KR20130138295A - 나선형 입구 튜브를 갖는 전해조 - Google Patents

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Abstract

양극을 갖는 적어도 하나의 양극 격실, 음극을 갖는 하나의 음극 격실 및 상기 양극 격실과 상기 음극 격실 사이에 배열된 하나의 이온 교환막을 포함하는 적어도 하나의 단일 전해조 요소를 포함하는 전해조로서, 상기 양극 및/또는 상기 음극은 가스 확산 전극이고, 상기 가스 확산 전극 및 상기 이온 교환막 사이에는 갭이 제공되고, 전해질 입구가 가스 입구로서 상기 갭의 상단부에 배열되고 전해질 출구가 가스 출구로서 상기 갭의 하단부에 배열되며, 상기 전해질 출구는 방출 헤더(discharge header) 안으로 연장되고, 상기 전해질 입구는 전해질 공급 탱크와 연결되고 상기 방출 헤더와 연결되는 오버플로우(overflow)를 갖는 상기 전해조에 있어서, 코일형 호스가 상기 전해질 공급 탱크와 상기 전해질 입구를 연결하기 위하여 제공되고, 코일형 호스가 상기 오버플로우와 상기 방출 헤더를 연결하기 위하여 제공된다.

Description

나선형 입구 튜브를 갖는 전해조{ELECTROLYSER HAVING A SPIRAL INLET TUBE}
본 발명은 전해 설비의 기술 분야에 관한 것이다.
본 발명은 청구항 1의 서두를 특징으로 하는 전해조에 관한 것이다.
전해 중에 전기 에너지는 화학 에너지로 변환된다. 이는 전류의 작용에 의해서 화학 화합물의 분배에 의하여 달성된다. 전해질로서 사용되는 용액은 양전하 이온 및 음전하 이온을 함유한다. 따라서, 주로 산, 염기 또는 염류들이 전해질로서 사용된다.
예로서, 액성 알칼리 할로겐화합물 용액으로부터 할로겐을 제조할 때, 양극측에는 다음과 같은 반응이 일어난다:
(1) 4NaCl → 2Cl2 + 4 Na+ + 4e-
방출된 알카리 이온들은 음극으로 이동하고 상기 음극에서 알카리 이온들은 거기서 얻어진 수소 이온들과 알카리 이온을 형성한다:
(2) 4H2O + 4e- → 2H2 + 4 OH-
얻어진 알카리 용액은 염화나트륨으로부터 제거되고, 이는 양이온 교환막(cation exchange membrane)에 의해서 양극측으로 공급되어서 분리를 달성한다. 이러한 종류의 막들은 당기술 분야에 있으며 여러 공급자들로부터 상업적으로 구매가능하다.
상기 반응이 일어날 때 양극에서 발생한 표준 전위는 +1.36V이고, 상기 반응이 일어날 때 음극 상의 표준 전위는 -0.86V이다. 이러한 유형의 셀 디자인은 예로서, WO98/55670호로부터 공지되어 있다. 이들 표준 전위들 사이의 차이에서 이들 반응을 실행하는데 필요한 많은 에너지 입력이 발생한다. 차이 양을 최소화하기 위하여, 가스 확산 전극(이하, GDEs로 칭함)이 음극측에서 사용되고, 이에 의해서 산소는 시스템 안으로 들어가고 결과적으로 음극측에서 반응식 (2) 대신에 다음과 같은 반응이 일어난다.
(3) O2 + 2H2O + 4e- → 4 OH-
NaCl-GDE 기술을 사용할 때 전체 반응은 다음과 같이 규정된다:
(4) 4NaCl + O2 + 2H2O → 4NaOH + 2Cl2
반응식 (3)의 표준 전위는 +0.4V이고, NaCl-GDE 기술은 종래 기술과 비교할 때 상당한 에너지 절약을 얻을 수 있다.
가스 확산 전극들은 배터리, 전해조 및 연료 전지에서 수년동안 사용되었다. 전기 화학변환은 소위 3상 계면(three phase boundary)에서만 상기 전극들 내에서 일어난다. 3상 계면은 가스, 전해질 및/또는 금속 도체가 서로 접촉하는 영역에 대해서 사용되는 용어이다. GDE 작업을 효과적으로 수행하기 위하여, 금속 도체는 동시에 원하는 반응에 대한 촉매이어야 한다. 알카라인 시스템에서 통상적인 촉매는 은, 니켈, 이산화망간, 탄소 및 백금이다. 특히 효율적으로 되기 위하여 이들 촉매는 큰 표면적을 가져야 한다. 이는 특정 표면적을 갖는 미세 분할 또는 다공성 분말들에 의해서 달성된다.
예로서, US 4614575호에 개시된 이러한 가스 확산 전극들의 사용시의 문제점은 전해질이 모세관 작용으로 인하여 이들 미세 다공성 구조들 안으로 침투하여 충전한다는 사실에 기인한다. 이러한 효과는 산소가 구멍을 통한 확산을 정지시키고, 따라서 계획된 반응을 정지시키게 한다.
반응이 3상 계면에서 효과적으로 일어나는 것을 달성하기 위하여, 상기 문제는 적당한 압력 비를 선택함으로써 피할 수 있다. 전해질 용액에 적용되는 나머지에서 액체 내의 액체 칼럼(liquid column)의 형성은 예로서 칼럼의 하단부에서 정수압(hydrostatic pressure)이 가장 높게 하고, 이는 상술한 현상을 개선한다.
관련 문헌에 기재된 바와 같이, 이러한 문제는 필름 강하형 증발기(falling film evaporator)에 의해서 해결된다. 여기서, 알카리 용액은 막과 GDE 사이에 위치한 다공성 재료를 통해서 침투하므로, 정수압 칼럼(hydrostatic column)의 형성을 방지한다. 이는 또한 침투 기술로 기술된다.
WO03/042430호는 이러한 침투층에 대한 고밀도의 폴리에틸렌 또는 과불화 플라스틱 재료를 사용하는 것을 제안한다.
이러한 종류의 원리는 예로서, DE 102204018748호에 기재된다. 여기서, 전기화학 셀이 기재되는데, 이 셀은 양극을 갖는 적어도 하나의 양극 격실, 음극을 갖는 하나의 음극 격실 및 상기 양극 격실과 상기 음극 격실 사이에 배열된 하나의 이온 교환막으로 구성되며, 상기 양극 및/또는 음극은 가스 확산 전극이고, 상기 가스 확산 전극 및 상기 이온 교환막 사이에는 갭이 제공되고, 역시 가스 입구 및 가스 출구로서 전해질 입구가 상기 갭의 상단부에 배열되고 전해질 출구가 상기 갭의 하단부에 배열되며, 상기 전해질은 전해질 공급 탱크에 연결되고 오버플로우(overflow)를 가진다.
전해질 오버플로우는 셀의 전체 폭을 가로질러 균일한 공급을 보장한다. 공급 탱크로부터 전해질 입구 안으로 흐르는 전해질의 양은 전해질 입구의 액체 레벨과 공급 탱크의 전해질의 액체 레벨 사이의 높이 차에 의존한다. 교대로 전해질 입구의 액체 레벨은 전해질 입구에서 가로막힌(dammed up) 전해질 체적을 결정하는 오버플로우의 높이에 의존한다.
오버플로우 채널 및 갭을 통해서 유동할 수 있는 것보다 많은 전해질이 공급되면, 전해질 압력은 갭의 상단부에서 채널형 전해질 입구에서 증가할 것이다. 전해질 입구 압력은 오버플로우 채널에 대해서 선택된 높이 만큼 조정될 수 있다. 압력을 증가시킴으로써, 따라서 더욱 많은 양의 전해질이 갭을 통해서 통과할 수 있고 갭 내부의 유동 속도는 필요할 때 변화될 수 있다. 서로에 대한 상술한 높이차의 비를 변화시킴으로써, 원할 때 전해질 입구의 압력을 조정할 수 있다.
전해질은 스택에서 나란하게 배열된 복수의 전기 접촉된 플레이트형 전해 셀에 의해서 제조되는 장치로 기술되고, 상기 셀은 제조되고 공급되는 모든 액체 및 가스에 대한 입구 및 출구를 가진다. 다시 말해서, 복수의 단일 요소들이 직렬로 연결되고, 각 요소는 상기 단일 요소들을 유지하기 위하여 프레임에 끼워지고 적당한 멤브레인에 의해서 서로로부터 분리되는 전극들을 가진다. 이러한 종류의 전해조는 예로서 DE 196 41 125 A1 및 DE 102 49 508 A1에 개시되어 있다.
가스 확산 전극을 갖는 전해 셀이 제조되는 니켈, 구리, 은 및 금과 같은 금속 컴포넌트를 보호하기 위하여, 예로서 시동, 정지, 작동 중단 또는 고장과 같은 휴지 기간 중에 분극(polarisation)이 실행될 수 있다. 이는 예로서 전해 셀이 충전되고 작동을 위하여 가열될 때의 경우이다. 셀이 전해 동작에서 벗어날 때, 양극 액체가 염소가 없고 냉각될 때까지 분극도 마찬가지로 유지되어야 한다.
분극 전류는 전해 셀의 금속 컴포넌트 셀 음극의 컴포넌트들이 제조되는 금속의 용해를 유발하는 임의의 부식 반응들을 허용하지 않는 전위 범위 내에 있다는 것을 보장한다. 분극 전류의 강도는 충분한 양 전류 강도는 전해질 공급 및 방전 동작으로부터 발생하는 미주 전류(stray current)로 인한 손실 후에, 임의의 심각한 부식 반응들을 허용하지 않는 규정된 전위 범위를 보장하기 위하여 전해조의 중심에서 아직 사용가능하도록 매우 크게 선택되어야 한다.
하기 기술은 DE 196 41 125 A1 및 DE 102 49 508 A1에 개시되어 있는 당기술 분야에 따라 배열된 종래 수소 제조 염소 알카리 전해(chlor-alkali electrolysis)를 위한 전기화학 셀을 다룰 것이다. 이러한 종류의 전해 셀이 적절하게 작용하는 것을 보장하기 위하여, 부식 반응들로부터 전극 코팅을 보호하도록 주요 전해 전류가 꺼질 때, 최소 분극 전류가 유지되어야 한다. PTFE 방출 튜브와 연결되는 방출 채널에 의해서 가능한 낮은 분극 전류에 의해서 적절한 부식 보호를 달성하는 방식은 DE 102 49 508 A1에 개시되어 있다. 여기서, 셀의 공급 및 방출 라인에서 전해질을 통해서 방출되는 공급된 분극 전류의 부분은 상술한 구조적 조치들에 의해서 최소화된다. 염류 용액 및 알카리 용액의 공급은 종래 입구 매니폴드를 통해서 실행된다.
이들 전류들을 계량화하기 위하여, 전해조(1)는 도 1a에 도시된 바와 같이, 하기 예 즉, 2개의 전해조 스택들(2,3)에서 배열되는 160개의 단일 전해조 요소들로 구성되는 전해조에서 다룰 것이다. 이 전해조는 양극측에 분극 전류(27A)가 공급되므로, 미주 전류에 의한 손실 없이, 이론적으로 대략 250V의 전체 전압이 도달된다. 요소 컴포넌트 및 전해질의 상이한 오옴 저항을 포함하는 전기 모델 뿐 아니라 각 전기화학 식에 의해서 각 요소의 전류 강도의 코스를 계산할 수 있다. 결과는 요소 수 즉, 전해조 위치에 대한 요소의 전류를 나타내는 도 1b에 도시되어 있다.
전류의 약 40%만이 요소들에 도달하고, 나머지 60%는 미주 전류를 통해서 손실된다는 것이 제시된다. 도 1c 및 도 1d는 각 요소의 전해질 공급 및 방전 유동을 통해서 전도되는 미주 전류의 상세한 도시를 제공한다. 도 1c는 요소 수 즉, 전해조 위치에 대한 미주 전류를 도시하고, 미주 전류는 염류용액 공급 라인(채워지지 않은 삼각형으로 도시) 및 알카리용액 공급 라인(채워진 삼각형으로 도시)을 경유하여 운반된다. 도 1d는 비교시에 알카리용액 방출 라인(채워진 삼각형으로 도시) 및 양극액 방출 라인(채워지지 않은 삼각형으로 도시)를 통해서 손실되는 유동을 상세하게 도시된다. 이러한 기술의 단점은 교대로 매우 큰 분극 전류를 필요로 하는 매우 큰 미주 전류들이 생성된다는 것이다.
이러한 종류의 전해조에서 상술한 기술을 사용하면, 효과적인 동작을 보장하기 위하여 단일 요소 뿐 아니라 직렬로 연결된 단일 요소들에 대해서 전해질로의 균일한 공급이 요구될 때 문제가 있다. 단일 요소에 대해서 제공된 오버플로우에도 불구하고, 알카리 용액은 가변 압력으로 인하여 전해조 동작 중에 종종 불균일하게 분배되고, 이는 미주 전류 형성의 상술한 문제를 유발하고, 이는 교대로 부식을 발생시키고 전류 생산을 감소시킨다.
본 발명의 목적은 따라서 전해질 공급 디바이스에 일정한 압력을 제공함으로써 복수의 단일 전해조 요소들 및 충분한 양의 전해질을 포함하는, 전해조 동작 중에 전해질의 균일한 분배를 보장하는 디자인을 제공하는 것이다. 다른 목적은 필요한 분극 전류를 가능하게 작게 유지하기 위하여 예로서 전해질의 분균일한 분배로부터 발생하는 전기 미주 전류의 증가를 회피하는 것이다.
상기 목적은 양극을 갖는 적어도 하나의 양극 격실, 음극을 갖는 하나의 음극 격실 및 상기 양극 격실과 상기 음극 격실 사이에 배열된 하나의 이온 교환막을 포함하는 적어도 하나의 단일 전해조 요소를 포함하는 전해조로서, 상기 양극 및/또는 상기 음극은 가스 확산 전극이고, 상기 가스 확산 전극 및 상기 이온 교환막 사이에는 갭이 제공되고, 전해질 입구가 가스 입구로서 상기 갭의 상단부에 배열되고 전해질 출구가 가스 출구로서 상기 갭의 하단부에 배열되며, 상기 전해질 출구는 방출 헤더(discharge header) 안으로 연장되고, 상기 전해질 입구는 전해질 공급 탱크와 연결되고 상기 방출 헤더와 연결되는 오버플로우(overflow)를 갖고, 코일형 호스가 상기 전해질 공급 탱크와 상기 전해질 입구를 연결하기 위하여 제공되고, 코일형 호스가 상기 오버플로우와 상기 방출 헤더를 연결하기 위하여 제공되는 상기 전해조에 의해서 달성된다.
본 발명의 다른 실시예는 1.5m 내지 3.5m, 양호하게는 1.75m 내지 3m 및 가장 양호하게는 2.25m 내지 2.75m의 길이의 코일형 호스를 제공한다. 2.5m의 호스 길이가 특히 유리하다.
유리하게, 5mm 내지 15mm, 양호하게는 7.5mm 내지 12.5mm 및 가장 양호하게는 9mm 내지 11mm의 내경의 코일형 호스가 제공된다. 특히 유리하게는 호스의 내경은 10mm이다.
양호하게는, 상기 오버플로우에는 2mm 내지 4mm, 양호하게는 2.5mm 내지 3.5mm의 직경의 관통 개구가 제공된다.
양호한 실시예에서, 전해조에는 50 내지 200 단일 전해조 요소들, 양호하게는 70 내지 180 단일 전해조 요소들, 및 가장 양호하게는 100 내지 160 단일 전해조 요소들이 제공된다.
또한, 본 발명은 액성 할로겐화 알카리 용액의 전해를 제공한다. 작동 중에, 코일형 호스가 장착된 오버플로우에서 압력 강하는 최대 200mbar, 양호하게는 100 내지 200mbar이다.
또한, 코일형 호스가 장착된 전해질 입구에서 압력 강하는 30mbar 내지 200mbar, 양호하게는 80mbar 내지 170mbar, 및 가장 양호하게는 100mbar 내지 150mbar이다.
호스들은 양호하게는 PTFE로 제조된다.
본 발명은 도면에 의해서 상세하게 예시된다.
도 1은 종래 기술의 전해조를 도시한 도면. 도 1a는 그러한 종류의 전해조의 개략적인 배열을 도시한 도면. 도 1b는 전해조를 구성하는 단일 요소들에 대한 전류 강도의 코스(course)를 도시한 도면. 도 1c는 각 요소의 염류 용액 및 알카리용액 공급을 통해 운반되는 미주 전류를 도시한 도면. 도 1d는 음극액 방출(알카리용액 방출) 및 양극액 방출을 통해서 운반되는 미주 전류를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전해조를 도시하는 도면. 도 2a는 본 발명에 따른 전해조의 개략적인 배열을 도시한 도면. 도 2b는 전해조를 구성하는 단일 요소들에 대한 분극화 조건하의 요소 전압의 코스를 도시하는 도면. 도 2c는 전해조를 구성하는 단일 요소들에 대한 분극화 조건하의 전류 강도의 코스를 도시하는 도면. 도 2d는 각 요소의 염류 용액 및 알카리용액을 통해서 운반되는 미주 전류를 도시하는 도면. 여기서 염류용액 공급 스트림을 경유하는 미주 전류는 채워진 원들로 표시되고, 알카리용액 공급 스트림을 경유하는 미주 전류는 채워지지 않은 원들로 표시된다. 도 2e는 양극액 방출, 음극액 방출 및 음극액 오버플로우를 통해서 손실되는 미주 전류를 도시하는 도면. 양극액 방출 라인을 경유하는 미주 전류는 채워진 삼각형으로 표시되고, 음극액 방출 라인을 경유하는 미주 전류는 채워지지 않는 사각형으로 표시되고, 음극액 오버플로우 라인들을 경유하는 미주 전류는 채워지지 않는 마름모꼴로 표시된다.
도 3은 코일형 호스들이 제공된 본 발명에 따른 단일 전해조 요소의 측면도.
종래기술과 비교하기 위한 시험에서, 청구항 1에 기재된 코일형 호스들을 장착한 본 발명에 따른 전해조가 사용되었다. 시험된 전해조는 4개의 전해조 스택으로 구성되고, 각각 60 단일 전해조 요소들을 포함한다. 미주 전류 손실량 없이 분극하에서 이론적으로 발생하는 제 1 전체 전압은 최대 250V에 이르고, 분극하의 전해조의 단순한 오옴 저항은 종래기술의 전해조의 범위 내에 있고, 그 결과는 종래기술의 전해조가 도 2에 도시된 결과와 직접 비교될 수 있도록 도 1에 기술된다.
도 2a는 본 발명에 따른 전해조(4)를 통한 전류 유동을 도시한다. 전해조 스택에는 도면부호 5, 6, 7, 8이 부여된다. 여기서, 마찬가지로, 전해조에는 양극 단부로부터 분극 전류가 공급되고, 상기 전류는 분극 정류기(9)로부터 발생된다.
본 발명에 따른 전해조의 경우에 있어서, 27A의 전류 입력은 전해조의 중심에서 최소 전류를 보장할 만큼 충분하지 않다. 계산에 의하면, 전해조의 중심 요소들에서 양 전류가 더 이상 충분하지 않은 정도까지 공급 라인 및 방출 라인에서 전해질을 경유하여 전류가 운반된다는 것이 입증된다. 따라서, 분극 전류 입력은 50A까지 증가되었고 도 1, 도 2b 및 도 2c에 적용된 동일 계산 방법을 사용하여 계산된 각 요소에서 셀 전압(도 2b) 및 전류(도 2c)는 계산이 전해조의 요소들에 대해서 코스 형태로 나타난다는 것을 보여준다.
도 1에 따른 종래 전해조의 예로서, 전류는 현저한 정도로 감소하고 전해조의 중심 요소들에서 최저 레벨에 도달한다. 각 단일 셀 요소의 공급 스트림 및 방출 스트림을 경유하는 미주 전류의 코스를 조사하면 도 2c 및 도 2d에 도시된 영상을 얻게 된다.
염료용액 공급 및 양극액 방출 스트림들에서 미주 전류들은 작고 도 1에 도시된 종래 전해조의 계산에서 알려진 양과 상당히 편차가 나는 것은 아니지만, 음극액 측에 대한 계산은 다른 그림을 나타낸다.
2.5m의 길이 및 10mm의 내경을 갖고 전해질 입구를 전해질 공급 탱크와 연결하는 코일형 PTFE 입구 호스가 제공되는 전해질 입구에 대해서 도 2c에 도시된 계산 결과를 조사하면, 미주 전류 손실 크기는 염류용액 공급 라인을 경유하는 손실량보다 크다. 대체로, 그러나 미주 전류 손실량은 도 1에 도시된 종래 기술에서보다 팩터 2 만큼 작다. 감소된 미주 전류는 코일형 호스의 사용에 기인한다.
공급될 때, 음극액 오버플로우는 장착된 오버플로우를 방출 헤더와 연결하는, 2.5m의 길이 및 10mm의 내경을 갖는 코일형 PTFE 입구 호스에 의해서 보장된다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 오버플로우는 작은 미주 전류를 특징으로 하고, 이는 염류용액 공급을 통한 미주 전류 손실과 상이하다(도 2c 참조). 50A의 필요한 큰 분극 전류에도 불구하고, 이 미주 전류는 종래 전해 셀에서 음극액 공급을 통한 27A에서 손실되는 미주 전류와 유사한 크기이다(도 1c 참조).
따라서, 코일형 전해질 입구 및 오버플로우 호스들을 설치하면, 공급될 분극 전류가 부식을 효율적으로 방지하기 위하여 종래의 염소 알카리 전해보다 약간 높지만, 전기화학 셀의 동작시에 미주 전류가 가능한 낮게 유지되는 것을 보장할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 단일 전해조 요소(10)를 도시한다. 이는 전해 셀의 내측 배열을 도시하지 않는다. 청구된 전해조들은 이러한 목적을 위하여 제공된 디바이스들 안으로 복수의 단일 전해조 요소들(10)을 나란하게 소위 셀 스택들로 배열함으로써 생성된다. 이렇게 할 때, 단일 전해조 요소들은 전류가 양극 단부로부터 작동 전해조를 통해서 유동하는 상태에서, 전기 전도성을 보장하는 방식으로 외벽(11)에 제공된 접촉 스트립들(12)을 통하여 연결된다.
전해질은 코일형 호스(13)를 통해서 채워진다. 이 과정에서 전해질은 단일 전해조 요소(10)의 전체 폭을 가로질러 균등하게 유동한다. 전해질 공급은 강하형필름(falling film)을 통해서 상부에서 저부로 실행된다.
전해질의 오버플로우는 코일형 호스(14)를 갖는다. 설치 상태에서, 이 오버플로우는 예시적인 모드에서 산소 방출 채널에 연결되고, 상기 산소 방출 채널로부터 잉여 전해질은 전해조의 방출 헤더(도시생략) 안으로 방출될 수 있다.
코일형 호스들(13,14)의 동시 스로틀링 효과(throttling effect)는 전해질 공급 디바이스에 일정한 압력 및 충분한 양의 전해질을 제공함으로써 전해조 동작 중에 전해질의 균일한 분배를 보장한다.
코일형 호스(13)의 스로틀링 효과는 코일형 호스(14)를 통해서 들어오는 전해질의 상당 부분이 단일 전해조 요소를 통하여 강하형 필름에서 의도된 바와 같이 유동하는 대신에 시폰 효과(siphon effect)에 의해서 단일 전해저 요소를 떠나는 것을 방지한다. 코일형 호스(13)의 실시예에 의해서, 단일 전해 셀의 전해 작동 모드에 악영향을 심대한 영향을 미치는 단일 전해 셀의 부분들에서 전해질 고갈을 방지할 수 있다.
선택적으로, 전해질 양은 전해조 스택들에서 배열된 요소들에 크게 변하는 배압이 발생하면, 코일형 호스(14)로 진입하기 전에 전해질 공급부에서 밸브 및 유량계에 의해서 조정될 수 있다. 유량은 그에 따라 얻어진 정수압 칼럼에 의해서 필요한 입구 압력을 보장하기 위하여 최소 전해질 스트림이 코일형 호스(14) 안에서 유지되도록 밸브 및 유량계에 의해서 조정된다. 달성된 미주 전류 최소화 및 균등한 전해질 분배는 모두 전해질 단일 요소들에 끼워진 2개의 코일형 호스들의 상호작용을 필요로 한다.
본 발명의 장점들:
- 전해조에서 전해질의 균등한 분배.
- 각 전해조 요소의 전해질 오버플로우에서 시폰 효과의 결과로서 전해질 손실을 방지함으로써 강하형 필름에서 충분한 양의 전해질의 보장된 활용성.
- 미주 전류들의 최소화 및 그에 의한 필요한 분극 전류가 낮게 유지됨.
- 기존의 전해조들 안으로 용이하게 통합될 수 있는 조치.
1. 전해조
2. 전해조 스택
3. 전해조 스택
4. 전해조
5. 전해조 스택
6. 전해조 스택
7. 전해조 스택
8. 전해조 스택
9. 분극 정류기
10. 단일 전해조 요소
11. 외벽
12. 접촉 스트립들
13. 코일형 호스
14. 코일형 호스

Claims (7)

  1. 양극을 갖는 적어도 하나의 양극 격실, 음극을 갖는 하나의 음극 격실 및 상기 양극 격실과 상기 음극 격실 사이에 배열된 하나의 이온 교환막을 포함하는 적어도 하나의 단일 전해조 요소를 포함하는 전해조로서, 상기 양극 및/또는 상기 음극은 가스 확산 전극이고, 상기 가스 확산 전극 및 상기 이온 교환막 사이에는 갭이 제공되고, 전해질 입구가 가스 입구로서 상기 갭의 상단부에 배열되고 전해질 출구가 가스 출구로서 상기 갭의 하단부에 배열되며, 상기 전해질 출구는 방출 헤더(discharge header) 안으로 연장되고, 상기 전해질 입구는 전해질 공급 탱크와 연결되고 상기 방출 헤더와 연결되는 오버플로우(overflow)를 갖는 상기 전해조에 있어서,
    코일형 호스가 상기 전해질 공급 탱크와 상기 전해질 입구를 연결하기 위하여 제공되고, 코일형 호스가 상기 오버플로우와 상기 방출 헤더를 연결하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 전해조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    1.5m 내지 3.5m, 양호하게는 1.75m 내지 3m 및 가장 양호하게는 2.25m 내지 2.75m의 길이의 코일형 호스들이 제공되는 것을 특징으로 하는 전해조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    5mm 내지 15mm, 양호하게는 7.5mm 내지 12.5mm 및 가장 양호하게는 9mm 내지 11mm의 내경의 코일형 호스들이 제공되는 것을 특징으로 하는 전해조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오버플로우에는 2mm 내지 4mm, 양호하게는 2.5mm 내지 3.5mm의 직경의 관통 개구가 제공되는 것을 특징으로 하는 전해조.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    50 내지 200 단일 전해조 요소들, 양호하게는 70 내지 180 단일 전해조 요소들, 및 가장 양호하게는 100 내지 160 단일 전해조 요소들이 제공되는 것을 특징으로 하는 전해조.
  6. 제 1 항에 따른 전해조에 의해서 액성 할로겐화 알카리 용액의 전해로서,
    코일형 호스가 장착된 오버플로우에서 압력 강하는 최대 200mbar, 양호하게는 100 내지 200mbar인 것을 특징으로 하는 전해.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 코일형 호스가 장착된 전해질 입구에서 압력 강하는 30mbar 내지 200mbar, 양호하게는 80mbar 내지 170mbar, 및 가장 양호하게는 100mbar 내지 150mbar인 것을 특징으로 하는 전해.
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