[实用新型]氧阴极电解槽及制碱装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制碱装置，特别是涉及一种用于制碱行业的氧阴极电解槽及制碱装置。

背景技术

氯碱工业通过电解食盐水产生烧碱和氯气，同时产生副产物氢气，是在国民经济中占有重要地位的基础化工原料工业。目前国内制碱有隔膜法和离子膜法，生产成本中电耗成本约占60%，因此降低电耗对于提高氯碱行业经济效益具有很重要的意义。

具体的说，氯碱厂生产1吨烧碱，同时产生0.886吨氯气及1200多立方米的氢气，约需要耗电2500度，是化学工业中的“电老虎”，每年耗电占化工用电整体的20%。多年来人们一直致力于降低氯碱工业的能耗，所采取的措施包括改进隔膜，改进电槽结构，将石墨阳极改造为金属阳极等。但是，从根本上讲，氯碱工业的巨大耗电量是由其化学反应本身所决定的。因此，必须从根本上改变电解食盐水的电化学反应，从而降低理论分解电压，达到节能目的。众所周知，目前氯碱生产的主要电化学反应方程式为：

阳极：2Cl^--2e＝Cl₂

阴极：2H₂O+2e＝H₂+2OH^-

其中，Ф_阳=1.359伏    Ф_阴=-0.828伏

所以，其理论分解电压：E=Ф_阳－Ф_阴＝1.359-（-0.828）=2.187伏

如果将电极过程的总反应改变为：

2NaCl+H₂O+1/₂O₂=2NaOH+Cl₂↑

2Cl^--2e=Cl₂

阳极：

阴极：2H₂O+1/₂O₂+2e＝2OH^-

其中，Ф_阳=1.359伏    Ф_阴=0.391伏

所以，其理论分解电压：E=Ф_阳－Ф_阴＝1.359－0.391=0.968伏

从以上两种电极过程可以看出，它们的阳极反应过程没有变，阴极由原来的水在电能作用下分解为氢气和氢氧根改变为水与空气中的氧作用生成氢氧根，使其不再产生氢气。根据理论分解电压比较可以看出，理论分解电压降低了1.22伏。因此，在氯碱装置中使用氧阴极电解槽具有很重要的意义。

因为从根本上改变了阴极反应，因此需要使用氧阴极电极，而氧阴极电极和现有的阴极电极不同，因此需要提供一种适用于安装氧阴极电极的氧阴极电解槽，尤其是提供一种可以在现有电解槽上直接改进的氧阴极电解槽。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种结构简单、使用方便的氧阴极电解槽及制碱装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种氧阴极电解槽，包括阳极框、阴极框、阳极盘、阴极盘、复合板和设置在阳极框上的阳极电极，所述阳极框和阳极盘组成阳极室，所述阴极框和阴极盘组成阴极室，所述氧阴极电解槽还包括氧阴极电极、氧气进口总管、氧气出口总管和出液口；

所述阳极盘和所述阴极盘通过所述复合板隔开；

所述氧气进口总管设置在所述阴极框的上端；所述氧气出口总管设置在所述阴极框的下端；

所述出液口设置在所述阴极框的侧面。

在其中一个实施例中，所述氧阴极电解槽还包括阴极筋板和阳极筋板，所述阴极筋板设置在所述阴极盘和所述氧阴极电极之间，所述阳极筋板设置在所述阳极电极和所述阳极盘之间。

在其中一个实施例中，在所述氧阴极电极与所述阴极筋板之间还设置有支撑网和第一缓冲网，所述支撑网设置在所述第一缓冲网的下方；在所述氧阴极电极上设置有第二缓冲网和面网，所述面网设置在所述第二缓冲网的上方。

在其中一个实施例中，所述阴极盘和所述氧阴极电极之间形成第一气室，所述第一气室的高度为2~17毫米。

在其中一个实施例中，所述氧阴极电极和所述面网之间形成第一液室，所述第一液室的高度为2~3毫米。

在其中一个实施例中，在所述阴极框的内部设置有氧阴极框，所述氧阴极框固定在所述阴极盘上，所述氧阴极设置在所述氧阴极框上。