一种具有氟化氢回收功能的制氟电解槽的制作方法

1.本实用新型涉及工业电解制氟电解槽。

背景技术：

2.目前，氟化工、核化工电解制氟主要是电解法，电解质为氟氢化钾和无水氟化氢配制的熔融混合物，电解阳极生成氟气，阴极生成氢气。电解槽的温度在80～130℃之间，该温度远大于hf的沸点。因此，电解槽阳极氟气和阴极产生的氢气中会夹带一定量的hf，氟化氢的含量在10％左右。
3.目前去除电解制氟阳极氟气和阴极氢气中夹带的hf，主要采用循环水吸收制或直接碱液吸收的处理方式，该处理方式需同时解决管道设备防腐、氢气防爆、hf净化后达标排放等问题，处理工艺流程复杂、设备多，处理成本高。也有采用低温冷凝装置去除或降低降低氟气和氢气中的氟化氢含量，在制氟电槽后续工艺中设置低温冷凝装置，对氟化氢进行液化冷凝后储存在储罐中，再对回收的氟化氢进行再利用，但是该方法需要单独设置一套冷凝回收装置和储罐，且液化后的无水hf需要低温保存。因此，如何采用方便简单、易操作的降低氟气和氢气中的hf含量的方法是制氟电槽工艺中的一个难点。

技术实现要素：

4.本专利要解决的技术问题是提供一种具有氟化氢回收功能的制氟电解槽。
5.为降低电解槽阴、阳极产生的氢气和氟气中夹带的氟化氢含量，并采用有效的方式对回收的氟化氢进行重新利用，本实用新型的技术方案是：一种具有氟化氢回收功能的制氟电解槽，电解槽1内设置有碳阳极9和阴阳极隔离裙板2，电解槽1通过阴极阳极隔离裙板2将电解槽分为阴极室与阳极室；电解槽氢气出口管外设置有阴极冷凝管束5，氟气出口管外设置有阳极冷凝管束7上，冷媒进口管3分别连接于阴极冷凝管束5底部和阳极冷凝管束7底部，冷媒出口管8由阴极冷凝管束5上部和阳极冷凝管束7上部引出合并后连接于冷媒储罐10，冷媒动力泵11连接与冷媒储罐10，并与冷媒进口管3连接。
6.阴极冷凝管束或阳极冷凝管束可为套管式的管束、螺旋状的管道或其它可以使氟化氢冷凝后直接回流到电槽内的结构。冷凝管束的材质为镍材质、蒙乃尔或其它耐氟化氢腐蚀的材质。
7.该装置通过冷媒动力泵使冷媒储罐中的冷媒循环流动，实现对氢气出口管和氟气出口管冷却功能。
8.该电解槽通过电解槽阳极出口和阴极出口管设置的冷凝管束可将氟气和氢气中夹带的氟化氢气体冷凝液化回流到电槽内部，直接用于电解制氟的原料，提高了无水氟化氢的有效利用，降低了氟化氢的净化成本，减少了环境污染处理成本低。采用申请提供的装置，可将氟气或氢气中夹带的氟化氢含量从10％降低到3～5％，提高了氟化氢的利用率。该电槽降低了氟气和氢气中的夹带氟化氢含量的问题。
9.与现有技术相比，本实用新型的特点是：
10.1、现用的电解槽的结构未发生根本性变化，仅在电解槽的进出口管设置氟化氢回流冷凝管束，不改变现有电解制氟的工艺，能起到降低成本的效果。
11.2、通过电解槽阳极出口和阴极出口管设置的冷凝管束将氟气和氢气中夹带的氟化氢气体液化冷凝回流到电槽内部，既可起到冷凝回收氟气和氢气中夹带的hf在电槽内用于电解制氟的原料，又不需要在后续工艺中单独设置hf冷凝回收装置和回收后氟化氢的储存装置。
附图说明
12.图1为本实用新型制氟电解槽示意图。
13.其中，1.电解槽 2.阴阳极隔离裙板 3.冷媒进口管 4.氢气出口 5.阴极冷凝管束 6.氟气出口 7.阳极冷凝管束 8.冷媒出口管 9.碳阳极 10.冷媒储罐 11.冷媒动力泵
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本专利的实施方式不限于此。
15.如图1所示，一种具有氟化氢回收功能的制氟电解槽，电解槽1内设置有碳阳极9和阴阳极隔离裙板2，电解槽1通过阴极阳极隔离裙板2将电解槽分为阴极室与阳极室；电解槽氢气出口管外设置有阴极冷凝管束5，氟气出口管外设置有阳极冷凝管束7上，冷媒进口管3分别连接于阴极冷凝管束5底部和阳极冷凝管束7底部，冷媒出口管8由阴极冷凝管束5上部和阳极冷凝管束7上部引出合并后连接于冷媒储罐10，冷媒动力泵11连接于冷媒储罐10，并与冷媒进口管3连接。
16.阴极冷凝管束和阳极冷凝管束为套管式的管束、螺旋状的管道或其它可以使氟化氢冷凝后直接回流到电槽内的结构。冷凝管束的材质为镍材质、蒙乃尔或其它耐氟化氢腐蚀的材质，阴阳极隔离裙板2为镍材质、蒙乃尔或其它耐氟化氢腐蚀的材质。
17.冷凝管束内通入氟化氢冷凝回收冷媒，冷媒的温度控制在19℃以下，使氟化氢气体冷凝液为液体后回流到制氟电解槽内，提高了无水氟化氢的利用率，减少工艺后期处理成本和环境污染。因此，冷凝液的温度必须保持到19℃以下，优选控制在-45～0℃之间。
18.所述的冷媒为乙二醇-水混合液、盐水混合物等，通过对冷凝处理后的氟气和氢气中的氟化氢含量进行统计、检测，氟化氢含量从10％降低到3～5％，大大降低了制氟电槽后续hf处理工艺的难度和生产成本。
19.以上所述，仅是本专利的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，并非用以限制本专利，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本专利的范围内。

技术特征：

1.一种具有氟化氢回收功能的制氟电解槽，其特征是电解槽(1)内设置有碳阳极(9)和阴阳极隔离裙板(2)，电解槽(1)通过阴极阳极隔离裙板(2)将电解槽分为阴极室与阳极室；电解槽氢气出口管外设置有阴极冷凝管束(5)，氟气出口管外设置有阳极冷凝管束(7)上，冷媒进口管(3)分别连接于阴极冷凝管束(5)底部和阳极冷凝管束(7)底部，冷媒出口管(8)由阴极冷凝管束(5)上部和阳极冷凝管束(7)上部引出合并后连接于冷媒储罐(10)，冷媒动力泵(11)连接于冷媒储罐(10)，并与冷媒进口管(3)连接。2.根据权利要求1所述的制氟电解槽，其特征是阴极冷凝管束(5)或阳极冷凝管束(7)为套管式的管束、螺旋状的管道。3.根据权利要求1所述的制氟电解槽，其特征是阴极冷凝管束(5)或阳极冷凝管束(7)为耐氟化氢腐蚀的材质。4.根据权利要求3所述的制氟电解槽，其特征是阴极冷凝管束(5)或阳极冷凝管束(7)为镍材质或蒙乃尔材质。5.根据权利要求1所述的制氟电解槽，其特征是阴极冷凝管束(5)或阳极冷凝管束(7)内通有冷媒。

技术总结

本实用新型公开了一种具有氟化氢回收功能的制氟电解槽，电解槽(1)内设置有碳阳极(9)和阴阳极隔离裙板(2)，电解槽(1)通过阴极阳极隔离裙板(2)将电解槽分为阴极室与阳极室；电解槽氢气出口管外设置有阴极冷凝管束(5)，氟气出口管外设置有阳极冷凝管束(7)上，冷媒进口管(3)分别连接于阴极冷凝管束(5)底部和阳极冷凝管束(7)底部，冷媒出口管(8)由阴极冷凝管束(5)上部和阳极冷凝管束(7)上部引出合并后连接于冷媒储罐(10)，冷媒动力泵(11)连接于冷媒储罐(10)，并与冷媒进口(3)管连接。该装置不改变现有电解制氟的工艺，能起到降低成本的效果。效果。效果。