NO811688L - Innretning for fordeling av elektrolytt paa de enkelte elementene til bipolare plateceller og for fjerning av elektrolyseprodukter - Google Patents

Innretning for fordeling av elektrolytt paa de enkelte elementene til bipolare plateceller og for fjerning av elektrolyseprodukter

Info

Publication number
NO811688L
NO811688L NO811688A NO811688A NO811688L NO 811688 L NO811688 L NO 811688L NO 811688 A NO811688 A NO 811688A NO 811688 A NO811688 A NO 811688A NO 811688 L NO811688 L NO 811688L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electrolysis
elements
anolyte
catholyte
removal
Prior art date
Application number
NO811688A
Other languages
English (en)
Inventor
Edgar Hausmann
Harald Will
Kurt Klein
Original Assignee
Krebskosmo Ges Fuer Chemie Ing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krebskosmo Ges Fuer Chemie Ing filed Critical Krebskosmo Ges Fuer Chemie Ing
Publication of NO811688L publication Critical patent/NO811688L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • 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
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms

Landscapes

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

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for fordeling av elektrolytten på de enkelte elementene til bipolare plateceller og fjerning av elektrolyseprodukter fra disse elementene.
Bipolare elektrolyseceller har ovenfor monopolare celler den fordel at det ikke er nødvendig med strømtilførsel til elektrodene og cellene kan bli trykket svært kompakt sammen. De anvendes f. eks. for vannelektrolyse og også for klorkali-elektrolyse blir spesielt ved membranmetoden benyttet bipolare cellekonstruksjoner.
Den bipolare koblingen av celle-elementer innenfor en celle-blokk medfører imidlertid også faren for at det kan oppstå betraktelige strømtap på grunn av shunt-strømmer, som strømmer direkte mellom de ytre elementene ved omgåelse av de mellom-"' koblede elementene eller at det oppstår elektrolytiske korrosjoner på grunn av ukontrollerte elektriske potensialer.
Dette problemet kontrollerer man best når man anordner de enkelte elementene væsketett adskilt fra hverandre, og med til-og bortføringsledninger av elektrisk ikke-ledende materiale, som på grunn av konstruktive grunner må være så lange at shunt-strømtapene også ved et større antall i seriekoblede bipolare elementer ikke blir overmåte stor. Ytre til- og bortførings-ledninger betinger imidlertid visse minstetykkelser på elementene, som er vesentlig større enn kravet ved elektrolysen. Elementene har således behov for vesentlig mer materiale, og celleblokkene får lengder som gjør det nødvendig med hydrau-liske strammeinnretninger eller skruing av de enkelte elementene som følge av at det ved drift oppstår termiske utvidel-ser og krymping.
Ved den indre fordelingen og samlingen av elektrolyttene og produktene av elektrolysen er det mulig med en vesentlig min-dre lengde. En slik konstruksjon er derfor å foretrekke når det lykkes å løse problemet med shunt-strømmene. Ved elektro-lyseprosesser, hvor anode- og katodeproduktene skal bli holdt adskilt, er det dessuten vesentlig at de indre fordelerinn-retningene ikke påvirker den sikre tetningen mellom anode-
og katoderommet.
Oppfinnelsen har til oppgave å tilveiebringe en innretning
av den type som nevnt i innledningen som tilfredsstiller de nevnte kravene. Spesielt blir det i forbindelse med en bipo-larelektrode ifølge den samtidig inngitte patentsøknaden for-søkt å tilveiebringe en svært kompakt og materialsparende cellekonstruksjon.
Denne oppgaven blir ifølge oppfinnelsen løst ved at elementene er forsynt med dobbeltringformede innsatser av elektrisk ikke-ledende materiale, som til-hverandre-liggende med deres, indre boring danner fordeler- og samlekanaler for elektrolyseproduktene, mens de er forbundet'med elektrolysekammeret ved hjelp av forskjøvne anordnede boringer i den indre og ytre ringen slik at ringrommet mellom den ytre og den indre ringen utgjør en forstørret motstandsbane for å begrense de elektriske shunt-strømmene.
Andre fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er beskre-vet i underkravene. Innretningen ifølge oppfinnelsen mulig-gjør på en fordelaktig måte en forholdsvis stor væskesirkulasjon gjennom elektrolyseinnretningen uten at shunt-strømtapene blir spesielt store.
Innretningen ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av tegningene, hvor: Fig. 1 viser et snitt i lengderetningen av en elektrolyseinn-retning med bipolare celle-elementer med indre fordeling og samling av elektrolytten og elektrolyseproduktene. Fig. 2 viser et celle-element sett forfra delvis mot separatoren og delvis en av elektrodene med fjernet separator. Fig. 3 viser et sideriss av en foretrukket utførelsesform av
en innsats.
De bipolare celle-elementene består i det vesentlige av skilleveggen 2, rammen 3, den perforerte anoden 4 og katoden 5. Mellom to bipolare elementer er anordnet henholdsvis en separator 6, idet elementene blir adskilt fra hverandre ved hjelp av ano-. de- og katodeproduktene. Strømmen blir tilført ved det første celle-elementet 7 som kun har en anode og bortført fra det siste celle-elementet 8 som har kun en katode.
Fig. 2 viser et celle-element sett forfra delvis mot separatoren og delvis mot elektroden idet separatoren er fjernet.
Ifølge oppfinnelsen har celle-elementene for tilførsel av anolytt og katolytt og for bortføring av elektrolyseproduktene ringformede innsatser 9 av elektrisk ikke-ledende materiale. Innsatsene danner anordnet ved siden av hverandre med deres boringer fordeler- og samlekanaler for elektrolytten og elektrolyseproduktene. Ringrommet 10 mellom den indre ringen 11 og den ytre ringen 12 utgjør en motstandsbane for begrensning av de elektriske shunt-strømmene. Denne er ved hjelp av en rekke boringer i den ytre ringen forbundet med elektrolysekammeret 14 og i den indre ringen med fordelings- henholdsvis samlekanalen 15. For å gjøre motstandsbanen mulig stor, er boringene i den indre og i den ytre ringen anordnet på motsatte sider, idet boringen er anordnet i øvre del av den indre ringen og i den nedre del av den ytre ringen ved innløpskanalen og ved utløps-kanalen er boringen anordnet i den øvre delen av den ytre ringen og i den nedre delen av den indre ringen.
Fig. 3 viser den foretrukne utførelsesformen av innsatsene i snitt. Innsatsene er satt sammen av to adskilte deler - indre og ytre ring - og fast sammensatt med skilleveggen av metall 2, og den indre ringen forsynt med et bånd blir f. eks. satt inn i en tilsvarende boring i skilleveggen og deretter blir den ytre ringen påkrympet. Innsatsen har tilsvarende tetning 16 som etter sammensettingen av celleblokkene sikrer en gass- og væsketett adskillelse av anolytt- og katolyttrommet. Membranet har i området hvor innsatsene befinner seg, utsparinger i størrelse av den indre boringen. Etter sammensettingen av celle-elementene ligger de først løst på ringinnsatsene og blir først ved sammenmonteringen av blokken faststrammet.
Et celle-element har ved en celle uten separator minst to innsatser og ved en celle med separator ifølge fig. 2 minst fire innsatser: for innløp av anolytten 17, innføring av katolytten 18, utføring av anolytten og anodegassen 19, utførsel av katolytten og katodegassen 20.
Som det fremgår av fig. 1 består det bipolare celle-elementet
1 til elektrolyseinnretningen i det vesentlige av skilleveggen 2, rammen 3, den perforerte anoden 4 og katoden 5.. Mellom to bipolare elementer er anordnet hver gang en separator 6 som blir adskilt fra hverandre ved hjelp av anode- katodeproduktet. Strømmen blir ført til det første celle-elementet 7 som har
kun en anode og bortført ved siste celle-elementet 8 som er ut-ført med kun en katode.
Ifølge oppfinnelsen har celle-elementet 1 for tilførsel av anolytt og katolytt og for bortføring av elektrolyseproduktet ringformede innsatser 9 av elektrisk ikke-ledende materiale. Innsatsene danner anordnet ved siden av hverandre med sin indre boring fordeler- og samlekanaler for elektrolytt og elektrolyseproduktene. Som det fremgår av fig. 2, utgjør ringrommet 10 mellom den indre ringen 11 og den ytre ringen 12 en motstandsbane for begrensning av de elektriske shunt-strømmene. Denne er forbundet ved hjelp av en rekke boringer 13 i den ytre ringen med elektrolysekammer 14 og i den indre ringen med fordeler-henholdsvis samlekanalen 15. For å gjøre motstandsbanen muligst stor, er boringene i den indre og i den ytre ringen anordnet på motsatte sider, idet boringen er anordnet i den øvre delen av den indre ringen og i den nedre delen i den ytre ringen ved innløpskanalen, mens ved utløpskanalen er boringene anordnet i den øvre delen av den ytre ringen og i den nedre delen til den indre ringen.
Innsatsene er som det fremgår av fig. 3 ved den foretrukne ut-førelsesformen satt sammen av to adskilte deler - indre og ytre ring - og fast sammenmontert med skilleveggen av metall 2, og den indre ringen forsynt med et bånd blir f. eks. satt inn i en tilsvarende boring i skilleveggen og tilslutt blir den ytre ringen påkrympet. Innsatsen har tilsvarende tetning 16 som etter sammenbygningen av celleblokken sikrer en gass- og væsketett adskillelse av anolytt- og kåtolyttrommet. Membranet har der hvor det blir anbragt utsparinger for den indre boringen. Etter sammensettingen av celle-elementet ligger dette først løst over ringinnsatsen og blir først etter sammensettingen av blokken faststrammet.
Et celle-element har ved en celle uten separator minst to innsatser, ved en celle med separator ifølge fig. 2 minst fire innsatser: for innførsel av anolytt 17, innførsel av katolytten 18, utførsel av anolytt og anodegass: 19, utførsel av katolytt og katodegass 20.
Med denne utførelsesformen er det mulig å gi til- og bortfør-ingsledningene relativt stort tverrsnitt for å muliggjøre en stor væskesirkulasjon gjennom elektrolyseinnretningen uten at shunt-strømtapene blir spesielt store. Ved 20 celle-elementer koblet i serie og med et tverrsnitt som muliggjør en gjennomføring av mer enn 200 liter elektrolytt pr. ampere blir f. eks. energitapet som følge av shunt-strømmer under

Claims (4)

1. Innretning for fordeling av elektrolytten for de enkelte elementene til bipolare plateceller og fjerning av elektrolyseprodukt fra disse elementene, karakterisert ved at elementet (1) er forsynt med dobbelringformede innsatser (1) av elektrisk ikke-ledende materiale, som ved-siden-av-hverandré-ordnet med sine indre boringer danner fordeler- og samlekanaler for elektrolytten og elektrolyseproduktene, mens de er forbundet med elektrolysekammeret (14) ved hjelp av forskjøvet anordnede boringer i den indre og ytre ringen slik at ringrommet (10) mellom den ytre og den indre ringen (12, henholdsvis 11) utgjør en forstørret motstandsbane for begrensning av elektriske shunt-strømmer.
2. Innretning ifølge krav 1, for anvendelse i elektrolyse-innretning med metallisk skillevegg, karakterisert ved at innsatsen (1) avdekker skilleveggen (2) så mye at det ikke oppstår på noe sted større potensialdifferanse mellom den metalliske skilleveggen (2) og elektrolytten.
3. Innretning ifølge krav 1 for anvendelse av elektrolyseinnretningen med separator for adskilling av anolytt og katolytt, karakterisert ved at de enkelte innsatsene sørger for til- og bortføring av anolytten, og at andre lignende konstruerte innsatser sørger for til- og bortføringen av katolytten.
4. Innretning ifølge krav 1 og 3, karakterisert ved at innsatsen er forsynt med tetning (16), som etter sammensettingen av elektrolyseinnretningen sikrer en væske- og gass-tett adskilling av anolytten og katolytten.
NO811688A 1979-10-01 1981-05-18 Innretning for fordeling av elektrolytt paa de enkelte elementene til bipolare plateceller og for fjerning av elektrolyseprodukter NO811688L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792940121 DE2940121A1 (de) 1979-10-01 1979-10-01 Vorrichtung zur verteilung des elektrolyten auf die einzelnen elemente von bipolaren plattenzellen und zur abfuhr der elektrolyseprodukte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO811688L true NO811688L (no) 1981-05-18

Family

ID=6082620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO811688A NO811688L (no) 1979-10-01 1981-05-18 Innretning for fordeling av elektrolytt paa de enkelte elementene til bipolare plateceller og for fjerning av elektrolyseprodukter

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0043370A1 (no)
DE (1) DE2940121A1 (no)
NO (1) NO811688L (no)
WO (1) WO1981000863A1 (no)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4371433A (en) * 1980-10-14 1983-02-01 General Electric Company Apparatus for reduction of shunt current in bipolar electrochemical cell assemblies
DE3218259A1 (de) * 1982-05-14 1983-11-24 Henes Products Corp., 85018 Phoenix, Ariz. Mehrzelliger gasgenerator
EP0109789B1 (en) * 1982-11-19 1987-09-09 Imperial Chemical Industries Plc Electrolytic cell
CN1019590B (zh) * 1990-09-03 1992-12-23 张学明 高效水电解制氢氧装置
US6328863B1 (en) * 1998-08-11 2001-12-11 Robert L. Wilhelm Spiral feed and discharge manifold for electrolytic cells
GB9901337D0 (en) 1999-01-21 1999-03-10 Capital Controls Ltd Membrane-supporting frame assembly for an electrolytic cell
GB9901336D0 (en) 1999-01-21 1999-03-10 Capital Controls Ltd An electrolytic cell
CN111058055B (zh) * 2019-12-20 2021-01-15 江苏安凯特科技股份有限公司 一种离子膜电解槽的阴极结构

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2100214A1 (de) * 1970-01-13 1971-07-22 Ici Ltd Elektrode
US3717505A (en) * 1970-06-25 1973-02-20 Gulf Oil Corp Electrochemical cell stack
AU472894B2 (en) * 1972-11-03 1976-06-10 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Multicellular electrolytic cell
NO752886L (no) * 1974-08-26 1976-02-27 Hodogaya Chemical Co Ltd
US3990961A (en) * 1975-11-28 1976-11-09 Ppg Industries, Inc. Annular brine head equalizer

Also Published As

Publication number Publication date
WO1981000863A1 (en) 1981-04-02
DE2940121A1 (de) 1981-04-16
EP0043370A1 (de) 1982-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6254741B1 (en) Electrolytic cells of improved fluid sealability
US2717872A (en) Pressure electrolyzers
CA2090670A1 (en) Electrochemical cells for use in electrochemical processes
US3236760A (en) Cells for the production of chlorine from hydrochloric acid
US2075688A (en) Electrolytic apparatus
NO811688L (no) Innretning for fordeling av elektrolytt paa de enkelte elementene til bipolare plateceller og for fjerning av elektrolyseprodukter
NO323424B1 (no) Elektrolyseapparat
US3498903A (en) Electrolytic diaphragm cell for production of chlorine,hydrogen and alkalies
US4415424A (en) Device for supply and discharge of liquid electrolyte for an electrolyzer of filterpress type
US6878244B2 (en) Filter-press type electrochemical reactor with bush inserts
US4451347A (en) Filter-press type electrolyzer for water
NO752886L (no)
CA1259582A (en) Process for electrically separating individual electrolyte spaces of a pile of bipolar electrochemical cell
ES530940A0 (es) Perfeccionamientos en celdas electroliticas del tipo filtro prensa.
GB1381890A (en) Electrolyzers
US5766427A (en) Electrolyzer with reduced parasitic currents
US4358357A (en) Apparatus for the electrolysis of water
US1464840A (en) Electrolytic apparatus
US1855732A (en) Electrolytic cell
US2576553A (en) Electrolytic cells
US2219342A (en) Apparatus for electrolysis
US2786811A (en) Electrolytic cell for producing gases
US1094728A (en) Electrolytic apparatus.
US1600478A (en) Electrolytic apparatus
NO137946B (no) Elektrolytisk celle av diafragmatypen for klor-alkali-elektrolyse