CZ13794A3

CZ13794A3 - Electrolytic cell for producing gas

Info

Publication number: CZ13794A3
Application number: CZ94137A
Authority: CZ
Inventors: Luc Ing Botte
Original assignee: Solvay
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1995-04-12
Also published as: JPH06299386A; HUT66774A; PL301989A1; EP0608028A1; BR9400305A; HU213237B; KR940018485A; HU9400178D0; IT1263806B; ITMI930103A1; CA2113971A1; TW277074B; US5425864A; ITMI930103A0

Description

(57) Elektrolyzér pro výrobu plynu obsahuje baterii (1) membránových elektrolýzových Článků, ve kterých odstup mezi anodou (S) a katodou (28) je větší, než tlouštka membrány (4), a odplynovací komoru (15) elektrolytu, která je spojena recyklačním potrubím (20, 21) s roždílovači (10, 11, 12, 13) elektrolytu, které jsou ve spojení a anodovými (katodovými) komorami (3) článků). Recyklační potrubí (20, 21) má součinitel tlakových ztrát maximálně rovný celkovému součiniteli tlakových ztrát maximální rovný celkovému součiniteli tlakových ztrát anodových (katodových) komor (3), rozdělovačů (10, 11, 12, 13) a odplynovací komory (15).

^s Kt» * . · . : -· Λ···--.· -...-- >·« ; · · ............... ·,·· .··_ y ' 7-//1/s rr7 - - .:-- v.-v- -.T “ΤΓ,·Τ.'*'·Λ^Τ*.....

ol pkťrnl izť i r Vmi vvrrihn jUDr. Μϋοδ VŠETÉČKA advcitít

Í20 00 PRAHA 2. Hóiteva 2 f “1- I

J

I ί

I

Elektrolyzér pro výrobu plynu

Oblast techniky

Vynález týká elektrolyzéru pro plynu. Zejména se týká elektrolyzéru obsahujícího baterii elektrolýzových článků s membránami a svislými elektrodami, odplynovací komoru elektrolytu ve spojení s články a recyklační potrubí elektrolytu z odplynovací komory k článkům.

Dosavadní stav techniky

Elektrolyzér výše uvedeného typu je popsán v evropské patentové přihlášce EP-A-0412600 (Solvay). V tomto známém elektrolyzéru je anodová komora každého článku baterie ve spojení, ve své dolní části, s distributorem elektrolytu a v horní části s odplynovací komorou. Rozdělovače elektrolytu sestavy anodových komor článků baterie jsou připojeny paralelně k recyklačnímu potrubí. Během funkce tohoto známého elektrolytu je vodný roztok chloridu sodného elektrolyzován v anodové komoře každého článku baterie, takže chlor ve generován na anodě. Vodný roztok chloridu sodného, obsahující chlor, stoupá v anodové komoře a přechází z ní do odplynovací komory, kde dochází k oddělování chloru a vodného roztoku, který se vrací do anodových komor baterie článků přes recyklační potrubí a rozdělovače elektrolytu.

Optimální fungování tohoto známého elektrolyzéru vyžaduje přísné respektování určených pracovních podmínek. Tlak v elektrolýzových komorách baterie článků představuje obzvláště významný paremetr, nebot nepřiměřený tlak, i okamžitý, v anodové komoře nebo v katodové komoře může být původem nevratného mechanického porušení membrány. Tlak v elektrolyzní komoře samotný je ovlivňován dalšími parametry, zejméně přívodním průtočným množstvím elektrolytu do baterie článku a geometrickými vlastnostmi elektrolýzových komor a recyklačního potrubí. Je obtížné zvládnout přesně s přesností geometrické parametry elektrolýzových komor (jako je

-2rovinnost elektrod a tloušťka spojů v bateriích článku typu filtračního lisu) a vyplývají z toho nutně nestejnosti v rozměrech nebo profilu jednotlivých článků baterie. Průtočné množství recyklovaného elektrolytu v baterii článků tvoří další obtížný parametr ke zvládnutí a schopný ovlivnit dobrý chod elelektrolyzéru.

Podstata vynálezu

Vynález vychází ze zjištění, že vhodnou volbou určitých konstrukčních parmetrů elektrolyzéru je možné citelně zmenšit dopad jednak geometrických odlišností článků baterie a jednak výchylek v průtočném množství při recyklaci elektrolytu na chod elektrolyzéru

Vynález přináší elektrolyzér pro výrobu plynu obsahující baterii elektrolýzových článků, které obsahují každý anodovou komoru se v podstatě svislou anodou, katodovou komoru se v podstatě svislou katrodou, uloženou proti anodě, membránu se selektivní propustností, vloženou mezi anodou a katodou, a izolující anodovou komoru od katodové komory,a rozdělovač elektrolytu ve spojení a anodovou (a katodovou) komorou v její dolní části, dále odplynovací komoru elektrolytu ve spojení s horní částí anodové (katodové) komory každého článku, a dále recyklační potrubí elektrolytu, spojující odplynovací komoru s odpovídajícími rozdělovači anodových (katodových) komor baterie článků, jehož podstatou je, že anoda a katoda mají mezi sebou odstup větší, než je tloušťka membrány a recyklační potrubí má součinitel tlakových ztrát maximálně rovný celkovému součiniteli tlakových ztrát anodových (katodových) komor, rozdělovačů odplynovací komory.

V definici elektrolyzéru podle vynálezu zahrnují pojmy v podstatě svislá anoda a v podstatě svislá katoda bez ohledu na to, zda tyto elektrody zaujímají přísně svislou polohu, rovněž anody a katody odkloněné od svislice, přičemž však tento úhel odklonění nepřesahuje zpravidla úhel ^ryv

-345° ( s výhodou 15°) od svislice.

Podobně jsou pod pojmem dolní část a horní část anodové (katodové komory) označeny její odpovídající části, nacházející se pod a nad středem její výsky. V praxi je dolní část dolní třetina komory a horní část horní třetina komory.

Membrána se selektivní propustností je tenká neporézní membrána, obsahující materiál způsobilý pro výměnu iontů. Volba materiálu tvořícího membránu a hmoty pro výměnu iontů bude záviset na povaze elektrolytů podrobených elektrolýze a výrobků, které se mají získat. Podle obecného pravidla se materiál membrány volí z těch, které jsou schopné vzdorovat tepelným a chemickým podmínkám působícím normálně v těchto článcích elektrolyzéru během elektrolýzy, přičemž materiál pro iontovou výměnu se volí mezi materiály pro výměnu aniontů a kationtů v závislosti na elektrolýzových pochodech, pro které je elektrolyzér určen.

Například v případě elektrolyzéru určeného pro elektrolýzu vodných roztoků chloridu sodného pro výrobu chloru, vodíku a vodných roztoků hydroxydu sodného jsou membrány, které dobře vyhovují kationtové membrány z fluorovaného polymeru, s výhodou perfluorovaného polymeru, obsahujícího kationtové funkční skupiny odvozené od sulfonovaných kyselin, karboxylových kyselin nebo fosfonových kyselin nebo směsí takových funkčních skupin. Příklady membrán tohoto typu jsou popsány v patentových spisech Velké Británie GB-A-1497748, USA č.US-A-4126588 a Velké Británie GB-A-1402920. Membrány obzvláště vhodné pro použití v elektrolyzéru podle vynálezu jsou mebrány známém pod označením NAFION společnosti Du Pont de Nemours a FLEMION společnosti Asahi Glass Co.Lta.

Baterie elektrolýzových článků podle vynálezu nutné obsahuje nejméně dva elektrolýzové články typu popsaného vý

-4še. Zpravidla obsahuje počet elektrolýzových článků vyšší než dva, s výhodou nejméně 4. V principu vynález neklade horní mez počtu článků baterie. V praxi je tento počet však omezen, a to například místními nároky na podlahovou plochu, takže hodnoty přesahují zřídkakdy 50, obvykleji 25 článků. Jako příklad je možné uvést baterie s 5 až 20 články, přičemž obvykle dobře vyhovují baterie s s počtem 8 až 12 článků. Baterie s elektrolýzovými články může být výhodně tvořena sestavou rámů na způsob filtračního lisu, jak je to popsáno v citované evropské patentové přihlášce EP-A-0412600.

Rozdělovač elektrolytu má za úkol během funkce elektrolyzéru zajistit přívod elektrolytu do elektrolýzové komory (anodické nebo katodové), s níž je ve spojení, ze zdroje elektrolytu. Zpravidla obsahuje více trubicových dílů, které spojují elektrolyzní komoru s přívodním potrubím elektrolytu.

V elektrolyzéru podle vynálezu mohou být buď všechny anodové komory nebo všechny katodové komory, které jsou připojeny k odplynovací komoře a k recyklačnímu potrubí. Tyto anodové (nebo katodové) komory jsou připojeny paralelně k odplynovací komoře a k recyklačnímu potrubí.

Během fungování elektrolyzéru podle vynálezu je elektrolyt přítomný v každé anodové (katodové) komoře elektrolyzován, plyn je vyvíjen na anodě (katodě), a v horní části anodové (katodové) komory se shromažďuje emulze, která se vede do odplynovací komory. Odplynovací komora je zařízení dobře známé ve stavu techniky, sloužící k rozrušování emulze a pro oddělování plynu a zředěného elektrolytu z této emulze .

Recyklační potrubí slouží k vracení výše uvedeného ředěného elektrolytu nebo jeho části do elektrolýzových komor, odkud pochází, přes rozdělovače těchto elektrolýzových

-5komor. Nerecyklovaný podíl ředěného elektrolytu z odplynovací komory je odváděn z elektrolyzéru. Recyklační potrubí může obsahovat šoupátko s regulovatelným otevíráním, určené Dro remil nvám' podílu zředěného elektrolytu, které je recyklováno do elektrolýzových komor. V následujícím textu se pod pojmem recyklační potrubí rozumí celou sestavu jak vlastního potrubí, tak i výše uvedeného šoupátka, které je do r.čj vřazeno.

Podle vynálezu jsou anoda a katoda každého článku udržovány ve vzájemném odstupu tak, že vzdálenost mezi nimi je větší, než je tlouštka membrány. Pod pojmem tlouštka membrány se rozumí její rozměr příčný vzhledem k anodě a katodě. V elekrolyzéru podle vynálezu je tedy volný prostor mezi anodou a katodou, přičemž šířka tohoto volného prostoru je rozdíl mezi mezi výše uvedenou vzdálenost a tlouštkou membrány. Je vhodné vyloučit nadměrný odstup mezi anodou a katodou, který by měl za následek nadměrné zvýšení elektrolytického napětí během využívání elektrolyzéru. Optimální vzdálenost mezi anodou a katodou bude výsledkem kompromisu a bude záviset na různých faktorech, zejména na geometrii anody a katody, jejich rozměrech, tlouštce membrány a hustotě proudu při elektrolýze. Musí být tedy určována vždy v každém konkrétním případě řadou rutinních pokusů. V praxi je žádoucí, aby šířka volného prostoru mezi anodou a katodou byla nejméně 1 mm (s výhodou 2 mm), a aby nepřesáhla 5 mm (s výhodou 4 mm). Šířky od 2,5 do 3,5 mm se ukázaly jako obzvláště výhodné.

Podle jiného znaku elektrolyzéru podle vynálezu provádění recyklace vykazuje součinitel tlakové ztráty, který je maximálně rovný celkovému součiniteli ztrát tlaku anodových (katodových) komor, rozdělovačů a odplynovací komory.

Součinitel tlakové ztráty K hydraulického obvodu je definován jako číslo určené vztahem:

.r—- ·. sy » -6Λρ = κ. ------, kde

2g

V je střední rychlost kapaliny v hydraulickém obvodu, δ je objemová hmotnost kapaliny,

Δό je tlakový spád, kterému je vystavena kapalina . hydraulickém obvodu, g je tíhové zrychlení a K je součinitel tlakové ztráty.

Pod pojmem celkového součinitele tlakových ztrát anodových (katodových) komor, rozdělovačů a odplynovací komory, se rozumí součinitel tlakových ztrát hydraulického obvodu obsahujícího anodové (katodové) komory, rozdělovače, odplynovací komoru a spojovací prvky pro připojování anodových komor k rozdělovačům a k odplynovací komoře.

Během normální funkce elektrolyzéru podle vynálezu obíhá alespoň část elektrolytu vystupujícího z odplynovací komoryv uzavřeném obvodu postupně v recyklačním potrubí, příslušných rozdělovačích anodových (katodových) komor, v anaodových (katodových) komorách a v recyklační komoře. Uvedený znak elektrolyzéru podle vynálezu má za následek, že ztráta tlaku v elektrolytu, k níž dochází v recyklačním potrubí, nepřevyšuje ztrátu tlaku, k níž dochází ve zvývající části uvedeného uzavřeného obvodu.

V elektrolyzéru podle vynálezu je dáuvána přednost tomu, aby součinitel tlakové ztráty recyklačního potrubí byl nižší, než je uvedený celkový součinitel tlakových ztrát.

V praxi se ukázalo jako výhodné, je-li poměr mezi jednak součinitelem tlakové ztráty recyklačního potrubí a jednak součtem tohoto součinitele a uvedeného celkového součinitele je menší, než 0,5, s výhodou 0,35. Ukázalo se žádoucí, aby

-7tento poměr byl vyšší než 0,020, s výhodou vyšší než 0,050.

Obzvláště výhodné jsou hodnoty od 0,080 do 0,25.

□] aH-rni xj?órn nnrU o wnálpzn mnže Vivt nnnžiť iakv— - j. - t. _» j.

koli vhodný prostředek pro realizování výše uvedeného poměru mezi součiniteli tlakové ztráty, obzvláště vhodný prostředek spočívá ve vytváření určené tlakové ztráty v rozdělovači anodových (katodových) komor baterie elektrolytických článků. Za tímto účelem obsahuje podle výhodného provedení elektrolyzéru podle vynálezu rozdělovač přiřazený ke každé anodové (katodové) komoře spojovací trubicový díl recyklačního potrubí do uvedené anodové (katodové) komory, která má kalibrované zaškrcení.

Ve výhodné variantě tohoto provedení vynálezu je kalibrované zaškrcení je membrána s kalibrovaným otvorem, vložená do trubicového dílu.

Výhodná zvláštnost elektrolyzéru podle vynálezu spočívá ve velké pravidelnosti průtočných množství a tlaků tekutin do baterie elektrolýzových článků. Zejména jsou v elektrolyzéru podle vynálezu průtočná množství a tlaky tekutin v elektrolytických článcích prakticky necitlivé na obvyklé geometrické nestejnosti článků a na výchylky podmínek elektrolýzy, objevující se během normálního fungování elektrolyzéru. Elektrolyzér podle vynálezu má tak výhodu velké pravidelnosti tlaků a průtočných množství v článcích, což značně snižuje mechanická namáhání membrány.

V přednostním provedení elektrolyzéru podle vynálezu je součet jednotlivých součinitelů tlakových ztrát rotdělovačů vyětší, než je polovina celkového součinitele tlakových ztrát. Při všech ostatních parametrech stejných dovoluje toto provedení elektrolyzéru dosáhnout optimální seřízení průtoku elektrolytu mezi jedntlivými elektrolýzovými články elektrolyzéru. V tomto provedení elektrolyzéru podle vynále-

-8zu bude důležitost jednotlivých součinitelů tlakových ztrát rozdělovačů vzhledem k celkovému součiniteli tlakových ztrát záviset na počtu jednotlivých elektrolýzových článků elektrolyzéru. V praxi je žádoucí, aby uvedený součet těchto jednotlivých součinitelů nepřesáhl desetinásobek, s výhodou pětinásobek poloviny výše uvedeného celkového součinitele tlakových ztrát, přičemž zpravidla dobře vyhovují hodnoty od 1,2 do 2 pro poměr mezi uvedeným součtem a uvedeným celkovým součinitelem.

V elektrolyzéru podle vynálezu jsou jednotlivé součinitele tlakové ztráty rozdělovačů s výhodou v podstatě stejné .

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l schematický svislý řez obzvláštním provedením elektrolyzéru podle vynálezu, obr.2 řez rovinou II-II z obr.l ve zvětšeném měřítku a obr.3 graf sloužící je znázornění dvou srovnávacích příkladů.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr.l je znázorněna baterie i elektrolýzových článků elektrolyzéru. Baterie 1. článků je vytvořena seskupením svislých obdélníkových rámů 2 a 25, které vymezují střídavě anodové elektrolýzové komory 2 a katodové elektrolýzové komory 26. Anodové komory 2 3. katodové komory 26 jsou oddělovány membránami 4. selektivně propustnými pro ionty. Těsnost sestavy je zajišťována těsněním 30, stlačenými půružně mezi membránami a rámy 2 a 25. Rámy jsou tvořeny každý horním podélným prvkem 2, dolním podélným prvkem 6 a dvěma svislými sloupky 2 a 25.

Každá anodová komora 2 obsahuje anodu tvořenou dvojicí svislých kovových desek 8, upevněných po obou stranách

-9vodorovných tyčí 9, procházejících těsné sloupky Ί_ rámů 2, aby byly paraleně zapojeny na kladnou svorku neznázorněného stejnosměrného proudu.

Podobně obsahuje každá katodová komora 26 katody tvořenou dvojicí svislých kovových desek 28, upevněných po obou stranách k vodorovným kovovým tyčím 29, procházejícím neznázornénými sloupky rámů 25 za účelem jejich paralelního připojení k záporné svorce zdroje proudu.

Obr.l ukazuje, že podle vynálezu je odstup mezi každou anodou 8. a přilehlou katodoou 28 větší, než je tlouštka membrány 4 ležící mezi nimi. V praxi má membrána v podstatě rovnoměrnou tlouštku okolo 200 až 300 μη a je možné vytvořit rozteč okolo 3 mm mezi anodou 8 a přilehlou katodou 28. Tato rozteč může být snadno získána vhodnou volbou tlouštky spojovacích těsnění 30.

Každá anodová komora 3. je kromě toho ve spojení s rozdělovačem elektrolytu. Ten obsahuje vnitřní komotru 10 dolního podélného prvku 6, řadu otvorů 11 spojujících vnitřní komoru s anodovou komorou 3_, a trubicový díl 12, který prochází podélným prvkem 6. a ústí do vnitřní komory 10. Vnitřní komora 10 je uspořádána přibližně po celé délce podélného prvku 6.

Podle vynálezu mají tgrubicové díly 12 kalibrované zaskrcení. Toto zaškrcení sestává z membrány 13 s kalibrovaným otvorem 14 (obr.2), která je vložena mezi dva dílčí kusy trubicového dílu 12.

Elektrolyzér znázorněný na obr.l a 2 obsahuje dále odplynovací komoru 15, která leží nad baterií článku 1_ a která je spojena s anodovými komorami 2 tryskami 16 procházejícími horním podélným prvkem 5 rámů 2. Trysky 16 ústí do odplynovací komory nad úrovní 17 přepadového potrubí

-1013. Odplynovací komora 15 se nachází kromě toho ve spojení, nad úrovní 17, s odváděcím potrubím 19 plynů.

Odplynovací komora 15 je spojena recyklačním potrubím 20 s trubicovými díly 12 anodových komor 3. Za tímto účelem jsou odpovídající trubní díly 12 anodových komor paralelně zapojeny vůči recyklačnímu potrubí 20 a to ústí do odplynovací komory 15 pod úrovní 17. Do potrubí 20 ústí přívodní potrubí 22 elektrolytu. Slouží pro napájení anodových komor

3. elektrolytem, který se má elektrolyzovat.

Předchozí popis týkající se spojení anodových komor 2 s odplynovací komorou 15 a s recyklačním potrubím 20 přes komory 10 a kalibrované trubicové díly 12 může být zopakován pro katodové komory 26, jinou odplynovací komoru (připojenou k paralelně uspořádáaným katodovým komorám) a druhé recyklační potrubí (spojující tuto druhou odplynovací komoru s katodovými komorami 26).

Elektrolyzér znázorněný na obr.l a 2 je speciálně uzpůosben pro elektrolytickou výrobu chloru a vodných roztoků hydtroxidu sodného. Za tímto účelem se prostřednictvím přívodního potrubí 22 přivádí vodný roztok chloridu sodného do anodových komor 3 přes trubicové díly 12 a vnitřní komory 10 podélných dílů 6. Současně se přivádí voda nebo ředěný vodný roztok hydroxidu sodného do katodových komor .26. Anody 2 a katody 28 jsous pojeny se zdrojem stejnosměrného proudu a výše uvedené roztoky jsou elektrolyzovány v kontaktu s anodami 8. a katodami 28. V anodových komorách 2 ^se tvoří emulze chloru ve vodném roztoku chloridu sodného. Tato emulze stoupá do anodových komor 2 a přichází do odplynovací komory 15 přes trysky £6. V odplynovací komoře 15 se emulze rozděluje, uvolňovaný chlor je odváděn potrubím 19 a vodný roztok chloridu sodného po oddělení chloru se vrací do anodových komor 2 přes recyklační potrubí 20, trubicové díly 12 a vnitřní komory 10 podélných dílů 6.

-11Podle vynálezu se otvor 14 membrán 13 volí tak, že během normální funkce elektrolyzéru je tlaková ztráta vodného roztoku chloridu sodného v recyklačním potrubí 20 nižší, než je tlaková ztráta, k níž dochází celkem v soustavě trubicových členů 12, membrán 13,, komor 10 , otvorů 11, anodových komor 3., trysek 16 a odplynovací komory 15.

Pokrok, dosažený vynálezem, bude nyní demonstrován na dvou dále uváděných příkladech.

PŘÍKLAD 1 (podle vynálezu).

Je použit elektrolyzér analogický jak ten, který je popsán výše, obsahující baterii jedenácti elektrolyzových článků. Použ/ité články ma^í odstup okolo 3 mm mezi anodoou a katodou. Pro realizaci pokudu se osadilo šoupátko 21 do recyklačního potrubí 20 a měří se pro jednotlivé polohy otevření šoupátky 21 poměr R mezi jednak součinitelem tlakové ztráty v recyklačním potrubí 20 a v šoupátku 21 a jednak součtem tohoto součinitele a celkového součinitele tlakových ztrát v soustavě trubicových členů 12, membrán 12, komor 10 , otvorů 11, anodových komor 2, trysek 16 a odplynovací komory 15. V příkladě byl otvor 24 membrán 13 zvolen tak, že výše uvedený poměr R je v podstatě rovný 0,11 v případě, kdy je šoupátko 21 v poloze maximálního otevření, a 0,3 5 v případě, kdy šoupátko 21 zaujímá polohu, v níž je průchozí profil pro elektrolyt v podstatě rovný 55% průřezu maximálního průtoku (šoupátko 21 v poloze maximálního otevření).

Vodný roztok chloridu sodného se podrobí elektrolýzjde v uvedeném článku a měří Se tlak v ho/rní části anodových komor 2 při různých polohách šoupátka 21. Výsledky pokusu jsou vyjádřeny křivkou 23 v diagramu na obr. 3, v němž vodorovná stupnice značí polohu otevření šoupátka 21, přičemž poloha 0 odpovídá uzavření šoupátka a poloha 1 jeho maximálnímu otevření, t.j. poměr R=0,ll, a mezilehlé polohy odpoví-12dají částečným otevřením (poloha 0,55 odpovídá poměru R=0,35). Svislá stupnice naproti tomu vyjadřuje tlak (vyjádřený v mm vodního sloupce) v horní části elektrolýzových komor, ihned pod horními podélnými díly 5.

PŘÍKLAD 2 (referenční)

Elektrolyzér z příkladu 1 byl obměněn tak, že se zrušily membrány 13.. V takto obměněném elektrolyzéru se výše uvedený poměr R součinitelů ztráty tlaku změnil z 0,3 2 (šoupátko 21 v otevřené poloze 1) na 0,7 (šoupátko 21 v otevřené poloze 0,55). Byly zopakovány podmínky elektrolýzy z příkladu 1. Výsledky pokusu jsou vyjádřeny křivkou 24 diagramu na obr.3.

Z porovnání křivek 23 a 24 z diagramu na obr.3 ihned patrné, že v případě příkladu 1 (křivka 23.) byl tlak v anodové komoře velmi málo ovlivněn polohou šoupátka 21, v protikladu k referenčnímu příkladu 2 (křivka 24.) Pokud jde o jiná hlediska, je v elektrolyzéru z příkladu l (podle vynálezu) tlak v anodových komorách poněkud méně citlivý na výchylky podmínek chodu elektrolyzéru, což představuje výhodu a bezpečnost proti riziku havárií při průmyslovém využití elektrolyzéru. V případě příkladu 2 muselo být otevření šoupátka 21 silně omezeno (průchozí profil menší než 20% průřezu maximálního průtoku), aby se zajistil v anodových komorách 3 tlak obdobný tlaku dosaženému v příkladě 1.

Velmi malé otevření šoupátka 21 má dále ten důsledek, že silně zmenšuje průtok elektrolytu do recyklačního potrubí 20, což je na škodu pro rovnoměrné rozdělení elektrolytu v anodových komorách 3 elektrolyzéru. Podstatný rozdíl mezi elektrolyzérem z příkladu 1 (podle vynálezu) a elektrolyzérem podle příkladu 2 (referenčního) spočívá v prostředku použitém pro seřizování průtočného množství elektrolytu v elektrolyzních komorách 3.· V elektrolyzéru podle vynálezu z příkladu 1 je tento prostředek tvořen membránami 13 , které jednotlivě regulují průtok elektrolytu na vstupu do každého

-13elektrolýzového článku 2, což je příznivé z hlediska regulovaného rozdělování elektrolytu mezi články 3. Naopak v elektrolyzéru z příkladu 2 je uvedený prostředek tvořen šoupátkem 21, které seřizuje celkově průtok elektrolytu před hsťprií 1 článků, což nedovoluje regulaci rozdělení elektrolytu mezi jednotlivými články 2 baterie 1.

Gřirt-c ΐ'ίΐ.^ΦίΛ

Cvr -. *

ί.Ί\\ιζ·;ν

Cl

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

C'F 2 j

1. Elektrolyzér pro výrobu plynu obsahující baterii elektrolýzových článků, které obsahují každý anodovou komoru’ ' 1 se v podstatě svislou anodou, katodovou komoru se v podstatě svislou katodou, uloženou proti anodě, membránu se' selektiv-ní propustností, vloženou mezi anodou a katodou, a izolující anodovou komoru od katodové komory,a rozdělovač elektrolytu ve spojení a anodovou (katodovou) komorou v její dolní části, dále odplynovací komoru elektrolytu ve spojení s horní částí anodové (katodové) komory každého článku, a dále recyklační potrubí elektrolytu, spojující odplynovací komoru s odpovídajícími rozdělovači anodových (katodových) komor baterie článků, vyznačený tím, že anoda (8) a katoda (28) mají mezi sebou odstup větší, než je tlouštka membrány (4) a recyklační potrubí (20, 21) má součinitel tlakových ztrát maximálně rovný celkovému součiniteli tlakových ztrát anodových (katodových) komor (3), rozdělovačů (10,11,12,13) a odplynovací komory (15).
2. Elektrolyzér podle nároku 1 vyznačený tím, že výše uvedený odstup mezi anodou (8) a katodou (28) je nejméně o 1 mm větší, než je tlouštka membrány (4).
3. Elektrolyzér podle nároku 2 vyznačený tím, že výše uvedený odstup mezi anodou (8) a katodou je o 2,5 až 3,5 mm větší, než je tlouštka membrány (4).
4. Elektrolyzér podle kteréhokoli z nároků 1 až 3 vyznačený tím, že součinitel tlakové ztráty recyklačního potrubí (20, 21) je nižší, než je celkový součinitel tlakových ztrát.
5. Elektrolyzér podle nároku 4 vyznačený tím, že poměr mezi jednak součinitelem tlakové ztráty recyklačního potrubí (20, 21) a jednak součtem tohoto součinitele a uve·

-15deného celkového součinitele je menší, než 0,35.
6. Elektrolyzér podle nároku 5 vyznačený tím, že výše UVčdený pomel je ou 0,050 do 0,25.
7. Elektrolyzér podle nároku 7 vyznačený tím, že součet jednotlivých součinitelů tlakové ztráty rozdělovačů (10, 11, 12, 13) je větší, než je polovina výše uvedeného celkového součinitele tlakových ztrát.
8. Elektrolyzér podle nároku 7 vyznačený tím, že součet jednotlivých součinitelů tlakové ztráty rozdělovačů je 1,2 až 2 násobek poloviny výše uvedeného celkového součtu tlakových ztrát.
9. Elektrolyzér podle kteréhokoli z nároků l až 8 vyznačený tím, že rozdělovače (10, 11, 12, 13) mají v podstatě stejné jednotlivé součinitele tlakové ztráty.
10. Elektrolyzér podle kteréhokoli z nároků 1 až 9 vyznačený tím, že rozdělovač obsahuje přípojný trubicový díl (12) recyklačního potrubí (20) do anodové (katodové) komory (3), přičemž tento trubicový díl (12) obsahuje kalibrované zaškrcení.
11. Elektrolyzér podle nároku 10 vyznačený tím, že kalibrované zaškrcení je membrána (13) s kalibrovaným otvorem (14), vložená do trubicového dílu (12).
12. Elektrolyzér podle kteréhokoli z nároků 1 až 11 vyznačený tím, že odplynovací komora (15) leží nad baterií (1) a obsahuje nejméně jednu trysku (16) pro spojení s anodovou (katodovou) komorou (3) každého elektrolýzového článku.
13. Elektrolyzér podle kteréhokoli z nároků 1 až 12

-16vyznačený tím, že membrána (4) se selektivní propustností je membrána selektivně propustná pro kationty.
14. Elektrolyzér podle nároku 13 pro výrobu chloru, vodíku a hydroxidu sodného elektrolýzou vodného roztoku chloridu sodného.

~Ό