FI76837B - Elektrolyscell med horisontalt anordnade elektroder. - Google Patents

Description

1 76337

Vaakasuoraan sijoitetuilla elektrodeilla varustettu elektro-lyysikenno

Keksinnön kohteena on aramemainen elektrolyysikenno, 5 joka on varustettu vaakasuoraan asennetuilla elektrodeilla, kloorin valmistamiseksi alkalikloridiliuoksesta membraanime-netelmän mukaan, jolloin anodit on asennettu korkeuden suhteen säädettäviksi kennon kanteen.

Noin 50 % maailman elektrolyysikapasiteetista kloo-10 rin valmistamiseksi perustuu elektrolyysikennoihin, jotka toimivat amalgaanimenfetelmän mukaan. Teoreettinen hajaantu-misjännite elohopeakennoa varten on noin 3,15-3,20 volttia. Teoreettinen hajaantumisjännite on sitä vastoin noin 2,2 volttia, jos suoritetaan alkalikloridielektrolyysi membraaniken-15 nossa vetyä muodostavilla katodeilla. Membraanimenetelmää käytettäessä voidaan siten säästää teoreettisesti noin 1 voltti kennojännitteestä, mikä ajan mukaan kasvavien energiakustannusten vuoksi merkitsee huomattavaa taloudellista näkökohtaa. Energiasäästön lisäksi antaa membraanimenetelmä 20 etuna ympäristöystävällisen menetelmän, koska elohopea ei poistu ja elohopea ei myökään likaa tuotettua lipeää.

Membraanikenno muodostuu kahdesta elektrolyysikam-miosta, joissa kummassakin on kaasuakehittävä elektrodi ja jotka on eroitettu kationiselektiivisen memraabin avulla 25 toisistaan. Sijoitettaessa tällainen membraanikenno vaakasuoraan, muodostuisi membraanin alapuolelle kaasupatja, joka järjestelmän mukaan muodostuisi kloorista tai vedystä ja elektrolyytin vastus poistaisi kennojännitteen antaman edun.

Täten muodostuu tehtävä kehittää elohopeakennosta 30 membraanikenno, joka on varustettu vaakasuoraan asennetuilla elektrodeilla, joilla ei muodostu kaasupatjaa, joka voisi vaikuttaa haitallisesti elektrolyytin vastukseen.

Esillä oleva keksintö ratkaisee tämän tehtävän siten, että kaasudiffuusiokatodi sijaitsee tukijaloilla varustetulla 35 arinalla tukemista varten kennon pohjaan ja membraanin ja kaasudiffuusiokatodin väliin on sijoitettu välike.

2 76337

Membraani voi olla kiinnitetty kennon kannen ja ken-noammeen väliin. Kennon kannessa voivat sijaita välineet suolaliuoksen ja kloorin syöttöä ja poistoa varten ja ken-noammeessa laitteet happipitoisen kaasun syöttöä varten.

5 Keksinnön etu on nähtävissä pääasiassa siinä, että on mahdollista muuttaa elohopeakennot taloudellisesti memb-raanikennoiksi niiden edellä esitettyine etuineen.

Seuraavassa tarkastellaan keksintöä vain yhtä toteutustapaa esittävän piirroksen avulla.

10 Kuva esittää poikkileikkausta elektrolyysikennosta.

Elektrolyysikenno muodostuu kennoammeesta 1, joka on liitetty virtalähteeseen negatiiviseen napaan. Tämä amme on varustettu tukijaloilla 2, jotka sijaitsevat kennon pohjassa ja jotka tukevat kaasudiffuusiokatodia 3. Ne toimivat 15 samanaikaisesti sähkövirran syöttönä kaasudiffuusiokatodiin 3. Tukijalat 2 muodostuvat metallista, edullisesti samasta materiaalista kuin kennoarme mahdollisimman hyvän liitoksen varmistamiseksi, esimerkiksi hitsaamalla tukijalat kenno-ammeeseen. Tukijalat voidaan varustaa arinalla 4, jolla säh-kökemiallisesti aktiivisella katalyytillä päällystetystä 20 metallilankakudonnaisesta tai venytetystä metallista ja on hydrofobioitu muovia, edullisesti polytetrafluorietyleeniä, käyttäen natriumhydroksidin läpitihkumisen estämiseksi. Tällä tavalla muodostetaan kaasutila I, minkä kautta kaasu-diffuusiokatodille 3 syötetään happea tai happea sisältävää 25 kaasua, esimerkiksi ilmaa. Kaasutila on varustettu välineillä hapen tai ilman syöttämistä varten (ei esitetty kuviossa) ja haluttaessa välineillä ylimääräisen hapen tai hapesta köyhtyneen ilman poistamiseksi (ei esitetty kuviossa).

Kennon kannen 5 ja kennoammeen 1 väliin on kiinni-30 tetty kationinvaihto membraani 6. Se eroittaa katoditilan II, jossa natriumhydroksidiliuos kiertää anoditilasta III, jossa tapahtuu kloridi-ionien reaktio alkuaineklooriksi titaani- tai grafiittianodilla 7. Kationinvaihtomembraanin tarkoin määrätyn ja tasaisen etäisyyden varmistamiseksi kato-35 dilta 3 sijaitsee katoditilassa II välikekappale. Tämä voi olla muodostettu emäsliuosta kestävää muovia tai metallia 3 76837 olevaksi verkoksi. Katalyytin kiertoa varten voidaan käyttää kennon kanteen sijoitettua poistoa ja syöttöä (ei esitetty) .

Kennon kansi 5 on varustettu välineillä (ei esitetty), 5 joiden kautta anoditilaan III syötetään suolaliuosta ja laimentunut suolaliuos ja muodostunut kloori voidaan poistaa. Anodeina käytetään grafiittianodeja tai aktivoituja titaani-anodeja kloorin ylijännitteen pitämiseksi pienenä. Anodit 7 on kiinnitetty kennon kanteen tunnetulla tavalla korkeus-10 suunnassa säädettäviksi. Erikoisen edullista on, jos memb-raani sijaitsee titaanianodilla, mikä voidaan saavuttaa säätölaitteen avulla elektrodien etäisyyttä varten.

Keksinnön avulla on mahdollista muuttaa olemassa olevat amalgaamilaitokset käyttäen suurinta osaa laitteiden osista 15 membraanimenetelmää varten. Seuraava etu perustuu kaasudiffuu-siokatodin käyttöön, mikä lisäksi antaa kennojännitteen alentumisen verrattuna membraanikennoihin, joissa käytetään vetyä muodostavaa katodia, koska potentiaali happipelkistystä var-te on noin 1,2 volttia positiivisempi kuin potentiaali vedyn 20 muodostamista varten.

Claims (2)

4 76837

1. Aromemainen elektrolyysikenno, jossa on vaakasuoraan asennetut elektrodit, kloorin valmistamiseksi alkali-kloridiliuoksesta membraanimenetelmän mukaan, jolloin ano- 5 dit on sijoitettu kennon kanteen korkeussuunnassa säädettäviksi, tunnettu siitä, että kaasudiffuusiokatodi (3) sijaitsee tukijaloilla (2) varustetulla arinalla (4) kennon pohjaa vasten tukemista varten, ja että membraanin (6) ja kaasudiffuusiokatodin (3) väliin on sijoitettu väli-10 kappale (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että membraani (6) on kiinnitetty kennon kannen (5) ja kennoammeen (1) väliin, ja että kennon kannessa (5) on välineet suolaliuoksen ja kloorin 15 syöttöä ja poistoa varten ja kennoammeessa (1) on välineet happipitoisen kaasun syöttämistä varten.