專利名稱：帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶液的電解裝置，尤其涉及一種帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置。應(yīng)用于電解生產(chǎn)金屬粉體材料、金屬電解精煉、濕法冶金過程中金屬電解沉淀、有機(jī)物電解制造、污水電解處理、電解生產(chǎn)氣體。
技術(shù)背景自1807年，英國科學(xué)家H.戴維將熔融苛性堿進(jìn)行電解制取鉀、鈉，從而為獲得高純度物質(zhì)開拓了新的領(lǐng)域。電解質(zhì)中的離子常處于無秩序的運(yùn)動中，通直流電后，離子作定向運(yùn)動。陽離子向陰極移動，在陰極得到電子，被還原；陰離子向陽極移動，在陽極失去電子，被氧化?，F(xiàn)在使用的電解裝置中，槽內(nèi)極板基本上都采用并聯(lián)的方法。極板多塊并聯(lián)，電流大，母線和導(dǎo)電橫梁的有色金屬材料用量大，線路上的電能消耗也大。導(dǎo)電觸頭的非硬性連接也常發(fā)生接觸不良和接觸電阻增大等故障，從而影響生產(chǎn)。串聯(lián)電解法在19世紀(jì)到20 世紀(jì)中葉曾在國外的一些金屬電解廠家使用。由于存在電流效率低，極板的鑄造、整修麻煩，從殘極上剝離陰極沉積物困難，電解槽絕緣浙青不能承受高液溫等問題，故已先后停止使用。電解行業(yè)是能耗大戶，節(jié)能降耗的潛力巨大。目前全世界僅有色金屬電解精煉就達(dá)到了 4000萬噸。我國是有色金屬生產(chǎn)大國，2009年有色金屬銅鉛鋅電解產(chǎn)量達(dá)到1245萬噸。利用本發(fā)明改造傳統(tǒng)電解行業(yè)，按降耗6%計算，僅電力年消耗就可減少9億度以上。在日益現(xiàn)代化的今天，已經(jīng)有了優(yōu)秀的電解槽制造的材料和成熟的電解物與殘極的分離技術(shù)，為串聯(lián)電解的應(yīng)用掃除了障礙。本發(fā)明克服了并聯(lián)電解方式存在的不足，充分發(fā)揮串聯(lián)電解方式的優(yōu)點，克服了電流效率低的缺點。利用金屬導(dǎo)體中的電子的導(dǎo)電作用與電解質(zhì)中離子的導(dǎo)電作用的不同，進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計。具有節(jié)約有色金屬材料、節(jié)約電能、操作方便等諸多優(yōu)點。在能源危機(jī)日益顯現(xiàn)的今天，本發(fā)明可實現(xiàn)電解行業(yè)的節(jié)能降耗和生產(chǎn)效率的提高。
發(fā)明內(nèi)容帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置一種帶有電解循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型電解裝置，槽內(nèi)極板相互之間為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其特征在于1、分別設(shè)置循環(huán)電解液入液隔離槽和循環(huán)電解液出液隔離槽，電解液分別經(jīng)過循環(huán)電解液入液隔離槽、電解槽和循環(huán)電解液出液隔離槽而實現(xiàn)循環(huán)。2、極板①通過與極板隔離安裝槽口②的有效結(jié)合將電解液相對隔離，極板的邊沿置于隔離槽口之中。3、 入液隔離槽均液孔沿極板豎直方向設(shè)置，出液隔離槽出液孔位于底部。4、電解槽部分底部向出液口端傾斜。系統(tǒng)電流的降低極大地減小了金屬導(dǎo)電母線的使用；沒有導(dǎo)電橫梁和導(dǎo)電觸頭， 也節(jié)約了大量的有色金屬。與傳統(tǒng)的電解裝置相比，設(shè)備有色金屬消耗降低80%以上，單位生產(chǎn)電能消耗降低5% -10%。由于系統(tǒng)電流低，有利于采用節(jié)能型的高頻電解電源。本發(fā)明特點1、槽內(nèi)極板由并聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)模式，提高了單槽電壓，降低了系統(tǒng)電流，降低了線路金屬導(dǎo)體的由于大電流造成的電壓損失，電能消耗低，有色金屬使用量低。2、利用電解液作為電力傳輸載體，沒有金屬導(dǎo)電橫梁導(dǎo)電觸點，節(jié)約了金屬導(dǎo)體， 降低了線路壓降。整個系統(tǒng)電路路中沒有軟連接，降低了故障的發(fā)生率，提高了生產(chǎn)效率。3、設(shè)置了電解液循環(huán)入液隔離槽和出液隔離槽，使電解液循環(huán)造成的漏電達(dá)到最小。4、由于極板本體不再起上而下起到電流傳輸作用，極板可以做得更薄。沒有了極板由導(dǎo)電橫梁到液面之間的壓降，電力消耗減少。5、由于采取槽內(nèi)極板串聯(lián)模式，電流下降，極板電流分布均勻，有利于超大型極板的使用。6、電解槽上極板隔離安裝槽口的使用，極板的安裝和更換非常容易。7、由于單槽電壓高，而電流相對較小。一是有利于電解電源的設(shè)計制造和選型，并可采用高頻電解電源提高電源效率；二是無需通過多槽串聯(lián)，以滿足電解電源電壓需要?？蓡尾蹣?gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)，并避免了局部故障造成大面積停產(chǎn)的的現(xiàn)象發(fā)生，生產(chǎn)效率高。8、電解槽體部分頂端無其他任何部件，便于進(jìn)行極板出入槽機(jī)械化、自動化操作和環(huán)保(酸霧或堿霧)處理設(shè)備的安裝使用。

圖1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2、圖1 (A—A)剖面圖圖3、電解槽部分剖面構(gòu)造圖圖4、電解液循環(huán)入液隔離槽構(gòu)造圖圖5、電解液循環(huán)出液隔離槽構(gòu)造圖圖6、極板隔離安裝槽口構(gòu)造圖符號說明①極板、②極板隔離安裝槽口、③進(jìn)液管、④均液孔、⑤出液管、⑥循環(huán)電解液溢流口、⑦電解液循環(huán)入液隔離槽、⑧電解液循環(huán)出液隔離槽、⑨電解槽、⑩排液口 @循環(huán)電解液入口
具體實施方式
本發(fā)明分電解液循環(huán)入液隔離槽、電解槽、電解液循環(huán)出液隔離槽三部分。電解槽端部的兩塊極板分別與電源連接。循環(huán)電解液從入液隔離槽的入口進(jìn)入，經(jīng)過進(jìn)液孔和均液孔進(jìn)入電解槽，再經(jīng)出液孔，從循環(huán)電解液溢流口流出。在電解槽兩側(cè)面、頂部和底部均設(shè)置有極板隔離安裝槽口(圖6)，極板置于極板隔離安裝槽口之中。本裝置用于金屬電解精煉時，直接將粗煉陽極板置于極板隔離安裝槽口之中，生成的已經(jīng)精煉金屬物覆蓋于對面的陽極金屬上，電解結(jié)束時，取出去除殘余陽極粗金屬，得到電解精煉的純金屬體。電解粉體材料時，將不溶性陽極板置于極板隔離安裝槽口之中，電解所得粉體材料覆蓋于陽極板之上，由于電解槽體上沒有并聯(lián)電解極板的導(dǎo)電聯(lián)條阻擋， 粉體材料極易刮去后，從底部排出槽外，從而實現(xiàn)連續(xù)不間斷生產(chǎn)。電解氣體時，則采用復(fù)合極板，極易從槽體上部設(shè)置氣體收集裝置，收集生成氣體。本裝置的槽體制作一種是采用板體材料，如塑料板、玻璃鋼板等制作；另一種是采用混凝土聚合體制作，此時極板隔離安裝槽口在澆筑后進(jìn)行安裝。電解槽不得采用鋼塑合成材料制作。由于采用極板串聯(lián)方式，電解電流較小，但電壓較高，考慮安全因素，一般電解電壓設(shè)計在IOOv左右，電流在基本在1000A以下，應(yīng)盡量選用高頻電解電源，以提高電源效率。一般情況下一個電解單體就可構(gòu)成一個電解體系。由于單槽電解電壓高，要工作人員防止觸電。電解槽工作時，要避免工作人員直接接觸導(dǎo)電金屬部件和電解液。要采用絕緣物體刮取粉體材料及槽面污染物；電解精煉結(jié)束時，要停電后方能進(jìn)行其他操作。電解液儲存裝置要采用塑料等非導(dǎo)電性材料制作。
權(quán)利要求1.一種帶有帶有電解循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型電解裝置，槽內(nèi)極板相互之間為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其特征在于分別設(shè)置循環(huán)電解液入液隔離槽和循環(huán)電解液出液隔離槽。電解液分別經(jīng)過循環(huán)電解液入液隔離槽、電解槽和循環(huán)電解液出液隔離槽而實現(xiàn)循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于極板①通過與極板隔離安裝槽口②的有效結(jié)合將電解液相對隔離，極板的邊沿置于隔離槽口之中。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于入液隔離槽均液孔沿極板豎直方向根據(jù)實際需要設(shè)置，出液隔離槽出液孔位于底部。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于帶有循環(huán)電解液出入液隔離槽節(jié)能型串聯(lián)電解裝置電解槽部分底部向出液口端傾斜。
專利摘要一種帶有電解液循環(huán)出入隔離槽的節(jié)能型串聯(lián)電解裝置，應(yīng)用于電解生產(chǎn)金屬粉體材料、金屬電解精煉、濕法冶金過程中金屬電解沉淀、有機(jī)物電解制造、污水處理、電解生產(chǎn)氣體等領(lǐng)域。槽內(nèi)極板相互之間為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其特征在于分別設(shè)置循環(huán)電解液入液隔離槽和循環(huán)電解液出液隔離槽，電解液分別經(jīng)過循環(huán)電解液入液隔離槽、電解槽和循環(huán)電解液出液隔離槽而實現(xiàn)循環(huán)。極板①通過與極板隔離安裝槽口②的有效結(jié)合將電解液相對隔離，極板的邊沿置于隔離槽口之中。本實用新型能充分發(fā)揮串聯(lián)電解的優(yōu)勢，節(jié)約有色金屬材料，節(jié)約電能，極板安裝、更換方便，生產(chǎn)效率高。
文檔編號C25B9/18GK202284227SQ201120076060
公開日2012年6月27日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者王惟華 申請人:王惟華