SU1724736A1 - Electrode - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к конструкци м электродов дл  электрохимических процессов и позвол ет снизить энергозатраты при проведении электролиза. Изобретение касаетс  электрода дл  электролиза водных растворов, выполненного в виде металлического листа со щел ми, причем щели выполнены различной длины, образуют ромбовидные участки, разделенные неперфорированными полосами электродной поверхности , и щели в поперечном сечении имеют дугообразную форму. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.The invention relates to the design of electrodes for electrochemical processes and reduces the energy consumption during electrolysis. The invention relates to an electrode for the electrolysis of aqueous solutions, made in the form of a metal sheet with slits, the slits being made of different lengths, forming diamond-shaped sections separated by non-perforated strips of the electrode surface, and the slits in cross section are arcuate. 1 hp ff, 3 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к конструкции электрода, используемого пои электролизе водных растворов в электролизерах с твердыми электродами, разделенными перегородкой , в качестве которой может быть применена асбестова  диафрагма, полимерна  перфорированна  пленка или ионообменна  мембрана.The invention relates to the construction of an electrode used for the electrolysis of aqueous solutions in electrolytic cells with solid electrodes separated by a partition, as which an asbestos diaphragm, a perforated polymeric film or an ion exchange membrane can be used.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат при проведении процесса электролиза.The aim of the invention is to reduce energy consumption during the electrolysis process.

Указанна  цель достигаетс  тем, что у электрода дл  электролиза растворов, выполненного в виде металлического листа с щелевидной перфорацией, щели перфорации выполнены в виде прорезей различной длины и образуют ромбовидные перфорированные участки, разделенные неперфорированными полосами электродной поверхности, причем электродные полосы в ромбовидных участках в поперечном сечении имеют дугообразную форму.This goal is achieved by the fact that the electrode for electrolysis of solutions, made in the form of a metal sheet with a slit-like perforation, the perforation slots are made in the form of slots of various lengths and form rhomboid perforated areas separated by non-perforated strips of the electrode surface, and the electrode strips in rhomboid areas in cross section have an arched shape.

Целесообразно выполнить электродную структуру перфорированных участков таким образом, чтобы величина шага t между электродными полосами в ромбовидных участках к толщине листа d соответствовала отношению 4-7.It is advisable to perform the electrode structure of the perforated areas so that the step size t between the electrode strips in the diamond-shaped areas to the sheet thickness d corresponds to a ratio of 4-7.

Неперфорированные полосы электродной поверхности, ограничивающие ромбовидные перфорированные участки, расположены под углом 10-80° к направлению электродных элементов перфорированных участков.Non-perforated strips of the electrode surface, limiting the diamond-shaped perforated areas, are located at an angle of 10-80 ° to the direction of the electrode elements of the perforated sections.

При использовании предлагаемого электрода обеспечиваетс  хороший отвод газа из межэлектродного пространства, низка  плотность тока на электроде вследствие развитой электродной поверхности и имеетс  возможность расположить электрод в непосредтвенной близости от мембраны , так как у электрода отсутствуют элементы, которые могли, бы повредить мембрану.When using the proposed electrode, a good gas discharge from the interelectrode space is provided, the current density on the electrode is low due to the developed electrode surface, and it is possible to locate the electrode in close proximity to the membrane, since the electrode has no elements that could damage the membrane.

Ь Ч СА) ОL CH SA) O

Вследствие этого при использовании данного электрода в электролизе с ионообменной мембраной при электролизе хлорида натри  напр жение уменьшаетс  на 0,05-0,1 В, что приводит к снижению расхода электро- энергии на 40-70 кВт ч/т NaOH.As a result, when using this electrode in electrolysis with an ion-exchange membrane during the electrolysis of sodium chloride, the voltage decreases by 0.05-0.1 V, which leads to a decrease in energy consumption by 40-70 kWh / t NaOH.

Благодар  малой площади контакта электродных элементов с поверхностью мембраны отсутствуют зоны с недостаточным перемешиванием электролита и вследствие этого увеличиваетс  срок службы активного покрыти  электрода.Due to the small area of contact of the electrode elements with the membrane surface, there are no zones with insufficient mixing of the electrolyte and, as a result, the service life of the active electrode coating increases.

На фиг. 1 изображен электрод; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows an electrode; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. one.

Электрод выполнен в виде металлического листа 1 имеющего перфорацию в виде щелевых прорезей 2. Прорези 2 выполнены различной длины и расположены на поверхности электрода так, что образу- ютс  ромбовидные перфорированные участки 3, разделенные неперфорированными полосами 4 электродной поверхности. Элементы 5 электродной структуры перфорированных участков имеют дугообразную форму. Величина шага (t) между элементами электродной структуры составл ет (4-7)d, где d - толщина металлического листа 1. При t менее 4d ухудшаетс  отвод газа, что приводит к росту напр жени  и увеличе- нию затрат электроэнергии. При t более 7d становитс  заметным вли ние неравномерности плотности тока на проведение процесса, что приводит к уменьшению срока службы анода и ионообменной мембра- ны и снижению выхода по току.The electrode is made in the form of a metal sheet 1 having perforations in the form of slotted slits 2. The slits 2 are made of different lengths and are located on the surface of the electrode so that the diamond-shaped perforated sections 3 are formed, separated by non-perforated strips 4 of the electrode surface. The elements 5 of the electrode structure of the perforated sections have an arched shape. The step size (t) between the elements of the electrode structure is (4-7) d, where d is the thickness of the metal sheet 1. At t less than 4d, the gas discharge deteriorates, which leads to an increase in voltage and an increase in the cost of electricity. When t is more than 7d, the effect of current density irregularity on the process becomes noticeable, which leads to a decrease in the service life of the anode and the ion-exchange membrane and a decrease in current efficiency.

Провод т испытани  электрода, имеющего различное соотношение t/d, в процессе получени  хлора и щелочи электролизом хлорида натри  в электролизере с ионообменной мембраной типа Флемион 811. Концентраци  рассола в анодной камере 210 г/л, температура +90°С, рН 3,5. Концентраци  получаемой щелочи 35%.An electrode having a different t / d ratio is tested during the production of chlorine and alkali by the electrolysis of sodium chloride in an electrolysis cell with a Flemion 811 type ion exchange membrane. The brine concentration in the anode chamber is 210 g / l, temperature + 90 ° C, pH 3.5 . The concentration of the alkali produced is 35%.

Результаты испытаний приведены в таблице.The test results are shown in the table.

Как видно из приведенных данных, с выходом соотношени  t/d за граничные значени  увеличиваетс  расход электроэнергии и, кроме того, при t/d 7 увеличиваетс  скорость износа активного покрыти  анода, что приводит к уменьшению его срока службы.As can be seen from the above data, with the output of the t / d ratio beyond the boundary values, the power consumption increases and, in addition, at t / d 7, the wear rate of the active anode coating increases, which leads to a decrease in its service life.

При работе с известным электродом расход электроэнергии 2468 кВт ч/т NaOH.When working with a known electrode, power consumption is 2468 kWh / t NaOH.

Таким образом, расход электроэнергии в предлагаемом способе ниже, чем в известном .Thus, the power consumption in the proposed method is lower than in the known.

Claims (2)

1.Электрод дл  электролиза водных растворов, выполненный в виде металлического листа со щел ми, отличающий- с   тем, что, с целью снижени  энергозатрат при проведении элекролиза, щели выполнены различной длины, образуют ромбовидные участки, разделенные неперфорированными полосами электродной поверхности , и электродные полосы в ромбовидных участках в поперечном сечении имеют дугообразную форму.1. Electrode for electrolysis of aqueous solutions, made in the form of a metal sheet with gaps, characterized in that, in order to reduce energy consumption during electrolysis, the slits are made of different lengths, form rhombic-shaped sections separated by non-perforated strips of the electrode surface, and electrode strips in the diamond-shaped areas in cross section are arcuate. 2.Электрод по п. 1,отличающий- с   тем, что отношение шага между электродными полосами в ромбовидных участках к толщине листа равно 4-7.2. The electrode according to claim 1, characterized in that the ratio of the step between the electrode strips in the diamond-shaped areas to the thickness of the sheet is 4-7. 1one ВAT LJJ- - УLJJ- - U - V.-//- V .- // Фцг.г ЈlЈФцг.г ЈlЈ