NO782957L - Anode for diafragmafri elektrolysoer - Google Patents

Description

Anode for diafragmafri elektrolysør.

Foreliggende oppfinnelse angår en anode for en diafragmafri elektrolysør til bruk spesielt ved fremstilling av klorater av alkalimetaller slik som natriumklorat og klorater av jordalkalimetaller.

De anodemontasjer som har vært i bruk opp til i dag i elektrolyserer uten diafragma er beskrevet på generell måte i fransk patent nr. 2.303.093. Disse anodemontasjer består av anoder i form av en L som er boltet til en ledende plate utstyrt med elektriske forbindelseselementer for å føre strømmen til anodens aktive del.

Andre anodemontasjer som kan brukes i elektrolyseceller uten diafragma er beskrevet i fransk patent nr. 71.41272. De består av en plate utstyrt med fremspring i form av bjelker med minst en plan bearbeidet flate på hver av hvilke det er festet en anode. I slike systemer er likeledes platene utstyrt med elektriske forbindelseselementer som fører strømmen til anodens aktive del.

Slike anodemontasjer fører til en begrensning av den nominelle arbeidsintensitet for elektrolysøren til ca. 50000 Amper på grunn av måten for den elektriske forbindelse for anodene til strømlederne og på. grunn av vanskeligheten med å holde passasjetverrsnittene tilstrekkelige under de gitte dimensjoner.

Videre kan spenningsfallet mellom strømlederne og anodens aktive del nå opp i 200 mv for en nominell intensitet for elektrolysøren på 30 KA, noe som alvorlig øker energiforbruket.

Videre krever denne type konstruksjon anodebærerelemen-ter som er ekstremt kostbare.

Det foreligger således et industrielt behov for anoder for elektrolysører uten diafragma som tillater å arbeide, ved forhøyede intensiteter, opp til 200 000 Amper, og som samtidig ikke fører til vesentlige spenningsfall.

Foreliggende oppfinnelse oppfyller disse krav og tilveiebringer en anode for en elektrolysør uten diafragma som kan brukes til fremstilling av alkalimetallklorater slik som natriumklorat samt jordalkalimetallklorater, bestående av et sylindrisk rør som er elektrisk ledende og korros j onsmots.tands-dyktig overfor den omgivende elektrolytt, minst to elektriske forbindelseselementer som også er korrosjonsmotstandsdyktige overfor elektrolytten og som i det vesentlige har U-form der bunndelene er sveiset til røret langs to generatriser diametralt motsatt hverandre, to anodeplater som i det vesentlige er parallelle og sveiset til vingene på U-profilen og der de frie ender er forbundet seg imellom ved hjelp av elektrisk ledende forbindelseselementer som er korrosjonsmotstandsdyktige over-

for elektrolytten og i det vesentlige parallelle og som sikrer en halvstiv forbindelse, og der en av endene for røret er lukket av en korykapsel av korrosjonsmotstandsdyktig materiale, og den andre ende omfatter et parti som utfører den elektriske funksjon bestående av en plate for de elektriske koblinger og adskilt et parti som oppfyller en tetningsfunksjon bestående av et skulder- ' parti med en toruspakning som er korrosjonsmotstandsdyktig overfor elektrolytten og som sikrer tettheten for gjennomgangen fra elektrolysebeholderveggen.

Ifølge en foretrukket utførelsesform for fremstilling

av natriumklorat består røret av titanbelagt kobber.

I en spesielt foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er anodeplatene og forbindelseselementene for anodeplatene til røret og' seg imellom av pe.rforert metall eller plategitter for å tillate en lett gjennomgang av elektrolysegass.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer på anoden en spesielt fordelaktig adskillelse av tetningsfunksjonen og den elektriske forbindelsesfunksjon.

Tverrsnittet for den sylindriske stav ST er gitt ved orme len:

der SA = den tilsynelatende anodeoverflate (den totale anodeoverflate omfatter overflaten av eventuelle perfore-ringer) ;

DA = anodestrømtettheten;

DC = er strømtettheten i materialet som utgjør rørelemen-tet.

I praksis ligger diameteren for røret mellom 20 og 40 mm når det består av titanbelagt kobber.

Tykkelsen for en anode, dvs. avstanden mellom anodeplatene i en og samme anode, ligger vanligvis mellom 40 og 60 mm. Overflaten for en anodeplate er vanligvis mellom 0,1 og 0,4 m 2.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de vedlagte tegninger.

I fig. 1 er til stangen 1 et par parallelle anodeplater 2 og 2' som seg imellom er forbundet ved de frie ender av skjø-teelementer 3 og 3' som hver har U-form. Anodeplatene har et opprutet parti som antyder at i det eksempel som er vist i fig. 1 består platene av et plategitter, og disse plater er forbundet med røret 1 ved hjelp av forbindelseselementer 4 og 4<1>med U-form der vingene er loddet til anodeplatene og buen er loddet til røret 1 langs to diametralt motsatte generatriser.

En av endene i stangen 1 er lukket av en kapsel 5, den andre ende av røret 1 bærer en plate 6 som mottar en elektrisk forbindelse 7 og videre bærer et skulderparti 8 med en rille ment for å motta en torusring som sikrer tettheten.

I fig. 2 vises en detalj av den ende av røret som sikrer den elektriske forbindelse og også tettheten for et rør 1 av titanbelagt kobber. Denne ende bærer et skulderparti 8 utstyrt med en rille 9 i hvilken det er anordnet en torusring 10, og videre er det en ..plate 6 utstyrt med huller 11 ment til å mot-stå festebolter for strømtilførselen.

Anvendelse av anoder ifølge oppfinnelsen i elektroly-sører uten diafragma for fremstilling av klorater tillater at man kan arbeide ved nominelle intensiteter på over 200. KA mens man har ekstremt reduserte spenningsfall. Sagt på en annen måte tillater oppfinnelsen vesentlige "besparelser hva angår energiforbruket.

Som eksempel oppnår man ved fremstilling av natriumklorat med en elektrolysør som bærer .35 anoder der hver anode har dimensjoner 550 mm x 400 mm og der tykkelsen er 46 mm, en nominell intensitet på 60 KA med en strømtetthet på 40 A pr. dm 2, en maksimalintensitet på 2400 A, en spenning på elektro-lysebjelkene på 2,8 til. 3 Volt, en virkningsgrad på 95% og et elektrisk energiforbruk ved kontinuerlig likestrøm 4500 til 4800 KWh/tonn. Spenningsfallet mellom tilførselsledningene og den aktive del av anoden er ikke mer enn noen millivolt.

Som sammenligning skal det nevnes at en elektrolysør som benytter den anodemontasje som er beskrevet i det ovenfor nevnte franske patent tillater at man ved 30-4 0 KA nominell intensitet tillater å oppnå en spenning på elektrolysørklemmene på 3,2 til 3,4 Volt, en virkningsgrad på 95% og et strømforbruk ved kontinuerlig likestrøm på 5100 til 5400 KWh/tonn. Spenningsfallet mellom tilførselsledninger og aktiv del av anoden er 200 millivolt.

Claims (1)

1. Anode for en elektrolysør uten diafragma, anvendelig ved fremstilling av alkalimetallklorater og jordalkalimetallklorater, karakterisert ved at den består av en sylindrisk stang som er elektrisk ledende og korrosjonsmotstandsdyktig overfor elektrolytten,- hvorved stangen bærer minst to forbindelseselementer som er elektrisk ledende og korrosjonsmotstandsdyktige overfor elektrolytten og med en i det vesentlige U-form der krummingen er sveiset til stangen langs to diametralt motsatte generatriser, to anodeplater som i det vesentlige er parallelle og sveiset til vingene av U-ene

   og der de frie ender er forbundet seg imellom ved elektrisk ledende og korrosjonsmotstandsdyktige egnede elementer som holder anodeplaten i det vesentlige parallelt og sikrer en halvstiv forbindelse, idet en av endene av staven er lukket av en kapsel av et korrosjonsmotstandsdyktig materiale og den andre ende av staven bærer et parti som sikrer den elektriske funksjon bestående

   .av en plate som mottar de elektriske koblinger og, adskilt fra denne, et parti som sikrer tetthetsfunksjonen og bestående av

   et skulderparti utstyrt med en rille hvori det er anbrakt en to-ruspåkning, motstandsdyktig overfor korrosjon fra elektrolytten,

   og som sikrer tettheten for gjennomføringen gjennom elektrolysebeholderveggen av den sylindriske stav.