NL8002931A - BIPOLAR ELECTROLYSIS DEVICE WITH SYNTHETIC SEPARATOR. - Google Patents

BIPOLAR ELECTROLYSIS DEVICE WITH SYNTHETIC SEPARATOR. Download PDF

Info

Publication number
NL8002931A
NL8002931A NL8002931A NL8002931A NL8002931A NL 8002931 A NL8002931 A NL 8002931A NL 8002931 A NL8002931 A NL 8002931A NL 8002931 A NL8002931 A NL 8002931A NL 8002931 A NL8002931 A NL 8002931A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
anolyte
catholyte
resistant surface
bipolar
back plate
Prior art date
Application number
NL8002931A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Ppg Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ppg Industries Inc filed Critical Ppg Industries Inc
Publication of NL8002931A publication Critical patent/NL8002931A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

» rau........ · • I Λ B ipolair ee1ektrolyse-inr ichting met synthetisch scheidingsorgaan.»Rau ........ · • I Λ B ipolar electrolysis device with synthetic separator.

Bij een van de technische produktiewijzen van chloor en alkal-^imetaalhydroxyden, bijvoorbeeld natriumhydroxyde en kaliumhydroxyde, wordt gebruik gemaakt van een elektrolyse-cel met een anolytruimte gescheiden van de katholytruimte door 5 een ionpermeabel scheidingsorgaan. In een elektrolysecel met een ionpermeabel scheidingsorgaan bevat de anolytkamer een zure ano -lytvloeistof op een pH van ongeveer 2,5 tot ongeveer 5,5, die ongeveer 125 tot ongeveer 250 gram per liter alkalimetaalchloride bevat, en waarbij chloor wordt ontwikkeld aan de zich daarin be-10 vindende anode. De katholytruimte bevat een alkalische katholyt met een alkalimetaalhydroxydegehalte van meer dan ongeveer 1 mol per liter, waarbij waterstof wordt ontwikkeld aan de kathode die zich daarin bevindt.One of the technical production methods of chlorine and alkali metal hydroxides, for example sodium hydroxide and potassium hydroxide, uses an electrolysis cell with an anolyte space separated from the catholyte space by an ion permeable separator. In an electrolytic cell with an ion-permeable separator, the anolyte chamber contains an acidic anolyte liquid at a pH of about 2.5 to about 5.5, containing about 125 to about 250 grams per liter of alkali metal chloride, and chlorine is evolved on the therein be-10 tracing anode. The catholyte space contains an alkaline catholyte with an alkali metal hydroxide content of greater than about 1 mole per liter, hydrogen being generated at the cathode contained therein.

Het s yithetische scheidingsorgaan scheidt de 15 zure anolyt van de alkalische katholyt, onder handhaving van verschillen in pH en concentratie daartussen. Het synthetische scheidingsorgaan kan zijn een microporeus diafragma of het kan een permionisch membraan zijn. Microporeuze diafr^agma’s, bijvoorbeeld microporeuze fluorkoolstoffilms, laten chloride-ionen toe 20 te diffunderen door het scheidingsorgaan, waardoor een celvloei-stof verschaft wordt met ongeveer 10 tot 15 gew.% alkalimetaal-hydroxyde en ongeveer 15 tot ongeveer 25 gew.% alkalimetaalchloride.The synthetic separator separates the acidic anolyte from the alkaline catholyte, maintaining differences in pH and concentration between them. The synthetic separator may be a microporous diaphragm or it may be a permionic membrane. Microporous diaphragms, for example microporous fluorocarbon films, allow chloride ions to diffuse through the separator, thereby providing a cell liquid with about 10 to 15 wt% alkali metal hydroxide and about 15 to about 25 wt% alkali metal chloride.

Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm kan het 25 synthetische scheSingsorgaan een permionisch membraan zijn, zoals 800 2 9 31 2 een kationselectief permionisch membraan. Kationselectieve permioni-sche membranen die bruikbaar zijn bij de chlooralkali-elektrolyse zijn fluorkoolstofharsen met zuurgroepen daaraan, zoals carbon-zuurgroepen, sulfonzuurgroepen, fosfonzuurgroepen, fosforzuur-5 groepen, derivaten daarvan en voorlopers daarvan. Kationselectieve permionische membranen zijn nagenoeg inpermeabel voo-r de stroom van chloride-ionen en verschaffen daardoor een nagenoeg chloride-vrije celvloeistof die ongeveer 10 tot ongeveer 50 gew.% alkali-metaalhydroxyde bevat.In an alternative embodiment, the synthetic separator may be a permionic membrane, such as 800 2 9 31 2 a cation selective permionic membrane. Cation-selective permionic membranes useful in the chloralkali electrolysis are fluorocarbon resins with acid groups thereon such as carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, phosphoric acid groups, derivatives thereof and precursors thereof. Cation-selective permionic membranes are substantially impermeable to the flow of chloride ions and thereby provide a substantially chloride-free cell fluid containing from about 10 to about 50 weight percent alkali metal hydroxide.

10 De verwachte lange levensduur en het stabiele gedrag van synthetisc he scheidingsorganen moedigt het gebruik van . bipolaire elektrolyse-inrichtingen aan, waarvan ook wordt gemeld dat ze een aanzienlijke besparing op constructie en bedrijf bieden. Bipolaire elektrolyse-inrichtingen worden gekenmerkt door 15 een rugplaat, ook bekend als een bipolaire eenheid, of als bip^olaire elektrode, zoals hierna vollediger zal worden beschreven. De bipolaire eenheid omvat de bipolaire rugplaat en dient als gemeenschappelijk structureel element dat kathoden van de ene cel van de bipolaire elektrolyse-inrichting en de anoden van de daarop volgen-20 de cel van de elektrolyse-inrichting draagt.The expected long life and stable behavior of synthetic separators encourages the use of. bipolar electrolysers, which are also reported to offer significant savings in construction and operation. Bipolar electrolysis devices are characterized by a back plate, also known as a bipolar unit, or as a bipolar electrode, as will be described more fully below. The bipolar unit includes the bipolar back plate and serves as a common structural element that carries cathodes from one cell of the bipolar electrolyser and the anodes from the subsequent cell of the electrolyser.

Een individuele cel van een bipolaire elektrolyse-inrichting wordt gevormd door het anode-element van een bipolaire elektrode of bipolaire eenheid en het kathode-element van de daaropvolgende bipolaire elektrode of bipolaire eenheid. De 25 kathoden zijn elektrolyt-pemeabel en bedekt met een ion-permea-bel scheidingsorgaan zoals hierboven beschreven.An individual cell of a bipolar electrolysis device is formed by the anode element of a bipolar electrode or bipolar unit and the cathode element of the subsequent bipolar electrode or bipolar unit. The cathodes are electrolyte-pemeable and covered with an ion-permeable separator as described above.

Tijdens het bedrijf van de bipolaire elektrolyse-inrichting wordt zoutoplossing toegevoerd aan elk van de afzonderlijke cellen en wordt een elektrische spanning aangelegd over 30 de elektrolyse-inrichting. De elektrische spanning zorgt e^r voor dat stroom loopt van een energietoevoer naar een anodis.'ehe eind-eenheid en van de anodische eenheid van de elektrolyse-inrichting naar de individuele cellen van de elektrolyse-inrichting, in serie, en tenslotte naar een kathodische eindeenheid, en vandaar 35 terug naar de energietoevoer of naar een aangrenzende bipolaire elektrolyse-inrichting.During operation of the bipolar electrolyser, saline is supplied to each of the individual cells and an electrical voltage is applied across the electrolyser. The electrical voltage causes current to flow from an energy supply to an anodic terminal unit and from the anodic unit of the electrolyser to the individual cells of the electrolyser in series, and finally to a cathodic terminal unit, and from there back to the power supply or to an adjacent bipolar electrolyser.

800 2 9 31 * * 3800 2 9 31 * * 3

Kenmerkenderwijs wordt zoutoplos-sing, bijvoorbeeld geconcentreerde of zelfs verzadigde zoutoplossing die ongeveer 300 tot ongeveer 325 gram per liter natriumchloride of ongeveer 400 tot ongeveer 450 gram per liter kaliumchloride bevat toe- 5 gevoerd aan de anolytr-'uimten van de individuele elektrolytse-cellen en wordt chloor gewonnen uit de anolytkamers van de afzonderlijke cellen, terwijl waterstofgas en kaustische celvloei-stof wordt gewonnen uit de afzonderlijke katholytkamers van de elektrolyse-inrichting.Typically, brine, for example, concentrated or even saturated saline containing about 300 to about 325 grams per liter of sodium chloride or about 400 to about 450 grams per liter of potassium chloride, is fed to the anolyte spaces of the individual electrolyte cells and Chlorine is recovered from the anolyte chambers of the individual cells, while hydrogen gas and kaustic cell liquid are recovered from the individual catholyte chambers of the electrolyser.

10 Wanneer het synthetische scheidingsorgaan een microporeus diafragma is bevat de katholytvloeistof meestal bij be^nadering 120 tot 220 gram per liter natriumchlo^ride en ongeveer 110 tot ongeveer 150 gram per liter natriumhydroxyde of ongeveer 160 tot ongeveer 300 gram per liter kaliumchloride en onge- 15 veer 160 tot ongeveer 220 gram per liter kaliumhydroxyde.When the synthetic separator is a microporous diaphragm, the catholyte liquid usually contains approximately 120 to 220 grams per liter of sodium chloride and about 110 to about 150 grams per liter of sodium hydroxide or about 160 to about 300 grams per liter of potassium chloride and about 15 grams. spring 160 to about 220 grams per liter of potassium hydroxide.

Alternatief, wanneer het synthetische scheidingsorgaan een permionisch membraan is in plaats van een microporeus diafragma, kan de katholytvloeistof tot aan 300 af meer gram per liter natriumhydroxyde en aanzienlijk geringere hoeveelheden 20 natriumchloride, bijvoorbeeld minder dan ongeveer 10 gram per liter natriumchloride en bij voorkeur minder dan 1 gram per liter natriumchloride bevatten. Alternatief kan de katholytvloeistof tot aan ongeveer 450 of meer gram per liter kaliumhydroxyde en aanzien-lijk geringere hoeveelheden, bijvoorbeeld minder dan on-25 geveer 10 gram per liter kaliumchloride en bij voorkeur minder dan 1 gram per liter kaliumchloride bevatten.Alternatively, when the synthetic separator is a permionic membrane rather than a microporous diaphragm, the catholyte fluid can contain up to 300 grams more per liter of sodium hydroxide and significantly smaller amounts of sodium chloride, for example less than about 10 grams per liter of sodium chloride, and preferably less than Contain 1 gram per liter of sodium chloride. Alternatively, the catholyte liquid may contain up to about 450 or more grams per liter of potassium hydroxide and substantially lesser amounts, for example less than about 10 grams per liter of potassium chloride and preferably less than 1 gram per liter of potassium chloride.

Ofschoon bipolaire elektrolyse-inrichtingen aanzienlijke besparingen van constructie en bedrijf bieden, in het bijzonder wanneer synthetische scheidingsorganen zijn aan-30 gebracht tussen een anolytkamer en een katholytkamer van een af — zonderlijke cel zijn de fluorkoolstofmaterialen die bruikbaar zijn bij het vormen van de synthetische scheidingsorganen moeilijk in de vorm te brengen die noodzakelijk is voor de banken van gevingerde elektroden in een bipolaire elektrolysecel met elektro-35 den met dicht op elkaar staande vingers. Het verschaffen van de aaneenvoegingen, zomen en windingen vereist hoge temperaturen, 800 2 9 31 4 sterke reagentia, hoge drukken of combinaties daarvan, al welke een nadelig effect hebben op de elektroden.Although bipolar electrolysers offer significant savings in construction and operation, especially when synthetic separators are disposed between an anolyte chamber and a catholyte chamber of a separate cell, the fluorocarbons useful in forming the synthetic separators are difficult. to the shape necessary for the banks of finger electrodes in a bipolar electrolysis cell with electrodes with closely spaced fingers. The provision of the joints, hems, and windings requires high temperatures, high strength reagents, high pressures, or combinations thereof, all of which adversely affect the electrodes.

Een bijzonder bevredigend ontwerp voor een bipolaire elektrolyse-inrichting waarin gebruik gemaakt wordt van 5 een synthetisch scheidingsorgaan tussen de anolytruimte en de katholytruimte van de individuele cellen, zou een ontwerp zijn waarin een elektrolytdichte afsluiting wordt verschaft onder vermijding van complexe post-assemblage-naaiing en aaneenvoeging van het permionische membraan of het microporeuze diafragma. Gevon-10 den is nu dat een bijzonder bevredigend ontwerp een ontwerp is waarin de kathodevingers onafhankelijk of afzonderlijk verwijderbaar zijn uit het kathoderugscherm en waarbij elk van de onafhankelijk verwijderbare afzonderlijke kathodevingers een afzonderlijk ionpermeabel synthetisch scheidingsvel draagt. Het ion-15 permeabele synthetische scheidingsvel dient de afzonderlijke kathodevinger te omgeven, geperforeerd te zijn tussen de kathode en het kathodische achterscherm, om de stroming van katholyt daartussen toe te laten, en op zichzelf aaneengevoegd te zijn op een plaats verwijderd van het kathodische achterscherm.A particularly satisfactory design for a bipolar electrolyser using a synthetic separator between the anolyte space and the catholyte space of the individual cells would be a design that provides an electrolyte tight seal avoiding complex post-assembly sewing and assembly of the permionic membrane or the microporous diaphragm. It has now been found that a particularly satisfactory design is one in which the cathode fingers are independently or separately removable from the cathode back shield and each of the independently removable individual cathode fingers carries a separate ion-permeable synthetic separating sheet. The ion-permeable synthetic separator sheet must surround the separate cathode finger, be perforated between the cathode and the cathodic back shield to allow the flow of catholyte therebetween, and be joined together in a location away from the cathodic back shield.

20 in de tekening is figuur 1 een isometrisch aanzicht van een bipolaire elektrolyse-inrichting die de elektrodestructuur en de synthetische scheidingsorgaancombinatie volgens de uitvinding kan hebben; 25 figuur 2 een gedeelte lijk opengewerkt boven aanzicht van de bipolaire elektrolyse-inrichting van figuur 1; figuur 3 een gedeeltelijk opengewerkt zijaanzicht van de bipolaire elektrolyse-inrichting van figuur 1 en 2; figuur 4 een doorsnede van een afzonderlijk ka-30 thode-element van de bipolaire elektrolyse-inrichting van figuur 1, 2 en 3; en figuur 5 een gedeeltelijk uiteengeschoven isometrisch aanzicht van een afzonderlijk kathode -element van de bipolaire elektrolyse-inrichting getoond in de figuren 1 tot 4.20 in the drawing, FIG. 1 is an isometric view of a bipolar electrolyser which may have the electrode structure and the synthetic separator combination of the invention; Figure 2 shows a partly cut-away top view of the bipolar electrolysis device of figure 1; Figure 3 is a partially cutaway side view of the bipolar electrolysis device of Figures 1 and 2; Figure 4 is a sectional view of a separate cathode element of the bipolar electrolysis device of Figures 1, 2 and 3; and Figure 5 is a partially exploded isometric view of a separate cathode element of the bipolar electrolysis device shown in Figures 1 to 4.

35 In figuur 1 wordt een bipolaire elektrolyse- inrichting weergegeven met een aantal afzonderlijke elektrolyse- 80029 31 • 4 5 cellen 11, 12, 13 en 14, die elektrisch en mechanisch in serie zijn door middel van bipolaire elementen 21, 23, 25 en 27 welke eveneens elektrisch en mechanisch in serie zijn.Figure 1 shows a bipolar electrolysis device with a number of separate electrolysis cells 80029 31 • 4 5 cells 11, 12, 13 and 14, which are electrically and mechanically in series by means of bipolar elements 21, 23, 25 and 27 which are also electrically and mechanically in series.

De bipolaire elektrolyse-inrichting 1 heeft 5 zout-oplossingtoevoerleiding 91 door de zoutoplossing-chloor-houder 95 en zoutoplossing-terugvoerleiding 99 gaande naar de anolytruimte van elke afzonderlijke cel, waarbij chloor omhoog komt door de chloor- en -zoutoplossing-leiding 97 naar de zout-oplossing-houder 95 waar het schuim van chloor en zoutoplossing 10 wordt gescheiden, waarbij het chloor wordt gewonnen door de zoutoplossing-leiding 91. Op deze wijze wordt een circulerende beweging verschaft aan de anolytvloeistof, in het bijzonder wanneer de zoutoplossing-terugvoerleiding 99 uitsteekt in de anolyt-kamer, bijvoorbeeld beneden het niveau van de elektrolyt daarin.The bipolar electrolyser 1 has 5 saline supply line 91 through the saline chlorine container 95 and saline return line 99 going to the anolyte space of each individual cell, chlorine rising through the chlorine and salt solution line 97 to the saline container 95 where the foam is separated from chlorine and saline 10, the chlorine being recovered through the saline conduit 91. In this manner, a circulating motion is provided to the anolyte fluid, especially when the saline return conduit 99 protrudes into the anolyte chamber, for example below the level of the electrolyte therein.

15 Verder wordt uitgeputte zoutoplossing gewonnen uit de anolytkamers door de zoutoplossing-terugwinningsleiding 111, en wordt zuur toegevoerd aan de afzonderlijke anolytkamers door de zuur-toevoer-leiding 101 ter verschaffing van een aangezuurde anolytvloeistof.Furthermore, depleted saline is recovered from the anolyte chambers through the brine recovery line 111, and acid is supplied to the individual anolyte chambers through the acid supply line 101 to provide an acidified anolyte liquid.

Water wordt toegevoerd aan de katholytruimten 20 van de afzonderlijkje elektrolysecellen 11 tot 14 door hoofdwaterleiding 103 en afzonderlijke waterleidingen 105, waarbij waterstof wordt gewonnen door waterstofwinningsleiding 109 naar de waterstof-hoofdleiding 107. Celvloeistof wordt gewonnen uit de celvloeistofwinningsleiding 115 naar de celvloeistof-hoofdleiding 25 Π3.Water is supplied to the catholyte spaces 20 of the individual electrolysis cells 11 to 14 through main water line 103 and separate water lines 105, hydrogen being recovered from hydrogen recovery line 109 to hydrogen main line 107. Cell liquid is recovered from cell liquid recovery line 115 to cell liquid main line 25 Π3 .

De afzonderlijke bipolaire eenheden 21, 23, 25 en 27 omvatten rugplaten 31, welke de anolytkamers van ëén cel, bijvoorbeeld cel 11, scheiden van de katholytkamers van de voorgaande cel, bijvoorbeeld cel 12, in de elektrolyse-inrichting.The separate bipolar units 21, 23, 25 and 27 comprise back plates 31, which separate the anolyte chambers of one cell, e.g. cell 11, from the catholyte chambers of the previous cell, e.g. cell 12, in the electrolyser.

30 De rugplaat 31 omvat een anolytbestendig oppervlak 41 aan de ene kant en een katholytbestendig oppervlak 61 aan de tegengestelde kant. Het anolytbestendige oppervlak 41 is vervaardigd uit een ventielmetaal en kan een vel, plaat, deklaag of voering zijn. Ventielmétalen zijn die metalen welke een oxyde vormen bij bloot-35 stelling aan zure media onder anodische omstandigheden, bijvoor beeld titaan, tantaal, wolfraam, nioob, zirkonium, en dergelijke.The backplate 31 comprises an anolyte resistant surface 41 on one side and a catholyte resistant surface 61 on the opposite side. The anolyte resistant surface 41 is made of a valve metal and can be a sheet, plate, coating or liner. Valve metals are those metals that form an oxide when exposed to acidic media under anodic conditions, eg, titanium, tantalum, tungsten, niob, zirconium, and the like.

800 29 31 6800 29 31 6

Het tegengestelde oppervlak van de rugplaat 31 heeft daarop een katholytbestendig oppervlak 61. Met een Istholytbestendig oppervlak wordt bedoeld een oppervlak v^an ijzer of van een ijzerlege-ring, zoals staal, roestvast staal of mild staal met een laag 5 koolstofgehalte.The opposite surface of the back plate 31 thereon has a catholyte-resistant surface 61. By an Istholyte-resistant surface is meant a surface of iron or of an iron alloy, such as steel, stainless steel or mild steel with a low carbon content.

Verder, maar niet weergegeven, kan er een derde laag aanwezig zijn tussen het anolytbestendige oppervlak 41 en het katholytbestendige oppervlak 61 van de rugplaat. De derde laag omvat middelen voor het voorkomen van waterstofverbrozing 10 van het anolytbestendige oppervlak 41 van de rugplaat 31. Dit kan zijn in de vorm van koperbekleding, -plaat of -vel, of een vel van een platinagroepmetaal, aangebracht tussen het anolytbestendige oppervlak 41 en het katholytbestendige oppervlak 61. Alternatief kan er een vel materiaal aanwezig zijn dat nagenoeg imper-15 meabel is voor de stroom waterstof in staat van wording, aangebracht tussen de katholytvloeistof en het katholytbestendige oppervlak 61 van de rugplaat 31.Furthermore, but not shown, a third layer may be present between the anolyte resistant surface 41 and the catholyte resistant surface 61 of the backplate. The third layer includes means for preventing hydrogen embrittlement 10 of the anolyte resistant surface 41 of the backplate 31. This may be in the form of copper cladding, sheet or sheet, or a platinum group metal sheet sandwiched between the anolyte resistant surface 41 and the catholyte-resistant surface 61. Alternatively, a sheet of material may be present which is substantially impermeable to the flow of hydrogen in the process of being placed between the catholyte liquid and the catholyte-resistant surface 61 of the backplate 31.

De afzonderlijke anoden 43 worden vervaardigd uit een ventielmetaal, zoals'hierboven beschreven, met daarop een 20 elektrokatalytisch oppervlak. De afzonderlijke anoden 43 kunnen worden gelast aan het anolytbestendige oppervlak 41 van de rugplaat 31. Alternatief kunnen de afzonderlijke anoden 43 worden gelast aan balken of tralies, niet weergegeven, of aan uitsteeksels van de kathodische geleiders.The individual anodes 43 are made of a valve metal, as described above, with an electrocatalytic surface thereon. The individual anodes 43 can be welded to the anolyte resistant surface 41 of the backplate 31. Alternatively, the individual anodes 43 can be welded to beams or bars, not shown, or to protrusions of the cathodic conductors.

25 De afzonderlijke anodebladen 43 kunnen geperfo reerd, foramineus, metaalgaas, vellen, platen of dergelijke zijn.The individual anode blades 43 can be perforated, foramine, metal mesh, sheets, plates or the like.

Ze zijn evenwijdig aan elkaar en strekken zich loodrecht uit ten opzichte van het anolytbestendige oppervlak 41 van de rugplaat 31, waardoor de elektroden gevingerd en afwisselend aangebracht zijn 30 tussen de gevingerde elektroden van de tegengestelde polariteit.They are parallel to each other and extend perpendicular to the anolyte resistant surface 41 of the backplate 31, whereby the electrodes are fingered and alternately arranged between the fingered electrodes of the opposite polarity.

De kathodestructuur omvat individuele holle kathodevingers 63 met zijwanden, een bovenrand, een onderrand en een leirand of top. De kathodevingers zijn gevormd uit een geschikt materiaal, dat wil zeggen een materiaal dat elektrisch ge-35 leidend, alkalibestendig en in een elektrolyt-permeabele vorm is.The cathode structure includes individual hollow cathode fingers 63 with side walls, a top edge, a bottom edge, and a guide edge or top. The cathode fingers are formed from a suitable material, ie a material which is electrically conductive, alkali resistant and in an electrolyte permeable form.

Dat wil zeggen zij laten elektrolyt toe te stromen tussen het perm- 800 2 9 31 7 ion^ische membraan 81 en de katholytruimte. De elektrolyt-permea-bele vorm kan worden verschaft door geperforeerde plaat, geperforeerd vel, metaalgaas of geëxpandeerd metaalgaas, ter verschaffing van een open oppervlak van ongeveer 30 tot ongeveer 70 %.That is, they allow electrolyte to flow between the permeable membrane 81 and the catholyte space. The electrolyte permeable shape can be provided by perforated sheet, perforated sheet, metal mesh or expanded metal mesh to provide an open area of from about 30 to about 70%.

5 De constructiematerialen van de afzonderlijke kathodevingers 63 kunnen ijzer zijn, of een ijzerlegering, zoals staal, mild staal met een laag koolstofgehalte of roestvast staal. Voorts kan de kathode 63 waterstofoverspanningsverminderende katalysatoren of depolarisatiekatalysatoren dragen.The construction materials of the individual cathode fingers 63 may be iron, or an iron alloy, such as steel, mild low carbon steel or stainless steel. Furthermore, the cathode 63 can carry hydrogen stress-reducing catalysts or depolarization catalysts.

10 De kathodevinger 63 heeft openingen 64 in de basis daarvan waar de kathodevingers 63 zijn opgesteld tegen het rugscherm 67, dat soortgelijke openingen 68 heeft. Met opening wordt bedoeld dat er een substantiële afwezigheid van metaalgaas, geperforeerde plaat of dergelijke is, om ongeremde stroming van 15 kathdytvloeistof en waterstofgas tussen de ruimten toe te laten.The cathode finger 63 has openings 64 in its base where the cathode fingers 63 are arranged against the back shield 67, which has similar openings 68. By aperture is meant that there is a substantial absence of metal mesh, perforated sheet or the like to allow unrestrained flow of catheter fluid and hydrogen gas between the spaces.

Het kathode-rugscherm 67 is nagenoeg evenwijdig aan en op afstand van het kathodische oppervlak 61 van de rug-plaat 31. Het kathodische rugscherm 67 strekt zich nagenoeg gelijkelijk uit met het kathodische oppervlak 61 van de rugplaat 31. 20 Het kan worden vervaardigd uit hetzelfde materiaal als de kathodevingers 63 en in dezelfde vorm zijn. Dat wil zeggen het kan worden gevormd uit een elektrisch geleidend elektrolyt-impermeabel metaal in een elektrolyt-permeabele vorm, zoals geperforeerde plaat, geperforeerd vel, metaalgaas of geëxpandeerd metaalgaas met 30 tot 25 70 % open oppervlak, en zijnde ijzer of een ijzerlegering, zoals staal , mild staal met een laag koolstofgehalte of roestvast staal. Alternatief kan het kathodische achterscherm 67 worden vervaardigd uit een niet-geleidend materiaal, bijvoorbeeld een zwaar polymeermateriaal of met polymeer bekleed materiaal en van 30 nagenoeg impermeabel voor elektrolyt zijn.The cathode back shield 67 is substantially parallel to and spaced from the cathodic surface 61 of the back plate 31. The cathodic back shield 67 extends substantially similarly to the cathodic surface 61 of the back plate 31. It can be made from the same material as the cathode fingers 63 and are in the same shape. That is, it can be formed from an electrically conductive electrolyte impermeable metal in an electrolyte permeable shape, such as perforated sheet, perforated sheet, metal mesh or expanded metal mesh with 30 to 70% open area, and being iron or an iron alloy, such as steel, mild low carbon steel or stainless steel. Alternatively, the cathodic rear shield 67 may be made of a non-conductive material, for example, a heavy polymer material or polymer-coated material, and be substantially electrolyte impermeable.

De holle kathodevingers 63 zijn gemonteerd op, in fluïdum-communicatie met, en strekken zich loodrecht uit ten opzichte van het kathode-rugscherm 67. Het volume binnen de kathodevingers 63 en het volume tussen het kathoderugscherm 67 en 35 het kathodische oppervlak 61 van de rugplaat 31 zijn één katholyt-volume. De toevoer van elektrolyt, bijvoorbeeld water, aan het 800 2 9 31 8 katholytvolume vindt plaats via de hoofdwaterleiding 103 en de watertoevoerleiding 105, terwijl de winning van gas daaruit plaats vindt via waterstofleiding 109 naar de waterstof-hoofdleiding 117.The hollow cathode fingers 63 are mounted on, in fluid communication with, and extend perpendicular to the cathode back shield 67. The volume within the cathode fingers 63 and the volume between the cathode back shield 67 and 35 the cathodic surface 61 of the back plate 31 are one catholyte volume. The supply of electrolyte, for example water, to the 800 2 9 31 8 catholyte volume takes place via the main water pipe 103 and the water supply pipe 105, while the extraction of gas therefrom takes place via hydrogen pipe 109 to the hydrogen main pipe 117.

Het synthetische scheidingsorgaan 71 scheidt 5 de anolytruimte van de katholytruimte en wordt gedragen door de holle elektroden 63. Ofschoon in de hier beschouwde uitvoeringsvorm de holle elektroden kathoden zijn spreekt het vanzelf dat de holle elektroden ook anoden kunnen zijn en dat enkel door omkering van de keuze van constructiematerialen een cel kan worden 10 verkregen met een katholytkamer die holle anoden omgeeft, welke holle anoden het permionische membraan of het microporeuze diafragma dragen.The synthetic separator 71 separates the anolyte space from the catholyte space and is carried by the hollow electrodes 63. Although in the embodiment considered here the hollow electrodes are cathodes, it goes without saying that the hollow electrodes can also be anodes and that only by reversal of the choice of construction materials, a cell can be obtained with a catholyte chamber surrounding hollow anodes, which hollow anodes carry the permionic membrane or microporous diaphragm.

Het synthetische scheidingsorgaan kan een permio-nisch membraan zijn. Dat wil zeggen het kan nagenoeg impermeabel 15 zijn voor de stroom van anionen en nagenoeg permeabel voor de stroom van kationen om de stroom van alkalimetaalionen daardoorheen toe te laten terwijl de stroom van chloride-ionen wordt voorkomen. Alternatief kan het synthetische scheidingsorgaan 81 f een micropor--eus diafragma zijn, dat wil zeggen een synthetisch 20 scheidingsorgaan dat nagenoeg permeabel is voor de massastroming van elektrolyt daardoorheen, inclusief zowel anionen als kationen .The synthetic separator can be a permanent membrane. That is, it can be substantially impermeable to the flow of anions and substantially permeable to the flow of cations to allow the flow of alkali metal ions therethrough while preventing the flow of chloride ions. Alternatively, the synthetic separator 81 f may be a microporous diaphragm, ie, a synthetic separator which is substantially permeable to the mass flow of electrolyte therethrough, including both anions and cations.

Meestal zijn de synthetische scheidingsorganen uit fluorkoolstofmateriaal. Wanneer het synthetische scheidings-25 orgaan 81 een permionisch membraan is is het gewoonlijk een fluor koolstof met zijdelingse zuurgroepen daaraan, bijvoorbeeld sul-fonzuurgroepen, carbonzuurgroepen, fosfonzuurgroepen, fosforzuur-groepen, voorlopers daarvan of reactieprodukten ervan.Usually the synthetic separators are made of fluorocarbon material. When the synthetic separator 81 is a permionic membrane, it is usually a fluorine carbon with side acid groups on it, for example sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, phosphonic acid groups, phosphoric acid groups, precursors thereof or reaction products thereof.

Fluorkoolstofmaterialen voor het synthetische 30 scheidingsorgaan wordt gekenmerkt door moeilijkheden bij het samenvoegen van vellen van het fluorkoolstofmateriaal met zichzelf alsmede bij het aanpassen van fluorkoolstofvellen aan complexe vormen. Dit heeft in het algemeen ultrasonische, thermische, druk- of chemische procedures vereist om de vellen van het syn-35 thetische scheidingsorgaan 81 aan elkaar te voegen. Gevonden is dat bijzonder wenselijke resultaten worden verkregen wanneer de 600 2 9 31 • * 9 vellen rechtstreeks aan elkaar worden gevoegd met de voegproce-dure, bijvoorbeeld ultrasonisch, chemisch, druk of thermisch, met noodzakelijke apparatuur aan beide zijden van de voeg, bijvoorbeeld persen en verwarmingselementen.Fluorocarbon materials for the synthetic separator are characterized by difficulties in joining sheets of the fluorocarbon material with themselves as well as adapting fluorocarbon sheets to complex shapes. This generally requires ultrasonic, thermal, pressure, or chemical procedures to join the sheets of the synthetic separator 81 together. It has been found that particularly desirable results are obtained when the 600 2 9 31 • * 9 sheets are joined directly together by the joining procedure, for example ultrasonic, chemical, pressure or thermal, with necessary equipment on both sides of the joint, for example pressing and heating elements.

5 Zoals hier beschouwd is de combinatie van onaf hankelijk verwijderbare afzonderlijke kathodevingers 63 waarbij elke kathodevinger zijn eigen synthetisch scheidingsvel 81 draagt, welk vel doorboord is bij 82 tussen de kathodevinger 63 en het achterscherm 67 en gelast op een plaats verwijderd van de basis 10 van de kathodevinger 63, bijzonder wenselijk.As considered herein, the combination of independently removable discrete cathode fingers 63 wherein each cathode finger carries its own synthetic separating sheet 81, which sheet is pierced at 82 between the cathode finger 63 and the rear shield 67 and welded in place from the base 10 of the cathode finger 63, particularly desirable.

Onafhankelijk van elkaar verwijderbare kathoden worden bijvoorbeeld in figuur 5 getoond. Zoals daar weergegeven strekken bouten 71 zich buitenwaarts uit vanaf de basis van de kathodevingers 63. De bouten kunnen van schroefdraad voorziene 15 bouten zijn van een geschikt elektrisch geleidend materiaal, zoals koper, ijzer of dergelijke en een diameter hebben van ongeveer 3/16 inch tot ongeveer 5/16 inch, bijvoorbeeld, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.016.064.For example, independently removable cathodes are shown in Figure 5. As shown there, bolts 71 extend outwardly from the base of the cathode fingers 63. The bolts may be threaded bolts of a suitable electrically conductive material such as copper, iron or the like and have a diameter of about 3/16 inch to about 5/16 inch, for example, as described in U.S. Patent 4,016,064.

Zoals daar beschreven zijn de bouten 71 elektrisch 20 en mechanisch verbonden aan de kathodevinger 63. Bijvoorbeeld kan de bout gelast zijn aan de kathodewanden door taplassen, punt-lassen of dergelijke. Volgens een verdere uitvoeringsvorm die daar wordt beschreven kunnen de bouten 71 gelast zijn aan een verbindingsstuk dat op zijn beurt gelast is aan de wanden van de kathode-25 vingers 63.As described there, the bolts 71 are electrically and mechanically connected to the cathode finger 63. For example, the bolt may be welded to the cathode walls by tap welding, spot welding or the like. According to a further embodiment described there, the bolts 71 may be welded to a connector which in turn is welded to the walls of the cathode fingers 63.

Het kathodische achterscherm 67 bevat openingen.The cathodic rear shield 67 includes openings.

De openingen komen overeen met de bouten 71 en hebben een grotere diameter dan de diameter van de bouten 71 om bijvoorbeeld de beweging, zoals de glijbeweging van de kathodevingers 63, toe te 30 laten, terwijl ze voldoende weinig in diameter verschillen van de diameter van de bouten 71 om de bouten 71 daaraan te kunnen bevestigen. Zoals beschreven in het genoemde Amerikaanse octrooischrift 4.016.064 is de diameter van de openingen, aangepast voor het ontvangen van de bouten 71, ongeveer 6,35 tot ongeveer 12,7 35 mm groter dan de diameter van de bouten 71.The openings correspond to the bolts 71 and have a larger diameter than the diameter of the bolts 71 to allow, for example, the movement, such as the sliding movement of the cathode fingers 63, while being sufficiently different in diameter from the diameter of the bolts 71 for attaching the bolts 71 thereto. As described in the aforementioned U.S. Patent 4,016,064, the diameter of the apertures adapted to receive the bolts 71 is about 6.35 to about 12.7 mm larger than the diameter of the bolts 71.

Daarnaast zijn in het kathodische achterscherm 67 800 2 9 31 10 openingen 68 aanwezig van voldoende grootte om een ongehinderde doorgang van celvloeistof en waterstofgas tussen de holle inwen-digen van de kathodevingers 63 en het volume tussen het kathodische achterscherm 67 en het kathodische oppervlak 61 van de bipolaire 5 rugplaat 31 toe te laten.In addition, apertures 68 of sufficient size in cathodic rear shield 67 800 2 9 31 10 are provided to allow unobstructed passage of cell fluid and hydrogen gas between the hollow interior of cathode fingers 63 and the volume between cathodic rear shield 67 and cathodic surface 61 of allow the bipolar back plate 31.

Het elektrische contact tussen de bipolaire rugplaat 61 en de afzonderlijke holle kathodevingers 63 wordt verschaft door een systeem van flexibele elastische geleiders in hoofdzaak als beschreven in het voornoemde Amerikaanse octrooi-10 schrift 4.016.064. De buigzame, elastische geleidingsorganen omvatten geleiders 69, aangebracht op de afzonderlijke kathodevingers 63, zoals weergegeven in figuur 5, elektrisch en mechanisch daarmee verbonden, en zich buitenwaarts van de kathodevingers 63 uitstrekkend naar het kathodische oppervlak 61 van de bipolaire 15 rugplaat 31. Met buigzaam en elastisch wordt bedoeld dat de geleidende organen kunnen meegeven om beweging en op hun plaats brengen van de kathodevingers 63 toe te laten, terwijl ze elastisch zijn om een stevige verbinding toe te laten tussen de twee paren van elektrische geleidingsorganen.The electrical contact between the bipolar back plate 61 and the individual hollow cathode fingers 63 is provided by a system of flexible elastic conductors substantially as described in the aforementioned U.S. Patent 4,016,064. The flexible elastic guide members include conductors 69 mounted on the individual cathode fingers 63, as shown in Figure 5, electrically and mechanically connected thereto, and extending outwardly from the cathode fingers 63 to the cathodic surface 61 of the bipolar backplate 31. With flexible and elastic is meant to allow the conductive members to yield to allow movement and positioning of the cathode fingers 63 while being elastic to allow a firm connection between the two pairs of electrical conductors.

20 Een paar geleidingsorganen 71 wordt verbonden met de individuele kathodevingers 63, bijvoorbeeld door lassen.A pair of guide members 71 are connected to the individual cathode fingers 63, for example, by welding.

Een tweede paar geleidingsorganen wordt verbonden met het katholyt-bestendige oppervlak 61 van de bipolaire rugplaat 31 of rechtstreeks met de bipolaire rugplaat 31 door bouten, lassen of dergelijke.A second pair of guide members is connected to the catholyte resistant surface 61 of the bipolar back plate 31 or directly to the bipolar back plate 31 by bolts, welding or the like.

25 Elk van de kathodevingers 63 draagt een onaf hankelijk ionpermeabel synthetisch scheidingsvel 81. Zoals getoond in figuur 4 omgeeft het membraan 81 een afzonderlijke katho-devinger 63 en wordt gecomprimeerd tussen de basis van de kathode-vinger 63 en het kathodische achterscherm 67 ter verschaffing van 30 een elektrolytafsluiting daartussen.Each of the cathode fingers 63 carries an independent ion-permeable synthetic separator sheet 81. As shown in Figure 4, the membrane 81 surrounds a separate cathode finger 63 and is compressed between the base of the cathode finger 63 and the cathodic back shield 67 to provide 30 an electrolyte barrier therebetween.

Zoals getoond in figuur 5 zijn er perforaties of openingen 64 in de basis van de kathodevinger 63 overeenkomend met openingen 82 in de basis van het permionische membraan 81, welke verder overeenkomen met openingen 68 in het achterscherm 35 67 en, voor zover aanwezig, openingen 66 in pakkingsring 65. Deze openingen of perforaties maken de doorgang van het geleidingsele- 800 2 9 31 π ment 71 mogelijk, alsmede de doorgang van de elektrolyt en waterstof. Het synthetische scheidingsvel 81 omgeeft de kathode-vinger 63 als hierboven beschreven en is aan zichzelf gevoegd door middel van overlappingen 83. Het aaneenvoegen kan worden bewerk-5 stelligd door ultrasonische middelen, chemische middelen of thermische middelen, na omhulling van de hollte kathodevingers 63.As shown in Figure 5, there are perforations or openings 64 in the base of the cathode finger 63 corresponding to openings 82 in the base of the permionic membrane 81, which further correspond to openings 68 in the rear shield 35 67 and, if present, openings 66 in packing ring 65. These openings or perforations allow the passage of the conductive element 800, as well as the passage of the electrolyte and hydrogen. The synthetic separating sheet 81 surrounds the cathode finger 63 as described above and is self-joined by overlaps 83. Joining can be accomplished by ultrasonic, chemical or thermal means, after encapsulating the hollow cathode fingers 63.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de hier beoogde structuur kan een veerkrachtige laag 65 worden verschaft tussen het achterscherm 67 en het permionische membraan of micro- 10 poreus diafragma 81, die verder perforaties 66 heeft overeenkomend met de perforaties of openingen 82 en de perforaties of openingen 64 in respectievelijkhet synthetische scheidingsorgaan 81 en de 2 kathode 63. De veerkrachtige laag 65 verschaft extra elektrolyt-afsluiting alsmede een middel voor het vergroten van de stevigheid 15 van de afsluiting van permionisch membraan en achterscherm.According to a further embodiment of the structure contemplated herein, a resilient layer 65 may be provided between the rear shield 67 and the permionic membrane or microporous diaphragm 81, which further has perforations 66 corresponding to the perforations or openings 82 and the perforations or openings 64 in the synthetic separator 81 and the cathode 63, respectively. The resilient layer 65 provides additional electrolyte barrier as well as a means for increasing the strength of the permionic membrane barrier and rear shield.

Ofschoon de uitvinding is beschreven aan de hand van bepaalde specifieke en toegelichte uitvoeringsvormen daarvan is het niet de bedoeling haar aldus te beperken. Bijvoorbeeld kan volgens een alternatieve uitvoeringsvorm een dipolaire elektrolyse-20 inrichting worden verschaft met een aantal bipolaire elementen elektrisch en mechanisch in serie, waarbij elk van de bipolaire elementen een rugplaat omvat met een anolytbestendig oppervlak aande ene zijde en een katholytbestendig oppervlak aan de andere zijde, waarbij de rugplaat de anolytruimte van een cel scheidt 25 van de katholytruimte van de voorafgaande aangrenzende cel in de elektrolyse-inrichting en kathoden heeft die zich uitstrekken vanaf het katholytbestendige oppervlak daarvan en anoden die zich uitstrekken vanaf het anolytbestendige oppervlak daarvan. De anoden kunnen een anodisch achterscherm omvatten evenwijdig aan en 30 op afstand van het anolytbestendige oppervlak van de rugplaat en holle anodevingers gemonteerd op, in fluïdumrcommunicatie met en loodrecht uitstekend naar buiten vanaf het anodische achterscherm, waardoor het volume binnen de holle anodevingers en tussen het holle achterscherm en het anolytbestendige oppervlak van de achter-35 plaat het anolytvolume definieert, waarbij het ionpermeabele synthetische scheidingsorgaan is aangebracht op de hole anoden. Bij 800 2 9 31 12 gebruik van een structuur als hier beschreven zijn de anodevingers onafhankelijk verwijderbaar van het anodische achterscherm en draagt elk van de holle anodevingers een ionpermeabel synthetisch scheidingsvel. In dit geval omgeeft het ionpermeabele synthetische 5 scheidingsvel een individuele holle anodevinger die geperforeerd is, dat wil zeggen openingen heeft, tussen de holle anode-vinger en het anodische achterscherm om de stroming van anolytvloeistof daartussen toe te laten en aan zichzelf gevoegd zijnde op een plaats verwijderd van het anodische achterscherm. Verder kan het 10 anodische achterscherm een laag dragen grenzend aan het synthetische scheidingsvel om daartussen een elektrolytdichte afsluiting te verschaffen. Op deze wijze, bij toevoer van zoutoplossing in de anolytruimte tussen het kathodische achterscherm en het anolyt-bestendige oppervlak van de rugplaat, zijn de afzonderlijke holle 15 anodevingers elektrisch in communicatie met elkaar via de gemeenschappelijke anolytruimte, waarbij middelen aanwezig zijn voor het winnen van chloor en verarmde zoutoplossing uit de anolytruimte tussen het anodische achterscherm en het anolytbestendige oppervlak van de rugplaat. In de hier beschreven alternatieve 20 uitvoeringsvorm kan het synthetische scheidingsorgaan een micro-poreus diafragma of permionisch membraan zijn.Although the invention has been described with reference to certain specific and illustrated embodiments thereof, it is not intended to be so limited. For example, according to an alternative embodiment, a dipolar electrolysis device can be provided with a number of bipolar elements electrically and mechanically in series, each of the bipolar elements comprising a backplate having an anolyte resistant surface on one side and a catholyte resistant surface on the other side, wherein the back plate separates the anolyte space of a cell from the catholyte space of the previous adjacent cell in the electrolyser and has cathodes extending from its catholyte-resistant surface and anodes extending from its anolyte-resistant surface. The anodes may include an anodic rear shield parallel to and spaced from the anolyte resistant surface of the backplate and hollow anode fingers mounted on, in fluid communication with and projected perpendicularly outwardly from the anodic rear shield, thereby increasing the volume within the hollow anode fingers and between the hollow anode fingers. rear shield and the anolyte resistant surface of the back plate defines the anolyte volume, with the ion-permeable synthetic separator disposed on the hole anodes. When using a structure as described herein, the anode fingers are independently removable from the anodic back shield and each of the hollow anode fingers carries an ion permeable synthetic separator sheet. In this case, the ion-permeable synthetic separating sheet surrounds an individual hollow anode finger which is perforated, ie has gaps, between the hollow anode finger and the anodic back shield to allow the flow of anolyte liquid therebetween and being self-positioned in one place. away from the anodic rear screen. Furthermore, the anodic rear shield can carry a layer adjacent to the synthetic separating sheet to provide an electrolyte-tight seal therebetween. In this manner, upon supply of saline in the anolyte space between the cathodic back shield and the anolyte resistant surface of the back plate, the individual hollow anode fingers are electrically in communication with each other via the common anolyte space, with means for chlorine recovery being provided and depleted saline from the anolyte space between the anodic back shield and the anolyte resistant surface of the back plate. In the alternative embodiment described here, the synthetic separator may be a microporous diaphragm or permionic membrane.

In een verdere uitvoeringsvorm kunnen niet-gelei-dende niet-katalytische afstandsorganen worden ingebracht op de membraandragende elektroden tussen het membraan en de elektroden om 25 het membraan op afstand te houden van de elektrode. Alternatief of daarnaast kunnen de afstandsorganen worden geplaatst op de tegengestelde elektroden.In a further embodiment, non-conductive non-catalytic spacers can be inserted on the membrane bearing electrodes between the membrane and the electrodes to keep the membrane spaced from the electrode. Alternatively or additionally, the spacers may be placed on the opposite electrodes.

30 800 2 9 3130 800 2 9 31

Claims (19)

1. Bipolaire elektrolyse-inrichting met een aantal bipolaire elementen elektrisch en mechanisch in serie, waarbij elk van de genoemde elementen omvat: 5 a. een rugplaat met een anolytbestendig opper vlak aan de ene zijde en een katholytbestendig oppervlak aan de tegengestelde zijde, welke rugplaat de anolytruimte van de ene cel van de katholytruimte van de daaraan voorafgaande aangrenzende cel in de elektrolyse-inrichting scheidt; 10 b. anoden die zich uitstrekken vanaf het anolyt- bestendige oppervlak van de rugplaat; c. kathoden die zich uitstrekken vanaf het katholytbestendige oppervlak, welke kathoden een kathodisch achterscherm evenwijdig met en op afstand van het katholytbestendige 15 oppervlak van de rugplaat en holle kathodevingers daarop gemonteerd, in fluïdumcommunicatie met en loodrecht uitstekend vanaf het kathodische achterscherm omvat, waarbij het volume binnen de genoemde holle kathodevingers en tussen het kathodische achterscherm en let katholytbestendige oppervlak van de rugplaat een 20 katholytvolume definieert, en d) een ionpermeabel synthetisch scheidingsorgaan op de kathoden; met het kenmerk,dat a. de kathodevingers onafhankelijk verwijder- 25 baar zijn van het kathodische achterscherm; b. elk van de kathodevingers een ionpermeabel synthetisch scheidingsvel draagt; en c. het ionpermeabele scheidingsvel de individuele kathodevinger omgeeft, en doorboord is tussen de kathodevinger en 30 het kathodische achterscherm om de stroming van katholyt daartussen toe te laten, en op zichzelf gevoegd is op een plaats verwijderd van het kathodische achterscherm.A bipolar electrolysis device with a number of bipolar elements electrically and mechanically in series, each of said elements comprising: a. A back plate with an anolyte resistant surface on one side and a catholyte resistant surface on the opposite side, which back plate separates the anolyte space of one cell from the catholyte space of the preceding adjacent cell in the electrolyser; 10 b. anodes extending from the anolyte resistant surface of the backplate; c. cathodes extending from the catholyte-resistant surface, said cathodes comprising a cathodic rear shield parallel to and spaced from the catholyte-resistant surface of the backplate and hollow cathode fingers mounted thereon, in fluid communication with and perpendicularly protruding from the cathodic rear shield, the volume within the said hollow cathode fingers and between the cathodic back shield and catholyte resistant surface of the back plate defines a catholyte volume, and d) an ion permeable synthetic separator on the cathodes; characterized in that a. the cathode fingers are independently removable from the cathodic rear screen; b. each of the cathode fingers carries an ion-permeable synthetic separating sheet; and c. the ion-permeable separator sheet surrounds the individual cathode finger, and is pierced between the cathode finger and the cathodic back shield to allow the flow of catholyte therebetween, and is located in itself at a location away from the cathodic back shield. 2. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 1, methet kenmerk, dat het kathodische achterscherm een 35 veerkrachtige laag draagt grenzend aan het synthetische scheidingsvel om daartussen een elektrolytdichte afsluiting te ver- 800 2 9 31 schaffen.2. Bipolar electrolysis device according to claim 1, characterized in that the cathodic rear shield carries a resilient layer adjacent the synthetic separating sheet to provide an electrolyte-tight seal therebetween. 3. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het toevoeren van elektrolyt in de katholytruimte tussen het kathodi- 5 sche achterscherm en het katholytbestendige oppervlak van de rugplaat.Bipolar electrolysis device according to claim 1, characterized in that means are provided for supplying electrolyte into the catholyte space between the cathodic rear shield and the catholyte-resistant surface of the back plate. 4. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het winnen van gas en elektrolyt uit de katholytruimte tussen het 10 kathodische achterscherm en het katholytbestendige oppervlak van de rugplaat.4. Bipolar electrolysis device according to claim 1, characterized in that means are present for recovering gas and electrolyte from the catholyte space between the cathodic rear screen and the catholyte-resistant surface of the back plate. 5. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het synthetische scheidings-orgaan een microporeus diafragma is..Bipolar electrolysis device according to claim 1, characterized in that the synthetic separator is a microporous diaphragm. 6. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het synthetische scheidings-orgaan een permionisch membraan is.Bipolar electrolysis device according to claim 1, characterized in that the synthetic separator is a permionic membrane. 7. Bipolaire elektrolyse-inrichting met een aantal bipolaire elementen elektrisch en mechanisch in serie, waar- 20 bij elk van de bipolaire elementen omvat: a. een rugplaat met een anolytbestendig oppervlak aan de ene zijde en een katholytbestendig oppervlak aan de tegengestelde zijde, welke rugplaat de anolytruimte van een cel scheidt van de katholytruimte van de voorafgaande aangrenzende 25 cel in de elektrolyse-inrichting; b. kathoden die zich uitstrekken van het katholytbestendige oppervlak van de rugplaat; c. anoden die zich uitstrekken vanaf het anolyt-bestendige oppervlak, welke anoden een anodisch achterscherm 30 evenwijdig aan en op afstand van het anolytbestendige oppervlak van de rugplaat en holle anodevingers daarop gemonteerd in fluïdum-communicatie met en loodrecht uitstekend vanaf het anodische achterscherm omvat, waarbij het volume binnen de genoemde holle anodevingers en tussen het genoemde anodische achterscherm en 35 het anolytbestendige oppervlak van de rugplaat een anolytvolume definieert; en 8 00 2 9 31 d. een ïonpermeabel synthetisch scheidingsorgaan op de anoden; met het kenmerk, dat a. de anodevingers onafhankelijk verwijderbaar 5 zijn van het anodische achterscherm: b. elk van de anodevingers een ionpermeabel synthetisch scheidingsvel draagt; en c. het ionpermeabele scheidingsvel de afzonderlijke anodevinger omgeeft en doorboord is tussen de anodevinger 10 en het anodische achterscherm, teneinde de stroming van anolyt daartussen toe te staan en op zichzelf is bev es tigd op een plaats verwijderd van het anodische achterscherm.7. Bipolar electrolyser with a plurality of bipolar elements electrically and mechanically in series, each of the bipolar elements comprising: a. A back plate with an anolyte resistant surface on one side and a catholyte resistant surface on the opposite side, which back plate separates the anolyte space of a cell from the catholyte space of the previous adjacent cell in the electrolyser; b. cathodes extending from the catholyte-resistant surface of the back plate; c. anodes extending from the anolyte resistant surface, said anodes comprising an anodic rear shield 30 parallel to and spaced from the anolyte resistant surface of the backplate and hollow anode fingers mounted thereon in fluid communication with and perpendicularly projecting from the anodic rear shield, the volume within said hollow anode fingers and between said anodic back shield and the anolyte resistant surface of the back plate defines an anolyte volume; and 8 00 2 9 31 d. an impermeable synthetic separator on the anodes; characterized in that a. the anode fingers are independently removable from the anodic rear shield: b. each of the anode fingers carries an ion-permeable synthetic separating sheet; and c. the ion-permeable separator sheet surrounds the individual anode finger and is pierced between the anode finger 10 and the anodic rear shield to allow the flow of anolyte therebetween and is located in itself in a location away from the anodic rear shield. 8. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het anodische achterscherm een 15 veerkrachtige laag daarop draagt, grenzend aan het synthetische scheidingsvel, teneinde een elétrolytdichte afsluiting daartussen te verschaffen.8. Bipolar electrolysis device according to claim 7, characterized in that the anodic rear shield carries a resilient layer thereon adjacent to the synthetic separating sheet to provide an electrolyte-tight seal therebetween. 9. Bipolaireelektrolyse-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het 20 toevoeren van elektrolyt in de anolytruimte tussen het anodische achterscherm en het anolytbestendige oppervlak van de rugplaat.Bipolar electrolysis device according to claim 7, characterized in that means are provided for supplying electrolyte into the anolyte space between the anodic rear screen and the anolyte-resistant surface of the back plate. 10. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het winnen van gas en elektrolyt uit de anolytruimte tussen het 25 anodische achterscherm en het anolytbestendige oppervlak van de rugplaat.10. Bipolar electrolysis device according to claim 7, characterized in that means are present for recovering gas and electrolyte from the anolyte space between the anodic rear screen and the anolyte-resistant surface of the back plate. 11. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het synthetische scheidingsorgaan een microporeus diafragma is.Bipolar electrolysis device according to claim 7, characterized in that the synthetic separator is a microporous diaphragm. 12. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het synthetische scheidingsorgaan een permionisch membraan is.Bipolar electrolysis device according to claim 7, characterized in that the synthetic separator is a permionic membrane. 13. Bipolaire elektrolyse-inrichting met een aantal bipolaire elementen elektrisch en mechanisch in serie, 35 waarbij elk van de genoemde bipolaire elementen omvat: a. een rugplaat met een anolytbestendig opper- 800 29 31 vlak aan de ene zijde en een katholytbestendig oppervlak aan de tegengestelde zijde, welke rugplaat de anolytruimte van een cel scheidt van de katholytruimte van de voorafgaande aangrenzende cel in de elektrolyse-inrichting; 5 b. anodische elektroden die zich uitstrekken vanafhet anolytbestendige oppervlak van de rugplaat; c. kathodische elektroden die zich uitstrekken vanafhet katholytbestendige oppervlak van de rugplaat; d. waarbij tenminste een van de genoemde elektro-10 destellen een achterscherm evenwijdig aan en op afstand van het oppervlak van de rugplaat en holle elektrodevingers gemonteerd op, in fluïdumcommunicatie met en zich loodrecht uitstrekkend vanaf het achterscherm omvat, waarbij het volume binnen de genoemde holle elektrodevingers en tussen het genoemde achterscherm 15 en de rugplaat een elektrolytvolume definieert; en e. een ionpermeabel synthetisch scheidingsorgaan op de genoemde holle elektrodevingers; met het kenmerk, dat a. de genoemde holle elektrodevingers onafhan-20 kelijk verwijderbaar zijn van het achterscherm; b. elk van de holle elektrodevingers een ionpermeabel synthetisch scheidingsvel draagt; en c. het ionpermeabele scheidingsvel dat elk van de afzonderlijke holle elektrodevingers omgeeft doorboord is 25 tussen de elektrodevinger en het achterscherm teneinde de stroming van elektrolyt daartussen toe te laten en op zichzelf bevestigd is op een plaats verwijderd van het achterscherm.13. Bipolar electrolyser having a plurality of bipolar elements electrically and mechanically in series, each of said bipolar elements comprising: a. A back plate with an anolyte resistant surface on one side and a catholyte resistant surface on the opposite side, which back plate separates the anolyte space of a cell from the catholyte space of the previous adjacent cell in the electrolyser; 5 b. anodic electrodes extending from the anolyte resistant surface of the back plate; c. cathodic electrodes extending from the catholyte resistant surface of the back plate; d. wherein at least one of said electrical devices comprises a rear shield parallel to and spaced from the surface of the backplate and hollow electrode fingers mounted on, in fluid communication with and extending perpendicularly from the rear shield, the volume within said hollow electrode fingers and between said rear screen 15 and the back plate defines an electrolyte volume; and e. an ion-permeable synthetic separator on said hollow electrode fingers; characterized in that a. said hollow electrode fingers are independently removable from the rear screen; b. each of the hollow electrode fingers carries an ion-permeable synthetic separator sheet; and c. the ion-permeable separating sheet surrounding each of the individual hollow electrode fingers is pierced between the electrode finger and the back shield to allow flow of electrolyte therebetween and is fixed in itself at a location away from the back shield. 14. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het achterscherm een veer- 30 krachtige laag draagt, grenzend aan het synthetische scheidingsvel, teneinde een elektrolytdichte afsluiting daartussen te verschaffen.14. A bipolar electrolysis device according to claim 13, characterized in that the rear shield carries a resilient layer adjacent the synthetic separating sheet to provide an electrolyte-tight seal therebetween. 15. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het 35 toevoeren van elektrolyt aan het elektrolytcompartiment tussen het achterscherm en de rugplaat. 800 2 9 3115. Bipolar electrolysis device according to claim 13, characterized in that means are provided for supplying electrolyte to the electrolyte compartment between the rear screen and the back plate. 800 2 9 31 16. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het winnen van gas en elektrolyt uit de elektrolytkamer tussen het achterscherm en de rugplaat.Bipolar electrolysis device according to claim 13, characterized in that means are present for recovering gas and electrolyte from the electrolyte chamber between the rear screen and the back plate. 17. Bipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het synthetische scheidings-orgaan een microporeus diafragma is.Bipolar electrolysis device according to claim 13, characterized in that the synthetic separator is a microporous diaphragm. 18. Dipolaire elektrolyse-inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het synthetische scheidingslij orgaan een permionisch membraan is.Dipolar electrolysis device according to claim 13, characterized in that the synthetic separating element is a permionic membrane. 19. Werkwijzen, inrichtingen en voortbrengselen in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of aan de hand van de bijgaande tekening. 15 ,·Ά / ]\_y\ 800 29 3119. Methods, devices and articles substantially as described in the description and / or with reference to the appended drawing. 15, Ά /] \ _ y \ 800 29 31
NL8002931A 1979-07-11 1980-05-21 BIPOLAR ELECTROLYSIS DEVICE WITH SYNTHETIC SEPARATOR. NL8002931A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5657979A 1979-07-11 1979-07-11
US5657979 1979-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8002931A true NL8002931A (en) 1981-01-13

Family

ID=22005351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8002931A NL8002931A (en) 1979-07-11 1980-05-21 BIPOLAR ELECTROLYSIS DEVICE WITH SYNTHETIC SEPARATOR.

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS5616688A (en)
BE (1) BE884255A (en)
CA (1) CA1139264A (en)
DE (1) DE3025907A1 (en)
FR (1) FR2461022A1 (en)
GB (1) GB2056494B (en)
IT (1) IT1132166B (en)
NL (1) NL8002931A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3418102C1 (en) * 1984-05-16 1985-09-12 Eumann, Hanns-Heinz, 7034 Gärtringen Apparatus for desalting water by electrodialysis

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4016064A (en) * 1975-11-28 1977-04-05 Ppg Industries, Inc. Diaphragm cell cathode structure
US4093525A (en) * 1976-08-20 1978-06-06 Ppg Industries, Inc. Method of preventing hydrogen deterioration in a bipolar electrolyzer

Also Published As

Publication number Publication date
GB2056494A (en) 1981-03-18
CA1139264A (en) 1983-01-11
FR2461022A1 (en) 1981-01-30
BE884255A (en) 1981-01-12
FR2461022B1 (en) 1983-04-01
IT1132166B (en) 1986-06-25
JPS5616688A (en) 1981-02-17
GB2056494B (en) 1983-04-27
DE3025907A1 (en) 1981-01-15
IT8023207A0 (en) 1980-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2107752C1 (en) Electrolyzer, method of preparation of base solution and solution containing acid, and method of preparation of base solution and solution of pure acid
US4013525A (en) Electrolytic cells
KR890003860B1 (en) Multi-cell electrolyzer
US4149952A (en) Electrolytic cell
EP0002009A1 (en) Apparatus and process for electrolysis using a cation-permselective membrane and turbulence inducing means
US4207165A (en) Filter press cell
JPS6315354B2 (en)
US4217199A (en) Electrolytic cell
US4247376A (en) Current collecting/flow distributing, separator plate for chloride electrolysis cells utilizing ion transporting barrier membranes
CA2081370A1 (en) Apparatus for the production of chloric acid and perchloric acid
US4389289A (en) Bipolar electrolyzer
US4584080A (en) Bipolar electrolysis apparatus with gas diffusion cathode
JPS629674B2 (en)
KR20040030924A (en) Electrolysis Cell, Particularly for Electrochemically Producing Chlorine
KR890002061B1 (en) A monopolar electrochemical cell,cell unit and process for conducting electrolysis in monopolar cell series
EP0159138B1 (en) Electrode and electrolytic cell
JPS6239238B2 (en)
EP0521386B1 (en) Electrolyzer and its production
US5013414A (en) Electrode structure for an electrolytic cell and electrolytic process used therein
NZ207473A (en) Filter press electrolytic cell:recirculation chambers for anode and cathode compartments
US6165331A (en) Electrolysers
CA1117473A (en) Electrolytic cell
US4339323A (en) Bipolar electrolyzer element
US4093525A (en) Method of preventing hydrogen deterioration in a bipolar electrolyzer
NL8002931A (en) BIPOLAR ELECTROLYSIS DEVICE WITH SYNTHETIC SEPARATOR.

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed