KR790001868B1 - Improved electrolytic diaphragm cells - Google Patents

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KR790001868B1
KR790001868B1 KR7600299A KR760000299A KR790001868B1 KR 790001868 B1 KR790001868 B1 KR 790001868B1 KR 7600299 A KR7600299 A KR 7600299A KR 760000299 A KR760000299 A KR 760000299A KR 790001868 B1 KR790001868 B1 KR 790001868B1
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섬너 키르처 모오튼
프랜시스 엔그러어 메이나아드
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도늘드 아아르 모츠코오
오린 코오포레이션
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Abstract

A continuous net permits the uniform and min. anode-cathode spacing of the cell. The diaphragm is retained and prevented from adhering to the surface of the anodes in this cell. The electrolysis of aq. alkali metal halide brines can be done with lower elec. energy requirements and reduced operating costs. The net may be of glass fibers, asbestos filaments, plastic materials selected from the group consisting of polyfluoroolefins, polyvinyl chloride, polypropylene, and glass fibers coated with the plastic materials.

Description

개량된 격막 전해조Improved diaphragm electrolyzer

제 1 도는 부분적으로 조립된 본 발명 격막조의 전극 부분을 보여주는 평면도.1 is a plan view showing an electrode portion of a partially assembled diaphragm tank of the present invention.

제 2 도는 부분적으로 조립된 양극과 음극들의 부분 사시도.2 is a partial perspective view of partially assembled positive and negative electrodes.

제 3 도는 본 발명의 격막조의 한 실시예의 측면도.3 is a side view of one embodiment of a diaphragm tank of the present invention.

본 발명은 염수용액 전기분해에 사용되는 전해조에 관한 것이다. 더 자세히 말하면 본 발명은 알카리금속 염화물 수용액의 전기 분해에 사용되는 격막 전해조에 관한 것이다. 공지 기술에 의해 알려진 격막형 전해조는 격막과 전극 사이에 스크린이나 그물망을 사용한다. 예를들면 영국 특허는 격막과 각 음극사이에 전기적으로 음극에 연결되고 격막을 유지시키는 지지망의 사용을 교시하고 있다. 만약 격막이 조를 조작할시에 급격히 팽창한다면 그물망은 격막과 양극사이에 놓여질 것이다.The present invention relates to an electrolytic cell used for brine electrolysis. More specifically, the present invention relates to a diaphragm electrolyzer used for the electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions. Diaphragm-type electrolysers known by the known art use a screen or a net between the diaphragm and the electrode. For example, the British patent teaches the use of a support network between the diaphragm and each cathode, electrically connected to the cathode and holding the diaphragm. If the diaphragm expands rapidly when manipulating the tank, the net will be placed between the diaphragm and the anode.

전의 미국특허에서는 격막과 양극 사이에 다공성 쉬트나 스크린을 사용했다. 양극의 후면은 흑연블록으로 구성되있고, 스크린에 인접한 전면은 흑연이나 탄소입자로 되었으며 블록과 입자를 전기적으로 연결시키는 요소를 갖고 있다. 스크린은 흑연입자들이 다공성 격막을 막히게 하는 것을 막아주며

Figure kpo00001
내지
Figure kpo00002
인치의 개구를 갖는다. 조를 조작하는 동안 염수는 흑연입자를 통해 흘러오른다. 양극은 염수 및 가스의 흐름에 기인하는 부식이 주로 흑연 입자위에 일어나서 흑연 블록의 빈번한 교체를 감소시키도록 설계된다. 흑연블록과 스크린 사이의 공간은 최소 약
Figure kpo00003
인치이다. 조가 알카리 금속 염화물 수용액을 전기분해하려고 동작될 때 흑연 입자는 특히 O2형성에 의해서 부식된다. 다른 흑연입자들이 보충물로 조로 공급된다. 그러나 흑연 입자의 교체문제 때문에 고도의 일정한 전류 효율을 유지하는 것은 어렵다. 그래서 격막 전해조에 있어서 격막이 보유되고 양극과 격막, 양극과 음극사이에 최소의 일정한 공간이 제공되면서, 양극에 부착되니는 것을 방치하는 것이 필요하다.The previous US patent used a porous sheet or screen between the diaphragm and the anode. The back side of the anode consists of graphite blocks, and the front side adjacent to the screen is made of graphite or carbon particles, and has an element that electrically connects the block and the particles. The screen prevents graphite particles from clogging the porous diaphragm
Figure kpo00001
To
Figure kpo00002
It has an opening of inches. During operation of the bath, brine flows through the graphite particles. The anode is designed so that corrosion due to the flow of brine and gas occurs mainly on the graphite particles, reducing the frequent replacement of the graphite blocks. The space between the graphite block and the screen should be at least about
Figure kpo00003
Inches. Graphite particles are corroded, especially by O 2 formation, when the bath is operated to electrolyze an aqueous alkali metal chloride solution. Other graphite particles are fed into the bath as a replenishment. However, it is difficult to maintain a high constant current efficiency because of graphite particle replacement problem. Thus, it is necessary to leave the diaphragm held in the diaphragm electrolyzer and be attached to the positive electrode while providing a minimum constant space between the positive electrode and the diaphragm, the positive electrode and the negative electrode.

본 발명의 목적은 양극과 격막사이의 일정한 공간을 갖는 격막조를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 격막이 효율적으로 양극에 부착되는 것을 방지하는 격막조를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 양극과 음극 사이의 최소의 공간을 갖는 격막조를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a diaphragm tank having a constant space between the anode and the diaphragm. Another object of the present invention is to provide a diaphragm tank which prevents the diaphragm from being attached to the anode efficiently. Another object of the present invention is to provide a diaphragm tank having a minimum space between the anode and the cathode.

본 발명의 이런 목적들은 조 본체, 부착된 다수의 음극을 갖는 음극판, 음극에 용착된 격막, 부착된 다공성 금속 양극을 갖는 양극관, 등으로 구성된 격막 전해조에서 수행된다. 양극판과 음극판은 조본체에 밀봉 부착된다. 양극과 격막사이에서 이들을 접촉하는 것은 양극과 격막을 일정한 간격으로 두는 연속 그물망이다.These objects of the present invention are performed in a diaphragm electrolyzer consisting of a bath body, a negative electrode plate having a plurality of attached negative electrodes, a diaphragm deposited on the negative electrode, a positive electrode tube having an attached porous metal positive electrode, and the like. The positive electrode plate and the negative electrode plate are hermetically attached to the main body. Contacting them between the anode and the diaphragm is a continuous mesh that spaces the anode and the diaphragm at regular intervals.

제 1-3 도에서 도시된 장치는 염화나트륨과 같은 알카리금속 할로겐 화합물 수용액의 전기 분해에 사용되는 경우에 염소와 같은 할로겐가스, 수소가스, 그리고 알카리 금속 수산화물 액체를 산출한다. 그러나 본 분야의 기술자에게는 다른 산출물을 생산하도록 다른 출발물질의 사용을 위한 변형이 이루워지는 것은 가능할 것이다. 첨부도면 제 1-3 도는 본 발명의 신규한 격막 전해조를 도시해주고 있다.The apparatus shown in FIGS. 1-3 produces a halogen gas, such as chlorine, hydrogen gas, and an alkali metal hydroxide liquid when used for the electrolysis of an aqueous alkali metal halide compound such as sodium chloride. However, it would be possible for a person skilled in the art to make modifications for the use of different starting materials to produce different outputs. Figures 1-3 illustrate the novel diaphragm electrolyzer of the present invention.

제 1 도에서 평면도는 양극판(12)에 부착된 다공성 금속 양정(10)을 갖는 전해조(1)을 도시하고 있다. 조본체(16)은 가스켓(17)과 숫나사(15)에 의해 양극판에 부착된다. 음극판(18)에 부착된 음극(20)들은 격막(22)에 의해 덮혀진다. 음극(20)들은 다공성 금속 양극들(10) 사이에 부분적으로 삽입된다. 연속 그물망(11)은 격막(22)과 접촉으로 이루는 다공성 금속 양극(10)이 표면을 씌운다. 양극판(12)에 부착된 도전체(13)은 음극판(18)에 고정된 도전체(21)의 조로부터 전류를 제거시키는 동안 전해조(1)에 전류를 도입한다. 지지부 라킷트(14)는 양극판(12)와 음극판(18)에 부착된다.The top view in FIG. 1 shows an electrolytic cell 1 having a porous metal head 10 attached to a bipolar plate 12. The coarse body 16 is attached to the positive plate by a gasket 17 and a male screw 15. The negative electrodes 20 attached to the negative electrode plate 18 are covered by the diaphragm 22. The cathodes 20 are partially inserted between the porous metal anodes 10. The continuous mesh 11 is covered by a porous metal anode 10 in contact with the diaphragm 22. The conductor 13 attached to the positive electrode plate 12 introduces a current into the electrolytic cell 1 while removing the current from the bath of the conductor 21 fixed to the negative electrode plate 18. The support racquet 14 is attached to the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18.

제 2 도는 다공성 금속 양극(10)을 갖는 양극판(12)의 부분을 사시도로 보여준다. 연속 그물망(11)은 양극(10)들을 씌운다. 음극(20)들은 양극(10)들 사이에 삽입되고 격막(22)과 연속 그물망(11) 사이에 위치한 보호덮개(23)들을 갖는다. 보호덮개들(23)은 양극(10)들과 음극(2)들의 최후 조립에 앞서 제거된다.2 shows a perspective view of a portion of a bipolar plate 12 having a porous metal anode 10. The continuous net 11 covers the anodes 10. The cathodes 20 have protective covers 23 inserted between the anodes 10 and located between the diaphragm 22 and the continuous mesh 11. The protective covers 23 are removed prior to the final assembly of the anodes 10 and the cathodes 2.

제 3 도는 양극판(12)와 음극판(18)이 수직으로 위치한 조립된 전해조(1)의 측면을 보여준다. 전기분해될 알카리금속 할로겐 화합물 수용액은 염수 입구(24)를 통해 조 본체(16)에 들어간다. 할로겐 가스는 할로겐 출구(26)을 통해 제거되고 수소 출구(28), 부식액은 출구(30)을 통해 제거된다. 배수관(31)은 조의 내용물이 제거되도록 허용한다. 돌출부(32)는 양극판(12)와 음극판(18)의 위치 선정과 제거를 돕는다. 전해조(1)은 양극판(12)과 음극판(18)에 부착된 부라킷트(14)에 의해 지지되고 플랫폼(36)에 남아있는 절연체(34)에 체결된다. 양극(10)과 격막(22) 사이의 공간을 두는 역할을 하는 그물망(11)은 양극부에 있는 양극들을 모두 씌우는 연속쉬트 형태이다. 양극과 격막 사이에 공간을 제공하는 한편 그물망은 조가 작동하는 동안 격막이 양극 표면에 부착되는 것을 막는다. 양극 표면에 격막이 부착되는 것은 전류 효율의 감소를 초래한다. 그물망은 적절한 어떤 비전도성 염소-저항 물질로 구성된다. 전형적인 예로는 유리섬유, 석면훨라멘트, 예를 들어서 폴리플루오로올레핀, 염화 폴리비닐, 폴리프로필렌과 염화 폴리비닐리덴과 같은 플라스틱 물질 및 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 폴리플루오로올레핀으로 피복된 유리섬유가 있다. 그물망의 적절한 두께는 격막으로 부터 양극표면을 알맞게 분리시키는 정도이다. 예를들면 대략 0.003인치에서 0.125인치 두께의 망이 사용될 수 있으며, 0.010인치에서 0.080인치가 바람직하다. 양극과 격막사이에 염수가 흘러갈 수 있도록 적절한 구멍을 갖는 그물이 사용된다. 사용되는 그물망의 그물 크기는 리니얼인치당 0.5에서 20 바람직한 것은 4에서 12정도다. 그물망은 편물로 만들어 지거나 부직물로도 적절히 만들어진다.3 shows the side of the assembled electrolyzer 1 in which the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18 are positioned vertically. The aqueous alkali metal halogen compound solution to be electrolyzed enters the bath body 16 through the brine inlet 24. Halogen gas is removed through the halogen outlet 26 and hydrogen outlet 28, the corrosive liquid is removed through the outlet 30. The drain pipe 31 allows the contents of the bath to be removed. The protrusion 32 assists in positioning and removal of the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18. The electrolyzer 1 is supported by an insulator 34 which is supported by a sub-kit 14 attached to the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 18 and which remains on the platform 36. The net 11 serving as a space between the anode 10 and the diaphragm 22 is in the form of a continuous sheet covering all the anodes in the anode portion. While providing space between the anode and the diaphragm, the mesh prevents the diaphragm from adhering to the surface of the anode while the bath is operating. Attachment of the diaphragm to the anode surface results in a decrease in current efficiency. The mesh consists of any suitable nonconductive chlorine-resistant material. Typical examples are glass fibers, asbestos filaments, for example polyfluoroolefins, polyvinyl chloride, plastic materials such as polypropylene and polyvinylidene chloride and glass fibers coated with polyfluoroolefins such as polytetrafluoroethylene There is. The proper thickness of the mesh is such that the anode surface is properly separated from the diaphragm. For example, a mesh of approximately 0.003 inches to 0.125 inches thick may be used, with 0.010 inches to 0.080 inches being preferred. Nets with suitable holes are used to allow the brine to flow between the anode and the diaphragm. The net size of the net used is 0.5 to 20 per linear inch, preferably 4 to 12. The mesh is made of knitwear or of nonwoven.

양극 단면을 씌우는데 있어서 연속 그물망의 한쪽끝이 양극 부분의 한쪽끝에 있는 첫째 양극 표면에 걸려지고 제 1 도에서 보는 바와같이 중간 양극에 걸쳐지고 양극 부분의 마지막 양극의 바깥표면에 걸려진다. 필요한 것은 아니나 원한다면 연속 그물망은 양극에 예를들면 클램프나 끈이나 와이어나 접착제등에 의해서 부착된다.In covering the anode cross section, one end of the continuous mesh is hung on the first anode surface at one end of the anode portion, over the middle anode as shown in FIG. 1 and on the outer surface of the last anode of the anode portion. Although not necessary, the continuous net is attached to the anode, for example by clamps, strings, wires or adhesives.

격막이 손상되지 않도록 전해조가 조립되는 동안의 잠시동안 격막을 덮어 씌우는 것이 바람직할 것이다. 조의 최후 조립에 앞서 적절히 제거되는 쉬트 혹은 그물망 같은 보호 덮개를 가질 수 있다. 연속 그물망등이 보호덮개로써 사용될 수 있으며, 적절한 구체예에서는 한 덮개가 각 음극에 부착된 격막의 한부분을 위해 사용된다. 양극들 사이에 음극을 삽입하고 또한 음극을 낮게 함으로써 조가 조립되는 동안 소정위치에 보호 덮개들을 보유시키도록 이동성 보유장치를 사용하는 것이 필요하다. 적절한 임의의 보유기기들이 사용될 수 있으며 예를들면 음극들 사이에 삽입되는 음극들보다 긴 로드나 슬래트이다. 보호덮개는 적절히 예를들어 꺽쇠로 엮든가 잡아매든가 접착수단을 사용하여 보유장치에 부착되있다. 보유장치들은 음극부분의 상부나 기저를 세로로 가로 질러 위치한 한쌍의 지지물에 제거할 수 있게 부착되있다. 조립하는 동안 음극이 요구되는 위치까지 낮게될 때 지지물, 보유장치 그리고 보호덮개들은 제거된다. 음극들은 다음 전극 조립을 완료하도록 더 낮은 위치로 온다.It may be desirable to cover the diaphragm for a while while the electrolytic cell is assembled so as not to damage the diaphragm. It may have a protective cover, such as a sheet or net, that is properly removed prior to final assembly of the bath. Continuous net lamps may be used as the protective sheath, and in a suitable embodiment one sheath is used for one part of the diaphragm attached to each cathode. It is necessary to use a mobile retaining device to hold the protective covers in place during assembly of the jaw by inserting the negative electrode between the positive electrodes and also lowering the negative electrode. Any suitable retainer may be used, for example a rod or slat that is longer than the cathodes inserted between the cathodes. The protective cover is suitably attached to the retaining device, for example by braiding or fastening it, or by means of gluing means. Retainers are attached to the pair of supports located vertically across the top or bottom of the cathode. During assembly, the support, retainer and shrouds are removed when the cathode is lowered to the required position. The cathodes come to the lower position to complete the next electrode assembly.

보호덮개들은 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴클로라이드, 왁스처리된 종이 및 그와 유사한 것과 같은 임의의 적절한 물질이다. 보호덮개는 특히 격막이 석면과 같은 음극위에 용착된 물질인 경우에 유용하다.Protective covers are any suitable material, such as polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidenechloride, waxed paper and the like. Protective covers are particularly useful when the diaphragm is a material deposited on a cathode such as asbestos.

연속 그물망에 의해 씌워진 양극부분은 양극판에 부착된 다수의 다공성 금속 양극으로 구성된다. 양극에 적절한 금속은 티타늄, 탄탈늄같은 밸브금속이나 밸브금속으로 피복된 알미늄, 강철, 구리와 같은 금속으로 구성된다. 최소한 밸브금속 표면의 일부분은 백금족 금속, 백금족 산화물, 백금족 금속 혹은 혼합물의 합금으로 얇게 피복된다. "백금족"이란 말은 루테이윰, 로듐, 팔라듐, 오슘, 이리듐 그리고 백금으로 구성된 족의 원소를 말한다.The anode portion covered by the continuous mesh consists of a plurality of porous metal anodes attached to the anode plate. Suitable metals for the anode consist of valve metals such as titanium and tantalum or metals such as aluminum, steel and copper coated with valve metals. At least a portion of the valve metal surface is thinly coated with an alloy of platinum group metal, platinum group oxide, platinum group metal or mixture. The term "platinum group" refers to an element of the group consisting of rutile, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum.

다공성 금속은 여러 형태일 수 있다. 예를들면 구멍이 있는 판, 혹은 그물, 스크린등이다. 양극은 양극표면을 통해 유체가 흐를 수 있도록 적당한 크기의 구멍을 갖는 평평한 표면을 갖고 있다.Porous metals can take many forms. For example, a plate with holes, or a net or screen. The anode has a flat surface with adequately sized holes to allow fluid to flow through the anode surface.

적절한 예로써, 양극은 서로 떨어져 있는 두개의 다공성부분으로 구성되있다. 그 공간은 할로겐 가스통로를 제공하는 전류를 공급하는 도전지지물을 둘러싸기에 충분해야 한다. 한개의 다공성 판 혹은 쉬트로 구성된 양극이 사용되는 경우에는, 유체의 흐름을 위해 공간이 만들어져야 한다. 양극이 부착되 있는 양극판은 전체 혹은 부분적으로 전기전도 물질 예를들면 강철, 구리, 알미늄, 티타늄 혹은 이들 물질의 혼합물로 만들어진다. 조에서 용액이나 가스에 의해 전기 전도 물질이 공격을 받는 경우에는 예를들어 고무, 폴리테트라플루오로 에틸렌과 같은 화학불활성 플라스틱, 섬유보강 플라스틱, 혹은 티타늄, 탄탈륨등의 금속으로 씌워질 수 있다. 양극은 나사로 조이든지, 용접 혹은 땜질등으로 양극판에 부착된다. 음극은 도전 스크린 혹은 그물에 의해 둘어싸인 도전 요소로 구성된다. 도전 요소들은 예를들어 스크린이나 그물용 부착기기를 갖는 판 혹은 로드 형태가 될 수 있다.As a suitable example, the anode consists of two porous parts separated from each other. The space shall be sufficient to enclose the conductive support which supplies the current providing the halogen gas passage. If an anode consisting of one porous plate or sheet is used, space must be made for the flow of the fluid. The anode plate to which the anode is attached is made, in whole or in part, of an electrically conductive material such as steel, copper, aluminum, titanium or a mixture of these materials. If the conductive material is attacked by a solution or gas in a bath, it may be covered with, for example, rubber, a chemically inert plastic such as polytetrafluoroethylene, a fiber reinforced plastic, or a metal such as titanium or tantalum. The anode is attached to the anode plate by screwing, welding or soldering. The cathode consists of a conductive element wrapped by a conductive screen or net. The conductive elements can be in the form of plates or rods with attachments for screens or nets, for example.

다수의 음극들은 구리, 강철 혹은 이들 혼합물 같은 도전 금속을 최소한 일부분으로 적절히 구성한 음극판에 부착된다. 부식피해를 막기 위해 음극판은 예를들어 단단한 고무, 폴리테트, 라플루오로에틸렌 같은 플라스틱, 또는 섬유보강 플라스틱으로 씌워진다. 음극은 예를들어 땜질이나 나사에 의해 음극판에 부착된다.Many cathodes are attached to a cathode plate suitably composed of at least a portion of a conductive metal such as copper, steel or a mixture thereof. To prevent corrosion damage, the negative plates are covered with, for example, hard rubber, polytets, plastics such as lafluoroethylene, or fiber reinforced plastics. The negative electrode is attached to the negative electrode plate by soldering or screws, for example.

음극들을 덮고 있는 격막은 유체 투과성이고 할로겐 저항성인 불활성 물질로 구성된다. 적절한 격막물질로는 석면, 보강석면 그리고 미세기공성 혹은 이온 교환성을 가지는 중합체를 들 수 있다. 격막물질로 사용되는 이온교환 수지는 아래의 일반식을 갖는 플루오로 카본을 포함한다.The diaphragm covering the cathodes consists of an inert material which is fluid permeable and halogen resistant. Suitable diaphragms include asbestos, reinforced asbestos and polymers with microporous or ion exchange properties. Ion exchange resins used as diaphragm materials include fluorocarbons having the general formula:

Figure kpo00004
Figure kpo00004

여기서 m은 2에서 10, M과 N의 비율은 600에서 2000의 당량을 제공하기에 충분한 양이며 R은 다음군으로 부터 선택된 것이다.Where m is 2 to 10, the ratio of M and N is sufficient to provide 600 to 2000 equivalents, and R is selected from

Figure kpo00005
여기서 P는 1에서 3 또는
Figure kpo00005
Where P is 1 to 3 or

여기서 P는 1에서3, Y는-F, 혹은 1에서 10의 탄소원자를 갖는 퍼플루오로 알킬기이다.Where P is 1 to 3, Y is -F, or a perfluoro alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

A는 다음 군으로 부터 선택된 사기이다.A is a fraud chosen from the next group.

SO2H,SO 2 H,

CF2SO3,HCF 2 SO 3 , H

CCl2SO3H,CCl 2 SO 3 H,

R'SO3H,R'SO 3 H,

PO3H2,PO 3 H 2 ,

PO2H2,PO 2 H 2 ,

COOH,COOH,

R'OH 여기서 R'는 알릴기이다.R'OH where R 'is an allyl group.

R이 SO3H 혹은 OCF2-CF2-SO3H인 이온 교환수지들이 바람직하다.Ion exchange resins in which R is SO 3 H or OCF 2 -CF 2 -SO 3 H are preferred.

이온 교환수지가 중합체인 경우에 플루오로 카본부분은 메트라플루오로 에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 옥타플루오로 부틸렌 그리고 고급 동족체와 같은 폴리플루오로올레핀이다.When the ion exchange resin is a polymer, the fluorocarbon moiety is a polyfluoroolefin such as metrafluoro ethylene, hexafluoropropylene, octafluoro butylene and higher homologues.

적절한 격막 물질은 폴리플루오로 올레핀 포와 같은 직물이나 적절한 금속의 스크린에 의해 보강된 고체상의 플루오로카본 중합체로 구성된 복합막이다. 고체상의 플루오로카본 중합체들은 예를들면 FSO2CF2CF2OCF(CF4) CF2OCF=CF2같은 식을 갖는 슬폰화 퍼플루오로비닐 에테르로 테트라플루오로에틸렌을 공중합시켜서 준비된다. 피플루오로카본 중합체들은 테트라플루오로 에틸렌과 비닐에테르를 공중합시키고 다음 FSO2기를-SO3H 혹은 슬포네이트기 (예를들면 알카리금속 슬포네이트)혹은 그 혼합물로 변환시켜 준비된다. 피플루오로 카본 중합체의 당량은 약 900에서 1600이며, 바람직한 값은 1100에서 1500이다. 당량은 슬포닐 기당 평균 분자량으로 정의된다. 적절한 격막 물질은 듀폰사에서 생산되는 퍼플루오로카본 중합체 복성막이다.Suitable diaphragm materials are composite membranes composed of a solid fluorocarbon polymer reinforced by a fabric such as polyfluoro olefin fabric or by a screen of suitable metal. Solid fluorocarbon polymers are prepared by copolymerizing tetrafluoroethylene with sulfonated perfluorovinyl ether, for example FSO 2 CF 2 CF 2 OCF (CF 4 ) CF 2 OCF = CF 2 . The fifluorocarbon polymers are prepared by copolymerizing tetrafluoro ethylene and vinyl ether and then converting the FSO 2 group to -SO 3 H or a sulfonate group (eg alkali metal sulfonate) or mixtures thereof. The equivalent weight of the fluorocarbon polymer is about 900 to 1600, with a preferred value being 1100 to 1500. Equivalent is defined as the average molecular weight per sulfonyl group. Suitable diaphragm materials are perfluorocarbon polymer composites produced by DuPont.

양극과 음극사이의 공간은 격막과 연속 그물망의 두께로 이루워진다. 이 공간은 약 0.010에서 0.500바람직한 것은 약 0.030에서 0.250인치이다. 이중에서 격막의 두께는 약 0.007 내지 0.375바람직하기로는 약 0.020 내지 0.170인치이다. 전해조는 다공성 금속 양극이 있으면 어떠한 형태도 가능할 것이다. 양극과 음극이 수직으로 위치한 전극판위에 장착된 전해조가 바람직하다. 특히 바람직한 것은 전해조 본체가 각 단부에 개구를 가지는 쉘형태의 것이다. 조의 본체는 장방형, 원주형, 타원형등의 형태가 될 수 있으며, 단단한 고무, 강철, 고무로 내장된 강철, 티타늄, 석면, 강화플라스틱, 콘크리트등의 여러 물질로 구조될 수 있다.The space between the anode and cathode is made up of the thickness of the diaphragm and continuous mesh. This space is about 0.010 to 0.500, preferably about 0.030 to 0.250 inches. Among them, the thickness of the diaphragm is about 0.007 to 0.375, preferably about 0.020 to 0.170 inches. The electrolyzer may be of any shape with a porous metal anode. An electrolytic cell is preferably mounted on an electrode plate where the anode and cathode are located vertically. Particularly preferred is a shell type in which the electrolytic cell body has openings at each end. The body of the jaw may be rectangular, cylindrical, oval, etc., and may be constructed of various materials such as hard rubber, steel, rubber-embedded steel, titanium, asbestos, reinforced plastics, and concrete.

쉘이 강철 혹은 콘크리트인 경우에는 고무, 세라믹타일 복합체, 석면으로 보강된 플라스틱, 카본, 실리카 혹은 폴리테트라플루오로 에틸렌 같은 폴리할로올레핀 플라스틱 같은 물질로 보호 피복된다.If the shell is steel or concrete, it is protected with rubber, ceramic tile composites, asbestos-reinforced plastics, or materials such as polyhaloolefin plastics such as carbon, silica or polytetrafluoroethylene.

조본체의 높이는 임의의 편한 높이일 수 있으며, 예를들어 1에서 15피트 적절하기로는 4에서 12피트 정도이다. 전극판들을 조본체를 각각 끝에 있는 개구들에 용이하게 부착시키기 위해 조본체는 개구 주위에 플랜지를 가질 수 있다. 전극형들은 숫나사나 로드 혹은 클램프와 같은 적절한 부착기기에 의해 조의 본체의 끝에 있는 개구에 부착된다. 조립된 조를 보여주는 제 3 도에 도시된 바와같이 전극판은 수직으로 위치하며 조 본체를 위한 지지 수단들을 제공한다.The height of the coarse body can be any comfortable height, for example from 1 to 15 feet, suitably from 4 to 12 feet. The jaw body may have a flange around the opening to facilitate attachment of the electrode plates to the openings at each end. The electrode types are attached to the opening at the end of the body of the jaw by a suitable attachment such as a male screw or rod or clamp. As shown in FIG. 3 showing the assembled jaw, the electrode plate is positioned vertically and provides support means for the jaw body.

본 발명의 격막조는 양극과 음극사이의 최소의 공간을 허용해서 적은 전기 에너지가 요구되며 운전비용을 감소시킨다. 또한 양극과 격막사이에 연속 그물망을 사용해서, 격막은 보유되고 양극 표면에 부착되는 것을 방지하며 동작시 높은 전류 효율을 유지시킨다. 또한 가스나 액체의 흐름에 의한 격막의 부식이 감소된다.The diaphragm tank of the present invention allows a minimum space between the anode and the cathode, so that less electric energy is required and the running cost is reduced. In addition, the use of a continuous mesh between the anode and the diaphragm prevents the diaphragm from retaining and adhering to the anode surface and maintaining high current efficiency in operation. In addition, corrosion of the diaphragm due to the flow of gas or liquid is reduced.

Claims (1)

전해조 본체와, 다수의 음극이 부착된 음극판과, 상기 음극들에 용착된 격막과, 다수의 다공성 금속 양극이 부착된 양극판으로 구성되며, 상기 양극판 및 음극판은 상기 전해조 본체에 밀봉 부착되어 있고, 연속 그물망이 상기 양극들과 격막사이에 배치되어 이들 사이를 일정거리로 분리시키며 이들과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 격막조.An electrolytic cell body, a negative electrode plate having a plurality of negative electrodes attached thereto, a diaphragm deposited on the negative electrodes, and a positive electrode plate having a plurality of porous metal positive electrodes attached thereto. A diaphragm tank, wherein a mesh is disposed between the anodes and the diaphragm to separate them at a predetermined distance and to contact the diaphragm.
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