一种电解法制备过硫酸铵的阳极装置的制作方法

1.本实用新型属于过硫酸铵的制备技术领域，特别涉及一种电解法制备过硫酸铵的阳极装置。


背景技术：

2.工业过硫酸铵在化工、纺织、石油开采等领域有着广泛的用途，主要作为氧化剂、高分子聚合的助聚剂、纺织行业的脱浆剂、石油压裂液的添加剂等。
3.目前，工业生产过硫酸铵有电解法和蒽醌法两种，电解法因具有工艺操作简单、生产过程污染小、产品易分离等特点，成为应用最广的过硫酸铵生产方法。国内过硫酸铵的生产常用的电解槽有三种：(1)阴阳极混合槽；(2)板状隔膜分离阴阳极室电解槽(例如素瓷板或塑料板)；(3)管状隔膜分离阴阳极室电解槽。过硫酸铵的制备属于阳极反应，对于阳极材料的要求较高，需要具有较高的耐腐蚀、抗氧化能力和较高的析氧过电位，并且电解过程中会产生大量热量，需要对电解槽尤其是阳极装置进行相应的降温措施。
4.国内传统的过硫酸铵电解生产工艺中，电解阳极基本上采用铂金焊接在钛板上、u型降温水管放置在电解液中的方式。此工艺存在的主要问题有：(1)铂金缠绕在钛丝上，钛丝直接焊接在钛板的两侧面上，长时间电解加热，钛板容易变形，造成以下问题：
①
损坏阳极箱，使阴阳极串液，导致产品质量下降；
②
阴阳极之间距离容易发生变化，阴阳极之间距离的增加不但影响电解效率，而且增加电耗；(2)降温水管放置在电解液中，通过换热先降低电解液的温度，再降低阳极温度，造成冷量的浪费，能耗增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种电解法制备过硫酸铵的阳极装置，以解决现有的阳极装置中阳极铂金载体容易损坏且降温性能不佳的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种电解法制备过硫酸铵的阳极装置，包括阳极铂金和钛丝，所述阳极铂金缠绕在所述钛丝上，所述阳极装置还包括降温装置，所述降温装置包括钛板、和固定于所述钛板一面上的中空钛盒，所述钛板远离所述中空钛盒的一端设有电极连接孔，所述钛丝焊接在所述中空钛盒和所述钛板互相对应部分的外表面上，所述中空钛盒内部用于通入冷却介质以对阳极降温。
8.进一步的，所述中空钛盒上设有进水降温水管和出水降温水管。
9.进一步的，所述进水降温水管伸入所述中空钛盒底部，以使冷却介质最先到达所述中空钛盒的底部；所述出水降温水管设置于所述中空钛盒的顶部，以使所述中空钛盒顶部温度升高的冷却介质排出。
10.本实用新型提供的另一种技术方案为：
11.一种电解法制备过硫酸铵的阳极装置，包括阳极铂金和钛丝，所述阳极铂金缠绕在所述钛丝上，所述阳极装置还包括降温装置，所述降温装置为一侧面向外延伸且中空的
钛盒，所述延伸的末端设置有电极连接孔，所述钛丝焊接在盒体两侧的外表面上，所述钛盒内部用于通入冷却介质以对阳极降温。
12.进一步的，所述中空钛盒上设有进水降温水管和出水降温水管。
13.进一步的，所述进水降温水管伸入所述中空钛盒底部，以使冷却介质最先到达所述中空钛盒的底部；所述出水降温水管设置于所述中空钛盒的顶部，以使所述中空钛盒顶部温度升高的冷却介质排出。
14.与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：
15.(1)采用钛盒作为阳极铂金的载体，强度增加，在生产过程中不易变形，一方面能够减少对阳极箱的损坏，降低硫酸铵单耗，降低成本；另一方面可以保证阳极和阴极之间的距离不变，确保电解效率，降低电耗；
16.(2)采用中空钛盒直接降温，一方面能够更加快速降低阳极温度，减小高温对阳极的影响；另一方面还能够直接降温减少冷量的消耗，降低能耗。
附图说明
17.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：
18.图1是本实用新型中阳极装置的示意图；
19.图2是图1的左视图；
20.图3是图2的右视图；
21.图中，1
‑
钛板，2
‑
中空钛盒，3
‑
电极连接孔，4
‑
进水降温水管，5
‑
出水降温水管，6
‑
阳极铂金，7
‑
钛丝。
具体实施方式
22.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.如图1所示，本实用新型的电解法制备过硫酸铵的阳极装置，包括阳极铂金6、钛丝7、降温装置，其中，阳极铂金6缠绕在钛丝7上，降温装置由钛板1和中空钛盒2焊接而成，钛丝7焊接在阳极装置正反两面中空钛盒2和钛板1上，即钛丝7焊接在中空钛盒2和钛板1相对应部分的外表面上，也可以说，钛丝7包括固定于钛板外侧的钛丝和固定于中空钛盒外侧的钛丝，其中固定于钛板外侧的钛丝与固定于中空钛盒外侧的钛丝相背且位置相对应，钛板1上设有电极连接孔3用于与电源相连，中空钛盒2内部用于通入冷却介质以对阳极降温。具体的，冷却介质为工业上常用温度冷却水，相应的，中空钛盒2设有进水降温水管4和出水降温水管5。
25.本实用新型提供的电解法制备过硫酸铵的阳极装置，通过将钛丝焊接载体由钛板改为钛板和中空钛盒组合体，即中空钛盒2焊接在钛板1上，增加阳极装置的强度，在生产过
程中不易变形。这样设置，一方面能够减少对阳极箱的损坏，降低硫酸铵单耗，降低成本；另一方面能够保证阳极和阴极之间的距离不变，确保电解效率，降低电耗。
26.本实用新型提供的电解法制备过硫酸铵的阳极装置中，中空钛盒2作为降温装置直接降温替代原有的u型降温水管间接降温，具体的，进水降温水管4通入中空钛盒2底部，出水降温水管5在中空钛盒2顶部，降温水自中空钛盒2底部进入，从中空钛盒2上部流出，降温水下进上出，充满整个中空钛盒2，降温水直接对贴近中空钛盒2的阳极铂金6进行降温。上述降温装置的设置，一方面能够更加快速降低阳极温度，减小高温对阳极的影响；另一方面可以直接降温减少冷量的消耗，降低能耗。
27.在本实施例中降温装置由钛板和中空钛盒焊接而成，在其他实施例中，降温装置可以是一侧面向外延伸且中空的钛盒，并且在延伸的末端设置有电极连接孔。
28.本实用新型所提供的电解法制备过硫酸铵的阳极装置，不仅限于上述结构，只要采用了本实用新型方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
29.以下以电解法制备过硫酸铵的具体工艺为例简单说明本实用新型的阳极装置的具体使用形式，其中，阴极材料为铅板，隔膜材料为素瓷板。电解法制备过硫酸铵的工艺主要包括以下步骤：
30.(1)将阴极地罐加水，缓慢加入硫酸，待酸度1.0～1.3mol/l打至阴极高位槽，经电解槽流回阴极地罐内，加硫酸调节酸度到1.0～1.3mol/l；
31.(2)将离心母液打至配料岗位二次配料1#罐，将浓缩出来的湿料硫酸铵投入1#罐中，开启搅拌一段时间后，此溶液通过管道流入二次配料2#罐内，开启打液泵将此溶液打入电解高位槽，硫酸铵含量应控制在460～490g/l；
32.(3)分别开启阴阳极打液泵，将配料岗位准备的阴阳极电解液打入阴阳极高位槽内，打开高位槽放液底阀，打开电解槽阴阳极加料小阀门，使阴阳极电解液均匀流入电解槽内，开启循环水进出口阀门以保证电解温度，调整整流柜电压后，调节循环水的大小以控制温度在35～45℃之间，调整阴阳极流速，使阴极出口溶液ph值控制在1～2；
33.(4)阳极电解回流液回流至4#投料釜，在这里完成一次配料，投硫酸铵，边搅拌边投料，使料充分溶解，此溶液流入3#配料釜内，经溢流管流入4#投料罐内，通氨至ph值7为以下，开启打液泵，打溶液经过滤器去结晶；
34.(5)阴极电解回流液回流至1#配酸地罐内，加酸加水至酸度1.0～1.3mol/l，打回电解高位槽往复循环使用；
35.(6)从过滤器打过来的结晶液按顺序1#
→
12#接液(实际生产中有12个结晶罐)，待结晶液接至罐内搅拌横梁时开启搅拌，直至打满整罐液后，改口开启2#罐接液阀门，关闭1#进液阀门，同时开启1#进出口降温盐水阀门，匀速降温至
‑
7～0℃时，关闭盐水进出口阀门，待2#罐打满液后，开启2#进出口盐水阀门，为2#降温，如此循环结晶温度降至
‑
7～0℃后，通知离心岗位人员准备下料；
36.(7)待结晶降到温度后，打开结晶釜釜底阀门，将料液分次放入离心机内进行离心，湿品接入料车进行烘干。
37.在本实施例中，电解槽素瓷板的年破损率由原来的20％降低至5％；硫酸铵单耗(生产1吨过硫酸铵)由原来的0.3降到0.22；电耗由原来的2580降至2550。
38.按照年产10000吨过硫酸铵、硫酸铵800元/吨、电0.54元/度，素瓷板价格22元/块，共计8000块素瓷板。本实用新型年可实现经济效益如下：
39.1)吨产品降低原料成本(0.3
‑
0.22)*800＝64元，可增加效益64*10000＝64万元/年；
40.2)年可节省(2580
‑
2550)*10000＝30万度，可增加效益30万*0.54＝16.2万元/年；
41.3)节省素瓷板8000*22*(20％
‑
5％)＝2.64万元/年。
42.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。