HUT57288A - Frame-unit for press filter type electrilizer and press filter type monopolar electrolizer - Google Patents
Frame-unit for press filter type electrilizer and press filter type monopolar electrolizer Download PDFInfo
- Publication number
- HUT57288A HUT57288A HU904977A HU497790A HUT57288A HU T57288 A HUT57288 A HU T57288A HU 904977 A HU904977 A HU 904977A HU 497790 A HU497790 A HU 497790A HU T57288 A HUT57288 A HU T57288A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- metal
- vertical
- frame
- electrolysis
- channel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
KERETEGYSÉG SZÜROPRÉS TIPUSÜ ELEKTROLIZALO BERENDEZÉSHEZ,VALAMINT SZOROPRÉS TIPUSÜ MONOPOLARIS ELEKTROLIZALÓ BERENDEZÉS
SOLVAY et Cie, Brüsszel, BE
Feltalálók:
CABARALJX Emilé, Brüsszel, BE
PAULUS Eric, Brüsszel, BE
A bejelentés napja: 1990. 0Θ. 10.
Elsőbbsége: 1989. 08. 11. (08900867) BE
A találmány tárgya keretegység szúrőprés típusú elektrolizáló berendezéshez, amely e1ektrolizá1ó kamrát meghatározó függőleges keretet, két egymással szembehelyezett perforált • · ·
Függőleges fémlemezből álló elektródot magában foglaló e— lektrolizáló kamrát, vízszintes vagy rézsútos fémsínből álló árambevezetőt tartalmaz, amely a fémlemezek között van elrendezve és azokkal villamos kapcsolatban áll. A találmány szerinti keretegység valamint a szúróprés típusú monopoláris elektrolizáló berendezés elsősorban gázok elektrolitikts gyártásánál alkalmazhatók előnyösen.
A szúrőprés típusú elektrolizáló berendezések általában tcob egymásra helyszett függőleges keretegységből állnak, amelyek váltakozva anód és katód elektrolizáló kamraként szolgálnak, melyekben függőlegesen vannak az elektródok elrendezve. Az egyes keretegységek között az elektrolizáia kasrák szétválasztására szelektív permeabi1itású membráncx vagy az elektrolitot átengedő diafragmák helyezhetők be.
Az említett típusú keretegységekben a fémsíneket valamint az összekötőtagokat arra használják, hogy az elektródot alkotó fémlemezeket helyükön tartsák az elektrolizá1ó kamrá ban és azokkal összekapcsolódva az áramforrás részét képezzék. Ezeket a szerkezeti elemeket úgy kell kiképezni, hogy lehetővé tegyék az elektrolit valamint az elektrolízis termékeinek függőleges cirkulációját az elektródot alkotó fémlemezek között. Erre a célra általában az a szerkezeti kia lakítás terjedt el, hogy a fémsínek keresztmetszete kisebb, mint az elektródot képező fémlemezek közötti távolság es összekötőtagként á vízszintes fémsínek valamint az elektród fémlemezek közé illesztett függőleges rudakat alkalmaznak.
• ·· · ·· »· • ··· ··· · · · · • · · · · ···· · · · ·· ···· · ·
Ezeknek a függőleges rudaknak igen széles körben változhat a keresztmetszetük, erre mutat példát a DE-A-28.21.984, a JPA-58-123.885 számú szabadalmi leírás. Ez utóbbiban egyszerű fémszalagokat használnak, amelyeket a függőleges rudak számára megfelelő hornyokkal láttak el. Ezekben az ismert keretegységekben a vízszintes fémsínek valamint a függőleges rudak rácsos szerelvényt alkotnak az elektrolizá1ó kamrában, amely káros az e1ektrolιzá1ó kamrában kialakuló egységes elektrolízis feltételek szempontjából. Ez a hiányosság különösen jól érzékelhető olyan esetekben, amelyekben az elektrolízis során az elektródokon gáz keletkezik, mert a rácsos szerelvény akadályozza a gáz és az elektrolit cirkulációját az e1ektrolizá1ó kamrában.
A találmánnyal célunk olyan keretegység kialakítása szúrőprés típusú elektrolizáló berendezéshez, továbbá olyan szúrőprés típusú monopoláris elektrolizáló berendezés kialakítása, amely lehetővé teszi az elektrolit valamint a képződött gázok természetes cirkulációját az elektrolízis alatt és amely biztosítja, hogy az elektrolízis alatt az elektrolizáló kamrában mindenütt megközelítőleg azonos feltételek alakuljanak ki.
A kitűzött feladat megoldása során szúrőprés típusú elektrolizáló berendezéshez alkalmazható keretegységet vettünk alapul, amely elektrolizá1ó kamrát meghatározó függőleges keretet, az elektrolizáló kamrában elrendezett elektródot valamint az áramot vezető árambevezetőket tartalmaz és • « ·
- 4 amelynél az elektródot egymással szemben elhelyezett függőleges perforált fémlemez alkotja, míg az árambevezető vízszintes vagy ferdén húzódó fémsín, amely az elektródokat alkotó fémlemezek között van elhelyezve és összekötőtagokon át van a fémlemezekkel villamosán és mechanikusan összekötve.
Ezt a keretegységet a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy az összekötőtagok U- vagy V-alakú függőleges fémrúd párokat tartalmaznak, amelyek a fémsínek egyik, azonos oldalán vannak szimmetrikusan elrendezve, és egymással függőleges lemezekkel vannak összekötve, amelyek a fémsíneket az elektrolizá1ó kamrában függőleges járatokat képező módon fogják össze.
A találmány szerinti keretegység egv előnyös kiviteli alakja értelmében a függőleges fémrudak hosszanti szárnyukkal vagy oldalukkal a fémsínekhez, középrészükkel pedig a fémlemezekhez vannak hegesztve.
A találmány szerinti keretegység egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a fémrudak és a lemezek járatok belsejét közvetlenül határoló felülete elektrolízis reakcióra alkalmatlan anyagból áll.
Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a fémrudak középrésze furatokkal van átlyuggatva és két oldalukat a függőleges járatot a fémrúd középrésze mentén elnyúló függőleges csatornától elválasztó gáttal vannak összekötve egy mássá 1 .
• ··« ··· · ··· • « · · · · ···· ··· ·· ···· ··
A találmány szerinti keretegység egy előnyös kiviteli alakja értelmében a keret két vízszintes száron keresztül összekötött két -Függőleges szárat tartalmaz.
A találmány szerinti keretegység egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a vízszintes szárak elektrolizáló kamra -Felé eső oldalukon nyílásokkal ellátott csatornát alkotnak, amelyek elektrolit bevezető és elvezető csővezetékekkel állnak kapcsolatban.
Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a keret alsó vízszintes szárában kiképzett csatorna elektrolit bevezető csővezetékkel, a -Felső vízszintes szárban lévő csatorna pedig elektrolit elvezető csővezetékkel áll kapcsolatban.
Előnyös végül a találmány szerinti keretegység olyan kiviteli alakja, amelyben az elektrolit elvezető csővezeték egy részét a keret -Függőleges szárában kiképzett belső csatorna alkotja.
A kitűzött -Feladatot ezenkívül szűrőprés típusú monopoláris elektrolizáló berendezéssel oldottuk meg, amely felváltva anódos és katódos elektrolizáló kamrákat képező, egymásra helyezett keretegységeket tartalmaz, és a találmány értelmében a fenti típusú keretegységek vannak elhelyezve benne.
A javasolt monopoláris elektrolizáló berendezés egy előnyös kiviteli alakja értelmében az egyes keretegységek közé szelektív permeábilis membránok vannak behelyezve.
A találmány szerinti keretegység alakja bármilyen lehet, • · · • · · · · · ···· ··· ·· ···· ··
- 6 amely illeszkedik a szűrőprés típusú elektrolizá1ó berendezés alakjához. így tehát egyaránt lehet kerek vagy sokszögalakú, például négyzetes, trapézalakú vagy négyszögletes keresztmetszetű. Természetesen olyan anyagból kell állnia, amely az elektrolízis körülményeinek vegyileg ellenáll. Így tehát a keretegység készíthető titániumból vagy nikkelből, attól függően, hogy melyiket kívánjuk anód elektrolizáló kamraként vagy katód elektrol1záló kamraként felhasználni vizes nátriumklorid oldatok elektrolízisénél. Az elektródokat alkotó fémlemezek például nyílásokkal ellátott fémlemezek, hengerelt fémlemezek vagy rácsos alakú lemezek lehetnek .
Az elektródot alkotó fémlemezek anyagának megválasztásánál figyelembe kell vennünk az elektród elhelyezését is. Például abban az esetben, ha az elektródot katódként akarjuk alkalmazni hidrogén előállításánál víz vagy vizes oldatok elektrolízisére szolgáló cellában, a fémlemezek vasból, acélból, nikkelből vagy bármely más villamosán vezető anyagból készülhetnek, amelyek hidrogén elektrolitikus előállításánál aktívak. Ilyennek leírása található az EP-A-8.476, az FR-A-2.460.343, az EP-A-113.931 és az EP-A-131.978 számú szabadalmi leírásokban. Abban az esetben, ha az elektródot anódként kívánjuk alkalmazni klór előállítására vizes nátriumklorid oldat elektrolíziséra szolgáló cellában, a lemezeket előnyösen filmszerű, villamosán vezető anyagból célszerű készíteni, amelyet titánium, tantál, nióbium, cirkóni• ·· • · · ι
um, wolfram és ezen anyagok ötvözeteiből választhatunk ki, és amelyek aktív -Felületi vezetőréteget tartalmaznak, amely platina, ruténium, ródium, palládium, ozmium, irídium és
| ezek ötvözetei* és | vegyületei, különösen oxidjai közül vá- |
| laszthatő ki. Azok | az elektródok, amelyek különösen klór vi- |
| zes nátriumklorid | oldat elektrolízisével történő előállttá- |
| sára alkalmasak, | aktív bevonatként ruténiumoxid és titáni- |
umoxid keverékét vagy pedig a BE-A-769.677, A ΒΕ-Α-769.67Θ a
BE-A-769-679, a BE-A-776.709 és a ΕΕ-Α-7Θ5.605 számú szabadalmi leírásokban ismertetett vegyületek egyikét tartalmaz zák anyagukban,
A fémsínek vastagsága kisebb, mint az elektródokat alkotó két Fémlemez közötti távolság. A Fémsínek vízszintesen vagy enyhén rézsutosan vannak elrendezve a fémlemezek között, és azokhoz függőlegesen húzódó U-alakú fémrudakkal csatlakoznak.
Az U- vagy V-alakú kifejezés azt hivatott jelezni, hogy a fémrudak homorú keresztmetszetüek, amely elősegíti a csatorna kialakulását. Természetesen a találmány oltalmi körén belül esik az is, ha a fémrudak félkör, félovális vagy félsokszög keresztmetszettel rendelkeznek.
A fémsínek és a fémrudak együttműködve vezetik a villamos áramot az áramforrástó1 az elektródokat alkotó fémleme zekhez az elektrolízis során. Alternatív kialakítás szerint ugyancsak együttműködve az elektródokat alkotó fémlemezek tartószerkezetéül is szolgálhatnak a kereten belül. Ezen • · * « · · » · • ·«« ·« * · ··· • · · · · · ···· ·4· ·· ·♦·· ·· túlmenően homorú keresztmetszetük megfelelő mechanikai szí lárdságot biztosít számukra úgy, hogy egyidejűleg merevítés ként is szolgálnak az elektródokat alkotó fémlemezek számára. A fémsíneket valamint a fémrudakat a% elektrolízis során létrejövő vegyi környezetnek ellenálló, villamosán jól vezető anyagból kell készíteni
Erre a célra kimondottan előnyősnek bizonyultak azok az összetett fémsínek, amelyek jó vi 1 lamos vezetőképességgel rendelkező -Fém vagy ötvözet (pélvagy alumínium) maggal rendelkeznek, amely titánium vagy nikkel burkolatba van behelyezve. Ilyen összetett fém síreket például öntészeti úton lehet előállítani. A fuggöle ges fémrudak fémszalagból, például titánium vagy nikkel fémszalagból készíthetők, amelyeket a kívánt U- vagy V- profil elérése érdekében összehajtogatunk. A függőlegesen húzódó lemezek bármely anyagból készíthetők, amely ellenáll az elektrolizáló berendezésben üzemi körülmények között fellépő mechanikai, termikus és vegyi igénybevételeknek, így ezek a lemezek fémből vagy műanyagból készíthetők.
A U- vagy V-alakú fémrudak szimmetrikusan, párosával vannak elrendezve, a fémsíneknek mindig csak az egyik oldalán. A párokat alkotó fémrudak olyan függőleges lemezekkel vannak egymással összekötve, amelyek a fémsíneket függőleges járatot kialakító módon kapcsolják össze egymással. Ez a függőleges járat az elektrolizáló kamrában annak két végén, célszerűen a keret közelében végződik. A találmány szerinti keretegységben az elektródot alkotó fémlemez közötti teret • ♦· ily módon függőleges járatok szabdalják szét úgy, hogy az elektrolízis során az elektrolit felfelé tud mozogni a járatok között, az elektródokon képződő gáz hatására, valamint lefelé mozog a függőleges járatokban. Ez végül is az elektrolit elektrolizáló kamrában történő belső cirkulációjához vezet, amely egyenletes elkeveredése révén elősegíti a viszonylag egyenletes feltételek kialakulását az elektrolizáló kamrában. Ezért szükség van arra is a találmány értelmében, hogy a járatok belső tere ne adjon teret a gázok képződésének. Ezért a járatok belső terét az elektródok felületétől el kell szigetelni, ezen túlmenően a fémrudak valamint a lemezek azon felületeit, amelyek a járatok belseje felé néznek, olyan anyagból kell készíteni vagy olyan anyaggal kell bevonni, amely nem vesz részt az elektrolitikus reakcióban az elektrolízis során.
A találmány szerinti keretegység egy további előnyös kiviteli alakjánál a keret két függőleges szárat tartalmaz, melyek két vízszintes száron át vannak összekötve, és a két vízszintes szár két belső csatornát képez, melyek egymással szembenéző, az elektrolizáló kamra felé eső felülete belső nyílásokkal van áttörve és ezeknek a csatornáknak az egike elektrolit bevezető vezetékhez van csat 1 akoztatva, míg a másik csatorna az elektrolízis termékét elvezető vezetékkel áll kapcsolatban. A találmány szerinti keretegységnek ennél a kiviteli alakjánál a vízszintes szárak csatornái vezetik be illetve terítik el az elektrolitot az elektrolizáló kam• · · · · · 4 · • ··« ··· « ··« • · · · · · ···· ··· «· ··»· «· rában valamint ezek a vízszintes szárak vezetik el az elektrolízis során keletkező termékeket is. Célszerűen az alacsonyabban fekvő vízszintes szár alkotta csatorna van az elektrolit bevezető vezetékhez csatlakoztatva, míg a felső vízszintes szár alkotta csatorna van az elektrolízis termékét elvezető vezetékhez csatlakoztatva.
A találmány szerinti keretegység monopoláris típusú e lektrolizáló berendezés szerves részét alkotja.
A találmány elsősorban olyan monopoláris.
pusu elektrolizáló berendezésekre vonatkozik egymásra helyezett keretegységet tartalmaznak szűrőprés tíamelyek több ahol a találmány szerint kialakított keretegységek felváltva anód és katód elektrolizáló kamrát határoznak meg. Egy előnyös kiviteli alak értelmében az egyes e1ektro1izá1ó kamrák egymástól olyan elemekkel vannak elválasztva, amelyek nem gátolják meg az ionok áthatolását. Ezek a szeparátorok az egyes keretegy ségek közé helyezett lemezek, amelyek olyan anyagból készülnek, hogy ionáram tűd átfolyni az elektrolizáló berendezés működése alatt. Ezek a lemezek vizes oldatokat átengedő diafragmák vagy szeletív permeábilis membránok lehetnek.
A találmány szerinti elektrolizáló berendezésben alkal mazható diafragmák például azbeszt diafragmák, amelynek például az US-A—1.855.497 (Stuart), az FR-A-2.400.569, az EP-A1.644 és EP-A-18.034 (Solvay et Cie) valamint szerves polimer diafragmák lehetnek, mint amilyet az FR-A-2.170.247 (Imperial Chemical Industries PLC), az EP-A-7.674 és az EP• ··· ··*· ··» ··· « ··« • * · ···· ··
- 11 A-37.140 (Solvay et Cie) szabadalmi leírások ismertetnek.
A szelektív permeábilis membránok vékony tömör membráno kát jelentenek, amelyek ioncserélő anyagot tartalmaznak membránt lasztása alkotó anyag valamint az ioncserélő anyag megvá függ az elektrolízis során felhasznált elektrolit va1 ami nt a kinyerni szándékozott termék természetétől.
Fő szabályként elmondhatjuk, hogy a membránok anyaga olyan anyagok közül kerül ki, amelyek ellenállóak az elektrolízis során az elektrolizá1ó berendezésben Fellépő termikus és vegyi igénybevételekkel szemben, az ioncserélő anyagot pedig anion cserélő vagy kationcserélő anyagok köziil választhatjuk meg attól függően, hogy az e1ektro1izá1ó berendezés milyen jellegű elektrolízis végzésére szolgál.
Például klór, hidrogén és vizes nátriumhidroxid oldatok előá11ítására alkalmazott vizes natriumklorιd oldatok elektrolízisére szolgáló elektrolizá1ó berendezésekben a megfelelő membránok fluorozott, célszerüen perfluorozott polimer kation membránok, amelyek szülfonsavakbó1, karboxilsavakból szármáztatott kationikus funkciócsoportokat tartalmaznak.
Ilyen típusú membránokra ad példát, a GB-A-1.497.748,
GB-A-1.497.749 (Asahi Kaséi Kogyo K.K.), a GB-A-1.518.387, a GB-A1.522.877, az US-A-4.126.588 (Asahi Glass Company Ltd.) valamint a GB-A-1.402.920 (Diamond Shamrock Corp.) szabadalmi leírások.
Különösen a találmány szerinti keretegységek celláiban
ϊ
1.ábra
- 12 előnyösen alkalmazható membránokat lehet Nafion terméknéven (Du Pont de Nemours et Co) valamint Flemion (Asahi Glass Company Ltd.) terméknéven beszerezni a kereskedelemben. *
A találmány szerinti e1ektrolizá1ó berendezés különösen előnyösen alkalmazható klór valamint vizes nátriumhidroxid oldatok előál1ítására vizes nátriumklorid oldatok elektrolizálásával.
A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt keretegység és elektrolizáló berendezés példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az a találmány szerinti keretegység egy lehetséges kiviteli alakjának oldalnézete részben kitörve, a az 1. és 3. ábra szerinti keretegység II—II vonal mentén vett vízszintes metszete látható, a az 1. és 2. ábra szerinti keretegység III—III vonal mentén vett függőleges metszete, a a 2. ábra kinagyított részlete látható, az az 1. ábra szerinti keretegység keretének a 2. és 3. ábra V-V vonal mentén vett metszete, a
2.ábrán
3.ábra
4.ábrán
5.ábra • · · ·
6.ábrán
7.ábra
- 13 az 5. ábra lehetséges kialakításának kinagyított metszete látható és a a találmány szerinti elektrolizálő berendezés lehetséges kiviteli alakjának hosszanti függőleges metszetét mutatja be.
i
Az ábrákon az azonos hivatkozási jelek azonos elemeket jelölnek.
A találmány szerinti keretegység valamint elektrolizáló berendezés az alábbiakban csupán előnyös példaként bemutatott kiviteli alakja kation membránt tartalmazó szúrőprés típusú monopoláris elektrolizáló berendezésként van megvalósítva klór, hidrogén és vizes nátriumhidroxid oldatok vizes nátriumklorid oldat elektrolízise révén történő előál1ítására.
Az 1-5. ábrákon látható találmány szerinti keretegység az elektrolizáló berendezés anódkamráját képezi. Ezen belül függőleges 1 keretet tartalmaz, amelynek hozzávetőlegesen négyzetes keresztmetszete van. Az 1 keretnek két 2, 3 függőleges szára van, melyek titániumból készültek és ugyancsak két 4, 5 vízszintes szárral vannak összehegesztve, melyek anyaga ugyancsak titánium.
Az 1 keret által határolt tér anód 13 elektrolizáló kamrát alkot. Ez a 13 elektrolizáló kamra hengerelt fémből készült függőleges 6 fémlemez párból álló anódot tartalmaz, amely vízszintesen húzódó 7 fémsínek egyik oldalán vannak ·· · • · · • · ·
- 14 elrendezve. A 6 -fémlemezek ezenkívül -Függőlegesen húzódó 8 féwrudakhoz vannak hegesztve, amelyek ugyancsak a vízszintes 7 -Fémsínekkel vannak összehegesztve. A 7 -Fémsínek hegesztéssel vannak az 1 keret 2, 3 függőleges szárához erősítve úgy, hogy ezeken túlnyúlnak. A 7 fémsínek egyik végükön 24 gyújtősínnel vannak összefogva, amely a rajzon az egyszerűség kedvéért fel nem tüntetett áramforrással áll összeköttetésben. A 7 fémsínek és a 8 fémrudak ily módon biztosítják az elektródot képező 6 fémlemezek összekötését az áramforrással valamint rögzítését az 1 kereten belül.
A 6 fémlemezek titániumlemezek, amelyek a klorid ionok elektrokémiai oxidációját elősegítő alacsony túlfeszültségú viilamosan vezető bevonattal vannak el látva.
Az ilyen jellegű bevonatok az elektrolízis technológiában jól ismertek. A 7 fémsínek titánium burkolatba bezárt réz maggal rendelkeznek. A függőleges 8 fémrudak mindegyike, amelyek a 2, 3, és 4. ábrán jobban láthatók, U- vagy Ω-alakra hajtott füg gőleges titánium szalagból vannak készítve úgy, hogy végeredményben csatornát képeznek. A 8 fémrudak a U-profil tengelyirányú 9 középrésze mentén a 6 fémlemezekhez vannak rögzítve, míg szélső elálló 10 szárnyukkal a 7 fémsínekkel vannak összeerősítve, ez különösen a 4. ábrán látható jól.
A függőleges 8 fémrudak párosával szimmetrikusan vannak elrendezve a 7 fémsínek egyik oldalán. Az egy párt alkotó két 8 fémrúd függőlegesen húzódó 11 lemezekkel van összekötve egymással, amelyek az egymást követő 7 fémsínek között
• · · i
- 15 vannak úgy elrendezve, hogy a két 6 fémlemez között függőleges 12 járatot alakítanak ki. A függőleges 11 lemezek titánium lapok, amelyek a 8 fémrudak szélső 10 szárnyaihoz vannak a 4. ábrán látható módon hegesztve. Mivel mindegyik 12 járat el van szigetelve az anódot alkotó 6 fémlemezektől, ezért ezeken a helyeken nem tud klór képződni a vizes nátriunklórid oldat elektrolízise során a 6 fémlemezekkel érintkezve. A 8 fémrudak felső és alsó végei az 1 keret 4, 5 vízszintes száraitól távközzel elválasztva vannak rögzítve úgy, hogy a 12 járatok nyitott végükön keresztül összeköttetésben állnak a 13 elektrolizáló kamrával.
Az 1 keret 4, 5 vízszintes szárai valamint 3 függőleges szára négyzetes vagy négyszögletes keresztmetszetű belső csatornákat alkotnak, amelyek a vizes nátriumklorid oldat 13 elektrolizáló kamrába történő bevezetésére valamint abból az elektrolízis termékének vagy termékeinek (klór valamint vizes nátriumklorid oldat) elvezetésére szolgálnak. Erre a célra az 1 keret 4, 5 vízszintes szárai a 13 elektrolizáló kamra felé eső oldalukon egyenletes távolságban kialakított 14 nyílásokkal vannak ellátva. Az alul elhelyezkedő 5 vízszintes szár 15 csatlakozócsonkkal rendelkezik, amely az elektrolizálandó vizes nátriumklorid oldatnak az 5 vízszintes szár belsejében lévő 16 csatornába történő bevezetése szolgál. A felül elhelyezkedő 4 vízszintes szár belsejében lévő 17 csatorna gáztalanító csatornaként szolgál, a klór szepará1ására a 13 elektro1izá1ó kamrából távozó vizes • ·
-16nátriumklorid oldatból. A 17 csatorna a 3 függőleges szárban kialakított 18 csatornába torkollik, amely a klór elvezetésére szolgáló 19 csatlakozócsonkkal valamint a felvizezett nátriumklorid oldatot elvezető 20 csatlakozócsonkkal rendelkezik. A 17 csatornában lévő folyadékszint állandó értéken tartására a 17 és 18 csatornákat egymástól elválasztó 21 bukógát van kialakítva.
Ha az 1-5. ábrákon bemutatott keretegységet elektrolizáló berendezésben használjuk, a 13 elektrolizá1ó kamrát vizes nátriumklorid oldattal töltjük fel a 21 bukógát felső éléig. A vizes nátriumklorid oldatot folyamatosan vezetjük be a 15 csatlakozócsonkon és a 16 csatornán keresztül a 13 elektrolizáló kamra belsejébe, az oldalt átfolyik a 14 nyílásokon és felfelé mozog a 13 elektrolizáló kamrában az anódot képező 6 fémlemezek felületén keletkező klór hatására. A 13 elektrolizáló kamrában a függőlegesen húzódó 12 járatokban nem képződik klór, úgyhogy a 12 járatokban lévő oldat sűrűsége nagyobb, mint a 13 elektrolizáló kamra többi részében maradó emulzió sűrűsége. Ily módon a 13 elektrolizáló kamrában az elektrolit cirkulálni fog: a 13 elektrolizáló kamrába a 16 csatornán át belépő elektrolit felfelé mozog a 6 fémlemezek között, egy része a klórral együtt a 17 csatornán át távozik, míg a többi része visszajut a 12 járatokon át a 13 elektrolizáló kamra aljára. Az elektrolit belső cirkulációja a 13 elektrolizáló kamrában elősegíti az elektrolit homogén eloszlását és ezáltal az elektrolízishez felhasznált ener·· · · • · ♦ · · · • · ··· • ·· • ·
- 17 giawennyiség optimalizálását.
A 17 csatornában klór kiválik a vizes nátriumklorid oldatból és a 19 csatlakozócsonkon át távozik. A vizes oldat átfolyik a 21 bukóját felett és beomlik a függőleges 18 csatormába, amelyből a 20 csatlakozócsonkon át távozik.
A találmány szerinti keretegység 1-5. ábrák kapcsán ismertetett kiviteli alakja elektrolizáló berendezés anód kamrájaként szolgált. Abban az esetben, ha a keretegységet az elektrolizáló berendezés katód kamrájaként kívánjuk alkalmazni az 1 keret 2 és 3 függőleges szárát valamint 4 és 5 vízszintes szárát nikkelből, a katódot alkotó 6 fémlemezeket ugyancsak nikkelből, a 7 fémsíneket nikkelből vagy nikkel burkolatba behelyezett rézmagból valamint a 8 fémrudakat és a 11 lemezeket ugyancsak nikkelből készítjük. A katódot alkotó 6 fémlemezek protonredukcióhoz szükséges alacsony túlfeszültségül villamosán vezető bevonattal is el lehetnek látva.
A találmány szerinti keretegység 4. ábrán látható másik előnyös kiviteli alakjánál a 6 fémlemezek valamint mindegyik 8 fémrúd 9 középrésze közé egy-egy 22 távtartó betét van behelyezve. A 22 távtartóbetétek villamosán vezető anyagból készülnek és mind a 6 fémlemezekkel, mind a 8 fémrudakkal össze vannak hegesztve. A 22 távtartó betétek például a 8 fémrudak teljes hosszában végighúzódó rudakként vagy egymástól egyenletes távolságban elhelyezett különálló idomként is kialakíthatók. Feladatuk a 6 fémlemezek és a 8 fémrudak kö• · · ♦· ···· • « · • ··· • · ···· ··· zötti igen lényeges távolság biztosítása, hogy a 6 fémlemezek és a 8 fémrudak között az elektrolit akadálytalanul tudjon átfolyni.
A találmány szerinti keretegység ilyen kiviteli alakja elsősorban membrános elektrolizáló berendezésekben alkalmazható, amelyeknél szükség van a membránok 13 elektrolizáló kamrában lévő eletrolittál való kellő mértékű nedvesítésére.
A 6. ábrán a találmány szerinti keretegység előzőektől eltérő kiviteli alakja látható, amely ugyancsak kielégítő nedvesítést biztosít a membránok részére. Ennél a kiviteli alaknál a 8 fémrudak 9 középrésze 31 furatokkal van kilyuggatva, és a 8 fémrúd két 33 oldalát összekötő függőleges 32 gát szigeteli el a 12 járatot az így kialakult további függőleges 34 csatornától. A 8 fémrúd 33 oldalainak az a része, amely a 9 középrész és a 32 gát közé esik, adott esetben ugyancsak perforálva lehet annak érdekében, hogy elősegítse az elektrolit mozgását a 13 elektrolizáló kamra és a 34 csatorna között.
A találmány szerinti keretegység 7. ábrán bemutatott további kiviteli alakjánál az 1 keret felső 4 vízszintes szárában kiképzett 14 nyílások 23 pereme le van sarkítva abban az irányban, amelyben a 14 nyílás keresztmetszete a 13 elektrolizáló kamra aljától felfelé csökken. Ez a kialakítás meggyorsítja a gáz átáramlását a 13 elektrolizáló kamrából a 17 csatornába az elektrolízis alatt.
A találmány szerinti elektrolizá1ó berendezés 8. ábrán ···· *
··· • ··· • · · · ·· vázlatosan bemutatott kiviteli alakja egymásra helyezett találmány szerinti keretegységekből van összeállítva, mely keretegységek felváltva 25 anődot és 25’ katódot képeznek. A 25 anód keretegységek felépítése megegyezik az 1-7. ábrák kapcsán ismertetett keretegységek felépítésével. A 25’ katód keretegységek felépítése megegyezik a 25 anód felépítésével azzal az eltéréssel, hogy a titániumból készült elemeket ilyenkor nikkelből készült elemekkel váltjuk ki. Ezek a nikkelből készült elemek a 25’ katód keretegységben azonos hivatkozási számmal vannak ellátva, mint a velük megegyező elemek a 25 anód keretegységben, de a könnyebb fel ismerhetőség kedvéért felső vessző indexszel láttuk el őket.
A 25 anód és a 25' katód keretegységeket kationos 26 membránok választják el egymástól, amelyek így felváltva anód és katód elektrolizáló kamrákat képeznek. A 25 anód 25’ katód keretegységekből és a 26 membránokból összeállított oszlopot 27 véglapok fogják össze, amelyeket a rajzon nem látható, de ismert összekötőrudak szorítanak egymáshoz 28 tömítéseken keresztül. A 25 anód keretegység függőleges 24 gyüjtősíne egyenáramú feszültségforrás pozitív sarkára kapcsolódó további gyújtősínnel van összekötve, azonban ez utóbbiakat az egyszerűség kedvéért a 7. ábráról lehagytuk. Hasonló módon a 25’ katód keretegységek 24 gyüjtősíne az egyenáramú feszültségforrás negatív pólusával áll kapcsolatban egy további fő gyújtősínen át. A 25 anód keretegység 15 csatlakozócsonkjai (lásd az 1. és 5. ábrát) a 7. ábrán nem ···
- 20 látható közös gyűjtővezetékbe torkollanak, amely a vizes nátriumklorid oldat bevezetésére szolgál. Analóg módon a 25’ katód keretegységek 15 csatlakozócsonkjai pedig vizet vagy felhígított vizes nátriumhidroxid oldatot bevezető másik közös gyűjtővezetékbe vannak becsatlakoztatva. A 25 anód keretegység 19 és 20 csatlakozócsonkjai két fő 29, 30 gyűjtőcsőbe torkollanak, melyek közül a 29 gyűjtőcső a 13 elektrolizáló kamrákban keletkező klór elvezetésére, míg a 30 gyűjtőcső a felhígított nátriumklorid oldat elvezetésére szolgál. Hasonló módon a 25’ katód keretegység 19’ és 20’ csatlakozócsonkjai ugyancsak a két fő 29’ és 30’ gyűjtőcsőbe torkollanak, ahol a 29’ gyűjtőcső a 13’ elektrolizáló kamrákban keletkező hidrogén elvezetésére, a 30’ gyűjtőcső pedig a koncentrált vizes nátriumhidroxid oldat elvezetésére szolgál.
Amíg az e1ektrolizá1ó berendezés működik, a 25 anód keretegységben lévő 13 elektrolizáló kamrákban lévő hidrosztatikai nyomás általában kisebb, mint a 25’ katód keretegységben kialakított 13' elektrolizáló kamrákban lévő hidrosztatikai nyomás. Ennek eredményeképpen a 26 membránok az anódokat alkotó 6 fémlemezekhez nyomódnak. Domború keresztmetszetüknek köszönhetően a függőleges Θ fémrudak hatékonyan biztosítják a 6 fémlemezek rugalmasságát.
Az előzőeknek megfelelően olyan esetekben, amikor az elektrolizáló berendezés az anód 13 e1ektro1izá1ó kamrák és a katód 13’ elektrolizáló kamrák közötti pozitív nyomáskülönb-
*
I
- 21 séggel működik, a 25’ katód keretegységek függőleges Θ’ fémrúdjai a katódokat alkotó 6’ fémlemezek rugalmasságát biztosítják.
• ·
- 22 Szabaidalmi igénypontok
Claims (9)
- Szabaidalmi igénypontok1. Keretegység szűrőprés típusú elektrolizáló berendezéshez, asely e1ektro1izá1ó kamrát meghatározó -Függőleges keretet, két egymással szembehelyezett perforált függőleges fémlemezből álló elektródot magában foglaló elektrolizáló kamrát, vízszintes vagy rézsútos fémsínből álló árambevezetót tartalmaz, amely a -Fémlemezek között van elrendezve és azokkal villamos kapcsolatban áll, azzal jellemezve, hogy az összekötőtagok U- vagy V-alakú függőleges fémrúd (8) párokat tartalmaznak, amelyek szimmetrikusan vannak a -Fémsínek (7) egyik oldalán elrendezve, és egymással a fémsíneket (7) az elektrolizáló kamra (13) belsejében függőleges járatokat (12) kialakító módon összekötő függőleges lemezekkel (11) vannak összekapcsolva.
- 2. Az 1. igénypont szerinti keretegység azzal jellemezve, hogy a függőleges -Fémrudak (8) hosszanti szárnyukkal (10) vagy oldalukkal (33) a fémsínekhez (7) középrészükkel (9) pedig a fémlemezekhez (6) vannak h'egesztve.
- 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti keretegység azzal jellemezve, hogy a fémrudaknak (8) és a lemezeknek (11) a járatok (12) belsejét közvetlenül határoló felülete elektrolízis reakcióra alkalmatlan anyagból áll.
- 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti keretegység azzal jellemezve, hogy a fémrudak (8) középrésze (9) furatokkal (31) van átlyuggatva és két oldalukat (33) a függőleges já!···- 23 ratot (12) a fémrúd (8) középrésze (9) mentén elnyúló függőleges csatornától (34) elválasztó gáttal (32) vannak összekötve egymással.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti keretegység azzal Jellemezve, hogy a keret (1) két vízszintes száron (4, 5) keresztül összekötött két függőleges szárat (2, 3) tartalmaz .
- 6. Az 5. igénypont szerinti keretegység azzal Jellemezve, hogy a vízszintes szárak (4, 5) elektrolizáló kamra (13) -felé eső oldalukon nyílásokkal (14) ellátott csatornát (16, 17) alkotnak, amelyek elektrolit bevezető és elvezető csővezetékekkel állnak kapcsolatban.
- 7. A 6. igénypont szerinti keretegység azzal Jellemezve, hogy a keret (1) alsó vízszintes szárában (5) kiképzett csatorna (16) elektrolit bevezető csővezetékkel, a -Felső vízszintes szárban (5) lévő csatorna (17) pedig elektrolit elvezető csővezetékkel áll kapcsolatban.
- 8. A 7. igénypont szerinti keretegység azzal Jellemezve, hogy az elektrolit elvezető csővezeték egy részét a keret (1) függőleges szárában (3) kiképzett belső csatorna (18) alkotja.
- 9. Szűrőprés típusú monopoláris elektrolizáló berendezés, amely felváltva függőleges elektródokat tartalmazó anód és katód elektrolizá1ó kamrákat alkotó keretegységekből van összeállítva, azzal Jellemezve, hogy az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti keretegységet tartalmaz.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE8900867A BE1004364A3 (fr) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Chassis pour electrolyseur du type filtre-presse et electrolyseur monopolaire du type filtre-presse. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU904977D0 HU904977D0 (en) | 1991-01-28 |
| HUT57288A true HUT57288A (en) | 1991-11-28 |
Family
ID=3884282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU904977A HUT57288A (en) | 1989-08-11 | 1990-08-10 | Frame-unit for press filter type electrilizer and press filter type monopolar electrolizer |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130008A (hu) |
| EP (1) | EP0412600B1 (hu) |
| JP (1) | JP3053199B2 (hu) |
| CN (1) | CN1049875A (hu) |
| AR (1) | AR242998A1 (hu) |
| AT (1) | ATE102661T1 (hu) |
| AU (1) | AU623032B2 (hu) |
| BE (1) | BE1004364A3 (hu) |
| BR (1) | BR9003960A (hu) |
| CA (1) | CA2023126C (hu) |
| DD (1) | DD297191A5 (hu) |
| DE (1) | DE69007205T2 (hu) |
| ES (1) | ES2050937T3 (hu) |
| HR (1) | HRP920972A2 (hu) |
| HU (1) | HUT57288A (hu) |
| NO (1) | NO302486B1 (hu) |
| PL (1) | PL164675B1 (hu) |
| PT (1) | PT94871B (hu) |
| TR (1) | TR24979A (hu) |
| ZA (1) | ZA906097B (hu) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2076034T5 (es) † | 1991-05-30 | 1999-10-01 | Sikel Nv | Electrodo para cuba electrolitica, su utilizacion y procedimiento que lo emplea. |
| IT1251419B (it) * | 1991-10-23 | 1995-05-09 | Solvay | Cella di elettrolisi per la produzione di un gas |
| DE4208057C2 (de) * | 1992-03-13 | 1993-12-23 | Deutsche Aerospace | Zellaufbau für Elektrolyseure und Brennstoffzellen |
| GB9224372D0 (en) * | 1992-11-20 | 1993-01-13 | Ici Plc | Electrolytic cell and electrode therefor |
| IT1273492B (it) * | 1995-02-03 | 1997-07-08 | Solvay | Cassone d'estremita' di un elettrodializzatore,elettrodializzatore munito di un tale cassone e utilizzazione di detto elettrodializzatore |
| CN1048041C (zh) * | 1995-07-27 | 2000-01-05 | 北京化工机械厂 | 单极式离子膜电解装置 |
| JPH11106977A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-20 | Asahi Glass Co Ltd | 複極型イオン交換膜電解槽 |
| JP4007565B2 (ja) * | 1998-05-11 | 2007-11-14 | クロリンエンジニアズ株式会社 | イオン交換膜電解槽 |
| DE19850071A1 (de) | 1998-10-30 | 2000-05-04 | Bayer Ag | Membran-Elektrolysezelle mit aktiver Gas-/Flüssigkeitstrennung |
| US6396190B1 (en) | 1999-06-07 | 2002-05-28 | Lg Electronics Inc. | Brushless dc motor in washing machine |
| EP1528126A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-04 | Vandenborre Hydrogen Systems N.V. | An integrated electrolyser module with an internal gas/liquid separator |
| CN1316063C (zh) * | 2004-04-09 | 2007-05-16 | 阜新竞欣电化有限责任公司 | 压滤式复极离子膜单元电解槽 |
| DE102006028168A1 (de) * | 2006-06-16 | 2007-12-20 | Uhde Gmbh | Vorrichtung zur elektrochemischen Wasseraufbereitung |
| CL2015003030A1 (es) * | 2015-10-13 | 2016-07-22 | Transducto S A | Dispositivo tipo filtro prensa para electrodepositar metal desde soluciones, el cual está compuesto por elementos separadores conformados por membranas de intercambio iónico formando una pluralidad de cámaras de anolitos y catalitos, en donde los electrodos están conectados en serie con despegue automático del producto metálico. |
| CN105274559B (zh) * | 2015-11-19 | 2017-11-03 | 浙江科菲科技股份有限公司 | 一种双管网状阳极 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1163737B (it) * | 1979-11-29 | 1987-04-08 | Oronzio De Nora Impianti | Elettrolizzatore bipolare comprendente mezzi per generare la ricircolazione interna dell'elettrolita e procedimento di elettrolisi |
| US4340460A (en) * | 1980-11-24 | 1982-07-20 | Olin Corporation | Internal downcomer for electrolytic recirculation |
| JPS58123885A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-23 | Kanto Denka Kogyo Kk | イオン交換膜法食塩電解槽用陰極構造体 |
| US4654136A (en) * | 1984-12-17 | 1987-03-31 | The Dow Chemical Company | Monopolar or bipolar electrochemical terminal unit having a novel electric current transmission element |
-
1989
- 1989-08-11 BE BE8900867A patent/BE1004364A3/fr not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-07-31 ES ES90202084T patent/ES2050937T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-31 EP EP90202084A patent/EP0412600B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-31 AT AT90202084T patent/ATE102661T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-07-31 DE DE69007205T patent/DE69007205T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-01 PT PT94871A patent/PT94871B/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-08-02 ZA ZA906097A patent/ZA906097B/xx unknown
- 1990-08-09 TR TR90/0751A patent/TR24979A/xx unknown
- 1990-08-09 AU AU60866/90A patent/AU623032B2/en not_active Ceased
- 1990-08-09 US US07/564,883 patent/US5130008A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-10 DD DD90343377A patent/DD297191A5/de not_active IP Right Cessation
- 1990-08-10 NO NO903526A patent/NO302486B1/no not_active IP Right Cessation
- 1990-08-10 AR AR90317580A patent/AR242998A1/es active
- 1990-08-10 HU HU904977A patent/HUT57288A/hu unknown
- 1990-08-10 PL PL90286433A patent/PL164675B1/pl unknown
- 1990-08-10 CA CA002023126A patent/CA2023126C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-10 BR BR909003960A patent/BR9003960A/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-08-11 CN CN90107777A patent/CN1049875A/zh active Pending
- 1990-08-13 JP JP2214228A patent/JP3053199B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-02 HR HRP920972AA patent/HRP920972A2/hr not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3053199B2 (ja) | 2000-06-19 |
| NO903526L (no) | 1991-02-12 |
| PL286433A1 (en) | 1991-02-25 |
| TR24979A (tr) | 1992-09-01 |
| AU623032B2 (en) | 1992-04-30 |
| ES2050937T3 (es) | 1994-06-01 |
| ATE102661T1 (de) | 1994-03-15 |
| EP0412600A1 (fr) | 1991-02-13 |
| CN1049875A (zh) | 1991-03-13 |
| BE1004364A3 (fr) | 1992-11-10 |
| DD297191A5 (de) | 1992-01-02 |
| HRP920972A2 (hr) | 1994-04-30 |
| ZA906097B (en) | 1991-05-29 |
| HU904977D0 (en) | 1991-01-28 |
| US5130008A (en) | 1992-07-14 |
| PT94871A (pt) | 1991-04-18 |
| DE69007205D1 (de) | 1994-04-14 |
| PT94871B (pt) | 1997-11-28 |
| CA2023126C (fr) | 2000-11-28 |
| BR9003960A (pt) | 1991-09-03 |
| AU6086690A (en) | 1991-02-14 |
| AR242998A1 (es) | 1993-06-30 |
| EP0412600B1 (fr) | 1994-03-09 |
| NO903526D0 (no) | 1990-08-10 |
| NO302486B1 (no) | 1998-03-09 |
| DE69007205T2 (de) | 1994-06-30 |
| JPH03177593A (ja) | 1991-08-01 |
| PL164675B1 (pl) | 1994-09-30 |
| CA2023126A1 (fr) | 1991-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI71356C (fi) | Elektrodstruktur foer anvaendning i elektrolytisk cell | |
| HUT57288A (en) | Frame-unit for press filter type electrilizer and press filter type monopolar electrolizer | |
| US4137144A (en) | Hollow bipolar electrolytic cell anode-cathode connecting device | |
| JP3555197B2 (ja) | 複極型イオン交換膜電解槽 | |
| PL113658B1 (en) | Unipolar diaphragm cell | |
| RU2709541C2 (ru) | Электродное устройство, электродные узлы и электролизеры | |
| FI71357C (fi) | Monopolar elektrolyscell av filterpresstyp | |
| US11560634B2 (en) | Integrally combined current carrier circulation chamber and frame for use in unipolar electrochemical devices | |
| FI73244B (fi) | Elektrolyscell. | |
| US5141618A (en) | Frame unit for an electrolyser of the filter press type and electrolysers of the filter-press type | |
| US20220349071A1 (en) | Filter press end assembly and fluid management system for use in unipolar electrochemical devices | |
| US5139635A (en) | Electrolyser for the production of a gas | |
| PL148626B1 (en) | Electrolyzer | |
| JPS6246638B2 (hu) | ||
| FI77270B (fi) | Monopolaer, bipolaer och/eller hybrid membrancell. | |
| KR850001869Y1 (ko) | 필터 프레스형 단극 전해조 | |
| JPH0112837B2 (hu) | ||
| JPS633956B2 (hu) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFC4 | Cancellation of temporary protection due to refusal |