FI67095C - Foerfarande foer elektrolytisk framstaellning av natriumkloratoch en elektrolysanlaeggning foer genomfoerande av foerfa radet - Google Patents

Description

R5F^1 M «d^uulutusjulkaisu „πο- mk l J ' J utlAggningssmupt 6/1)95 (51) KvJlu fimjO? C 25 B 1/26 SUOMI—FINLAND m 800016 (?1) lllkiiiHpMrt—Ai»8lahp<n 02.01 .80 (23) AMcMfilvt—GIU(lMtsdat 02.01.80 (41) TollMt (trikMol — Mtvtt offandtg 14.08.80

Patentti- ja rekisterihallitut NiMritatpmon f

Patent- och rcfl«te«»tyral—n ' # AmBIcm utt*dod·ucUkrifU* paMkararf 28.09.84 (32)(33)(31) »*ΤΤ*·**7 te*«rd Jrtorttet 13.02.79

Kanada(CA) 321399 (71) Erco Industries Limited, 2 Gibbs Road, Islington, Ontario, Kanada(CA) (72) David Gerald Hatherly, Mississauga, Ontario,

Roy Ernest Wi 11 iams, Mississauga, Ontario, Kanada(CA) (74) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä natriumkloraatin elektrolyyttiseksi valmistamiseksi ja elektrolysointilaίtos menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för elektrolytisk framstälIning av natriumklorat och en elektrolysan-läggning för genomförande av förfarandet Tämä keksintö koskee menetelmää natriumkloraatin valmistamisek^ si elektrolysoimalla natriumkloridia, jossa menetelmässä natriumklo-ridisyöttöliuos viedään elektrolyysikennoon, elektrolyysituotteet viedään reaktoriin, natriumkloraattituote poistetaan reaktorista, kaikki jäljellä oleva neste kierrätetään uudelleen muodostamaan osan natrium-kloridisyöttöliuoksesta ja natriumkloridisyöttöliuoksen pH säädetään lisäämällä suolahappoa.

Natriumkloraatti on arvokas teollisuuskemikaali ja sitä valmistetaan elektrolysoimalla natriumkloridin vesiliuoksia. Elektrolysointiin tarkoitettuja kennorakenteita tunnetaan useita.

Tämä keksintö tarjoaa natriumkloraatinvalmistusmenetelmän ja elektrolysointilaitoksen, jotka ovat erittäin edullisia tavanomaisiin menetelmiin verrattuina.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle natriumkloraatin valmistamiseksi on tunnusomaista, että yksi natriumkloridisyöttöliuos viedään useisiin natriumkloraattia tuottaviin vyöhykkeisiin, joissa kussakin on useita elektrolyysikennoja kytkettynä rinnan toistensa kanssa ja yhden reaktorin kanssa, natriumkloraattituote poistetaan kustakin reaktorista ja yhdistetään muodostamaan yhden ainoan kloraattituote-virran.

67095

Keksintö koskee myös natriumkloraatinvalmistuslaitosta, jolle on tunnusomaista, että se käsittää useita elektrolyysivyöhykkeitä, joihin kuhunkin kuuluu useita yksittäisiä elektrolyysikennoja kytkettynä sähköiseen sarjaan toistensa kanssa sähköjohtimilla ja kytkettynä yhteen ainoaan reaktiosäiliöön, joissa kennoissa kussakin on useita toistensa suhteen limittäin sijoitettuja anodeja ja katodeja elektrolyysikanavien muodostamiseksi, jotka kanavat ulottuvat alhaalla olevasta tuloaukosta ylhäällä olevaan poistoaukkoon, syöttöjohdon, joka on kytketty rinnan useiden elektrolyysivyöhykkeiden reaktiosäi-liöiden kanssa ja tuotejohdon, joka on kytketty rinnan useiden elektrolyysivyöhykkeiden reaktiosäiliöiden kanssa ja sekoitussäiliön, joka on kytketty tuotejohtoon, natriumkloridiliuoksen tulojohtoon ja suolahapon tulojohtoon ja joka on kytketty syöttöjohtoon uudelleenkierrä-tyksen poistojohdon ja lämmönvaihtimen kautta ja tuotteen poistojoh-don natriumkloraattituotteen poistamiseksi sekoitussäiliöstä.

Keksintöä valaistaan oheisten piirustusten avulla, joissa kuvio 1 on virtauskaavio useasta kennoyksiköstä koostuvasta natriumkloraatin tuotantolaitoksesta, kuvio 2 on osiinsa hajotetun yksittäisen kloraattikennon perspektiivikuva, kuvio 3 on perspektiivinen lähikuva kuvion 2 mukaisessa klo-raattikennossa käytetystä elektrodilevyjen välikkeestä ja sen asennus elektrodilevyyn, kuvio 4 on läpileikkauskuva kloraattikennosta kuvion 2 linjaa 4-4 pitkin, kuvio 5 on läpileikkauskuva piirrettynä kuvion 4 linjaa 5-5 pitkin , kuvio 6 on läpileikkauskuva piirrettynä kuvion 5 linjaa 6-6 pitkin, ja kuvio 7 on pystyleikkauskuva putkiliitännöistä, joilla yksi kenno on liitetty reaktiosäiliöön.

Seuraavaksi selostetaan kuviota 1, jossa on esitetty useasta kennoyksiköstä koostuva natriumkloraatin tuotantolaitos 10. Kloraatti-laitos 10 rakentuu useista erillisistä, virtauksen suhteen rinnakkain kytketyistä natriumkloraatin valmistusyksiköistä 12. Kuvaan on merkitty kaksi natriumkloraatin valmistusyksikköä 12, mutta tavallisesti niitä on useampia halutusta tuotantokapasiteetista riippuen esimerkik- 3 67095 si siten, että jokainen yksikkö 12 on mitoitettu tuottamaan noin 1200 tonnia natriumkloraattia vuodessa.

Jokainen kloraattiyksikkö 12 sisältää reaktiosäiliön 14, joka sisältää liuoksen, jossa kloraatinmuodostusreaktiot tapantuvat elektro-lyysituotteiden välillä. Säiliöön 14 on yhdistetty useita virtauksen suhteen rinnakkain toisiinsa kytkettyjä kalvottomia elektrolyysikenno-ja 16 niin, että elektrolysoitava liuos etenee säiliöstä 14 kuhunkin kennoon 16 ja elektrolysoitu liuos kiertää kustakin kennosta 16 takaisin säsiliöön 14.

Jokaisessa reaktiosäiliössä 14 on sisäänsyöttöputki 18 elektroly-soitavalle suolaliuokselle ja poistoputki 20 natriumkloraattiliuok-selle. Reaktiosäiliössä 14 on tuuletusaukko 22 elektrolyysissä syntyville kaasumaisille tuotteille.

Kuhunkin reaktiosäiliöön 14 tulevan suolaliuoksen virtausnopeutta voidaan säätää käsin venttiilillä 23 reaktiosäiliöön halutun lämpötilan mukaan. Natriumkloraattiliuoksen poistoputkeen 20 voidaan asentaa mittari25, jolla seurataan liuoksen lämpötilaa, ja sen mukaan voidaan tehdä muutokset reaktiosäiliöön 14 tulevan virtauksen nopeuteen .

Natriumkloraattiliuosputket 20 yhtyvät yhdeksi tuoteliuosputkeksi 21, joka johtaa laitoksen ainoaan yhteiseen sekoitussäiliöön 24. Natriumkloraattiliuos poistetaan säiliöstä 25 putkea 26 pitkin laitoksen 10 tuotteena. Sekoitussäiliöön johdetaan natriumkloriditäydennysliuosta putkesta 28 ja suolahappoa putkesta 30 niin, että saadaan aikaan elektrolyysille tarvittava happamuus, esim. pH noin 6,8. Elektrolyysireak-tioon mahdollisesti tarvittava natriumdikromaattikatalyytti voidaan lisätä natriumkloridiliuoksen mukana putkea 28 pitkin.

Sekoitussäiliö 24 voi olla varustettu tuuletusputkella 31, josta mahdolliset putkea 21 pitkin sekoitussäiliöön tulleen natriumkloraatin mukana kulkeutuneet kaasut poistuvat.

Sekoitussäiliö 24 on sisältä jaettu kahteen osaan väliseinällä 32, joka ulottuu pohjasta ylöspäin jääden nestepinnan alapuolelle.

Putkea 21 pitkin tuleva natriumkloraattiliuos johdetaan toiseen osaan nestepinnan alapuolelle ja tuotteen poistuminen putkea 26 pitkin on yhteydessä tähän, kun taas natriumkloridin ja suolahpon syöttöputket 28 ja 30 johtavat toiseen osaan nestepinnan alapuolelle. Näin ollen vältytään kloraattit.uotevirran 26 kontaminoitumiselta lisätyillä mate- 67095 aaleilla, sillä kloraattiliuoksen annetaan virrata väliseinän 32 yli ja sekoittua lisättyyn materiaaliin.

Natriumkloraattiliuos, johon on lisätty natriumkloridia, ja joka on tehty happamaksi suolahapolla (käytetään tästä lähin nimeä "suolaliuos") , poistetaan sekoitussäiliön 24 toisesta osasta putkea 34 pitkin ja johdetaan sopivan lämmönvaihtimen 36 läpi. Suolaliuos johdetaan sen jälkeen rinnakkaisesti yksiköihin 12 vastaavia syöttöputkia 18 pitkin.

Lämmönvaihdin 36 jäähdyttää putkeen 34 uudelleenkierrätetyn liuoksen haluttuun lämpötilaan, esim. noin 40°C:seen, kun taas kennoissa 16 kehittynyt lämpö poistuu ja otetaan talteen ylivirtausputkessa 20 kulkevan tuotteen mukana. Kuten edellä selostettiin, tämän liuoksen lämpötila voidaan säätää haluttuun arvoon, esim. välille noin 60 - 90°C, säätämällä venttiileillä suolaliuoksen virtausta kenno-yksiköihin 12.

Kennot 16 on sähköäjohtavasti yhdistetty toisiinsa joustavilla sähkönjohtimilla 38 siten, että kennoja 16 voidaan siirtää haluttuun asentoon suhteessa toisiinsa.

Jokaisessa kennossa 16 on venttiilillä varustettu kuivatusputki 40 ja oma virtauksensäätöventtiili 42, joiden avulla yksittäiset kennot tai kaikki kennot voidaan kytkeä pois liuosvirtauksesta ja kuivata huoltoa varten.

Näin ollen natriumkloraattilaitos 10 tarvitsee vain yhden suola-liuoksenlisäys-, haponlisäys- ja lämmönvaihtoyksikön palvelemaan useita toistensa suhteen rinnakkain toimivia natriumkloraatinvalmistus-yksiköitä 12, jolloin yksiköiden 12 lukumäärä riippuu niiden kapasiteetista ja laitoksen 10 kokonaistuotantokapasiteetista. Sekoitussäi-liö 24 ja lämmönvaihdin 36 on mitoitettu laitoksen 10 kokonaistuotanto-kapasiteettia vastaaviksi.

Kennoyksikölden 12 ryhmittelyllä ja konstruoinnilla kuve 1 mukaisesti on useita etuja. Niinpä kukin yksittäinen yksikkö 12 tuottaa väkevyydeltään haluttua kloraattiliuosta, joka on useiden toistensa suhteen rinnakkain toimivien kennojen 16 toiminnan tulos. Putkien 20 sisältämät tuotevirrat eivät tarvitse lisäelektrolysointia ennen svs- 5 67095 teemistä poistumistaan. Kukin yksikkö 12 on näin ollen riippumaton ja yksittäiset toimintaongelmat voidaan eristää ja hoitaa tarvitsematta keskeyttää muiden yksiköiden toimintaa.

Koska natriumkloraattilaitos 10 tarvitsee vain yhden suolaliuok-senlisäys-, haponlisäys- ja lämmönvaihtoyksikön, näihin liittyvät lait-teistokustannukset jäävät mahdollisimman pieniksi ja laitoksen 10 toimintaolosuhteet saadaan yhtenäisiksi yksinkertaiselle tavalla.

Kun kussakin yksikössä 12 on useita toistensa suhteen rinnakkain kytkettyjä kennoja, joilla on yhteinen reaktiosäiliö 14, yksittäisten kennojen toiminnan vaihtelun aiheuttamat tuotteen lastuvaih-telut jäävät mahdollisimman pieniksi ja laitekustannukset vähenevät verrattuna tapaukseen, jossa jokaisella kennolla 16 on oma reaktio-säiliö 14.

Kennoja 16 yhdistävät joustavat sähkönjohtimet tekevät mahdolliseksi sen, että kennoja 16 voidaan siirrellä toistensa suhteen, ja näin vältytään mahdollisilta vaikeuksilta, jotka liittyvät siihen, että kennot on kiinnitetty penkkiin toistensa suhteen kiinteään asemaan.

Seuraavaksi selostetaan kuvia 2-6, joissa kuvataan yksityiskohtaisesti kuvan 1 mukaisten kloraattikennojen 16 edullista rakennetta. Kloraattikenno 16 muistuttaa rakenteeltaan suljettua laatikkoa, jossa on alla liuoksen sisääntulopääputki 50 ja päällä liuoksen ulosmenopää-putki 52, ja joka on esitetty osiinsa hajotetussa muodossa kuvassa 2. Sisääntulo- ja ulosmenopääputket 50 ja 52, jotka voivat olla katodi-sesti, suojattuja, on asennettu kiinteästi paikalleen hitsaamalla ne kiinni pystysuoraan suorakaiteenmuotoiseen atodiseinälevyyn 54. Sisääntulo- ja ulosmenopääputket 50 ja 52 ja katodiseinälevy on valmistettu valantateräksestä. Seinälevystä 54 työntyy ulos kohtisuoraan sitä vasten ja pystysuorassa rivissä toistensa suhteen useita ohuita teräskatodilevyjä 56.

Sisäänmeno- ja ulostulopääputket 50 ja 52 sulkevat yksikön ylä- ja alapuolen ja katodiseinälevy 54 sekä kaksi ulointa katodi-levyä 56 sulkevat kennolaatikon kolme seinää. Kennolaatikon neljäs seinä muodostuu anodiseinälevystä, jota selostetaan jäljempänä.

Valantaterästä tehdyt sisäänmeno- ja ulostulopääputket mahdollistavat niiden kiinnittämisen kennolaatikon muuhun osaan hitsaamalla sen sijaan, että tarvittaisiin pultteja tai muita kiinnitystapoja, jos rakennemateriaalina olisi syöpymätön polymeerimateriaali.

Elektrodien käyttö kennon seininä yksinkertaistaa myös kennon rakennetta, siilä tällöin ei tarvitse käyttää pultteja eikä tiivisteitä.

67095

Katodiseinälevyssä 54 on sisempi teräslevy 58 kiinnitetty räjäyttämällä Ulompaan kupari- tai alumiinilevyyn 60. Tämä kaksiosainen rakenne parantaa sähkökytkentöjä kennoon 16 ja minimoi jännitteen alenemisen kennoja yhdistävissä liittimissä.

Teräslevyssä 58 on useita pystysuoria uramaisia koloja 62, joihin kuhunkin on työnnetty tiukasti katodilevyn 56 toinen reuna ja hitsattu kiinni.

Uloimmat katodilevyt 56, jotka muodostavat kennon 16 seinät, on hitsattu ulkokehyksiin 64, joihin myös sisääntulo- ja ulosmenopää-putket 50 ja 52 on hitsattu. Uloimpien levyjen 56 ulkopuolelle on ulkokehyksiin 64 hitsattu suojaavat ja vahvistavat levyt 65.

Katodiseinälevyn 54 kanssa yhdensuuntainen, pysysuora ja suorakaiteenmuotoinen anodiseinälevy 66 muodostaa kennon 16 neljännen seinän. Anodiseinälevystä 66 työntyy ulos useita pystysuorassa rivissä olevia anodilevyjä 68, jotka ovat yhdensuuntaisia katodilevyjen 56 kanssa ja asettuvat niiden kanssa 1imittäin. Anodiseinälevyssä 66 sisempi titaani-levy 70 on kiinnitetty räjäyttämällä ulompaan kupari- ja alumiinilevyyn 72t sillä näin sähkökytkentä anodilevyihin paranee ja jännitteen aleneminen kennojen välisissä liittimissä minimoituu. Titaanilevys-sä 70 on useita pystysuoria uramaisia koloja 74, joihin kuhinkin on työnnetty tiukasti anodilevyn 68 toinen reuna ja hitsattu kiinni.

On edullista, jos ohuet anodilevyt 68 on valmistettu titaanista, jossa on sähköäjohtava pinta, joka on esim. platinaryhmän metallia tai sen lejeerinkiä tai muuta sähköäjohtavaa pinnoitetta, kuten platinaryhmän metallioksidia.

Ohuet anodilevyt 68 asettuvat limittäin ohuiden katodilevyjen 56 kanssa kennolaatikossa niin, että väleihin muodostuu rinnakkaisia pysysuoria virtauskanavia 75, joita pitkin elektrolyytti kulkee ylhäältä alas kennon 16 läpi elektrodilevyjen välissä sisääntulopääput-kesta 50 ulostulopääputeen 52. Elektrodilevyt 56 ja 68 pidetään välik-keiden 76 avulla halutun välimatkan päässä toisistaan.

Kuten kuvista 2-6 voidaan havaita, limittäin sijaitsevat elektrodit vievät koko kennclaatikon sivuseinien välisen tilan ja jakavat sen pystysuoriin virtauskanaviin 75, niin että kennolaatikolla on hyvin suuri elektrolysointikapasiteetti.

67095

Kun käytetään välikkeitä 76 ja anodiseinälevyssä ja katodisei-nälevyssä olevia pystysuoria uria, joihin elektrodilevyt voidaan vastaavasti työntää ja hitsata kiinni, voidaan kennon tila käyttää mahdollisimman tarkasti hyväksi, sillä elektrodilevyt voivat olla hyvin ohuita esim. paksuudeltaan noin 0,16 - 0,32 cm.

Tämä rakenne eroaa merkittävällä tavalla aikaisemmista rakenteista, joissa anodilevyt on kiinnitetty pulteilla seinälevyyn, sillä se rajoittaa asennettavien anodilevyjen lukumäärää ja lisää katodi-levyjen paksuutta, joka on tyypillisesti noin 1,27 cm, jotta saataisiin säilytetyksi haluttu elektrodien välimatka (noin 0,16 - 0,32 cm).

Hitsattuun anodilevyrakenteeseen liittyvä lisäetu on se, että saadaan eliminoiduksi kohtalaisen korkea jännitteenalenema, joka on pulteilla kiinnitetyn anodilevyn ja seinälevyn välissä.

Kun kennossa 16 käytetään ohuita katodilevyjä, voidaan rakentaa kapasiteetiltaan samanlaisia, mutta paljon kevyempiä kennoja, ja yleisesti ottaen antaa katodien joustavuus mahdollisuuden asentaa anodi-ryhmä helposti katodiryhmän kanssa limittäin verrattuna siihen tapaukseen, jossa käytetään paksuista katodilevyistä koostuvaa verraten jäykkää katodiryhmää ja pulteilla kiinnitettyjä anodirakennetta.

Kuten yksityiskohtaisesta kuvan 3 piirroksesta voidaan nähdä, elektrodeja toistensa suhteen halutussa asemassa pitävät välikkeet 76 sisältävät yhdestä kappaleesta muodostuneen osa 78, joka on tehty käytännöllisesti katsoen jäykästä, syöpymättömästä materiaalista, kuten polytetrafluorietyleenistä. Kappaleessa 78 ja lyhyt sylinteri-mäinen osa tai kaula 80, joka juuri ja juuri ylittää elektrodilevyn 56 tai 68 paksuuden, ja kaksi nuppia 82, joiden halkaisija on suurempi kuin sylinteriosan 80 halkaisija, ja jotka sijaitsevat sylinteriosan 80 päissä.

Kummassakin nupissa 82 on tasomainen sisäpinta 81, sen kanssa yhdensuuntainen tasomainen ulkopinta 83, viistottu reuna 85 sekä sylin-terimäinen osa 87, joka ulottuu tasaisesta sisäpinnasta 81 viisto-reunaan 85.

Tasomaisten sisäpintojen 81 on tarkoitus asettua vastakkain elektrodilavyien 56 tai 68 ulkopintojen kanssa, kun välikkeet 76 asennetaan niihin, kuten myöhemmin selostetaan, ja tasomaisten ulkopinto- 8 67095 jen 83 on tarkoitus asettua vastakkain viereisten elektrodilevyjen kanssa niin, että haluttu välimatka säilyy. Nuppien 82 pitkittäinen paksuus on sama, kuin elektrodilevyjen etäisyys toisistaan.

Kummassakin nupissa 82 on käyrän keskipiste lyhyen sylinteri-mäisen osan eli kaulan 80 akselilla niin, että syntyy symmetrinen rakenne.

Käytön ja valmistuksen helppouden kannalta on kaula 80 muodoltaan sylinterimäinen, mutta poikkileikkaus voi olla myös muunlainen. Kaulaosa 80 voi olla esim. neliö tai kuusikulmio tms.

Samoin voi nupin 82 muoto poiketa kuvatusta edullisesta pyöreästä poikkileikkauksesta kuitenkin edellyttäen, että sen suurin poikki-halkaisija on suurempi kuin kaulaosan 80 suurin poikkihalkaisija.

Nuppi 82 voi olla esimerkiksi neliömäinen, soikea, kuusikulmio tai suorakaiden poikkileikkaukseltaan.

Välikkeet 76 voidaan valmistaa käytännöllisesti katsoen jäykästä syöpymättömästä materiaalista millä tahansa sopivalla menetelmällä, kuten työstämällä, muottiin valamalla tms.

Välikkeitä 76 asennetaan välimatkan varmistamiseen tarvittava määrä elektrodilevyjen 56 tai 68 reunaan irti seinälevyistä 54 tai 66 siten, että tehdään pitkulainen ura 84, joka työntyy sisäänpäin elek-trodilevyn reunasta käsin, mielellään sitä vastaan kohtisuorasti ja jonka pystykorkeus on hieman suurempi kuin sylinterimäisen osan 80 halkaisija, välike 76 työnnetään uraan 84 siten, että nuppien 82 tasomaiset sisäpinnat 81 joutuvat vastakkain elektrodilevyn ulkopintojen kanssa, ja välikkeen 76 poistuminen paikaltaan estetään sulkemalla ura 84 siten, että käännetään alas ja sisäänpäin vääntöhalkio 86, joka on saatu tekemällä lyhyt ura 88, joka on tavallisesti yhdensuuntainen uran 84 kanssa, niin, että syntyy este, joka pidättää välikkeen 76 kiinteästi paikoilleen uraan 84.

Jokaiseen elektrodi levyyn laitetaan useita välikkeitä 76 lukumäärän riippuessa elektrodilevyjen dimensioista. Tavallisesti tarvitaan vähintään kolme välikettä 76, yksi lähelle elektrodilevyn yläreunaa, yksi lähelle alareunaa ja yksi suunnilleen keskelle.

9 67095

Jo ennestään tunnetuissa elektrolyysikennoissa on käytetty vä-likkeitä, mutta ne ovat tavallisesti koostuneet kahdesta osasta, jotka painetaan toisiinsa tai yhdistetään muulla tavalla toisiinsa kennon levyihin tehtyjen aukkojen kautta. Nämä kaksiosaiset välikkeet on yleensä havaittu epätyydyttäviksi, sillä ne pyrkivät hajoamaan osiinsa kennoa koottaessa ja tulevat näin ollen tehottomiksi.

Tältä ongelmalta vältytään käyttämällä tiukasti paikalleen asennettuja yhdestä kappaleesta valmistettuja välikkeitä 76, jotka tarjoavat luotettavan ja pitkäaikaisen ratkaisun.

Eristävä ja sulkeva tiiviste 90 ympäröi anodiseinälevyn 66 kehää niin, että kootussa kennolaatikossa anodi tulee sähköisesti eristetyksi siihen rajoittuvista katodisista ulkokehyksistä 64. Anodilevy 66 asennetaan ulkokehyksiin 64 sopivasti eristetyillä muttereilla ja pulteilla 92, jotka ulottuvat toisiinsa rajoittuvissa elementeissä rivissä olevien reikien 94 läpi.

Mutteri- ja-pulttiyhdistelmässä 92 käytetään holkkeja 93 ja tiivistysrenkaita 95, joiden vahvuus on sellainen, että ne kestävät paineen, joka tarvitaan sulkemaan tiiviste 90 nestettäpitäväksi. Tiivisterenkaisiin 85 sopiva rakennemateriaali on mm. melaniini ja holkkeihin 93 sopiva materiaali on mm. polypropyleeni.

Sähköä johtavat kiinnityslevyt 96 ja 98 hitsataan katodiseinäle-vyn 54 ja anodiseinälevyn 66 ulkopintaan. Kiinnitykset 96 ja 98 yhdistetään sähköjohtoihin, joita ei ole piirretty näkyviin.

Kennon asennuslevyt 100 työntyvät vaakasuorasti kennolaatikon sivuseinistä siten, että kennolaatikko voidaan asentaa pystysuoraan asentoon sopivaan kehykseen.

Seuraavassa selostetaan kuvaa 7, jossa on esitetty putkiliitän-nät, jotka yhdistävät kennon 16 säiliöön 14. Putkiyksiköt 102 on tehty syöpymttömästä, mutta sähköäjohtavasta materiaalista, kuten titaanista, ja ne on jaettu osiin, jotka on erotettu toisistaan sopivilla sähkön-eristeillä 104 niin, että hukkavirta näissä putkissa ja putkien ja niissä virtaavan liuoksen välisestä potentiaalierosta johtuva syöpyminen jäävät mahdollisimman vähäisiksi.

10 67095

Sisääntulo- ja ulosmenoputkien 102 halkaisija on yleensä paljon pienempi kuin muissa kennosysteemeissä, joissa käytetään alhaalta ylöspäin tapahtuvaa virtausta, ja tästä seuraa hitaampi nestevirtaus elektrodipintojen kautta. Tyypillinen halkaisijna 35 000 ampeerin kennolle on noin 10 cm, kun taas ennestään on käytetty noin 20 - 25 cm halkaisijaa, ja virtausnopeus on noin 10 cm/s, kun taas ennestään käytetty nopeus on noin 40 cm/s.

On havaittu, että tällä suhteellisen pienellä liuoksen virtausnopeudella on merkityksetön vaikutus hapenkehitykseen ja tehottomuus ja kaasun nostovoima riippuvat virtausolosuhteista enemmän kuin retentio tilavuudesta. Halkaisijaltaan pienempien putkien pääomakulut ja virtahukka ovat myös pienemmät.

Tämä keksintö siis tarjoaa natriumkloraatinvalmistussysteemin, jollaon tiettyjä etuja, ainutlaatuisen kennoyksikön ja siinä käytetyn ainutlaatuisen välikeratkaisun. Muunnokset ovat mahdollisia tämän keksinnön kattamissa rajoissa.

Claims (6)

11 Patenttivaatimukset: 670 9 5

1. Menetelmä natriumkloraatin valmistamiseksi elektrolysoi-malla natriumkloridia, jossa menetelmässä natriumkloridisyöttöliuos viedään elektrolyysikennoon, elektrolyysituotteet viedään reaktoriin, natriumkloraattituote poistetaan reaktorista, kaikki jäljellä oleva neste kierrätetään uudelleen muodostamaan osan natriumkloridi-syöttöliuoksesta ja natriumkloridisyöttöliuoksen pH säädetään lisäämällä suolahappoa, tunnettu siitä, että yksi natriumkloridisyöttöliuos viedään useisiin natriumkloraattia tuottaviin vyöhykkeisiin, joissa kussakin on useita elektrolyysikennoja kytkettynä rinnan toistensa kanssa ja yhden reaktorin kanssa, natriumkloraattituote poistetaan kustakin reaktorista ja yhdistetään muodostamaan yhden ainoan kloraattituotevirran.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kustakin natriumkloraattia tuottavasta vyöhykkeestä poistuvan natriumkloraattituoteliuoksen lämpötila mitataan ja natriumkloridisyöttöliuoksen virtausnopeus kuhunkin tällaiseen vyöhykkeeseen säädetään yksilöllisesti vaatitulla tavalla halutun lämpötilan ylläpitämiseksi tuoteliuoksessa.

3. Elektrolysointilaitos natriumkloraattiliuoksen tuottamiseksi elektrolysoimalla natriumkloridiliuosta patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, tunnettu siitä, että se käsittää useita elektrolyysivyöhykkeitä (12), joihin kuhunkin kuuluu useita yksittäisiä elektrolyysikennoja (16) kytkettynä sähköiseen sarjaan toistensa kanssa sähköjohtimilla (36) ja kytkettynä yhteen ainoaan reaktiosäiliöön (14), joissa kennoissa (16) kussakin on useita toistensa suhteen limittäin sijoitettuja anodeja (68) ja katodeja (56) elektrolyysikanavien (75) muodostamiseksi, jotka kanavat ulottuvat alhaalla olevasta tuloaukosta (50) ylhäällä olevaan poistoaukkoon (52), syöttöjohdon (18), joka on kytketty rinnan useiden elektrolyy-sivyöhykkeiden (12) reaktiosäiliöiden (14) kanssa ja tuotejohdon (20, 21), joka on kytketty rinnan useiden elektrolyysivyöhykkeiden (12) reaktiosäiliöiden (14) kanssa ja sekoitussäiliön (24), joka on kytketty tuotejohtoon (21), natriumkloridiliuoksen tulojohtoon (28) ja suolahapon tulojohtoon (30) ja joka on kytketty syöttöjohtoon (18) uudelleenkierrätyksen poistojohdon (34) ja lämmönvaihtimen (36) kautta ja tuotteen poistojohdon (26) natriumkloraattituotteen poistamiseksi sekoitussäiliöstä (24). 12 67095

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elektrolysointilaitos, tunnettu siitä, että kussakin tuotejohdossa (20) on lämpö-tilatunnistin (25) ja vastaavassa tulojohdossa (18) on virtauksen-säätöventtiili (23) reaktiosäiliöön (14) menevän nesteen virtauksen säätämiseksi tuotejohdossa (20) olevan nesteen mitatun lämpötilan perusteella.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen elektrolysointilaitos, tunnettu siitä, että sekoitussäiliössä (24) on sisäväliseinä (32), joka nousee sen pohjasta ja jakaa sisäosan kahteen osaan, joista toiseen on liitetty natriumkloridiliuoksen tulojohto (28) , suolahapon syöttöjohto (30) ja uudelleenkierrätyksen poistojohto (34) ja toiseen osaan on liitetty tuotejohto (21) ja tuotteen poistojohto (26) .

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen elektrolysointilaitos, tunnettu siitä, että kunkin reaktiosäiliön (14) ja niihin kuuluvien kennojen (16) välillä olevissa johdoissa on useita segmenttejä, jotka on sähköisesti eristetty toisistaan. 67095 13