NO137908B - Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd - Google Patents

Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd Download PDF

Info

Publication number
NO137908B
NO137908B NO740130A NO740130A NO137908B NO 137908 B NO137908 B NO 137908B NO 740130 A NO740130 A NO 740130A NO 740130 A NO740130 A NO 740130A NO 137908 B NO137908 B NO 137908B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
plate
steel
iron
electrode unit
metal
Prior art date
Application number
NO740130A
Other languages
English (en)
Other versions
NO137908C (no
NO740130L (no
Inventor
Alan Brian Emsley
Colin Jackson
Original Assignee
Ici Ltd
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
Publication of NO740130L publication Critical patent/NO740130L/no
Application filed by Ici Ltd filed Critical Ici Ltd
Publication of NO137908B publication Critical patent/NO137908B/no
Publication of NO137908C publication Critical patent/NO137908C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en bipolar elektrodeenhet for en multi-elektrolytisk celle, spesielt en celle for elektrolyse av vandige oppløsninger av alkalimetallklorider.
Nærmere angitt angår oppfinnelsen en bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle, hvilken elektrodenhet omfatter (a) en anode som består av en plate av et filmdannende metall, fortrinnsvis titan, som på én side har et belegg av et aktivt elektrodemateriale, fortrinnsvis platina, og som er elektrisk ledende forbundet over en vesentlig del av den motsatte side med en første plate (2) av jern eller stål, og (b) en katode bestående av en porøs plate, fortrinnsvis i form av en vevet metalltrådduk, av jern eller stål, parallell med og anordnet i avstand fra, men i elektrisk forbindelse med den første plate av jern eller stål,idet den første plate av jern eller stål og den porøse plate av jern eller stål danner endeveggene i et katodekammer.
Med betegnelsen "porøs plate" skal forståes en plate forsynt med huller eller perforeringer eller f.eks. et metall-trådnett eller en trådduk eller en plate av ekspandert metall, som eventuelt kan være sammenklemt. Fortrinnsvis er den porøse plate utført i form av en metalltrådduk.
Med filmdannende metall skal forståes titan, zirkonium niob, tantal, wolfram eller legeringer bestående i det vesentligste av ett eller flere av disse metaller og med anodisk polarisa-sjoni likhet med metallene selv. Det foretrukkede metall er som nevnt titan.
Det virksomme elektrodemateriale kan være et hvilket
som helst materiale som er aktivt med hensyn til overføring av elektroner fra en elektrolytt til det -underliggende anodemetall og som er motstandsdyktig mot elektrokjemisk angrep under de be-tingelser som foreligger i cellen hvor- anoden brukes. For bruk i
meget korroderende medier, som f.eks. ved kloridelektrolyse, kan det virksomme elektrodemateriale hensiktsmessig bestå av ett eller flere metaller fra platinagruppen, f.eks. platina, rhodium, iridium, ruthenium, osmium og palladium, og/eller deres oksyder, eller et annet metall eller en forbindelse som vil virke som en anode og som er motstandsdyktig mot elektrokjemisk oppløsning i cellen, f.eks. rhenium, rheiumtrioksyd, magnetitt, titannitrid og borider, fosfider og silicider av metaller i platinagruppen.Belegget som omfatter et virksomt elektrodemateriale, kan også inneholde elektronisk ikke-ledende oksyder, spesielt oksyder av anodemetallene som titan og/eller av andre metaller, som f.eks. tinn, som i og for seg kjent, for forankring av det virksomme elektrodemateriale til bæreren for anodemetallet og for å øke dets motstandsdyktighet mot oppløsning i arbeidscellen.
Det foretrekkes spesielt å anvende et belegg av platina som f.eks. kan fremstilles ved elektrolytisk utfeining på bæreren, f.eks. som beskrevet i fransk patent 1 594 758.-
Andre belegg som.kan komme i betraktning, er f.eks. de som er beskrevet i belgisk patent 740 242 og 742 894, samt i de britiske patenter 1 294 373, 1 352 872 og 1 354 897. Ved anvendelse av et oksydbelegg foretrekkes det at belegget omfatter ruthenoksyd.
Katoden består fortrinnsvis av bløtt stål. På lignende måte består den første plate likeledes fortrinnsvis av bløtt stål.
Det karakteristiske for oppfinnelsen består i at platen av filmdannende metall på den side som vender bort fra den porøse plate, er forsynt med kanaler, som strekker seg langs hele platens omkrets. En av disse kanaler er fortrinnsvis forsynt med minst ett utløp for væsker og/eller gasser, mens kanalen langs den motstående side har minst ett innløp for elektrolytten.
Kanalene langs hele omkretsen av platen dannes fortrinnsvis ved ombøyning av kantpartiene av platen i retning bort fra den porøse plate.
Den porøse plate kan understøttes på tversgående stre-vere eller ribber festet til den første platen. Ribbene kan være. elektrisk ledende og festes i alminnelighet til den porøse plate ved punktsveisning.
De to andre kanaler kan fremstilles på lignende måte, men det foretrekkes at i det minste den kanal som inneholder ut- løpet og fortrinnsvis også kanalen som inneholder innløpet, er ut-ført med utvidet tverrsnitt slik at væsker og/eller gasser kan passere gjennom kanalen uten for stor motstand.
Kanalen med utvidet tverrsnitt kan omfatte et rør hvis akse strekker seg tilnærmet parallelt med den kant av platen som det er festet til. Utløpene og innløpene kan hensiktsmessig være koaksiale med dette ellr disse rør.
Platen av anodemetall kan festes til den første plate ved hjelp av passende anordninger som vil gi en elektrisk ledende forbindelse. Fortrinnsvis påføres belegget av virksomt elektrodemateriale på platen av anodemetall etter at denne er festet.
Platene kan f.eks. festes til hverandre ved.lodding eller slaglodding, og en særlig egnet loddemetode er den som er beskrevet i belgisk patent 737 207. Ved denne fremgangsmåte forsynes platen av anodemetall med et belegg av en "fortinningsmetall" eller en legering ved oppvarmning av platen mens overflaten som skal forsynes med belegget, dekkes med et fortinningsmetall i smeltet tilstand og der beveges en ultrasonisk vibrert sonde over i det vesentligste hele overflaten, som skal forsynes med belegget, hvorunder sonden befinner seg i berøring med overflaten og med det smeltede fortinningsmetall. Den på denne måte belagte pla-
te blir deretter loddet til den første plate, som er forsynt med et tinnbelegg på forhånd.
Fortinningsmetallet er et metall eller en legering som kan danne et belegg på en plate av anodemetallet eller tilhørende legering, og som vil gjøre det mulig å anvende den således belagte plate ved en vanlig loddeprosess.Egnete fortinningsmetaller omfatter tinn, sink og kadmium. Egnete tinnlegeringer omfatter binære legeringer av tinn med sink, bly, antimon eller vismut og ternære tinnbelegglegeringer, f.eks. tinn/sink/bly-legering. Det, foretrekkes å anvende en sink/tinn-legering.
Fortinningen av den første plate kan hensiktsmessig ut-føres på vanlig måte ved oppvarmning av den overflate som skal festes til en annen, f.eks. under anvendelse av en bly/tinn-legering, f.eks. en legering som inneholder 30 % bly, 70 % tinn, eller en bly/vismut-legering. Hvis det ønskes kan fortinningsmetal-let eller tinnlegeringen være den samme så vel for fortinning av anodeplaten som av den første plate.
Et vidt område av legeringer kan anvendes for saramen-lodning av platene. Egnete loddelegeringer omfatter f.eks. bly/
tinn-legeringer og bly/vismut-legeringer.
En annen fremgangsmåte for forbindelse av den første plate med anodeplaten er å anvend e et elektrisk ledende bindemiddel. Det kan anvendes et egnet bindemiddel omfattende epoksy-harpiks, som er tilsatt et pulver av et ledende metall, f.eks. sølv eller sink. Epoksyharpiksene omfatter generelt kondensa-sjonsproduktet av "Bisphenol A" méd epiklorhydrin som kan herdes med. et egnet kryssbindingsmiddel, som f.eks. et amin. De fore-trukne bindemidler inneholder mellom 50 og 90 % vekt% metall. Ved anvendelse av slike bindemidler er det ønskelig at de påføres på platene som skal forbindes med hverandre og som deretter presses sammen, f.eks. med et trykk på fra 1,4 til 3,5 kg/cm mens binde-midlet herder, f.eks. ved en temperatur på 100°C til 180°C.
Oppfinnelsen er illustrert på tegningene, hvor:
Fig. 1 er et oppriss av en bipolar enhet, sett i retning av
linjen BB' på fig. 2.
Fig. 2 er et snitt langs linjen AA<1>på fig. 1.
Fig. 3 er et grunnriss av enheten.
Fig. 4 er et oppriss av en alternativ utførelse av den bipolare
■enhet som er vist på fig. 1, sett langs linjenDD' på fig. 5.
Fig. 5 er et snitt langs linjen CC' på fig. 4.
Fig. 6 er et avbrutt oppriss av en bipolar enhet sett i retning av linjen EE' på fig. 5, forsynt med forskjellig tilbe-hør som ikke er vist på fig. 4.
Den bipolare enhet som er vist på fig. 1 til 6 omfatter en plate av titan 1 som er elektrisk ledende forbundet med en plate av bløtt stål 2.
Platene ble forbundet med hverandre under anvendelse av en ultrason sveise-transducer som beskrevet i det følgende. Titanplaten ble fortinnet med et loddemiddel bestående av 75 % tinn og 25 % sink ved 400°C under anvendelse av en ultrason sonde.Pla-ten ble holdt ved denne temperatur i 30 minutter efter fortinningen for å tillate loddemidlet å diffundere inn i overflaten. Det bløte stål ble fortinnet med loddetinn (70 % bly, 30 % tinn)ved 300°C under anvendelse av en ammoniumkloridfluks. Det fortinnete titan ble derefter belagt med et tynt lag loddetinn ved 300°C
og titanplaten ble lagt sammen med stålplaten, platene ble holdt
sammen og tillatt å avkjøle inntil platene var fast forbundet med hverandre.
Et platinabelegg ble derefter utfelt elektrolytisk på den fri sideflate av titanplaten. I enhetene som er vist på fig.
1 til 3, er de horisontale kanter av titanplaten ombøyd (ved- 3) for å danne eri kanal som er understøttet ved hjelp av korrugerin-ger 4 likeledes bestående av titan. Denne kanal er forsynt med innløp 5 og utløp 6. I den bipolare enhet som er vist på fig. 4, 5 og 6, er de horisontale kanter forsynt med kanaler med utvidet, profil, resp. 40 og 41. Disse kanaler er forsynt med innløp 42
og utløp 43. På fig. 6 er utløpene 43 forbundet med kar 44 som tjener som et skumnedbrytende rom hvor et skum bestående av gass i væske kan oppdeles i sine komponenter slik at gassen kan strøm-me ut gjennom utløpene 45 mens væsken kan strømme bort gjennom innløpene 42.Ytterligere væske kan tilsettes til karene 44 gjennom innløpene 46. De vertikale kanter av titanplaten på alle fi-gurer er likeledes ombøyd for å danne kanaler men for tydelighets skyld er dette ikke vist på snittfigurene.
Platen 2 av bløtt stål er forsynt med vegger 7 likeledes av bløtt stål og fastsveiset til platen 2. Stålplaten er videre forsynt med vertikale vegger (ikke vist på tegningen for tydelighets skyld) som sammen med veggene 7 danner sidene i en åpen kasse som platen 2 danner en lukket endevegg for. Veggene er forsynt med kantpartier 8 til hvilke det er festet et trådnett 10 av bløtt stål som danner katoden. Platene 2 og 9 danner de motstående ende-vegger i en katodekasse. De øvre og nedre sidevegger i hver kasse som er vist på fig. 2 og 3 har utløp 10 og 11. I enhetene vist på fig. 5 og 6 har kassen utløp 47 som er forbundet med kar eller be-holdere 48 som hver har et utløp 49 for gass, og et utløp 50 for
væske.

Claims (3)

1.Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd, hvilken elektrodeenhet omfatter (a) en anode som består av en plate (1) av-et filmdannende metall, fortrinnsvis titan, som på én side har et belegg av et aktivt elektrodemateriale, fortrinnsvis platina, og som er elektrisk ledende forbundet over en vesentlig del av den motsatte side med en første plate (2) av jern eller stål, og (b) en katode bestående av en porøs plate (9), fortrinnsvis i form av én vevet metalltrådduk, av jern eller stål, parallell med og anordnet i avstand fra, men i elektrisk forbindelse med den første plate (2) av jern eller stål idet den første plate (2) av jern eller stål og den porøse plate av jern eller stål danner endeveggene i et katodekammer,karakterisert vedat platen (1) av filmdannende metall på den side som vender bort fra den porøse plate, er forsynt med kanaler (3), som strekker seg langs hele platens (1) omkrets.
2.Bipolar elektrodeenhet som angitt i krav 1,karakterisert vedat platen (1) av anodemetall har form av en rektangulær plate og at kanalen (3) langs den ene kant har minst ett utløp (6,22) for væsker og/eller gasser mens kanalen (3) langs den motsatte kant har minst, ett innløp (5,21) for elektrolytt.
3. Bipolar elektrodeenhet som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat veggene av kanalen (3) langs hele omkretsen av platen (1) av filmdannende metall består av ombrettede kanter av platen (1) og at kanalene (3) er åpne i retning mot platens midte.
NO740130A 1970-05-26 1974-01-16 Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd NO137908C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2520170 1970-05-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO740130L NO740130L (no) 1971-11-29
NO137908B true NO137908B (no) 1978-02-06
NO137908C NO137908C (no) 1978-05-16

Family

ID=10223869

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO1887/71A NO137906C (no) 1970-05-26 1971-05-19 Bipolar multi-elektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd
NO740130A NO137908C (no) 1970-05-26 1974-01-16 Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO1887/71A NO137906C (no) 1970-05-26 1971-05-19 Bipolar multi-elektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPS5529154B1 (no)
AT (1) AT310191B (no)
BE (1) BE767585A (no)
BR (1) BR7103231D0 (no)
CA (1) CA955200A (no)
CH (1) CH520526A (no)
DE (1) DE2125941C3 (no)
ES (1) ES197172Y (no)
FI (1) FI56557C (no)
FR (1) FR2090298B1 (no)
GB (1) GB1348785A (no)
IL (1) IL36861A (no)
NL (1) NL165791C (no)
NO (2) NO137906C (no)
SE (3) SE393998B (no)
ZA (1) ZA713023B (no)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1031292A (en) * 1973-07-02 1978-05-16 Ppg Industries, Inc. Bipolar electrolyzer for the electrolysis of brines
JPS5232866B2 (no) * 1974-10-09 1977-08-24
JPS51142497A (en) * 1975-06-04 1976-12-08 Asahi Chem Ind Co Ltd The electrolytic bath for sodium chloride
US4040934A (en) * 1975-11-14 1977-08-09 Ppg Industries, Inc. Bipolar electrolyzer having silicon laminate backplate
AU512160B2 (en) * 1976-08-04 1980-09-25 Imperial Chemical Industries Ltd Vacuum bonded anode assembly
US4292146A (en) 1979-08-07 1981-09-29 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Porous polyfluoroalkylene sheet useful for separating anolyte from catholyte in electrolytic cells
DE2934108A1 (de) * 1979-08-23 1981-03-12 Hooker Chemicals & Plastics Corp., 14302 Niagara Falls, N.Y. Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von chlor, wasserstoff und alkalilauge durch elektrolyse von nacl- oder kcl-sole in einer diaphragmazelle.
DE3147766A1 (de) * 1981-12-02 1983-06-09 Institut elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj SSR, Kiev Filterpressen-elektrolyseur zur gewinnung eines wasserstoff-sauerstoff-gemisches
US20030010649A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Waite Michael D. Inert anode for electrochemical process

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL256229A (no) * 1959-10-23

Also Published As

Publication number Publication date
NL7107125A (no) 1971-11-30
NO137906C (no) 1978-05-16
SE7408371L (no) 1974-06-25
IL36861A (en) 1973-11-28
IL36861A0 (en) 1971-07-28
AT310191B (de) 1973-09-25
CA955200A (en) 1974-09-24
ES197172U (es) 1975-04-01
CH520526A (fr) 1972-03-31
NO137906B (no) 1978-02-06
FR2090298B1 (no) 1975-04-18
DE2125941B2 (de) 1980-05-22
NL165791C (nl) 1981-05-15
ES197172Y (es) 1975-09-01
NO137908C (no) 1978-05-16
FR2090298A1 (no) 1972-01-14
NO740130L (no) 1971-11-29
GB1348785A (en) 1974-03-20
SE393998B (sv) 1977-05-31
DE2125941A1 (de) 1972-01-13
FI56557B (fi) 1979-10-31
SE371752B (no) 1974-12-02
ZA713023B (en) 1972-01-26
FI56557C (fi) 1980-02-11
BR7103231D0 (pt) 1973-05-31
BE767585A (fr) 1971-11-25
DE2125941C3 (de) 1981-02-05
JPS5529154B1 (no) 1980-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4124479A (en) Bipolar unit
US3676325A (en) Anode assembly for electrolytic cells
AU556195B2 (en) Unitary central cell element for filter press electrolysis cell structure
US6282774B1 (en) Electrolysis apparatus and process for manufacturing same
CA1109417A (en) Metal laminate strip construction of bipolar electrode backplates
CA1110202A (en) Bipolar electrode
NO159538B (no) Elektrodekonstruksjon og elektrolysecelle.
NO137908B (no) Bipolar elektrodeenhet for en multielektrolytisk celle for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd
NO151423B (no) Monopolar elektrolytisk filterpressecelle
US4784735A (en) Concentric tube membrane electrolytic cell with an internal recycle device
JPS62502125A (ja) 単極式および複極式電解槽およびこれらの電極構造体
US3980545A (en) Bipolar electrodes with incorporated frames
JP5437651B2 (ja) イオン交換膜法電解槽及びその製造方法
CA1055887A (en) Apparatus for sealing mechanical connection at bipolar barrier sheet
JP3282691B2 (ja) 電解槽
US4923583A (en) Electrode elements for filter press membrane electrolytic cells
US4695359A (en) Filter press membrane electrolytic cell with diffusion bonded electrode elements and elastomeric frames
US2370087A (en) Electrolytic alkali halogen cells
CA1106312A (en) Electrolytic cell with membrane
US4339323A (en) Bipolar electrolyzer element
JPS6232277B2 (no)
US2014566A (en) Bimetallic articles of manufacture
GB2025462A (en) Electrolytic cell
US3437579A (en) Anode assembly
GB2031026A (en) Diaphragm cell for brine electrolysis