[实用新型]一种带有运动电极的箱式电解槽设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种箱式电解槽设备，特别涉及一种带有运动电极的箱式电解槽设备。

背景技术

有机电化学合成通过控制电极电势可提高反应的选择性，控制电解槽中的电量大小可控制产物的产量。反应一般在常温、常压下进行，不需加催化剂，有机电化学合成可取代某些氧化剂和还原剂，并且氧化、还原介质可在电解槽中再生，节约了原料、降低了成本、避免了污染，是绿色合成的重要途径之一。从社会效益、经济效益和环境效益等方面出发，有机电化学合成具有化学合成无法比拟的优点。

目前，国内外许多研究人员致力于开发适用于大规模工业化生产的有机电化学合成设备，主要有二大类型：一类是固定床电解槽，另一类是运动电极电解槽。其中典型的有专利ZL93112449.2公开了一种板框式固定床电极电解槽，该电解槽采用板框结构，阴极三维电极，阳极采用铅板、隔膜，并采用全氟离子交换膜，在对氨基苯酚的工业化应用过程中主要存在问题是：①阴极电流密度严重分布不均，导致选择性急剧下降。②为了达到电解液在阴极表面的流速，该装置的循环量非常大，当20％硫酸在90℃作如此大的输送，这对大规模工业化生产带来了巨大的困难。专利ZL93119242.0公开了一种对氨基苯酚的电解合成生产方法及设备，其设备采用旋转电极，依靠电极的高速旋转来达到电解液在电极表面的流速，避免了电解液在槽外循环量大的问题，但其仍存在缺陷：①阴极导电采用的是液体汞，因导电性能不良，不适合大电流使用。②因采用圆筒分隔式旋转阴极，设备的单位体积内电解面积小。③该设备使用寿命短。专利ZL02216475.8公开了一种带有多层振动网板电极的电解槽，其电极通过机械装置作振动，振动方向与电流方向垂直，用电极的往复运动代替电解液的循环流动，该技术的主要特点是电流分布均匀，解决了固定床电解槽的缺陷，单位体积内的阴极电极面积大，但要达到工业化设备仍存在问题：①阴极单片面积扩大到1m²时，按该技术的做法会产生电流分布不均，如果增加限量电阻，在一个50m²(阴极)的电解槽外接电阻要上千只，这对制造设备带来困难，同时可靠性也差。②该技术也未说清楚槽体用何材料制作，在工业化生产中特别是运动电极，这是一个非常重要的问题。③未说明电解槽的温度控制。从该专利的内容看其是一种实验室电化学装置，不能适用于大规模工业化生产。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，根据有机电化学合成反应要求，提供一种带有运动电极的箱式电解槽设备，该电解槽单位体积电解面积大，可适用于工业化大规模生产。

本实用新型所需要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种带有运动电极的箱式电解槽设备，包括：

通过槽支架支撑的阴极箱体，在所述阴极箱体上设置有电解液出口；

设置于阴极箱体外的外水套箱，在所述外水套箱上设置有温度调节液进、出口；

设置于阴极箱体上的箱盖板；

设置于箱盖板上的电解液进料装置和电解液搅拌装置，所述电解液进料装置包含有一电解液进料口；

设置于阴极箱体内的若干阴极室和若干阳极室，所述阴极室和阳极室通过若干固定于阴极箱体内的隔膜隔开，其中隔膜内为阳极室，隔膜外为阴极室；

插入每一阳极室内的阳极，所述阳极悬挂于所述箱盖板上，并与设置在阴极箱体上的阳极铜排电连接；

插入每一阴极室内的阴极，所述阴极与设置在阴极箱体上的阴极铜排电连接，其特征在于，还包括：

设置于箱体盖板上的传动装置；

设置于所述传动装置的输出轴上的曲柄；

与曲柄连接的摇杆机构；

与所述摇杆机构连接并用以串接所述阴极的连杆。

所述阴极上下运动的振幅20-200mm，频率50-300次/分，所述阴极运动速度根据电合成产品确定。

由于采用了如上的技术方案，传动装置带动曲柄转动，而曲柄又通过摇杆机构以及连杆带动阴极，在阴极室内上下运动，增大了单位体积中电解面积，如单台2m³电解槽内具有100-200m²电解面积，以适合工业化规模生产。

本实用新型的阴极包括一阴极框架和设置在阴极框架上的若干片棱形波纹网板以及用以连接所述棱形波纹网板的电流均布导线。

所述棱形波纹网板的数量为5-15片，每一片棱形波纹网板为厚度0.2-0.6mm金属板，其拉网延伸率为1.3-1.4％。

所述电流均布导线长度所产生的电压降大于反应电压50-200％。