阅读说明：本技术 一种用于电解的通用型电解槽 (Universal electrolytic tank for electrolysis ) 是由 郑春明 赵迪 李敏婧 钟国强 任兆辉 郑海鑫 张钰 程香颖 姚冠唯 王家鑫 于 2021-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明是有关一种用于电解的通用型电解槽,其包括：外壳、氧气室、阳极室和碱液室。其中外壳是电解槽的支架,由两部分构成。阳极室包括外壳和阳极。室内还设有石墨条和气液分离室,在电解槽外壳侧边还设有进NaCl管及出氯气管。氧气室包括外壳和氧阴极载体,室内还设有集电体。氧气室上部设置有进气管,下部设有出气管。碱液室包括氧阴极载体、离子膜和外壳。碱液室上部设置有进碱液管,下部设有出碱液管。本发明电解槽,结构简单、占地面积小、运行成本低。(The invention relates to a general-purpose electrolytic cell for electrolysis, comprising: the device comprises a shell, an oxygen chamber, an anode chamber and an alkali liquid chamber. Wherein the shell is a bracket of the electrolytic cell and consists of two parts. The anode chamber includes a housing and an anode. The chamber is also provided with a graphite strip and a gas-liquid separation chamber, and the side of the shell of the electrolytic cell is also provided with a NaCl inlet pipe and a chlorine outlet pipe. The oxygen chamber comprises a shell and an oxygen cathode carrier, and a current collector is arranged in the oxygen chamber. The upper part of the oxygen chamber is provided with an air inlet pipe, and the lower part is provided with an air outlet pipe. The alkali liquor chamber comprises an oxygen cathode carrier, an ionic membrane and a shell. The upper part of the alkali liquor chamber is provided with an alkali liquor inlet pipe, and the lower part is provided with an alkali liquor outlet pipe. The electrolytic cell has the advantages of simple structure, small occupied area and low operation cost.)

一种用于电解的通用型电解槽

技术领域

本发明涉及电解领域，特别涉及一种通用型电解槽的设计。

背景技术

电解在工业生产中有着广泛的应用，例如污水的处理、冶金工业以及氯碱工业等。目前离子膜电解法具有现阶段最成熟最经济的生产技术。而且电解槽具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量及纯度高、能耗低、污染小等优点，所以不断优化电解槽成为一种必要。以电解氯化钠为例，介绍该新型电解槽的使用。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产物烧碱在化学工业中有着广泛的应用。一般的电解食盐水生产烧碱是在不加氧气的情况下，产生氢气，降低了生产效率。此电解槽在阴极室引入氧气，与传统的电解氯化钠不同，产物只有碱，不产生氢气，有节能的优点，能解决我国目前电力紧张的问题。发明了一种新型电解槽，使得电解槽结构简单、易于组装，提高电解效率，节约成本。

电解氯化钠总反应为：

2NaCl+H₂O+1/2O₂＝2NaOH+Cl₂

阳极反应：2Cl^--2e^-＝Cl₂

阴极反应：H₂O+1/2O₂+2e^-＝2OH^-

电解过程中，氯化钠被电离成钠离子与氯离子，Cl^-向阳极移动，失去电子，生成氯气；在阴极水和氧气电解得到电子，生成了OH^-，OH^-与电离成的Na⁺形成了烧碱。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电解的通用型电解槽，采用本发明的电解槽，能改善电解效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于电解的通用型电解槽电解槽，其包括：外壳、氧气室、阳极室和碱液室。其中外壳是电解槽的支架，由两部分构成。阳极室包括外壳和阳极。室内还设有石墨条和气液分离室，在电解槽外壳侧边还设有进NaCl管及出氯气管。氧气室包括外壳和氧阴极载体，室内还设有集电体。氧气室上部设置有进气管，下部设有出气管。碱液室包括氧阴极载体、离子膜和外壳。碱液室上部设置有进碱液管，下部设有出碱液管。整个电解槽的密封与固定用铁板上的螺丝紧固。

附图说明

图1为本发明用于电解的通用型电解槽侧视图

图2为固定电解槽的铁板结构示意图

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、11为电解槽外壳；2为集电体；3为氧阴极载体；4为耐酸碱塑料丝网；5为阳极；6为离子膜；7为出氯气管；8为气液分离室；9为石墨条；10为进NaCl管；12为进气管；13 为进碱液管；14为出气管；15为出碱液管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如附图所示，本次发明的电解槽包括碱液室、阳极室和氧气室。一种用于电解的电解槽，包括电解槽外壳1、11，两个外壳通过外部打眼的铁板用螺丝密封固定，电解槽外壳的材质优选石墨，导电性好。电解槽外壳1、11上部设置有出气管14和出碱液管15，电解槽外壳1、 11外壁的底部设置有进气管12和进碱液管13。氧气室主要由外壳1和氧阴极载体3包围而成，氧阴极载体2的材质优选为泡沫镍，该材料具有非常好的孔隙结构且分布均匀，能使电解更好的进行。室内还设有集电体2，集电体2的材质优选为铜网，具有良好的导电性。碱液室由氧阴极载体2、离子膜6和外壳1包围而成。其中离子膜6选用阳离子膜，室内还设有耐酸碱塑料丝网4，可以隔开阳极5与氧阴极载体2的接触，避免发生短路的情况，使反应不能正常进行。阳极室由外壳11和阳极5包围而成。阳极5的材质优选钛网涂敷钌铱涂层，具有优良的导电性和耐蚀性。阳极室内还设有石墨条9和气液分离室7，石墨条9对阳极5 起到支撑作用，气液分离室7的材质优选不锈钢，对电解产生的气液起到分离作用。此外，在电解槽外壳11侧边还设有进NaCl管10及出氯气管7。

电解过程中，氯化钠被电离成钠离子与氯离子，Cl^-向阳极移动，失去电子，生成氯气；而Na+通过阳离子膜进入碱液室，与在阴极水和氧气电解得到的OH^-结合形成NaOH，这样烧碱的浓度增加。

本发明电解槽结构简单，设计合理，加工容易，易于操作，成本低的优点，不仅适用于电解食盐水生产烧碱，也可以以用于处理生活污水，工业废水，使用范围较广。