【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電解裝置的,更具體地說,它涉及一種電解氯化鈉的裝置。
技術介紹
1、傳統氯化鈉熔融電解法逐漸被隔膜電解法代替,使用beta-al2o3陶瓷作為隔膜材料進行電解。但此技術中存在的缺陷為:陰極提前填充精鈉作為鈉種,但精鈉容易氧化或者與空氣中的水分接觸,生產過程中存在較高的風險。
2、針對上述缺陷,公開號為cn114622248a的中國專利進行了改進,采用四氯鋁酸鈉和氯化鈉粉體按照固定比例混合,作為陽極區電解原料,置于隔膜beta-al2o3陶瓷管內,陽極插入四氯鋁酸鈉和氯化鈉粉體中,陰極與導電層之間通過導電連接片電連接形成陰極區域,陽極區域設有氯氣收集裝置,陰極區域設有排鈉口。但此裝置應用至工業化生產時的電流效率低,其原因如下:在其所給電解溫度范圍內,陽極區的四氯鋁酸鈉呈現熔融態,氯化鈉粉體仍然為固態,在電解過程中持續補充氯化鈉粉體時,氯化鈉粉體容易漂浮在熔融四氯鋁酸鈉上方,補充加入的氯化鈉粉體與熔融四氯鋁酸鈉僅在界面處發生接觸,四氯鋁酸鈉難以起到較好的鈉離子傳導作用,降低了電解電流效率。
技術實現思路
1、為了提高電解氯化鈉工業化生產時的電解電流效率,本申請提供一種電解氯化鈉的裝置。
2、本申請提供一種電解氯化鈉的裝置,采用如下的技術方案:
3、一種電解氯化鈉的裝置,包括:
4、電解質隔膜容器,所述電解質隔膜容器內部填充有氯化鈉和四氯鋁酸鈉;
5、正極攪拌軸,安裝在所述電解質隔膜容器內,并可在所述電解質隔膜容器內進
6、負極殼體,套設在所述電解質隔膜容器外,所述負極殼體與所述電解質隔膜容器之間留有儲鈉空間;
7、導電卡片,安裝在所述儲鈉空間內,所述導電卡片電性連接所述負極殼體與所述電解質隔膜容器。
8、通過采用上述技術方案,電解質隔膜容器既能夠讓氯化鈉的鈉離子選擇性透過又具備導電性,鈉離子在電場作用下遷移至負極,在儲鈉空間中生成液態金屬鈉;電解質隔膜容器分隔了陰極區和陽極區,使得氯氣和金屬鈉可以分開產生,既能夠保證生產安全性,又能夠省略提純步驟,得到高純度金屬鈉;
9、同時,正極攪拌軸在電解過程中對氯化鈉和四氯鋁酸鈉進行不斷攪拌混合,氯化鈉能夠在電解過程中持續不斷地加入至電解質隔膜容器中,并且保證氯化鈉粉體與熔融四氯鋁酸鈉充分接觸,熔融四氯鋁酸鈉起到了較好的鈉離子傳導作用,避免了氯化鈉粉體漂浮在熔融四氯鋁酸鈉上方,與四氯鋁酸鈉僅在界面處發生接觸的問題,也有效避免了電解質氯化鈉與正極材料發生固-固接觸的問題,從而有效地提升了電解電流效率。
10、進一步的,所述正極攪拌軸上安裝有至少一組攪拌葉片。
11、通過采用上述技術方案,多組攪拌葉片能夠使得氯化鈉粉體與熔融四氯鋁酸鈉高效混合,從而提升了氯化鈉的投入量,擴大了金屬鈉的生產量。
12、進一步的,所述電解質隔膜容器包括β”-al2o3隔膜管和導電層,所述導電層位于所述β”-al2o3隔膜管外壁。
13、通過采用上述技術方案,當電解質隔膜容器發生破裂時,生成的金屬鈉會與四氯鋁酸鈉接觸,發生如下反應:naalcl4+3na→4nacl+al,金屬鈉轉變為固態氯化鈉,避免了金屬鈉與氧氣接觸發生劇烈氧化反應,保障了裝置使用時的安全性。同時,電解質隔膜容器破損裂縫中生成鋁,鋁堵塞裂縫,阻止短路反應進一步進行。
14、進一步的,所述電解質隔膜容器上安裝有密封蓋,所述密封蓋上開設有氯氣排出口和加料口。
15、通過采用上述技術方案,密封蓋與電解質隔膜容器形成密封結構,陽極區產生的氯氣從氯氣排出口排出,同時氯化鈉固體可以從加料口持續加入。保障裝置持續生產的安全性。
16、進一步的,所述密封蓋上還開設有攪拌軸安裝密封口,所述正極攪拌軸從所述攪拌軸安裝密封口伸入所述電解質隔膜容器中。
17、通過采用上述技術方案,安裝密封口安裝有密封圈,密封圈進一步降低了氯氣從電解裝置飄散在空氣中的可能性,提高了裝置生產的安全性。
18、進一步的,所述正極攪拌軸的動力端連接有動力件。
19、通過采用上述技術方案,動力件可以為電機,動力件固定在密封蓋上,使得正極攪拌軸的轉速可根據需要調控。
20、進一步的,所述負極殼體頂部開設有充氣口,所述充氣口與所述儲鈉空間連通。
21、通過采用上述技術方案,由于負極殼體與電解質隔膜容器密封,充氣口中通入氮氣即可對金屬鈉進行置換。
22、進一步的,所述導電卡片與所述電解質隔膜容器之間安裝有高溫密封件,所述高溫密封件環繞在所述電解質隔膜容器的上端開口處的外側。
23、通過采用上述技術方案,高溫密封件對導電卡片與電解質隔膜容器之間的間隙進行密封,進一步降低氯氣泄漏進入儲鈉空間的可能性。
24、進一步的,所述負極殼體底部開設有排鈉口。
25、通過采用上述技術方案,液態金屬鈉可在重力作用下充分排出電解裝置。
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1.一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述正極攪拌軸(2)上安裝有至少一組攪拌葉片(21)。
3.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述電解質隔膜容器(1)包括β”-Al2O3隔膜管(11)和導電層(12),所述導電層(12)位于所述β”-Al2O3隔膜管(11)外壁。
4.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述電解質隔膜容器(1)上安裝有密封蓋(4),所述密封蓋(4)上開設有氯氣排出口(42)和加料口(41)。
5.如權利要求4所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述密封蓋(4)上還開設有攪拌軸安裝密封口(43),所述正極攪拌軸(2)從所述攪拌軸安裝密封口(43)伸入所述電解質隔膜容器(1)中。
6.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述正極攪拌軸(2)的動力端連接有動力件(22)。
7.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述負極殼體(3)頂部開設有充氣口(32),所述
8.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述導電卡片(6)與所述電解質隔膜容器(1)之間安裝有高溫密封件(7),所述高溫密封件(7)環繞在所述電解質隔膜容器(1)的上端開口處的外側。
9.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述負極殼體(3)底部開設有排鈉口(31)。
...【技術特征摘要】
1.一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述正極攪拌軸(2)上安裝有至少一組攪拌葉片(21)。
3.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述電解質隔膜容器(1)包括β”-al2o3隔膜管(11)和導電層(12),所述導電層(12)位于所述β”-al2o3隔膜管(11)外壁。
4.如權利要求1所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述電解質隔膜容器(1)上安裝有密封蓋(4),所述密封蓋(4)上開設有氯氣排出口(42)和加料口(41)。
5.如權利要求4所述的一種電解氯化鈉的裝置,其特征在于:所述密封蓋(4)上還開設有攪拌軸安裝密封口(43),所述正...
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