NO754306L

NO754306L -

Info

Publication number: NO754306L
Application number: NO754306A
Authority: NO
Inventors: J D Eng; Jr E H Cook; W E Figueras
Original assignee: Hooker Chemicals Plastics Corp
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1975-12-18
Publication date: 1976-06-22
Also published as: NL7514682A; AR208422A1; DE2556065A1; BR7508436A; FR2295140A1; JPS5188475A; SE7514274L; IL48645A0; BE836828A; ZA757907B; CA1058565A; FI753575A7; RO71269A; IT1051845B; DD122481A5; AU8741475A

Description

Stopt ikke-ledende cellelegeme for elektrolysecelle. Stop non-conductive cell body for electrolysis cell.

Foreliggende oppfinnelse går ut på forlengelse av den virksomme driftstid for anoder i elektrolyseceller. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen anvendelse av en målanode for selektiv styring av stromlekkasje fra anoden til et inntak eller uttak for anolytvæske, for derved å forhindre elektrolytisk nedbrytning av anoden. The present invention is about extending the effective operating time for anodes in electrolysis cells. More specifically, the invention relates to the use of a target anode for selective control of current leakage from the anode to an intake or outlet for anolyte liquid, thereby preventing electrolytic breakdown of the anode.

Ved utforelse av elektrolyseprosesser er det funnet at anodisk nedbrytning kan opptre over vidt adskilte avsnitt av anoden. Teoretisk har man kommet frem til at sådan nedbrytning er av elektrolytisk art og at forhindring av lekkasjestrommer fra anodene og elektrolytten vil kunne motvirke nedbrytningen. Det er videre kjent å anvende ledende organer for hensiktsmessig kanalisering av lekkasjestrom under visse elektrolyseprosesser. Forut for foreliggende oppfinnelse har det imidlertid ikke foreligget noen enkel, virksom og effektiv måte for å forhindre nedbrytning av uttrukkede netLtiinganoder av titan anordnet for elektrolyse av saltlosning av polymer-stopte celler av "filterpresse"-typen. I henhold til foreliggende oppfinnelse er det imidlertid nå opprettet en meget- enkel, okonomisk, virksom og effektiv måte for oppnåelse av oket driftstid for anoder i sådanne celler samt muligheter for lengre kontinuerlig anvendelse av cellene uten When carrying out electrolysis processes, it has been found that anodic breakdown can occur over widely separated sections of the anode. Theoretically, it has been concluded that such degradation is of an electrolytic nature and that prevention of leakage currents from the anodes and the electrolyte will be able to counteract the degradation. It is also known to use conducting bodies for appropriate channeling of leakage current during certain electrolysis processes. Prior to the present invention, however, there has been no simple, effective and efficient way to prevent the breakdown of extracted titanium netting anodes arranged for the electrolysis of desalination of polymer-stopped cells of the "filter press" type. According to the present invention, however, a very simple, economical, effective and efficient way of achieving increased operating time for anodes in such cells as well as possibilities for longer continuous use of the cells without

behov for hyppige driftsavbrytelser for overvåkning av anodene. Dette er av særlig viktighet i de foretrukkede celler i henhold need for frequent service interruptions for monitoring the anodes. This is of particular importance in the preferred cells according to

til foreliggende oppfinnelse, hvori membraner med lang levetid anvendes, fortrinnsvis sammen med titananoder belagt med edelmetalloksyd, således at elektrolyseprosessene kan finne sted uavbrutt under forholdsvis lange tidsperioder, f.eks. 1 til 5 år, uten behov for å ta vedkommende celler fra hverandre for erstatning av skadede eller uvirksomme deler. to the present invention, in which membranes with a long lifetime are used, preferably together with titanium anodes coated with noble metal oxide, so that the electrolysis processes can take place uninterrupted for relatively long periods of time, e.g. 1 to 5 years, without the need to take the relevant cells apart to replace damaged or inoperative parts.

Oppfinnelsen gjelder således stopt ikke-ledende cellelegeme eller holderamme for omslutning av elektroder og ett membran i en elektrolysecelle, som oppdeles av membranet i anolytt- og katolytt-kammer, idet cellelegemet eller holderammen er utstyrt med ut- The invention thus applies to a stopped non-conductive cell body or holding frame for enclosing electrodes and a membrane in an electrolysis cell, which is divided by the membrane into anolyte and catholyte chambers, the cell body or holding frame being equipped with out-

og inntak som gjennom passasjer står i forbindelse med anolytt-kammeret; idet oppfinnelsens særtrekk består i at det gjennom en av nevnte passasjer, som forloper gjennom det stopte cellelegeme fra et ut- eller inntak til anodekammeret, er fort en leder av et material som er bestandig mot elektrolytisk angrep og forbinder eventuell nærværende væske i vedkommende inn- eller uttak med anoden, for derved å lette overforing av en liten andel av anodestrommen til vedkommende væske; hvorved dette forhindrer stromlekkasje fra andre deler av anoden enn den som står i forbindelse med nevnte leder, og nedbrytning av anoden på grunn av stromlekkasje motvirkes. and inlets communicating with the anolyte chamber through passages; as the invention's special feature consists in the fact that through one of the aforementioned passages, which runs through the stopped cell body from an outlet or inlet to the anode chamber, there is a conductor made of a material that is resistant to electrolytic attack and connects any liquid present in the respective in- or outlet with the anode, thereby facilitating the transfer of a small proportion of the anode current to the liquid in question; whereby this prevents current leakage from other parts of the anode than that which is in connection with said conductor, and degradation of the anode due to current leakage is counteracted.

Lederen er fortrinnsvis av platina og forbinder en ovre del avThe conductor is preferably of platinum and connects an upper part of

en flat uttrukket nettinganode av titan med væsken i anolytt-uttaket. Oppfinnelsen omfatter også en elektrolysecelle som omfatter nevnte cellelegeme eller ramme., samt en fremgangsmåte for elektrolyse av saltlosning ved hjelp av sådan celle. a flat drawn titanium mesh anode with the liquid in the anolyte outlet. The invention also includes an electrolysis cell comprising said cell body or frame, as well as a method for electrolysis of salt solution using such a cell.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått ut i fra folgende beskrivelseThe invention will be better understood from the following description

av en foretrukket utforelse under henvisning til de vedfoyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser ett snitt gjennom et cellelegeme med delvis bort-skårene deler og angir membran, anode, anolyttinndfop- og utlop samt en målanode i henhold til foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser forstorret et avsnitt av det viste cellelegeme i fig. 1, for klarere å angi målanode-lederen og dens forbindelse med cellens anode samt avgitt anolytt i anolyttuttaket; og of a preferred embodiment with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 shows a section through a cell body with partially cut away parts and indicates the membrane, anode, anolyte inlet and outlet as well as a target anode according to the present invention; Fig. 2 shows an enlarged section of the cell body shown in fig. 1, to more clearly indicate the target anode conductor and its connection with the anode of the cell as well as released anolyte in the anolyte outlet; and

Fig. 3 viser ett snitt langs planet 3 - 3 i fig. 1.Fig. 3 shows a section along plane 3 - 3 in fig. 1.

I fig. 1 er det vist et ikke-ledende legeme 11 hvori det erIn fig. 1, a non-conductive body 11 is shown in which it is

montert ledere 13 og 15. Disse ledere forbinder en kilde for positivt fitted conductors 13 and 15. These conductors connect a source for positive

elektrisk potensial med en uttrukket nettinganode 17 av titan, og hvis ene side (den som vender bort fra membranet) er belagt med et tynt lag av rutenium-oksyd (mindre enn 0,01 mm tykt). electric potential with an extended titanium mesh anode 17, and one side of which (the one facing away from the membrane) is coated with a thin layer of ruthenium oxide (less than 0.01 mm thick).

Et kation-aktivt permselektivt membran 19 er montert i kontakt med anoden og deler eellelegemet i et anolytt-kammer og et katolytt-kammer. Membranet holdes fortrinnsvis ubevegelig på plass ved hjelp av strimmel- eller kanalfester langs den indre omkrets, mens innbyrdes tilstotende cellelegemer holdes i "filterpresse"-forbindelse ved hjelp av ytre sammenklemnings-organer som holder cellene i innbyrdes stilling under utnyttelse av innstillingsmidler 27 på yttersidene av cellelegmene. En pakning A cation-active permselective membrane 19 is mounted in contact with the anode and divides the cell body into an anolyte chamber and a catholyte chamber. The membrane is preferably held immovably in place by means of strip or channel fasteners along the inner circumference, while mutually adjacent cell bodies are held in "filter press" connection by means of external clamping means which hold the cells in position relative to one another using setting means 27 on the outer sides of the cell bodies. A pack

23 (vist i fig. 3) forhindrer lekkasje mellom cellene, og andre 23 (shown in fig. 3) prevents leakage between the cells, and others

pakninger, som ikke er vist, hindrer lekkasje mellom innlops- og utlops-tilslutninger for de enkelte celler. gaskets, which are not shown, prevent leakage between the inlet and outlet connections for the individual cells.

I den celle som er vist i fig. 1, tilfores saltlosning til anolytt-kammeret fra saltlosningsinntaket 29 gjennom passasjen 31, og uttynnet anolytt, hvis ovre nivå i cellen er vist ved 23, tas ut gjennom passasjen 35 til uttaket 37. Inntaket 39 for tilforsel av katolytt samt forbindelses-passasjen 41 er vist sammen med In the cell shown in fig. 1, brine is supplied to the anolyte chamber from the brine inlet 29 through the passage 31, and diluted anolyte, whose upper level in the cell is shown at 23, is taken out through the passage 35 to the outlet 37. The inlet 39 for the supply of catholyte and the connection passage 41 are shown together with

overlopspassasjen 43 og utlopet 45, men disse komponenter er ikke av betydning i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, da elektrolytisk korrosjon av katoden ikke er en begrensende faktor ved drift av elektrolyseceller av foreliggende art; Det er også vist et anolyttutlop 28 samt uttakstilslutning 30 for fjerning av anolytt fra cellen ved driftsnedleggelse. Utlop 47 og- 49 for henhv. klor og hydrogen er anbragt på oversiden av cellen og andre tilslutninger, som kan anvendes etter onske, er vist, men vil ikke bli gjenstand for ytterligere omtale. - En mål-anode av platinatråd 51, som er punktsveiset til netting-anoden av titan ved 53, er fort gjennom passasjen 35 i celleveggen II og står i kontakt med overlopsanolytt 57 i anolyttuttaket 37 som utgjor utlop for anolyttvæske. En sådan forbindelse gjor det the overflow passage 43 and the outlet 45, but these components are not of importance in connection with the present invention, as electrolytic corrosion of the cathode is not a limiting factor in the operation of electrolysis cells of the present type; Also shown is an anolyte outlet 28 and outlet connection 30 for removing anolyte from the cell in the event of shutdown. Outlets 47 and 49 for the respective chlorine and hydrogen are placed on the upper side of the cell and other connections, which can be used as desired, are shown, but will not be the subject of further discussion. - A target anode of platinum wire 51, which is spot-welded to the mesh anode of titanium at 53, is fast through the passage 35 in the cell wall II and is in contact with overflow anolyte 57 in the anolyte outlet 37 which forms the outlet for anolyte liquid. Such a connection does

mulig å opprette en liten styrt stromlekkasje mellom anode og den uttynnede anolytt som er i ferd med å fjernes fra cellen, hvorved det forhindres spredt stromlekkasje, hvilket er funnet å bevirke anodenedbrytning. possible to create a small controlled current leak between the anode and the diluted anolyte being removed from the cell, thereby preventing diffuse current leakage, which has been found to cause anode degradation.

I den forstorredes kisse i fig. 2 er forbindelsene mellom målanodetråden 51 og anoden samt anolyttuttaket klarere vist In the enlarged sketch in fig. 2, the connections between the target anode wire 51 and the anode as well as the anolyte outlet are more clearly shown

enn i fig. 1. Det vil sees at anodetråden er fort gjennom en passasje 35 og boyet nedover for kontaktdannelse med overlops-anolytten. Skjont det er vist en skarp avboyning, kan tråden også være boyd i en passende bue, så lenge det sikres at enden 59 danner kontakt med anolytten 57. Det er i hoy grad å than in fig. 1. It will be seen that the anode wire is fast through a passage 35 and bent downwards to make contact with the overflow anolyte. Although a sharp bend is shown, the thread can also be bent in a suitable arc, as long as it is ensured that the end 59 forms contact with the anolyte 57. It is to a high extent to

foretrekke at passasjen gjennom celleveggen 61 er rettlinjet, slik som vist, og at alle slyngninger unngås. Det vil derved prefer that the passage through the cell wall 61 is rectilinear, as shown, and that all windings are avoided. It will thereby

bli lettere å ta ut,anoden sammen med. tråden-når dette er påkrevet, samt å gjeninnsette anode og tråd på nytt senere. be easier to take out, the anode together with. the wire - when this is required, as well as reinserting the anode and wire again later.

I fig. 3: er monteringen av anode og membran i forhold tiiIn fig. 3: is the assembly of anode and membrane in relation tii

katoden vist, og det vil være klart at de foretrukkedethe cathode shown, and it will be clear that they preferred

utforelser av foreliggende celler hovedsakelig utgjores av flate seksjoner som sammenholdes som filterpresse. Lederen 63 tar embodiments of the present cells are mainly made up of flat sections which are held together as a filter press. The leader 63 takes

ut strom fra katoden 65.gg overforer den til anoden i den nærmest påfolgende celle som er montert i ytre bipolart forhold med den foreliggende celle, idet hydrogen og natriumhydroksyd utvikles i katolytt-kammeret 67 og klor frembringes ianolytt-kammeret 69. out current from the cathode 65.gg transfers it to the anode in the next-closest cell which is mounted in an outer bipolar relationship with the present cell, as hydrogen and sodium hydroxide are developed in the catholyte chamber 67 and chlorine is produced in the ionolyte chamber 69.

Celler av den viste type har typisk et omfang på omkringCells of the type shown typically have an extent of approx

1 x 1,2 m og en tykkelse på omkring 8 til 12 cm. Veggtykkelsen på den side av cellen som ligger nærmest anolytt-tilslutningen eller-' forgreningen er omkring 3 til 8 cm, mens anolytt-tilslutningen har en tykkelse på omkring 4 til 8 cm. Passasjen for målanodetråden 1 x 1.2 m and a thickness of around 8 to 12 cm. The wall thickness on the side of the cell which is closest to the anolyte connection or the branch is about 3 to 8 cm, while the anolyte connection has a thickness of about 4 to 8 cm. The passage for the target anode wire

har fortrinnsvis form av en rett sylinder, men kan utgjores avpreferably has the shape of a straight cylinder, but can be made of

ror med annet tverrsnitt, og har en ekvivalent diaméter på, 1 mm til 5 cm, fortrinnsvis mellom 1 og 3 cm, samt en lengde mindre enn rudder with a different cross-section, and has an equivalent diameter of 1 mm to 5 cm, preferably between 1 and 3 cm, and a length less than

15 cm, f.eks. 1 til 15 cm og helst 5 til 10 cm. Den ledende tråd har passende diameter for å passe inn i passasjen, men vil normalt være så tynn som praktisk mulig innenfor området 0,2 til 2 mm, og har vanligvis en diameter på 0,5 til 2 mm. Tråden vil vanligvis 15 cm, e.g. 1 to 15 cm and preferably 5 to 10 cm. The conductive wire is of suitable diameter to fit into the passage, but will normally be as thin as practicable within the range of 0.2 to 2 mm, and typically has a diameter of 0.5 to 2 mm. The thread usually will

ha en lengde som er holdt så kort som mulig, idet lengden vanligvis ikke vil overskride 25 eller 30 cm. Vanligvis ligger trådens lengde i området 5 til 25 cm, og er fortrinnsvis ikke lenger, enn 20 cm, have a length that is kept as short as possible, as the length will not usually exceed 25 or 30 cm. Usually the length of the thread is in the range of 5 to 25 cm, and is preferably no longer than 20 cm,

Anoden er utfort av uttrukkét titan-netting, således at hoveddelen av anodeflaten er åpen. I stedet for titan kan tantal eller et annet ventilmetall anvendes, og i stedet for det tidligere nevnte belegg av ruteniumoksyd kan andre edelmetall-oksyder, f.eks. rodiumoksyd, platinaoksyd samt edelmetallene i seg selv anvendes. Cellenes katoder, som fortrinnsvis er av mykt stål, kan også være utfort i andre kjente katodematerialer, som omfatter grafitt, bly, kobber samt andre metaller og legeringer som er bestandig mot natriuirlhydroksyd. Elektrodeléderne utgjores vanligvis av kobberstaver belagt med titan for anoden samtkkobber alene for katoden. Det kation-aktive permselektive membran er fortrinnsvis av et hydrolysert kopolymer av perfluorinert hydrokarbon og en fluorosulfonert perfluorovinyl-eter; Det perfluor&nerte hydrokarbon utgjores fortrinnsvis av tetrafluoroetylen,: skjont andre perfluorinerte mettede og umettede hydrokarboner med 2 til 5 karbonatomer også kan anvendes, hvorav The anode is made of stretched titanium mesh, so that the main part of the anode surface is open. Instead of titanium, tantalum or another valve metal can be used, and instead of the previously mentioned coating of ruthenium oxide, other noble metal oxides, e.g. rhodium oxide, platinum oxide and the precious metals themselves are used. The cells' cathodes, which are preferably made of mild steel, can also be made of other known cathode materials, which include graphite, lead, copper and other metals and alloys that are resistant to sodium hydroxide. The electrode conductors are usually made of copper rods coated with titanium for the anode and copper alone for the cathode. The cation-active permselective membrane is preferably of a hydrolyzed copolymer of a perfluorinated hydrocarbon and a fluorosulfonated perfluorovinyl ether; The perfluorinated hydrocarbon is preferably made of tetrafluoroethylene, although other perfluorinated saturated and unsaturated hydrocarbons with 2 to 5 carbon atoms can also be used, of which

de mono-olefiniske hydrokarboner foretrekkes,særlig de som harthe mono-olefinic hydrocarbons are preferred, especially those having

2 til 4 karbonatomer og helst de med 2 til 3 karbonatomer, f.eks. 2 to 4 carbon atoms and preferably those with 2 to 3 carbon atoms, e.g.

tetrafluoroetylen eller heksafluoropropylen. Den sulfonerte perfluorovinyleter som ér mest anvendbar er den som har formelen FS02CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2. Et sådant material, som også har betegnelsen £2-(2-fluorosulfonyletoksy)-propylvinyl-eter/ og som i det folgende vil bli betegnet med PSEPVE, kan modifiseres til ekvivalente monomere, f.eks. ved modifisering av den indre perfluorosulfonyletoksy-komponent til den tilsvarende propoksy-komponent samt ved forandring av propyl til etyl eller butyl, pluss henhv. omplassering av erstatningsstillingene for sulfonyl og anvendelse av isomerer av perfluoro-lavere alkyl-grupper. Det. tetrafluoroethylene or hexafluoropropylene. The sulfonated perfluorovinyl ether that is most applicable is that which has the formula FS02CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2. Such a material, which also has the designation 2-(2-fluorosulfonylethoxy)-propylvinyl ether/ and which will be referred to as PSEPVE in the following, can be modified into equivalent monomers, e.g. by modifying the inner perfluorosulfonyletoxy component to the corresponding propoxy component as well as by changing propyl to ethyl or butyl, plus resp. repositioning the sulfonyl substituents and using isomers of perfluoro-lower alkyl groups. The.

• foretrekkes imidlertid å anvendé PSEPVE. De mest foretrukkede k<p>polymere er de som har ekvivalentvekter på 900 til 1600 med .. 1100 til 1500 som det mest foretrukkede område, idet prosentandelen av PSEPVE eliter tilsvarende forbindelse i kopolymeren er omkring 10 til 30%, fortrinnsvis 15 til 20 % og helst omkring 17%. Sådanne • however, it is preferred to use PSEPVE. The most preferred copolymers are those having equivalent weights of 900 to 1600 with .. 1100 to 1500 being the most preferred range, the percentage of PSEPVE elite corresponding compound in the copolymer being about 10 to 30%, preferably 15 to 20% and preferably around 17%. Such

materialer selges som membraner for anvendelse i elektrolyseceller under varmerket "Nafion®XR" av E. I. DuPont De Nemours & Company, Inc. Den anvendte målanodetråd er fortrinnsvis av platina, men andre edelmetaller kan også anvendes,f.eks. rutenium, rodium eller palladium. materials are sold as membranes for use in electrolytic cells under the trademark "Nafion®XR" by E. I. DuPont De Nemours & Company, Inc. The target anode wire used is preferably of platinum, but other noble metals can also be used, e.g. ruthenium, rhodium or palladium.

Den viktigste betingelse som må oppfylles er at den ledende tråd ikke må påvirkes i uheldig grad av den foreliggende elektrolytt eller de herskende elektrolyseforhold. Tråden eir fortrinnsvis forbundet med titananoden ved punktsveisning, men mekaniske midler ogsmidler av annen art, f.eks. klebemidler kan anvendes for feste av tråden til anodenettingen, forutsatt at disse festemidler er tilstrekkelig stabile til å bibeholde The most important condition that must be met is that the conductive wire must not be adversely affected by the electrolyte present or the prevailing electrolysis conditions. The wire is preferably connected to the titanium anode by spot welding, but mechanical means and other means, e.g. adhesives can be used to attach the wire to the anode mesh, provided that these fasteners are sufficiently stable to retain

tråden i stilling og ikke odelegges under elektrolyse av salt-losningen. Driftbetingelsene er de som vanligvis foreligger ved<1>elektrolyse av saltlosning i membranceller med to kammere. Hvis så onskes, kan foreliggende oppfinnelse også anvendes ved celler med tre eller flere kammere, da det i alle sådanne tilfeller vil foreliggendirekte stromtap og det er behov for å forhindre den skade som oppstår ved spredt lekkasje. Cellespenningen vil være fra 2, 3 til 6 volt, fortrinnsvis 3,5 til 4,5 volt, og stromtettheten vil være fra 0,1 til 0,5 amper/cm 2, . fortrinnsvis.. the thread in position and not disintegrated during electrolysis of the salt solution. The operating conditions are those that usually exist in <1>electrolysis of salt solution in membrane cells with two chambers. If desired, the present invention can also be used for cells with three or more chambers, as in all such cases there will be direct current loss and there is a need to prevent the damage that occurs due to scattered leakage. The cell voltage will be from 2.3 to 6 volts, preferably 3.5 to 4.5 volts, and the current density will be from 0.1 to 0.5 ampere/cm 2 . preferably..

0,2 til 0,4 amper/cm 2.Temperaturen vil ligge i området 65 til 105°C, fortrinnsvis 85 til 92°C, og den tilforte saltlosning vil inneholde 25 % natriumklorid. Den fremstilte kaustiske losning, 0.2 to 0.4 amps/cm 2. The temperature will be in the range of 65 to 105°C, preferably 85 to 92°C, and the added brine will contain 25% sodium chloride. The prepared caustic solution,

vil vanligvis inneholde 5 til 25 % natEiumhydroksyd og fortrinnsvis mellom 10 og 25 %. Lekkasjestrommen vil være mindre will usually contain 5 to 25% sodium hydroxide and preferably between 10 and 25%. The leakage drum will be smaller

enn 5 % og normalt mindre enn 1 %, fortrinnsvis mindre enn 0,5 %. Denne lekkasje vil således ikke i"vesentlig grad påvirke cellens driftseffektivitet, og et hvert effektfcap i denne forbindelse vil bli mer enn kompensert ved bedre driftsforhold for anoden og mindre behov for overvåkning og demontering av cellene. than 5% and normally less than 1%, preferably less than 0.5%. This leakage will thus not significantly affect the cell's operating efficiency, and any effect fcap in this connection will be more than compensated for by better operating conditions for the anode and less need for monitoring and dismantling of the cells.

o o

Det er viktig i forbindelse med foreliggende-oppf innelse av målanodén plasseres slik som angitt ovenfor, således at det oppnås mest mulig direkte forbindelsebane for lederen ved foring av en liten strom til anolyttuttaket. Normalt vil det anvendes så tynn plantinatråd som mulig, så lenge denne vil være i stand til å fore den onskedé stromstyrke, således at materialomkostningene for plati<»>na nedsettes og lettere innstaliasjon og uttak muliggjores, når dette er nodvendig. Av lignende grunner bor nevnte passasje- gjennom det stopte cellelegeme utfores så direkte som mulig. Skjont en sådan passasje kan utbores i legemet etter dets tilvirkning, er det sterkt å foretrekke at passasjen stopes inn for besparelse av omkostningene og for å sikre at lederne vil befinne seg i noyaktig samme stilling i hver enhet. It is important in connection with the present invention that the target anode is placed as stated above, so that the most direct connection path for the conductor is achieved by feeding a small current to the anolyte outlet. Normally, as thin plantina wire as possible will be used, as long as this will be able to carry the desired amperage, so that the material costs for the platinum are reduced and easier installation and withdrawal are made possible, when this is necessary. For similar reasons, said passage through the stopped cell body should be carried out as directly as possible. Although such a passage can be drilled into the body after its manufacture, it is strongly preferred that the passage be stopped in to save costs and to ensure that the conductors will be in exactly the same position in each unit.

De folgende eksempler vil anskueliggj ore oppfinnelsen., men påThe following examples will illustrate the invention., but on

ingen måte begrense oppfinnelsens omfang. Hvis ikke annet er angitt vil alle andeler være angitt som vektandeler og alle temperaturer, i grader celsius. in no way limit the scope of the invention. If not stated otherwise, all proportions will be stated as weight proportions and all temperatures, in degrees Celsius.

EKSEMPEL 1EXAMPLE 1

En elektrolysecelle av den type som er vist i fig. 1 - 3An electrolysis cell of the type shown in fig. 1 - 3

er konstruert slik at en platinatråd gjor tjeneste som målanodetråd for foring av lekkasjestrom fra en uttrukket nettinganode av titan til anolyttutlopet. Cellelegemet har et omfang på omkring lmxl,2mxll cm, med en veggtykkelse på 4 cm samt en tykkelse av anolyttuttaket på omkring 7 cm. Anolytt-kanalens bredde i uttaket er omkring 40 % av uttakets tykkelse og hoyden av defctindre hulrom er omkring 13 cm. Selve cellerammen er stopt i et stykke sammen med uttaksseksjonen, og er utfort i polypropylen med innhold av omkring 25 % asbest og 10 % mika. Cellen er utstyrt med en nettinganode av titan og aktivert over en flate som vender bort fra membranet, med et ruteniumoksydbelegg, en katodeskjerm av blott stål samt et kation-aktivt permselektivt membran av laminert type, med en total tykkelse på omkring 0,15 mm, idet en av laminatskivene har en tykkelse på 0,05 mm og den annen er 0,1 mm tykk, og den forstnevnte skive har en ekvivalentvekt på 1500 og den sistnevnte en ekvivalentvekt på 1100. Laminatskiven med den minste tykkelse vender mot katodesiden. Polymeret er et hydrolysert kopolymer av tetrafluoroetylen og perfluoro £"2-(2-fluorosulfonyletoksy propyl-vinyl-eter^, hvori PSEPVE-innholdet er omkring 17 %. is constructed so that a platinum wire serves as target anode wire for conducting leakage current from an extracted titanium mesh anode to the anolyte outlet. The cell body has an extent of around 1mxl,2mxll cm, with a wall thickness of 4 cm and a thickness of the anolyte outlet of around 7 cm. The width of the anolyte channel in the outlet is about 40% of the thickness of the outlet and the height of the inner cavity is about 13 cm. The cell frame itself is stopped in one piece together with the outlet section, and is made of polypropylene with a content of around 25% asbestos and 10% mica. The cell is equipped with a titanium mesh anode and activated over a surface facing away from the membrane, with a ruthenium oxide coating, a cathode screen of bare steel and a cation-active permselective membrane of the laminated type, with a total thickness of about 0.15 mm, one of the laminate discs having a thickness of 0.05 mm and the other 0.1 mm thick, and the former disc having an equivalent weight of 1500 and the latter an equivalent weight of 1100. The laminate disc with the smallest thickness faces the cathode side. The polymer is a hydrolyzed copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro 2-(2-fluorosulfonyl ethoxy propyl vinyl ether), in which the PSEPVE content is about 17%.

Under driftsforhold som innebærer 3,9 volt over cellen, som erUnder operating conditions that involve 3.9 volts across the cell, which is

koblet i ytre bipolart forhold med opptil 49 andre sådanne celler,connected in outer bipolar relationship with up to 49 other such cells,

en stromtetthet på 0,3 amper/cm^, en driftstemperatur på 88°C, en natriumkloridkonsetrasjon på 25 % (pH=3) i tilfort anolyttlosning og a current density of 0.3 amps/cm^, an operating temperature of 88°C, a sodium chloride concentration of 25% (pH=3) in the added anolyte solution and

en nedsatt losningskonsentrasjon på 22 % i anolyttutlopet, for fremstilling av 12%-ig vandig natriumhydroksyd-losning, drives den beskrevede celle uten målanode og uten noen leder som forbinder anolyttinntaket eller anolyttuttaket med anoden. Etter flere måneders drift undersokes den skade som er oppstått på titannettingen og ruteniumoksyd-belegget påaanoden, som folge av lekkasjest ifiom som flyter fra anoden gjennom elektrolytten til jord samt til andre anoder gjennom inntak og/eller uttak for anolytten. a reduced solution concentration of 22% in the anolyte outlet, for the production of a 12% aqueous sodium hydroxide solution, the described cell is operated without a target anode and without any conductor connecting the anolyte inlet or the anolyte outlet with the anode. After several months of operation, the damage that has occurred to the titanium mesh and the ruthenium oxide coating on the anode is investigated, as a result of leakage from the anode through the electrolyte to earth and to other anodes through intake and/or outlet for the anolyte.

Når samme forsok utfores med en platinatråd med lengde 15 cm og tykkelse 1 mm samt.fort gjennom en sylindrisk forbindelsespassasjé mellom anolytt-kammeret og anolyttuttaket, idet denne passasje har en diameter på 2 cm og en lengde på 8 cm, oppnås betraktelig mindre nedbrytning av anoden. Forbindelsestråden av platina er punktsveiset til anodenettingen i et punkt 5 cm fra nettingens ovre kant og likeledes 5 cm fra anodens sidekant, idet dette punkt befinner seg i cellens gassfase, og tråden er rettet nedover gjennom passasjen til utlopskammeret for uttakskammeret for avgitt anolytt, hvor tråden er boyet ytterligere nedover for kontaktdannelse med den foreliggende væske i nevnte kammer, hvori væskenivået bestemmes av overlop fra cellen og befinner seg omtrent halveis opp langs uttakshoyden. Tråden kan således eventuelt forlope i gassfase inntil den når frem til uttakskammeret, hvor den danner kontakt med den foreliggende anolytt som skal uttappes for gjenopprettelse av innlopskonsentrasjonen av natriumklorid og påfolgende tilbakeforing til cellen. Ingen skadelig korrosjon kan observeres på anoden selv ikke i sveisepunktet, og platinatråden befinner seg i uforandret tilstand etter 6 måneders drift. When the same experiment is carried out with a platinum wire with a length of 15 cm and a thickness of 1 mm and passed through a cylindrical connecting passage between the anolyte chamber and the anolyte outlet, this passage having a diameter of 2 cm and a length of 8 cm, considerably less degradation of the anode. The connecting wire of platinum is spot welded to the anode mesh at a point 5 cm from the upper edge of the mesh and likewise 5 cm from the side edge of the anode, this point being in the gas phase of the cell, and the wire is directed downwards through the passage to the outlet chamber of the outlet chamber for released anolyte, where the wire is bent further downwards to form contact with the liquid present in said chamber, in which the liquid level is determined by overflow from the cell and is approximately halfway up the outlet height. The thread can thus optionally proceed in gas phase until it reaches the withdrawal chamber, where it forms contact with the present anolyte to be withdrawn to restore the inlet concentration of sodium chloride and subsequent return to the cell. No harmful corrosion can be observed on the anode even at the welding point, and the platinum wire is in an unchanged state after 6 months of operation.

Ved en variant av disse forsok erstattes pHiatinatråden av toIn a variant of these experiments, the pHiatina thread is replaced by two

tråder, som hver har halvparten av tverrsnittet av den forstnevnte tråd, idet trådene forbindes med to adskilte områder av anoden i punkter med innbyrdes avstand på 1 cm nær anodens ovre hjorne. Hovedsakelig samme resultater oppnås i dette tilfelihe, uten skade wires, each having half the cross-section of the former wire, the wires being connected to two separate areas of the anode at points 1 cm apart near the upper corners of the anode. Essentially the same results are achieved in this case, without damage

på anoden og tråden. Lekkasj est rommene under dette forsok og- under det ovenfor angitte forsok i dette eksempel er omtrent av samme storrelse som i det tilfelle ingen platinatråd anvendes, nemlig on the anode and the wire. The leakage est spaces during this test and - during the test indicated above in this example are approximately of the same size as in the case where no platinum wire is used, namely

omtrent 0,9 % av cellens normale stromstyrke.approximately 0.9% of the cell's normal amperage.

Når anodenettingen utskiftes méd en netting med en annen edelmetalloksyd på anodeoverflaten, f.eks. platinaoksyd eller rodiumoksyd, og når anoden er av tantal eller en tantallegering i stedettfor titan, oppnås lignende anti-korrosjonsvirkninger. When the anode mesh is replaced with a mesh with another noble metal oxide on the anode surface, e.g. platinum oxide or rhodium oxide, and when the anode is of tantalum or a tantalum alloy instead of titanium, similar anti-corrosion effects are obtained.

Dette er også tilfelle når membranet forandres til et membranThis is also the case when the membrane is changed to a membrane

av typen RAI fra Research Corporation og med betegnelsene 18ST12S eller 16ST13S, som begge består av polymer av sulfostyrenert ; perfluoroetylen og propylen, samt også når membranets plassering forandres således at det befinner seg i kontakt med anoden i et forste tilfelle, i kontakt med katoden i et annet tilfelle samt anordnet mellom disse elektroder i et ytterligere tilfelle., of the type RAI from Research Corporation and with the designations 18ST12S or 16ST13S, both of which consist of polymer of sulfostyrene; perfluoroethylene and propylene, as well as when the position of the membrane is changed so that it is in contact with the anode in a first case, in contact with the cathode in another case and arranged between these electrodes in a further case.,

Når spenninger, temperaturer, strømtettheter, saltlosningens innlops- og utlops-konsentrasjoner samt natriumhydroksyd-konsentra-sjonene forandresiinnenfor de områder som er angitt tidligere i beskrivelsen, oppnås god anti-korrosjonsvirkning når den ledende tråd i henhold til oppfinnelsen anvendes. Også når trådmaterialet forandres til en legering av platina og palladium, platina og rutenium eller eventuelt rutenium alene eller andre hensiktsmessige edelmetaller eller legeringer av disse, oppnås tilfredsstillende redusering av anodens korrosjon. When voltages, temperatures, current densities, the brine inlet and outlet concentrations and the sodium hydroxide concentrations change within the ranges indicated earlier in the description, a good anti-corrosion effect is achieved when the conductive wire according to the invention is used. Also when the wire material is changed to an alloy of platinum and palladium, platinum and ruthenium or possibly ruthenium alone or other suitable noble metals or alloys thereof, a satisfactory reduction of the corrosion of the anode is achieved.

EKSEMPEL 2EXAMPLE 2

Den samme prosess som angitt i eksempel 1, utfores, bortsett fraThe same process as set forth in Example 1 is carried out, except

at platinatråden fores til anolyttinntaket gjennom en separat åpning for regulering av væsketilforslen til anolytt-kammeret. that the platinum wire is fed to the anolyte intake through a separate opening for regulating the liquid supply to the anolyte chamber.

I begge tilfeller ble det oppnådd en forbedring av titananodens tilstand etter flere måneders drift, men denne forbedring synes ikke å være så stor som i det tilfelle tråden befinner seg i forbindelse med væsken i uttakskammeret. Når en ytterligere forbindelse ble opprettet til anoden i dette utforelseseksempel, nemlig mellom et punkt 5 cm innover fra henhv. ovre kant og sidekanten av anoden, og anolyttuttaket (forbindelsen med anodens nedre ende er også utfort 5 cm innover fra den nédre.kant og motsatt sidekant) oppnås bedre anti-korroderende virkninger. Lignende forsok utfort med forbindelser mellom katoden og henhv. innlop og utiop for katodekammeret, synes ikke å ha noen særlig virkning på den svake og vanligvis lite skadelige katodekorrosjon, som opptrer ved lengre tids-drift av cellen. In both cases, an improvement in the condition of the titanium anode was achieved after several months of operation, but this improvement does not appear to be as great as in the case where the wire is in contact with the liquid in the withdrawal chamber. When a further connection was made to the anode in this embodiment, namely between a point 5 cm inwards from the respective upper edge and the side edge of the anode, and the anolyte outlet (the connection with the lower end of the anode is also extended 5 cm inward from the lower edge and the opposite side edge) better anti-corrosive effects are achieved. Similar experiments were carried out with connections between the cathode and the respective inlet and outlet for the cathode chamber, does not seem to have any particular effect on the weak and usually not harmful cathode corrosion, which occurs when the cell is operated for a longer period of time.

Ved forandring av dimensjonene av nevnte forbindelsestråder av platina innenfor de tidligere angitte områder, oppnås liten forandring i lekkasjestrom, åpenbart fordi den begrensende faktor er ledningsevnen for den foreliggende væske i inn- eller uttaket. Likeledes har forandringer med hensyn til lengde eller diameter for trådpassasjen eller trådens lengde innenfor de tidligere angitte områder, liten virkning på den frembragte anodekorrosjon på grunn av spredte eller uonsket konsentrerte stromlekkasj er. By changing the dimensions of said connection wires of platinum within the previously indicated areas, little change in leakage current is achieved, obviously because the limiting factor is the conductivity of the fluid present in the inlet or outlet. Likewise, changes with regard to the length or diameter of the wire passage or the length of the wire within the previously indicated areas have little effect on the produced anode corrosion due to scattered or undesired concentrated current leakage.

Når cellen skal demonteres, er det lett å fjerne anoden medWhen the cell is to be dismantled, it is easy to remove the anode

sin tilsluttede tråd, og det vil likeledes være letttå bringe anode sammen med tråd på plass når cellen på nytt skal settés i drift. I stedet for å anvende punktsveising, kan mekaniske forbindelser opprettes, idet tråden f.eks. kan tvinnes rundt en streng i nettingen, fastholdes ved hjelp av klemme eller skrue eller andre midler, uten at det av denne grunn kan påvises noen forandring i måUianodens virkning. its connected wire, and it will also be easy to bring the anode together with the wire into place when the cell is to be put into operation again. Instead of using spot welding, mechanical connections can be made, the thread e.g. can be twisted around a string in the netting, held in place by means of a clamp or screw or other means, without any change in the effect of the moUianod being detectable for this reason.

De angitte resultater for celler med to kammere og anbragt i en cellerekke, gjelder naturligvis også enkeltstående celler samt celler med flere kammere (3, 4,eitler. 5 kammere) . The stated results for cells with two chambers and placed in a row of cells also naturally apply to individual cells as well as cells with several chambers (3, 4, or even 5 chambers).

Oppfinnelsen er ovenfor blitt beskrevet under henvisning til utforelseseksempler og tegninger av disse, men er på ingen måte begrenset til disse utforelser, idet det vil være åpenbart for fagfolk på området hvorledes alternative utforelser vil kunne anvendes innenfor oppfinnelsens omfang og ramme. The invention has been described above with reference to embodiment examples and drawings thereof, but is in no way limited to these embodiments, as it will be obvious to experts in the field how alternative embodiments can be used within the scope and framework of the invention.

Claims

1. Stop non-conductive cell body or holding frame for enclosing electrodes and a membrane in an electrolytic cell, which is divided by the membrane into anolyte and catholyte chambers, the cell body or holding frame being equipped with outlets and inlets which are connected to the anolyte chamber through passages; characterized in that through one of the aforementioned passages, which passes through the stopped cell body from a outlet or inlet to the anolyte chamber, is quickly a conductor of a material that is resistant to electrolytic attack and connects any liquid present in the relevant inlet or outlet with the anode, thereby facilitating the transfer of a small proportion of the anode current to the liquid in question ; whereby current leakage is prevented from other parts of the anode than that which is in connection with said conductor, and degradation of the anode due to current leakage is prevented.

2. Cell body as specified in claim 1, characterized in that said thread-leading passage is formed by a tube which connects the overflow outlet for the anolyte with the anolyte chamber, said tube-shaped passage has an equivalent diameter of 1 - 3 cm, ends at normal liquid level in the anolyte outlet and is in connection with an upper part of the anolyte chamber.

3. Cell body as stated in claim 2, characterized in that the wire-lining passage has a cylindrical shape and a length of less than 15 cm.

4. Cell body as specified in claim 3, grade * <i> .certed by the fact that it is made of polypropylene.

5. Electrolysis cell comprising a body or frame of non-conductive material, an anode, a cathode and a permselective membrane which divides the cell into an anolyte chamber and a catholyte chamber; the cell comprising an anolyte inlet and an anolyte outlet as well as passages connecting the anolyte chamber with said inlet and outlet; characterized in that through at least one of said passages which connect the anolyte chamber with intake or outlet for anolyte liquid, there is a conductor made of a material that is resistant to electrolytic attack, so that said conductor facilitates the transfer of a small proportion of the anode current to liquid present in the inlet or outlet for anolyte liquid; whereby current leakage is prevented from other parts of the anode than that which is in connection with said conductor, and degradation of the anode due to current leakage is prevented.

6. Electrolysis cell as stated in claim 5, characterized in that said conductive passage has an equivalent diameter of 1 - 15 mm and a length of 1-15 cm, while the conductor is made of precious metal and has a diameter of 0.5 to 2 mm in total length of 5 - 25 cm.

7. Electrolysis cell as stated in claim 6, characterized in that the conductor is made of a platinum wire which is attached to the anode near its upper edge and has sufficient length to extend into the anolyte outlet to a level below the liquid level in the outlet.

8. Electrolysis cell as stated in claim 6, and arranged for electrolysis of salt solution, characterized in that said conductor is spot-welded to the anode, which consists of a mainly flat, extended titanium mesh, near an upper corner of the anode, namely within a distance of 10 cm from the respective side edge and top edge for the anode, as the conductor has a length of less than 20 cm.

9. Electrolysis cell as stated in claim 8, characterized in that it is also equipped with a conductor which connects the cell's inlet branch for cell fluid with the anode.

10. Method for the electrolysis of brine in an electrolysis cell equipped with a cation-active permselective membrane which divides the cell into an anolyte chamber and a catholyte chamber, the anolyte chamber containing an anode and the catholyte chamber containing a cathode, and the anolyte chamber being equipped with inlet and outlet for anolyte; characterized in that a conductive current path of edé&metal is created between the anode and the liquid in the anolyte outlet and/or the liquid in the anolyte inlet.