NO742331L - - Google Patents

Info

Publication number
NO742331L
NO742331L NO742331A NO742331A NO742331L NO 742331 L NO742331 L NO 742331L NO 742331 A NO742331 A NO 742331A NO 742331 A NO742331 A NO 742331A NO 742331 L NO742331 L NO 742331L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
foam
cell
per
separation tank
section
Prior art date
Application number
NO742331A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO139095B (en
Inventor
W L Piester
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
Priority claimed from US00376087A external-priority patent/US3855091A/en
Application filed by Ppg Industries Inc filed Critical Ppg Industries Inc
Publication of NO742331L publication Critical patent/NO742331L/no
Publication of NO139095B publication Critical patent/NO139095B/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
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • 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
    • 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)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Description

Bipolar elektrolysecelle.Bipolar electrolysis cell.

Tidligere har elektrolyse av saltlake^.for å tilveie-In the past, electrolysis of brine^.to provide-

bringe klor funnet sted i elektrolytiske celler med grafittanoderbringing chlorine took place in electrolytic cells with graphite anodes

og arbeidet ved lav strømtetthet. I slike tidligere anvendteand the work at low current density. In such previously used

celler,, gjorde erosjon av grafittanoåéIi§e det no dy endig at man anvendte en oppfinnelig tykkelse på 2,5 cm eller, meir som gjorde cells,, erosion of graphite made it now dy end to use an inventive thickness of 2.5 cm or, more, which made

det nødvendig med en elektrodeavstand (avstanden fra senterlinje til senterlinje mellom elektroder med: lik polaritet) på 8,5 og opptil 10 cm. Tidligere anvendte diafragma-elektrolytiske celler som arbeidet med lav strømtetthet med tykke elektroder og stor elektrodeavstand, hadde et lavt forhold av strom pr. volumenhet cellevolum, ofte så lavt som 18 eller endatil 9 ampere pr. liter an electrode distance (the distance from center line to center line between electrodes of: equal polarity) of 8.5 and up to 10 cm is necessary. Previously used diaphragm electrolytic cells that worked with low current density with thick electrodes and a large electrode distance, had a low ratio of current per volume unit cell volume, often as low as 18 or even 9 amps per litres

cellevolum. cell volume.

Nyere elektrolytiske celler anvender metallanoder. Slike anoder har mindre avstand mellom elektroder med lik polaritet og de kan brukes ved høyere strømtettheter. For å dra for-del av den større økonomi ved slike diafragma-elektrolytiske. celler, bør elektrolysen finne sted ved høy strømtetthet ved Newer electrolytic cells use metal anodes. Such anodes have a smaller distance between electrodes of the same polarity and they can be used at higher current densities. To take advantage of the greater economy of such diaphragm electrolytics. cells, the electrolysis should take place at a high current density at

anoden, f*eks. over ca. 800 ampere pr. m 2 anodeoverflate ogthe anode, e.g. over approx. 800 amps per m 2 anode surface and

.. • 2 ■• ' fortrinnsvis over 1000 ampere pr. m anodeoverflate. Elektrodene bør dessuten være høye, vanligvis ca. 90 cm og fortrinnsvis .. • 2 ■• ' preferably over 1000 amperes per m anode surface. The electrodes should also be high, usually approx. 90 cm and preferably

over. 1,20 m eller mer . above. 1.20 m or more.

Under elektrolyse ved høy strømtetthet (f.eks. strøm-tettheter på omkring 1000 ampere pr. m anodeoverflate) med . høye elektroder (f.eks. over ca. 1,20 m) og liten avstand mellom elektrodene (f.eks. med en avstand på fra 0,3 til 0,6 cm mellom en anode og diafragmaet på.den tilhørende katode) oppstår flere problemer. Der dannes store gassvolumer pr. enhet cellevolum, During electrolysis at high current density (e.g. current densities of around 1000 amperes per m anode surface) with . high electrodes (e.g. above about 1.20 m) and small distance between the electrodes (e.g. with a distance of from 0.3 to 0.6 cm between an anode and the diaphragm of the corresponding cathode) occurs more problems. Large volumes of gas are formed per unit cell volume,

noe .som f ører til at anolytten skummer. Den storfe mengden gasssomething that causes the anolyte to foam. The cattle amount of gas

i anolytten forårsaker at IR-fallet i anolytten øker. Konsen-trasjonen av kloridioner i anolytten får en ikke-uniform fordel-ing. |følge den foreliggende oppfinnelse, kan effekten av slike in the anolyte causes the IR drop in the anolyte to increase. The concentration of chloride ions in the anolyte gets a non-uniform distribution. |according to the present invention, the effect of such can

problemer i elektrolyseoperasjoner reduseres. problems in electrolysis operations are reduced.

Det er vist at de problemer som er forbundet med skum-danneise i anolytten, høy elektrisk motstand i anolytten, og . ikke-uniform kloridionekonsentrasjon kan reduseres ved en rask 'fjerning av skummet som inneholder utviklet klorgass fra an&lytt-kammer* skille den utviklede klorgass fra anolytten og returnere anolytten som har f ått klorgassen fjernet til anolyttkammeret 1 cellen. It has been shown that the problems associated with foam-forming ice in the anolyte, high electrical resistance in the anolyte, and . non-uniform chloride ion concentration can be reduced by a quick 'removal of the foam containing evolved chlorine gas from the an&lytt chamber* separating the evolved chlorine gas from the anolyte and returning the anolyte which has had the chlorine gas removed to the anolyte chamber 1 the cell.

I de elektrolytiske celler hvor denne oppfinnelse er spesielt anvendelig, finner vanligvis elektrolysen sted ved høy strømtetthet, f.eks. over 800 ampere pr. m og,ofté over 1000 ampere pr. m2 og mellom høye elektroder, 90 cm, 1,20 m høye og enda over 1,80 m høye. Elektrodene i disse elektrolytiske cellene In the electrolytic cells where this invention is particularly applicable, the electrolysis usually takes place at a high current density, e.g. over 800 amps per m and, often over 1000 amperes per m2 and between high electrodes, 90 cm, 1.20 m high and even over 1.80 m high. The electrodes in these electrolytic cells

står tett samiSib og har ofte en avstand mellom elektrodene (av- . stands closely samiSib and often has a distance between the electrodes (of- .

stand meliom en anode og den tilstøtende katode) på 0,6 cm eller enda 0,5 eller 0,3 cm. Slike elektroder vil ha liten avstand mellom senterlinjene på elektroder med lik polaritet, ofte 7,5 cm , eller mindre. Slike elektrolytiske celler har store strømbelast- stand meliom an anode and the adjacent cathode) of 0.6 cm or even 0.5 or 0.3 cm. Such electrodes will have a small distance between the center lines of electrodes with the same polarity, often 7.5 cm, or less. Such electrolytic cells have large current loads

ninger pr. volumenhet totalt indre cellevolum, ofte 22 ampere pr. liter cellevolum og store strømbelastninger pr. m indre horisontal celleoverflate, ofte 25000 ampere eller mer pr. m<2>horisontal celleoverflate. Slike ceifer utvikler store mengder klbrgass pr. overflateenhet horisontal celleoverflate. Den raske utviklingen av denne klorgassen fører til at det dannes et klor-gasskum i anolytten. nings per volume unit total internal cell volume, often 22 amps per liter cell volume and large current loads per m internal horizontal cell surface, often 25,000 amperes or more per m<2>horizontal cell surface. Such ceifers develop large amounts of carbon dioxide per surface unit horizontal cell surface. The rapid development of this chlorine gas causes a chlorine gas foam to form in the anolyte.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse føres anolytisk skum som inneholder gassen som er utviklet ved anodene til et kammer for gassutskillelse som kan være et reservoir for saltlake eller en fødetank for saltlake. Skummet som består av klor og anolytt skilles i skillekammeret. Den utskillelse skjer over nivået av anolytten i skilletanken og er forårsaket av at man samtidig forandrer momentet på skummet og fører skummet inn i skillekammeret. Deretter returneres den gassfrie anolytten, enten.blandet med saltlake eller alene, fra gasskiliekammeret til cellen. Den gassfrie anolytten føres inn i cellen gjennom According to the present invention, anolytic foam containing the gas developed at the anodes is fed to a chamber for gas separation which can be a reservoir for brine or a feed tank for brine. The foam consisting of chlorine and anolyte is separated in the separation chamber. The separation occurs above the level of the anolyte in the separation tank and is caused by simultaneously changing the momentum of the foam and leading the foam into the separation chamber. Then, the gas-free anolyte, either mixed with brine or alone, is returned from the gas silica chamber to the cell. The gas-free anolyte is introduced into the cell through

et nedstigende rør som munner ut under overflaten av elektrolytten i cellen. På denne måten har man en. effektiv forhindring for. at gass kan komme inn i den tilbakeførte anolytt og den a descending tube that opens below the surface of the electrolyte in the cell. In this way, one has a effective prevention of. that gas can enter the returned anolyte and the

■ tvinges iste^e^mgjenhom et stigerør , inn i kam<p>året for gassutskillelse. Tilbakeføringsrøret for væske kan plaseres bort fra gasstigerøret 1 horisontal retning f or derved å gi en roterende bevegelse til anolytten. ■ iste^e^mgjenhom a riser is forced into the chamber for gas separation. The return pipe for liquid can be placed away from the gas riser 1 in a horizontal direction thereby giving a rotating movement to the anolyte.

Apparatet som skal utskille klor og fremgangsmåten , ifølge den foreliggende oppfinnelse, kan anvendes både på mono* ' polare og bipolare diafragmaceller. Men siden bipola^e celler The apparatus which is to secrete chlorine and the method, according to the present invention, can be used both on monopolar and bipolar diaphragm cells. But since bipola^e cells

i større utstrekning har den. kombinasjon, av høye strømtettheter, anå avstander mellom elektrodene og høye elektroder som resulterer i . høye strømbelastninger pr. flateenhet av cellens horisontale tverrsnitt (f.eks. mer enn 25.000. ampere pr. m 2 av cellens horisontale tverrsnitt loddrett på cellen) viser eksemplene til denne type celler. Oppfinnelsen kan imidlertid anvendes også to a greater extent it has. combination, of high current densities, assume distances between the electrodes and high electrodes resulting in . high current loads per unit area of the cell's horizontal cross-section (eg more than 25,000 amperes per m 2 of the cell's horizontal cross-section perpendicular to the cell) shows the examples of this type of cells. However, the invention can also be used

på monopolare elektrolytiske celler som arbeider under betingel-ser som er beskrevet foran hvor skumdannelse ogAutskiiling av skum er alvorlige problemer. Apparatet for klorutskillelse og fremgangsmåten i.den foreliggende oppfinnelse ér også anvendelige med diafragmaceller on monopolar electrolytic cells operating under conditions described above where foaming and foaming are serious problems. The apparatus for chlorine excretion and the method in the present invention are also applicable with diaphragm cells

som arbeider ved høye strømtettheter, liten avstand mellom elektrodene, små avstander mellom senterlinjene på elektroder med lik polaritet og hoyé' grafittelektroder. which work at high current densities, small distance between the electrodes, small distances between the center lines of electrodes of equal polarity and high graphite electrodes.

I de vedheftedetegninger ser man følgende: In the attached drawings you can see the following:

Fig, 1-viser det generelle arransjemént av det indreFig, 1 shows the general arrangement of the interior

i et elektrolyseapparat hvor de enkelte deler for oversiktens skyld er trukket fra hverandre. in an electrolyzer where the individual parts are separated for the sake of overview.

Fig. 2 er en perspektivskisse som er delvis gjennomskåret av et elektrolyseapparat,ifølge den foreliggende oppfinnelse.. Fig.. 3 er et snitt som skjematisk viser strømningen av elektrolytt og gass 1 anolyttkammeret. Fig. 4 viser de enkelte deler i en enkelt bipolar , enhet. •'. Fig. 5, 6 og 7 er delvis gjennomskårne perspektiv*-skisser av et elektrolyseapparat ifølge den foreliggende oppfinnelse som viser ..forskjellige alternative plaseringer av klor-stigerøret. - Fig. 2 is a perspective sketch which is partially cut through an electrolysis apparatus, according to the present invention. Fig. 3 is a section schematically showing the flow of electrolyte and gas 1 in the anolyte chamber. Fig. 4 shows the individual parts in a single bipolar unit. •'. Figs. 5, 6 and 7 are partially cut-away perspective* sketches of an electrolyser according to the present invention showing ..different alternative placements of the chlorine riser. -

En sammenstilling av bipolare enheter som danner en elektrisk serie med bipolare celler i et elektrolyseapparat er vist iifig.; i og delvis gjennomskåret i fig. 2,. ^.; og 4. Bipolare enheter 11, i2, 13 og 14 danner bipolare celler .16,, 17 og 18. An assembly of bipolar units forming an electrical series of bipolar cells in an electrolyser is shown in fig.; in and partially cut through in fig. 2,. ^.; and 4. Bipolar units 11, 12, 13 and 14 form bipolar cells 16, 17 and 18.

Endeenheten 11 utgjør en katodisk halvcelle, mens endeenheten 14 utgjør en ånodisk halvSelle. De mellomliggende bipolare enheter 12 og 13 er bipolare enheter som gir både anodiske og kato-diske halvceller. The end unit 11 constitutes a cathodic half-cell, while the end unit 14 constitutes an anodic half-cell. The intermediate bipolar units 12 and 13 are bipolar units which provide both anodic and cathodic half-cells.

I tillegg til halyenhetene på endene 11 og 14, vil vanligvis et.elektrolyseapparat normalt omfatte..minst en bipolar enhet 12 og kan omfatte flere (opptil 10 eller 15 eller flere) bipolare enheter 12 og 13. In addition to the haly units at the ends 11 and 14, an electrolyzer will normally comprise at least one bipolar unit 12 and may comprise several (up to 10 or 15 or more) bipolar units 12 and 13.

I en type bipolart elektrolyseapparat h$$r den foreliggende oppfinnelse ér anvendelig, plaseres hver av de bipolare en-hetene som bipolar enhet 12, i en kanalramme 110. Kanalrammeh In a type of bipolar electrolysis apparatus to which the present invention is applicable, each of the bipolar units is placed as bipolar unit 12, in a channel frame 110. Channel frame

110 er vist i detalj i fig. 4. Kanalrammen 110 består av sideveggene 122 og 123 i toppen 121 og bunnen 124. Kanalrammen 110 har forskjellige åpninger. Åpning 116 i sideveggen 123 anvendes for å tømme katolyttkammeret og derved gjenvinne de flytende katolyttproduktene. Åpningen 112 i topplokket 121 anvendes for å fjerne gassformede katodeprodukter. 110 is shown in detail in fig. 4. The channel frame 110 consists of the side walls 122 and 123 in the top 121 and the bottom 124. The channel frame 110 has different openings. Opening 116 in the side wall 123 is used to empty the catholyte chamber and thereby recover the liquid catholyte products. The opening 112 in the cylinder head 121 is used to remove gaseous cathode products.

Åpningene 117, 118, 119 og 219 i sideveggene 122 og 123 og i toppen 12l fører til anolyttkammeret. Åpning 119 sammen med stigerøret for klor 220 anvendes, for å fjerne skummet i de gassformede anolyttprodukter som klor og elektrolytt. Åpning 117 og åpning 219 sammen med tilbakeføringsrøret for anolytt .221 anvendes for å føressaltlake til anolyttkammeret. The openings 117, 118, 119 and 219 in the side walls 122 and 123 and in the top 12l lead to the anolyte chamber. Opening 119 together with the riser for chlorine 220 is used to remove the foam in the gaseous anolyte products such as chlorine and electrolyte. Opening 117 and opening 219 together with the return pipe for anolyte .221 are used to supply brine to the anolyte chamber.

Et saltlakereservoir 151 befinner seg over hver indi-viduell celle, som celle 12, og er hydraulisk forbundet med ario-lyttvolumet i cellen med et gasstigerør 220 og et tilbakeførings-rør for anolytt 221. Mens et enkelt saltlakereservoir 151 er vist for h<y>er enkelt celle, kan et enkelt saltlakeresérvoir 151 betjene.2 eller flere celler eller hele elektrolyseapparatét. A brine reservoir 151 is located above each individual cell, such as cell 12, and is hydraulically connected to the ariolite volume within the cell by a gas riser 220 and an anolyte return pipe 221. While a single brine reservoir 151 is shown for h<y >is a single cell, a single brine reservoir 151 can serve 2 or more cells or the entire electrolysis apparatus.

.Saltlakereservoiret, plasert over cellen,-og med innretninger .The brine reservoir, placed above the cell, and with devices

for å fjerne, skummet fra anolyttkammer og for å skille skummet i flytende og gassformige bestanddeler, og innretninger for å for removing the foam from the anolyte chamber and for separating the foam into liquid and gaseous components, and devices for

føre væsken tilbake til cellen, er skilletankené Når skilletanken også benevnes som et saltlakeresérvoir, er det underfor-stått at skilletanken ikke behøver å f å tiiførit^saltlake. Når elektrolyseapparatét er i virksomhet, tilføres saltlaken som infåeholder fra omtrent 310 til omtrent 325 g/l. natriumklorid fra en samletank som ikke -<§r vist inn i rør 155. lead the liquid back to the cell, there is no separation tank. When the separation tank is also referred to as a brine reservoir, it is understood that the separation tank does not need to be filled with brine. When the electrolyser is in operation, the brine containing from approximately 310 to approximately 325 g/l is supplied. sodium chloride from a collecting tank which is not -<§r shown into pipe 155.

Saltlakéføden kan deles i to strømmer hvorav en går inn i cellen gjennom rør 153 og den andre strømmen går inn i fØdetanken for The brine feed can be divided into two streams, one of which enters the cell through pipe 153 and the other stream enters the feed tank for

saltlake 151. Eventuelt kan all saltlaken gå inn i cellen gjennom rør 153. brine 151. Optionally, all the brine can enter the cell through pipe 153.

Strømmen som går gjennom rør 153 går.. inn i cellen gjennom åpning 117. Åpning 117, i sideveggen 123«...er på et horisontalt nivå mellom cellebunnen 124 og celletoppen 121. Åpningen for saltlaken 117 er vanligvis på et nivå mellom en fjerdepart og tre fjerdeparter av den.vertikale avstanden mellom celletoppen 121 og cellebunnen 124 og fortrinnsvis mellom en fjerdepart og en halvpart av den vertikale avstanden fra cellebunnen 124 til celletoppen 121. The flow passing through pipe 153 enters the cell through opening 117. Opening 117, in the side wall 123«...is at a horizontal level between the cell bottom 124 and the cell top 121. The opening for the brine 117 is usually at a level between a quarter and three quarters of the vertical distance between the cell top 121 and the cell bottom 124 and preferably between one quarter and one half of the vertical distance from the cell bottom 124 to the cell top 121.

Når en del av saltlaken går inn i reservoiret 151, mettes saltlaken som går inn i reservoiret 151 av klorgassen som kommer inn i reservoiret gjennom stigerøret for saltlake 220»Den klormettede saltlaken går inn i cellen gjennom åpningen 221 i saltlakereservoiret 151 og deretter gjenhbm^nécLløpsrøret for When part of the brine enters the reservoir 151, the brine entering the reservoir 151 is saturated by the chlorine gas entering the reservoir through the brine riser 220. for

tilbakeføring av anolytt 219.return of anolyte 219.

Nedløpsrøret for tilbakeføring av anolytt 219 munner ut linder den Øvre overflate av anolytten i cellen tilstrekkelig langt nede for å hindre at klor i gassboblen som dannes mellom celletoppen 121 og toppen av anolytten og skum fra å komme inn The anolyte return downpipe 219 exits the upper surface of the anolyte in the cell sufficiently far down to prevent chlorine in the gas bubble formed between the cell top 121 and the top of the anolyte and foam from entering

i nedløpsrøret 219. Nedløpsrøret 219 behøver bare munne ut så-vidt under overflaten av anolytten, men det vil vanligvis munne ut mer enn 15 cm under overflaten av anoiytten og fortrinnsvis in the downcomer 219. The downcomer 219 need only open slightly below the surface of the anolyte, but it will usually open more than 15 cm below the surface of the anolyte and preferably

gå så langt ned i anolytten som mulig uten å vaske diSlragmaet 101 av katodene 41. I et eksempel på den foreliggende oppfinnelse go as far down into the anolyte as possible without washing the diaphragm 101 of the cathodes 41. In an example of the present invention

kan flere elektrodepar, dvs. flere anoder og katoder, fjernes several electrode pairs, i.e. several anodes and cathodes, can be removed

og nedløpsrøret for tilbakeføring av, anolytt 219 føres inn i det rom derved skapes. På denne måten kan nedløpsrøret gå mer. enn . halvveis ned i cellen, dvs. munne ut lenger nede i cellen enn halve den vertikale avstand mellom celletoppen 121 og cellebunnen 124. , For å oppnå de beste resultater forskyves; nedløpsrøret for tilbakeføring av anolytt 219 horisontalt i forhold til stigé-røæt for klorgass 220. På denne måten vil den horisontale for-skyvning av tilførselsrøret for saltlake 153 og åpning 117»og nedløpsrøret 219 i forhold til hverandre og i forhold til stige-røret for klorgass 220 og plaseringen av føden for saltlake under den Øvre overflate av saltlaken føre til en roterende bevegelse i saltlaken. and the downpipe for the return of anolyte 219 is led into the space thereby created. In this way, the downpipe can go further. than . halfway down the cell, i.e. mouth out further down the cell than half the vertical distance between the cell top 121 and the cell bottom 124. , To achieve the best results are displaced; the downpipe for the return of anolyte 219 horizontally in relation to the riser pipe for chlorine gas 220. In this way, the horizontal displacement of the supply pipe for brine 153 and opening 117" and the downpipe 219 in relation to each other and in relation to the riser pipe for chlorine gas 220 and the location of the brine feed under the upper surface of the brine cause a rotating movement in the brine.

Den. følgende reaksjon finner sted ved anodene i ano-lyttkanffifåret: It. the following reaction takes place at the anodes in the ano-listening tube:

Klbrgassen som frigjøres ved anoden 31 bobler opp langs overflaten av anoden. Hvis det anvendes en perforert anode med to motstående overflater som er skilt fra hverandre for å til-^ veiebringe én hul kanal for gasstrom og strøm av,anolytt, vil klorgassen som frigjøres ved overflaten av anoden som mot katoden 41 passere gjennom perforeringen i anoden dg boble opp mellom de to motstående overflater av aaoden. The carbon dioxide released at the anode 31 bubbles up along the surface of the anode. If a perforated anode is used with two opposing surfaces separated from each other to provide one hollow channel for gas flow and flow of anolyte, the chlorine gas released at the surface of the anode as against the cathode 41 will pass through the perforation in the anode dg bubble up between the two opposite surfaces of the aaod.

Klorgassen som bobler opp gjennom anolytten følgerThe chlorine gas that bubbles up through the anolyte follows

den vei som er vist ved de stiplede pilene i fig. 3bg danner et skum av klor og anolytt. Løfteeffekten som skylde?^den frigjorte klorgass,. bærer skummet oppover gjennom cellen',' gjennom åpning the path shown by the dashed arrows in fig. 3bg forms a foam of chlorine and anolyte. The lifting effect which is to blame?^the liberated chlorine gas,. carries the foam up through the cell',' through opening

119 I toppen av cellen og inn gjennom stigerøret for kli§r 220 til reservoiret for saltlake 151. Når stigerøret for klor 220 ikke strekker seg over overflaten av saltlake og skum i reservoiret 151, vil ytterligere skum dannes i reservoiret for saltlake 119 At the top of the cell and in through the riser for chlorine 220 to the reservoir for brine 151. When the riser for chlorine 220 does not extend above the surface of brine and foam in the reservoir 151, additional foam will form in the reservoir for brine

151 med resirkulering av det gassfylte skum tilbake til cellen151 with recycling of the gas-filled foam back to the cell

og man vil få meget liten gassutskillelse. Stigerøret for klor 220 stikker derfor opp av bunnen på reservoiret for saltlake.151 and you will get very little gas release. The riser for chlorine 220 therefore protrudes from the bottom of the reservoir for brine. 151

i en avstand som tilsvarer dybden av elektrolytten og skum i reservoiret 151. For å få de beste resultater, stopper ikke stigerøret for klorgass 220 før 5 15 cm fra toppen av fødetank-en for saltlake 151. at a distance corresponding to the depth of the electrolyte and foam in the reservoir 151. For best results, the chlorine gas riser 220 does not stop until 5 15 cm from the top of the brine feed tank 151.

Når stigerøret for klor 220 stikker over elektrolytten' og skummet i fødetanken for saltlake som. beskrevet foran, vil When the riser for chlorine 220 protrudes above the electrolyte' and the foam in the feed tank for brine which. described before, will

man få en moderat gassutskillelse. En bedre gassutskillelse får man når skummet underkastes en forandring i moment før det forlater stigerøret, f.eks. når strømningsretningen for gass og moderate gas production. A better gas release is obtained when the foam is subjected to a change in momentum before it leaves the riser, e.g. when the flow direction of gas and

væske forandres. Med forandring i moment mehes en forandring i produktet av massen og hastighetsvektoren. Med en forandring fluid changes. With a change in torque comes a change in the product of the mass and the velocity vector. With a change

av hastighetsvektoren mener man enten en forandring i retningen på strømmen eller en forandring i strømningshastighet. Dette kan f.eks. foregå når åpningen 22å på stigerøret ..for klor 220 er skåret skrått som vist i fig. 3, noe som forårsaker at retningen by the velocity vector one means either a change in the direction of the flow or a change in flow speed. This can e.g. take place when the opening 22å on the riser ..for chlorine 220 is cut diagonally as shown in fig. 3, which causes the direction

på skumstrommen forandres før den føres ut"av stigerøret 220. Når åpningen 222 er i en vinkel på fra 30 - 75° i.forhold til hori-sontalen, får man god gassutskillelse. Spesielt god gassutskillelse får man når åpningen 222 er i en vinkel på over 45° i forhold til. hhorisontalen. on the foam drum is changed before it is led out of the riser 220. When the opening 222 is at an angle of from 30 - 75° in relation to the horizontal, good gas separation is obtained. Particularly good gas separation is obtained when the opening 222 is at an angle of more than 45° in relation to the horizontal.

Enda mer effektiv gassutskillelse tilveiebringes, særlig ved høye strømningshastigheter, når stigerøret for klor.220 og åpningen 222 er utført i form av et T-rør, et Y-rør eller et alburør og derved gir enda større forandring i retning og moment på skummet før dette forlater stigerøret 220. Slike "fittings" på utløpet 222 på stigerøret 220 gir en forandring i retning og Even more efficient gas separation is provided, especially at high flow rates, when the riser for chlorine 220 and the opening 222 are made in the form of a T-tube, a Y-tube or an elbow tube and thereby provide an even greater change in direction and moment of the foam before this leaves the riser 220. Such "fittings" on the outlet 222 of the riser 220 provide a change in direction and

moment på skummet før det forlater stigerøret220. Et apparattorque on the foam before it leaves the riser220. An appliance

for klorutskilielse som anvender T-rør, Y-ror og alburør erfor chlorine excretion using T-tubes, Y-tubes and elbow tubes are

vist i fig. 5, 6, og 7.shown in fig. 5, 6, and 7.

Man kan i tillegg anvende andre innretninger for gassr utskillelse sammen med det apparat for utskillelse av klor som er You can also use other devices for the excretion of gases together with the apparatus for excreting chlorine

beskrevet ifølge den foreliggende oppfinnelse. Skummet kan f.eks. etter at det har passert gjennom stigerøret 220 og åpningen 222 bringes til å stote an mot plater eller å passere gjennom forskjellige former for skjermer. Stigerøret for klor 220 bør ha et tverrsnitt på mindre - 2 p enn 0,01 m pr. 1000 ampere og fortrinnsvis mindre enn 0,005 m pr. 1000 ampere. described according to the present invention. The foam can e.g. after it has passed through the riser 220 and the opening 222 is made to abut against plates or to pass through various forms of screens. The riser for chlorine 220 should have a cross-section of less - 2 p than 0.01 m per 1000 amperes and preferably less than 0.005 m per 1000 amps.

Klorcéllen i den foreliggende oppfinnelse, som har strøm-belastninger på over 22 ampere pr. liter cellevolum og ofte går over 50 ampere pr. liter cellevolum, vil ha mindre enn cav 1,6 cm tverrsnitt på stigerøret for klor pr. liter cellevolum og for-. trinnsvis mindre enn 0,2 cm 2 i tverrsnitt på stigerøret for klor pr. liter cellevolum. The chlorine cell in the present invention, which has current loads of over 22 amperes per liter cell volume and often exceed 50 amperes per liter cell volume, will have less than cav 1.6 cm cross-section on the riser for chlorine per liter cell volume and for-. incrementally less than 0.2 cm 2 in cross-section on the riser for chlorine per liter cell volume.

På denne måte tilveiebringes en tilfredsstillende . hastighet på skummet i stigerøret. Hvis tverrsnittet på stige-raet pr. 1000 ampere er st-• ørre " enn 370 cm 2 , vil,skummet perkolere eller boble inn i skilletanken 151 snarere enn å,strømme inn i tanken 151 og gassutskillelsen vil ikke være så effektiv. In this way, a satisfactory . speed of the foam in the riser. If the cross-section of the riser per 1000 amps is smaller than 370 cm 2 , the foam will percolate or bubble into the separator tank 151 rather than flow into the tank 151 and the gas separation will not be as efficient.

Når man konst&Merer og kjører celler ifølge den foreliggende oppfinnelse, bgr dessuten saltlakereservoiret eller skilletanken 151 ha et horisontalt tverrsnitt som er større enn Furthermore, when constructing and operating cells according to the present invention, the brine reservoir or separator tank 151 should have a horizontal cross-section greater than

2 2 2 2

ca. 100 cm pr. 1000 ampere og fortrinnsvis over 130 cm pr. 1000 ampere. Spesielt foretrukne er reservoir for saltlake eller skilletahker for klor 151 som har et horisontalt tverr- about. 100 cm per 1000 amperes and preferably over 130 cm per 1000 amps. Particularly preferred are reservoirs for brine or separator tanks for chlorine 151 which have a horizontal cross-

p 2 at 2

snitt over 190 cm pr. 1000 ampere, dvs. opptil 370 cm pr.average over 190 cm per 1000 amperes, i.e. up to 370 cm per

2 2

1000 ampere eller eventuelt opp til 500 cm pr ..1000 ampere eller mer. 1000 amperes or possibly up to 500 cm per ..1000 amperes or more.

Den følgende reaksjon finner sted på de elektrisk s .aktive overflater i det katolytiske kammer; The following reaction takes place on the electrically active surfaces in the catholytic chamber;

hvor Me er et metall og Me<+>er et metallion. where Me is a metal and Me<+>is a metal ion.

Hydrogengassen bobler opptog tilbake gjennom katolyttkammeret og deretter inn i kammeret båk katolytten og inn i kammeret 111 i fig. 4 og endelig ut gjennom hydrogenuttaket 112 inn i røret 113 vist i fig. 4 på toppen av den bipolare enhet. Celle-væsken som inneholder fra 120 - 160 g/l natriumhydroksyd og omtrent 160 - 210 g/l natriumklorid, føres ut av katolyttkammeret gjennom åpningen 116 i- veggen 122 og skilles deretter ut. The hydrogen gas bubbles back through the catholyte chamber and then into the chamber behind the catholyte and into the chamber 111 in fig. 4 and finally out through the hydrogen outlet 112 into the tube 113 shown in fig. 4 on top of the bipolar unit. The cell fluid, which contains from 120 - 160 g/l sodium hydroxide and approximately 160 - 210 g/l sodium chloride, is led out of the catholyte chamber through the opening 116 in the wall 122 and is then separated.

Det understrekes at selv om oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til bestemté utførelser, er den ikke begrenset It is emphasized that although the invention is described with reference to specific embodiments, it is not limited

åv slike forandringer som kan gjennomføres i overensstemmelse med det omfang oppfinnelsen får ifølge de etterfølgende krav. of such changes as can be carried out in accordance with the scope of the invention according to the subsequent claims.

Claims (1)

1. Elektrolytisk celle for elektrolyse av saltlake ved .1. Electrolytic cell for electrolysis of brine at . strømtetthet på over 2,5 ampere pr. cm horisontal overflate hvor der danSes et skum av klor og elektrolytt, karakter*.,current density of over 2.5 amps per cm horizontal surface where a foam of chlorine and electrolyte forms, grade*., is e r t ved at den nevnte celle inneholder: innretninger med et mindre tverrsnitt enn 1,6 cm pr. liter cellevolum for å føre skum fra cellen tii en skilletank;is e r t in that the said cell contains: devices with a smaller cross-section than 1.6 cm per liters of cell volume to pass foam from the cell to a separator tank; innretninger for å forandre momentet på skummet før det føres inn i skilletanken; innretninger for deretter å føre skummet inn i 'skille-"devices for changing the momentum of the foam before it is fed into the separation tank; devices to then feed the foam into the 'separation' . tanken over væskenivået i denne; og innretninger for å føre væsken fra skilletanken tilbake til den elektrolytiske celle. ' \ 2. Elektrolytisk celle ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte skilletank.har et horisontalt tverrsnitt som er større enn 93 cm <2> pr. 1000 ampere.;3. Elektrolytisk celle for elektrolyse av saltlake ved strømtettheter på over 2,5 aiapere pr. cm horisontalt tverrsnitt hvor der. dannes et skum av klor og elektrolytt, k a r a k t e r i-. the tank above the liquid level in it; and devices for returning the liquid from the separation tank to the electrolytic cell. 2. Electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the said separation tank has a horizontal cross-section that is greater than 93 cm <2> per 1000 amps.;3. Electrolytic cell for electrolysis of brine at current densities of over 2.5 aiaper per cm horizontal cross-section where there. a foam of chlorine and electrolyte is formed, character i s e r t ved at den nevnte celle er utstyrt med:s e r t in that the said cell is equipped with: innretninger med et tverrsnitt på mindre enn 1,6 cm2 pr. liter cellevolum for å føre skum fra cellen til en skilletank; ■devices with a cross-section of less than 1.6 cm2 per liters of cell volume to convey foam from the cell to a separator tank; ■ innretninger for å forandre retningen på strømmen avdevices to change the direction of the flow of skum før skummet føres inn i skilletanken;foam before the foam is fed into the separation tank; innretninger for å føre skummet inn i skilletankendevices to feed the foam into the separation tank over nivået på væsken i denne; og innretninger for å føre væsken fra skilletanken tilabove the level of the liquid in it; and devices to lead the liquid from the separation tank to den elektrolytiske cellen,;4. Elektrolytisk celle ifølge krav 3, ka ra k te rii-sert vedat den nevnte skilletank har et horisontalt tverrthe electrolytic cell,;4. Electrolytic cell according to claim 3, characterized in that said separation tank has a horizontal cross snitt som er større enn 93 cm p pr. 1000 ampere.;5. Fremgangsmåte for å elektrolysere saltlake~i en elektro lytisk vcellé ved en strøm over 2,5 ampere pr. cm p av horisontalsection that is greater than 93 cm p per 1000 amps.;5. Method for electrolysing brine~in an electrolytic cell at a current above 2.5 amperes per cm p of horizontal celleoverflate hvor der dannes et skum av klor og elektrolytt, karakterisert ved at man fører skummet fra den elektrolytiske celle gjennom innretning for fjerning av skum med et tverrsnitt på mindre enn 370 ein pr, 1000 ampere til eh skilletank;cell surface where a foam of chlorine and electrolyte is formed, characterized by leading the foam from the electrolytic cell through a device for removing foam with a cross-section of less than 370 ein per, 1000 ampere to eh separation tank; forandrer retningen på strømmen av skummet, før det føres inn i skilletanken;changes the direction of the flow of the foam before it enters the separation tank; føre skummet inn i skilletanken og over væskenivået i denne og derved separere skummet i en gass-* og en væskefraksjon for endelig å føre væsken som er utskilt på denne måte tilbake tilfeed the foam into the separation tank and above the liquid level therein, thereby separating the foam into a gas* and a liquid fraction and finally returning the liquid separated in this way to den elektrolytiske celle under overflaten av elektrolytten ithe electrolytic cell below the surface of the electrolyte i . dannet. formed .6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at den nevnte skilletanken har et horisontalt tverrsnitt som er større enn 93 cm 2 pr. 1000 ampere. f 7. Fremgangsmåte for å elektrolysere en saltlake i en elektrolytisk celle ved en strøm på mer enn 2,5 ampere pr. cm2 horisontal celleoverflate hvor der dannes et skum av klor og elektrolytt; karakterisert ved man fører skummet gjennom en innretning for å fjersme skum.6. Method according to claim 5, characterized in that the said separation tank has a horizontal cross-section that is greater than 93 cm 2 per 1000 amps. f 7. Method of electrolysing a brine in an electrolytic cell at a current of more than 2.5 amperes per cm2 horizontal cell surface where a foam of chlorine and electrolyte forms; characterized by passing the foam through a device to remove foam • som har et tverrsnitt på mindre enn 360 cm 2pr. 1000 ampere fra den elektrolytiske celle til en skilletank ;.• which has a cross-section of less than 360 cm 2pr. 1000 amperes from the electrolytic cell to a separator tank;. forandrer momentet ppå skummet før det føres inn i skilletanken;changes the momentum of the foam before it is fed into the separation tank; fører skummet inn i skilletanken over nivået på elektrolytten i denne og derved separerer skummet i en væske- og gassfraksjon; og endeligleads the foam into the separator tank above the level of the electrolyte therein and thereby separates the foam into a liquid and gas fraction; and finally fører væsken som er fraskilt på denne måten til den elektrolytiske pelle under overflaten av elektrolytten i denne.leads the liquid thus separated to the electrolytic pellet below the surface of the electrolyte therein. .8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakter! se r t ved at den nevnte skilletank har et horisontalt tverrsnitt 2.8. Procedure according to claim 7, character! see r t in that the said separation tank has a horizontal cross-section 2 som er større enn 93 cm pr. 1000 ampere.which is greater than 93 cm per 1000 amps.
NO742331A 1973-07-02 1974-06-26 PROCEDURE FOR SEPARATION OF CHLORINE AND ELECTROLYTES FROM A FOAM FORMED BY ELECTROLYSIS OF A SALT BOIL NO139095B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US00376087A US3855091A (en) 1972-01-19 1973-07-02 Method of separating chlorine from chlorine-anolyte liquor froth of an electrolytic cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO742331L true NO742331L (en) 1975-01-27
NO139095B NO139095B (en) 1978-09-25

Family

ID=23483662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO742331A NO139095B (en) 1973-07-02 1974-06-26 PROCEDURE FOR SEPARATION OF CHLORINE AND ELECTROLYTES FROM A FOAM FORMED BY ELECTROLYSIS OF A SALT BOIL

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS5037694A (en)
BE (1) BE817151A (en)
CA (1) CA1031292A (en)
DE (1) DE2430915C3 (en)
FR (1) FR2236028A1 (en)
IT (1) IT1014434B (en)
NO (1) NO139095B (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS564633B2 (en) * 1974-07-26 1981-01-31
JPS5480280A (en) * 1977-12-09 1979-06-26 Asahi Glass Co Ltd Multi-chamber electrolytic cell using ion exchange membrane method
US4278526A (en) * 1978-12-28 1981-07-14 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution
JPS57174479A (en) * 1981-04-20 1982-10-27 Tokuyama Soda Co Ltd Unit electrolytic cell
GB8321934D0 (en) * 1983-08-15 1983-09-14 Ici Plc Electrolytic cell module
GB9013700D0 (en) * 1990-06-20 1990-08-08 Spirig Ernest Container system
EP1528126A1 (en) 2003-10-30 2005-05-04 Vandenborre Hydrogen Systems N.V. An integrated electrolyser module with an internal gas/liquid separator
US8057646B2 (en) 2004-12-07 2011-11-15 Hydrogenics Corporation Electrolyser and components therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1531843A (en) * 1966-07-12 1968-07-05 Ici Ltd Diaphragm cell
GB1348785A (en) * 1970-05-26 1974-03-20 Ici Ltd Bipolar cell

Also Published As

Publication number Publication date
DE2430915B2 (en) 1979-10-25
NO139095B (en) 1978-09-25
DE2430915C3 (en) 1980-07-03
JPS5037694A (en) 1975-04-08
DE2430915A1 (en) 1975-01-23
FR2236028A1 (en) 1975-01-31
CA1031292A (en) 1978-05-16
IT1014434B (en) 1977-04-20
FR2236028B1 (en) 1977-10-28
BE817151A (en) 1975-01-02
AU7017274A (en) 1975-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3928165A (en) Electrolytic cell including means for separating chlorine from the chlorine-electrolyte froth formed in the cell
CA1046983A (en) Electrolytic cell having hydrogen gas disengaging apparatus
US3855091A (en) Method of separating chlorine from chlorine-anolyte liquor froth of an electrolytic cell
CA1141331A (en) Electrolytic halogen generators
JPS6254878B2 (en)
CA1169812A (en) Method and apparatus of injecting replenished electrolyte fluid into an electrolytic cell
NO742331L (en)
US4174266A (en) Method of operating an electrolytic cell having an asbestos diaphragm
US4073715A (en) Electrolysis cell with vertical anodes and cathodes and method of operation
JPH05195275A (en) Electrolytic apparatus
FI73244B (en) ELEKTROLYSCELL.
GB1155927A (en) Electrolytic manufacture of alkali metals.
JPS6254196B2 (en)
JPH02504653A (en) Anti fluctuation outlet device for use in electrochemical baths
US3963596A (en) Electrode assembly for an electrolytic cell
US2719117A (en) Mercury-cathode electrolytic cell
US3968021A (en) Electrolytic cell having hydrogen gas disengaging apparatus
US4198277A (en) Electrolysis of aqueous salt solutions
NO145987B (en) Horizontal Diaphragm Electrolyses with Mercury Cathode
US4093525A (en) Method of preventing hydrogen deterioration in a bipolar electrolyzer
US3923614A (en) Method of converting mercury cathode chlor-alkali electrolysis cells into diaphragm cells and cells produced thereby
EP0043945B1 (en) Electrolytic cell and process for the electrolysis of brines
US1548362A (en) Electrolytic apparatus
JPS59193290A (en) Electrolytic cell
US4085015A (en) Electrolysis cell liquor emission control process