NO129238B - - Google Patents

Description

Elektrolysecelle med avtagbar

sidevegg som bærer elektroder.

Denne oppfinnelse angår en elektrolysecelle med unipolare, vertikale, avvekslende i forhold til hverandre anordnede anoder og katoder og en ytre, ledende, avtagbar sidevegg som utgjør en bærer og strømfordeler for de metalliske elektroder med samme polaritet.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen konstruksjon av den utvendige sidevegg som er ledende og flyttbar og som under-støtter elektroder med samme polaritet.

Denne vegg brukes fortrinnsvis som understøttelse for titananoder ved elektrolytisk fremstilling av klor, hypoklo-ritter eller klorater.

Man har allerede foreslått (US patent nr. 3 055 821) en elektrolysecelle for kloratfremstilling i hvilken en utvendig sidevegg omfatter en' flyttbar metallplate som understøtter titananodene. Anodeenheten bør kunne trekkes sideveis ut av cellen som en skuff, hvilket krever at siden av den flyttbare vegg har en stor sideklaring, og derved hindrer anbringelsen av seriekoblede celler ved siden av hverandre, idet de anodiske strømtilslutriin-ger for en celle ligger like ved utgangsledningene for katode-strømmen i den andre celle.

Ved sammenføyning ved hjelp av lodding kan denne kjente anodeenhet ikke oppdeles i sine enkelte bestanddeler. Da de der viste anodeblader ikke lar seg adskille må anodeenheten bringes til et verksted når det oppstår feil på anodebekledningen. For å gjøre enheten demonterbar har det vært foretatt innpresning av titanblader i bæreplaten, men denne befestigelsesmåte har man-ge ulemper. For det første krever den anodeblader med en viss tykkelse (i eksemplet 2,5 mm) for såvidt mulig å hindre at det oppstår skjevheter under sammenføyningen, hvilket ytterligere øker omkostningene ved bruk av titan. For det annet krever den en enda tykkere bæreplate (i eksemplet 9,5 mm), hvilket må for-hindres. For det tredje krever den en fullstendig maskinmessig utført spordannelse i denne bæreplate av titan. Tiltross for spo-rene og tykkelsen av bæreplaten har anodebladene dårlig føring og forlanger at det brukes isolerende innlegg for å opprettholde deres avstand i forhold til katodebladene. Uansett hvor omhyggelig bearbeidelsen har skjedd så vil utskiftning av de innpressede blader raskt føre til en mekanisk forringelse av overflatene på grunn av friksjon. Endelig er det klart at den elektriske kontakt titan/titan bevirker betydelig motstand, og enhver metallbekled-ning som kunne være egnet til å forbedre denne, ville uunngåelig bli skadet ved friksjon under montasjen og ved elektrokjemisk korrosjon. Denne titan/titan-kontakt som allerede fra begynnelsen av er middelmådig, vil bare bli dårligere under elektrolysen som følge av dannelsen av stadig tykkere lag av ikke ledende oksyd og fordelingen av strømmen på de forskjellige anoder ville bli ujevn.

I tillegg til ovenstående er i dette tilfelle anode-bæreplaten selv av titan, hvilket øker omkostningene betydelig for dette metall ved en bestemt aktiv,overflate. Denne store ulem-pe opptrer også ved anodeenheten av titan i henhold til neder-landsk patentsøknad nr. 6 704 105, som dessuten krever bruk av lasker, vinkeljern, bolter og muttere av titan.

Foreliggende oppfinnelse eliminerer alle disse ulemper. . Deitte blir i en elektrolysecelle av den innlednings-vis angitte art oppnådd ved at sideveggen-har form'av-en rekke loddrette kanter.-av-anodene og loddrette, ledende elementer og er forbundet ved hjelp... av gjenger og hull med trebolter skrudd i innvendige.gjenger i et hode og skaftpartiet på hver trebolt har et tverrsnitt som ligger mellom tverrsnittet av hodet og av gjengene, mens hodet på hver trebolt er forsenket i det ledende element og ligger .an mot en avsats.

Følgelig er sideveggen ifølge oppfinnelsen ledende og avtagbar, bærer metallelektroder av samme polaritet, fordeler seg i mellom den elektriske strøm og sammensettes i det vesentlige av en rekke loddrette kanter av elektroder av samme polaritet og ledende langstrakte elementer som er anordnet loddrett mellom disse og er demonterbare ved hjelp av riktig fordelte festemidler, av hvilke hver enkelt sikrer de samme trykk mot hver av elektrodekantene.

Fortrinnsvis er det på innsiden av cellen forankret et overtrekk bestående av to over hverandre liggende skikt, ved hjelp av tapper i det underste skikt, til hvilket det øvre skikt er vedheftende.

Det underste skikt består av en påsprøytet eller innpresset polyesterharpikssement mens det øvre skikt som berø-rer elektrolytten, består av klorert polyvinylklorid.

Videre kan sideveggen ved bunnen og ved toppen av de ledende elementer være festet rettvinklet til bunnen og-lokket i elektrolysecellen ved hjelp av bolter og de ledende endeelemen-ter festet rettvinklet til katodekassen ved hjelp av isolerte bolter.

Anodene er i det minste delvis overtrukne titananoder.

Berøringsflatene mellom anodene og de ledende elementer er først forkobberert og så fortinnet eller forsølvet.

Oppfinnelsen er illustrert på vedlagte tegninger som bare skal tjene som eksempler. De angår diafragmaceller under-støttet av et katodegitter og anoder av belagt titan understøttet av den sammensatte, flyttbare vegg. Denne celle tjener til fremstilling av klor og alkali ved elektrolyse av en oppløsning av alkalimetallklorid. Fig. 1 er et sideriss av en elektrolysecelle og viser den flyttbare vegg ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i enderiss, henholdsvis i snitt langs

linjen II-II' av fig. 1, to seriekoblede celler.

Fig. 3 viser disse to celler i grunnriss, med hori-sontalt delvis snitt ved midten av elektrodehøyden.

Fig. 4 er et horisontalsnitt i større målestokk av

en ende av den anodebærende vegg ifølge oppfinnelsen.

Hver celle består i det vesentlige av en flyttbar

vegg 1 som understøtter anodeplatene 5 av belagt tinn, av en ka-todekasse 2 som understøttet gittertappene og diafragmaet, av et hus 3 og et lokk 4 forsynt med ledninger for utviklet klor og for innføring av saltlake.

Den flyttbare vegg 1 vist detaljert på fig. 4, be-

står vesentlig av en rekke stålelementer 6, 7 med avlang form anordnet vertikalt ved siden av hverandre og separert ved de vertikale kanter av titananodene 5 som de trykker mellom seg. Mellom-koblede elementer 7, som alle er identiske, bestemmer avstanden mellom anodeplatene 5. Ende-elementene 6 (hvorav bare ett er vist på fig. 1) tillater å feste veggen 1 til katodekassen 2 på tett, avtagbar og isolerende måte ved hjelp av bolter 12 og beskyttel-sesskiktet av klorert polyvinylklorid 11 hvis vedhefting til veggen 1 oppnås ved hjelp av et polyesterharpikspskikt 10 som er fast forankret ved innsprøyting eller sammenpressing til innsnitt 13 som den innvendige overflate av stålelementene 6 og 7 er forsynt med. Disse elementer er festet til hverandre ved hjelp av hule stålbolter 9 og til endeelementet 6 ved hjelp av stålskuer 8. På samme måte som de hule bolter 9, er endeskruene 8 forsynt

med runde hoder 14 som har et gripespor 15 for å trekke dem. Det runde hode 14 i hver hul bolt 9 eller skrue 8 er understøttet på

en avsats 16 anordnet i materialdybden i hvert element, hvilket tillater å utøve et bestemt trykk på hvert av dem.og derved sikrer en utmerket elektrisk kontakt med de tilliggende anoder 5. Legemet til hver hul bolt 9 har en gjenget ende 17 med minsket tverrsnitt og et ikke gjenget parti 18 med et tverrsnitt som ligger mellom tverrsnittet av hodet 14 og av den gjengéde ende 17.

Et gjenget blindhull 19 er anordnet i hodet 14 og det ikke gjengéde parti 18 av hver bolt 9 hvis gjengede ende 17 kan irinskrués i det gjengede hull 19, er anordnet i den forannevnte bolt eller i

endeskruen 8. Som vist på fig. 2, er de perforerte hull 20 gjen-

nom hvilke boltene 9 i elementene 6, 7 og de vertikale kantar av anodene passerer, hensiktsmessig høydefordelt for at man kan utøve :

et jevnt trykk på dem.

• i på ^eri "niotsatt'e ' side åv 'dtsnitt '13 <;:ér viése mellom-koblede elementér 7 som er regelmessig fordelt med rekken av elementer som sarmmen med de perforerte kanter av anodene 5 ut-gjør deri''flyttbare végg'i;' forsynt med tilføringer f dr anode-. strømmen i kobber 21, fra hvilke strømmen fordeler seg 'jevnt 'i hele veggen;; For'-a miriske 'spénningsfallé-t:-er de-perforerte kan-

ter av anodene 5 og kontaktovérflåtene -av elementer 6, 7 forkobberert og deretter forsølvet. På den annen side -av cellen bæ-

rer katodekassen 2 'utgångslediringerie for;katodestrømmen '22 som ligger rett overfor tilføringene 21 og i samme høyde som disse. StrømtiIføringer 21 -og -utganger 22 av to naboceller i en gruppe

av seriekobledé celler er anordnet rett'overfor hverandre dg me-

get nær hverandre (fig. 2 og 3). Dette medfører én betydelig be-sparelse av forbindelser mellom cellene og en vesentlig minsking av spenningsfallet-forårsaket av disse forbindelser. Hele cellen hviler ved hjelp av strømtilføringer 21 og strømutganger 22 på ledende understøttelser'som er isolert fra jord og har et T-for-

met tverrsnitt (fig. 2), hvis vertikale gren 23 er forlenget forbi cellen på begge sider av cellen og hair en omtrentlig form av to rettvinklede trekanter mot hvilke ligger en spiss vinkel

(fig. 1 og 3), mens den horisontale gren 24 danner den egentlige understøttelsesplate for to tilliggende celler. Strømtilslutnin-gene 21 og strømutgangene 22 er festet ved hjelp av bolter 25

(fig. 2, 3) til vertikale, ledende plater 26 båret av platen 24. Disse plater 26 har fortrinnsvis en viss bøyelighet for individuelt å kunne absorbere varmeutvidelser og.sammentrekkinger av hver celle. Ved at de er forlenget forbi lengden av cellene, let-ter de vertikale grener 23 av understøttelsene betydelig den kort-slutning som finner sted ved enden av cellen ved hjelp av en me-

get enkel innretning.

Lokket 4 med høy form er festet med bolter 2 7, og

huset 3 med bolter 28 er festet til katodekassen 2 og til den anodebær ende vegg .1.

Katodekassen 2 er forsynt med en samler 29 for alkalilut med et utløpsrør 30. Cellen tømmes .ved hjelp av røret 31. Hydrogen blir fjernet fra katoderommet ved hjelp av samleren 32.

Anodene ,5 er plane titanplater som ikke trenger noen særlig bearbeidelse..Reparasjon eller fornyelse av belegget som utgjør deres aktive overflate, skjer meget lett: når først cellen er kortsluttet ved hjelp av støtter 23, og når lokket 4 er satt

på plass, fjerner man boltene 12 og 28 som fester den anodebæren-

de vegg 1 til katodekassen 2, henholdsvis til huset 3, deretter fjerner man i oppoverretning den anodebærende vegg 1 som deretter blir-demontert ved svskruing av de hule bolter 9 og ved fjernelse av beskyttelsesskiktene 10, 11. Anodeplatene 5 kan deretter be-handles individuelt.

Fornyelsen av diafragmaet som er understøttet av katodegitteret, utføres på lignende måte ved å fjerne katodekas-

sen 2 i oppoverretning.

De beskrevne celler har sammenlignet med celler med bipolare elektroder med samme rominnhold, den fordel at de til-

later bruk av meget større strømstyrker, dvs. større enn 20 KA

og at de trenger demontering av bare en eneste defekt celle, idet de andre seriekobledé celler fortsetter å virke etter kortslut-

ning av cellen som skal repareres.

Beskrivelsen angår en diafragmacelle som.er særlig bestemt for fremstilling av klor og alkalilut. Det vil forstås at beskrivelsen er gitt bare som eksempel og at den ikke begren-

ser rekkevidden av oppfinnelsen som blant annet kan anvendes for elektrolytisk fremstilling av klorater.

Claims (6)

1. Elektrolysecelle med unipolafe^ vertikale, avvekslende i forhold til hverandre anordnede anoder og katoder og en ytre, ledende, avtagbar sidevegg som utgjør en bærer og strøm-fordeler for de metalliske elektroder med samme polaritet, karakterisert ved at sideveggen (1) har form av en rekke loddrette kanter av anodene (5) og loddrette, ledende elementer (6, 7) og er forbundet ved hjelp av gjenger (17) og hull (19) med hulbolter (9) skrudd i innvendige gjenger i ét hode (14)

og skaftpartiet (18) på hver hulbolt (9) har et tverrsnitt som ligger mellom tverrsnittet av hodet (14) og av gjengene (17), mens hodet (14) på hver hulbolt (9) er forsenket i det ledende element (6, 7) og ligger an mot en avsats (16).

2. Elektrolysecelle ifølge krav 1, karakterisert ved at det på innsidén av cellen er forankret et overtrekk bestående av to over hverandre liggende skikt ved hjelp av tapper (13) i det underste skikt (10), til hvilket det øvre skikt (11) er vedheftende.

3. Elektrolysecelle ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det nederste skikt består av en påsprøy-tet eller innpresset polyesterharpiks-sement, mens det øverste skikt (11) som berører elektrolytten, består av klorert polyvinylklorid.

4. Elektrolysecelle ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at sideveggen (1) ved bunnen og ved toppen av de ledende elementer (6, 7) er festet rettvinklet til bunnen (3) og lokket (4) i elektrolysecellen ved hjelp av bolter (27, 28), og de ledende ende-elementer (6) er festet rettvinklet til katodekassen ved hjelp av isolerte bolter.

5. Elektrolysecelle ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at anordene (5) i det minste delvis er overtrukne titananoder.

6. Elektrolysecelle ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at berøringsflatene mellom anodene (5) og de ledende elementer (6, 7) først er forkobberert og så. fortinnet eller forsølvet.