòu)13的中心，金屬棒9的一端伸出底托15，然后通過與陽絕緣塞子18極接線柱11插接在一起。電解時，作為犧牲陽極的金屬顆粒堆積在金屬棒9和籠狀結(jié)構(gòu)13之間，籠狀結(jié)構(gòu)13可以用濾布卡子16包上一層濾布，金屬棒9通過陽極接線柱11導(dǎo)通電流，電解反應(yīng)開始。在電解反應(yīng)中，金屬陽極顆粒不斷消耗，作為電解液的有機溶液通過強制循環(huán)從下口入，上口出，與金屬顆粒進行充分的電解反應(yīng)。反應(yīng)裝置的上蓋2與電解槽壁1是螺紋連接，當(dāng)金屬顆粒消耗太多時，可以打開上蓋2，將金屬棒9和籠狀結(jié)構(gòu)13取下來，重新添加金屬顆粒，或更換金屬棒。
例無水乙醇和金屬鈦電解反應(yīng)生成乙醇鈦。
反應(yīng)式其中金屬棒9和金屬顆粒的材料是純Ti，圖中件絕緣蓋14、濾布卡子16、絕緣盤17采用工程塑料，密封墊10的材料是橡膠，其余全部采用不銹鋼。電解槽內(nèi)徑80mm，外徑100mm，總高230mm，鈦顆粒包內(nèi)徑54mm，外徑60mm，鈦棒直徑26mm，總長200mm。
權(quán)利要求1.一種電解反應(yīng)裝置，由電解槽和電極兩部分組成，其中電解槽有進料口、出料口和保溫裝置，進料管(4)焊接在下底(3)上，出料管(5)焊接在上蓋(2)上，電解槽壁(1)外面有保溫夾壁(6)，保溫水進水管(7)和出水管(8)焊接在保溫水夾壁(6)的兩側(cè)，電解槽上蓋(2)采用螺紋連接或卡子連接，電極有陰陽兩極，電解槽作陰極，接線柱是下蓋(3)上的一對螺栓螺母(13)，陽極是金屬棒(9)，并穿過電解槽的下底(3)上的絕緣塞子(18)與陽極接線柱(11)相連接，其特征是，所述的電解反應(yīng)裝置有一個與陽極金屬棒(9)相連的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)(13)。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的電解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)(13)有可拆卸的絕緣蓋(14)和起固定作用的底托(15)，金屬棒(9)通過底托(15)固定在籠狀結(jié)構(gòu)(13)的中心。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的電解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)(13)的下底形狀是倒圓錐形。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的電解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)(13)的器壁遍布網(wǎng)眼，且網(wǎng)眼的形狀是平行四邊形，三角形，長方形或正方形。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的電解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的金屬棒(9)與陽極接線柱(11)的導(dǎo)電連接是插接式。
專利摘要本實用新型涉及一種電解反應(yīng)裝置，特別涉及一種犧牲陽極的液固兩相之間有機電解反應(yīng)的電解反應(yīng)裝置，該電解反應(yīng)裝置，由電解槽和電極兩部分組成，其特征是，所述的電解反應(yīng)裝置有一個與陽極金屬棒(9)相連的盛放犧牲陽極顆粒的籠狀結(jié)構(gòu)(13)。本實用新型提供的電解反應(yīng)裝置，改進了常規(guī)的流通式固定床結(jié)構(gòu)，保證了陽極金屬顆粒的分布均勻，而且消耗掉的陽極金屬顆?？梢院芊奖愕闹匦绿砑?，由于籠狀結(jié)構(gòu)器壁網(wǎng)眼的存在，可以有效地促進電解液流動時的湍流，提高了電解液與陽極金屬顆粒反應(yīng)時的傳質(zhì)效果。
文檔編號C25B11/00GK2575117SQ0226149
公開日2003年9月24日 申請日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者孫健, 王立永, 劉曉暉, 馬超, 馬燕 申請人:中國樂凱膠片公司上海技術(shù)開發(fā)分公司, 中國樂凱膠片集團公司