CN2895439Y - 一种中温制氟电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中温制氟电解槽，包括槽体、盖板、冷却管、碳阳极、阴极板、隔膜，氟化氢加料管，所述盖板上设有阳极导电杆的导孔，导孔中固定连接有密封盒，阳极导电杆由密封盒固定，密封盒中配有密封环，密封盒的上部由外螺纹配有带中孔的螺帽，螺帽的中孔中配有绝缘垫，绝缘垫的上部配有垫片，垫片的上面为紧固锣帽，紧固锣帽与阳极导电杆的外螺纹配合连接，阳极导电杆的下端与碳阳极螺纹连接；阳极导电杆与盖板之间设有保护套套在阳极导电杆的外部，护套的上端设有密封垫。本实用新型的中温制氟电解槽不需要铜吊架，碳阳极与导电杆直接连接并与盖板连接成一体、电流效率高、组装、检修方便、制氟成本低，整体设计合理，制氟产量高、节能、安全。
Description
技术领域 本实用新型涉及一种电解槽，特别涉及一种中温制氟电解槽。
背景技术 由于氟的化学性质很活泼，在自然界中几乎没有游离氟存在，氟是最活泼的非金属元素，它除了惰性气体外，能够和其它所有的元素起反应。氟在国民经济工业领域上应用广泛，工业制取氟普遍采用的方法都是电解法，用中温电解槽制取氟气，电解槽是制氟的关键设备，各种中温型电解槽电解质均为KF·2HF；运行电流强度大小不等，有750A、2KA、3KA中温电解槽等，槽型结构大小各有特色。目前国内普遍电解槽槽型主要结构均为整体隔膜将阳极与阴极分开，阳极板数不同，但阳极连接的方式普遍为每块炭板用螺栓连接在铜吊架或铜架上，再由导电杆引出槽外，多块炭板与铜吊架或铜架连接点产生多处导体接触电阻，降低电流效率，多块炭板连成整体，组装、检修时工作量大，导致电解槽产量低、能耗大、制氟成本高。
发明内容 本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种不需要铜吊架，单块炭板分别组装，碳阳极与导电杆直接连接并与盖板连接成一体，电流效率高、组装、检修方便、制氟成本低的中温制氟电解槽。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种中温制氟电解槽，包括槽体、盖板、冷却管、碳阳极、阴极板、隔膜，氟化氢加料管，所述盖板上设有阳极导电杆的导孔，导孔中固定连接有密封盒，阳极导电杆由密封盒固定，密封盒中配有密封环，密封盒的上部由外螺纹配有带中孔的螺帽，螺帽的中孔中配有绝缘垫，绝缘垫的上部配有垫片，垫片的上面为紧固锣帽，紧固锣帽与阳极导电杆的外螺纹配合连接，阳极导电杆的下端与碳阳极螺纹连接；阳极导电杆与盖板之间设有保护套套在阳极导电杆的外部，护套的上端设有密封垫；隔膜焊接在盖板的内表面上；在每一组碳阳极和阴极板之间设有一组蛇形冷却管，冷却管的进口、出口穿过槽体置于槽体的外部；氟化氢加料管穿过盖板进入槽体。采用每单根铜导电杆用螺纹直接与炭板连接引出盖板外，用密封盒内充填树脂、氟化钙、聚四氟乙烯垫密封，并用螺栓将阳极导电杆固定在盖板上，该双层密封结构的导电方式可减少几处导体接触电阻，同时也可以在电解过程对每块电极状况进行了解和处理，碳阳极、整体隔膜都与盖板连接成整体，组装和检修都非常方便；所设的蛇形冷却管可根据槽体内的温度及时调整供给冷却液或载热液，使槽体内的温度达到工艺要求。
所述的阴极板上端与阴极法兰连接，下端为百叶窗式裙，阴极法兰由定位销与槽体的法兰及盖板定位；阴极法兰与外负极母排连接。阴极板与阴极法兰连接整体，阴极整体装配，极间距离、阴极到隔膜的距离，测定或较正后，整体吊入既安全可靠，又便于检修。
所述的隔膜上设有挡板位于碳阳极的上方斜向阳极区。电解槽采用阳极区内设挡板克服隔膜的厚度，实际上阳极到隔膜氟气导气间距不变。
每两组碳阳极之间的阳极区设有一个氟气出口于盖板上相对应的位置；氢气出口设于阴极区，与氟气出***错排列于盖板上相对应的位置；在每个阳极区设有一个氟气泄爆口于盖板上相对应的位置。电解槽阳极隔膜区由单组导气改为两组共用通道导气的方式，减少了盖板管道布局困难的问题；在电解槽阴、阳极区内分别设有安全泄爆装置，阴阳极泄爆口可克服因故障发生爆响现象损坏槽体、隔膜、阴极等部件，减少电解槽设备维修费。
碳阳极与阴极板之间的极间距离为20～40mm。电解槽阴、阳极极间距离一般为46mm，电解槽极间距离的缩短，熔融电解质极间电阻也相应减小，在电流强度相同条件下极间电压会相应降低；极间的距离缩短使电解槽的能耗相应下降20％
在槽体的侧面设有氟化氢外加料管，穿过槽体进入槽体碳阳极与阴极板之间的底部。电解槽的中部设三点一线的加料管布局和槽外加料管布局，加料管***电解质的深度深、电解槽提高了氟化氢在加入电解质中离子扩散迁移的效果，避免了电解槽阳极效应发生，同时也减少了氟化氢蒸发而影响氟气质量。
所述盖板由槽体的中间分成2块，每块连接有4组碳阳极，每组碳阳极由3块碳阳极构成；2块盖板之间设有测温管，固定在槽体法兰的中部；所述的蛇形冷却管为10组，均匀分布在槽体的两侧和每一组碳阳极和阴极板之间；氟化氢外加料管为4根，设于每2组碳阳极之间设。电解槽是由一个槽体、两块盖板组成，每块盖板上布有4排阴、阳极组，每排阴、阳极组平行排列三块阳极炭板，两块盖板共有8排阴阳极组、24块炭板，每块炭板由单根铜导电杆引出槽体外，电解槽内设10组碳钢循环水或耐热油管，对电解槽中的电解质起着升、降、衡温的作用；氟化氢分别由两种方式进料；两块盖板中间设测温管，使电解槽整体布局更加合理。
所述密封盒中配有密封套于密封环的下部，密封套的上部配有绝缘紧固套。进一步提高密封效果。
所述的阴极法兰上设有绝缘密封垫于盖板的下部；槽体的法兰上设有密封垫于阴极法兰之间。使槽体、阴极法兰、盖板完全密封。
本实用新型的中温制氟电解槽不需要铜吊架，碳阳极与导电杆直接连接并与盖板连接成一体、电流效率高、组装、检修方便、制氟成本低；设有蛇形冷却管、测温管随时控制工艺温度；氟化氢外加料管提高了氟化氢在加入电解质中离子扩散迁移的效果，整体设计合理，制氟产量高、节能、安全。
附图说明 图1是本实用新型的平面结构示意图
图2是图1的A-A剖视图
图3是图1的B-B剖视图
图4是本实用新型的阳极板导电结构示意图
图5是本实用新型的阴极百叶窗结构示意图
图6是本实用新型的挡板结构示意图
具体实施方式 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
参见图1、图2、图3、图4、图5、图6，一种中温制氟电解槽，包括槽体1、盖板2、冷却管3、碳阳极4、阴极板5、隔膜6，氟化氢加料管7，所述盖板上设有阳极导电杆41的导孔40，导孔40中固定连接有密封盒42，阳极导电杆41由密封盒42固定，密封盒42中配有密封环45，密封盒42的上部由外螺纹配有带中孔的螺帽44，螺帽44的中孔中配有绝缘垫43，绝缘垫43的上部配有垫片46，垫片46的上面为紧固锣帽47，紧固锣帽47与阳极导电杆41的外螺纹配合连接，阳极导电杆41的下端与碳阳极4螺纹连接；阳极导电杆41与盖板2之间设有保护套48套在阳极导电杆41的外部，护套48的上端设有密封垫49；隔膜6焊接在盖板2的内表面上；在每一组碳阳极4和阴极板5之间设有一组蛇形冷却管3，冷却管3的进口31、出口32穿过槽体1置于槽体1的外部；氟化氢加料管7穿过盖板2进入槽体1。
所述的阴极板5上端与阴极法兰52连接，下端为百叶窗式裙51，阴极法兰52由定位销53与槽体1的法兰11及盖板2定位；阴极法兰52与外接负极母排54连接。
所述的隔膜6上设有挡板61位于碳阳极4的上方斜向阳极区。
每两组碳阳极4之间的阳极区设有一个氟气出口21于盖板2上相对应的位置；氢气出口22设于阴极区，与氟气出口21交错排列于盖板2上相对应的位置；在每个阳极区和阴极区分别设有泄爆口23于盖板2上相对应的位置。
碳阳极4与阴极板5之间的极间距离为20～40mm。
在槽体1的侧面设有氟化氢外加料管8，穿过槽体1进入槽体1碳阳极4与阴极板5之间的底部。
所述的蛇形冷却管3为10组，均匀分布在槽体1的两侧和在每一组碳阳极4和阴极板5之间，蛇形冷却管3的进口31、出口32穿过槽体1置于槽体1的外部。
所述盖板2由槽体1的中间分成2块，每块连接有4组碳阳极4，每组碳阳极4由3块碳阳极4构成；2块盖板2之间设有测温管9，固定在槽体1法兰52的中部；氟化氢外加料管8为4根，设于每2组碳阳极4之间。
所述密封盒42中配有密封绝缘垫411，密封绝缘垫411的上部设有密封环410。
所述的阴极法兰52上设有密封垫55于盖板2的下部；槽体1的法兰11上设有密封环12于阴极法兰52之间。
Claims (10)
1、一种中温制氟电解槽，包括槽体(1)、盖板(2)、冷却管(3)、碳阳极(4)、阴极板(5)、隔膜(6)，氟化氢加料管(7)，其特征在于：所述盖板上设有阳极导电杆(41)的导孔(40)，导孔(40)中固定连接有密封盒(42)，阳极导电杆(41)由密封盒(42)固定，密封盒(42)中配有密封环(45)，密封盒(42)的上部由外螺纹配有带中孔的螺帽(44)，螺帽(44)的中孔中配有绝缘垫(43)，绝缘垫(43)的上部配有垫片(46)，垫片(46)的上面为紧固锣帽(47)，紧固锣帽(47)与阳极导电杆(41)的外螺纹配合连接，阳极导电杆(41)的下端与碳阳极(4)螺纹连接；阳极导电杆(41)与盖板(2)之间设有保护套(48)套在阳极导电杆(41)的外部，护套(48)的上端设有密封垫(49)；隔膜(6)焊接在盖板(2)的内表面上；在每一组碳阳极(4)和阴极板(5)之间设有一组蛇形冷却管(3)，冷却管(3)的进口(31)、出口(32)穿过槽体(1)置于槽体(1)的外部；氟化氢加料管(7)穿过盖板(2)进入槽体(1)。
2、根据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：所述的阴极板(5)上端与阴极法兰(52)连接，下端为百叶窗式裙(51)，阴极法兰(52)由定位销(53)与槽体(1)的法兰(11)及盖板(2)定位；阴极法兰(52)与外接负极母排(54)连接。
3、根据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：所述的隔膜(6)上设有挡板(61)位于碳阳极(4)的上方斜向阳极区。
4、根据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：每两组碳阳极(4)之间的阳极区设有一个氟气出口(21)于盖板(2)上相对应的位置；氢气出口(22)设于阴极区，与氟气出口(21)交错排列于盖板(2)上相对应的位置；在每个阳极区和阴极区分别设有泄爆口(23)于盖板(2)上相对应的位置。
5、根据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：碳阳极(4)与阴极板(5)之间的极间距离为20～40mm。
6、根据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：在槽体(1)的侧面设有氟化氢外加料管(8)，穿过槽体(1)进入槽体(1)碳阳极(4)与阴极板(5)之间的底部。
7、根据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：所述的蛇形冷却管(3)为10组，均匀分布在槽体(1)的两侧和在每一组碳阳极(4)和阴极板(5)之间，蛇形冷却管(3)的进口(31)、出口(32)穿过槽体(1)置于槽体(1)的外部。
8、据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：所述盖板(2)由槽体(1)的中间分成2块，每块连接有4组碳阳极(4)，每组碳阳极(4)由3块碳阳极(4)构成；2块盖板(2)之间设有测温管(9)，固定在槽体(1)法兰(52)的中部；氟化氢外加料管(8)为4根，设于每2组碳阳极(4)之间。
9、据权利要求1所述的中温制氟电解槽，其特征在于：所述密封盒(42)中配有密封绝缘垫(411)，密封绝缘垫(411)的上部设有密封环(410)。
10、据权利要求2所述的中温制氟电解槽，其特征在于：所述的阴极法兰(52)上设有密封垫(55)于盖板(2)的下部；槽体(1)的法兰(11)上设有密封环(12)于阴极法兰(52)之间。
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