Патент на изобретение №2188223
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БУРЫХ УГЛЕЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при освоении месторождений бурого угля. Устройство для электрохимической переработки бурых углей – электролизер содержит емкость с герметически закрывающимся люком разгрузки и крышкой с загрузочным люком и штуцером для отвода водорода. В крышку вмонтированы четыре полых анода, заканчивающихся колпачками, выполненными в виде полусфер, предназначенными для исключения попадания водорода во внутреннюю полость анода. Этим предотвращается смешение потоков водорода и кислорода. Технический результат – повышение производительности. 8 ил. Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при освоении месторождений бурого угля. Известен способ получения гуматов как результат выщелачивания бурых углей. Этот способ описан в литературе /1-5/, а также предусмотрен ГОСТом /6/. В данном случае рассматривается только вариант получения гуматов в результате электрохимического воздействия. Прототипом предлагаемого изобретения может служить устройство, описанное в /7/ и представляющее собой цилиндрическую емкость, внутренняя поверхность которой используется как катод, и опускаемый в нее анод, выполненный в виде платиновой проволоки или графитового стержня. Поэтому цилиндрическая емкость подсоединена к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а анод – к положительному. Загрузка такой емкости составляла 50-100 г угля в смеси с 35-50 мл раствора электролита. Перемешивание в емкости смеси угля и электролита в ходе проведения электролиза производилось только при выключении напряжения, подаваемого на электроды, и удалении анода из катодной емкости. Выделение образующихся кислорода и водорода происходило в окружающую атмосферу (в вытяжном шкафу). Таким образом, описанное устройство имеет очень маленькую производительность, обладает целым рядом конструктивных недостатков, затрудняющих его регулярную эксплуатацию. Например, необходимость остановки процесса при перемешивании, связанное с этим периодическое удаление электрода-анода из загрузки и последующая необходимость его точной установки на определенном расстоянии от дна емкости и по центру загрузки и т.д. Устройство-аналог, описанное в /7/, было предназначено только для отработки “Способа получения жидких продуктов из угля”, изложенного в /7/. Сущность изобретения заключается в том, что для электрохимической переработки бурых углей предлагается электролизер, содержащий емкость, имеющий герметически закрывающийся люк разгрузки. Емкость герметически закрывается крышкой, на которой находится загрузочный люк и штуцер для отвода водорода. В крышку вмонтированы четыре трубчатых анода, изготовленных из легированной стали, заканчивающихся колпачками, выполненными в виде полусфер и предотвращающими попадание водорода во внутреннюю полость анода, предназначенную для удаления кислорода, чем достигается разделение (несмешивание) потоков водорода и кислорода. Перемешивание смеси угля и водного раствора электролита осуществляется путем непрерывного покачивания емкости за счет возвратно-поступательных движений, передаваемых тягой от электродвигателя с редуктором. Электролизер имеет производительность 6 т гуматов в год. Перечень фигур чертежей. Фиг.1. Электролизер. 1 – корпус электролизера; 2 – крышка электролизера; 3 – электрод-анод; 4 – колпачки анода; 5 – крышка загрузочного люка; 6 – люк для загрузки; 7 – люк для разгрузки; 8 – крышка разгрузочного люка; 9 – втулка крепления корпуса; 10 – проушина для крепления тяги привода; 11 – штуцер для отвода водорода. Фиг.2. Разгрузочный люк с крышкой (узел В). 7 – люк для разгрузки; 8 – крышка разгрузочного люка. Фиг.3. Загрузочный люк с крышкой (узел А). 2 – крышка электролизера; 5 – крышка загрузочного люка; 6 – люк для загрузки; 12 – гайка; 13 – шайба; 14 – уплотнение. Фиг.4. Штуцер для отвода водорода (узел Б). 11 – штуцер для отвода водорода. Фиг.5. Анод. 2 – крышка электролизера; 3 – электрод-анод; 4 – колпачок анода; 15 – гайка; 16 – уплотнение; 20 – шайба. Фиг.6. Втулка крепления корпуса. 1 – корпус электролизера; 9 – втулка крепления корпуса. Фиг.7. Болт крепления корпуса. 17 – болт крепления корпуса. Фиг.8. Стойка крепления корпуса. 18 – уголок с отверстиями под болты; 19 – стойка крепления корпуса. На фиг.1 показан электролизер, который состоит из корпуса 1, представляющего собой емкость с крышкой 2, выполненной из электроизоляционного материала (текстолит, гетинакс). В крышке устанавливаются четыре электрода-анода 3, представляющих собой трубки диаметром 16-20 мм. Корпус электролизера 1, аноды 3, штуцер 11, люки для загрузки и разгрузки 6 и 7 (фиг.1) выполняются из легированной стали с содержанием хрома не менее 12%, что исключает коррозию в щелочной среде, образующейся при электролизе. На нижней части каждого анода 3 (фиг.5) находится колпачок 4, функция которого заключается в экранировании внутренней полости анода от попадания в его внутреннюю полость водорода, выделяющегося на поверхности дна корпуса 1 (фиг.1) при проведении электролиза. Крышка 2 крепится к корпусу 1 двенадцатью болтами. На боковых стенках корпуса приварены втулки 9 для крепления в отверстиях стоек 19 (фиг.8) и проушина 10 (фиг.1) для присоединения тяги от редуктора двигателя. Предлагаемое устройство монтируется и эксплуатируется следующим образом. К плоской поверхности болтами крепятся две стойки 19 (фиг.8) на расстоянии 252 мм друг от друга. Между ними помешается корпус 1 (фиг.1), который совмещается своими втулками 9 (фиг.1 и 6) с отверстиями, имеющими резьбу и расположенными в верхней части стоек 19 (фиг. 8). Болты 17 (фиг.7) вводятся через отверстия стоек 19 (фиг., 8) во втулки 9 (фиг.1 и 6) и завинчиваются в резьбу отверстий стоек 19 (фиг.8). В результате корпус 1 оказывается висящим на двух полуосях, т.е. на болтах 17, между стойками 19. На крышке 2 (фиг.1) монтируются электроды-аноды 3 (фиг.1 и 5), они вставляются в крышку электролизера 2 и зажимаются гайками 15 (фиг.1 и 5). Крышка 2 герметически крепится двенадцатью болтами к корпусу 1, для чего между крышкой 2 и корпусом 1 помещается резиновая прокладка. Все аноды одним проводом присоединяются к положительному полюсу источника постоянного тока, корпус, являющийся катодом, – к отрицательному полюсу. Эксплуатация устройства осуществляется следующим образом. Через люк для загрузки 6 (фиг.1, 3) в корпус электролизера 1 (фиг.1) загружается измельченный бурый уголь и заливается раствор электролита, после чего люк 6 завинчивается герметически крышкой 5. С источника постоянного тока на катод и аноды подается напряжение, величина которого должна обеспечивать катодную плотность тока не менее 150 А/м2. Электролиз длится 6-12 ч. В процессе электролиза на внутренней поверхности корпуса 1, являющейся катодом, выделяется водород, который обтекая колпачки анода 4 и не попадая внутрь электродов-анодов 3, эвакуируется через штуцер 11 (фиг.1), на который надевается резиновый шланг, второй конец которого отводится под вытяжку. На внутренней поверхности анодов 3 выделяется кислород, удаляющийся по электроду-аноду 3 в окружающую атмосферу. На внешнюю нижнию часть анодов для предотвращения взаимодействия металла с раствором электролита и, следовательно, для исключения выделения кислорода на внешней части электродов-анодов надеваются изоляционные из пластика трубки. В течение всего процесса периодически, с помощью реле времени, включается двигатель с редуктором, в результате работы которого тягой, присоединенной к проушине 10, передается возвратно-поступательное движение на корпус, при покачивании которого происходит перемешивание смеси угля и электролита. По окончании процесса выключается напряжение, подававшееся на катод и аноды, отвинчивается крышка 8 разгрузочного люка 7, и обработанный электрохимическим способом бурый уголь выгружается в экстрактор, где гуматы экстрагируются горячей водой согласно /7/. Литература 1. Гофтман М.В. Прикладная химия твердого топлива. М.: Металлургиздат, 1963. – 597 с. 2. Кухаренко Т. А. Окисленные в пластах бурые и каменные угли. – М.: Недра, 1972. – 215 с. 6. ГОСТ 9517-76. Угли бурые и каменные. Методы определения выхода гуминовых кислот. 7. Патент 1648077, Российская Федерация, МКИ 55 0 С 10 G 1/04. Способ получения жидких продуктов из угля /М.И. Бычев, Г.И. Петрова, И.Н. Стефанов, С.П. Мальцев, Е.Ю. Кулагина ( Российская Федерация). – 6 с. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.10.2004
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
