一種環保節能型隔膜電解裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種環保節能型隔膜電解裝置，包括電解槽、陰極板和陽極板，該陰極板和陽極板放置于電解槽內，該裝置包括酸霧捕集裝置，包括酸霧吸收塔、水泵及抽風機，陰極板與陽極板之間設置有隔膜框組，隔膜框組上部兩側設有酸霧收集孔，并形成酸霧捕集通道，陽極上產生的酸霧通過抽風機捕集，酸霧吸收塔內設有塔板，酸霧吸收塔一側的底端與上端間與水泵相連構成水循環。本發明有益的效果：通過設置隔膜框組，實現陽極室整體密封，有效收集陽極酸霧，消除污染；同時，陰極液強制循環裝置，實現陰極液強制循環，達到消除濃差極化，提高陰極電流效率的目的，從而降低電耗；實現電解液槽外循環冷卻，提高冷卻效率，達到降低能耗、降低成本的目的。
【專利說明】—種環保節能型隔膜電解裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及錳、鎳、鈷等電解領域，主要是一種環保節能型隔膜電解裝置。
【背景技術】
[0002]目前在錳、鎳、鈷等隔膜電解的實際生產中，陽極發生電化學反應產生大量氣體，這些氣體在極板上析出時，初期依附在電極表面，隨著氣泡長大，當氣泡浮力大于附著力時，氣泡從極板上脫離，并從溶液中上浮，氣泡上浮過程中，會相互碰撞并形成較大氣泡。當氣泡到達液面時，由于表面液體張力的作用，氣泡從溶液中溢出必然攜帶液體，這些攜帶液體的氣泡遇到槽面冷空氣后，發生爆裂，形成液霧。由于溶液成分為酸性，從而在槽面形成大量的酸霧。這些酸霧不僅嚴重危害作業人員的身體健康，污染現場及周圍的環境，而且對廠房、設備造成嚴重腐蝕，并增加了一定的試劑消耗。
[0003]同時，目前傳統的錳、鎳、鈷等隔膜電解工藝均采用敞開式隔膜框，電解液進液方式為小流量低速、集中區域進液方式，電解液如需冷卻采用在每臺電解槽內安裝冷卻水排進行分散冷卻的方式。由于采用敞開式隔膜框，使陽極酸霧無法收集，致使廠房內酸霧污染嚴重，只能通過大流量通風進行消散，無法徹底解決酸霧污染問題；而小流量、集中區域進液方式，使陰極區域的錳離子得不到有效補充，致使陰極濃差極化嚴重，陰極電流效率僅能達到70%左右；由于每臺電解槽內均設置冷卻水排，不僅使電解槽內有效空間變小，影響產能提升，而且冷卻水管道布置復雜，投資成本較高，其運行費用較高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種環保節能型隔膜電解裝置，從根本上消除酸霧污染、提高陰極電流效率、降低投資成本的錳、鎳、鈷等隔膜電解工藝，不僅可以達到操作簡便、降低生產成本、清潔生產的目的，而且可以大幅度降低一次性投資成本。 [0005]本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，這種環保節能型隔膜電解裝置，包括電解槽、陰極板和陽極板，該陰極板和陽極板放置于電解槽內，該裝置包括酸霧捕集裝置，所述的酸霧捕集裝置包括酸霧吸收塔、水泵及抽風機，所述的陰極板與陽極板之間設置有用于整體密封陽極室的隔膜框組，隔膜框組上部兩側設有酸霧收集孔，并形成隔膜框組內置的酸霧捕集通道，該酸霧捕集通道通過酸霧收集管與酸霧吸收塔上的酸霧進口相連接，陽極上產生的酸霧通過與酸霧吸收塔頂端相連的抽風機捕集，所述的酸霧吸收塔內設有交錯分布的塔板，酸霧吸收塔一側的底端與上端間通過管道與水泵相連并構成水循環。
[0006]作為優選，該裝置還包括陰極液強制循環裝置和陰極液集中冷卻裝置，所述的陰極液強制循環裝置包括循環管、循環槽和循環泵，所述的陰極液集中冷卻裝置包括設置在循環槽內的冷卻盤管；循環管布置于電解槽內，且循環管上設有進液噴頭，該進液噴頭布置在每個陰極板的側部或底部；電解槽上部的二側分別設有陰極液溢流口和陽極液溢流口，所述的陰極液溢流口通過管道與循環槽相連通，循環槽通過循環泵與循環管相連通構成陰極液強制循環。
[0007]本發明的有益效果為:該裝置從根源上解決了隔膜電解過程中酸霧彌散污染環境的問題，達到消除環境污染，實現清潔生產的目的；同時，還提高了陰極電流效率，降低了電耗成本，達到了節能降耗的目的；通過實現電解液集中冷卻，不僅降低了投資，而且降低了運行成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的酸霧捕集裝置結構示意圖。
[0009]圖2是本發明的陰極液集中冷卻裝置與陰極液強制循環裝置間的結構示意圖。
[0010]圖3是本發明的陰極液強制循環裝置主視結構示意圖。
[0011]圖4是本發明的陰極液強制循環裝置俯視結構示意圖。
[0012]圖5是本發明的陰極液強制循環裝置側視結構示意圖。
[0013]附圖中的標號分別為:1、電解槽；2、陰極板；3、陽極板；4、酸霧捕集裝置；5、陰極液強制循環裝置；6、陰極液集中冷卻裝置；7、隔膜框組；11、陰極液溢流口 ；12、陽極液溢流口 ；41、酸霧吸收塔；42、酸霧進口 ；43、水泵；44、抽風機；45、塔板；46、酸霧收集管；51、循環管；52、循環槽；53、循環泵；54、進液噴頭；61、冷卻盤管；71、酸霧收集孔；72、酸霧捕集 通道。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合附圖和實施例對本發明做詳細的介紹:
[0015]如圖1-5所示，這種環保節能型隔膜電解裝置，包括電解槽1、陰極板2和陽極板3，該陰極板2和陽極板3放置于電解槽I內，該裝置包括酸霧捕集裝置4、陰極液強制循環裝置5和陰極液集中冷卻裝置6，所述的酸霧捕集裝置4包括酸霧吸收塔41、水泵43及抽風機44，所述的陰極板2與陽極板3之間設置有用于整體密封陽極室的隔膜框組7，隔膜框組7上部兩側設有酸霧收集孔71，并形成隔膜框組7內置的酸霧捕集通道72，該酸霧捕集通道72通過酸霧收集管46與酸霧吸收塔41上的酸霧進口 42相連接，陽極上產生的酸霧通過與酸霧吸收塔41頂端相連的抽風機44捕集，所述的酸霧吸收塔41內設有交錯分布的塔板45，酸霧吸收塔41 一側的底端與上端間通過管道與水泵43相連并構成水循環。所述的陰極液強制循環裝置5包括循環管51、循環槽52和循環泵53，所述的陰極液集中冷卻裝置6包括設置在循環槽52內的冷卻盤管61 ;循環管51布置于電解槽I內，且循環管51上設有進液噴頭54，該進液噴頭54布置在每個陰極板2的側部或底部；電解槽I上部的二側分別設有陰極液溢流口 11和陽極液溢流口 12，所述的陰極液溢流口 11通過管道與循環槽
52相連通，循環槽52通過循環泵53與循環管51相連通構成陰極液強制循環。
[0016]本發明裝置涉及的酸霧捕集裝置4，是通過隔膜框組7，實現陽極室整體密封，避免酸霧外溢，有利于酸霧收集。并在隔膜框組7內置酸霧捕集通道72，使陽極產生的酸霧完全捕集和回收，有效收集陽極酸霧。電解過程中，陽極不斷產生酸霧，這些酸霧通過在每個陽極室上部設置的隔膜框組7上的酸霧收集孔71進行密封收集，并通過隔膜框組7內置酸霧捕集通道72，在外部抽風機44的作用下，匯集到酸霧收集管46中，最后進入到酸霧吸收塔41中，進行吸收后返回浸出工序使用。其裝置示意圖見圖1。陽極酸霧通過捕集吸收，酸霧收集率達到90%以上，槽面酸霧濃度低于5mg/Nm3。
[0017]本發明裝置涉及的陰極液強制循環裝置5，是通過電解液循環系統，將電解槽中的陰極液抽出后，再返回至電解槽1，加快電解槽內液流速度，并針對每塊陰極板2，在其側部或底部安裝進液噴頭54，使溶液電解液在陰極周圍快速循環流動，降低陰極濃差極化，減少氫及雜質離子的析出，從而大幅度提高陰極電流效率。將電解槽I中陰極液進液流量由30-80m3/Mt提高到100-3000m3/Mt，則陰極電流效率提高2_10%，達到80-96%，每個電解槽金屬生產能力則提高5% -100%，單位產品能耗降低5%以上。其裝置示意圖見圖3至5。
[0018]本發明裝置涉及的陰極液集中冷卻裝置，是將強制循環的陰極液自流至循環槽52中，并在循環槽52中設置冷卻盤管61，實現電解液集中冷卻。電解液實行體外集中冷卻后，冷卻電耗降低5%，電解槽空間增大10%，可以使陰極尺寸增加10%，相同電流密度下，產能提聞10%左右。其裝直不意圖見圖2。
[0019]實施例1、以電解錳為例
[0020]將硫酸錳溶液調整pH至6.0-7.5，溫度控制38_42°C，該硫酸錳溶液自高位流槽自流至電解槽I中，待硫酸錳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液的循環泵54，使陰極液在電解槽內自循環，并在每塊陰極表面形成強制流動。當陰極液循環流量達到1500m3/Mt，將陰極電流密度提升至350A/m2，電解I天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到85%。
[0021 ] 實施例2以電解錳為例
[0022]將硫酸錳溶液調整pH至6.0-7.5，溫度控制38_42°C，該硫酸錳溶液自高位流槽自流至電解槽I中，待硫酸錳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液的循環泵54，使陰極液在電解槽內自循環，并在每塊陰極表面形成強制流動。當陰極液循環流量達到1000m3/Mt，將陰極電流密度提升至350A/m2，電解I天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到82%。
[0023]實施例3以電解錳為例
[0024]將硫酸錳溶液調整pH至6.0-7.5，溫度控制38_42°C，該硫酸錳溶液自高位流槽自流至電解槽I中，待硫酸錳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液的循環泵54，使陰極液在電解槽內自循環，并在每塊陰極表面形成強制流動。當陰極液循環流量達到800m3/Mt，將陰極電流密度提升至350A/m2，電解I天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到80%。
[0025]實施例4以電解錳為例
[0026] 將硫酸錳溶液調整pH至6.0-7.5，溫度控制38_42°C，該硫酸錳溶液自高位流槽自流至電解槽I中，待硫酸錳溶液充滿電解槽后，開啟陰極液的循環泵54，使陰極液在電解槽內自循環，并在每塊陰極表面形成強制流動。當陰極液循環流量達到500m3/Mt，將陰極電流密度提升至350A/m2，電解I天后，取出陰極產品，其陰極電流效率達到78%。
[0027] 可以理解的是，對本領域技術人員來說，對本發明的技術方案及發明構思加以等同替換或改變都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種環保節能型隔膜電解裝置，包括電解槽(I)、陰極板⑵和陽極板(3)，該陰極板(2)和陽極板(3)放置于電解槽(I)內，其特征在于:該裝置包括酸霧捕集裝置(4)，所述的酸霧捕集裝置(4)包括酸霧吸收塔(41)、水泵(43)及抽風機(44)，所述的陰極板(2)與陽極板(3)之間設置有用于整體密封陽極室的隔膜框組(7)，隔膜框組(7)上部兩側設有酸霧收集孔(71)，并形成隔膜框組(7)內置的酸霧捕集通道(72)，該酸霧捕集通道(72)通過酸霧收集管(46)與酸霧吸收塔(41)上的酸霧進口(42)相連接，陽極上產生的酸霧通過與酸霧吸收塔(41)頂端相連的抽風機(44)捕集，所述的酸霧吸收塔(41)內設有交錯分布的塔板(45)，酸霧吸收塔(41) 一側的底端與上端間通過管道與水泵(43)相連并構成水循環。
2.根據權利要求1所述 的環保節能型隔膜電解裝置，其特征在于:該裝置還包括陰極液強制循環裝置(5)和陰極液集中冷卻裝置(6)，所述的陰極液強制循環裝置(5)包括循環管(51)、循環槽(52)和循環泵(53)，所述的陰極液集中冷卻裝置(6)包括設置在循環槽(52)內的冷卻盤管(61);循環管(51)布置于電解槽⑴內，且循環管(51)上設有進液噴頭(54)，該進液噴頭(54)布置在每個陰極板(2)的側部或底部；電解槽(I)上部的二側分別設有陰極液溢流口(11)和陽極液溢流口(12)，所述的陰極液溢流口(11)通過管道與循環槽(52)相連通，循環槽(52)通過循環泵(53)與循環管(51)相連通構成陰極液強制循環。
【文檔編號】C25C7/04GK104032328SQ201410244250
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】林建平, 林建灶, 柳彥, 石文堂 申請人:杭州三耐環保科技有限公司