диафрагма электролизера

Формула изобретения

Диафрагма электролизера, содержащая пластину с отверстиями, отличающаяся тем, что диафрагма электролизера включает пластины, как минимум две, выполненные из изолирующего материала, установленные вертикально с зазором между ними, отверстия в пластинах выполнены с наклоном от сторон поляризуемых электродов вниз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрохимическим устройствам и может быть использовано в электролизном производстве, связанном с получением газов.

Известно устройство «Тканая диафрагма» (Полезная модель № 18053, RU, U1, МПК7 B01D 39/16, D03D 15/00. Заявка: 2000123909/20, 20.09.2000). Тканая диафрагма, выполненная переплетением основных и уточных нитей, отличающаяся тем, что основные и уточные нити выполнены из поливинилспиртовой пряжи линейной плотности от 55,4 до 65,4 текс с круткой от 100 до 130 кручений/метр при плотности нитей в ткани на 10 см по основе от 110 до 135 и по утку от 95 до 110. Тканая диафрагма по п.1, отличающаяся тем, что ее поверхностная плотность составляет 600-650 г/м².

Недостатком известного устройства является повышенное сопротивление прохождению электрического тока в электролите и возможности прохождения мелкодисперсных пузырьков газа через диафрагму.

Известно также устройство «Диафрагма электролизера» (Патент RU № 2053314, С1, МПК6 С25В 13/02, С25В 1/04, Заявка: 4932039/26, 30.04.1991, опубликовано 27.01.1996). Диафрагма электролизера фильтр-прессного типа для разделения получаемых газов, выполненная в виде пластины с перфорациями, образующими горизонтальные и вертикальные ряды, отличающаяся тем, что перфорации выполнены в виде горизонтальных прорезей, нижние края которых отогнуты в одну сторону (Прототип).

Недостатком устройства является невозможность использования его в процессах с малыми скоростями течения электролита.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение электрических потерь в электролизере и достижение высокой степени разделения газов.

Технический результат заключается в снижении электрических потерь в электролизере за счет уменьшения внутреннего сопротивления диафрагмы и достижении высокой степени разделения газов независимо от скорости процесса.

Технический результат достигается тем, что диафрагма электролизера, содержащая пластину с отверстиями, отличающаяся тем, что диафрагма электролизера включает пластины, как минимум две, выполненные из изолирующего материала, установленные вертикально с зазором между ними, отверстия в пластинах выполнены с наклоном от сторон поляризуемых электродов вниз.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена диафрагма электролизера.

Осуществление изобретения.

Диафрагма электролизера состоит из пластины 1 с отверстиями 2, диафрагма электролизера включает пластины 1, как минимум две, пластины 1 выполнены из изолирующего материала (например, органическое стекло, капролактам и др.), установлены в электролизере 3 вертикально с зазором между пластинами 4, отверстия 2 в пластинах 1 выполнены с наклоном от сторон положительно поляризуемого электрода (анода) 5 и отрицательно поляризуемого электрода (катода) 6 вниз.

Устройство работает следующим образом.

В электролизере 3 при электролизе раствора электролита 7 у поляризуемых электродов (анода 5 и катода 6) восстанавливаются или окисляются ионы и нейтральные молекулы, образующие пузырьки газа 8 (кислорода) и 9 (водорода). Расположенные под углом отверстия 2 пластин 1 исключают возможность смешивания пузырьков газов кислорода 8 и водорода 9, так как для этого необходимо преодолеть гидравлическое сопротивление электролита 7 между входом 10 и выходом 11 канала отверстия 2. Зазор между пластинами 4 обеспечивает удаление преодолевших гидравлическое сопротивление электролита 7 в канале отверстия 2 и проникших в зазор между пластинами 4 пузырьков газов кислорода 8 и водорода 9 и служит разделяющим барьером между аналитом и католитом. При этом диафрагма электролизера обеспечивает малое сопротивление электролита 7.

Данное изобретение может быть использовано для получения газов в различных процессах электрохимического восстановления и окисления, например водорода и кислорода, а также азота, хлора и других газов. Отсутствие специальных материалов в качестве разделительных мембран позволяет значительно упростить конструкцию электролизера и снизить экономические затраты, а также повысить надежность работы диафрагмы и самого электролизера.