ITMI991886A1

ITMI991886A1 - ELECTRODIALYSIS ELECTRODIALISER CELL AND USE OF THE ELECTRODIALIZER

Info

Publication number: ITMI991886A1
Application number: IT1999MI001886A
Authority: IT
Inventors: Luc Botte
Original assignee: Solvay
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2001-03-08
Also published as: ITMI991886A0; IT1313362B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale DESCRIPTION of the industrial invention

La presente invenzione riguarda celle di elettrodialisi e anche elettrodializzatori nei quali sono inserite celle di elettrodialisi. The present invention relates to electrodialysis cells and also electrodializers in which electrodialysis cells are inserted.

Gli elettrodializzatori sono ben noti nella tecnica, in particolare per la produzione di acqua dolce partendo da acqua salmastra oppure per la produzione di soluzioni acquose di idrossido di sodio partendo da soluzioni acquose di sali di sodio come per esempio cloruro di sodio, carbonato di sodio oppure solfato di sodio. Essi sono costituiti dalla ripetizione di una unità di due o più compartimenti, denominata cella di elettrodialisi, situata tra due elettrodi di estremità. In una cella di elettrodialisi, i compartimenti di elettrodialisi sono delimitati da membrane selettivamente permeabili agli ioni e da separatori che si alternano con le membrane. I separatori sono quadri attraversati da aperture e da tubi per la circolazione degli elettroliti (Techniques de l'Ingénieur, Chimie-Génie chimique, 3-1988, J2840, pagg. 1-21). Electrodializers are well known in the art, in particular for the production of fresh water starting from brackish water or for the production of aqueous solutions of sodium hydroxide starting from aqueous solutions of sodium salts such as sodium chloride, sodium carbonate or sodium sulfate. They consist of the repetition of a unit of two or more compartments, called an electrodialysis cell, located between two end electrodes. In an electrodialysis cell, the electrodialysis compartments are delimited by membranes which are selectively permeable to ions and by separators that alternate with the membranes. The separators are squares crossed by openings and tubes for the circulation of electrolytes (Techniques de l'Ingénieur, Chimie-Génie chimique, 3-1988, J2840, pp. 1-21).

Gli elettrodializzatori industriali usualmente sono costituiti da un gran numero di celle di elettrodialisi successive, situate tra i due elettrodi di estremità, questo numero potendo arrivare al centinaio e persino superare il centinaio. Pertanto, si cerca di utilizzare membrane e quadri di piccolo spessore affinchè la distanza che separa i due elettrodi sia piccola. Lo spessore dei quadri usualmente è appena di qualche millimetro, generalmente è inferiore a 5 mm. Raramente esso supera 3 mm. Lo spessore delle membrane, usualmente, è inferiore a 1 mm e raramente supera 0,5 mm, o addirittura è di 0,3 mm. Industrial electrodializers usually consist of a large number of successive electrodialysis cells, located between the two end electrodes, this number being able to reach hundreds and even exceed one hundred. Therefore, we try to use membranes and panels of small thickness so that the distance separating the two electrodes is small. The thickness of the frames is usually just a few millimeters, generally it is less than 5 mm. It rarely exceeds 3 mm. The thickness of the membranes is usually less than 1 mm and rarely exceeds 0.5 mm, or even 0.3 mm.

Negli elettrodializzatori industriali, il circuito degli elettroliti è costituito da tubi che sono formati mediante giustapposizione di orifizi praticati nei quadri separatori e nelle membrane. Questa configurazione degli elettrodializzatori, apparentemente semplice, tuttavia, in certi casi è causa di corrosione delle membrane. In particolare si ha questo caso negli elettrodializzatori impiegati per la produzione di soluzioni acquose di idrossido di sodio, dotati di membrane selettivamente permeabili agli anioni i cui siti attivi comprendono gruppi di benzil trimetilammonio oppure gruppi di Nmetil-piridinio [Journal of Membrane Science 112 (1996) pagg. 161-170; "Change of anion exchange membranes in an aqueous sodium hydroxide solution at hight temperature"]. In industrial electrodializers, the electrolyte circuit consists of tubes that are formed by juxtaposition of orifices made in the separator panels and in the membranes. This apparently simple configuration of the electrodializers, however, in some cases causes corrosion of the membranes. In particular, this is the case in electrodializers used for the production of aqueous solutions of sodium hydroxide, equipped with membranes selectively permeable to anions whose active sites include groups of benzyl trimethylammonium or groups of Nmethyl-pyridinium [Journal of Membrane Science 112 (1996 ) pp. 161-170; "Change of anion exchange membranes in an aqueous sodium hydroxide solution at hight temperature"].

La presente invenzione ha lo scopo di rimediare a questo inconveniente degli elettrodializzatori noti mettendo a disposizione una cella di elettrodialisi ed un elettrodializzatore di concezione nuova, che eliminano il rischio che il circuito degli elettroliti dell'elettrodializzatore sia causa di una corrosione delle membrane. The present invention has the purpose of remedying this drawback of known electrodializers by providing an electrodialysis cell and an electrodializer of a new concept, which eliminate the risk that the electrolyte circuit of the electrodializer causes corrosion of the membranes.

Di conseguenza, la presente invenzione riguarda una cella di elettrodialisi che è costituita da una membrana selettivamente permeabile agli ioni, applicata su un quadro rettangolare un lato del quale almeno è attraversato da almeno un orifizio trasversale, la cella essendo caratterizzata dal fatto che la membrana viene applicata sul lato del quadro precedentemente citato, al di qua dell'orifizio e caratterizzata dal fatto che un nastro di spessore sostanzialmente uguale a quello della membrana ricopre detto lato, al di là della membrana, e è attraversato da un'apertura che si trova davanti all'orifizio. Consequently, the present invention relates to an electrodialysis cell which is constituted by a membrane selectively permeable to ions, applied on a rectangular frame, one side of which at least is crossed by at least one transverse orifice, the cell being characterized in that the membrane is applied on the side of the aforementioned panel, on this side of the orifice and characterized by the fact that a strip of thickness substantially equal to that of the membrane covers said side, beyond the membrane, and is crossed by an opening which is located in front at the orifice.

Nella cella di elettrodialisi secondo la presente invenzione, il quadro può venire realizzato usando qualsiasi materiale rigido oppure morbido, che può resistere alle condizioni ambientali chimiche e termiche che normalmente si hanno nelle celle di elettrodialisi. Si preferisce realizzare detto quadro usando un materiale rigido, per esempio, policloruro di vinile rigido, polietilene rigido oppure polipropilene rigido. Si preferisce il polipropilene rigido . In the electrodialysis cell according to the present invention, the frame can be made using any rigid or soft material, which can withstand the chemical and thermal environmental conditions that normally occur in electrodialysis cells. It is preferred to make said framework using a rigid material, for example, rigid vinyl chloride, rigid polyethylene or rigid polypropylene. Rigid polypropylene is preferred.

Il quadro è rettangolare e delimita un'apertura centrale rettangolare che forma un compartimento di elettrodialisi. Almeno uno dei suoi quattro lati è attraversato da almeno un foro, nella direzione trasversale rispetto al foro del quadro. Questo foro costituisce un troncone di un tubo per trasportare elettroliti, quando parecchi quadri simili sono assemblati con membrane per formare un elettrodializzatore. Il lato che è attraversato dal foro può essere un lato orizzontale oppure un lato verticale del quadro. In generale esso è un lato orizzontale, che può essere il lato superiore oppure il lato inferiore del quadro. Come variante, i due lati orizzontali e/o i due lati verticali del quadro sono attraversati da fori. In pratica, i lati dei quadri sono attraversati da parecchi fori diversi l'uno dall'altro, destinati a formare tubi diversi l'uno dall'altro per la circolazione di elettroliti diversi. The panel is rectangular and delimits a central rectangular opening which forms an electrodialysis compartment. At least one of its four sides is crossed by at least one hole, in the transverse direction with respect to the hole in the switchboard. This hole forms a stub of a tube for carrying electrolytes, when several similar panels are assembled with membranes to form an electrodializer. The side that is crossed by the hole can be a horizontal side or a vertical side of the switchboard. In general it is a horizontal side, which can be the upper or lower side of the switchboard. As a variant, the two horizontal sides and / or the two vertical sides of the switchboard are crossed by holes. In practice, the sides of the panels are crossed by several holes different from each other, destined to form tubes different from each other for the circulation of different electrolytes.

Indifferentemente la membrana può essere una membrana selettivamente permeabile ai cationi, una membrana selettivamente permeabile agli anioni oppure una membrana bipolare. Indifferently the membrane can be a membrane selectively permeable to cations, a membrane selectively permeable to anions or a bipolar membrane.

La membrana viene applicata sui quattro lati del quadro in modo da ricoprire completamente il foro centrale del quadro precedentemente indicato. The membrane is applied on the four sides of the switchboard so as to completely cover the central hole of the previously indicated switchboard.

E' desiderabile che lo spessore del quadro e quello della membrana siano i più piccoli possibili, rimanendo tuttavia compatibili con una resistenza meccanica sufficiente per resistere alle sollecitazioni meccaniche, alle quali essi sono normalmente sottoposti durante un impiego normale della cella di elettrodialisi. In pratica, lo spessore del quadro è inferiore a 5 mm e, preferibilmente, non supera 3 mm. Gli spessori compresi tra 0,5 mm e 3 mm sono particolarmente raccomandati. Lo spessore della membrana, normalmente è inferiore a 1 mm e preferibilmente non supera 0,5 mm. Per una ragione di resistenza meccanica, le membrane, in generale, hanno uno spessore superiore a 0,005 mm, preferibilmente almeno uguale a 0,01 mm. It is desirable that the thickness of the frame and that of the membrane be as small as possible, while remaining compatible with a mechanical strength sufficient to withstand the mechanical stresses to which they are normally subjected during normal use of the electrodialysis cell. In practice, the thickness of the frame is less than 5 mm and, preferably, does not exceed 3 mm. Thicknesses between 0.5 mm and 3 mm are particularly recommended. The thickness of the membrane is normally less than 1 mm and preferably does not exceed 0.5 mm. For a reason of mechanical strength, the membranes, in general, have a thickness greater than 0.005 mm, preferably at least equal to 0.01 mm.

Gli spessori compresi tra 0,05 e 0,5 mm sono particolarmente vantaggiosi. Thicknesses between 0.05 and 0.5 mm are particularly advantageous.

Secondo la presente invenzione, il lato del quadro, che è attraversato da almeno un foro, è coperto soltanto parzialmente dalla membrana, in modo che questa non ricopre il foro, ma rimane al di qua del foro. Un nastro, il cui spessore è sostanzialmente uguale a quello della membrana, ricopre la parte di detto lato del quadro, che è situata al di là della membrana e non copre questa. Il nastro è attraversato da un foro, situato davanti all'orifizio, in modo da formare un troncone del tubo dell'elettrolita precedentemente citato. According to the present invention, the side of the switchboard, which is crossed by at least one hole, is only partially covered by the membrane, so that the membrane does not cover the hole, but remains on this side of the hole. A tape, the thickness of which is substantially equal to that of the membrane, covers the part of said side of the switchboard, which is located beyond the membrane and does not cover it. The tape is crossed by a hole, located in front of the orifice, so as to form a section of the electrolyte tube mentioned above.

Nel presente testo, le espressioni "al di qua" e "al di là" sono considerate rispetto all'apertura centrale del quadro precedentemente citata. In this text, the expressions "on this side" and "on the other side" are considered with respect to the central opening of the framework mentioned above.

Il nastro deve venire realizzato usando un materiale inerte chimicamente nei confronti dell'elettrolita che circola nel tubo precedentemente citato. In funzione della destinazione della cella di elettrodialisi, si può realizzare per esempio il nastro in polietilene, in polipropilene oppure usando un copolimero di etilene e di propilene. Preferibilmente, si impiega un polimero elastomerico, per esempio, un copolimero elastomerico di etilene e di propene, noto sotto la denominazione EPDM. I prodotti SANTOPRENE<® >(Monsanto) sono esempi di copolimeri elastomerici impiegabili per il nastro. The tape must be made using a material which is chemically inert towards the electrolyte which circulates in the aforementioned tube. Depending on the destination of the electrodialysis cell, the tape can be made, for example, in polyethylene, in polypropylene or by using a copolymer of ethylene and propylene. Preferably, an elastomeric polymer is used, for example, an elastomeric copolymer of ethylene and propene, known under the name EPDM. SANTOPRENE <®> (Monsanto) products are examples of elastomeric copolymers that can be used for tape.

La cella di elettrodialisi secondo la presente invenzione presenta la particolarità vantaggiosa costituita dal fatto che la membrana non si trova in contatto con l'elettrolita che circola nell'orifizio praticato nel lato del quadro, e ciò elimina così il rischio di una corrosione e di un deterioramento della membrana provocato da questo elettrolita. The electrodialysis cell according to the present invention has the advantageous particularity constituted by the fact that the membrane is not in contact with the electrolyte circulating in the orifice made in the side of the switchboard, and this thus eliminates the risk of corrosion and a deterioration of the membrane caused by this electrolyte.

In confronto a celle di elettrodialisi anteriori alla presente invenzione, la cella secondo la presente invenzione presenta la particolarità di utilizzare membrane aventi una minore superficie, a causa della presenza del nastro. Il costo del nastro, in generale, è molto inferiore a quello della membrana, e si ottiene l'ulteriore vantaggio di un minore costo di investimento. Compared to electrodialysis cells prior to the present invention, the cell according to the present invention has the particularity of using membranes having a smaller surface area, due to the presence of the tape. The cost of the tape, in general, is much lower than that of the membrane, and the further advantage of a lower investment cost is obtained.

Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa della presente invenzione, il nastro è un "passepartout" che circonda la membrana e ricopre i quattro lati del quadro. Questa forma di realizzazione della presente invenzione presenta il vantaggio di ridurre notevolmente la superficie della membrana e, di conseguenza, ridurre il costo della cella. According to an advantageous embodiment of the present invention, the tape is a "passepartout" that surrounds the membrane and covers the four sides of the switchboard. This embodiment of the present invention has the advantage of considerably reducing the membrane surface and, consequently, reducing the cost of the cell.

La presente invenzione è particolarmente adatta alle celle di elettrodialisi per la produzione di soluzioni acquose di idrossido dì sodio, nelle quali la membrana comprende siti attivi anionici, selezionati tra i gruppi benzil trimetilammonio e i gruppi N-metil-piridinio. The present invention is particularly suitable for electrodialysis cells for the production of aqueous solutions of sodium hydroxide, in which the membrane comprises anionic active sites, selected from the benzyl trimethylammonium groups and the N-methyl-pyridinium groups.

La presente invenzione riguarda anche un elettrolizzatore che comprende un impilamento di celle di elettrodialisi conforme all'invenzione, tra due elettrodi. Essa riguarda più in particolare un elettrodializzatore che comprende, da un lato, un impilamento di membrane selettivamente permeabili agli ioni e di quadri rettangolari verticali e, d'altro canto, almeno un tubo per la circolazione di elettroliti, formato da un allineamento di orifizi praticati in un lato dei quadri, l'elettrodializzatore essendo caratterizzato dal fatto che le membrane sono situate tra i quadri, al di qua degli orifizi e caratterizzato dal fatto che nastri aventi uno spessore sostanzialmente uguale a quello delle membrane, sono interposti tra i quadri, nel prolungamento delle membrane, e sono attraversati da fori situati nell'allineamento degli orifizi dei quadri precedentemente citati. The present invention also relates to an electrolyser which comprises a stacking of electrodialysis cells according to the invention, between two electrodes. More specifically, it relates to an electrodializer which comprises, on the one hand, a stack of selectively permeable membranes to ions and vertical rectangular squares and, on the other hand, at least one tube for the circulation of electrolytes, formed by an alignment of orifices made on one side of the frames, the electrodializer being characterized by the fact that the membranes are located between the frames, on this side of the orifices and characterized by the fact that ribbons having a thickness substantially equal to that of the membranes, are interposed between the frames, in extension of the membranes, and are crossed by holes located in the alignment of the orifices of the previously mentioned frames.

Nell'elettrodializzatore secondo la presente invenzione, i quadri, le membrane e i nastri sono conformi alle definizioni precedentemente indicate, con riferimento alla cella di elettrodialisi secondo la presente invenzione. In the electrodializer according to the present invention, the frames, membranes and tapes conform to the definitions previously indicated, with reference to the electrodialysis cell according to the present invention.

Nell'elettrodializzatore secondo la presente invenzione, le membrane possono essere membrane selettivamente permeabili ai cationi, membrane selettivamente permeabili agli anioni oppure membrane bipolari che, per definizione, sono selettivamente permeabili agli anioni su una superficie e sono selettivamente permeabili ai cationi sull'altra superficie . In the electrodializer according to the present invention, the membranes can be selectively permeable membranes to cations, selectively permeable membranes to anions or bipolar membranes which, by definition, are selectively permeable to anions on one surface and are selectively permeable to cations on the other surface.

Secondo una forma di realizzazione particolare della presente invenzione, 1'elettrolizzatore comprende una successione di membrane cationiche, anioniche e bipolari. L'elettrodializzatore secondo questa forma di realizzazione della presente invenzione è particolarmente adatto alla produzione di una soluzione acquosa di idrossido di sodio mediante elettrodialisi di una soluzione acquosa di cloruro di sodio. According to a particular embodiment of the present invention, the electrolyser comprises a succession of cationic, anionic and bipolar membranes. The electrodializer according to this embodiment of the present invention is particularly suitable for the production of an aqueous solution of sodium hydroxide by electrodialysis of an aqueous solution of sodium chloride.

La presente invenzione riguarda pertanto anche l'impiego dell'elettrodializzatore secondo la presente invenzione per la produzione di una soluzione acquosa di idrossido di sodio mediante elettrodialisi di una soluzione acquosa di cloruro di sodio. The present invention therefore also relates to the use of the electrodializer according to the present invention for the production of an aqueous solution of sodium hydroxide by electrodialysis of an aqueous solution of sodium chloride.

Particolarità e dettagli della presente invenzione sono rilevabili dalla seguente descrizione dei disegni allegati. Particularities and details of the present invention can be seen from the following description of the attached drawings.

La figura 1 è una vista in elevazione, con strappo parziale, di una cella di elettrodialisi anteriore a quella della presente invenzione; Figure 1 is a partial tear-off elevational view of an electrodialysis cell prior to that of the present invention;

la figura 2 è una vista esplosa della cella della figura 1, in sezione trasversale verticale secondo il piano II-II della figura 1; Figure 2 is an exploded view of the cell of Figure 1, in vertical cross section along the plane II-II of Figure 1;

la figura 3 è una vista in elevazione, con strappo parziale, di una forma di realizzazione particolare della cella di elettrodialisi secondo la presente invenzione; Figure 3 is a partial tear-off elevation view of a particular embodiment of the electrodialysis cell according to the present invention;

la figura 4 è una vista esplosa della cella della figura 3 in sezione trasversale verticale secondo il piano IV-IV della figura 3; Figure 4 is an exploded view of the cell of Figure 3 in vertical cross section along the plane IV-IV of Figure 3;

la figura 5 è una vista analoga a quella della figura 3, di una forma di realizzazione preferita della cella di elettrodialisi secondo la presente invenzione; figure 5 is a view similar to that of figure 3, of a preferred embodiment of the electrodialysis cell according to the present invention;

la figura 6 è una vista esplosa, in grande scala e in sezione trasversale, verticale di una forma di realizzazione particolare dell'elettrodializzatore secondo la presente invenzione. Figure 6 is an exploded view, in large scale and in vertical cross section, of a particular embodiment of the electrodializer according to the present invention.

In queste figure, uguali notazioni di riferimento indicano elementi identici. In these figures, the same reference notations indicate identical elements.

La cella di elettrodialisi rappresentata nelle figure 1 e 2 è anteriore a quella della presente invenzione e non è conforme ad essa. Essa comprende un quadro sottile di polipropilene, indicato in modo generale dalla notazione di riferimento 1. Il quadro 1 è rettangolare ed è disposto verticalmente e il suo spessore è, per esempio, di circa 2 mm. Esso comprende due lati orizzontali 2 e 3 e due lati verticali 4 e 5, che delimitano tra loro un'apertura rettangolare 6 che forma un compartimento di elettrodialisi. I lati orizzontali 2 e 3 sono attraversati, ciascuno, da una fila di tre orifizi 7. Uno degli orifizi 7 si trova in comunicazione con l'apertura 6 del quadro per mezzo di un tubo 8 inserito nello spessore del lato 2. The electrodialysis cell shown in Figures 1 and 2 is prior to that of the present invention and does not conform to it. It comprises a thin frame of polypropylene, generally indicated by the reference notation 1. The frame 1 is rectangular and is arranged vertically and its thickness is, for example, about 2 mm. It comprises two horizontal sides 2 and 3 and two vertical sides 4 and 5, which define a rectangular opening 6 between them which forms an electrodialysis compartment. The horizontal sides 2 and 3 are each crossed by a row of three orifices 7. One of the orifices 7 is in communication with the opening 6 of the switchboard by means of a tube 8 inserted in the thickness of the side 2.

Una membrana 9, selettivamente permeabile agli ioni, viene applicata contro il quadro 1, in modo da ricoprire l'apertura 6 e la totalità dei quattro lati 2, 3, 4 e 5. La membrana 9 è attraversata da orifizi 10, che sono situati esattamente davanti agli orifizi 7 del quadro, in modo da formare con questi tronconi di tubi per il trasporto di elettroliti oppure di gas. Lo spessore della membrana 9 è inferiore a 1 mm; esso, per esempio, è di circa 0,2 mm. A membrane 9, selectively permeable to ions, is applied against the frame 1, so as to cover the opening 6 and the totality of the four sides 2, 3, 4 and 5. The membrane 9 is crossed by orifices 10, which are located exactly in front of the orifices 7 of the switchboard, so as to form with these sections of tubes for the transport of electrolytes or gases. The thickness of the membrane 9 is less than 1 mm; it, for example, is about 0.2 mm.

Durante il funzionamento della cella delle figure 1 e 2, la membrana 9 si trova in contatto con gli elettroliti e con i gas che circolano negli orifizi 7 e 10, e ciò, con certe membrane, può portare ad un attacco chimico di queste provocato da uno o parecchi elettroliti. Inoltre, la parte della membrana 9, che ricopre i quattro lati 2, 3, 4 e 5 del quadro, non partecipa alle reazioni di elettrodialisi durante il funzionamento della cella. During the operation of the cell of Figures 1 and 2, the membrane 9 is in contact with the electrolytes and with the gases circulating in the orifices 7 and 10, and this, with certain membranes, can lead to a chemical attack of these caused by one or several electrolytes. Furthermore, the part of the membrane 9, which covers the four sides 2, 3, 4 and 5 of the switchboard, does not participate in the electrodialysis reactions during cell operation.

La cella di elettrodialisi rappresentata nelle figure 3 e 4 è conforme alla presente invenzione. Essa differisce dalla cella delle figure 1 e 2 per il fatto che la sua membrana 9 ricopre soltanto parzialmente i lati orizzontali superiore 2 ed inferiore 3 del quadro, restando al di qua dei loro rispettivi orifizi 7. Un nastro 11 di un copolimero elastomerico SANTOPRENE<® >(Monsanto) ricopre la parte del lato 2 che si trova al di là della membrana 9 e che non è coperta da questa. Un nastro identico 12 ricopre la parte del lato 3 che si trova al di là della membrana 9 e che non è coperta da questa. I nastri 11 e 12 hanno il medesimo spessore della membrana 9. Essi sono attraversati, ciascuno, da una fila di aperture 13, che sono situate esattamente davanti agli orifizi 7 dei lati 2 e 3, per formare con questi i tubi per la circolazione degli elettroliti. Nella cella delle figure 3 e 4, la membrana 9 non è a contatto con gli elettroliti che circolano nei tubi definiti dagli orifizi 7 e dalle aperture 13. Pertanto, essa non rischia di venire danneggiata da questi, e ciò costituisce un vantaggio rispetto alla cella delle figure 1 e 2. Peraltro, la membrana 9 della cella delle figure 3 e 4 (conforme all'invenzione) ha una superficie inferiore a quella della membrana 9 della cella delle figure 1 e 2 (non conforme all'invenzione), in quanto essa copre soltanto una parte dei lati orizzontali 2 e 3 del quadro 1. Ne deriva un vantaggio di investimento e ciò costituisce un ulteriore vantaggio della cella delle figure 3 e 4. The electrodialysis cell shown in Figures 3 and 4 is in accordance with the present invention. It differs from the cell of Figures 1 and 2 in that its membrane 9 only partially covers the upper 2 and lower 3 horizontal sides of the switchboard, remaining on this side of their respective orifices 7. A strip 11 of an elastomeric copolymer SANTOPRENE < ®> (Monsanto) covers the part of side 2 which lies beyond membrane 9 and which is not covered by it. An identical tape 12 covers the part of the side 3 which lies beyond the membrane 9 and which is not covered by it. The tapes 11 and 12 have the same thickness as the membrane 9. They are each crossed by a row of openings 13, which are located exactly in front of the orifices 7 of the sides 2 and 3, to form with them the tubes for the circulation of the electrolytes. In the cell of Figures 3 and 4, the membrane 9 is not in contact with the electrolytes circulating in the tubes defined by the orifices 7 and by the openings 13. Therefore, it does not risk being damaged by these, and this constitutes an advantage over the cell. of Figures 1 and 2. Moreover, the membrane 9 of the cell of Figures 3 and 4 (according to the invention) has a smaller surface than that of the membrane 9 of the cell of Figures 1 and 2 (not according to the invention), since it covers only a part of the horizontal sides 2 and 3 of switchgear 1. An investment advantage derives from this and this constitutes a further advantage of the cell of figures 3 and 4.

Nella cella di elettrodialisi rappresentata nella figura 5, la membrana 9 ricopre soltanto parzialmente i quattro lati 2, 3, 4 e 5 del quadro 1. Essa è circondata da un "passe-partout" 14 di copolimero elastomerico SANTOPRENE<® >(Monsanto), che è applicato sulla parte di questi quattro lati, che non è ricoperta dalla membrana 9. Il "passe-partout" 14 ha il medesimo spessore della membrana 9 e le sue parti orizzontali superiore e inferiore costituiscono i nastri 11 e 12 della cella delle figure 3 e 4. In the electrodialysis cell shown in Figure 5, the membrane 9 only partially covers the four sides 2, 3, 4 and 5 of panel 1. It is surrounded by a "passe-partout" 14 of elastomeric copolymer SANTOPRENE <®> (Monsanto) , which is applied on the part of these four sides, which is not covered by the membrane 9. The "passe-partout" 14 has the same thickness as the membrane 9 and its upper and lower horizontal parts constitute the tapes 11 and 12 of the cell of the figures 3 and 4.

La cella della figura 5 presenta il vantaggio di fare diminuire ancora ulteriormente la superficie della membrana e, di conseguenza, fare diminuire ulteriormente il costo della cella. The cell of Figure 5 has the advantage of further decreasing the surface of the membrane and, consequently, further decreasing the cost of the cell.

L'elettrolizzatore rappresentato parzialmente e schematicamente nella figura 6 è formato mediante giustapposizione di celle di elettrodialisi del tipo di quella rappresentata nelle figure 3 e 4, tra due elettrodi 15 e 16, collegati ad una sorgente di corrente continua, non rappresentata. L'elettrolizzatore comprende un impilamento di quadri rettangolari verticali 1 e di membrane 9 selettivamente permeabili rispetto agli ioni. Le membrane 9 possono essere membrane selettivamente permeabili agli anioni, membrane selettivamente permeabili ai cationi oppure membrane bipolari. Nel caso in cui l'elettrolizzatore sia destinato alla produzione di soluzioni acquose di idrossido di sodio mediante elettrodialisi di una soluzione acquosa di cloruro di sodio, le membrane 9 possono comprendere un'alternanza di membrane selettivamente permeabili agli anioni, di membrane bipolari e di membrane selettivamente permeabili ai cationi. The electrolyser shown partially and schematically in figure 6 is formed by juxtaposition of electrodialysis cells of the type shown in figures 3 and 4, between two electrodes 15 and 16, connected to a direct current source, not shown. The electrolyser comprises a stacking of vertical rectangular frames 1 and membranes 9 which are selectively permeable with respect to ions. Membranes 9 can be selectively permeable membranes to anions, selectively permeable membranes to cations or bipolar membranes. In the case where the electrolyser is intended for the production of aqueous solutions of sodium hydroxide by electrodialysis of an aqueous solution of sodium chloride, the membranes 9 can comprise an alternation of membranes selectively permeable to anions, of bipolar membranes and of membranes selectively permeable to cations.

I quadri 1 hanno uno spessore di qualche millimetro (per esempio 2 mm) e le membrane 9 hanno uno spessore di qualche decimo di millimetro (per esempio 0,2 mm). I quadri 1 e le membrane 9 sono assemblati nel modo rappresentato nella figura 5. Per questo scopo, i quadri 1 comprendono due lati orizzontali 2 e 3 e due lati verticali 4 e 5 (il lato 5 non essendo visibile) che delimitano tra loro un compartimento di elettrodialisi 6. Le membrane 9 sono inserite entro i quadri 1, in modo da ricoprire il compartimento 6 e i lati 2, 3, 4 e 5 dei quadri 1. Le dimensioni delle membrane 9 sono tuttavia tali che le membrane rimangono arretrate rispetto alla periferia dei quadri 1. "Passe-partout" rettangolari 14 (il cui spessore è identico a quello delle membrane 9) sono disposti attorno a membrane 9 e sono inseriti tra le zone periferiche dei quadri 1, che non sono ricoperte da dette membrane 9. I quadri l e i "passe-partout" 14 sono attraversati da orifizi 7 e 13 rispettivamente, che sono allineati in modo da formare tubi orizzontali per la circolazione di elettroliti ed eventualmente di gas durante il funzionamento dell'elettrodializzatore. Tiranti, non rappresentati, assicurano la coesione e la tenuta dell'impilatura dei quadri 1, delle membrane 9 e dei "passe-partout" 14. The squares 1 have a thickness of a few millimeters (for example 2 mm) and the membranes 9 have a thickness of a few tenths of a millimeter (for example 0.2 mm). The boards 1 and the membranes 9 are assembled as shown in Figure 5. For this purpose, the boards 1 comprise two horizontal sides 2 and 3 and two vertical sides 4 and 5 (side 5 not being visible) which delimit a electrodialysis compartment 6. The membranes 9 are inserted inside the frames 1, so as to cover the compartment 6 and the sides 2, 3, 4 and 5 of the frames 1. The dimensions of the membranes 9 are however such that the membranes remain set back with respect to the periphery of the switchboards 1. Rectangular "passe-partout" 14 (whose thickness is identical to that of the membranes 9) are arranged around membranes 9 and are inserted between the peripheral areas of the switchboards 1, which are not covered by said membranes 9. The panels 1 and the "passe-partout" 14 are crossed by orifices 7 and 13 respectively, which are aligned so as to form horizontal tubes for the circulation of electrolytes and possibly gas during the operation of the electrodializer. Tie-rods, not shown, ensure the cohesion and tightness of the stacking of the panels 1, the membranes 9 and the "passe-partout" 14.

Claims

CLAIMS 1) Electrodialysis cell which comprises a membrane selectively permeable to ions, applied on a rectangular frame, one side of which at least is crossed by at least one transverse orifice, characterized by the fact that the membrane is applied on the side of the previously mentioned frame, beyond here of the orifice and that a tape of substantially equal thickness to that of the membrane covers said side, beyond the membrane, and is crossed by an opening located in front of the orifice.

2) Cell according to claim 1, characterized in that the frame and the membrane are substantially vertical and characterized in that the strip and the side of the frame, which is crossed by the orifice, are substantially horizontal.

3) Cell according to claim 1 or 2, characterized in that the tape is a "passepartout" that surrounds the membrane and covers the four sides of the switchboard.

4) Cell according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the tape and that of the membrane are less than 1 mm.

5) Cell according to claim 4, characterized in that the thickness of the tape and that of the membrane are comprised between 0.05 and 0.5 mm.

6) Cell according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the membrane is a membrane selectively permeable to anions or is a bipolar membrane comprising anionic sites selected from the benzyl trimethylammonium groups and the N-methyl-pyridinium groups.

7) Electrolyser which comprises, on the one hand, a stacking of selectively permeable membranes towards ions and vertical rectangular frames and, on the other hand, at least one tube for the circulation of electrolytes, formed by an array of orifices passed through one side of the frames, characterized by the fact that the membranes are arranged between the frames, on this side of the orifices and characterized by the fact that conveyor belts with a thickness substantially equal to that of the membranes are interposed between the frames, in the extension of the membranes and are crossed by openings located in the alignment of the orifices of the aforementioned frames.

8) Electrodializer according to claim 7 characterized by the fact that the tapes are "passepartout" that surround the membranes and cover the four sides of the panels.

9) Electrodializer according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a succession of cationic, anionic and bipolar membranes.

10. Use of the electrodializer according to any one of claims 7 to 9, for the production of an aqueous solution of sodium hydroxide, by electrodialysis of an aqueous solution of sodium chloride.