FI56557C - DIAFRAGMACELL MED ETT FLERTAL AVDELNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV KLOR OCH ALKALIMETALLHYDROXID - Google Patents

DIAFRAGMACELL MED ETT FLERTAL AVDELNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV KLOR OCH ALKALIMETALLHYDROXID Download PDF

Info

Publication number
FI56557C
FI56557C FI1395/71A FI139571A FI56557C FI 56557 C FI56557 C FI 56557C FI 1395/71 A FI1395/71 A FI 1395/71A FI 139571 A FI139571 A FI 139571A FI 56557 C FI56557 C FI 56557C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
anode
plate
cathode
metal
bipolar
Prior art date
Application number
FI1395/71A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI56557B (en
Inventor
Alan Brian Emsley
Colin Jackson
Original Assignee
Ici Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ici Ltd filed Critical Ici Ltd
Publication of FI56557B publication Critical patent/FI56557B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI56557C publication Critical patent/FI56557C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

- [B] (11)KUULUTUSjULKAISU rfirr? LJ VUTLÄGGN I NGSSKRIFT 9099 / i C (45) Patentti myönnetty 11 02 1930 , Patent oeddelat T (51) Kv.lk.•/Int.CI.* C 25 B 9/00 S U O M I —FI NLAND (21) p*Mflttlh»k»mu* — P»tent«n»eknlnf 1395/71 (22) H»k«nl*ptlvt — Ansaknlngsdag 21.05-71 (23) AlkupUvl—Giltl|h«ttdag 21.05.71 (41) Tulkit julkiseksi — Bllvtt offwttllg 27.11.71- [B] (11) ADVERTISEMENT rfirr? LJ VUTLÄGGN I NGSSKRIFT 9099 / i C (45) Patent granted 11 02 1930, Patent oeddelat T (51) Kv.lk • / Int.CI. * C 25 B 9/00 FINLAND —EN NLAND (21) p * Mflttlh »K» mu * - P »tent« n »eknlnf 1395/71 (22) H» k «nl * ptlvt - Ansaknlngsdag 21.05-71 (23) AlkupUvl — Giltl | h« ttdag 21.05.71 (41) Interpreters for public - Bllvtt offwttllg 27.11.71

Patentti· ja rekisterihallitus .... ......... ,,. .....Patent and Registration Office .... ......... ,,. .....

_ · (44) Nlhtivllulptnon |· kuuLJulkalsun pvm. —_ · (44) Nlhtivllulptnon | -

Patent- och reglsterstyrelsen AmUkut uttagd och utUkiiftm publicerad 31.10.79 (32)(33)(31) Stuolkeu*—Bsglri prlorlttt 26.05-70Patent and regulatory authorities Amukut uttagd och utUkiiftm publicerad 31.10.79 (32) (33) (31) Stuolkeu * —Bsglri prlorlttt 26.05-70

Englanti-England(GB) 25201/70 (71) Imperial Chemical Industries Limited, Imperial Chemical House, Millbank, London S.W.1, Englanti-England(GB) (72) Alan Brian Emsley, Runcorn, Cheshire, Colin Jackson, Runcorn, Cheshire, Englanti-England(GB) (7M Oy Kolster Ah (5*0 Moniosastoinen diafragmakenno kloorin ja aikaiimetallihydroksidin valmistamiseksi - Diafragmacell med ett flertal avdelningar, för framställning av klor och alkalimetallhydroxid Tämän keksinnön kohteena on moniosastoinen diarragmasenno jciourui ja. β±λοι± metallihydroksidin valmistamiseksi alkalimetallikloridin vesiliuoksen elektrolyysin avulla, joka kenno käsittää vähintään yhden kaksinapaisen elektrodin, joka on sovitettu pääteanodin ja päätekatodin välille vähintään kahden yksikköelektro-lyysikennon muodostamiseksi, jotka on yhdistetty toisiinsa sarjaksi, jolloin kukin kaksinapainen elektrodi on yksikkö, joka käsittää (a) anodin, joka muodostuu anodimetallia, edullisesti titaania, olevasta levystä (1), jonka toisella pinnalla on toimivaa elektrodiainetta, edullisesti platinametallia ja/tai platinametaJLlin oksidia, oleva pinnoite, ja joka on sähköä johtavasti liitetty vastakkaisen pintansa huomattavalta alueelta rautaa tai terästä olevaan levyyn, ja (b) katodin, joka muodostuu rei'ällisestä rauta- tai teräslevystä, joka on edullisesti kudottua 2 56557 verkkoa ja joka sijaitsee yhdensuuntaisena mainitun rauta- tai teräslevyn kanssa ja välimatkan päässä siitä, mutta sähköisesti kytkettynä siihen, jolloin levyn ja rei'ällisen levyn välille muodostuu katodiliuososasto, jolloin päätekatodina on rei’ällinen rauta- tai teräslevy, joka muodostaa päätekatodilaatikon yhden seinän rautalevyn ollessa päätyseinänä ja joka on vastapäätä kaksinapaista yksikköä, jolloin kaksinapaisten yksikköjen katodiliuososastoissa ja päätekatodilaatikossa on kaasujen poistoaukko ja nesteiden poistoaukko, jolloin pääteanodina on anodi-metallia, edullisesti titaania, oleva levy, jonka toisella pinnalla on toimivan, elektrodiainetta, edullisesti platinametallia ja/tai platinametallin oksidia, oleva pinnoite, jolloin päätekatodi, kaksinapaiset yksiköt ja pääteanodi on sovitettu sarjaan, niin että kukin rei'ällinen katodilevy on viereisen kaksinapaisen elektrodin pinnoitetun anodipinnan suuntainen, mutta sähköisesti eristetty ja pienen välimatkan päässä siitä, jolloin huokoinen kalvo on sovitettu jokaisen katodin ja viereisen pinnoitetun anodipinnan väliin, jolloin kalvon ja pinnoitetun anodipinnan välille muodostuu anodiliuososasto, ja jolloin jokaisessa anodiliuososastossa on elektrolyytin tuloaukko ja nesteiden ja/tai kaasujen poistoaukko.England-England (GB) 25201/70 (71) Imperial Chemical Industries Limited, Imperial Chemical House, Millbank, London SW1, England-England (GB) (72) Alan Brian Emsley, Runcorn, Cheshire, Colin Jackson, Runcorn, Cheshire , England-England (GB) (7M Oy Kolster Ah (5 * 0 Multi-compartment diaphragm cell for the production of chlorine and early metal hydroxide) by electrolysis of an aqueous solution of an alkali metal chloride, the cell comprising at least one bipolar electrode arranged between the terminal anode and the terminal cathode to form at least two unit electrolytic cells connected in series, each bipolar electrode being a unit comprising (a) an anode forming an anode , preferably titanium, on a plate (1) having on one surface 1a is a coating of an active electrode material, preferably platinum metal and / or platinum oxide, which is electrically conductively connected to a plate of iron or steel over a substantial area of its opposite surface, and (b) a cathode consisting of a perforated iron or steel plate preferably woven 2 56557 mesh and located parallel to and spaced from said iron or steel plate but electrically connected thereto, forming a cathode solution compartment between the plate and the perforated plate, the end cathode being a perforated iron or steel plate forming the end cathode box a single-walled iron plate as the end wall and opposite the bipolar unit, the cathode solution compartments and end cathode box of the bipolar units having a gas outlet and a liquid outlet, the end anode being an anode metal, preferably titanium, plate with a functional, electrode on one surface a platinum metal and / or platinum metal oxide coating, wherein the terminal cathode, bipolar units and end anode are arranged in series so that each perforated cathode plate is parallel to the coated anode surface of an adjacent bipolar electrode but electrically insulated and spaced apart from the porous arranged between each cathode and an adjacent coated anode surface, whereby an anode solution compartment is formed between the film and the coated anode surface, and wherein each anode solution compartment has an electrolyte inlet and a liquid and / or gas outlet.

Sanonnalla "rei'itetty levy" ymmärretään tässä yhteydessä rei'itettyä tai verkkomaista levyä kuten esim. useilla rei’illä varustettua tai lävistettyä levyä, harsoa, kudottua verkkoa tai paisutetun metallin levyä, joka mikäli niin halutaan voi olla litistettyä. Edullisimmin on tämä reikäinen levy kudotun verkon muodossa.The term "perforated sheet" as used herein means a perforated or reticulated sheet, such as a multi-hole or perforated sheet, gauze, woven mesh, or expanded metal sheet, which may be flattened if desired. Most preferably, this perforated sheet is in the form of a woven mesh.

Anodimetallilla tarkoitetaan sellaista metallia, joka on titaania, sirko-niumia, niobiumia, tantaalia, volframia tai metalliseosta, joka muodostuu pääasiallisesti näistä metalleista ja jonka anodiset polarisointiominaisuudet ovat samanlaisia kuin näiden metallien itsensä. Nämä ovat myös tunnettu nimityksellä kalvoa muodostavat metallit. Edullisempana pidetty metalli on titaani.Anode metal means a metal which is titanium, zirconium, niobium, tantalum, tungsten or an alloy consisting mainly of these metals and having anodic polarization properties similar to those metals themselves. These are also known as film-forming metals. The more preferred metal is titanium.

Toimiva elektrodiaines saattaa olla mitä tahansa ainesta, joka aktiivisesti siirtää elektroneja elektrolyytistä alla olevaan anodimetalliin ja joka pystyy vastustamaan sähkökemiallisia ilmiöitä niitten olosuhteitten vallitessa, jotka vaikuttavat siinä kennossa, jossa tätä anodia tulee käyttää. Käyttöä varten erittäin syövyttävissä olosuhteissa esim. kloorin elektrolyyttitapauksissa, voi tämä toimiva elektrodiaines sopivimmin muodostua yhdestä tai useammasta platinaryhmän metallista, se tahtoo sanoa platinasta, rodiumista, iridiumista, ruteniumista, os-miumista ja palladiumista ja/tai näiden oksideista tai muusta metallista tai metal-liyhdisteestä, joka toimii anodina ja joka pystyy varustamaan tämän kennon sähkö- 3 kemiallista liuottamisvaikutusta kuten esim. reeniumista, reeniumtr^^Llil^s^a, magnetiitista, titaaninitriidistä ja platinaryhmän metallien borideista, fosfideista ja piihapposuoloista. Se pinnoite, joka muodostuu toimivasta elektrodiaineksesta saattaa myös sisältää sähköisesti johtamattomia oksideja, erityisesti anodimetallien oksideja kuten esim. titaanin ja/tai muiden metallien, kuten esim. tinan, kuten alalla on tunnettua, jotta tämä toimiva elektrodiaines ankkuroidaan tukevammin kannattavaan anodimetallin rakenteeseen ja jotta lisätään sen vastustuskykyä tämän työskentelykennon liuotusvaikutusta vastaan.The active electrode material may be any material that actively transfers electrons from the electrolyte to the anode metal below and that is capable of resisting electrochemical phenomena under the conditions acting in the cell in which that anode is to be used. For use in highly corrosive conditions, e.g. in the case of chlorine electrolyte, this active electrode material may preferably consist of one or more platinum group metals, i.e. platinum, rhodium, iridium, ruthenium, osmium and palladium and / or their oxides or other metal or metal , which acts as an anode and is capable of providing the electrochemical dissolving effect of this cell, such as, for example, rhenium, rhenium trilium, magnetite, titanium nitride and borides, phosphides and silicic acid salts of platinum group metals. The coating consisting of the active electrode material may also contain electrically non-conductive oxides, in particular oxides of anode metals such as titanium and / or other metals such as tin, as is known in the art to more firmly anchor this active electrode material to a supportive anode metal structure. resistance to the dissolving effect of this working cell.

On erityisesti pidettävä edullisimpana käyttää platinaa olevaa pinnoitetta, joka on voitu muodostaa esim. galvanoimalla alustan päälle, kuten esim. on kuvattuna ranskalaisessa patenttijulkaisussa n:o 159^758.In particular, it is preferred to use a platinum coating which may have been formed, for example, by electroplating on a substrate, as described, for example, in French Patent Publication No. 159-758.

Muihin pinnoitteisiin, joita myös voidaan käyttää sisältyvät esim. ne, joita on kuvattu belgialaisessa patentissa 7^+0 2k2, belgialaisessa patentissa n:o Jh2 89^, tai Iso-Britannian patenttijulkaisuissa 1 29h 373, 1 352 872 sekä 1 35^ 897· Kun käytetään oksidipinnoitetta on pidettävä edullisimpana, että tämä pinnoite muodostuu ruteenioksidista.Other coatings that can also be used include, for example, those described in Belgian Patent 7 ^ + 0 2k2, Belgian Patent No. Jh2 89 ^, or British Patent Publications 1,29h,373, 1,352,872 and 1,35 ^ 897 · When an oxide coating is used, it is most preferred that this coating be composed of ruthenium oxide.

Katodi on valmistettu edullisimmin meltoteräksestä. Vastaavasti saattaa mainittu rautalevy edullisimmin olla muodostettu meltoteräksestä.The cathode is most preferably made of melt steel. Accordingly, said iron plate may most preferably be formed of melt steel.

Tämän keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan muodostavat rautalevy ja reikäinen levy vastakkaiset päätypinnat katodilaatikosta, joka on sovellettu pitämään sisällään katodiliuosta. Tämä laatikko on soveliaimmin varustettu ulostulolla kaasuja varten ja ulostulolla nesteitä varten. Mikäli niin halutaan voidaan käyttää samaa ulostulokohtaa sekä kaasuja että nesteitä varten.According to a preferred embodiment of the present invention, the iron plate and the perforated plate form opposite end surfaces of a cathode box adapted to contain a cathode solution. This box is most suitably provided with an outlet for gases and an outlet for liquids. If desired, the same outlet can be used for both gases and liquids.

Edullisimmin tätä reikäistä levyä kannattavat poikittaiset tuet, jotka on liitetty kiinni mainittuun rautalevyyn. Nämä tuet saattavat olla sähköisesti johtavia ja ne on yleensä pistehitsattu kiinni tähän reikäiseen levyyn.Most preferably, this perforated plate is supported by transverse supports attached to said iron plate. These supports may be electrically conductive and are usually spot welded onto this perforated plate.

Keksinnön mukaiselle kennolle on tunnusomaista se, että kunkin kaksinapaisen yksikön anodimetallilevyssä on kanavat pitkin koko levyn kehää saman yksikön kato-dilevyn vastakkaisella puolella, jolloin kanavat ovat yhteydessä siihen anodiliuos-osastoon, joka on lähellä viereisen yksikön rei'ällistä katodilevyä.The cell according to the invention is characterized in that the anode metal plate of each bipolar unit has channels along the entire circumference of the plate on the opposite side of the roof plate of the same unit, the channels communicating with the anode solution compartment close to the perforated cathode plate of the adjacent unit.

Edullisesti mainitut kanavat on muodostettu taivuttamalla anodimetalli-levyn reunat. Anodimetallilevyt ovat edullisesti suorakulmaiset, jolloin toisella reunalla olevassa kanavassa on vähintään yksi nesteiden ja/tai kaasujen poistoaukko ja jolloin vastakkaisella reunalla olevassa kanavassa on vähintään yksi elektrolyytin tuloaukko.Preferably, said channels are formed by bending the edges of the anode metal plate. The anode metal plates are preferably rectangular, with at least one liquid and / or gas outlet in the channel at one edge and at least one electrolyte inlet in the channel at the opposite edge.

“ 56557 USA-patenttijulkaisussa 3 *+51 91^ on esitetty kaksinapainen kenno ilman kalvoa jokaisessa kennoyksikössä, joka kenno on sopiva kloraatin, perkloraatin tai hypokloriitin valmistukseen. Kukin kaksinapainen elektrodi voi koostua anodilevystä, joka on valmistettu platinisoidusta titaanista, ja rakenteeltaan ympäröivästä ja ylhäältä ja alhaalta avonaisesta katodista, jolloin katodin teräslevyä lähinnä oleva anodi on yhdistetty titaanianodilevyyn "päällystämällä" ja katodin anodista kauempana oleva terässeinä on varustettu liittymillä, jotta osa elektrolyysivir-rasta voisi virrata sisään yhdistävään katodiin katodisuojan aikaansaamiseksi si-semmissä teräspinnoissa. Tämänkaltainen kaksinapainen elektrodi on upotettava säiliöön, joka sisältää elektrolyytin.U.S. Patent No. 5,655,734 discloses a bipolar cell without a membrane in each cell unit suitable for the production of chlorate, perchlorate or hypochlorite. Each bipolar electrode may consist of an anode plate made of platinum-plated titanium and a cathode surrounding and open at the top and bottom, the anode closest to the cathode steel plate being connected to the titanium anode plate by "coating" could flow into the connecting cathode to provide cathodic protection on the inner steel surfaces. Such a bipolar electrode must be immersed in a container containing the electrolyte.

Keksinnön mukainen kenno mahdollistaa säiliön poisjättämisen elektrodeja yhdistettäessä multielektrolyyttiseksi kennoksi, anodilevyn koko kehällä olevien kanavien avulla.The cell according to the invention makes it possible to omit the container when connecting the electrodes into a multielectrolytic cell, by means of channels along the entire circumference of the anode plate.

USA-patenttijulkaisussa 2 786 θ11 on esitetty perifeeristen kanavien käyttöä elektrolyytin kierrättämiseksi sisään ja ulos kennoista ja syntyneiden kaasujen poistamiseksi, suodatuspuristintyyppisissä kennoissa käytetyissä elektrolyyseissä. Kaksinapaisen elektrodin muodostaa litteä metallilevy, jossa on nikkelipinnoitus anodipuolella ja perifeeriset, suorakaiteen muotoisista teräskanavista muodostetut perifeeriset kanavat, jotka on hitsattu sekä levyn anodi- että katodipuolelle. Aukolla varustettua erillistä katodia ei ole ja kalvo on siksi itsekantava paitsi reunoista, jotka on eristetty mainituista suorakaiteen muotoisista teräskanavista, joiden väliin reunat on puristettu eristetyin elimin.U.S. Patent No. 2,786 θ11 discloses the use of peripheral channels to recycle electrolyte in and out of cells and to remove gases generated in electrolysis used in filter press type cells. The bipolar electrode is formed by a flat metal plate with a nickel plating on the anode side and peripheral peripheral channels formed of rectangular steel channels welded to both the anode and cathode sides of the plate. There is no separate cathode with an opening and the film is therefore self-supporting except for the edges insulated from said rectangular steel channels, between which the edges are pressed with insulated elements.

USA-patenttijulkaisussa 3 312 6lU taas on esitetty kennoja, joissa sekä anodi että katodi on alaosassaan (elektrolyytin syöttämiseksi) ja yläosassaan (nesteen ja kaasujen poistamiseksi) varustettu vaakatasoisin kanavin. Verrattuna tähän on esillä olevan keksinnön kohteena multielektrolyyttistä kennoa, jossa on kaksinapaiset yksiköt, joissa vain kunkin kaksinapaisen yksikön anodi on varustettu kanavin, lisäksi on kanavia sovitettu anodin koko kehälle, so. sekä vaaka-että pystytasoon. Keksinnön mukaiset kanavat on muodostettu paljon yksinkertaisemmin, edullisesti taivuttamalla. Edelleen, kuten myös on mainittu USA-patentin 3 1+51 91*+ yhteydessä, mahdollistaa kanavien sovittaminen anodin koko kehälle säiliön poisjättämisen elektrodeja koottaessa multielektrolyyttiseksi kennoksi, kun sitävastoin USA-patentti 3 312 6lU rajoittuu yhteen kennoon, jossa on kaksi kennon seinät muodostavaa metallielektrodia.U.S. Pat. No. 3,312,611, on the other hand, discloses cells in which both the anode and the cathode are provided with horizontal channels at the bottom (to supply electrolyte) and at the top (to remove liquid and gases). In comparison, the present invention relates to a multielectrolytic cell having bipolar units in which only the anode of each bipolar unit is provided with channels, in addition to which channels are arranged on the entire circumference of the anode, i. both horizontally and vertically. The channels according to the invention are formed much more simply, preferably by bending. Furthermore, as also mentioned in connection with U.S. Patent 3 1 + 51 91 * +, the arrangement of channels around the entire circumference of the anode allows the container to be omitted when assembling electrodes into a multielectrolytic cell, whereas U.S. Patent 3,312,611 restricts to a single cell with two cell wall metal electrodes .

5 565S75,565S7

On edullista, että ainakin se kanava, joka sisältää ulostulon ja yleisesti ottaen myöskin se kanava, joka sisältää sisääntulon, on poikkileikkaukseltaan laajennettu, niin että nesteet ja/tai kaasut voivat kulkea niiden kautta ilman liian suurta supistumismäärää.It is preferred that at least the channel containing the outlet and in general also the channel containing the inlet is widened in cross-section so that liquids and / or gases can pass through them without too much shrinkage.

Tämä poikkileikkaukseltaan laajennettu kanava saattaa muodostua putkesta, jonka akseli sijaitsee oleellisesti ottaen yhden suuntaisena sen reunaosan kanssa, jonka vieressä se sijaitsee. Ulostulot ja sisääntulot saattavat edullisesti olla sama-akselisia näiden putkien kanssa.This channel of expanded cross-section may consist of a tube whose axis is substantially parallel to the edge portion adjacent to which it is located. The outlets and inlets may preferably be coaxial with these tubes.

Edullisimmin on tietty uurteitettu levy, joka on esim. titaania asetettu sisään näihin kouruihin kannattamaan tämän kanavan muotokappaleita.Most preferably, a certain grooved plate, e.g. titanium, is inserted into these troughs to support the shaped bodies of this channel.

Anodimetallia oleva levy on voitu liittää kiinni ensinmainittuun levyyn sopivia keinoja käyttäen, jotka aikaansaavat sähköä johtavan liitoksen. Edullisimmin sovitetaan toimivan elektrodiaineksen pinnoite tämän anodimetallin levyyn tämän liittämistoimenpiteen jälkeen.An anode metal plate may be attached to the former plate by suitable means which provide an electrically conductive connection. Most preferably, the coating of the working electrode material is applied to the plate of this anode metal after this joining operation.

Tämä liittäminen voidaan suorittaa esim. juottamalla tai kovajuottamalla nämä levyt yhteen ja erityisen sovelias menetelmä juottamista varten on kuvattuna Belgialaisessa patentissa n:o 737 207· Tässä menetelmässä on anodimetallin levy pinnoitettu "tinaavalla” metallilla tai metalliseoksella kuumentamalla tätä levyä sillä aikaa, kun pinnoitettavana oleva pinta on peitettynä jollain tinausmetallilla tai metalliseoksella, joka on sulassa tilassa, minkä lisäksi ultraäänillä syötettyä koestinta liikutellaan oleellisesti ottaen koko pinnoitettavana olevaa pintaa pitkin, tämän koestimen ollessa kosketuksissa tämän pinnan kanssa sekä myös sulan metallin tai metalliseoksen kanssa. Täten saatu pinnoitettu levy juotetaan kiinni ensimmäiseen levyyn, joka on jo etukäteen tinattu.This joining can be performed e.g. by soldering or brazing these plates together and a particularly suitable method for soldering is described in Belgian Patent No. 737 207 · In this method an anode metal plate is coated with "tin" metal or alloy by heating this plate while the surface to be coated is covered with a tin metal or alloy in a molten state, in addition to which the ultrasonically fed tester is moved along substantially the entire surface to be coated, this tester being in contact with this surface as well as with the molten metal or alloy. which has already been tinned in advance.

Tämä "tinauksen" metalli tai metalliseos on sellaista metallia tai metalli-seosta, joka muodostaa pinnoitteen anodimetallin tai tämän metalliseoksen levylle ja jonka johdosta on mahdollista, että näin saatua levyä käytetään tavanomaisessa juottamismenetelmässä. Soveliaisiin tinausmetalleihin sisältyy tina, sinkki ja kadmium. Soveliaisiin tinausmetallien seoksiin sisältyvät sellaiset kahden metallin metalliseokset, joissa on tinaa, sekä toisena metallina sinkkiä, lyijyä, antimonia tai vismuttia taikka kolmea metallia sisältävät, tinaa sisältävät metalliseokset kuten esim. tinan, sinkin ja lyijyn metalliseos. On pidettävä edullisimpana käyttää sinkin ja tinan metalliseosta.This "tin" metal or alloy is a metal or metal alloy which forms a coating on a plate of anode metal or this alloy and as a result of which it is possible that the plate thus obtained is used in a conventional soldering process. Suitable tin metals include tin, zinc and cadmium. Suitable alloys of tin metals include bimetallic alloys containing tin, and the other metal is zinc, lead, antimony or bismuth, or tin-containing alloys containing tin, such as an alloy of tin, zinc and lead. It is preferred to use an alloy of zinc and tin.

Ensimmäisenä mainitun levyn etukäteen tinaaminen voidaan mukavimmin suorittaa tavanomaiseen tapaan kuumentamalla liitettävänä oleva pinta, kun liittämisessä käytetään esim. lyijyn ja tinan metalliseosta käyttäen esim. metalliseosta, joka sisältää 30 % lyijyä ja 70 % tinaa taikka käyttäen lyijyn ja vismutin metalliseosta. Mikäli niin halutaan tämä tinausmetalli tai metalliseos saattaa olla samaa metallia, kuin mitä käytetään sekä anodilevyn että ensimmäisenä mainitun levyn tinaamiseen.Pre-tinning of the first-mentioned plate can most conveniently be carried out in a conventional manner by heating the surface to be joined, e.g. using an alloy of lead and tin using e.g. an alloy containing 30% lead and 70% tin or using an alloy of lead and bismuth. If desired, this tin metal or alloy may be the same metal as that used to tin both the anode plate and the first-mentioned plate.

Laajaa aluetta metalliseoksia voidaan käyttää näitten levyjen juottamiseen yhteen. Soveliaisiin juottamismetalliseoksiin sisältyy esim. lyijyn ja tinan metalliseokset tai lyijyn ja vismutin metalliseokset.A wide range of alloys can be used to solder these plates together. Suitable solder alloys include, for example, alloys of lead and tin or alloys of lead and bismuth.

6 565576 56557

Eräs toinen keino ensimmäisenä mainitun levyn ja anodilevyn liittämiseksi yhteen on käyttää sähköä johtavaa liimaa. Mitä tahansa soveliasta liimaa voidaan käyttää ja näihin sisältyy epoksihartsit, joissa käytetään täyteaineena johtavan metallin, esim. hopean tai sinkin jauhetta. Yleisesti ottaen tämä epoksihartsi muodostuu Bisfengoli A tiivistystuotteista epikloorihydridin kanssa, ja se voidaan kovettaa soveliailla ristiinkytkemisaineilla kuten esim. amiinilla. Nämä liimat sisältävät edullisimmin väliltä 50-90 % painostaan metallia. Kun käytetään tällaisia liimoja on toivottavaa, että ne levitetään näille liitettävinä oleville levyille, joita sitten pidetään yhdessä tietyn paineen alaisena, joka on suuruudeltaan esim. väliltä 1,4-3,5 kp/cm , sillä aikaa, kun tämä liima kovettuu, joka tapahtuu esim. lämpötilassa väliltä 100°C-180°C.Another means of joining the first-mentioned plate and the anode plate together is to use an electrically conductive adhesive. Any suitable adhesive may be used and includes epoxy resins using a powder of a conductive metal, e.g. silver or zinc, as the filler. In general, this epoxy resin consists of Bisphengol A sealants with epichlorohydride and can be cured with suitable crosslinking agents such as an amine. These adhesives most preferably contain between 50-90% by weight of metal. When such adhesives are used, it is desirable that they be applied to these adhesive sheets, which are then held together under a certain pressure of, for example, between 1.4 and 3.5 kp / cm, while this adhesive hardens, which occurs e.g. at a temperature between 100 ° C and 180 ° C.

Mainittu kalvo voi olla mitä tahansa soveliasta kalvoainetta, mutta on pidettävä edullisimpana, että tämä kalvo valmistetaan polytetrafluoroetyleenistä (PTFE) käyttäen esim. sitä menetelmää, joka on kuvattuna Iso-Britannian patenttijulkaisussa 1 081 01+6. Muihin soveliaisiin kalvoaineksiin sisältyy asbesti, joka voidaan esim. sijoittaa tämän reikäisen levyn päälle upottamalla tämä levy asbesti-lietteeseen ja käyttämällä tyhjiötä, jolla asbesti imetään tämän levyn päälle.Said film may be any suitable film material, but it is most preferred that this film be made of polytetrafluoroethylene (PTFE) using e.g. the method described in British Patent Publication 1,081 01 + 6. Other suitable film materials include asbestos, which can be placed, for example, on this perforated plate by immersing this plate in an asbestos slurry and using a vacuum to suck asbestos onto this plate.

On myös pidettävä edullisena, että ulostulot anodiliuoksen osastosta on yhdistetty vaahtoa poistavaan tilaan, joka sijaitsee etäällä tämän anodiliuoksen osastoista esim. siten, mitä on kuvattuna Iso-Britannian patenttijulkaisussa 1 123 321. Tällaisissa järjestelyissä on vaahtoa poistava tila yhdistetty anodiliuoksen osaston sisääntuloihin käyttäen esim. sopivaa kanavaa tähän tarkoitukseen.It is also preferred that the outlets from the anode solution compartment be connected to a defoaming space located away from the compartments of this anode solution, e.g. as described in British Patent 1,123,321. In such arrangements, the defoaming space is connected to the inlets of the anode solution compartment. channels for this purpose.

Tämä keksintö on havainnollistettu oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 on sivukuvanto kaksinapaisesta yksiköstä katsoen pitkin viivaa BB' kuviossa 2.The present invention is illustrated in the accompanying drawings, in which Figure 1 is a side view of a bipolar unit taken along line BB 'in Figure 2.

Kuvio 2 on leikkaus otettuna pitkin viivaa AA' kuviossa 1.Figure 2 is a section taken along line AA 'in Figure 1.

Kuvio 3 on yläkuvanto tästä yksiköstä.Figure 3 is a top view of this unit.

Kuvio 4 on yläkuvanto sivulta päin vaihtoehtoisesta rakenteesta tätä kaksinapaista yksikköä, joka on esitettynä kuviossa 1 katsoen tässä tapauksessa pitkin viivaa DD' kuviossa 5·Fig. 4 is a top side view of an alternative structure of this bipolar unit shown in Fig. 1, viewed in this case along the line DD 'in Fig. 5 ·

Kuvio 5 on leikkaus otettuna pitkin viivaa CC' kuviossa 1*.Fig. 5 is a section taken along the line CC 'in Fig. 1 *.

Kuvio 6 on osittain sivukuvanto kaksinapaisesta yksiköstä katsoen pitkin viivaa EE' kuviossa 5 ja tässä näkyy erilaiset kiinnikkeet, joita ei ole esitettynä kuviossa 4.Fig. 6 is a partial side view of the bipolar unit taken along line EE 'in Fig. 5 and showing various fasteners not shown in Fig. 4.

Kuvio 7 on leikkauskuvanto kennosta, johon sisältyy kaksi kuvioissa 1, 2 ja 3 esitettyä kaksinapaista yksikköä.Figure 7 is a sectional view of a cell incorporating the two bipolar units shown in Figures 1, 2 and 3.

Kuvio 8 on kaavamainen esitys kennosta, jollainen on esitettynä kuviossa 7» kun tätä käytetään suolaliuoksen elektrolyysiin.Fig. 8 is a schematic representation of a cell as shown in Fig. 7 when used for saline electrolysis.

Viitattaessa nyt näihin piirustuksiin muodostuu se kaksinapainen yksikkö, joka on esitettynä kuviossa 1-7 titaania olevasta levystä 1 sähköisesti kytkettynä yhteen meltoteräksen levyn 2 kanssa.Referring now to these drawings, the bipolar unit shown in Figure 1-7 is made of a titanium plate 1 electrically connected to a molten steel plate 2.

Nämä levyt on liitetty yhteen käyttäen ultraäänihitsauksen äänipäähän menetelmää seuraavaan tapaan. Titaania oleva levy esitinattiin käyttäen 75 % 56557 tinaa ja 25 $ sinkkiä juotteena 400 C lämpötilassa käyttäen tähän apuna ultra-äänipäätä. Tämä levy pidettiin tässä lämpötilassa 50 minuutin aikana tinaami-sen jälkeen, jotta juotteilla olisi mahdollisuus diffundoitua sisäpintaan. Meltoteräs esitinattiin käyttäen "putkimiehen juotetta" (sisältää 70 $ lyijyä ja 50 $ tinaa) 500°C lämpötilassa käyttäen ammooniumkloridijuoksutinta. Tinattu titaani päällystettiin tämän jälkeen ohuella kerroksella putkimiehen juotetta 500°C lämpötilassa. Tietty kerros tätä putkimiehen juotetta saatettiin virtaamaan meltoteraksen päälle 300°C lämpötilassa ja titaanilevy saatettiin tarttumaan siihen kiinni. Tätä rakennelmaa pidettiin tämän jälkeen koossa ja sen annettiin jäähtyä kunnes levyt olivat liittyneet toinen toisiinsa. Tämän jälkeen galvanoitiin pinnoite platinaa tämän titaanin kerrostamattomAlle puolelle. Kuvioissa 1 - 5 ja 7 esitetyissä yksiköissä on tämän titaanilevyn vaakasuorat levyt taivutettu kohdasta 3 muodostamaan kouru, joka on titaanista valmistettujen uurteiden 4 kannattama. Tämä kouru on varustettu sisääntuloilla 5 ja ulostuloilla 6. Kuvioissa 4,5 ja 6 esitetyissä kaksinapaisissa yksiköissä on vaakasuorissa reunoissa kanavat, joiden muoto on kohdasta 40ja 41 laajennettu. Näissä on sisääntulot 42 ja ulostulot 43 Kuviossa 6 on ulostulot 43 kytketty astioihin 44» jotka toimivat vaahtoa poistavana tilana, jossa kaasun ja nesteen muodostava vaahto saattaa eroittua osiinsa, niin että kaasu saattaa poistua ulostuloista 45 ja neste saattaa kulkea sisäntulon 42 kautta sieltä pois. Edelleen voidaan lisätä lisää nestettä näihin astioihin 44 sisääntulojen 46 kautta ja kaasua saattaa poistua näistä astioissa 44 ulostulojen 45 kautta Tämän titaanilevyn pystysuorat reunat ovat kaikissa kuvioissa myös taivutettu kaksinkerroin muodostamaan kanavat, mutta selvyyden saavuttamiseksi ei tätä ole esitetty leikkauksen muodostavissa kuvioissa.These plates are joined together using the ultrasonic welding to the sound end method as follows. The titanium plate was pre-tinned using 75% 56557 tin and $ 25 zinc as solder at 400 ° C with the aid of an ultra sound head. This plate was kept at this temperature for 50 minutes after tinning to allow the solders to diffuse to the inner surface. Melt steel was pre-tinned using a "plumber solder" (containing $ 70 lead and $ 50 tin) at 500 ° C using an ammonium chloride flux. The tinned titanium was then coated with a thin layer of plumber solder at 500 ° C. A certain layer of this plumbing solder was made to flow over the melt steel at 300 ° C and a titanium plate was made to adhere to it. This structure was then held together and allowed to cool until the plates were joined together. The platinum coating was then galvanized on the uncoated side of this titanium. In the units shown in Figures 1 to 5 and 7, the horizontal plates of this titanium sheet are bent at 3 to form a trough supported by grooves 4 made of titanium. This chute is provided with inlets 5 and outlets 6. The bipolar units shown in Figures 4,5 and 6 have channels at the horizontal edges, the shape of which is extended from 40 and 41. These have inlets 42 and outlets 43. In Figure 6, the outlets 43 are connected to vessels 44 »which act as a defoaming space where the gas and liquid forming foam may separate so that gas may exit the outlets 45 and liquid may pass through the inlet 42. Further liquid may be added to these vessels 44 through inlets 46 and gas may escape from these vessels 44 through outlets 45. The vertical edges of this titanium plate are also bent twice in all figures to form channels, but for clarity this is not shown in the sectional figures.

Meltoterästä oleva levy 2 on varustettu meltoterästä olevilla seinillä?» jotka on hitsattu kiinni tähän levyyn. Tällä teräslevyllä on pystysuorat seinä-märeunat (joita ei selvyyden saavuttamiseksi ole esitetty), jotka yhdessä seinien 7 kanssa muodostavat avoimen laatikon sivut, jossa pohjana on levy 2.The sheet steel plate 2 is equipped with yellow steel walls? » which are welded onto this plate. This steel plate has vertical wall-edge edges (not shown for clarity) which, together with the walls 7, form the sides of an open box with a base plate 2.

Nämä seinät on varustettu reunaosilla 8, joihin on kiinnitetty meltoterästä olevat lankaverkko-osat 9» jotka muodostavat katodin. Nämä levyt 2 ja 9 muodostavat rastakkaiset päätypinnat katodilaatikosta. Ylempi ja alempi sivuseinä kussakin laatikossa joka on esitettynä kuvioissa 2,3 ja 7 on varustettu ulostuloilla 10 ja 11. Kuvioissa 5 ja 6 esitetyissä yksiköissä on tässä laatikossa ulostulot 47» jotka on yhdistetty astioihin 48, joissa kussakin on ulostulo kaasuja varten 49 ja ulostulo nesteitä varten 50·These walls are provided with edge portions 8 to which are attached the wire mesh portions 9 »of melt steel, which form a cathode. These plates 2 and 9 form dreaded end surfaces of the cathode box. The upper and lower side walls of each box shown in Figures 2,3 and 7 are provided with outlets 10 and 11. The units shown in Figures 5 and 6 have outlets 47 »connected to vessels 48 each having an outlet for gases 49 and an outlet for liquids. for 50 ·

Kuviot 7 ja 8 esittävät kahta kuvioiden 1 -3 kaksinapaisista yksiköistä sisällytettynä elektrolyyttiseen kennoon. Pääteanodi 12 ja päätekatodi 13 ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin vastaavasti anodi ja katodiosat kaksinapaisessa yksikössä. Täten on pääteanodissa 20 platinapinta, joka on samanlainen kuin pinta 1 ja sisääntulo 21, joka vastaa sisääntuloja 5 ja tämän lisäksi ulostulo 8 56557 joka vastaa ulostuloja o. Faatekatodi muodostuu rakenteeltaan meltoterästä olevasta lankaverkon levystä 25* joka on samanlainen kuin levyt 9* ulostulon 23 vastatessa ulostuloja 10 ja sisääntulon 24 vastatessa sisääntuloja 11.Figures 7 and 8 show two of the bipolar units of Figures 1-3 incorporated in an electrolytic cell. The end anode 12 and the end cathode 13 are similar in structure to the anode and cathode parts in the bipolar unit, respectively. Thus, the terminal anode 20 has a platinum surface similar to surface 1 and an inlet 21 corresponding to the inlets 5 and in addition an outlet 8 56557 corresponding to the outlets o. The wood cathode consists of a wire mesh plate 25 * of melt steel, which is similar to the plates 9 * with the outlet 23 corresponding to the outlets 10 and the inlet 24 corresponding to the inlets 11.

Kukin reikäisistä katodeista sijaitsee tietyn välin päässä erossa sen viereisestä aktiivisesta anodipinnasta. Tietty välieroitin 14 eroittaa sähköisesti vierekkäiset anodit ja katodit toisistaan. Tämä eroitin on voitu valmistaa mistä tahansa soveliaasta aineesta, kuten esim formaldehyydihartsiseokses-ta esim aineesta "Tufnol tai polytetrafluoioebyleenistä, joka yleisesti ottaen pystyy vastustamaan elektrolyyttiä ja elektrolyyttisiä tuotteita. Sopivia tiivisteaineita kuten esim polytetrafluoroetyleeniä taikka raakakumia, joka voidaan vulkanoida paikalleen sijoittamisensa jälkeen on yleensä käytetty mukana takaamaan, ettei mitään nestettä pysty poistumaan vierekkäisten anodien ja katodien väliltä.Each of the perforated cathodes is spaced apart from its adjacent active anode surface. A particular intermediate separator 14 electrically separates adjacent anodes and cathodes. This separator can be made of any suitable material, such as a formaldehyde resin mixture, e.g. Tufnol, or polytetrafluoroethylene, which is generally capable of resisting the electrolyte and electrolytic products. to ensure that no liquid can escape between adjacent anodes and cathodes.

Tietty huokoinen polytetrafluoroetyleenikalvo 15* joka sisältää titaani-dioksiidia täyteaineena on sijoitettuna tämän reikäisen katodin viereen.A certain porous polytetrafluoroethylene film 15 * containing titanium dioxide as a filler is placed next to this perforated cathode.

Tämä kalvo ja anodi muodostavat vastakkaiset päätypinnat anodilaatikos-ta, joka eri eroittimineen ja tiivisteineen soveltuu sisältämään anodinestettä.This membrane and the anode form opposite end surfaces of an anode box which, with its various separators and seals, is suitable for containing anode liquid.

Nyt on toivottavaa, että elektroodien välinen rako on niin pieni kuin on mahdollista, jotta voitaisiin alentaa ohmisia häviöitä, joita elektrolyysin aikana esiintyy. On pidettävä edullisimpana, että tämä aukko on väliltä 5-10 mm. Kuviossa 7 esitetyssä kennossa etäisyys anodipinnan ja viereisen katodin välillä on 7 mm.It is now desirable that the gap between the electrodes be as small as possible in order to reduce the ohmic losses that occur during electrolysis. It is preferred that this opening be between 5 and 10 mm. In the cell shown in Fig. 7, the distance between the anode surface and the adjacent cathode is 7 mm.

Pääteanodi ja päätekatodi on varustettu virransyöttökiskoilla 16 ja 17· Tämä kenno kootaan järjestelmällä eri osat oikeaan järjestykseen soveliaaseen kehikkoon (jota ei ole kuvioissa esitetty) ja aikaansaamalla tämän jälkeen riittävää painetta sen päätypintoihin niin että koko kenno pysyy koossa ja taataan, ettei tapahdu mitään vuotoja liitoskohdista vierekkäisten yksikköjen välillä ja pääte-elektroodien ja vierekkäisten yksikköjen väliltä.The end anode and end cathode are equipped with power supply rails 16 and 17. · This cell is assembled by the system in the correct order into a suitable frame (not shown in the figures) and then applying sufficient pressure to its end faces so that the whole cell stays together and no leaks occur at adjacent junctions. between units and between terminal electrodes and adjacent units.

Vaikkakin esitetyssä kennossa on vain kaksi yksikköä saattaa sellainen sisältää minkä tahansa lukumäärän, joka sopii yhteen niiden jännitteiden kanssa, joiden mukaisesti halutaan toimia. Täten tälläinen kenno yleensä sisältää vähintäin 10 yksikköä ja esim aina jopa 100 yksikköäkin.Although there are only two units in the cell shown, one may contain any number that is compatible with the voltages at which it is desired to operate. Thus, such a cell usually contains at least 10 units and e.g. always up to 100 units.

Kuvio 8 on kaavamainen esitys kuviossa 7 esitetystä kennosta käytettäväksi suolaliuoksen elektrolyysissä. Suolaliuos tulee sisään kennoon pitkin kanavaa 35, jolloin klooria vapautuu anodeilla 1 ja 20 ja vetyä vapautuu katodeilla 9 ja 25. Samalla muodostuu natriumhydroksiidia tämän kennon katodiosastoissa.Figure 8 is a schematic representation of the cell shown in Figure 7 for use in saline electrolysis. The brine enters the cell along channel 35, releasing chlorine at anodes 1 and 20 and releasing hydrogen at cathodes 9 and 25. At the same time, sodium hydroxide is formed in the cathode compartments of this cell.

Tämä kloori valmistuu sellaisessa määrässä ja tuottonopeudella, että muodostuu vaahtoa, joka muodostuu kloorista suolaliuoksessa tämän muodostuessa anodiosastoihin tässä kennossa. Näiden kloorikuplien voima aikaansaa sen, että vaahto kulkeutuu ulos kennosta pitkin kanavaa 30 vaahtoa poistavaan tilaan 32, jossa kloori eroitetaan suolaliuoksesta. Kloori poistuu tästä vaahdon poisti-mecta 32 ulostulon 34 kautta.' 9 i 56557This chlorine is produced in such an amount and at a rate of production that a foam is formed which is formed from the chlorine in brine as it forms in the anode compartments in this cell. The force of these chlorine bubbles causes the foam to pass out of the cell along the channel 30 into the defoaming space 32 where the chlorine is separated from the brine. Chlorine exits here through the defoamer 32 outlet 34. ' 9 and 56557

Kulutuista korvaavaa suolaliuosta lisätään kanavan 55 kautta. SuolaiiuoTcsen pinnankorkeus 37 vaahdon poistimessa 32 on riittävän korkea taatakseen, että suolaliuos kiertää, takaisin kennon pohjalle pitkin kanavaa 35·Spent replacement saline is added through channel 55. The surface height 37 of the brine solution in the foam remover 32 is high enough to ensure that the brine circulates, back to the bottom of the cell along the channel 35 ·

Katodiosastoissa muodostunut vety poistuu kanavan 51 kautta ja muodostunut natriumhydroksiidi poistuu suolaliuokseen sekoittuneena pitkin kanavaa }6 Kuvioissa 7 ja 8 esitetyt kennot voidaan muuntaa korvaamalla yksi tai useampia näistä kaksinapaisista yksiköistä kuvioissa 1-5 yhdellä tai useammalla kuvioiden 4-6 mukaisista yksiköistä. Tälläisessä järjestelyssä pääteanodi ja päätekatodit ovat yleisesti rakenteeltaan samanlaisia kuin anodin ja katodin osat vastaavasti kaksinapaisissa yksiköissä 4-6, Vaahtoa poistava tila 57 kuviossa. 8 muodostuu astioista 44 Nämä astiat 44 voivat olla yhteisiä kaikille näille kennoille. Edullisimmin on kukin yksikkö varustettu omalla yksittäisellä astiallaan 44 vaikkakin mikäli niin halutaan voidaan käyttää yhteistä astiaa kahta tai useampaa yksikköä varten taikka jopa koko kennoa varten Vaihtoehtoisesti voidaan välilaipioita sijoittaa yhteiseen astiaan siten, että se saattaa tehollisesti toimia samoin kuin joukko pienempiä astioita, mikä täten pienentää virtavuodon vaaraa yksiköiden välillä. Elektrolysoitaessa suolaliuosta tulee kloorin vaahtoa suolaliuoksessa astioihin 44 pikin ulostuloja 45» ja. sitten kloori täällä eroittuu tästä suolaliuoksesta. Kloori poistuu astioista pitkin ulostuloja 45 ja suolaliuos kierrätetään takaisin tämän anodilaatikkojen pohjalle sisään tulojen 42 kautta. Kulutusta korvaavaa suolaliuosta lisätään sisääntulojen 46 kautta. Vetyä, natriumhydroksiidia ja suolaliuosta poistuu kato-dilaatikoista pitkin ulostuloja 47 niiden tullessa astioihin 48, jossa vety poistuu ulostulojen 49 kautta ja natriumhydroksiidi ja suolaliuos poistuvat ulostulojen 50 kautta.The hydrogen formed in the cathode compartments exits through passage 51 and the formed sodium hydroxide exits mixed with saline along passage} 6 The cells shown in Figures 7 and 8 can be converted by replacing one or more of these bipolar units in Figures 1-5 with one or more of Figures 4-6. In such an arrangement, the end anode and end cathodes are generally similar in structure to the anode and cathode portions in the bipolar units 4-6, Foam Removal Space 57, respectively. 8 consists of vessels 44 These vessels 44 may be common to all of these cells. Most preferably, each unit is provided with its own individual container 44 although if desired a common container for two or more units or even an entire cell may be used. Alternatively, bulkheads may be placed in the common container so that it may function effectively as a number of smaller containers, thereby reducing leakage danger between units. When electrolysing the brine, chlorine foam in the brine enters vessels 44 with pitch outlets 45 »and. then the chlorine here separates from this brine. Chlorine exits the vessels along the outlets 45 and the brine is recycled back to the bottom of this anode box through the inlets 42. Consumption replacement saline is added through inlets 46. Hydrogen, sodium hydroxide, and saline exit the cathode boxes along outlets 47 as they enter vessels 48, where hydrogen exits through outlets 49 and sodium hydroxide and saline exit through outlets 50.

Vaikkakin näitä kennoja nyt on kuvattu natriumkloridin vesiliuoksen elektrolyysiä varten voidaan näissä kennoissa myös elektrolysoida muita alkali-metallien halideja, kuten esim kaliumkloridia.Although these cells have now been described for the electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, other alkali metal halides, such as potassium chloride, can also be electrolysed in these cells.

Tätä keksintöä voidaan edelleen havainnollistaa seuraavan esimerkkita- J pauksen avulla:The present invention can be further illustrated by the following example:

EsimerkkiExample

Sopiva kenno on valmistettu kuvioissa 4-6 esitetyistä kahdesta kak- j j sinapaisesta yksiköstä ja sitä käytetään suolaliuoksen elektrolyysiä varten ! o o sen käyttölämpötilan ollessa väliltä 80 C - 85 C viiden päivän jakson ajan. Tällöin saavutettiin seuraavat tulokset: 10 2 5 6 5 S 7A suitable cell is made of the two bipolar units shown in Figures 4-6 and is used for electrolysis of saline! o o its operating temperature is between 80 C and 85 C for a period of five days. The following results were obtained: 10 2 5 6 5 S 7

Yhden modulin yli vaikuttava jänniteVoltage acting over one module

(sts. anodilta viereisen yksikön katodille) 3*24 V(i.e. from the anode to the cathode of the adjacent unit) 3 * 24 V

Anodivirran tiheys 2 kA/mAnode current density 2 kA / m

Natriumkloridin syöttöaineksen pitoisuus 307 g/l NaClSodium chloride feedstock content 307 g / l NaCl

Katodiliuoksen pitoisuus 122,8 g/l NaOHThe concentration of the cathode solution is 122.8 g / l NaOH

0,55 g/l NaC105 180,2 g/. NaCl0.55 g / l NaClO5 180.2 g /. NaCl

Anodikaasun kokoomusanalyysi Clg 98 i tilavuuden mu kaan oo2 1 56 o2 1 % h2 0 io n2 0 $>Anode gas collection analysis Clg 98 i by volume oo2 1 56 o2 1% h2 0 io n2 0 $>

Kennon virran hyötysuhde 96,5 iCell current efficiency 96.5 i

Muunnon hyötysuhde 49*9 i>Conversion efficiency 49 * 9 i>

Nyt voidaan nähdä, että kenno täten antaa hyvän kloorin hyötysuhteen ja hyvän muunnon hyötysuhteen sekä poikkeuksellisen hyvän jännitteen ja virran välisen suhteen arvon. Tämä kenno on rakenteeltaan erittäin pienikokoinen ja voidaan sillä poistaa kennokotelon tarve kokonaan.It can now be seen that the cell thus gives the value of good chlorine efficiency and good conversion efficiency as well as an exceptionally good voltage to current ratio. This cell is very compact in structure and can completely eliminate the need for a cell housing.

Claims (3)

5655756557 1. Moniosastoinen diafragmakenno kloorin ja alkalimetallihydroksidin valmistamiseksi alkalimetallikloridin vesiliuoksen elektrolyysin avulla, joka kenno käsittää vähintään yhden kaksinapaisen elektrodin, joka on sovitettu pääteanodin (12) ja päätekatodin (13) välille vähintään kahden yksikköelektrolyysikennon muodostamiseksi, jotka on yhdistetty toisiinsa sarjaksi, jolloin kukin kaksinapainen elektrodi on yksikkö, joka käsittää (a) anodin, joka muodostuu anodimetallia, edullisesti titaania, olevasta levystä (1), jonka toisella pinnalla on toimivaa elektrodiainetta, edullisesti platinametallia ja/tai platinametallin oksidia, oleva pinnoite (20), ja joka on sähköä johtavasti liitetty vastakkaisen pintansa huomattavalta alueelta rautaa tai terästä olevaan levyyn (2), ja (b) katodin, joka muodostuu rei'eilisestä rauta- tai teräslevystä (9), joka on edullisesti kudottua verkkoa ja joka sijaitsee yhdensuuntaisena mainitun rauta- tai teräslevyn (2) kanssa ja välimatkan päässä siitä, mutta sähköisesti kytkettynä siihen, jolloin levyn (2) ja rei'ällisen levyn välille muodostuu katodiliuososasto, jolloin pääte-katodina on rei’ällinen rauta- tai teräslevy (25), joka muodostaa päätekatodi-laatikon yhden seinän rautalevyn (13) ollessa päätyseinänä ja joka on vastapäätä kaksinapaista yksikköä, jolloin kaksinapaisten yksikköjen katodiliuososastoissa ja päätekatodilaatikossa on kaasujen poistoaukko (10, 23) ja nesteiden poisto-aukko (11, 2U), jolloin pääteanodina (12) on anodimetallia, edullisesti titaania, oleva levy, jonka toisella pinnalla on toimivaa elektrodiainetta, edullisesti platinametallia ja/tai platinametallin oksidia, oleva pinnoite, jolloin pääte-katodi, kaksinapaiset yksiköt ja pääteanodi on sovitettu sarjaan, niin että kukin rei'ällinen katodilevy on viereisen kaksinapaisen elektrodin pinnoitetun anodi-pinnan suuntainen, mutta sähköisesti eristetty ja pienen välimatkan päässä siitä, jolloin huokoinen kalvo (15) on sovitettu jokaisen katodin ja viereisen pinnoitetun anodipinnan väliin, jolloin kalvon (15) ja pinnoitetun anodipinnan välille muodostuu anodiliuososasto, ja jolloin jokaisessa anodiliuososastossa on elektrolyytin tuloaukko (5, 21) ja nesteiden ja/tai kaasujen poistoaukko (6, 22), tunnettu siitä, että kunkin kaksinapaisen yksikön anodimetallilevyssä on kanavat (3) pitkin koko levyn kehää saman yksikön katodilevyn vastakkaisella puolella, jolloin kanavat ovat yhteydessä siihen anodiliuososastoon, joka on lähellä viereisen yksikön rei'ällistä katodilevyä.A multi-compartment diaphragm cell for producing chlorine and alkali metal hydroxide by electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution, the cell comprising at least one bipolar electrode arranged between an end anode (12) and an end cathode (13) to form at least two unit electrolytic cells, each connected in series, a unit comprising (a) an anode consisting of a plate (1) of anode metal, preferably titanium, with a coating (20) on one surface of an active electrode material, preferably platinum metal and / or platinum metal oxide, and electrically connected to the opposite from a substantial area of its surface to an iron or steel plate (2), and (b) a cathode consisting of a perforated iron or steel plate (9), preferably a woven mesh, parallel to said iron or steel plate (2), and at a distance from it, but tel connected to it, whereby a cathode solution compartment is formed between the plate (2) and the perforated plate, the end cathode being a perforated iron or steel plate (25) forming one wall of the end cathode box with the iron plate (13) as the end wall and opposite the bipolar unit, the cathode solution compartments and end cathode box of the bipolar units having a gas outlet (10, 23) and a liquid outlet (11, 2U), the end anode (12) being a plate of anode metal, preferably titanium, with an active electrode material on one surface, preferably a coating of platinum metal and / or platinum metal oxide, wherein the terminal cathode, bipolar units and the terminal anode are arranged in series so that each perforated cathode plate is parallel to the coated anode surface of an adjacent bipolar electrode but electrically insulated and spaced apart therefrom, wherein the porous film (15) is fitted to each cathode and adjacent coated between the anode surface, whereby an anode solution compartment is formed between the membrane (15) and the coated anode surface, and wherein each anode solution compartment has an electrolyte inlet (5, 21) and a liquid and / or gas outlet (6, 22), characterized in that each bipolar unit has channels (3) along the entire circumference of the plate on the opposite side of the cathode plate of the same unit, the channels communicating with the anode solution compartment close to the perforated cathode plate of the adjacent unit. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen diafragmakenno, tunnettu siitä, että mainitut kanavat (3) on muodostettu taivuttamalla anodimetallilevyn reunat.Diaphragm cell according to claim 1, characterized in that said channels (3) are formed by bending the edges of the anode metal plate. 3· Patenttivaatimuksen 1 mukainen diafragmakenno, tunnettu siitä, että anodimetallilevyt ovat suorakulmaiset, että toisella reunalla olevassa kanavassa (3) on vähintään yksi nesteiden ja/tai kaasujen poistoaukko (6, 22) ja että vastakkaisella reunalla olevassa kanavassa on vähintään yksi elektrolyytin tulo-aukko (5, 21). 12 56557Diaphragm cell according to Claim 1, characterized in that the anode metal plates are rectangular, that the channel (3) on one edge has at least one liquid and / or gas outlet (6, 22) and that the channel on the opposite edge has at least one electrolyte inlet (5, 21). 12 56557
FI1395/71A 1970-05-26 1971-05-21 DIAFRAGMACELL MED ETT FLERTAL AVDELNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV KLOR OCH ALKALIMETALLHYDROXID FI56557C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2520170 1970-05-26
GB2520170 1970-05-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI56557B FI56557B (en) 1979-10-31
FI56557C true FI56557C (en) 1980-02-11

Family

ID=10223869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI1395/71A FI56557C (en) 1970-05-26 1971-05-21 DIAFRAGMACELL MED ETT FLERTAL AVDELNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV KLOR OCH ALKALIMETALLHYDROXID

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPS5529154B1 (en)
AT (1) AT310191B (en)
BE (1) BE767585A (en)
BR (1) BR7103231D0 (en)
CA (1) CA955200A (en)
CH (1) CH520526A (en)
DE (1) DE2125941C3 (en)
ES (1) ES197172Y (en)
FI (1) FI56557C (en)
FR (1) FR2090298B1 (en)
GB (1) GB1348785A (en)
IL (1) IL36861A (en)
NL (1) NL165791C (en)
NO (2) NO137906C (en)
SE (3) SE371752B (en)
ZA (1) ZA713023B (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1031292A (en) * 1973-07-02 1978-05-16 Ppg Industries, Inc. Bipolar electrolyzer for the electrolysis of brines
JPS5232866B2 (en) * 1974-10-09 1977-08-24
JPS51142497A (en) * 1975-06-04 1976-12-08 Asahi Chem Ind Co Ltd The electrolytic bath for sodium chloride
US4040934A (en) * 1975-11-14 1977-08-09 Ppg Industries, Inc. Bipolar electrolyzer having silicon laminate backplate
AU512160B2 (en) * 1976-08-04 1980-09-25 Imperial Chemical Industries Ltd Vacuum bonded anode assembly
US4292146A (en) 1979-08-07 1981-09-29 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Porous polyfluoroalkylene sheet useful for separating anolyte from catholyte in electrolytic cells
DE2934108A1 (en) * 1979-08-23 1981-03-12 Hooker Chemicals & Plastics Corp., 14302 Niagara Falls, N.Y. METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE, HYDROGEN AND ALKALI EYE BY ELECTROLYSIS OF NACL OR KCL SOLE IN A DIAPHRAGIC CELL.
DE3147766A1 (en) * 1981-12-02 1983-06-09 Institut elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj SSR, Kiev Filter press electrolyser for producing a hydrogen/oxygen mixture
US20030010649A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Waite Michael D. Inert anode for electrochemical process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB961198A (en) * 1959-10-23 1900-01-01

Also Published As

Publication number Publication date
SE7408371L (en) 1974-06-25
FI56557B (en) 1979-10-31
ZA713023B (en) 1972-01-26
FR2090298B1 (en) 1975-04-18
JPS5529154B1 (en) 1980-08-01
NL7107125A (en) 1971-11-30
NL165791C (en) 1981-05-15
IL36861A (en) 1973-11-28
NO137908B (en) 1978-02-06
FR2090298A1 (en) 1972-01-14
DE2125941A1 (en) 1972-01-13
CH520526A (en) 1972-03-31
ES197172Y (en) 1975-09-01
NO740130L (en) 1971-11-29
SE371752B (en) 1974-12-02
CA955200A (en) 1974-09-24
AT310191B (en) 1973-09-25
NO137906C (en) 1978-05-16
SE393998B (en) 1977-05-31
IL36861A0 (en) 1971-07-28
NO137906B (en) 1978-02-06
DE2125941B2 (en) 1980-05-22
GB1348785A (en) 1974-03-20
BE767585A (en) 1971-11-25
ES197172U (en) 1975-04-01
BR7103231D0 (en) 1973-05-31
DE2125941C3 (en) 1981-02-05
NO137908C (en) 1978-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4176018A (en) Electrolyte and process for electrolytic production of fluorine
US4138324A (en) Metal laminate strip construction of bipolar electrode backplates
US4639303A (en) Electrolysis apparatus with horizontally disposed electrodes
US4111779A (en) Bipolar system electrolytic cell
US3676325A (en) Anode assembly for electrolytic cells
JPS6315354B2 (en)
US3849281A (en) Bipolar hypochlorite cell
AU662002B2 (en) Electrolytic cell and capillary slit electrode for gas-developing or gas-consuming electrolytic reactions and electrolysis process therefor
FI61324C (en) BIPOLAR ELEKTROD FOER EN ELEKTROLYTISK CELL
EP0064417B1 (en) An electrochemical cell and methods of carrying out electrochemical reactions
US4108742A (en) Electrolysis
SU1291029A3 (en) Bipolar electrode
US4584080A (en) Bipolar electrolysis apparatus with gas diffusion cathode
US4784735A (en) Concentric tube membrane electrolytic cell with an internal recycle device
US3980545A (en) Bipolar electrodes with incorporated frames
FI56557C (en) DIAFRAGMACELL MED ETT FLERTAL AVDELNINGAR FOER FRAMSTAELLNING AV KLOR OCH ALKALIMETALLHYDROXID
US3755105A (en) Vacuum electrical contacts for use in electrolytic cells
US4116807A (en) Explosion bonding of bipolar electrode backplates
US3297561A (en) Anode and supporting structure therefor
US5045162A (en) Process for electrochemically regenerating chromosulfuric acid
FI82488C (en) ELEKTRODKONSTRUKTION FOER GASBILDANDE MONOPOLAERA ELEKTROLYSOERER.
US3930980A (en) Electrolysis cell
CA1106312A (en) Electrolytic cell with membrane
US4790914A (en) Electrolysis process using concentric tube membrane electrolytic cell
EP0521386A2 (en) Electrolyzer and its production