[发明专利]一种制备三氟化氮气体的电解槽及其应用有效
| 申请号： | 201510311822.6 | 申请日： | 2015-06-09 |
| 公开（公告）号： | CN104962946B | 公开（公告）日： | 2017-09-12 |
| 发明（设计）人： | 马毅斌;纪振红;王斌;孟祥军;李翔宇;冀延治 | 申请（专利权）人： | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 |
| 主分类号： | C25B9/08 | 分类号： | C25B9/08;C25B1/24 |
| 代理公司： | 北京理工大学专利中心11120 | 代理人： | 周蜜,仇蕾安 |
| 地址： | 056027*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种制备三氟化氮气体的电解槽及其应用，属于三氟化氮制备领域。所述电解槽被隔膜隔离成独立的阳、阴极室；阳极一端在阳极室内，另一端连有伸出阳极室与电源连接的导电杆，阳极气体出口、阳极扫氮及电解液入口分别位于阳极两侧，阳极气体出口在靠近隔膜一侧；阴极一端位于阴极室内，另一端连接有伸出阴极室与电源连接的导电杆，阴极气体出口、阴极扫氮及电解液入口分别位于阴极两侧，阴极气体出口在靠近隔膜一侧；隔膜为先经过H2O2溶液处理，再经过H2SO4或HF溶液处理的Nafion膜。所述电解槽利用不透气但可以让电解液流通的离子交换隔膜，能防止阴、阳两极气体混合，缩短阴、阳极间距，大规模安全制备NF3气体。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 制备 氟化 氮气 电解槽 及其 应用 | ||
【主权项】：
一种制备三氟化氮气体的电解槽，其特征在于：所述电解槽主要由隔膜(5)、阳极(3)、阴极(1)、阳极室(6)、阴极室(7)、阳极气体出口(8)、阴极气体出口(9)、阳极扫氮及电解液入口(10)和阴极扫氮及电解液入口(11)组成；隔膜(5)将所述电解槽隔离成完全独立的阳极室(6)和阴极室(7)；阳极室(6)由阳极(3)、阳极气体出口(8)和阳极扫氮及电解液入口(10)组成，阳极(3)一端位于阳极室(6)内，另一端连接有导电杆，导电杆伸出阳极室(6)与电源连接，阳极气体出口(8)、阳极扫氮及电解液入口(10)分别位于阳极(3)两侧，阳极气体出口(8)在靠近隔膜(5)一侧；阴极室(7)由阴极(1)、阴极气体出口(9)和阴极扫氮及电解液入口(11)组成，阴极(1)一端位于阴极室(7)内，另一端连接有导电杆，导电杆伸出阴极室(7)与电源连接，阴极气体出口(9)、阴极扫氮及电解液入口(11)分别位于阴极(1)两侧，阴极气体出口(9)在靠近隔膜(5)一侧；所述隔膜(5)为经过如下方法处理的Nafion膜：1)将Nafion膜在80℃～85℃，体积百分数为2％～5％的H2O2溶液中处理45min～90min，然后取出在80℃～85℃，水中清洗≥1h；2)清洗完后在H2SO4溶液或HF溶液中处理；当在H2SO4溶液中处理时，温度为80℃～95℃，H2SO4溶液的浓度为0.1mol·L‑1～0.7mol·L‑1，处理0.5h～2h；当在HF溶液中处理时，温度为50℃～70℃，HF溶液的浓度为0.05mol·L‑1～0.2mol·L‑1，处理0.5h～2h，然后取出在80℃～85℃，水中清洗≥1h，干燥，得到经过处理的Nafion膜；水的纯度≥蒸馏水的纯度；阳极(3)由镍或碳板制成，阴极(1)由镍、碳钢或碳制成，阳极(3)或阴极(1)与隔膜(5)之间的间距为5mm～20mm，阳极(3)和阴极(1)的高度为≥10mm；所述电解槽由碳钢、不锈钢、镍、镍合金、氟系树脂或衬氟材质加工而成。
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- 本发明涉及一种离子膜电解槽性能检测系统，包括位于电解车间内的电解槽电压采集模块(1)，其对多个电解槽(11)采集电压，并通过远程I/O系统传输给可编程控制器(2)，所述可编程控制器(2)还连接DCS用户工艺控制系统(3)，并接收来自DCS用户工艺控制系统(3)设置的电解槽工艺参数，所述可编程控制器(2)根据电解槽工艺参数计算电解槽阈值电压，并与电解槽(11)的实际电压进行比较，超过阈值电压，则控制报警器(4)进行报警，同时将报警信号传输至中控室(5)，不仅实现了电解槽系统运行的自动安全联锁的功能，更能通过对当前电解槽性能的评估来预测未来电解槽性能的曲线。
- 一种提高料液返混的压凹型离子膜电解槽-201721164798.9
- 张丽;李佑平;刘云义;刘秀明;刘国桢 - 沈阳化工大学
- 2017-09-12 - 2018-05-29 - C25B9/08
- 一种提高料液返混的压凹型离子膜电解槽，涉及一种电解槽，本实用新型为一种自然循环离子膜电解槽，即，一种装有隔板的压凹型自然循环离子膜电解槽。该阳极离子膜电解槽中包括料液进口管、喷射口、背板压凹型阳极室、隔板、气液分离室、挡板、气液出口。隔板的安装使电解槽在中部出现了射流现象，并由此形成了一个新的旋涡。淹没射流与周围介质发生的动量和质量交换，能够增强电解槽内流体介质之间的混合，从而促进电解槽内温度和浓度的均匀分布，浓度温度场的均匀化使得离子膜使用寿命得以延长，设备维护成本降低。
- 一种提高料液返混的压凹型离子膜电解槽-201710817371.2
- 张丽;李佑平;刘云义;刘秀明;刘国桢 - 沈阳化工大学
- 2017-09-12 - 2018-02-13 - C25B9/08
- 一种提高料液返混的压凹型离子膜电解槽，涉及一种电解槽，本发明为一种自然循环离子膜电解槽，即，一种装有隔板的压凹型自然循环离子膜电解槽。该阳极离子膜电解槽中包括料液进口管、喷射口、背板压凹型阳极室、隔板、气液分离室、挡板、气液出口。隔板的安装使电解槽在中部出现了射流现象，并由此形成了一个新的旋涡。淹没射流与周围介质发生的动量和质量交换，能够增强电解槽内流体介质之间的混合，从而促进电解槽内温度和浓度的均匀分布，浓度温度场的均匀化使得离子膜使用寿命得以延长，设备维护成本降低。
- 电化学反应器-201720452383.5
- 张红飞;康鹏 - 碳能科技（北京）有限公司
- 2017-04-27 - 2018-02-09 - C25B9/08
- 提供一种电化学反应器，包括极板，外周设置有密封槽；膜电极组件，包括能够发生电化学反应的活性区和非活性区，所述非活性区位于所述活性区的外围，所述非活性区域为固体电解质膜的裸露区域；内密封垫，设置于所述膜电极组件与所述极板之间，位于所述膜电极组件的非活性区；和外密封垫，设置于所述内密封垫外周、且置于所述极板的密封槽内。本实用新型的电化学反应器采用双密封，内密封有效防止流体内漏，外密封有效防止流体外漏，有效解决了密封难度高和密封成本高的问题。特别适合高压电化学反应器。
- 双极式碱性水电解单元和电解槽-201380030807.3
- 野秋康秀;内野阳介;三吉启二 - 旭化成株式会社
- 2013-06-17 - 2018-01-16 - C25B9/08
- 本发明涉及一种双极式碱性水电解单元(12)，其组装在用于对由碱性水构成的电解液进行电解而得到氧和氢的电解槽(100)中，该双极式碱性水电解单元(12)具备析氧用的阳极(18)、析氢用的阴极(19)、分隔阳极和阴极的导电性隔壁(22)、包围导电性隔壁(22)的环状的外框(16)，在导电性隔壁(22)和/或外框(16)的上部设置有气体和电解液的通过部，在导电性隔壁(22)和/或外框(16)的下部设置有电解液的通过部。
- 有限间隙电解槽的改装方法-201480019509.9
- F·弗尔沃;D·多恩斯特;P·沃尔特林;D·胡尔曼;P·霍夫曼;M·佩里戈;A·费奥鲁西;C·霍恩伯格 - 蒂森克虏伯伍德氯工程(意大利)有限责任公司
- 2014-04-10 - 2017-11-21 - C25B9/08
- 本发明涉及一种隔膜电解槽的改装方法，其中通过与阴极支撑件相应的区段的塑性形变对刚性阴极进行整形；将预先成形的导电弹性元件覆盖到所述刚性阴极上，所述弹性元件具有对应于所述阴极支撑件的压缩区段；将设置有催化涂层的柔性平面阴极覆盖到所述导电弹性元件上。本发明还涉及相应地改装的电解槽。
- 一种化工用离子膜电解槽-201720221794.3
- 杨守洁 - 陕西理工学院
- 2017-03-08 - 2017-10-03 - C25B9/08
- 本实用新型公开了一种化工用离子膜电解槽，包括电解槽机壳，所述电解槽机壳内部中间位置处安装有拆卸式离子膜板，所述拆卸式离子膜板由把手安装件、把手、离子膜安装板、离子膜和固定件组成，所述拆卸式离子膜板外安装有电解装置，所述电解装置由阴极极板、阴极极板安装件、阴极线插接装置、电源适配器、插接件连接管、阳极线插接装置、阳极极板安装件和阳极极板组成，所述电解槽机壳内部上端一侧安装有阴极气体室，所述电解槽机壳内部上端另一侧安装有阳极气体室，所述电解槽机壳顶端安装有离子膜板取放门。本实用新型能够应用在化工生产上，能利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。
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