[其他]電解槽的密封

無效

• 申請號: 85108000
• 申請日: 1985-09-24
• 公開（公告）號: CN85108000A
• 公開（公告）日: 1987-04-01
• 發明（設計）人: 理查德·尼爾·比沃;H·吉尼·紐頓;黑普·D·丹格
• 申請（專利權）人: 陶氏化學公司
• 主分類號: C25B1/46
• 分類號: C25B1/46;C25B9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建,全菁

本發明涉及電解槽的密封襯墊和密封電解槽的方法。

采用隔離膜的電解槽，例如用來電解堿金屬氯化物水溶液生產氯氣和金屬氫氧化物的電解槽，一般有兩種形式：隔膜型和薄膜型。

薄膜型電解槽一般使用離于交換物質的片狀膜。例如美國杜邦公司的Nafion薄膜和日本旭玻璃公司的Flemion薄膜。這些電解槽通常是平板型或壓濾型，其電極結構為單極或雙極。賽科等人提出的美國專利4，108，742和411，779敘述了雙極體系的電解槽;肯尼提出的美國專利4，137，144及所引用的專利文獻講述了另一種設計。

在壓濾型薄膜式電解槽中，一般是把薄膜放置在電解槽框架各個側面之間夾緊或用其它方法壓緊。此外，通常在一個框架和薄膜的表面之間插入密封墊片，再通過壓緊框架與墊片形成流體密封（即液壓密封和氣壓密封）以防止電解液從電解槽的一個隔間漏到另一隔間，或向外泄漏。這種壓緊方法可以是手工的，也可以是機械的，即用液壓機或用其它加壓裝置將電極的框架與墊片緊壓在一起，不過希望所獲得的流體密封不得損壞薄膜。

夾在薄膜與電極框架之間的密封墊片材料通常采用彈性物質，例如橡膠或彈性體。工業上雙極式薄膜電解槽一般用乙烯-丙烯（EP）高聚物或乙烯-丙烯-二烯烴（EPD）高聚物作為薄膜與電極框架之間的密封墊片材料。但是，當用壓力壓緊框架時，上述材料就要變形和向外膨脹。在密封墊片向外變形時，與其接觸的薄膜受到向外變形墊片的壓力的推動而受到拉伸。當要把框架壓緊形成流體密封的電解槽時，位于與電極框架相鄰的墊片下方的薄膜的這種拉伸能使薄膜破損或撕裂。此外，為了實現有效的密封，彈性的密封墊片需要較高的壓力，這樣就增加薄膜被破損或撕裂的危險性。

薄膜的任何撕裂或破損，在電解期間都要降低電流效率，當電解槽的電解操作效率降低時，就要大大增加所用的電流。電流效率和（或）電解操作效率降低得太多，而更換破損了的薄膜時，就需要花費很大的代價關閉整個電解槽。

在電解槽中，經常采用定做的密封墊片，平板形或O形EPD密封墊片以使薄膜的損壞減至最小。但是，在解除加在密封墊片上的壓力后，這些彈性密封墊片仍要基本上恢復其大小和形狀。因此，彈性墊片是不能預壓緊的，而薄膜必須與墊片在加壓前就安置在電解槽的框架之間。當薄膜與彈性密封墊片一起受壓時，薄膜被損壞的可能性也就增加了。

由于上述的這些問題，所以希望能為電解槽提供一種密封結構以及采用這種密封結構而不至于損壞電解槽薄膜的密封方法。

本發明是一種電解槽裝置，它由第一框架、第二框架、插入框架之間把電解槽分隔成陽極區與陰極區的隔離膜，以及至少插入在第一或第二框架與隔離膜之間的預壓緊密封墊片所組成。密封墊片可以是一種碳氟聚合物的墊片。

本發明也涉及電解槽的密封方法，該方法含有一密封墊片，插在至少在第一框架或第二框架與隔離膜之間，所述的隔離膜把由電解槽第一框架和第二框架所限定的隔間分隔成陽極區與陰極區;并由壓緊密封墊片、隔離膜與第一、第二框架形成的。這種密封方法的特點是使用一種預壓緊的、具有永久變形的密封墊片。

本發明進一步闡明的電解槽的密封方法，包括：

（a）在第一框架與第二框架之間插入一個片狀構件，

（b）至少在第一或第二框架與片狀構件之間插入一種由可永久變形材料制成的密封墊，

（c）壓緊第一與第二框架、片狀構件和密封墊，使密封墊永久變形，

（d）解除壓力，取出片狀構件，

（e）用一隔離膜替換片狀構件，

（f）壓緊第一和第二框架、預壓緊的密封墊與隔離膜，形成液壓密封和氣壓密封。

圖1是一種電解槽裝置的截面圖，示出預壓緊的密封墊插入在電極框架與隔離膜之間。

圖2是本發明的另一體現，是另一種電解槽裝置的截面圖，示出預壓緊的密封墊插在具有凹槽的電極框架與隔膜之間。

參看圖1，可看出壓濾型電解槽裝置有一對相鄰接的壓濾型框架11和12。只是為了說明起見，現在規定第一框架11為陽極框架，第二框架12為陰極框架。一般說來，陽極框架和陰極框架是單一的框架結構，其中的陽極與陰極是連在這一結構的相反的一面上，并通過這一結構導電的。這種電解槽裝置是典型的濾壓型電解槽，可以是單極的或是雙極的。在這里，本發明將結合雙電極式壓濾型電解槽進行說明。在陽極框架與陰極框架12之間插有隔離膜13和預壓緊密封墊14。預壓緊密封墊14可以插入在隔離膜與框架11或與框架12之間。雖然圖中只示出一個預壓緊密封墊14，本發明是包含了在隔離膜13的兩邊都使用預壓緊密封墊的情況的。