[发明专利]在电解设备中支撑电极的装置

说明书

技术领域

本发明涉及电解槽或电解设备的领域。

背景技术

图1是用于制造氟的电解设备100的视图。设备100包括液体池 101，所述液体池101包含例如氢氟酸溶液(HF)的电解液102，以及 具有两组(series)浸入其中的电极，即第一组的阴极103和第二组 的阳极104。阳极104固定且电性连接到母线(busbar)105的每一侧。 母线105用作电极104的支撑装置以及电极104的电解液电流的分配 器。众所周之的方式是，母线105通过置于牙条(threaded rod)107 中的导体106连接到直流(DC)发电机(图中未示出)的正极端子， 而阴极103连接到发电机的负极端子。阳极104在母线105的每一侧 纵向分布，并且突出母线的底面105a。

图2显示了在运行中的电解设备110，即当电极103、104浸入电 解液中，以及通过DC发电机供电。当电解液由氢氟酸组成时，例如电 解导致在阳极104释放出气态氟的气泡108，并且在阴极103释放出氢 的气泡109。这两种气体物质的气泡上升到电解液的表面以及在电解设 备100的顶部通过独立的导管(在图中未示出)收集。

气态氟的气泡108在电解时接触电解设备而引起设备元件的腐蚀 与侵蚀。根据其化学性质，气泡108具有很强的腐蚀性，并且当其上 升到电解液表面时，其带来阳极104的腐蚀现象，更具体的说是母线 105的腐蚀现象，母线105的下表面105a实际上接收阳极104的内侧 壁释放的所有氟气泡，这些气泡然后沿底面105a流动直到其找到到达 电解液102的表面的路径。

从而，在任何制造一种或多种腐蚀性气体物质的电解设备中，释 放的气体产生的腐蚀和侵蚀使母线和阳极需要被频繁地更换。

为了减轻这个问题，一种方案包括使用石墨制造母线以及还可能 制造阳极，石墨是已知的很好的防腐蚀材料。然而，即使相对于通常 使用的金属材料而言，石墨确实更好的防止了腐蚀和侵蚀现象，但还 是不足以在电解期间防止阳极和首要是母线的损坏。从而，即使由石 墨制成，母线还是需要频繁更换。在每一次更换中，电解设备以及由 此引起的气体物质的产生必须被停止。从而遭受腐蚀-侵蚀现象的母线 带来了电解设备不运行的周期，以及从而需要缩短所述周期进而提高 设备的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够保护电解设备的母线免于受到电解 过程中释放的气体物质所引起的腐蚀和侵蚀现象、从而增加母线的使 用寿命的设计方案。

为此，本发明提供一种在电解设备中支撑电极的装置，所述支撑 装置包括具有固定于其上的电极的母线，所述电极置于母线的任何一 侧，以及竖直地在所述母线以下延伸，母线和所述电极被设计为至少 一部分浸在释放出一种或者多种的腐蚀性气体物质的电解液中。

其中，装置进一步包括位于母线之下的保护元件，其具有不小于 母线的长度和宽度的长度和宽度，以及其中所述保护元件由炭/炭材料 制成。

从而，通过在母线下面布置炭/炭元件，母线被保护从而在电解过 程中免于受到电极释放的腐蚀物质的气泡的腐蚀。由于保护元件至少 覆盖母线的底面，其防止上升到电解液的表面的腐蚀物质的气泡接触 母线，进而防止上述腐蚀-侵蚀现象导致的损坏。母线的寿命由此得到 显著的延长。

此外，保护元件由特别能经受腐蚀-侵蚀现象的炭/炭材料制成。 从而在释放出腐蚀性气体的情况下，由母线和保护元件形成的组件比 起单独的母线有可能经受更长的腐蚀-侵蚀现象，即使母线由石墨制 成。从而，以本发明的电极支撑装置，电解装置被关闭以更换旧的母 线的频率比起一般的频率显著地降低。

保护元件可以保持在电极上形成的槽中，或可以通过固定部件固 定在母线上。

在本发明的一个方面中，保护元件的与面对母线的面相对的面显 示出凹陷的轮廓。该轮廓用于引导电极释放出的腐蚀性气体物质的气 泡，将其引导到保护元件的纵向末端。凹面还可以具有朝向保护元件 的纵向末端的其中之一的微小倾斜角度，以便将气泡引导到末端。

在本发明的另一个方面中，保护元件包括在其纵向延伸侧上的鳍 (fin)，所述鳍在元件的面对母线的一面之上延伸。所述鳍展现出实 质上对应于邻近电极对之间留出的间隙的宽度，以及所述鳍彼此分开 实质上对应于电极宽度的距离。具有这样的鳍，保护元件也保护暴露 于两个电极之间的母线的腰侧。