FI59620C - Cell av diafragmatyp foer elektrolys av en vattenloesning av en alkalimetallhalogenid - Google Patents

Description

[Z7VLZ71 rRl rti. KUULUTUSJULKAISU CQ/: on

Wa [B] (11) uTLAGG N I NGSSKRI FT 5 9 620 C (4¾ Patentti rayon;, tty to 09 10Cl tPatent s;?ddel'jt v (51) Kv.ik?/iBt.a.3 C 25 B 9/00 SUOM I—FI N LAN D (21) p*t,nttlh*k*mu*—ρ»«·η»™βΐοιΐηι 750157 (22) Hikamltptlvi — AnaMuilnpdag 22.01.75 ^ ^ (23) AlkupUvt—GIM|h«tsdag 22.01.75 (41) Tullut |ulkbMkti — Bllvlt qj q0 jcj

Patanttt· j* rekisterihallitut («) NIMMk*». » ta.lj.lbta.

Patent· och registerttyrelMn ' Arwdkan uttafd och uti.ikriftm publkand 29.05.8l (32)(33)(31) •tuolkau»—Bajlrd prlorltat q6.02.71

Belgia-Belgien(BE) 0/ll06l5 (71) Solvay & Cie, Rue du Prince Albert, B-1050 Bryssel, Belgia-Belgien(BE) (72) Emile Cabaraux, Bryssel, Belgia-Belgien(BE) (7l) Oy Kolster Ab (5l) Diafragmatyyppiä oleva kenno alkalimetallihalogenidin vesiliuoksen elektrolyysiä varten - Cell av diafragmatyp för elektrolys av en vattenlösning av en alkalimetallhalogenid

Keksinnön kohteena on alkalimetallihalogenidien vesiliuosten elektrolyysikennojen parannukset, erikoisesti alkalimetallikloraa-tin valmistukseen käytettävien kennojen ja kloorin valmistukseen käytettävien diafragmakennojen parannukset.

Keksinnön kohteena on erikoisesti sellainen elektrolyysikenno, jossa on pohjalevyn yläpuolella vuorottelevat likimain pystysuorat ja yhdensuuntaiset anodit ja katodit, joita ympäröi kehällä sijaitseva sivuseinämä, joka on sovitettu pohjalevyn päälle siten, että väliin on sovitettu tiiviste.

Tämän tyyppisissä kennoissa pohjalevyn ja sivuseinämän väliseen tiivisteeseen kohdistuu hydrostaattisen paineen, korotetun lämpötilan ja elektrolyytin erittäin syövyttävän luonteen aiheuttamia rasituksia. Lisäksi niihin kohdistuu voimakkaita mekaanisia rasituksia, jotka aiheutuvat pohjalevyn ja sivuseinämän yleensä hyvin erilaisista laajenemisista kennon toimiessa.

Ennestään tunnetuissa kennoissa nykyään käytetyt tiivisteet on tavallisesti tehty jostain pehmeästä materiaalista, esim. ku~ mista tai asfalttiperusteista kittiä olevasta nauhasta, joka suu- 2 59620 ren puristuksen alaisena on puristettu pohjalevyn ja sivuseinämän väliin. Riittävän puristusvoiman saavuttamiseksi on pakko käyttää pienen poikkileikkauksen omaavia tiivisteitä tai puristusliitoksia. Käytössä nämä voimakkaasti kokoonpuristetut tiivisteet turmeltuvat nopeasti ja aikaansaavat harvoin tehokkaan ja luotettavan tiiviyden. Niiden tehokkuuden turmeltumista nopeuttavat lisäksi elektrolyysiolosuhteissa esiintyvät vaihtelut. Joskus on havaittu elektrolyytin paikallisia vuotoja elektrolyysivirran voimakkuuden nopean ja suuren alenemisen seurauksena.

Tiivisteen tiiviyden turmeltuminen on erikoisen haitallista sellaisten kennojen yhteydessä, joiden sekä pohjalevy että sivu-seinämät ovat metallia, koska tällöin voi muodostua näiden molempien seinämien välinen voimakas loissähkövirta pitkin tiivistettä.

US-patenttijulkaisussa 3 632 497 (palsta 8) on ehdotettu nesteitä ja kaasuja läpäisemätöntä tiivistysliitosta elektrolyysi-kennoa varten, joka liitos käsittää joustavaa materiaalia olevan sydämen ja ulkokerroksen. On osoittautunut, että tämä tunnettu liitos täytyy työntää suurella paineella pohjalevyn ja sivuseinämän väliin, jotta varmistauduttaisiin kennoyhdistelmän tiiviydestä. Suuren paineen tarve, mikä johtaa liitoksen nopeaan turmeltumiseen, johtuu ilmeisesti liitoksen jäykkyyden puutteesta, mihin puolestaan on syynä sydämelle ominainen kimmoisuus.

Keksintö poistaa tunnettujen kennojen haitat. Näin ollen käsittää kennon pohjalevyn ja sivuseinämän välinen keksinnön mukainen tiiviste jäykän sydämen, joka ympäröi anodeja ja katodeja, ja joka on suljettu syöpymistä kestävää materiaalia olevaan vaippaan, jonka Shore A-kovuus on noin 2...20, jolloin tämä vaippa peittää ainakin osittain sydämen ja on suunnattu kohti kennon sisäosaa ja työnnetty tämän kehyksen ja kummankin mainitun seinämän väliin.

Keksinnön mukaisessa kennossa on pohjalevyn ja sivuseinämän välinen tiiviys tehokas, luotettava ja riippumaton elektrolyysi-olosuhteista, erikoisesti elektrolyysivirran vaihteluista.

Lisäksi on keksinnön mukaisessa kennossa pohjalevyn ja sivu-seinämän välinen tiiviys aikaansaatu kohdistamatta tiivisteeseen voimakasta puristusta näiden molempien seinämien välissä. Tästä aiheutuu tiivisteen entistä pienempi rasittuminen ja keksinnön mukaisen kennon kokoamis- ja huolto-ominaisuuksien paraneminen.

Keksinnön mukaisessa kennossa voi tiiviteen sydän olla mitä tahansa jäykkää materiaalia, esim. valurautaa tai terästä.

3 59620

Keksinnön mukaisen kennon eräässä edullisessa suoritusmuodossa on tiivisteen materiaali syöpymisen kestävää materiaalia, esim.

lujitettua polyesteriä, ja vaippa on suolarakenteista materiaalia.

Vaipan materiaalina käytetään edullisesti etyleenin ja propyleenin sekapolymeeria, esim. sellaista, joka markkinoilla tunnetaan nimellä (S) "Dutral" =- (Montecatini).

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheisten kuvioiden perusteella, jotka esimerkkinä esittävät keksinnön mukaisen kennon erästä suoritusmuotoa.

Kuvio 1 esittää sivulta katsottuna ja eräiden osien ollessa poistettuina keksinnön mukaisen kennon erästä erikoista suoritusmuotoa.

Kuvio 2 esittää suurennetussa mittakaavassa kuvion 1 yksityiskohtaa II.

Näissä kuvioissa samat elementit on merkitty samoin viitenumeroin.

Kuviossa 1 on esitetty yksinapainen diafragmatyyppiä oleva kenno, joka on hakijan nimessä olevan FI-patentin 57 275 kohteena, ja joka erikoisesti soveltuu kloorin valmistukseen siten,että elektrolysoidaan natriumkloridin vesiliuosta.

Kennossa on alustan 1 varassa titaania oleva pohjalevy 2, joka kehällään kannattaa terästä olevaa sivuseinämää 3, jonka päälle on sovitettu kansi 4.

Likimain pystysuorat ja yhdensuuntaiset metallianodit 5 on kannatettu pohjalevyn 2 yläpuolella titaania olevien anodikannat-timien 6 avulla, jotka läpäisevät pohjalevyn 2 ja on liitetty virransyöttötankoihin 7.

Anodit 5 vuorottelevat katodien 8 kanssa, jotka on päällystetty kalvolla,ei näytetty, ja jotka on kiinnitetty sivuseinämään 3.

Pohjalevyn 2 ja sivuseinämän 3 välinen tiiviys on aikaansaatu näiden molempien seinämien väliin sijoitetulla tiivisteellä, joka yhdistelmärä on merkitty viitenumerolla 9.

Keksinnön mukaan tämä tiiviste 9, joka yksityiskohtaisemmin on näytetty kuviossa 2, käsittää jäykän sydämen 10, jonka poikkileikkaus on likimain suorakaiteenmuotoinen, ja joka ympäröi anodien 5 ja katodien 8 yhdistelmää. Tämä sydän on sijoitettu pehmeään vaippaan 11, joka on muodostettu U-profiilista, jonka keskiosa peittää sydämen 10 sisäpinnan 12, ja jonka molemmat siivet peittävät kehyksen yläpinnan 13 ja alapinnan 14. Vaipan 11 nämä molemmat siivet on täten työnnetty ja puristettu jäykän sydämen 10 ja molempien seinämien 2 ja 3 väliin.

59620

Pehmeä vaippa 11 on keksinnön mukaan valmistettu sähköä johtamattomasta ja syöpymisen kestävästä materiaalista, jonka Shore-A-kovuus on 2...20.

Kuvioiden 1 ja 2 näyttämässä kennossa on jäykkä sydän 10 edullisesti polyesteri- ja lasikuitulaminaattia, kun taas pehmeä vaippa on solumateriaalia, esim. solumaista synteettistä kumia. Tällaisena materiaalina käytetään edullisesti etyleenin ja propy-leenin sekapolymeeriä, esim. kauppanimellä "Dutral" (Montecatini) tunnettua synteettistä kumia.

, Kuvien 1 näyttämässä kennossa kykenee suuren poikkileikkauksen omaava tiiviste 9 varmistamaan kennon luotettavan tiiviyden yksinomaan kannen 4 peittämän sivuseinämän 3 painon vaikutuksesta, o mikä vastaa esim. suurusluokkaa 1...2 kp/cm olevaa ominaispainetta.

Kuvioiden 1 ja 2 näyttämän kennon erään edullisen vaihtoehdon i mukaan on vaippaa 11 pidennetty nauhalla 15, joka ulottuu kennon | ulkopuolella pohjalevyn 2 kehän 16 ohitse. Nauha 15 peittää täten ! metallilevyn 2 reunavyöhykkeen ja estää täten tämän levyn 2 ja sivuseinämän 3 välisen loisvirran muodostumisen siinä tapauksessa, että sähköä johtavat elementit, esim. kennon kannatusmateriaali, joutuisi vahingossa kosketukseen sivuseinämän 3 ulkopinnan kanssa.

Edellä selitetyn kennon erään ei-kuvatun suositun suoritusmuodon mukaan on pehmeä vaippa 11 muodostettu kolmesta erillisestä nauhasta, jotka peittävät kehyksen 10 kolmet pinnat 12, 13 ja 14, ja jotka on hitsattu tai liimattu kiinni toisiinsa.

Keksinnön mukaisessa kennossa voi sydämellä 10 ja/tai pehmeällä vaipalla 11 olla toisenlainen poikittaiprofiili kuin edellä kuvioiden 1 ja 2 perusteella on selitetty.

Vaikka edellä esitetyssä selityksessä keksintö on erikoisesti sovellettu sellaiseen kennoon, jonka pohjalevy on metallia, on selvää, että keksintö soveltuu yhtä hyvin tapaukseen, jossa pohja-levy on jotain muuta materiaalia, esim. betonia.

Lisäksi on selvää, että kennon sivuseinämän 3 ja kannen 4 välisen tiiviyden aikaansaava tiiviste 17 myös voidaan tehdä vastaavalla tavalla kuin tiiviste 9.

Claims (8)

1. 5 59620 1.Diafragmatyyppiä oleva kenno alkalimetallihalogenidin vesi-liuoksen elektrolyysiä varten, jossa kennossa on pohjalevy (2), sen yläpuolella vuorottelevat, likimain pystysuorat ja yhdensuuntaiset anodit (5) ja katodit (8) ja niiden ympärillä perifeerinen sivuseinämä (3), jolloin sivuseinämän ja pohjalevyn väliin on sovitettu tiiviste (9), joka käsittää sydämen (10), jota ympäröi korroosion kestävää materiaalia oleva vaippa (11), tunnettu siitä, että vaippa (11) ympäröi sydäntä ainakin kennon pohjalevyn (2), sivuseinämien (3) ja kennon sisäosan suunnassa, että sydän (10) on jäykkä ja korroosion kestävää materiaalia ja että vaipan (11) Shore-A-kovuus on noin 2...20.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenno, tunnettu siitä, että vaippa (11) on solumateriaalia.
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kenno, tunnettu siitä, että sydän (10) on lujitettua polyesteriä.
4. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kenno, tunnettu siitä, että sydän (10) on polyesteri- ja lasikuitulaminaattia.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1..4 mukainen kenno, tunnet-t u siitä, että vaippa (11) on sähköä johtamatonta materiaalia.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kenno, tunnettu siitä, että vaippa (11) on synteettistä kumia.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kenno, tunnettu siitä, että vaippa (11) on eteenin ja propeenin sekapolymeeriä.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1....7 mukainen kenno, tunnettu siitä, että vaipan (11), sydämen (10) ja pohjalevyn (2) välissä olevassa osassa on pidennys (15), joka ulottuu kennon ulkopuolelle ainakin pohjalevyn (2) kehään (16) asti.