PL125027B1 - Diaphragm cell - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer przepo¬ nowy, jednobiegunowy, tyipu prasy filtracyjnej.Znane sa rózne elektrolizery przeponowe, które zasadniczo skladaja sie z duzej liczby anod i du¬ zej liczby katod, rozmieszczonych równolegle na przemian i oddzielonych od siebie pionowymi prze¬ ponami. Anody sa zwykle w postaci plyt z metalu tworzacego cienka warstwe (zwykle z tytanu), z na¬ niesiona elektrokatalitycznie aktywna powloka (na przyklad z tlenku metalu z grupy platynowców), katody sa zwykle w postaci perforowanych plyt lub metalowej siatki (zwykle ze stali miekkiej), a przepony, które moga byc osadzone na powierz¬ chni katod, wykonane sa zwykle z azbestu lub mieszaniny azbestu i polimeru zawierajacego flu¬ or, na przyklad z policzterofluoroetylenu lub z po- lifluorku winylidenu. Przepony moga byc równiez w postaci plyt dopasowanych do powierzchni ka¬ tod, na przyklad z azbestu lub polimeru zawieraja¬ cego fluor; Elektrolizery przeponowe z osadzona przepona zwykle sa elektrolizerami jednobiegunowymi, w postaci zbiorników.W takich elektrolizerach nie mozna stosowac przepon plytowych, ze wzgledu na trudnosci zwia¬ zane z platerowaniem takich zespolonych katod.^Nie mniej jednak, elektrolizer typu prasy filtra¬ cyjne} lub typu „sandwdch" mozna rozbudowac w celu przystosowania go do plyt przeponowych.Jednakze takie elektrolizery sa drozsze niz jedno- 10 15 25 30 biegunowe elektrolizery typu zbiorników, z powo¬ du skomplikowanej konstrukcji i koniecznosci sto¬ sowania dzielnika pradu do zmniejszania spadku napiecia anoda/katoda.Znany jest takze elektrolizer Nelsona, który skla¬ da sie ze stalowego zbiornika, w którym znajduje sie perforowana stalowa katoda w ksztalcie lite¬ ry U, przy czym katoda zaopatrzona jest w azbe¬ stowa przepone. Anody skladaja sie z bloków gra¬ fitowych.W przeciwienstwie do tego elektrolizer wedlug wynalazku jest typu prasy filtracyjnej z duza li¬ czba anod i katod umieszczonych na przemian. W elektrolizerze Nelsona anody i katody nie sa umie¬ szczone na przemian; anody sa tam umieszczone we wglebieniu katody w postaci litery U.Obecny wynalazek dotyczy jednobdegunowego elektrolizera typu prasy filtracyjnej z plytowymi przeponami, latwego do skonstruowania, niedro¬ giego i latwego do montazu.Przedmiotem wynalazku jest przeponowy jedno- biegunowy elektrolizer typu prasy filtracyjnej do elektrolizy wodnych roztworów halogenków metali alkalicznych (solanki), w wyniku której otrzymuje sie wodny roztwór wodorotlenku metalu alkalicz¬ nego, chlorowiec i wodór, który to elektrolizer za¬ wiera wiele plyt anodowych i wiele plyt katodo¬ wych oraz hydraulicznie przepuszczalne przepony umieszczone miedzy kazda plyta anodowa i sasied¬ nia plyta katodowa, plyty anodowe zawieraja 125 027125 027 3 4 cienka warstwe z naniesiona powloka elektroka- talitycznie aktywna i plyty katodowe zawieraja metaliczna czesc przewodzaca, przy czym elektroli- zer zawiera co najmniej jedna plyte dystansowa z materialu nie przewodzacego umieszczona mie¬ dzy kazda plyta anodowa i sasiednia przepona oraz kazda plyta katodowa i sasiednia przepona.Cecha elektrolizera wedlug wynalazku jest to, ze plyty anodowe sa zaopatrzone na czolowej powie¬ rzchni plyt w dwa otwory, plyty katodowe sa za¬ opatrzone na czolowej powierzchni plyt w dwa otwory i plyty dystansowe sa zaopatrzone na po- w|&rzo3iiniachv czolowych w odpowiednie otwory, które* tó otwory io fizestawieniu plyt tworza pierw¬ sza przestrzen wzdluz elektrolizera oddzielona od pjjjarwszej r#rzestrzeiti, w plytach dystansowych po- ftniedzy anodami i sasiednimi przeponami znajduje sTe co najmnlej^|e3en kanal, który umozliwia prze¬ plyw wodnego roztworu halogenku alkalicznego miedzy pierwsza przestrzenia i przestrzeniami ano- litowymi oraz który umozliwia uwolnienie chlo¬ rowca z przestrzeni anolitowych do pierwszej prze¬ strzeni, w plytach dystansowych pomiejdzy katoda¬ mi i sasiednimi przeponami znajduje sie co naj¬ mniej jeden kanal, który umozliwia przeplyw wod¬ nego roztworu wodorotlenku metalu alkalicznego i wodoru z przestrzeni katolitowych do drugiej prze¬ strzeni, ponadto elektrolizer zawiera plyty konco¬ we, które stanowia koncowe sciany pierwszej prze¬ strzeni i drugiej przestrzeni, z tym, ze kazda plyta anodowa posiada czesc wykonana z materialu elek¬ trycznie nie przewodzacego i kazda plyta katodo¬ wa posiada czesc wykonana z materialu nie prze¬ wodzacego tak, ze pierwsza przestrzen i druga przestrzen wzdluz elektrolizera sa elektrycznie izo¬ lowane od siebie, przy czym przestrzenie te znaj¬ duja sie powyzej przestrzeni anolitowej i katoli- tówej elektrolizera.W elektrolizerze wedlug wynalazku korzystnie przepona jest umocowana do plyty przeponowej, w której znajduja sie Co najmniej dwa otwory, które w elektrolizerze wyznaczaja czesc pierwszej i drugiej przestrzeni.W elektrolizerze wedlug wynalazku korzystnie czesc przewodzaca plypty anodowej jest w postaci zaluzji. Zaluzje sa tak ustawione, ze ich osie po¬ dluzne sa równolegle wzgledem siebie i pochylone w stosunku- do pionu pod katem 45°, tak, aby chlorowiec wytwarzany w czesci anolitowej byl kierowany do pierwszej przestrzeni.Czesc ramy kazdej plyty anodowej z otworem odpowiadajacym czesci pierwszej przestrzeni, wy¬ konana z metalu tworzacego cienka warstwe, jest nierozdzielna z czescia przewodzaca anody. Czesc ramy kazdej plyty anodowej z otworem odpowia¬ dajacym czesci drugiej przestrzeni, wykonana z materialu nie przewodzacego, jest oddzielona od pozostalej czesci plyty anodowej.W elektrolizerze wedlug wynalazku czesc prze¬ wodzaca plyty katodowej jest w postaci zaluzji.Zaluzje sa tak ustawione, ze ich osie podluzne sa równolegle wzgledem siebie i sa pochylone pod katem 45° w (Stosunku do pionu tak, aby wodór wytwarzany w przestrzeni katolitowej byl kiero¬ wany do drugiej przestrzeni, a" omówione zaluzje sa pochylone pod katem 90° w stosunku do zaluzji plyty anodowej. Czesc ramy kazdej plyty katodo- 5 wej z otworem odpowiadajacym czesci drugiej przestrzeni, wykonana z tego samego metalu co metalowa czesc przewodzaca, jest nierozdzielna z przewodzaca czescia katody. Czesc ramy kazdej plyty katodowej z otworem odpowiadajacym czesci pierwszej przestrzeni wykonana z materialu nie przewodzacego, jest oddzielona od pozostalej czesci plyty katodowej.W elektrolizerze wedlug wynalazku korzystnie kanaly kazdej plyty dystansowej zaopatrzone sa w szczeliny naciete w poprzek czesci ramy.Elektrolizer korzystnie zawiera równiez polacze¬ nia uszczelniajace lub uszczelki,' Korzystnie pojedyncze anody sa zestawione na przemian z pojedynczymi katodami, a przepony sa umieszczone miedzy sasiednimi anodami i kato¬ dami, albo pary anod sa zestawione na przemian z parami katod, a przepony sa umieszczone mie¬ dzy sasiednimi parami anod i katod.Hydraulicznie przepuszczalne przepony moga byc przymocowane do plyt przeponowych, w których znajduja sie co najmniej dwa otwory, które w elektrolizerze tworza czesc pierwszej i drugiej przestrzeni. Plyty przeponowe moga byc wykonane z materialu nie przewodzacego.Otwory w plytach anodowych, katodowych i dy¬ stansowych moga byc utworzone przez czesci ra¬ my.Plyty koncowe elektrolizera korzystnie stanowia koncowa plyte anodowa i koncowa plyte katodo¬ wa, które nie koniecznie posiadaja czesc wykona¬ na z materialu nie przewodzacego. Tak wiec, kon¬ cowa plyta anodowa moze byc wykonana z metalu tworzacego cienka warstwe z naniesiona elektro- kataliitycznie aktywna powloka na czesc jej pc±- wierzchni i koncowa plyta katodowa moze byc metalowa.Jako metal tworzacy cienka warstwe, z którego wykonana jest czesc przewodzaca plyty anodowej lub koncowa anoda, stosuje sie zwlaszcza jeden z nastepujacych metali: tytan, cyrkon, niob, tan¬ tal, wolfram lub stop zawierajacy glównie jeden lub wiecej tych metali, charakteryzujacy sie pola¬ ryzacja anodowa porównywalna z ta wlasnoscia czystych metali. Najkorzystniejszym metalem jest sam tytan lub stop oparty na tytanie o polaryzacji porównywalnej z polaryzacja samego tytanu. Przy¬ kladami takich stopów sa stopy tytanowo-cyrko- nowe, zawierajace do 14P/o cyrkonu, stopy tytanu zawierajace do 5*/o metalu z grupy platynowców, takie jak stop tytanu z platyna, rodem lub irydem i stopy tytanu z niobem lub tantalem zawierajace do 10Vo skladników stopowych.Czesc przewodzaca plyty anodowej moze byc w postaci perforowanej plyty lub siatki, lecz korzy¬ stnie w postaci zaluzji. Dogodnie, zaluzje wytwarza sie z arkusza metalu tworzacego cienka warstwe, przez tloczenie za pomoca noza do nacinania szcze¬ lin i noza ksztaltowego. Listwy zaluzji moga byc odwrócone pod katem prostym w stosunku do ar¬ kusza metalu lub moga byc pochylone, jesli to jest wskazane. Korzystnie listwy zaluzji sa pochylone 20 25 30 35 40 45 50 55 605 125 027 6 pod katem wiekszym niz 60° w stosunku do plyty anodowej.Zaluzje kazdej plyty anodowej zamontowanej w elektrolizerze sa korzystnie tak ustawione, ze ich osie podluzne sa równolegle wzgledem siebie i sa pochylone w stosunku do pionu pod katem okolo 45°, tak aby chlorowiec wytworzony w przestrzeni anolitowej byl kierowany do pierwszej przestrze¬ ni znajdujacej sie wzdluz elektrolizera.Elektrokatalitycznie' aktywna powloka jest po¬ wloka przewodzaca, odporna na dzialanie elektro¬ nów miedzy elektrolitem i anoda.Elektrokatalitycznie aktywna powloka moze za¬ wierac jeden lub wiecej metali z grupy platynow¬ ców, takich jak platyna, rod, iryd, osm i pallad i stopy takich metali i/lub ich tlenki, albo inny me¬ tal lub zwiazek, który bedzie spelnial funkcje ano¬ dy i bedzie odporny na elektrochemiczne rozpusz¬ czanie sie w elektrolizerze, taki jak ren, trójtlenek renu, magnetyt, azotek tytanu, borki, fosforki i krzemki metali z grupy platynowców. Powlo¬ ka moze zawierac jeden lub wiecej omówionych metali z grupy platynowców itflub ich tletaki w mieszaninie z jednymi lub wiecej tlenkami metali nieszlachetnych. Alternatywnie, powloka moze zawierac jeden lub wiecej tlemków metalu nie¬ szlachetnego lub mieszandine jednego lufo wiecej tlenku metalu nieszlachetnego i metalu nieszla¬ chetnego jako katalizatora rozladowujacego chlor.Zwykle jako tlenki metali nieszlachetnych stosuje sie na przyklad tlenki metali tworzacych cienka warstwe (tytan, cyrkon, niob, tantal lub wolfram), dwutlenk cyny, dwutlenek germanu i tlenki an¬ tymonu. Katalizator rozladowujacy chlor zwykle zawiera dwufluorek manganu, zelaza, kobaltu, ni¬ klu i ich mieszaniny.Elektrokatalitycznie aktywne powloki wedlug wynalazku zawieraja sama platyne i mieszaniny dwutlenku rutenu i dwutlenku tytanu lub dwu¬ tlenku ruteruu, dwutlenku cyny i dwutlenku ty¬ tanu.Inne zwykle stosowane powloki zawieraja zwiaz¬ ki opisane w brytyjskim opisie patentowym nr 1402414 i 1484015, w których nie przewodzacy, jed¬ norodny lub wlóknisty material trudnotopliwy jest osadzony w matrycy z elektrokatalitycznie aktyw¬ nego materialu (opisanego powyzej typu). Zwykle njieprzewodzace, jednorodne lub wlókniste materia¬ ly zawieraja tlenki, wegliki, fluorki, azotki i siar¬ czki. Tlenki takie (obejmujace równiez tlenki kom^ pleksowe) stanowia tlenek cyrkonu, glinu, krzemu, toru, dwutlenek tytanu, tlenek ceru, tlenek haf¬ nu, pieciotlenek dwutantalu, glinian magnezu (ta¬ ki, jak spinel MgO-AkOJ, glinokrzemiany (takie, jak mulit — (AI2O3) (SiOstó, krzemian cyrkonu, szklo, krzemian wapnia (taki, jak belit — (CaO)2 SiOj), glinian wapnia, tytanian wapnia (taki, jak perowskit — CaTiO^, atapulgit, kaolinit, azbest, mika, kodierit i bentonit. Jak siarczki zwykle sto¬ suje sie trójsiarczek dwuceru, jako azotki, azotek boru i azotek krzemu i jako fluorki — fluorek wapnia.Korzystnym nie przewodzacym materialem triud- notopMwym jest mieszanina krzemianu cyrkonu^ i dwutlenku cyrkonu, na przyklad czastki krzemia¬ nu cyrkonu i wlókna z dwutlenku cyrkonu.Czesc przewodzaca plyty anodowej mozna wy¬ tworzyc technika malowania i wypalania, polegaja- 5 ca na wytworzeniu na powierzchni anody powloki z metalu i/lub tlenku metalu przez nanoszenie na powierzchnie plyty anodowej warstwy mieszanki malarskiej, w sklad której wchodzi ciekly nosnik, zawierajacy ulegajace termicznemu rozkladowi zwiazki metali, które sa obecne w gotowej po¬ wloce, suszenie warstwy lakierniczej przez odparo¬ wanie cieklego nosnika, a nastepnie wypalanie la¬ kieru przez ogrzewanie pomalowanej plyty anodo¬ wej w temperaturze 250—800°C, w celu rozlozenia zwiazków metali obecnych w powloce lakierniczej i utworzenie zadanej powloki.Gdy trudnotopliwe czastki lob wlókna sa osa¬ dzone w metalu i/lub tlenku metalu powloki, moz¬ na je mieszac z omówiona powyzej mieszanka ma¬ larska przed naniesieniem jej na plyte anodowa.Alternatywnie, trudnotopliwe czasteczki lub wlók¬ na mozna nanosic na warstwe farby nalozona na plyte anodowa przed jej wysuszeniem i nastepnie suszyc powloke przez odparowanie cieklego nosni¬ ka i wypalac w typowy sposób.Elektrokatalitycznie aktywne powloki wytwarza sie zwykle przez naniesienie wielu warstw farby na plyte anodowa, przy czym kazda warstwe su¬ szy sie i wypala przed polozeniem nastepnej.Czesc przewodzaca katody wytworzona jest zwy¬ kle z zelaza lub stali, zwlaszcza ze stali miekkiej, jednakze moze byc równiez wytworzona z innych metali, na przyklad z niklu.Metalowa czesc przewodzaca katody jest w po¬ staci perforowanej plyty lub siatki, lecz korzystnie w postaci zaluzjL Zaluzje mozna wykonac z arku¬ sza metalu, na przyklad ze stali miekkiej lub ze¬ laza przez tloczenie za pomoca noza do nacinania szczelin i noza ksztaltowego, jak opisano powyzej przy wykonywaniu plyt anodowych.Zaluzje katody sa korzystnie pochylone pod ka¬ tem wiekszym niz 60° w stosunku do plaszczyzny plyty katodowej.Zaluzje kazdej plyty katodowej zamontowanej w elektrolizerze sa korzystnie tak ustawione, ze ich osie podluzne sa równolegle wzgledem siebie i sa pochylone w stosunku do pionu pod katem okolo 45° tak, aby wodór wytwarzany w przestrzeni ka- tolitowej byl kierowany do drugiej przestrzeni znajdujacej sie wzdluz elektrolizera.W korzystnej konstrukcji, obie zaluzje katody i anody sa pochylone tak, ze ich osie podluzne sa pochylone w stosunku do pionu pod katem i45Q, jak opisano powyzej, to jest kolejne anody i ka¬ tody maja zaluzje tak ustawione, ze ich osie po¬ dluzne sa pochylone wzgledem siebie pod ka¬ tem 910°.Plyty anodowe i plyty katodowe musza byc wy¬ konane w czesci z materialu nie przewodzacego, tak ze przestrzenie pierwsza i druga, znajdiujace sie wzdluz elektrolizera sa elektrycznie izolowane jed¬ na od drugiej. Tak wiec, czesc plyty anodowej po¬ siadajacej otwór, który w elektrolizerze wyznacza czesc pierwszej .przestrzeni moze byc wykonana z metalu, na przyklad z metalu tworzacego cienka 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 125 027 8 warstwe, z którego wykonana jest przewodzaca czesc plyty anodowej i wówczas czesc plyty ano¬ dowej posiadajaca otwór, która w elektrolizerze wyznacza czesc drugiej przestrzeni jest wykonana z materialu nie przewodzacego, na przyklad z two¬ rzywa sztucznego, takiego jak polipropylen. Od¬ wrotnie, czesc plyty katodowej posiadajaca otwór, który w elektrolizerze wyznacza czesc pierwszej przestrzeni moze byc wykonana z materialu nie przewodzacego, na przyklad z tworzywa sztuczne¬ go, takiego jak polipropylen i czesc plyty katodo¬ wej posiadajaca otwór, który w elektrolizerze wy¬ znacza czesc drugiej przestrzeni moze byc wyko¬ nana z metalu, na przyklad z metalu, z którego jest wykonana czesc przewodzaca plyty katodowej.Alternatywnie, czesc plyty anodowej posiadajaca otwór, który w elektrolizerze wyznacza czesc pier¬ wszej przestrzeni moze byc wykonana z materialu nie przewodzacego i czesc posiadajaca otwór, któ¬ ra w elektrolizerze wyznacza czesc drugiej prze¬ strzeni moze byc wykonana z metalu i odwrotnie, czesc plyty katodowej posiadajaca otwór, która w elektrolizerze wyznacza czesc pierwszej przestrzeni moze byc wykonana z metalu lub czesc posiadaja¬ ca otwór, która w elektrolizerze wyznacza czesc drugiej przestrzeni moze byc wykonana z mate¬ rialu nie przewodzacego. Czesci. plyt anodowych i plyt katodowych z otworami moga byc w postaci czesci ram i moga byc wytworzone z odpowied¬ nich materialów opisanych powyzej.Korzystnie, plyty anodowe i plyty katodowe skladaja sie z dwóch czesci — czesci metalowej i czesci wytworzonej z materialu nie przewodzacego i czesci plyt anodowych sa umieszczone blisko jed¬ na drugiej i czesci plyt katodowych sa umieszczo¬ ne blisko jedna drugiej, podczas montowania elek- trolizera w postac prasy filtracyjnej.Czesc przewodzaca plyty anodowej, czesc prze¬ wodzaca plyty katodowej i przepona, dogodnie sa tego samego ksztaltu. Na przyklad elementy te mo¬ ga miec ksztalt kwadratu, rombu, prostokata lub ksztalt kolisty. Korzystnie omówione wyzej ele¬ menty maja ksztalt kwadratu, który jest tak umie¬ szczony, ze jego przekatne sa poziomo i pionowo.Korzystnie, plyta anodowa, plyta katodowa i plyta przeponowa sa symetryczne wokól osi pionowych.Korzystne jest równiez, aby otwory w plytach, które w elektrolizerze wyznaczaja pierwsza prze¬ strzen mialy taki sam ksztalt, tak aby pierwsza przestrzen miala jednakowy przekrój przez cala jej dlugosc. Podobnie, korzystne jest, aby otwory w plytach, które w elektrolizerze wyznaczaja dru¬ ga przestrzen mialy zasadniczo tak sam ksztalt, tak aby druga przestrzen miala jednakowy przekrój przez cala jej dlugosc. Korzystnie, obie grupy maja zasadniczo taki sam ksztalt.Plyty anodowe, plyty katodowe, plyty dystanso¬ we i plyty przeponowe, korzystnie sa elastyczne.Mozna je latwo wykonac w postaci plaskich plyt o jednakowej grubosci, dostatecznie cienkich, aby byly elastyczne. Elastycznosc umozliwia utrzyma¬ nie jednakowego i odpowiedniego cisnienia we wszystkich laczacych sie przestrzeniach elektroli- zera, zapobiegajac przeciekom.Plyty dystansowe sa zwykle takiego samego ksztaltu jak plyty anodowe, katodowe i przepono¬ we.Plyty dystansowe ponadto maja po dwa otwory, które w elektrolizerze tworza kolejno czesc pierw¬ szej i drugiej przestrzeni oraz maja otwory, które w elektrolizerze wyznaczaja czesc przestrzeni ano- litowej i katolitowej.Kanaly w kazdej plycie dystansowej sa dogodnie w postaci duzej ilosci szczelin nacietych w po¬ przek plyty albo miedzy otworami odpowiadajacy¬ mi przestrzeni anolitowej i pierwszej przestrzeni, albo otworami miedzy przestrzenia katolitowa i druga przestrzenia.Kanaly dogodnie w postaci duzej ilosci szczelin sa wyciete w poprzek plyty miedzy otworami od¬ powiadajacymi przestrzeni anolitowej i pierwszej przestrzeni lub miedzy otworami odpowiadajacy¬ mi przestrzeni katolitowej i drugiej przestrzeni. Al¬ ternatywnie, mozna zastosowac octdzielne szczeli¬ nowe przekladki. Po zamontowaniu plyt dystanso¬ wych w elektrolizerze, kanaly tych plyt tworza po¬ laczenia miedzy (1) przestrzenia anolitowa i pierw¬ sza przestrzenia i (2) przestrzenia katolitowa i dru¬ ga przestrzenia* Plyty dystansowe moga byc wykonane z mate¬ rialu nie przewodzacego, lecz korzystne jest stoso¬ wanie syntetycznych polimerów organicznych, któ¬ re sa obojetne w warunkach panujacych w elektro¬ lizerze. Korzystnymi polimerami sa polifliuorek wi¬ nylu i polipropylen. Plyty dystansowe sa wycinane z arkusza polimeru lub formowane z polimeru.W elektrolizerze moga znajdowac sie polaczenia uszczelniajace lub uszczelki, które zwykle sa z ela¬ stomerycznego materialu, na przyklad z naturalne¬ go lub syntetycznego kauczuku. Polaczenia usz¬ czelniajace lub uszczelki sa zwykle wycinane z ar¬ kusza elastomerycznego materialu lub formowane z elastomerycznego materialu i odpowiadaja w ogólnym wymiarze i ksztalcie poprzednio opisanym plytom dystansowym.Alternatywnie, plyty dystansowe moga byc mo¬ dyfikowane w ksztalcie i grubosci i moga spelniac role przekladki i polaczenia uszczelniajacego lub uszczelki. W tym przypadku, polaczone plyty dy^ stansowe i uszczelki sa dogodnie wykonane z ma¬ terialu elastomerycznego, na przyklad z naturalne¬ go lub syntetycznego kauczuku i opisane powyzej kanaly w plytach dystansowych sa zabezpieczone przez wlaczenie urzadzenia sprezynowego, które jest wykonane albo przez tloczenie z materialu anody lub katody, albo przez ksztaltowanie poli¬ meru. Urzadzenie sprezynowe pozwala, aby gaz lub ciecz przeplywaly z minimalnymi oporamd i wyka¬ zuje zdolnosc sprezynowania.Polaczenia uszczelniajace lub uszczelki, albo ply¬ ty dystansowe spelniajace role polaczen uszczelnia¬ jacych lub uszczelek sa dostatecznie cienkie i ela¬ styczne, aby poprawic uszczelnienie elektrolizera, zwlaszcza gdy plyty anodowe, plyty katodowe, ply¬ ty przeponowe i plyty dystansowe, jezeli sa, sa elastyczne.Jako material z którego wykonana jest przepona, korzystnie stasuje sie porowaty polimer zawiera¬ jacy fluor, taki jak policzterofluoroetylen. Zwykle przepony wytwarza sie z wodnych dyspersji po- 10 15 20 26 30 35 40 45 50 55 00- 125 027 9 10 10 15 liczterofluoroetylenu i usuwalnego napelniacza, spo¬ sobami opisanymi w brytyjskim opisie patentowym nr 1081046 i 1424804. Napelniacz mozna usunac przed wprowadzeniem przepony do elekrolizera, na przyklad przez obróbke kwasem do rozpuszczenia napelniacza. Alternatywnie, napelniacz mozna usu¬ wac z przepony in situ w elektralizerze, na przy¬ klad jak opisano w brytyjskim opisie patentowym nr 1468355, stosujac kwas zawierajacy inhibitor ko¬ rozji do rozpuszczenia napelniacza lub usuwajac napelniacz elektrolitycznie.Alternatywnie, przepona moze byc wytworzona z arkusza porowatego materialu polimerycznego za¬ wierajacego czlony pochodzace od podiczterofluo- roetylenu. Mikrostruktura takiego materialu cha¬ rakteryzuje sie wezlami wzajemnie polaczonymi przez fibryle. Material ten i sposób jego wytwarza¬ nia jest opisany w brytyjskim opisie patentowym nr 1355373, a jego zastosowanie jako przepony w ogniwie elektrochemicznym opisano miedzy innymi 20 w belgijskim opisie patentowym nr B&938&.Przepone mozna wytworzyc w elektrostatycznym procesie przedzenia. Taki proces obejmuje wpro¬ wadzenie roztworu przedzalniczego zawierajacego organiczny, wlóknotwórczy polimer, na przyklad 25 polimer zawierajacy fluor, taki jak policzteroflu- oroetylen, w pole elektryczne, przez które wlókna sa ciagnione do elektrody i zbieranie wlókien tak wytworzonych na elektrodzie w postaci porowatego arkusza. 30 W jednym z ukladów konstrukcyjnych, pojedyn¬ cze plyty anodowe stosowane sa na przemian z po¬ jedynczymi plytami katodowymi, z plytami przepo¬ nowymi wstawionymi miedzy sasiednie plyty ano¬ dowe i katodowe. W innym ukladzie konstrukcyj- 35 nym, pary plyt anodowych stosuje sie z parami plyt katodowych i z plytami przeponowymi wsta¬ wionymi miedzy sasiednie pary plyt anodowych i pary plyt katodowych.Stosowanie par plyt anodowych i katodowych, 40 zamiast pojedynczych plyt zapewnia zwiekszenie przestrzeni wydzielania sie gazu w poblizu anod i katod.Wymiar czesci przewodzacej kazdej plyty anodo¬ wej i czesci przewodzacej kazdej plyty katodowej, 45 w kierunku przeplywu pradu wynosi od 15 do 60 cm, zwlaszcza od 15 do 25 cm, w ukladzie kon¬ strukcyjnym z zastosowaniem pojedynczych plyt anodowych i katodowych, natomiast od 30 do 50 cm, w ukladzie konstrukcyjnym z zastosowaniem 50 par plyt anodowych i katodowych. Wymienione wyzej korzystne wymiary czesci przewodzacej ano¬ dy i katody zapewniaja krótka droge /pradu, co powoduje niski spadek napiecia na anodzie i ka¬ todzie, bez stosowania skomplikowanych urzadzen 55 doprowadzajacych prad.Odleglosc miedzy kolejnymi powierzchniami przepon, korzystnie wynosi 5—8 mm, w ukladzie konstrukcyjnym z pojedynczymi anodami i kato¬ dami i wynosi 10—20 mm w ukladzie konstrukcyj- M nym z zastosowaniem par anod i katod.W procesie, solanka przechodzi ku dolowi z gór¬ nego wlotu przestrzeni podawania solanki, przez kanaly w plytach dystansowych do przestrzeni anólitowej. 65 Gazowy chlorowiec wytworzony w przestrzeni anólitowej, przechodzi do góry kanalami doprowa¬ dzajacymi solanke i wydziela sie w przestrzeni le¬ zacej powyzej wlotu podawania solanki. Solanka przenika przez przepony do przestrzeni katolitowej, gdzie wytwarzany jest roztwór i wodór. Roztwór i wodór przez kanaly w plytach dystansowych uno¬ sza sie do innej górnej przestrzeni, gdzie wodór wydziela sie.Elekrolizer wedlug wynalazku jest zmontowany z uformowanych lub wytloczonych plyt anodowych i katodowych o podobnym ksztalcie, oddzielonych przez uformowane lub (wycinane plyty dystansowe wykonane zwykle z materialu nie przewodzacego, razem z koniecznymi polaczeniami uszczelniajacy¬ mi lub uszczelkami. Elektroliizer zawiera dogodnie plyty koncowe, przylegajace odpowiednio do konco¬ wej plyty anodowej i koncowej plyty katodowej.Plyty koncowe wykonane sa zwykle ze stali miek¬ kiej, zabezpieczone od wplywu srodowiska elektro- lizera, na przyklad przekladkami z tworzywa sztu¬ cznego i caly uklad moze byc scisniety przez po¬ laczenie srubami plyt koncowych. Prosta konstruk¬ cja pozwala na budowanie elektrolizerów przemy¬ slowych o wzglednie niskich kosztach w porówna¬ niu z typowymi elektrolizerami jednobiegunowymi typu zbiorników lub dwubiegunowymi elekrolizera- mi typu pras filtracyjnych.Gdy stosuje sie elastyczne plyty anodowe i kato¬ dowe, nie koniecznie musza byc one wyrównane podczas wytwarzania, poniewaz plyty te sa spla¬ szczane podczas montowania przez cisnienie wy¬ wierane przez plyty koncowe, które maja wzgled¬ nie masywna budowe.Ponadto, z zastosowania takich plyt anodowych i katodowych (o grubosci na przyklad 1 mm) wy¬ nika niewielka wytrzymalosc zaluzjowych czesci przewodzacych anody i katody, tak, ze moga byc one latwo odginane przez przepone, z która wcho¬ dza w kontakt podczas montowania, przez co unika sie uszkodzen przepony. W ten sposób, mozna pro¬ sto i skutecznie uzyskac wzglednie male odleglosci anody i katody, na przyklad 2 mm.Calkowita dlugosc elekrolizera jest wieksza niz grubosc poszczególnych jednostek. Jest to spowo¬ dowane tym, ze przylaczenie pradowe do jedno¬ stek elektrolizera nastepuje za posrednictwem du¬ zej liczby elastycznych laczników pradowych, rów¬ nych liczbie jednostek w elektrolizerze.W zakladzie wytwarzajacym chlorowce i wodo¬ rotlenki metali alkalicznych mozna zainstalowac wiele elektrolizerów wedlug wynalazku i elektro- lizery te moga byc polaczone z soba za pomoca pretów lub zacisków laczacych, przechodzacych przez lub wokól ukladu elastycznych laczników i plyt anodowych i katodowych. Gdy stosuje sie du¬ za liczbe elektrolizerów i okreslony elektroliizer ma byc usuniety z procesu, jest on elektrycznie odizo¬ lowany. Wylacznik moze byc umieszczony bezpo¬ srednio nad elektrolizerem, który ma byc usuniety z procesu i przylaczenia mozna wykonac do odpo¬ wiednich punktów wzdluz calej dlugosci elektro¬ lizera, za pomoca podobnego ukladu pretów lub za¬ cisków laczacych. Nastepnie elektrolizer mozna usunac od spodu lub z boku. Alternatywnie, wyla-125 027 11 12 cznik moze byc umieszczony pod spodem elektro- lizera i elektrolizer jest usuwany z góry.Wynalazek nadaje sie do stosowania, zwlaszcza w elektrolizerach przeponowych, do wytwarzania chlorku i wodorotlenku sodu przez elektrolize wod¬ nych roztworów chlorku sodu.Wynalazek jest blizej objasniony w przykladzie wykonania, z uwzglednieniem rysunków, na któ¬ rych: Figura 1 przedstawia perspektywiczny widok cze¬ sci elektrolizera przeponowego wedlug wynalazku.- Figura 2 przedstawia schematyczny widok konco¬ wej czesci elektrolizera z fig. 1, pokazanej w kie¬ runku A, Przekrój jest tak odciety, aby pokazac kolejne skladniki elektrolizera.Figura 3 przedstawia schematyczny szkic elektro¬ lizera wedlug wynalazku, zawierajacego pojedyncze plyty anodowe na iprzemiain z pojedynczymi plyta¬ mi katodowymi.Figura 4 przedstawia schematyczny szkic elektro¬ lizera wedlug wynalazku, zawierajacego pary plyt anodowych na przemian z parami plyt katodowych Pokazana na rysunku czesc elektrolizera obejmuje plyte anodowa 1, plyte katodowa 2 i przepone 3 w polaczeniu z plytami dystansowymi 4, 5 i plyta przeponowa 6 i uszczelka 7.Przepona 3 i polaczona z nia plyta 6 oddzielaja jednostke anolitowa, zawierajaca plyte anodowa 1, plyte dystansowa 4 i uszczelke 7 od jednostki ka¬ tolitowej zawierajacej plyte katodowa 2, plyte dy¬ stansowa 5 i uszczelke 7. Elektrolizer pokazany na fig. 1 zawiera polowe jednostki anodowej i polowe jednostki katodowej, lecz znajdujace sie w handlu elektrólizery moga zawierac duza liczbe takich jednostek anadowych ii katodowych, typowo 500 do 2000 jednostek. Duza liczbe jednostek mozna scisnac razem (zabezpieczajac przed rozszerzalno¬ scia cieplna) za pomoca srub, sprezyn lufo urzadzen hydraulicznych.Elektrolizer zawiera plyty koncowe {nie pokazane na rysunku), wykonane zwykle ze stali miekkiej.Pojedyncze skladlnM eletoolizera omówione po¬ wyzej i w dalszej czesci, tworza przestrzen 10 (po¬ kazana na fig. 2) dla doprowadzania solanki i wy¬ produkowanego chloru, tetóra rozciaga sie wzdluz elektrolizera, przestrzec 11 dla roztworu wodoro¬ tlenku metalu alkalicznego (roztwór) i wytworzo¬ nego wodoru, która równiez rozciaga sie wzdluz elektrolizera i wystepujace na przemian przestrze¬ nie, anolitowe i katolitowe (po jednej nalezace do kazdej jednostki) rozciagajace sie miedzy kolejnymi przeponami 3. Wymiary przestrzeni anolitowej i ka¬ tolitowej sa okreslone przez odleglosc miedzy ko¬ lejna przepona 3, plyta anodowa li plyta katodo¬ wa 2 i przez przekrój przylaczonej czesci przewo¬ dzacej anody (i czesci przewodzacej katody), jak omówiono ponizej.Kazda plyta anodowa 1 sklada sie z czesci prze¬ wodzacej 12 i czesci ramy 14, wykonanych awykle z metalu tworzacego cienka warstwe, zwlaszcza z tytanu, i z czesci ramy 8 zwykle wykonanej z tworzywa sztucznego, na przyklad z polipropyle¬ nu. Przewodzaca czesc anody 12 w postaci duzej liczby zaluzji pokrytych elektrokatalitycznie akty¬ wna powloka, na przyklad z mieszaniny tlenku ru- tenu i dwutlenku tytanu). Plyta anodowa 1 ma wy¬ stajaca czesc 13 do przylaczenia do zródla (nie po¬ kazano na rysunku) pradu elektrycznego i czesci ramy 14 i 8 z otworami 15 i 15a, których wymiary 3 odpowiadaja przekrojom przestrzeni 10 i 11.Kazda plyta katodowa 2 sklada sie z czesci prze¬ wodzacej 16 i czesci ramy 18, wykonanych zwykle ze stali miekkiej lub zelaza, korzystnie ze 6tali miekkiej i czesci ramy 9 zwykle wykonanej z two- 10 rzywa sztucznego, na przyklad z polipropylenu. Po¬ wierzchnia czesci przewodzacej katody 16 jest w po¬ staci duzej liczby zaluzji. Plyta katodowa 2 ma wystajaca czesc 17 wyprowadzajaca prad elektrycz¬ ny i czesci ramy 18 i 9 z otworami 19 i 19a, któ- 15 rych wymiary odpowiadaja przekrojom przestrzeni 11 i 10, Kazda przepona 3 jest zwykle wykonana z mi- kroporowatej warstwy azbestu lub polimeru zawie¬ rajacego fluor, korzystnie z policzterofluoroetylenu. 20 Przepona 3 jest osadzona na plycie 6 wykonanej z dowolnego materialu elastomerycznego, na przy¬ klad z naturalnego lub syntetycznego kauczuku.• Plyta 6 jest w iostaci ramy z trzema otworami, których wymiary odpowiadaja przekrojom prze- 25 strzeni anolitowych i katolitowych i wspólnych przestrzeni 10 i 11.Kazda plyta dystansowa 4, 5 z trzema otworami, których wymiary sa zasadniczo takie same, jak wymiary plyt przeponowych 6, jest zwykle wyko- 30 nana z tworzywa sztucznego, na przyklad z poli¬ propylenu. Plyty dystansowe 4, 5 maja równiez szczeliny 20, 21, odpowiednio umieszczone w ele- ktrolizerze, tak, ze szczeliny 20 plyty dystansowej 4 lacza przestrzen anolitowa i przestrzen 10, i szcze- 35 liny 21 plyty dystansowej 5 lacza przestrzen kato- litowa i przestrzen 11.Kazda uszczelka 7 jest wykonana z materialu elastomerycznego, na przyklad z naturalnego lub syntetycznego kauczuku. Uszczelka 7 jest w po¬ lo staci ramy z trzema otworami, których wymiary sa odpowiednio zblizone do przekrojów przestrzeni anolitowej lub katolitowej i przestrzeni 10 i 11.Plyta 6 i plyty 4 i 5 sa podobne w ogólnym ksztal¬ cie, z tym wyjatkiem, ze plyta 6 ma nizszy otwór 45 mniejszy niz odpowiednie otwory w plytach 4 i 5, tak, ze w elektrolizerze konce przepony 3, które sa nieznacznie wieksze niz nizszy otwór w plycie 6, sa zamkniete miedzy plyta 6 i plyta 4 lub 5. Po¬ nadto, plyty 6 d przepona sa dogodnie zblizonej 50 grubosci, podczas gdy uszczelki 7 sa zwykle z mate¬ rialu cienszego.Elektrolizer zwykle ma przewód wlotowy (nie po¬ kazany na rysunku) do roztworu chlorku sodu (przylaczony do przestrzeni 10) i przewody wyloto- 55 we (nie pokazane na rysunku) do chloru (przyla¬ czone do przestrzeni 10) i do wodoru i roztworu (przylaczony do przestrzeni 11).W procesie, roztwór chlorku sodu przechodzi ku dolowi z przestrzeni 10 przez szczeliny 20 w plycie 60 dystansowej 4 do przestrzeni anolitowej. Gazowy chlor wytworzony w przestrzeni anolitowej prze¬ chodzi do góry przez szczeliny 20 plyty dystansowej 4 i wydziela sie w przestrzeni 10. Roztwór i wodór wytworzone w przestrzeni katolitowej wznosza sie 65 przez szczeliny 21 w plytach dystansowych 5 do13 wspólnej przestrzeni 11, gdzie wodór wydziela sie.Elektrolizer pokazany na fig. 1 i 2, jest pokazany na fig. 3 schematycznie, w ukladaich pojedynczych plyt anodowych 22 (odpowiadajacych plytom ano¬ dowym 1), wystepujacych na przemian z pojedyn¬ czymi plytami katodowymi 23 (odpowiadajacymi plytom katodowym 2), z przeponami 24 wstawiony¬ mi miedzy plyty anodowe 22 i plyty katodowe 23.Eig. 3 pokazuje takze uszczelki 25 (odpowiadajace uszczelkom 7), lecz dla przejrzystosci rysunku nie pokazano na nim plyt dystansowych (pokazane jako 4 na fig. 1 i 2).Eig. 4 pokazuje schematyczny uklad elektrolizera, w którym wystepuja na przemian pary plyt anodo¬ wych 26 i pary plyt katodowych 27, w polaczeniu z przeponami 28 i uszczelkami 29.Elektrolizer wedlug wynalazku jest blizej obja¬ sniony w nastepujacym przykladzie.Przyklad. Elektrolizer przeponowy wedlug wynalazku zawiera cztery zaluzjowe plyty anodowe zrobione z tytanu, kazda o grubosci 0,75 mm, po¬ kryte mieszanina tlenku rutenu i dwutlenku tyta¬ nu, cztery zaluzjowe plyty katodowe 2 wykonane ze stali miekkiej, kazda o grubosci 0,75 mm i sie¬ dem przepon z policzterofluoiroetylenu, przedzione- go elektrostatycznie, o grubosci 3 mm. Dlugosc za¬ luzji plyt anodowych i katodowych w kierunku przeplywu pradu wynosi 15 cm. Odleglosc miedzy powierzchniami przepon w przestrzeni anolitowej lub katolitowej wynosi 6 mm. * Plyty dystansowe 4 i ramy 7 i 8 wykonano z polipropylenu i plyty przeponowe 6 wykonano z syntetycznego kauczuku.Elektrolizer zasilano roztworem chlorku sodu o stezeniu 300 g/l NaCl, z szybkoscia 5 1/godzdine i przepuszczano prad 480 amperów (odpowiadajacy gestosci pradu 3 kA/m2. Napiecie pradu wynosilo 3,5 V. Wytworzony chlor zawieral 95% wagowych Cl2 i 5% wagowych O2. Wytworzony roztwór wodo¬ rotlenku sodu zawieral 10% wagowych NaOH. Ele¬ ktrolizer pracowal z wydajnoscia pradowa 86%.Zastrzezenia patentowe 1. Elektrolizer przeponowy jednobiegunowy, typu prasy filtracyjnej, do elektrolizy wodnych roztwo¬ rów halogenków metali alkalicznych, w wyniku której otrzymuje sie wodny roztwór wodorotlenku metalu alkalicznego, chlorowiec i wodór, który to elektrolizer zawiera wiele plyt anodowych i wiele plyt katodowych oraz hydraulicznie przepuszczalne przepony umieszczone miedzy kazda plyta anodo¬ wa i sasiednia plyta katodowa, plyty anodowe za¬ wieraja czesc przewodzaca z metalu tworzacego cienka warstwe z naniesiona powloka elektrokatali- tycznie aktywna i plyty katodowe zawieraja meta¬ liczna czesc przewodzaca, przy czym elektrolizer zawiera co najmniej jedna plyte dystansowa z ma¬ terialu nie przewodzacego, umieszczona miedzy ka¬ zda plyta anodowa i sasiednia przepona oraz kaz¬ da plyta katodowa i sasiednia przepona, znamienny tym, ze plyty anodowe (1) sa zaopatrzone na czo¬ lowej powierzchni plyt w dwa otwory (15, 15a), plyty katodowe (2) sa zaopatrzone na czolowej po¬ wierzchni plyt w dwa otwory (19, 19a) i plyty dy¬ stansowe (4, 5) sa zaopatrzone na powierzchniach 5 027 14 czolowych w odpowiednie otwory, które to otwory po zestawieniu plyt tworza pierwsza przestrzen (10) wzdluz elektrolizera i druga przestrzen (11) wzdluz elektrolizera oddzielona od pierwszej przestrzeni, 5 w plytach dystansowych (4) pomiedzy anodami (1) i sasiednimi przeponami (3) znajduje sie co naj¬ mniej jeden kanal (20), który umozliwia przeplyw wodnego roztworu halogenku metalu alkalicznego miedzy pierwsza przestrzenia (10) i przestrzeniami 10 anolitowymi oraz który umozliwia uwolnienie chlo¬ rowca z przestrzeni anolitowych do pierwszej prze¬ strzeni (10), w plytach dystansowych (5) pomiedzy katodami (2) i sasiednimi przeponami (3) znajduje sie co najmniej jeden kanal (21), który umozliwia 15 przeplyw wodnego roztworu wodorotlenku metalu alkalicznego i wodoru z przestrzeni katolitowych do drugiej przestrzeni (11), ponadto elektrolizer za¬ wiera plyty koncowe, które stanowia koncowe sciany pierwszej przestrzeni i drugiej przestrzeni, 20 z tym, ze kazda plyta anodowa (1) posiada czesc wykonana z materialu elektrycznie nie przewodza¬ cego (8) i kazda plyta katodowa (2) posiada czesc wykonana z materialu nie przewodzacego (9) tak, ze pierwsza przestrzen (10) i druga przestrzen (11) 25 wzdluz elektrolizera sa elektrycznie izolowane od siebie, przy czym przestrzenie (10) i (11) znajduja sie powyzej przestrzeni anolitowej i katolitowej elektrolizera. 2. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 30 ze przepona (3) jest umocowana do plyty przepo¬ nowej (6), w której znajduja sie co najmniej dwa otwory, które w elektrolizerze wyznaczaja czesc pierwszej i drugiej przestrzeni (10, 11). 3. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 35 ze czesc przewodzaca plyty anodowej (1) jest w po¬ staci zaluzji (12). 4. Elektrolizer wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zaluzje (12) sa tak ustawione, ze ich osie podlu¬ zne sa równolegle wzgledem siebie i pochylone w 40 stosunku do pionu pod katem 45° tak, aby chloro¬ wiec wytwarzany w czesci anolitowej byl kiero¬ wany do pierwszej przestrzeni (10). 5. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ramy (14) kazdej plyty anodowej (1) z 45 otworem odpowiadajacym czesci pierwszej prze¬ strzeni (10), wykonana z metalu tworzacego cienka warstwe, jest nierozdzielna z czescia przewodzaca (12) anody. 6. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 50 ze czesc ramy (8) kazdej plyty anodowej (1) z otworem odpowiadajacym czesci drugiej przestrze¬ ni (11), wykonana z materialu nie przewodzacego, jest oddzielona od pozostalej czesci plyty anodo¬ wej (1). 55 7. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamieny tym, ze czesc przewodzaca plyty katodowej (2) jest w postaci zaluzji (16). 8. Elektrolizer wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zaluzje (16) sa tak ustawione, ze ich osie podlu- 60 zne sa równolegle wzgledem siebie i sa pochylone pod katem 45° w stosunku do pionu tak, aby wo¬ dór wytwarzany w przestrzeni katolitowej byl kie¬ rowany do drugiej przestrzeni (11), a omówione za¬ luzje (16) sa pochylone pod katem 90° w stosunku 85 do, zaluzji (12) plyty anodowej (1).125 027 15 9. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ramy (18) kazdej plyty katodowej (2) z otworem odpowiadajacym czesci drugiej przestrze¬ ni (11), wykonana z tego samego metalu co meta¬ lowa czesc przewodzaca, jest niearozdzielna z prze¬ wodzaca czescia katody. 10. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ramy (9) kazdej plyty katodowej (2) z otworem odpowaidajacym czesci pierwszej prze¬ strzeni (10) wykonana z materialu nie przewodza¬ cego, jest oddzielona od pozostalej czesci plyty ka¬ todowej (2). 11. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kanaly (20, 21) kazdej plyty dystansowej (4, 5) 16 zaopatrzone sa w szczeliny naciete w poprzek cze¬ sci ramy. 12. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera ponadto polaczenia uszczelniajace lub 5 uszczelki (7). 13. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pojedyncze anody (1) sa zestawione na przemian z pojedynczymi katodaimi (2), a przepony (3) sa umieszczone miedzy sasiednimi anodami (1) i ka- io todami (2). 14. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pary anod (1) sa zestawione na przemian z pa¬ rami katod (2), a przepony (3) sa umieszczone mie¬ dzy sasiednimi parami anod (1) i katod (2). PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (14)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektrolizer przeponowy jednobiegunowy, typu prasy filtracyjnej, do elektrolizy wodnych roztwo¬ rów halogenków metali alkalicznych, w wyniku której otrzymuje sie wodny roztwór wodorotlenku metalu alkalicznego, chlorowiec i wodór, który to elektrolizer zawiera wiele plyt anodowych i wiele plyt katodowych oraz hydraulicznie przepuszczalne przepony umieszczone miedzy kazda plyta anodo¬ wa i sasiednia plyta katodowa, plyty anodowe za¬ wieraja czesc przewodzaca z metalu tworzacego cienka warstwe z naniesiona powloka elektrokatali- tycznie aktywna i plyty katodowe zawieraja meta¬ liczna czesc przewodzaca, przy czym elektrolizer zawiera co najmniej jedna plyte dystansowa z ma¬ terialu nie przewodzacego, umieszczona miedzy ka¬ zda plyta anodowa i sasiednia przepona oraz kaz¬ da plyta katodowa i sasiednia przepona, znamienny tym, ze plyty anodowe (1) sa zaopatrzone na czo¬ lowej powierzchni plyt w dwa otwory (15, 15a), plyty katodowe (2) sa zaopatrzone na czolowej po¬ wierzchni plyt w dwa otwory (19, 19a) i plyty dy¬ stansowe (4, 5) sa zaopatrzone na powierzchniach 5 027 14 czolowych w odpowiednie otwory, które to otwory po zestawieniu plyt tworza pierwsza przestrzen (10) wzdluz elektrolizera i druga przestrzen (11) wzdluz elektrolizera oddzielona od pierwszej przestrzeni, 5 w plytach dystansowych (4) pomiedzy anodami (1) i sasiednimi przeponami (3) znajduje sie co naj¬ mniej jeden kanal (20), który umozliwia przeplyw wodnego roztworu halogenku metalu alkalicznego miedzy pierwsza przestrzenia (10) i przestrzeniami 10 anolitowymi oraz który umozliwia uwolnienie chlo¬ rowca z przestrzeni anolitowych do pierwszej prze¬ strzeni (10), w plytach dystansowych (5) pomiedzy katodami (2) i sasiednimi przeponami (3) znajduje sie co najmniej jeden kanal (21), który umozliwia 15 przeplyw wodnego roztworu wodorotlenku metalu alkalicznego i wodoru z przestrzeni katolitowych do drugiej przestrzeni (11), ponadto elektrolizer za¬ wiera plyty koncowe, które stanowia koncowe sciany pierwszej przestrzeni i drugiej przestrzeni, 20 z tym, ze kazda plyta anodowa (1) posiada czesc wykonana z materialu elektrycznie nie przewodza¬ cego (8) i kazda plyta katodowa (2) posiada czesc wykonana z materialu nie przewodzacego (9) tak, ze pierwsza przestrzen (10) i druga przestrzen (11) 25 wzdluz elektrolizera sa elektrycznie izolowane od siebie, przy czym przestrzenie (10) i (11) znajduja sie powyzej przestrzeni anolitowej i katolitowej elektrolizera.

2. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 30 ze przepona (3) jest umocowana do plyty przepo¬ nowej (6), w której znajduja sie co najmniej dwa otwory, które w elektrolizerze wyznaczaja czesc pierwszej i drugiej przestrzeni (10, 11).

3. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 35 ze czesc przewodzaca plyty anodowej (1) jest w po¬ staci zaluzji (12).

4. Elektrolizer wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zaluzje (12) sa tak ustawione, ze ich osie podlu¬ zne sa równolegle wzgledem siebie i pochylone w 40 stosunku do pionu pod katem 45° tak, aby chloro¬ wiec wytwarzany w czesci anolitowej byl kiero¬ wany do pierwszej przestrzeni (10).

5. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ramy (14) kazdej plyty anodowej (1) z 45 otworem odpowiadajacym czesci pierwszej prze¬ strzeni (10), wykonana z metalu tworzacego cienka warstwe, jest nierozdzielna z czescia przewodzaca (12) anody.

6. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 50 ze czesc ramy (8) kazdej plyty anodowej (1) z otworem odpowiadajacym czesci drugiej przestrze¬ ni (11), wykonana z materialu nie przewodzacego, jest oddzielona od pozostalej czesci plyty anodo¬ wej (1). 557.

7.Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamieny tym, ze czesc przewodzaca plyty katodowej (2) jest w postaci zaluzji (16).

8. Elektrolizer wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zaluzje (16) sa tak ustawione, ze ich osie podlu- 60 zne sa równolegle wzgledem siebie i sa pochylone pod katem 45° w stosunku do pionu tak, aby wo¬ dór wytwarzany w przestrzeni katolitowej byl kie¬ rowany do drugiej przestrzeni (11), a omówione za¬ luzje (16) sa pochylone pod katem 90° w stosunku 85 do, zaluzji (12) plyty anodowej (1).125 027 159.

9.Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ramy (18) kazdej plyty katodowej (2) z otworem odpowiadajacym czesci drugiej przestrze¬ ni (11), wykonana z tego samego metalu co meta¬ lowa czesc przewodzaca, jest niearozdzielna z prze¬ wodzaca czescia katody.

10. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ramy (9) kazdej plyty katodowej (2) z otworem odpowaidajacym czesci pierwszej prze¬ strzeni (10) wykonana z materialu nie przewodza¬ cego, jest oddzielona od pozostalej czesci plyty ka¬ todowej (2).

11. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kanaly (20, 21) kazdej plyty dystansowej (4, 5) 16 zaopatrzone sa w szczeliny naciete w poprzek cze¬ sci ramy.

12. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera ponadto polaczenia uszczelniajace lub 5 uszczelki (7).

13. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pojedyncze anody (1) sa zestawione na przemian z pojedynczymi katodaimi (2), a przepony (3) sa umieszczone miedzy sasiednimi anodami (1) i ka- io todami (2).

14. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pary anod (1) sa zestawione na przemian z pa¬ rami katod (2), a przepony (3) sa umieszczone mie¬ dzy sasiednimi parami anod (1) i katod (2). PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL