本實(shí)用新型涉及一種電解槽，尤其涉及一種高電流密度運(yùn)行膜極距電解槽，屬于化學(xué)工業(yè)中氯堿工業(yè)中的電解設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有電解槽存在的問題：

1、陽極反應(yīng)室頂部的氣液出口通道口面積太小，無法滿足高電流密度運(yùn)行的需求，造成離子膜下氣體堆積振動(dòng)，離子膜產(chǎn)生水泡和針孔，陽極液中鹽酸、次氯酸根、游離氯等滲入陰極反應(yīng)，腐蝕橡膠密封墊和陰極電極，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降和電極性能下降，嚴(yán)重的無法運(yùn)行。

2、氣液分離不好，在出液軟管中可見喘流現(xiàn)象，造成槽內(nèi)壓力波動(dòng)和離子膜的抖動(dòng)，加快離子膜的磨損。

3、連接陰極鎳盤和陽極鈦盤的鋼鈦復(fù)合板存在著容易開裂、生銹、焊點(diǎn)脫焊等現(xiàn)象，導(dǎo)電性能受到影響，造成接觸電壓降偏高，電解電耗高，嚴(yán)重的導(dǎo)致影響電解槽安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能夠滿足高電流密度運(yùn)行，運(yùn)行穩(wěn)定，離子膜使用壽命長的高電流密度運(yùn)行膜極距電解槽。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種高電流密度運(yùn)行膜極距電解槽，它包括多個(gè)單元電解槽以及兩端的半單元電解槽，所述多個(gè)單元電解槽之間以及單元電解槽與半單元電解槽之間設(shè)置有離子膜與密封墊片，所述單元電解槽包括四周邊框，所述四周邊框包括上邊框、下邊框、左邊框以及右邊框，所述上邊框的下方設(shè)置有出液通道，所述下邊框的上方設(shè)置有進(jìn)液通道，出液通道與進(jìn)液通道之間的區(qū)域設(shè)置有陽極室和陰極室，所述進(jìn)液通道包括與陽極室連通的陽極進(jìn)液通道以及與陰極室連通的陰極進(jìn)液通道，陽極進(jìn)液通道和陰極進(jìn)液通道分別設(shè)置有陽極進(jìn)液分散管和陰極進(jìn)液分散管，所述出液通道包括與陽極室連通的陽極出液通道以及與陰極室連通的陰極出液通道，其特征在于所述陽極出液通道的外側(cè)面設(shè)置有陽極密封面，陽極出液通道內(nèi)設(shè)置有陽極氣液分離盒、瓦欏板以及陽極出液管，所述陽極氣液分離盒的進(jìn)液口與陽極室通過瓦欏板連通，所述陽極氣液分離盒的內(nèi)壁包括前段平滑的消泡板段以及后段鏤空的消泡網(wǎng)段，所述陽極氣液分離盒的出液口連通陽極出液管，所述陰極出液通道的外側(cè)面設(shè)置有陰極密封面，陰極出液通道內(nèi)設(shè)置有陰極氣液分離盒以及陰極出液管，所述陰極氣液分離盒的進(jìn)液口與陰極室連通，所述陰極氣液分離盒的出液口連通陰極出液管。

陽極出液管由槽鋼型鈦板制成，陰極出液管由槽鋼型鎳板制成。

所述陽極室由內(nèi)側(cè)的陽極盤以及外側(cè)的陽極網(wǎng)包圍而成，所述陰極室由內(nèi)側(cè)的陰極盤以及外側(cè)的陰極網(wǎng)包圍而成，所述陽極室內(nèi)設(shè)置有豎向布置的多根陽極筋板，陽極筋板之間設(shè)置有循環(huán)板，循環(huán)板的長度從陽極進(jìn)液口至陽極出液口的方向逐漸縮短。

所述陽極盤與陰極盤背對(duì)背扣在四周邊框上，陽極盤與陰極盤之間設(shè)置有多塊鈦鎳復(fù)合板作為連接，相鄰兩塊鈦鎳復(fù)合板之間設(shè)置有鎳絲編織而成的彈性填充網(wǎng)作為填充。

所述鈦鎳復(fù)合板由鈦板以及鎳板壓合而成，所述鈦板以及鎳板均制成條狀結(jié)構(gòu)，所述鈦板的寬度小于鎳板的寬度，沿鎳板的長度方向均勻布置有多個(gè)相互平行的插孔，所述鈦板沿鎳板長度方向由插孔穿過，并與所述鎳板壓合在一起形成鈦鎳復(fù)合板。

所述陽極盤與陰極盤均為折邊而成的盤狀結(jié)構(gòu)，所述陽極盤用鈦材制成，所述陰極盤用鎳材制成，所述陰極網(wǎng)從內(nèi)至外依次包括陰極底網(wǎng)、陰極彈性網(wǎng)以及陰極面網(wǎng)，陰極網(wǎng)形成膜極距結(jié)構(gòu)。

陽極進(jìn)液口和陽極出液口分別設(shè)置于陽極進(jìn)液通道和陰極出液通道的一組遠(yuǎn)端，陰極進(jìn)液口和陰極出液口分別設(shè)置于陰極進(jìn)液通道和陰極出液通道的另一組遠(yuǎn)端，陰極出液口和陽極出液口連接處的犧牲電極內(nèi)徑增大至27mm，陰極出液口和陽極出液口連接的出液軟管加長至1040mm。

上邊框的頂部設(shè)置有吊耳。

左邊框和右邊框的外側(cè)設(shè)置有托架。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、陽極室和陰極室上方的氣液分離盒，能保證氣液分離快速而順暢排出。陽極氣液分離盒內(nèi)有消泡，濾泡和氣液分離的結(jié)構(gòu)起到消除氣泡、氣液分離的作用。作為上部密封面，瓦欏板結(jié)構(gòu)的氣液排出通道，采用槽鋼型支承作為出液管，朝向氣液分離盒的一側(cè)的槽鋼均布開孔，便于液體的回落和排向出口管。

2、分布在陽極室內(nèi)的循環(huán)板，按由長到短傾斜排列在筋板間，使電解液在沿電極表面上下形成平行環(huán)流和對(duì)角線流動(dòng)，使陽極室內(nèi)的電解液濃度均勻，有效提高電解效率和保護(hù)離子膜。

3、連接陽極鈦盤和陰極鎳盤使用的是鈦鎳復(fù)合板，同材質(zhì)焊接，導(dǎo)電好，強(qiáng)度高，不生銹，相鄰鈦鎳復(fù)合板中間用細(xì)鎳絲編織的彈性填充網(wǎng)填充從而大幅提高導(dǎo)電效果。

4、本實(shí)用新型的電解槽適合高電流密度下的長期穩(wěn)定運(yùn)行，燒堿的直流電耗在2070度/噸，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

因此本實(shí)用新型高電流密度運(yùn)行膜極距電解槽具有能夠滿足高電流密度運(yùn)行，運(yùn)行穩(wěn)定，離子膜使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的單元電解槽的正視圖。

圖2為本實(shí)用新型的單元電解槽的剖視圖。

圖3為圖2中的陽極出液通道的示意圖。

圖4為圖3中的A向示意圖。

圖5為圖3中的B向示意圖。

圖6為圖3中的C向示意圖。

圖7為陽極出液通道的立體圖。

圖8為陽極盤與陰極盤的連接示意圖。

圖9為鈦鎳復(fù)合板的示意圖。

圖10為圖9的D-D剖視圖。

其中：

四周邊框1、上邊框1.1、下邊框1.2、左邊框1.3、右邊框1.4

陽極室2、陽極盤2.1、陽極網(wǎng)2.2、陽極進(jìn)液口2.3、陽極出液口2.4、陽極筋板2.5、循環(huán)板2.6

陰極室3、陰極盤3.1、陰極網(wǎng)3.2、陰極底網(wǎng)3.2.1、陰極彈性網(wǎng)3.2.2、陰極面網(wǎng)3.2.3、陰極進(jìn)液口3.3、陰極出液口3.4

鈦鎳復(fù)合板4、鈦板4.1、鎳板4.2

托架5

吊耳6

陽極密封面7

陽極氣液分離盒8、消泡板段8.1、消泡網(wǎng)段8.2

瓦欏板9

陽極出液管10、開口10.1

陰極密封面11

陰極氣液分離盒12

陰極出液管13

彈性填充網(wǎng)14。

具體實(shí)施方式

參見圖1~圖10，本實(shí)用新型涉及的一種高電流密度運(yùn)行膜極距電解槽，它包括多個(gè)單元電解槽以及兩端的半單元電解槽，所述多個(gè)單元電解槽之間以及單元電解槽與半單元電解槽之間設(shè)置有離子膜與密封墊片，所述單元電解槽包括四周邊框1，所述四周邊框1包括上邊框1.1、下邊框1.2、左邊框1.3以及右邊框1.4，其中上邊框1.1的頂部設(shè)置有吊耳6，左邊框1.3和右邊框1.4的外側(cè)設(shè)置有托架5，所述上邊框1.1的下方設(shè)置有出液通道，所述下邊框1.2的上方設(shè)置有進(jìn)液通道，出液通道與進(jìn)液通道之間的區(qū)域設(shè)置有陽極室2和陰極室3，所述進(jìn)液通道包括與陽極室2連通的陽極進(jìn)液通道以及與陰極室3連通的陰極進(jìn)液通道，陽極進(jìn)液通道和陰極進(jìn)液通道分別設(shè)置有陽極進(jìn)液分散管和陰極進(jìn)液分散管，所述出液通道包括與陽極室2連通的陽極出液通道以及與陰極室3連通的陰極出液通道。陽極進(jìn)液口2.3和陽極出液口2.4分別設(shè)置于陽極進(jìn)液通道和陰極出液通道的一組遠(yuǎn)端，陰極進(jìn)液口3.3和陰極出液口3.4分別設(shè)置于陰極進(jìn)液通道和陰極出液通道的另一組遠(yuǎn)端。 陰極出液口和陽極出液口連接處的犧牲電極內(nèi)徑增大至27mm，陰極出液口和陽極出液口連接的出液軟管加長至1040mm，在電解槽運(yùn)行條件下降低了泄漏電流。

所述陽極室2由內(nèi)側(cè)的陽極盤2.1以及外側(cè)的陽極網(wǎng)2.2包圍而成，所述陰極室3由內(nèi)側(cè)的陰極盤3.1以及外側(cè)的陰極網(wǎng)3.2包圍而成，所述陽極盤2.1與陰極盤3.1均為折邊而成的盤狀結(jié)構(gòu)，所述陽極盤2.1用鈦材制成，所述陰極盤3.1用鎳材制成，所述陽極網(wǎng)2.2是鈦板拉網(wǎng)后涂覆鉑系貴金屬燒結(jié)而成，所述陰極網(wǎng)3.2從內(nèi)至外依次包括陰極底網(wǎng)3.2.1、陰極彈性網(wǎng)3.2.2以及陰極面網(wǎng)3.2.3，陰極網(wǎng)3.2形成膜極距結(jié)構(gòu)，起到降低介質(zhì)電壓降和保護(hù)離子膜的作用。

所述陽極盤2.1與陰極盤3.1背對(duì)背扣在四周邊框1上，陽極盤2.1與陰極盤3.1之間設(shè)置有多塊鈦鎳復(fù)合板4作為連接，相鄰兩塊鈦鎳復(fù)合板4之間設(shè)置有鎳絲編織而成的彈性填充網(wǎng)5作為填充，起到支撐和輔助導(dǎo)電的作用。所述鈦鎳復(fù)合板4由鈦板4.1以及鎳板4.2壓合而成，所述鈦板4.1以及鎳板4.2均制成條狀結(jié)構(gòu)，所述鈦板4.1的寬度小于鎳板4.2的寬度，沿鎳板4.2的長度方向均勻布置有多個(gè)相互平行的插孔，所述鈦板4.1沿鎳板4.2長度方向由插孔穿過，并與所述鎳板4.2壓合在一起形成鈦鎳復(fù)合板4。

所述陽極室2內(nèi)設(shè)置有豎向布置的多根陽極筋板2.5，陽極筋板2.5之間設(shè)置有循環(huán)板2.6，循環(huán)板2.6的長度從陽極進(jìn)液口2.3至陽極出液口2.4的方向逐漸縮短。循環(huán)板采用這種結(jié)構(gòu)布置，可以使得單元槽內(nèi)在高電流密度運(yùn)行下液體分布更趨于均勻，更符合高電流密度下電解液循環(huán)的原理，既有平行環(huán)流，又有對(duì)角線方向流動(dòng)，使得電解槽內(nèi)液體濃度更加均勻，提高電解效率，保護(hù)離子膜。

所述陽極出液通道的外側(cè)面設(shè)置有陽極密封面7，陽極密封面為鈦鈀合金制成，起到防止間隙腐蝕作用，陽極出液通道內(nèi)設(shè)置有陽極氣液分離盒8、瓦欏板9以及陽極出液管10，所述陽極氣液分離盒8的進(jìn)液口與陽極室2通過瓦欏板9連通，所述陽極氣液分離盒8的內(nèi)壁包括前段平滑的消泡板段8.1以及后段鏤空的消泡網(wǎng)段8.2，所述陽極氣液分離盒8的出液口連通陽極出液管10。其中陽極出液管10由槽鋼型鈦板制成，陽極出液管10頂部朝向陽極氣液分離盒8的一側(cè)設(shè)置有開口10.1，為液體回落提供足夠空間，有益氣液分離。槽鋼制成的陽極出液管和瓦欏板結(jié)構(gòu)保證密封面負(fù)壓的承載；瓦欏板提供最大的氣液排出通道；粘性的氯氣泡沾上平滑的消泡板段8.1在液體的流動(dòng)下破碎。氣液經(jīng)過消泡網(wǎng)段8.2的網(wǎng)孔，使氣泡徹底破碎，液體下落，氣體往上。采用瓦欏板9和陽極氣液分離盒8的雙氣液分離結(jié)構(gòu)，加大了氣液分離通道面積，很好的控制了在高電流密度運(yùn)行下的喘流現(xiàn)象，進(jìn)一步改善電解槽的平穩(wěn)性，保護(hù)離子膜，大大提高離子膜的使用壽命。

所述陰極出液通道的外側(cè)面設(shè)置有陰極密封面11，陰極出液通道內(nèi)設(shè)置有陰極氣液分離盒12以及陰極出液管13，所述陰極氣液分離盒12的進(jìn)液口與陰極室3連通，所述陰極氣液分離盒12的出液口連通陰極出液管13。其中陰極出液管13由槽鋼型鎳板制成。