IT8050134A1 - Cella elettrolitica del tipo a scatola verticale e monopolare. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo; "CELLA ELETTROLITICA DEL TIPO A SCATOLA VERTICALE E MONOPOLARE"
RIASSUNTO
Viene illustrata una cella elettrolitica del tipo a scatola verticale e monopolare per la elettro lisi di una soluzione acquosa di cloruro di metallo alcalino prevedendo una membrana di scambio cationi, co come separatore fra anodi e catodi. La quale cel la comprende uno scomparto anodico avente rispettiva mente almeno un'entrata per soluzione anodica, almeno un'uscita per solusione anodica od almeno un'uscita per gas anodico , ed uno scomparto catodico avente rispettivamente almeno un'entrata per soluzione cato dica, almeno un'uscita per soluzione catodica ed almeno un?uscita per gas catodico , detta uscita per soluzione anodica ? posizionata in maniera tale che il rapporto fra l'altezza del livello della soluzione anodica e quella del livello della soluzione catodica ? maggiore di 1 ed il prodotto di una diffrenza in altezza fra il livello di soluzione catodi ca e il livello di soluzione anodica per il peso speci fico apparente della soluzione anodica ? minore della somma totale di una pressione all?interno dello scompar to anodico nel valore numerico positivo di un dato valore di pressione negativa e di una pressione all'interno dello scomparto catodico durante lo svolgimento dell'operazione.
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una nuova cella elettrolitica, Pi? specificamente, essa si ri ferisce ad una cella elettrolitiee del tipo a scatola verticale e monopolare, che ? capace di uniformit? di soluzione anodica (cio? salamoia) e di soluzione catodica (cio? alcali caustico) prevenzione di diffusione di gas cloro sviluppato in uno sc?mparto ca iodico, attraverso una membrana di scambio di cationi , e funzionamento a bassa tensione, eliminando il rischio d? perdita di gas idrogeno entro uno scomparto catodico.
Come processo per la elettrolisi di un cloruro di metallo alcalino, ? stato recentemente proposto un procedim?nto che impiega una membrana di scambio di cationi. E' ben noto alla tecnica che una cella elettrolitica del tipo a filtro ? adatta coste cella elettrolitica impiegante la membrana di scambio cationico.
Tuttavia , un procedimento convenzionale per la produzione di un idrossido di metallo alcalino impiegando la cella elettrolitica del tipo a filtro-pressa, che prevede la membrana di scambio cationico come se paratore, presenta numerosi inconvenienti come indicati in appresso ed ? quindi estremamente svantaggi so nell'industria.
(1) A causa della bassa produttivit? per cella, deve venire fatto funzionare e comandato un gran nu mero di celle.
(2) Una grande quantit? di soluzione anodica oppure catodica deve venire fatta circolare per ciascu na cella per fornire una concentrazione uniforme in ogni cella, aumentando il costo dell'attrezza tura.
( ) Ogni cella ha numerosi punti di giunzione da cui ? possibile abbia luogo una perdita.
(4) Una ric?rcolazione di anolito oppure catolito provoca una perdita di corrente elettrica, il che conduce a perdita d? rendimento di corrente ed a corrosione dell?apparecchiatura.
(5) La separazione di gas cloro nella cella elettrolitica del tipo a filtro-pressa ? complicata poich? la soluzione anodica contenente bolle di gas cloro viene scaricata dalla cella e condotta ad un sepa ratore di gas/liquido dove gas cloro viene sepa rato dalla soluzione anodica,
(6) Nella cella elettrolitica del tipo a filtropressa, lo scomparto anodico ? collegato al separatore di gas/liquido tramite una tubazione avente un diametro minore dell'area di sezione dello scomparto anodico cos? che ? possibile che gas cloro si fermi in esso. Il cloro che permane induce un aumento nella tensione di cella e viene trasportato nello scomparto anodico attraverso la membrana di scambio cationico in modo da degra dare la qualit? di un idross?do di metallo alcali no prodotto nello scomparto anodico. Vale a dire una membrana di scambio cationieo rappresentata da "NAFION" fabbricato e venduto dalla E. I. Du Pont de Nemours & Company non permette sostanzialmen te alcun passaggio di flusso idrodimanico , ma per mette facilmente un passaggio od una diffusione di cloro. Quindi, se la zona di gas cloro ? a con tatto con la membrana di scambio cationico , gas cloro si diffonde nello scomparto catodico in cui ha luogo la seguente reazione:
Di conseguenza NaCl aumenta,nella soluzione ca todica dando luogo cos? ad una degradazione di alca li caustico.
Come sopra indicato, celle elettrolitiche del tipo a filtro-pressa hanno numerosi inconvenienti nei riguardi di comando di operazione e qualit? del prodotto.
La pubblicazione di brevetto giapponese non esaminato 109899/1975 illustra un procedimento elettrolitico di una soluzione acquosa di cloruro di metallo alcalino impiegando una membrana di scambio catino nico. Secondo tale procedimento, l?elettrolisi viene effettuata in maniera che una membrana di scambio ca tionico ? collocata pi? vicina ad un anodo che ad un catodo , per il quale obiettivo sul lato del catodo viene esercitata una pressione positiva di 70 mm fino a 14.000 mm di colonna d'acqua.
Ci? nonostante, in una cella elettrolitica di tipo a scatola verticale e monopolare della presente invenzione , una membrana di scambio cationico ? fissata fisicamente ad un supporto superiore di membra na e, in corrispondenza del lato catodico della mem brana, vi ? uno spazio in cui ? presente gas idrogeno. Una applicazione di una elevata pressione positiva sul lato catodico non manca mai di aumentare il rischio di perdita di gas idrogeno verso lo scomparto anodico e pertanto ? stato riscontrato che una tale celia non ? una cella elettrolitica industrialmente sicura.
La Richiedente ha eseguito una serie di studi nel tentativo di fornire una cella elettrolitica di elevata sicurezza e di bassa tensione di cella, che sia capace di rendere molto facilmente uniformi solu zioni anodiche e catodiche non permettere alcuna permanenza di gas cloro in vicinanza della membrana in modo da impedire di conseguenza che gas cloro si diffonda attraverso la membrana entro lo scomparto catodico, rendere minima una pressione netta eserc? tata nello spazio contenente gas idrogeno dello scom parto catodico cos? da eliminare una perdita di gas idrogeno entro lo scomparto anodico e contemporanea mente eliminare gli inconvenienti antecedenti, ed ? stato trovato che i detti obiettivi vengono raggiun ti dalla presente invenzione senza le deficienze come sopra indicate.
Pertanto la presente invenzione consiste nel fornire una cella elettrolitica del tipo a scatola ver ticale e monopolare per l?elettrolisi di una soluzio ne acquosa di cloruro di metallo alcalino, attrezzata con una membrana di scambio cat?onico come separatore fra anodi e catodi la quale cella comprende uno scomparto anodico avente rispettivamente almeno un'entrata per soluzione anodica, almeno un'uscita per soluzione anodica ed almeno un'uscita per gas anodico, ed
uno scomparto catodico avente rispettivamente almeno
una entrata per soluzione catodica, almeno un'uscita
per soluzione catodica ed almeno un'uscita per gas catodico, la detta uscita per soluzione catodica
? collocata in maniera che il rapporto fra l'altezza
del livello della soluzione anodica e quella del livello di soluzione catodica ? maggiore di 1, ed il
prodotto della differenza in altezza fra il livello
di soluzione catodica ed il livello di soluzione anodica per il peso sp?cifico appar?nte della soluzione anodica ? minore della somma totale di una pressione all'interno dello scomparto anodico nel valore numerico positivo di un dato valore di pressione negativa ?di una pressiene negativa all'interno dello scomparto anodico durante lo svolgimento dell'operazione, Mediante la cella elettrolitica cos? costruita
in modo particolare, gli inconvenienti antecedenti, associati ad una cella elettrolitica convenzionale
del tipo a filtro-pressa, vengono perfettamente eli
minati e si ottengono gli effetti eccellenti e sorprendenti che non solo le concentrazioni della solu
zione anodica e di quella catodica vengono mantenute uniformi ma inoltre al gas cloro viene impedito di diffondersi nello scomparto catodico durante lo svol
gimento dell'operazione , ed inoltre viene prodotto alcali caustico di elevata qualit? con funzionamento di elevata sicurezza ed a bassa tensione di cella.
Nella presente cella elettrolitica almeno una entrata per soluzione catodica od anodica ? collocata rispettivamente in corrispondenza dello scomparto ca todico od anodico, sebbene una tale entrata possa essere collocata in qualsiasi parte dalla porzione superiore a quella inferiore del rispettivo scomparto, essa sar? collocata in corrispondenza della porzione inferiore di ciascuno scomparto affinch? venga evitato un discioglimento di gas sviluppato, entro la soluzione anodica oppure catodica, la concentrazione della soluzione anodica oppure catodica venga egua lizzata ed inoltre queste soluzioni vengano efficace mente fatte circolare tramite il gas sviluppato.
E' sufficiente una sola entrata per ciascuno scoia parto, ma si preferisce collocare due o pi? entrate verso il rispettivo scomparto allo scopo di fornire la concentrazione uniforme di soluzione anodica,oppure catodica e provocare un movimento di circolazio ne di entrambe le soluzioni, come menzionato in pre cedenza.
Nella presente cella elettrolitica, almeno una uscita per soluzione catodica od anodica ? collocata in corrispondenza del rispettivo scomparto. L'uscita
per soluzione anodica ? situata in corrispondenza
dello scomparto anodico in maniera che il rapporto
fra l'altezza del livello di soluzione anodica e quella del livello di soluzione catodica sia maggiore di
1 , ed il prodotto della differenza di altezza fra
livello di soluzione catodica e livello di soluzione anodi. caper il peso specifico apparente della soluzione anodica sia minore della somma totale della pressione all?interno dello scomparto anodico nel valore numerico positivo di un dato valore di pressione negativa della pressione all'inter no dello scomparto catodico durante lo svolgimento dalloperazione. Nel funzionamento su scala industriale, lo scomparto anodico ? sotto una pressione negativa fra 10
e 30 mm di per impedire una perdita di gas cloro verso l'esterno della cella, ed inversamente lo scomparto catodico ? sotto una pressione positiva fra 50
e 150 mm di per impedire che aria penetri in modo da mescolarsi con gas idrogeno. Quando l'elettroli
si viene effettuata in tali condizioni, una pressione netta positiva fra 60 e 100 ma di viene esercitata sulla membrana di scambio cationico al di sopra del livello delia soluzione catodica (cio? nello spazio con tenente gas idrogeno), e sulla porzione di membrana assicurata al supporto superiore di membrana. Nella industria ? pericoloso esercitare una tale elevata pressione sulla porzione a contatto con lo spazio con tenente gas idrogeno. La presente cella elettrolitica ha quindi lo scopo di ottenere la pressione richiesta in modo da sottrarre la precedente pressione positiva dalla pressione idraulica risultente dalla differenza in altezza del livello di soluzione anodica e del livello di soluzione catodica.
Vale a dire la posizione dell'uscita per soluzione anodica ? stabilita relativamente in modo da soddisfare la seguente equazione
in cui
<P>C : pressione di gas idrogeno al catodo (mm di
PA : pressione di gas cloro all'anodo nel valore numerico positivo (mm di
H : altezza del livello di soluzione anodica rispetto al livello di soluzione catodica (asm)
p : peso specifico apparente della soluzione anodica.
Nella presente cella elettrolitica, l'uscita per soluzione anodica ? collocata in particolare nello scomparto anodico in modo che gas cloro sviluppa to nello scomparto anodico salga rapidamente senza resistenza nella soluzione anodica a contatto con la membrana di scambio cationico, e poi viene separato dalla soluzione anodica, ed una bassa pressione al di sotto di 30 mm di viene solamente esercitata
sulla membrana di scambio cationico che ? a contatto con gas idrogeno, e sulla porzione di membrana as sicurata al supporto superiore di membrana per cui
viene fornita una cella elettrolitica sicura. Nello elettrolizzare una soluzione acquosa di alogenuro
d? metallo alcalinoimpiegando la presente cella elet trolitica, una pressione positiva fra 0 e 30 mm di
pi? la pressione idrostatica risultante dalla differenza d? peso specifico apparente vengono esercitate sul la porzione centrale od inferiore della membrana di scambio cationico se la soluzione catodica viene re golata sempre in modo da avere uripeso specifico appa rente maggiore di quello della soluzione anodica.
Una sola uscita ? sufficiente per il rispettivo scomparto, ma s? preferiscono due 0 pi? uscite
poich? la separazione di gas cloro dalla soluzione
anodica viene accelerata e di conseguenza viene
impedita pi? efficacemente una diffusione di gas
cloro nella soluzione catodica. L'uscita per soluzione catodica pu? essere collocata in un luogo qual
siasi fra la porzione superiore e quella inferiore,
ma ? industrialmente vantaggi?so collocarla in corri spondenza della porzione inferiore poich? la separazione di gas idrogeno generato nello scomparto ceto dico/dalla soluzione catodica ? possibile all'inter no dello scomparto catodico non richiedendo cos? n? un separatore gas/liquido n? una,separazione gas/ liquido. Pu? essere adeguata una sola uscita per soluzione catodica,ma si preferiscono due o pi? usci te in vista della separazione gas/liquido, della con centrazione uniforme e del movimento di circolazione della soluzione catodica.
Inoltre , nella cella elettrol?tica della pr?sente invenzione una uscita per gas ? situata in cor rispondenza del rispettivo scomparto. Le uscite per gas per allontanare gas generato nello scomparto ca todico (gas ploro) e per allontanare gas sviluppato nello seomparto catodico (gas idrogeno) sono collocate rispettivamente in corrispondenza delle porzioni pi? alte dello scomparto anodico e di quello catodico, per cui viene impedito un trascinamento della soluzio ne anodica o di quella catodica. Per ciascuno scoiaparto pu? essere adeguata una sola uscita per gas, ma dovrebbero venire collocate due o pi? uscite per impedire pi? efficacemente il trascinamento delle soluzioni, come sopra indicato.
L'obiettivo della presente invenzione viene inol tre raggiunto, anche se non ? specificamente prevista l'uscita per il gas nello scomparto anodico, allontanando gas sviluppato insieme con la soluzione anodica attraverso l'uscita per soluzione anodica.
La presente invenzione ? quindi straordinariamen te utile nell'industria poich? la separazione gas/ liquido viene effettuata all'interno della cella elet trolitica l'operazione viene effettuata in corrispon densa della soluzione anodica o catodica uniformemente concentrata, viene eliminato l'inconveniente che gas cloro passi attraverso l? membrana di scambio cationi co in maniera da deteriorare la qualit? della sdazio ne catodica e ci? viene ottenuto in modo molto s?cu ro e ad una bassa tensione di cella.
Come separatore a membrana usato nella presente cella elettrolitica, si impiega come indicato in pre cedenza una membrana di scambio cationico. Esempi ti pici sono membrane di scambio cationico che convoglia no gruppi d? scambio cationico come ad esempio gruppi di acido perfluorosolfonico oppure gruppi di acido solfonico di cui una parte o la totalit? ? sostituita da gruppi di acido carbossilico, le quali sono rappre sentate da "HAFION" (marchio di impresa registrato), prodotto e venduto dalla E.I. Du Pont de Nemours & Co. negli Stati Uniti,
Riferendosi alle figure 1 e 2, sono indicati con 1 un anodo , con 2 un catodo con 3 una membrana di scambio cationico con 4b un supporto superiore di membrana di scambio cation?co con 4-a un supporto in ferrore di membrana di scambio cation?co con 6 un coperchio di cella e con 7 una parete laterale della cella. Gli anodi 1 sono situati ad eguali intervalli su una piastra 5 di fondo della cella (questa serve anche coma porzione elettroconduttiva). La membrana 3 d? scambio cationico ? assicurata alle superfici conferenziali interne di collari 15 che sono collocati in corrispondenza dei bordi circonferenziali di aper ture dei supporti 4-a e 4b per la membrana di scambio cationico, nelle quali aperture debbono venire inseri ti gli anodi 1. Nelle dette aperture vengono inseriti gli anodi 1 (cio? l'anodo viene circondato dalla membrasa di scambio cationico e poi dal catodo) in modo da formare un anodo unitario 9 (un'area dove la membrana di scambio cationico racchiude l'anodo lo stes so avviene in appresso) e rispettivamente un catodo unitario 10. Gli anodi unitari 9 vengono collegati fra loro in corrispondenza delle porzioni superiori ed inferiori ed i catodi unitari 10 vengono collega ti fra loro in corrispondenza delle porzioni circon ferenziali. Lo acomparto anodico e lo scomparto ca La cella elettrolitica della presente invenzione viene utilizzata adeguatamente per l'elettrolisi di una soluzione acquosa di cloruro di metallo alcalino. Come cloruro di metallo alcalino sono intesi per esempio cloruro di sodio, cloruro di potassio, cloru ro di litio e simili. Una soluzione acquosa contenente questi cloruri metallici viene alimentata allo scompar to anodico come soluzione da elettrolizzare. D?altro canto, come soluzione catodica nello scomparto catodico ai usa un idross?do acquoso di metallo alcalino prodotto tramite l?elettrolisi. Di conseguenza, come soluzione alimentata allo scomparto catodico, viene alimentata acqua od una soluzione diluita di idrossido d? metallo alcalino a guisa di soluzione diluente del catolito.
In appresso la presente invenzione verr? descrit ta con riferimento ai disegni annessi, in cui:
la figura 1 ? una vista prospettica parzialmente in sezione longitudinale dalla scatola catodica del la cella elettrolitica della presente invenzione;
la figura 2 illustra una sezione longitudinale parziale di una cella elettrolitica montata; e
la figura 3 ? una sezione longitudinale frammen taria che illustra una realizzazione della cella elettrolitica della presente invenzione.
todico sono separati tino dall'altro tramite il supporto inferiore 4a per la membrana di scambio catio nico, il supporto superiore 4b per la membrana di scambio cationico e la membrana di scambio cationico installata sui collari dei supporti. Il numero 13 in dica una guarnizione, e 17 indica un foglio isolante posto fra le flange della scatola catodica ed i supporti di membrana. Il numero 27 indica una piastra premente, 28 indica una guarnizione e 14 ? un bullone mediante il quale la membrana 3 di scambio cationico viene assicurata ai collari 13 dei supporti di membrana.
Come materiale anodico ? previsto titanio placcato con un sottile rivestimento di un metallo del gruppo del platino o con un ossido di metallo del gruppo del platino e simili. Si preferisce un anodo avente la capacit? di espandersi verso il catodo du rante l'elettrolisi. Come materiale catodico sono previsti ferro , nickel o questi metalli placcati con un sottile rivestimento di un metallo del gruppo del platino oppure nickel poroso e simili per rendere minima una sovratensione di idrogeno. Questi materiali possono venire usati in varie forme, per esempio sotto forma di metallo espanso, rete me tallica, piastra forata, asta e simili.
Come materiale della scatola catodica si usa pefeferibilmente ferro od acciaio inossidabile. Per quando riguarda il coperchio della cella, la superficie interna che racchiude lo scomparto anodico 11 ? eseguita in materiale resistente a cloro, includente gomma oppure ferro rivestito con resina fluorocarburica. Si pu? impiegare preferibilmente una plastica resisten te al calore, come ad esempio plastica rinforzata con fibre e cloruro polivinilico.
Nella figura 3 il numero 10 ? un catodo unitario mostrato nelle figure 1 e 2 ed il numero 9 ? un anodo unitario mostrato nelle figure 1 e 2. Il numero 18 ? un'entrata per soluzione anodica (cio? una entrata per soluzione acquosa di cloruro di metallo alcalino), il numero 19 ? una entrata per soluzione catodica (cio? un'entrata per soluzione diluita di idrossido di metallo alcalino oppure per acqua di diluizione) ed il numero 23 ? un tubo di alimentazione per soluzione acquosa di cloruro di metallo alcalino. Ciascuna entrata per soluzione ? situata in corrispondenza di una porzione inferiore del rispettivo scomparto. Il numero 20 ? un'uscita per so luzione anodica (cio? un'uscita per soluzione salina esaurita) ed ? collocata in una porzione superiore dello scomparto anodico. Il numero 21 ? una uscita per soluzione catodica (cio? uscita per il prodotto idrossido di metallo alcalino) ed ? collocata in una porzione dello scomparto catodico 12 al di sot to della superficie (A) della soluzione catodica. Il numero 22 ? una uscita per gas catodico (cio? uscita per idrogeno) e 24 ? una uscita per gas anodi co (cio? uscita per gas cloro). La prima ? situata in una porzione superiore dello scomparto catodico 12 e la seconda ? situata in una porzione superiore dello scomparto anodico (cio? nel coperchio 6 della cella). (Durante l'elettrolisi, il livello (A) della soluzione catodica non sale al di sopra del livello dell'uscita 22 per gas catodico poich? lo scomparto catodico 12 viene mantenuto sotto una pres sione accresciuta tramite gas idrogeno. La pressione accresciuta viene realizzata mediante l'impiego di un sifone ad acqua una valvola di comando e simili).
Il numero 5 indica il fondo della cella, 25 in dica una barra collettrice dello scomparto catodico e 26 indica una barra collettrice dello scomparto catodico. (B) ? il livello della soluzione anodica.
In appresso si far? riferimento alla elettroli si di una soluzione acquosa di cloruro sodico conformemente alla figura 3.
Una soluzione acquosa satura di clorur? sodico viene alimentata attraverso l'entrata 18, passa attraverso il tubo 25 di alimentazione e poi raggiun ge una porzione inferiore dello scomparto catodico. La soluzione viene poi elettrolizzata sull'anodo 1 in modo da sviluppare gas cloro. Ione sodio passa attraverso la membrana 5 di scambio cationico in modo da giungere nello scomparto catodico. Lo ione sodio reagisce poi con lo ione ossidrile generato contemporaneamente a gas idrogeno sul catodo 2, in modo da produrre idrossido di sodio. L'idrossido di sodio cos? ottenuto viene diluito con acqua pura alimentata attraverso l'entrata 19 per soluzione catodica cos? da fornire una soluzione al 20% di idrossido di sodio. Corrente elettrica viene alimentata dalla barra collettrice 25 dello scompario anodico alla barra collettrice 26 dello scomparto catodico.
La soluzione anodica elettrolizzata in un ano do unitario (cio? soluzione salina esaurita) e gas cloro sviluppato salgono in alto in modo da raggiun gere una porzione superiora pi? elevata della estre mit? superiore dello scomparto catodico (cio? l'estre mit? superiore del catodo unitario) ed una separazione gas/liquido viene facilmente effettuata in cor rispondenza della superficie (B) della soluzione cato tramite l'elettrolisi negli anodi unitari e che ? passato attraverso la membrana di scambio cationi co, reagisce con lo ione ossidrile in modo da formare idrossido di sodio, e simultaneamente sviluppa gas cloro. La soluzione acquosa di idrossido di sodio concentrata a 20% viene allontanata attraverso l?uscita 21 per soluzione catodica, e gas idrogeno sviluppato giunge nella porzione superiore dello scompar-to catodico 12, poi viene separato facilmente dalia soluzione catodica in corrispondenza della superficie (A) della soluzione catodica, e viene poi scaricato attraverso l?uscita 22 per gas catodico.
In tal caso, l?uscita 21 per soluzione catodi ca ? situata in vicinanza della porzione inferiore dello scomparto catodico 12 [cio? in una porzione inferiore alla superficie (A) della soluzione catodica] cosi che la separazione di gas idrogeno, sviluppato nei catodi unitari 10, dalla soluzione catodica viene effettuata in una porzione superiore dello scomparto catodico 12. Quindi non sono necessari n? un?operazione di separazione all?esterno della cella elettrolitica n? un separatore gas/ liquido, ci? essendo straordinariamente vantaggio so nell?industria. Inoltre, poich? l'entrata 19 per todica . Gas cloro separato vieneal lontanato attraverso l'uscita 24 per gas anodico e la soluzione salina esaurita viene allontanata attraverso l'usci ta 20 per soluzione anodica.
In tal caso poich? l'uscita 20 per soluzione anodica ? situata in una porzione superiore pi? elevata dell'estremit? superiore dello scomparto ca iodico (cio? l'estremit? superiore della membrana di scambio oationico) , al gas cloro sviluppato nello snodo unitario 9 viene impedito di passere attraverso la membrana di scempio estionico in modo da venire sciolto nella soluzione catodica. Inoltre, il tubo 23 di alimentazi?ne di soluzione anodica raggiunge una porzione inferiore dello scomparto anodico 11 cosi che la concentrazione della soluzione anodica sia nello scomparto anodico 11 sia anche negli anodi unitari 9 viene mantenuta uniforme e ne risulta un buon movimento di circolazione della soluzione anodica.
D'altro canto, una soluzione acquosa diluita di idrossido di sodio oppure acqua di diluizi?ne per la soluzione catodica viene introdotta attraver so l' entrata 19 per soluzione catodica e scorre da una porzione inferiore dello scomparto catodico 12 entro i catodi unitari 10 dove ione sodio genera soluzione catodica ? situata in una porzione inferio re dello scomparto catodico 12 , non solo viene mantenuta uniforme la concentrazione della soluzione catodica sia nello scomparto catodico 12 sia anche nei catodi unitari 10, ma viene anche ben realizza to il movimento di circolazione della soluzione ca todica.
Inoltre , gas cloro viene risucchiato con una pressione negativa di 30 mm di mentre gas idro geno si trova sotto una pressione accresciuta di
120 mm di . L'altezza dal livello (A) di soluzione catodica al livello (B) di soluzione anodica ? 130 mm di ed il peso specifico apparente della solu zione anodica ? 1,1, e pertanto la pressione netta, eser citata sulla porzione C della figura 3 (cio? lo spa zio contenente idrogeno al di sopra dell'estremit? su periore della membrana di scambio cationico) viene calcolata come segue:
Una pressione netta piccola come 7 mm di
viene soltanto esercitata sullo scomparto catodico cos? che non vi ? sostanzialmente alcuna fuga di gas idrogeno dalia porzione sigillata dei collari 15 del supporto superiore 4b di membrana e la membrana 3
gas catodico, la detta uscita, per soluzione anodica essendo situata in maniea tale che il rapporto fra
l?altezza del livello di soluzione anodica e quella
del livello di soluzione catodica s?a maggiore di 1 ,
ed il prodotto della differenza in altezza fra il li
vello di soluzione catodica ed il livello di soluzione anodica per il peso specifico apparente della soluzione anodica sia minore della somma totale della pr?ssi?ne all ?interno dello scom parto anodico nel valore numerico positivo di un dato valore di pressione negativa e di una pressione all 'int?rno dello scompartii catodico durante lo svolgimento dell 'operazione.
2. Nell' elettrolitica del tipo a scatola vertice
le e monopolare in cui l'uscita per soluzione anodica ? situata in una porzione superiore dello scompart?) anodico la detta porzione superiore essendo pi? ele
vata dell 'stremit? superiore della membrana di scambio cationico.
3. Cella elettrolitica del tipo a scatola verti
cale e monopolare secondo la rivendicazione 1 in
cui l'entrata e l ?uscita per soluzione catodica so
no situate in una porzione inferiore dello scomparto catodico .
4. Cella elettrolitica del tipo a scatola verti
cale e monopolare secondo la rivendicazione 1, in cui l'uscita per soluzione anodica serve anche come usci
Claims (1)
1. Cella elettrolitica del tipo a scatola verticale e monopolare per la elettrolisi di una soluzione acquosa di cloruro di metallo alcalino prevedendo una membranadi scambio cationico come separatore fra snodi e catodi, la quale cella comprende uno scomparto anodico avente rispettivamente almeno una entrata per soluzione anodica, almeno una uscita per soluzione anodica ed almeno una uscita per gas anodico, ed uno scomparto catodico avente rispettivamente alme no un?entrata per soluzione catodica, almeno un 'sci ta per soluzione catodica ed almeno una uscita per ta per gas anodico.
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