NO863294L - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ELECTROCHEMICAL CELL AND AN ELECTROCHEMICAL CELL. - Google Patents
PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ELECTROCHEMICAL CELL AND AN ELECTROCHEMICAL CELL.Info
- Publication number
- NO863294L NO863294L NO863294A NO863294A NO863294L NO 863294 L NO863294 L NO 863294L NO 863294 A NO863294 A NO 863294A NO 863294 A NO863294 A NO 863294A NO 863294 L NO863294 L NO 863294L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- carrier
- lugs
- flange
- carrier part
- alloys
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 58
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 58
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 22
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 20
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 18
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 14
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 24
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910000754 Wrought iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001296 Malleable iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RUZAHKTXOIYZNE-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetic acid;iron(2+) Chemical compound [Fe+2].OCCN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O RUZAHKTXOIYZNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004801 Chlorinated PVC Substances 0.000 description 1
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000457 chlorinated polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229920000295 expanded polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229920000638 styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/14—Alkali metal compounds
- C25B1/16—Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
- C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrolyseenhet fullstendig fremstilt fra flere deler satt sammen på en enestå-ende måte. Flere slike enheter plassert i operabel kombinasjon er spesielt anvendelige ved fremstillingen av klor og kaustik. The present invention relates to an electrolysis unit completely manufactured from several parts put together in a unique way. Several such units placed in operable combination are particularly applicable in the production of chlorine and caustic.
"Elektrolysecelle" slik uttrykket her brukes, betyr en sammensetning som i det minste inneholder en anode i et anoderom og en katode i et katoderom, hvori anoderommet og katoderommet er adskilt med en ionebytteraktiv, i det vesentlige hydraulisk ugjennomtrengelig membran. "Electrolysis cell" as the term is used herein means an assembly containing at least an anode in an anode compartment and a cathode in a cathode compartment, wherein the anode compartment and the cathode compartment are separated by an ion-exchange active, substantially hydraulically impermeable membrane.
"Elektrolyseenhet" betyr en sammensetning som i det minste inneholder to elektrodekomponenter adskilt med en plan bærerdel. Elektrodekomponentene i en elektrolyseenhet kan være motsatt ladet som tilfelle er i en bipolarenhet, eller likt ladet som tilfelle er i en monopolar enhet. Således kunne monopolarenheter være enten anode eller katodeenheter. "Electrolysis unit" means an assembly containing at least two electrode components separated by a planar support portion. The electrode components in an electrolysis unit can be oppositely charged as is the case in a bipolar unit, or equally charged as is the case in a monopolar unit. Thus, monopolar devices could be either anode or cathode devices.
"Elektrodekomponent" betyr en elektrode eller et element i forbindelse med en elektrode så som et strømfordelingsgitter eller strømsamler. Komponenten kan foreligge i form av en trådduk, vevet wire, stanset plate, metallsvamp, ekspandert metall, perforert eller ikke-perforert metallplate, flatt eller korrugert gitterverk, adskilte metallstrimler eller staver eller andre kjente former på området. "Electrode component" means an electrode or an element associated with an electrode such as a current distribution grid or current collector. The component can be in the form of a wire cloth, woven wire, punched plate, metal sponge, expanded metal, perforated or non-perforated metal plate, flat or corrugated lattice work, separated metal strips or rods or other forms known in the field.
Klor og kaustik er grunnkjemikalier i store volumer som oftest fremstilles elektrolytisk fra en vandig løsning av et alkalimetallklorid i elektrolyseceller. I den senere tid er det gjort en rekke teknologiske fremskritt for å minimalisere gapet mellom anoden og katoden i en elektrolysecelle for å minimalisere den elektriske motstanden til elektrolysecellen og således få elektrolysecellen til å gå mer effektivt. Fremskritt er slike ting som dimensjonsstabile anoder, ionebyttermembraner, depolar-iserte elektroder, nullgaps-cellekonfigurasjoner og faste polymere elektrolyttmembraner. Chlorine and caustic are basic chemicals in large volumes that are most often produced electrolytically from an aqueous solution of an alkali metal chloride in electrolysis cells. In recent times, a number of technological advances have been made to minimize the gap between the anode and the cathode in an electrolytic cell in order to minimize the electrical resistance of the electrolytic cell and thus make the electrolytic cell run more efficiently. Advances are such things as dimensionally stable anodes, ion exchange membranes, depolarized electrodes, zero-gap cell configurations, and solid polymer electrolyte membranes.
Det finnes to hovedtyper av elektrolyseceller som normalt brukes for fremstillingen av klor og kaustik, d.v.s. monopolare og bipolare celler. There are two main types of electrolysis cells that are normally used for the production of chlorine and caustic, i.e. monopolar and bipolar cells.
En bipolar celle består av flere elektrokjemiske enheter i serie, hvori hver enhet unntatt de to ende- eller terminalenheter virker som en anode på en side og en katode på den motstående side. Elektrolyseenheter er tettbart adskilt ved en ionebytteraktiv membran som derved danner en elektrolysecelle eller rekke av elektrolyseceller. Elektrisk energi innføres i en terminal-celle ved en ende av en serie bipolare celler, går gjennom celleserien og fjernes fra den terminale celle ved den andre ende av celleserien. En alkalimetallhalogenid-løsning føres inn i anoderommet eller rommene hvor en halogengass dannes ved anoden. Alkalimetallioner transporteres selektivt gjennom de(n) ionebytteraktive membran(er) til katoderommet eller rommene hvor alkalimetallhydroksydet dannes. A bipolar cell consists of several electrochemical units in series, in which each unit except the two end or terminal units acts as an anode on one side and a cathode on the opposite side. Electrolysis units are sealably separated by an ion exchange active membrane which thereby forms an electrolysis cell or series of electrolysis cells. Electrical energy is introduced into a terminal cell at one end of a series of bipolar cells, passes through the series of cells and is removed from the terminal cell at the other end of the series of cells. An alkali metal halide solution is introduced into the anode compartment or compartments where a halogen gas is formed at the anode. Alkali metal ions are selectively transported through the ion-exchange active membrane(s) to the cathode compartment or compartments where the alkali metal hydroxide is formed.
Monopolare elektrolyseceller omfatter minst to terminale celler og flere anodeenheter og katodeenheter plassert annenhver en derimellom. De monopolare enheter er adskilt med en ione-byttermembran som således danner flere monopolare celler. Hver enhet er utstyrt med et innløp hvorgjennom elektrolytt kan føres til enheten, og med minst ett utløp hvorgjennom væsker og gasser kan fjernes fra enheten. Hver enhet er elektrisk forbundet med en energikilde. Energi føres til en monopolar enhet og fjernes fra en tilstøtende enhet. Monopolar electrolytic cells comprise at least two terminal cells and several anode units and cathode units placed every other in between. The monopolar units are separated by an ion-exchange membrane, which thus forms several monopolar cells. Each unit is equipped with an inlet through which electrolyte can be fed to the unit, and with at least one outlet through which liquids and gases can be removed from the unit. Each unit is electrically connected to an energy source. Energy is supplied to a monopolar unit and removed from an adjacent unit.
For å utnytte de nye teknologiske fremskritt er en rekke elektrolyseenhetskonstruksjoner foreslått. Imidlertid er mange av disse temmelig kompliserte og krever bruk av dyre materialer. En ukomplisert elektrolyseenhet som anvender lett tilgjengelige, billige materialer ville være megetønskelig. Det er et mål for denne oppfinnelse å frembringe en slik elektrolyseenhet som kan brukes enten som en monopolar eller en bipolarenhet. To take advantage of the new technological advances, a number of electrolysis unit designs have been proposed. However, many of these are rather complicated and require the use of expensive materials. A straightforward electrolysis unit using readily available, inexpensive materials would be highly desirable. It is an object of this invention to provide such an electrolysis unit which can be used either as a monopolar or a bipolar unit.
Oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å fremstille en elektrolyseenhet med The invention is a method for producing an electrolysis unit with
et i det vesentlige plant elektrisk strømtransmisjonselement omfattende en generelt plan bærerdel, en kantflensdel og; a substantially planar electrical current transmission element comprising a generally planar carrier portion, an edge flange portion, and;
flere knaster som stikker ut fra hver side av bærerdelen; a plurality of lugs projecting from each side of the carrier portion;
flensdelen er konstruert av minst én seksjon og har en innvendig flate som tettbart rommer alle ytterkantene av bærerdelen; the flange portion is constructed of at least one section and has an interior surface that sealably accommodates all of the outer edges of the carrier portion;
hvilken fremgangsmåte består av trinnene:which procedure consists of the steps:
sammenknytning i enhver rekkefølge av:concatenation in any order of:
(a) flere knaster til minst én side av bærerdelen; (b) minst ett avsnitt av flensdelen til ytterkantene av bærerdelen; og (c) flere foringsavsnitt til minst én del av knastene på minst én side av bærerdelen. (a) multiple lugs to at least one side of the carrier portion; (b) at least one section of the flange portion to the outer edges of the carrier portion; and (c) multiple liner sections to at least one portion of the lugs on at least one side of the carrier portion.
Oppfinnelsen innbefatter også en fremgangsmåte for å fremstille en elektrolyseenhet ved å sette sammen et elektrisk strømtransmisjonselement med minst tre deler, d.v.s. en rammelignende flensdel, knaster og en plan bærerdel. Motstående sider av det således dannede transmisjonselement kan utflates før, under og etter ferdig sammensetning av delene. En sideforing settes deretter på i det minste én del av i det minste én side av det sammensatte transmisjonselement. The invention also includes a method for manufacturing an electrolysis unit by assembling an electric current transmission element with at least three parts, i.e. a frame-like flange part, lugs and a planar support part. Opposite sides of the thus formed transmission element can be flattened before, during and after the finished assembly of the parts. A side liner is then placed on at least one part of at least one side of the composite transmission element.
Oppfinnelsen kan forstås bedre ved henvisning til tegningene som illustrerer oppfinnelsen og hvor like henvisningstall refererer til like deler på forskjellige tegnede figurer og hvor: Figur 1 er en delvis vekkbrukket perspektivisk avbildning av en utførelsesform av elektrolyseenheten i foreliggende oppfinnelse tatt fra hverandre; Figur 2 er et tverrsnitt fra siden av en utførelsesform av elektrolyseenheten vist på figur 1 tatt fra hverandre; Figur 3 er et tverrsnitt av flere elektrolyseenheter plassert i operabel kombinasjon under dannelse av en serie elektrolyseceller; Figur 4 er et tverrsnitt av en elektrolyseenhet med en sideforing laget av flere komponenter. The invention can be better understood by reference to the drawings which illustrate the invention and where like reference numbers refer to like parts in different drawn figures and where: Figure 1 is a partially broken away perspective view of an embodiment of the electrolysis unit in the present invention taken apart; Figure 2 is a side cross-section of an embodiment of the electrolysis unit shown in Figure 1 taken apart; Figure 3 is a cross-section of several electrolysis units placed in operable combination forming a series of electrolysis cells; Figure 4 is a cross-section of an electrolysis unit with a side liner made of several components.
Under spesiell henvisning til figur 1 til 3 anvender foreliggende oppfinnelse et elektrisk strømtransmisjonselement 14, heretter kalt ECTE, som en komponent i en uforet elektrolyseenhet 10 eller foret elektrolyseenhet 11. Fortrinnsvis omfatter ECTE'et en generelt plan bærerdel 17 som har tilstrekkelig strukturell integritet til å bli en bærer for flere knaster 18 og 18A, en rammelignende flensdel 16 og foringer 26 eller 26A hvis foringer brukes. ECTE'et er betydelig mer massivt og stivere enn foringen 26 eller 26A og alle elektrodekomponenter 36, 36A, With particular reference to Figures 1 to 3, the present invention uses an electrical current transmission element 14, hereinafter referred to as ECTE, as a component in an unlined electrolysis unit 10 or lined electrolysis unit 11. Preferably, the ECTE comprises a generally planar carrier part 17 which has sufficient structural integrity to become a carrier for several lugs 18 and 18A, a frame-like flange portion 16 and bushings 26 or 26A if bushings are used. The ECTE is significantly more massive and stiffer than liner 26 or 26A and all electrode components 36, 36A,
46 eller 46A som normalt brukes i elektrolyseceller.46 or 46A which are normally used in electrolysis cells.
ECTE'et kan være laget av en rekke materialer som tilfredsstiller de overfor skisserte krav. Imidlertid velges materialet fortrinnsvis fra jernmetaller så som jern, støpejern, smibart jern (i det følgende kalt smijern), stål og rustfritt stål og nikkel, aluminium, kobber, magnesium, bly, legeringer av hver og legeringer derav. The ECTE can be made of a variety of materials that satisfy the requirements outlined above. However, the material is preferably selected from ferrous metals such as iron, cast iron, malleable iron (hereinafter called wrought iron), steel and stainless steel and nickel, aluminum, copper, magnesium, lead, alloys of each and alloys thereof.
Fortrinnsvis er ECTE'et konstruert fra jernmetaller hvis primære bestanddel er jern. Enda heller er ECTE'et konstruert av lavkarbonstål eller smijern fordi det er billig og lett tilgjengelig. Smijern har mer dimensjonsstabilitet når det avkjøler etter støping. Lavkarbonstål er mer sveisbart. Preferably, the ECTE is constructed from ferrous metals whose primary constituent is iron. Even better, the ECTE is constructed from low carbon steel or wrought iron because it is cheap and readily available. Wrought iron has more dimensional stability when it cools after casting. Low carbon steel is more weldable.
I slike tilfeller hvor elektrolyseenheten 10 eller 11 brukes som en bipolar elektrolyseenhet, bør knastene 18 og 18A være tilstrekkelig ledende til å overføre elektrisk energi gjennom sin masse eller deler av sin masse i en loddrett retning og den plane bærerdel 17. Den elektriske ledning foregår gjennom knastene 18 og 18A istedenfor gjennom massen av den plane bærerdel 17, unntatt i det tilfelle hvor knastene 18 og 18A er forskjøvet, - da må den plane bærerdel 17 være tilstrekkelig ledende til å føre elektrisk energi gjennom sin masse eller deler av sin masse. In such cases where the electrolysis unit 10 or 11 is used as a bipolar electrolysis unit, the lugs 18 and 18A should be sufficiently conductive to transmit electrical energy through its mass or parts of its mass in a vertical direction and the planar carrier part 17. The electrical conduction takes place through the lugs 18 and 18A instead through the mass of the planar carrier part 17, except in the case where the lugs 18 and 18A are displaced, - then the planar carrier part 17 must be sufficiently conductive to conduct electrical energy through its mass or parts of its mass.
I de tilfeller hvor elektrolyseenheten 10 eller 11 brukes som en monopolar elektrolyseenhet, er ECTE'et fortrinnsvis tilstrekkelig ledende til å føre elektrisk energi gjennom hele sin masse. Dette gjør det mulig å forbinde en elektrisk forbindelse fra en energikilde til flensdelen 16 eller til et punkt på selve den plane bærerdel 17 og fordele den elektriske energi til forskjellige punkter av en elektrodekomponent i elektrisk kontakt med den plane bærerdel. In those cases where the electrolysis unit 10 or 11 is used as a monopolar electrolysis unit, the ECTE is preferably sufficiently conductive to conduct electrical energy through its entire mass. This makes it possible to connect an electrical connection from an energy source to the flange part 16 or to a point on the plane carrier part 17 itself and to distribute the electrical energy to different points of an electrode component in electrical contact with the plane carrier part.
Uavhengig av om ECTE'et brukes som en monopolar eller som en bipolar enhet, er det mulig å konstruere ECTE'et fra materialer som er lett tilgjengelige og generelt billige uten å måtte bekymre seg for meget om materialets spesifikke motstand. Dette er mulig på grunn av den store massen og tverrsnittflaten av ECTE'et som er tilstrekkelig stor i tverrsnittflate til å minimalisere dens elektriske motstand. Det faktum at ECTE'et har en stor tverrsnittflate tillater bruk av materialer med en høyere spesifikk motstand enn det som kunne brukes i tidligere kjente konfigurasjoner. Således er jernmetaller så som jern, stål, smijern og støpejern perfekt egnet for bruk i foreliggende oppfinnelse. Nærmere bestemt kan metaller med så høy spesifikk motstand som eller høyere enn kobber, brukes økonomisk til å forme ECTE'et. Enda mer økonomisk kan metaller med større spesifikk motstand enn ca. 10 mikro-ohm-cm anvendes. Mest økonomisk kan metaller med så høye spesifikke motstander som eller høyere enn ca. 50 mikro-ohm-cm anvendes. Regardless of whether the ECTE is used as a monopolar or as a bipolar device, it is possible to construct the ECTE from materials that are readily available and generally inexpensive without having to worry too much about the specific resistance of the material. This is possible due to the large mass and cross-sectional area of the ECTE which is sufficiently large in cross-sectional area to minimize its electrical resistance. The fact that the ECTE has a large cross-sectional area allows the use of materials with a higher specific resistance than could be used in previously known configurations. Thus, ferrous metals such as iron, steel, wrought iron and cast iron are perfectly suitable for use in the present invention. Specifically, metals with resistivities as high as or higher than copper can be used economically to form the ECTE. Even more economically, metals with greater specific resistance than approx. 10 micro-ohm-cm is used. Most economically, metals with specific resistances as high as or higher than approx. 50 micro-ohm-cm is used.
Når elektrolyseenheten 10 eller 11 i foreliggende oppfinnelse brukes som en monopolar enhet, kan den plane bærerdel 17 av ECTE 14 ha en eller flere forede passasjer som forbinder motsatte sider derav. Passasjene gjør det mulig for elektrolytt eller gasser å passere fra en side av den plane bærerdel 17 til den annen side. Slike passasjer bør ikke oppta mer enn ca. 60 volumprosent av totalvolumet til den plane bærerdel 17. Åpningene gjør det mulig å bruke mindre metall ved formingen av den plane bærerdel og således gjøre cellen mer økonomisk. I tillegg kan åpningene være adskilt for å dirigere elektrisk strøm til bestemte deler av cellen. When the electrolysis unit 10 or 11 in the present invention is used as a monopolar unit, the planar carrier part 17 of the ECTE 14 may have one or more lined passages connecting opposite sides thereof. The passages enable electrolyte or gases to pass from one side of the planar carrier part 17 to the other side. Such passages should not occupy more than approx. 60 percent by volume of the total volume of the planar support part 17. The openings make it possible to use less metal when forming the planar support part and thus make the cell more economical. In addition, the openings can be spaced to direct electrical current to specific parts of the cell.
Flere knaster 18 og 18A er festet til motsatte sider av den plane bærerdel 17. Disse knaster stikker en forutbestemt avstand ut fra den plane bærerdel 17 i et område som til slutt vil bli et elektrolyttrom. Knastene kan forbindes elektrisk enten direkte til en elektrode 36, 36A, 46 eller 47A, eller indirekte til elektroden gjennom en sideforing. Fortrinnsvis ligger endene av knastene 18 og 18A i det samme geometriske plan henholdsvis og er i det vesentlige kompakte. De kan imidlertid inneholde inn-vendige tomrom som følge av støping. Several lugs 18 and 18A are attached to opposite sides of the planar carrier part 17. These lugs protrude a predetermined distance from the planar carrier part 17 in an area which will eventually become an electrolyte space. The knobs can be electrically connected either directly to an electrode 36, 36A, 46 or 47A, or indirectly to the electrode through a side liner. Preferably, the ends of the lugs 18 and 18A lie in the same geometric plane respectively and are essentially compact. However, they may contain internal voids as a result of casting.
Knastene 18 og 18A kan plasseres i et rygg-mot-rygg forhold til hverandre gjennom den plane bærerdel 17. Eventuelt kan de være forskjøvet i forhold til hverandre gjennom bærerdelen 17. De kan være plassert i en rekke andre tverrsnitt-konfigurasjoner fra hverandre. The lugs 18 and 18A can be placed in a back-to-back relationship to each other through the planar carrier part 17. Optionally, they can be offset relative to each other through the carrier part 17. They can be placed in a number of other cross-sectional configurations from each other.
Knastene 18 og 18A kan være laget fra de samme metaller som metallet som brukes for bærerdelen 17. Eventuelt kan knastene være laget fra et forskjellig metall fra det som brukes til å konstruere bærerdelen 17. Fortrinnsvis er knastene laget av jernmetaller, så som jern, støpejern, smijern, stål, rustfritt stål eller fra nikkel, aluminium, kobber, magnesium, bly, legeringer av hver og legeringer derav. Fortrinnsvis er knastene konstruert av smijern eller lavkarbonstål på grunn av dets stabilitet, lave pris og lette tilgjengelighet. The lugs 18 and 18A can be made from the same metals as the metal used for the carrier part 17. Optionally, the lugs can be made from a different metal from that used to construct the carrier part 17. Preferably, the lugs are made from ferrous metals, such as iron, cast iron , wrought iron, steel, stainless steel or from nickel, aluminium, copper, magnesium, lead, alloys of each and alloys thereof. Preferably, the lugs are constructed of wrought iron or low carbon steel due to its stability, low cost and easy availability.
Knastene 18 og 18A er fortrinnsvis adskilt på en måte slik at de stivt kan bære alle elektrodekomponenter 36, 36A, 46 eller 46A, som ønskes brukt i elektrolysecellen. Avstanden mellom knastene på hver side av bærerdelen 17 vil generelt avhenge av den spesifikke elektriske motstand i det spesielle elektrode-element som brukes. For tynnere elektrodeelementer eller med høyere spesifikk motstand vil knastenes avstander være mindre og således gi et tettere punkttall for elektrisk kontakt. For tykkere elektrodekomponenter eller med mindre spesifikk motstand kan knastenes mellomrom være større. Normalt ligger mellomrommet mellom knastene innenfor 5 til 30 cm, selv om større eller mindre mellomrom kan anvendes avhengig av de totale konstruksjonshensyn. The lugs 18 and 18A are preferably separated in such a way that they can rigidly support all electrode components 36, 36A, 46 or 46A, which are desired to be used in the electrolysis cell. The distance between the lugs on each side of the carrier part 17 will generally depend on the specific electrical resistance of the particular electrode element used. For thinner electrode elements or with higher specific resistance, the distances between the lugs will be smaller and thus give a closer number of points for electrical contact. For thicker electrode components or with less specific resistance, the spacing of the lugs may be larger. Normally the space between the studs is within 5 to 30 cm, although larger or smaller spaces can be used depending on the overall construction considerations.
Knastene kan lett sveises eller bindes til bærerdelen 17, eller de kan skrus inn i bærerdelen 17 som vist ved henvisnings-tallet 93. I begge tilfeller er det ønskelig å gjøre festet slik at den elektriske kontakt mellom bærerdelen 17 og knastene maksimaliseres. I tilfelle en uforet elektrolyseenhet 10 eller i tilfelle hvor bare en foring brukes, foretrekkes det at knastene er sveiset, selv om de er skrudd inn i eller bundet til bærerdelen 17. I tilfelle en foret elektrolyseenhet 11, foretrekkes det at knastene ikke er sveiset, men kunne inneholde en heft-sveising. The knobs can be easily welded or tied to the carrier part 17, or they can be screwed into the carrier part 17 as shown by the reference number 93. In both cases it is desirable to make the attachment so that the electrical contact between the carrier part 17 and the knobs is maximized. In the case of an unlined electrolytic unit 10 or in the case where only a liner is used, it is preferred that the lugs are welded, even though they are screwed into or bonded to the carrier part 17. In the case of a lined electrolytic unit 11, it is preferred that the lugs are not welded, but could contain a butt weld.
Knastene kan ha en flat overflate 28 og 28A som er maskin-behandlet før, under eller etter sammensetning av enheten. Disse flater er forberedt for å festes til en foring eller til en elektrodekomponent ved hjelp av mellomkuponger (30, 30A, 31 eller 31A) . The lugs may have a flat surface 28 and 28A which is machined before, during or after assembly of the unit. These surfaces are prepared to be attached to a liner or to an electrode component by means of intermediate coupons (30, 30A, 31 or 31A).
Rundt ytterkantene av bærerdelen 17 er det en rammelignende flensdel 16. Den er en vindusrammelignende struktur med en større tykkelse enn eller i det minste lik tykkelsen av en knastholdig barrieredel 17. Fortrinnsvis strekker flensdelen 16 seg videre fra planet til bærerdelen 17 enn endene av knastene 18 og 18A gjør. Dette gir et rom for elektrodekomponenter 36, 36A, 46 eller 46A som vil foreligge når elektrolyseenheten 10 eller 11 i foreliggende oppfinnelse er stablet til hverandre i operabel kombinasjon. Fortrinnsvis er tykkelsen av flensdelen minst ca. 2 til 6 ganger større enn tykkelsen til bærerdelen. Enda heller er kantflensdelen ca. 60 til 70 mm tykk når den plane bærerdel 17 er ca. 20 til 25 mm tykk. Around the outer edges of the carrier part 17 there is a frame-like flange part 16. It is a window frame-like structure with a thickness greater than or at least equal to the thickness of a lug-containing barrier part 17. Preferably, the flange part 16 extends further from the plane of the carrier part 17 than the ends of the lugs 18 and 18A does. This provides a space for electrode components 36, 36A, 46 or 46A which will be present when the electrolysis unit 10 or 11 in the present invention is stacked together in operable combination. Preferably, the thickness of the flange part is at least approx. 2 to 6 times greater than the thickness of the carrier part. Even better, the edge flange part is approx. 60 to 70 mm thick when the flat carrier part 17 is approx. 20 to 25 mm thick.
Flensdelen 16 kan være laget av en rekke materialer som tilfredsstiller de overfor skisserte krav. Materialene kan være metaller og kan være det samme eller forskjellig fra metallene som brukes til å danne bærerdelen 17. Hvis metallene er forskjellige, er de forskjellige metaller fortrinnsvis sveisbart forenlige. Ellers kan et metallmellomstykke som er sveisbart forenlig med begge metaller, plasseres mellom de to metaller. Fortrinnsvis velges metallene fra jernmetaller så som jern, grått jern, og tempergods, smijern, stål, rustfritt stål eller fra nikkel, aluminium, kobber, molybden, magnesium, bly, legeringer av hver av disse metaller og legeringer derav. Helst er kantflensdelen 16 laget av smijern på grunn av dets stabilitet, lave pris og lette tilgjengelighet. The flange part 16 can be made of a number of materials that satisfy the requirements outlined above. The materials may be metals and may be the same or different from the metals used to form the carrier portion 17. If the metals are different, the different metals are preferably weldably compatible. Otherwise, a metal spacer that is weldably compatible with both metals can be placed between the two metals. Preferably, the metals are selected from ferrous metals such as iron, gray iron, and malleable iron, wrought iron, steel, stainless steel or from nickel, aluminium, copper, molybdenum, magnesium, lead, alloys of each of these metals and alloys thereof. Preferably, the edge flange portion 16 is made of wrought iron because of its stability, low cost, and ease of availability.
Hvis den plane bærerdel er laget av et jernmetall, kan flensdelen være laget av kobber eller ethvert av de andre metaller som egner seg for anvendelse i bærerdelen. If the planar support part is made of a ferrous metal, the flange part can be made of copper or any of the other metals suitable for use in the support part.
Eventuelt kan flensdelen være laget av et kunstharpiksmater-iale. Uten å skulle være begrenset til de spesifikke kunsthar-piksmaterialer som heretter er nevnt, er eksempler på slike egnede materialer polyetylen, polypropylen, polyvinylklorid, klorert polyvinylklorid, akrylonitril, polystyren, polysulfon, styrenakrylonitril, butadien og styren-kopolymerer, epoksy, vinylestere, polyestere og fluorplaster og kopolymerer derav. Det foretrekkes at et harpiksmateriale så som polypropylen brukes for flensdelen, da det gir en form med riktig strukturell helhet ved høyere temperaturer, er lett tilgjengelig, Optionally, the flange part can be made of a synthetic resin material. Without being limited to the specific synthetic resin materials hereinafter mentioned, examples of such suitable materials are polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, chlorinated polyvinyl chloride, acrylonitrile, polystyrene, polysulfone, styrene acrylonitrile, butadiene and styrene copolymers, epoxy, vinyl esters, polyesters and fluoroplastics and copolymers thereof. It is preferred that a resin material such as polypropylene be used for the flange portion, as it provides a form with proper structural integrity at higher temperatures, is readily available,
og er relativt billig i forhold til andre egnede harpiksmateri-aler. and is relatively cheap compared to other suitable resin materials.
Flensdelen 16 kan være en enkel enhetlig billedramme-type struktur, eller den kan være flere stykker skjøtt sammen fra mer enn et strukturelt stykke og danne en fullstendig rammetype struktur rundt ytterkantene av den plane bærerdel 17. Flensdelen gir tetningsflate 16A og 16C som ligger i omtrent plan som de flate ender 28, 28A av knastene 18 og 18A etter de er festet til bærerdelen 17. Hvis flensdelen består av separate stykker, kan de festes til bærerdelen 17 før eller etter knastene er festet til bærerdelen. Bærerdelen 17 og knastene kan flates (maskinbehandles) før eller etter flensdelen er festet til bærerdelen om nødvendig. The flange portion 16 may be a simple unitary picture frame-type structure, or it may be several pieces spliced together from more than one structural piece and form a complete frame-type structure around the outer edges of the planar support portion 17. The flange portion provides sealing surfaces 16A and 16C located at approximately plane as the flat ends 28, 28A of the lugs 18 and 18A after they are attached to the carrier part 17. If the flange part consists of separate pieces, they can be attached to the carrier part 17 before or after the lugs are attached to the carrier part. The carrier part 17 and the lugs can be flattened (machined) before or after the flange part is attached to the carrier part if necessary.
Hvis elektrolyseenheten skal brukes som en bipolarenhet, behøver flensdelen 16 ikke være laget av et elektrisk ledende materiale fordi det ikke behøver å lede elektrisitet. Hvis imidlertid elektrolyseenheten skal brukes som en monopolarenhet, er kantflensdelen fortrinnsvis elektrisk ledende. Flensdelen gir en hensiktsmessig anordning til å føre elektrisk energi inn og ut av elektrolyseenheten 10 og 11 som foreligger i en operativ serie av enheter. Mindre foretrekkes det at flensdelen er laget av et elektrisk ikke-ledende materiale og utstyrt med passasjer gjennom seg som gir en vei for ledere som skal gå gjennom flensdelen for å føre elektrisk energi inn og ut av elektrolyseenheten. If the electrolysis unit is to be used as a bipolar unit, the flange part 16 need not be made of an electrically conductive material because it need not conduct electricity. If, however, the electrolysis unit is to be used as a monopolar unit, the edge flange part is preferably electrically conductive. The flange part provides a suitable device for conducting electrical energy into and out of the electrolysis unit 10 and 11 which is present in an operational series of units. Less preferably, the flange member is made of an electrically non-conductive material and provided with passages therethrough which provide a path for conductors to pass through the flange member to conduct electrical energy into and out of the electrolysis unit.
Hvis flensdelen 16 ikke er formet som et-stykkslegeme med bærerdelen 17, er den fortrinnsvis fast knyttet til bærerdelen. En fast tilknytning sikrer dimensjonsstabilitet for elektrolyseenheten og opprettholder den ønskede åpning mellom elektrodekomponentene til tilstøtende enheter. Fortrinnsvis er flensdelene festet til bærerdelen ved sveising. If the flange part 16 is not formed as a one-piece body with the carrier part 17, it is preferably firmly connected to the carrier part. A fixed connection ensures dimensional stability of the electrolysis unit and maintains the desired opening between the electrode components of adjacent units. Preferably, the flange parts are attached to the carrier part by welding.
Når elektrolyseenheten skal brukes som en bipolarenhet og enheten ikke er foret, er det spesielt viktig å sveise flensdelen tettbart til bærerdelen for å forhindre fluidstrøm fra en side av bærerdelen til den annen side. When the electrolysis unit is to be used as a bipolar unit and the unit is not lined, it is particularly important to weld the flange portion sealably to the carrier portion to prevent fluid flow from one side of the carrier portion to the other side.
Når flere elektrolyseenheter 10, 11 er satt sammen i operativ kombinasjon, plasseres en ionebytteraktiv membran 27 og 27A mellom tilstøtende elektrolyseenheter 10, 11. En membran anvendes mellom enten bipolare eller monopolare elektrolyseenheter. I hvert tilfelle skiller membranen et elektroderom fra et tilstøtende elektroderom. When several electrolysis units 10, 11 are put together in operative combination, an ion exchange active membrane 27 and 27A is placed between adjacent electrolysis units 10, 11. A membrane is used between either bipolar or monopolar electrolysis units. In each case, the membrane separates an electrode compartment from an adjacent electrode compartment.
Membranen 27 og 27A som er egnet for bruk i foreliggende The membrane 27 and 27A suitable for use herein
oppfinnelse, kan inneholde en rekke ionebytteraktive punkter. For eksempel kan de inneholde sulfon eller karboksylsyre-ionebytteraktive punkter. Eventuelt kan membranen være en bi-sjikt membran og ha en type ionebytterpunkter i det andre sjikt. Membranen kan være forsterket for å forhindre misforming under elektrolyse eller den kan være uforsterket for å maksimalisere elektrisk ledning gjennom membranen. Ionebytteraktive membraner som er invention, may contain a number of ion-exchange active points. For example, they may contain sulfone or carboxylic acid ion-exchange active sites. Optionally, the membrane can be a bi-layer membrane and have a type of ion exchange points in the second layer. The membrane may be reinforced to prevent deformation during electrolysis or it may be unreinforced to maximize electrical conduction through the membrane. Ion-exchange active membranes which are
egnet for bruk i elektrolyseceller i foreliggende oppfinnelse, er velkjente på området. suitable for use in electrolytic cells in the present invention, are well known in the field.
Andre elementer som kan brukes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, er sammensetninger for nullgaps-konfigurasjoner eller faste polymer elektrolyttmembraner. Enhetene ifølge foreliggende oppfinnelse kan også tilpasses for et gasskammer for bruk i forbindelse med en gassforbrukende elektrode, noen ganger kalt en depolarisert elektrode. Gasskammeret kreves i tillegg til væskeelektrolyttrommene. En rekke celleelementer som kan brukes i foreliggende oppfinnelse er f.eks. beskrevet i US patenter 4.457.823, 4.457.815, 4.444.623, 4.340.452, 4.444.641, 4.444.639, 4.457.822 og 4.448.662. Other elements that can be used in connection with the present invention are compositions for zero-gap configurations or solid polymer electrolyte membranes. The devices of the present invention can also be adapted for a gas chamber for use in conjunction with a gas consuming electrode, sometimes called a depolarized electrode. The gas chamber is required in addition to the liquid electrolyte chambers. A number of cell elements that can be used in the present invention are e.g. described in US patents 4,457,823, 4,457,815, 4,444,623, 4,340,452, 4,444,641, 4,444,639, 4,457,822 and 4,448,662.
Foringer 26 eller 26A dannes fortrinnsvis med et minimum av spenninger i seg for å minimalisere varping. Unngåelse av disse spenninger i foringen kan oppnås ved varmforming av foringen i en presse ved en høyere temperatur fra 482°C til 704°C. Både foringsmetallet og metallpressen oppvarmes til denne høye temperatur før pressing av foringen til den ønskede form. Foringen holdes i den oppvarmede presse og kjøles under en programmert syklus for å forhindre dannelse av spenninger i seg når den avkjøles til romtemperatur. Liners 26 or 26A are preferably formed with a minimum of stresses in them to minimize warping. Avoidance of these stresses in the liner can be achieved by hot forming the liner in a press at a higher temperature from 482°C to 704°C. Both the liner metal and the metal press are heated to this high temperature before pressing the liner into the desired shape. The liner is held in the heated press and cooled during a programmed cycle to prevent the formation of stresses in it as it cools to room temperature.
Foringer 26 eller 26A egnet for bruk i kloralkalikatoderom velges fortrinnsvis fra jernmetaller, nikkel, rustfritt stål, krom, monel og legeringer derav. Egnede foringer for bruk i kloralkali-anoderom velges fortrinnsvis fra titan, vanadium, tantal, kolumbium, hafnium, zirkonium og legeringer derav. Liners 26 or 26A suitable for use in chloralkali cathode rooms are preferably selected from ferrous metals, nickel, stainless steel, chrome, monel and alloys thereof. Suitable liners for use in chloralkali anode rooms are preferably selected from titanium, vanadium, tantalum, columbium, hafnium, zirconium and alloys thereof.
For å sikre den maksimale fysiske og elektriske kontakt mellom foringen og knastene foretrekkes det at foringen er sveiset til de flate ender 28, 28A av knastene 18 og 18A. Eventuelt kan foringen være sveiset, ikke bare ved de flate ender av knastene, men ved .forskjellige andre steder hvor de to får kontakt med hverandre. Kondensatorutladningssveising er en foretrukket sveiseteknikk som kan brukes til å sveise foringen til knastene. For fluidum tetningsformål mellom membranen 27 eller 27A og tetningsflåtene 16A eller 16C som befinner seg på flensdelen 16, foretrekkes det at foringene 26 eller 26A er formet som en panne med en forskjøvet leppe 42 eller 42A som går rundt kanten sin. Leppen 42 og 42A går i flukt med tetnings- flatene 16A eller 16C. En kantdel av membranen 27 eller 27A går i flukt mot foringsleppe 42, og en kanttetningslist 44 går i flukt mot den andre side av kantdelen av membranen 27 eller 27A. I en serie elektrolyseceller går tetningslisten 44 i flukt mot leppen 42A av foringen 26A og i flukt med tetningsflaten 16C når det ikke er noen foring. In order to ensure the maximum physical and electrical contact between the liner and the lugs, it is preferred that the liner is welded to the flat ends 28, 28A of the lugs 18 and 18A. Optionally, the liner may be welded, not only at the flat ends of the lugs, but at various other places where the two come into contact with each other. Capacitor discharge welding is a preferred welding technique that can be used to weld the liner to the lugs. For fluid sealing purposes between the diaphragm 27 or 27A and the sealing rafts 16A or 16C located on the flange portion 16, it is preferred that the liners 26 or 26A are shaped like a pan with an offset lip 42 or 42A running around its edge. The lip 42 and 42A are flush with the sealing surfaces 16A or 16C. An edge part of the membrane 27 or 27A runs flush against the lining lip 42, and an edge sealing strip 44 runs flush against the other side of the edge part of the membrane 27 or 27A. In a series of electrolytic cells, the sealing strip 44 is flush with the lip 42A of the liner 26A and flush with the sealing face 16C when there is no liner.
Hvis foringene 26 og 26A er laget av titan og ECTE 14 er laget av et jernmetall, kan de forbindes ved motstandssveising eller kondensator-utladningssveising. Motstands-eller konden-satoruttømmingssveising utføres indirekte ved sveising av foringene til de flate ender 28 og 28A av knastene 18 og 18A gjennom metallmellomstykke, fortrinnsvis vanadiumoblatet 30 eller 30A. Vanadium er et metall som er sveisbart forenlig med titan og jernmetaller. Sveisbart forenlig betyr at et sveisbart metall vil danne en seig fast løsning med et annet sveisbart metall etter sammensveising av de to metaller. Titan og jernmetaller er ikke normalt forenlige med vanadium. Følgelig brukes vanadiumoblater 30 og 30A som et mellomstykke mellom jernmetallknastene og titanforingene 26 og 26A for å oppnå sammensveisingen av dem under dannelse av en elektrisk forbindelse mellom foringene og ECTE 14 samt å danne en mekanisk bæreranordning for ECTE'et til bærerforingene 26 og 26A. If the liners 26 and 26A are made of titanium and the ECTE 14 is made of a ferrous metal, they can be connected by resistance welding or capacitor discharge welding. Resistance or capacitor depletion welding is performed indirectly by welding the liners to the flat ends 28 and 28A of the lugs 18 and 18A through metal spacers, preferably the vanadium wafer 30 or 30A. Vanadium is a metal that is weldably compatible with titanium and ferrous metals. Weldable compatible means that a weldable metal will form a tough solid solution with another weldable metal after welding the two metals together. Titanium and ferrous metals are not normally compatible with vanadium. Accordingly, vanadium wafers 30 and 30A are used as an intermediate piece between the ferrous metal lugs and the titanium liners 26 and 26A to achieve their welding together forming an electrical connection between the liners and the ECTE 14 and to form a mechanical support device for the ECTE of the carrier liners 26 and 26A.
Fortrinnsvis brukes et andre metall mellomstykke eller oblat 31 og 31A og plasseres mellom oblaten 30 og 30A og foringen 26 og 26A. Den andre oblat er å foretrekke, fordi når bare en oblat brukes, har man oppdaget at de korroderende materialer som kommer i kontakt med foringen under cellens drift og gir klor og kaustik, synes å trenge inn i titan-vanadiumsveisen og korroderer sveisen. De korroderende materialer trenger også inn i legemet av ECTE'et og korroderer det. Istedenfor å bruke en tykkere foring, er det mye mer økonomisk å sette inn en annen oblat 31 og 31A i tilstrekkelig tykkelse til å minimalisere muligheten for at korroderende materialer trenger inn i ECTE'et. Preferably, a second metal spacer or wafer 31 and 31A is used and placed between the wafer 30 and 30A and the liner 26 and 26A. The second wafer is preferred, because when only one wafer is used, it has been found that the corrosive materials that come into contact with the liner during cell operation and produce chlorine and caustic appear to penetrate the titanium-vanadium weld and corrode the weld. The corrosive materials also penetrate the body of the ECTE and corrode it. Instead of using a thicker liner, it is much more economical to insert another wafer 31 and 31A of sufficient thickness to minimize the possibility of corrosive materials penetrating the ECTE.
For å innføre reaktanter i elektrolysecellene som dannes når flere elektrolyseenheter 10 og 11 stables i operabel kombinasjon, foreligger flere dyser (ikke vist) i hver elektrolyseenhet fortrinnsvis. Selv om en rekke konstruksjoner og former kan anvendes, er en foretrukket konstruksjon som følger. Flere metalldyser formes, f.eks. ved omgivelsesstøping. Dysestøpen maskinbehandles til den ønskede størrelse. En rekke slisser lages i hver flensdel 16 på flereønskede steder for å motta dysene. Slissene har en størrelse som tilsvarer tykkelsen til dysen som skal settes inn i slissen for å sikre en tetning når elektrolyse-cellens elementer sammensettes til slutt. Hvis en foring 26 eller 26A brukes, skjæres den til å passe rundt dysen. Dysen er fortrinnsvis festet til foringen 26 eller 26A, f.eks. ved sveising. Foring-dysekombinasjonen plasseres så i elektrolyseenheten 10 eller 11, og dekslene 32, 32A av foringene sveises så til knastene 18 og 18A. In order to introduce reactants into the electrolysis cells which are formed when several electrolysis units 10 and 11 are stacked in operable combination, several nozzles (not shown) are preferably present in each electrolysis unit. Although a variety of constructions and shapes can be used, a preferred construction is as follows. Several metal nozzles are formed, e.g. by ambient casting. The die casting is machined to the desired size. A series of slots are made in each flange portion 16 at multiple desired locations to receive the nozzles. The slots have a size that corresponds to the thickness of the nozzle to be inserted into the slot to ensure a seal when the elements of the electrolysis cell are finally assembled. If a liner 26 or 26A is used, it is cut to fit around the nozzle. The nozzle is preferably attached to the liner 26 or 26A, e.g. when welding. The liner-nozzle combination is then placed in the electrolysis unit 10 or 11, and the covers 32, 32A of the liners are then welded to the lugs 18 and 18A.
Når flere elektrolyseenheter 10 eller 11 settes sammen mot hverandre, plasseres -fortrinnsvis tetningslister 44 mellom enhetene. Tetningslistene tjener tre hovedfunksjoner: tetning, elektrisk isolasjon og fastsettelse av elektrodegapet. Det finnes en rekke egnede tetningslist 44 materialer som kan brukes, så som for eksempel gummitetningslister. Selv om bare en tetningslist 44 er vist, omfatter oppfinnelsen også bruken av tetningslister på begge sider av membranen 27 eller 27A. When several electrolysis units 10 or 11 are assembled against each other, sealing strips 44 are preferably placed between the units. The sealing strips serve three main functions: sealing, electrical insulation and fixing the electrode gap. There are a number of suitable sealing strip 44 materials that can be used, such as, for example, rubber sealing strips. Although only one sealing strip 44 is shown, the invention also encompasses the use of sealing strips on both sides of the membrane 27 or 27A.
Inntil ECTE 14 eller foringen 26 eller 26A, hvis foringer brukes, er en elektrodekomponent 36, 36A, 46 eller 46A som kan være festet eller presset til foringen eller ECTE'et. Fortrinnsvis har elektrodekomponenten samme utstrekning som bærerdelen 17 og går ikke inn i flensdel 16 området. Ellers ville det være vanskelig å tette tilstøtende elektrodeenheter når de plasseres i operativ kombinasjon. To the ECTE 14 or liner 26 or 26A, if liners are used, is an electrode component 36, 36A, 46 or 46A which may be attached or pressed to the liner or ECTE. Preferably, the electrode component has the same extent as the carrier part 17 and does not enter the flange part 16 area. Otherwise, it would be difficult to seal adjacent electrode assemblies when placed in operative combination.
Elektrodekomponenter er fortrinnsvis hullede konstruksjoner som er hovedsaklig flate og kan være laget av en plate av ekspandert metall, perforert plate, stanset plate eller vevet metalltråd. Eventuelt kan elektrodekomponentene være strømsamlere som har kontakt med en elektrode eller de kan være elektroder. Elektroder kan eventuelt ha et katalytisk aktivt belegg på overflaten. Elektrodekomponentene kan være sveiset til knastene eller til foringen hvis en foring brukes. Fortrinnsvis er elektrodekomponentene sveiset fordi den elektriske kontakt er bedre. Electrode components are preferably perforated structures which are essentially flat and may be made from a sheet of expanded metal, perforated sheet, punched sheet or woven metal wire. Optionally, the electrode components can be current collectors that have contact with an electrode or they can be electrodes. Electrodes may optionally have a catalytically active coating on the surface. The electrode components may be welded to the lugs or to the liner if a liner is used. Preferably, the electrode components are welded because the electrical contact is better.
Andre elektrodekomponenter som kan brukes i forbindelseOther electrode components that can be used in connection
med foreliggende oppfinnelse er strømsamlere, avstandsholdere, with the present invention are current collectors, spacers,
og andre elementer som er kjent for en fagmann. Spesialelementer eller sammensetninger for null-åpningskonfigurasjoner eller faste polymere elektrolyttmembraner kan brukes. Elektrolyttenhetene i foreliggende oppfinnelse kan også tilpasses for et gasskammer for bruk i forbindelse med en gassforbrukende elektrode, noen ganger kalt en depolarisert elektrode. Gasskammere kreves i tillegg til væskeelektrolyttrommene. En rekke elektrodeelementer som kan brukes i foreliggende oppfinnelse, er velkjente for fagmannen og er for eksempel beskrevet i US patenter nr. 4.457.823, 4.457.815, 4.444.623, 4.340.452, 4.444.641, 4.444.639, 4.457.822 og 4.448.662. and other elements known to a person skilled in the art. Special elements or compositions for zero-aperture configurations or solid polymer electrolyte membranes can be used. The electrolyte units of the present invention can also be adapted for a gas chamber for use in conjunction with a gas consuming electrode, sometimes called a depolarized electrode. Gas chambers are required in addition to the liquid electrolyte chambers. A number of electrode elements that can be used in the present invention are well known to those skilled in the art and are, for example, described in US patents no. 4,457,823, 4,457,815, 4,444,623, 4,340,452, 4,444,641, 4,444,639, 4,457. 822 and 4,448,662.
Elektrodene 36, 36A, 46 eller 46A har fortrinnsvis sine kanter rullet innover mot ECTE'et og vekk fra den ionebytteraktive membran 27 og 27A. Dette er foretatt for å forhindre de noen ganger takkede kanter av disse elektrodekomponenter i å komme i kontakt med den ionebytteraktive membran og rive den opp. The electrodes 36, 36A, 46 or 46A preferably have their edges rolled inwards towards the ECTE and away from the ion exchange active membrane 27 and 27A. This is done to prevent the sometimes jagged edges of these electrode components from coming into contact with the ion exchange active membrane and tearing it open.
Elektrolyseenheten 10 og 11 kan fremstilles på en rekke måter ved bruk av en rekke elementer. Hver av grunnelementene som brukes ved fremstilling av elektrolyseenheten i foreliggende oppfinnelse, d.v.s. den plane bærerdel 17, den rammelignende flensdel 16 og knastene 18 og 18A kan være satt sammen av flere stykker. For eksempel kan bærerdelen 17 være konstruert av flere stykker som er satt sammen. Likeledes kan flensdelen 16 være konstruert av flere stykker som er koblet sammen. I likhet med dette kan knastene 18 og 18A være enstykks-enheter som går gjennom bærerdelen 17, eller de kan være delenheter som ikke går gjennom bærerdelen 17, men bare er festet til en overflate eller motsatt overflate derav. The electrolysis unit 10 and 11 can be produced in a number of ways using a number of elements. Each of the basic elements used in the manufacture of the electrolysis unit in the present invention, i.e. the planar carrier part 17, the frame-like flange part 16 and the lugs 18 and 18A can be assembled from several pieces. For example, the carrier part 17 can be constructed from several pieces that are assembled. Likewise, the flange part 16 can be constructed from several pieces which are connected together. Similarly, the lugs 18 and 18A may be one-piece units which pass through the carrier part 17, or they may be sub-units which do not pass through the carrier part 17, but are only attached to one surface or the opposite surface thereof.
Grunnelementene kan settes sammen ved først å feste knastene til bærerdelen 17 og deretter feste flensdelen 16 til kanten av bærerdelen 17. I en annen rekkefølge festes først flensdelen 16 til bærerdelen 17 og deretter festes knastene. The basic elements can be assembled by first attaching the lugs to the carrier part 17 and then attaching the flange part 16 to the edge of the carrier part 17. In a different order, the flange part 16 is first attached to the carrier part 17 and then the lugs are attached.
For å sikre at elektrolyseenheten 10 eller 11 er så plan som mulig, kan man eventuelt utflate eller plane overflatene av de sammensatte eller delvis sammensatte elektrolyseenheter. Elektrolyseenheten kan utflates ved et eller flere av de forskjellige sammensetningstrinnene for elektrolyseenheten. For eksempel kan den flates: etter alle knastene er blitt festet til en side av bærerdelen 17; To ensure that the electrolysis unit 10 or 11 is as flat as possible, the surfaces of the assembled or partially assembled electrolysis units can possibly be flattened or leveled. The electrolysis unit can be flattened by one or more of the different composition steps for the electrolysis unit. For example, it can be flattened: after all the lugs have been attached to one side of the carrier part 17;
etter bare en del av knastene er blitt festet til bærerdelen 17; after only part of the lugs have been attached to the carrier part 17;
etter alle eller en del av knastene er blitt festet til bærerdelen 17, men før flensdelen 16 er blitt festet; eller etter alle knastene og flensdelen 16 er blitt festet. after all or part of the lugs have been attached to the carrier part 17, but before the flange part 16 has been attached; or after all the lugs and the flange part 16 have been attached.
Elektrolyseenheten i foreliggende oppfinnelse kan flates for bruk av en rekke teknikker som er godt kjent for en fagmann, så som båndsliping og mekanisk maling. Fortrinnsvis flates enheten tilstrekkelig, slik at når to enheter tilpasses hverandre i operabel kombinasjon, minimaliseres antallet lekkasjer. For bruk i kloralkali-elektrokjemiske celler foretrekkes det at elektrolyseenheten 10 eller 11 har et flathetsavvik på mindre enn ca. 0,4 mm gjennom hele sin masse. The electrolysis unit of the present invention can be flattened for the use of a number of techniques well known to a person skilled in the art, such as belt sanding and mechanical painting. Preferably, the unit is flattened sufficiently, so that when two units are adapted to each other in operable combination, the number of leaks is minimized. For use in chloralkali electrochemical cells, it is preferred that the electrolysis unit 10 or 11 has a flatness deviation of less than approx. 0.4 mm throughout its mass.
Feste av knastene 18 og 18A til bærerdelen 17 av ECTE'et 14 kan foretas ved å bruke en rekke teknikker. For eksempel kan bærerdelen 17 støpes som en kompakt enhet og senere få huller boret og tappet gjennom tykkelsen, eller delvis gjennom tykkelsen av bærerdelen. Knastene kan være gjenget og så skrus inn i hullene i bærerdelen 17 fra begge sider. Eventuelt kan knastene være gjenget over sin halve lengde og deretter skrus halvveis gjennom bærerdelen 17. Fortrinnsvis er endene av knastene maskinelt flatet før de festes til bærerdelen 17. Attaching the lugs 18 and 18A to the carrier portion 17 of the ECTE 14 can be accomplished using a variety of techniques. For example, the carrier part 17 can be cast as a compact unit and later have holes drilled and tapped through the thickness, or partially through the thickness of the carrier part. The knobs can be threaded and then screwed into the holes in the carrier part 17 from both sides. Optionally, the lugs can be threaded over half their length and then screwed halfway through the carrier part 17. Preferably, the ends of the lugs are mechanically flattened before they are attached to the carrier part 17.
En annen måte å feste knastene på er ved sveising. Fortrinnsvis er knastene og bærerdelen 17 laget av metaller som er sveisbart forenlige. Hvis de to metaller ikke er sveisbart forenlige, kan et metallmellomstykke som er sveisbart forenlig med begge metaller innsettes mellom de to metaller. Fortrinnsvis sveises knastene langsomt, slik at varpingen av bærerdelen 17 som skyldes varmen ved sveisingen, minimaliseres. Another way to attach the knobs is by welding. Preferably, the lugs and the carrier part 17 are made of metals which are weldably compatible. If the two metals are not weldably compatible, a metal spacer that is weldably compatible with both metals can be inserted between the two metals. Preferably, the lugs are welded slowly, so that the warping of the carrier part 17, which is caused by the heat during welding, is minimized.
Om ønsket, kan en foring 26 eller 26A plasseres over det område av elektrolyseenheten som vil komme i kontakt med et korroderende miljø. Eventuelt kan flensdelen 16 av ECTE'et også være foret, selv om flensdelen ikke behøver å utsettes for et korroderende miljø. Eventuelt kan en foring plasseres på en side av ECTE'et eller på begge sider av ECTE'et. Foringen kan være konstruert av et enkelt enhetlig stykke, eller den kan være konstruert av flere stykker bundet sammen (som vist på figur 4). Den bør imidlertid ha tilstrekkelig tykkelse til å være hovedsaklig fullstendig hydraulisk ugjennomtrengelig. If desired, a liner 26 or 26A can be placed over the area of the electrolysis unit that will come into contact with a corrosive environment. Optionally, the flange part 16 of the ECTE can also be lined, although the flange part does not need to be exposed to a corrosive environment. Optionally, a lining can be placed on one side of the ECTE or on both sides of the ECTE. The liner may be constructed of a single unitary piece, or it may be constructed of several pieces bonded together (as shown in Figure 4). However, it should be of sufficient thickness to be essentially completely hydraulically impermeable.
Foringen 26 eller 26A kan ha samme utstrekning som bærerdelen 17 av ECTE'et, eller den kan ha samme utstrekning som hele lengden og bredden av ECTE'et innbefattet kantflensdelen 16. The liner 26 or 26A may have the same extent as the carrier part 17 of the ECTE, or it may have the same extent as the entire length and width of the ECTE including the edge flange part 16.
Når flere elektrolyseenheter er satt sammen mot hverandre, plasseres fortrinnsvis tetningslister 44 mellom de tilstøtende enheter. Tetningslister tjener tre hovedfunksjoner; 1) tetning, 2) elektrisk isolasjon og 3) fastsettelse og opprettholdelse av elektrodeåpningen. Det finnes en rekke egnede tetningslist 44 materialer som med hell kan brukes, så som f.eks. etylenpropylen-dien-terpolymer, klorert polyetylen, polytetrafluoretylen, perfluoralkoksyharpiks. When several electrolysis units are assembled against each other, sealing strips 44 are preferably placed between the adjacent units. Sealing strips serve three main functions; 1) sealing, 2) electrical isolation and 3) fixing and maintaining the electrode opening. There are a number of suitable sealing strip 44 materials that can be successfully used, such as e.g. ethylene-propylene-diene terpolymer, chlorinated polyethylene, polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin.
Fortrinnsvis har elektrodene 36, 36A, 46 eller 46A samme utstrekning som bærerdelen 17 og går ikke over kantflensdelen 16. Ellers ville det være vanskelig å tette tilstøtende elektrolyseenheter når de plasseres i opererbar kombinasjon. Preferably, the electrodes 36, 36A, 46 or 46A have the same extent as the carrier portion 17 and do not extend over the edge flange portion 16. Otherwise, it would be difficult to seal adjacent electrolysis units when placed in operable combination.
En spesielt egnet måte for å fabrikere ECTE'et ifølge foreliggende oppfinnelse på, er å bruke et flatt materialstykke til å plassere ECTE'et på som forut hadde hull boret og tappet i sin bærerdel for å romme knastene. Flere knaster skjæres i lik lengde og hver knast får en gjenget midtdel. De ikke-gjengede endepartier har forskjellige diametre. En endedel har mindre diameter enn den annen del og har en diameter som er mindre enn diameteren til hullet som er boret i bærerdelen. Den mindre endedel av en knast føres gjennom hullet og inntil den gjengede del av knasten kommer i kontakt med den gjengede del av hullet. Knastene skrus inn i de gjengede hull i bærerdelen inntil de berører det flate materialstykket. På denne måte er det lett å sikre at alle knastene stikker samme lengde ut fra barrieredelen. A particularly suitable way of manufacturing the ECTE according to the present invention is to use a flat piece of material to place the ECTE on which previously had holes drilled and tapped in its carrier part to accommodate the lugs. Several knobs are cut to the same length and each knob is given a threaded middle part. The non-threaded end portions have different diameters. One end part has a smaller diameter than the other part and has a diameter smaller than the diameter of the hole drilled in the carrier part. The smaller end part of a cam is passed through the hole and until the threaded part of the cam comes into contact with the threaded part of the hole. The lugs are screwed into the threaded holes in the carrier part until they touch the flat piece of material. In this way, it is easy to ensure that all the knobs protrude the same length from the barrier part.
Eksempel 1Example 1
En 122 cm x 244 cm bipolar flatplate-filterpressetype-ionebyttermembrancelle ble konstruert som følger. A 122 cm x 244 cm bipolar flat plate filter press type ion exchange membrane cell was constructed as follows.
En 122 cm x 244 cm stålplate, 1,27 cm tykk, ble boret og tappet slik at den hadde 116, 25 mm hull i seg i et kvadratisk mønster. Stålplaten ble brukt som bærerdel av ECTE'et og hadde rundt sin kant sveiset en 19 mm tykk, 70 mm bred lavkarbon-stålbilledrammetype-flensdel. A 122 cm x 244 cm steel plate, 1.27 cm thick, was drilled and tapped to have 116.25 mm holes in it in a square pattern. The steel plate was used as the supporting part of the ECTE and had a 19 mm thick, 70 mm wide low carbon steel picture frame type flange part welded around its edge.
Flere 25 mm gjengede stålstaver ble skrudd fast inn i hvert av de 116 hull. På den side som skulle bli anodesiden, ble en vanadiumoblat plassert over enden av hver stav og et titandeksel ble deretter plassert over staven og vanadiumoblaten. Dekslet ble sveiset til hver av de 116 staver gjennom vanadiumoblaten. På den side som skulle bli katodeside, ble et nikkeldeksel plassert over og sveiset til hver av de 116 staver. Da nikkel relativt lett kan sveises til stål, krevdes ingen mellomoblat på katodesiden. Vanadiumoblaten var ca. 0,13 mm tykk. Dekslet var ca. 0,9 mm tykt. Several 25 mm threaded steel rods were screwed into each of the 116 holes. On the side that would become the anode side, a vanadium wafer was placed over the end of each rod and a titanium cover was then placed over the rod and vanadium wafer. The cover was welded to each of the 116 rods through the vanadium wafer. On the side that was to become the cathode side, a nickel cover was placed over and welded to each of the 116 rods. As nickel can be relatively easily welded to steel, no intermediate wafer was required on the cathode side. The vanadium wafer was approx. 0.13 mm thick. The cover was approx. 0.9 mm thick.
For korrosjonsbeskyttelse ble anoderommet foret med 0,9 mm tykk titanforing som var laget av en flat titanplate sveiset til en U-formet titansidedekning på alle fire kantsider. Titanforingen hadde 116 hull konsentrisk til hullene på bærerdelen for å passe over forbindelsesstavene. Titanforingen ble sveiset til titandekslet på forbindelsen. For corrosion protection, the anode compartment was lined with 0.9 mm thick titanium lining which was made from a flat titanium plate welded to a U-shaped titanium side cover on all four edge sides. The titanium bushing had 116 holes concentric to the holes on the carrier part to fit over the connecting rods. The titanium liner was welded to the titanium cover of the connection.
Katoderommet ble foret med en 1,5 mm tykk nikkelforing som var laget av en flat nikkelplate sveiset til et U-formet nikkel-sidedeksel på kantsidene. Nikkelforingen hadde også 116 hull konsentrisk til hullene på bærerdelen for å passe over forbindelsesstavene. Nikkelforingen ble sveiset rundt hvert nikkeldeksel . The cathode compartment was lined with a 1.5 mm thick nickel liner made from a flat nickel plate welded to a U-shaped nickel side cover on the edge sides. The nickel liner also had 116 holes concentric to the holes on the carrier part to fit over the connecting rods. The nickel lining was welded around each nickel cover.
Anoden var en 1,6 mm tykk, 40 prosent åpen ekspandert titanduk med et diamantmønster på 0,65 mm (SWD) x 1,3 mm (LWD). Anoden ble motstandssveiset til titandekslene på toppen av forbindelsene på anodesiden. The anode was a 1.6 mm thick, 40 percent open expanded titanium cloth with a 0.65 mm (SWD) x 1.3 mm (LWD) diamond pattern. The anode was resistance welded to the titanium covers on top of the connections on the anode side.
Katoden var laget av nikkelgitter med samme spesifikasjoner som titangitteret. Katoden ble motstandssveiset til nikkel-dekslene på toppen av forbindelsene på katodesiden. The cathode was made of a nickel grid with the same specifications as the titanium grid. The cathode was resistance welded to the nickel covers on top of the connections on the cathode side.
Et 13 mm diameter titanrør ble sveiset til titanforingen gjennom et hull i bunnen til venstre for anoderommet for salt-vannsinnløpet. Et annet 19 mm diameter rør ble sveiset til titanforingen gjennom et hull på toppen til høyre for anoderommet for saltvann og klorgassutløp. På lignende måte ble nikkelrør sveiset til katoderommet for katolyttinnløp og -utløp. A 13 mm diameter titanium tube was welded to the titanium liner through a hole in the bottom to the left of the anode compartment for the salt-water inlet. Another 19 mm diameter tube was welded to the titanium liner through a hole at the top to the right of the anode compartment for salt water and chlorine gas outlet. In a similar manner, nickel tubes were welded to the cathode compartment for catholyte inlet and outlet.
Cellen ble slik oppbygget at anodegitteret gikk ca. 0,4 mm ned under titanside-tetningsflensen, og katodegitteret gikk ca. 0,9 mm ned under nikkelside-tetningsflensen. Med en ekspandert polytetrafluoretylen-tetningslist på ca. 1,3 mm komprimert tykkelse mellom membranen og katodetetningsflensen og ingen tetningslist mellom membranen og anodetetningsflensen var det nominelle gap mellom elektrodene ca. 2,5 mm. The cell was constructed in such a way that the anode grid ran approx. 0.4 mm down below the titanium side sealing flange, and the cathode grid went approx. 0.9 mm down below the nickel side sealing flange. With an expanded polytetrafluoroethylene sealing strip of approx. 1.3 mm compressed thickness between the membrane and the cathode sealing flange and no sealing strip between the membrane and the anode sealing flange, the nominal gap between the electrodes was approx. 2.5 mm.
Avstanden mellom planene til endene av knastene var 65,4 mm for denne bipolare celle, hvilket kan kalles bærerdeltykkelsen. Den totale celleenhettykkelse fra utsiden av nikkelelektrode-komponenten til utsiden av titananode-komponenten var 71,1 mm. Således var celleelement-tykkelsen 92% av den totale enhets-tykkelsen. The distance between the planes of the ends of the lugs was 65.4 mm for this bipolar cell, which can be called the carrier part thickness. The total unit cell thickness from the outside of the nickel electrode component to the outside of the titanium anode component was 71.1 mm. Thus, the cell element thickness was 92% of the total unit thickness.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US68288784A | 1984-12-17 | 1984-12-17 | |
PCT/US1985/002485 WO1986003896A1 (en) | 1984-12-17 | 1985-12-13 | A method of making an electrochemical cell and an electrochemical cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO863294D0 NO863294D0 (en) | 1986-08-15 |
NO863294L true NO863294L (en) | 1986-10-15 |
Family
ID=24741616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO863294A NO863294L (en) | 1984-12-17 | 1986-08-15 | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ELECTROCHEMICAL CELL AND AN ELECTROCHEMICAL CELL. |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0185269A1 (en) |
JP (1) | JPS61502967A (en) |
KR (1) | KR900002759B1 (en) |
CN (1) | CN85109734A (en) |
AU (1) | AU5125285A (en) |
BR (1) | BR8507126A (en) |
DD (1) | DD242641A5 (en) |
DK (1) | DK382286D0 (en) |
ES (1) | ES8705529A1 (en) |
FI (1) | FI863312A (en) |
NO (1) | NO863294L (en) |
WO (1) | WO1986003896A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4673479A (en) * | 1983-03-07 | 1987-06-16 | The Dow Chemical Company | Fabricated electrochemical cell |
EP0185270A1 (en) * | 1984-12-17 | 1986-06-25 | The Dow Chemical Company | Method of making a unitary electric current transmission element for monopolar or bipolar filter press-type electrochemical cell units |
US4743350A (en) * | 1986-08-04 | 1988-05-10 | Olin Corporation | Electrolytic cell |
US4761216A (en) * | 1987-04-01 | 1988-08-02 | Olin Corporation | Multilayer electrode |
US4770756A (en) * | 1987-07-27 | 1988-09-13 | Olin Corporation | Electrolytic cell apparatus |
US5013414A (en) * | 1989-04-19 | 1991-05-07 | The Dow Chemical Company | Electrode structure for an electrolytic cell and electrolytic process used therein |
CA2818176C (en) * | 2013-02-08 | 2015-11-24 | Veolia Water Solutions & Technologies North America, Inc. | Method of recovering oil and producing produced water that is concentrated and dried by a double drum dryer |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4911552B1 (en) * | 1970-04-23 | 1974-03-18 | ||
BE793045A (en) * | 1971-12-21 | 1973-06-20 | Rhone Progil | BIPOLAR ELECTRODES |
US3873437A (en) * | 1972-11-09 | 1975-03-25 | Diamond Shamrock Corp | Electrode assembly for multipolar electrolytic cells |
US3871988A (en) * | 1973-07-05 | 1975-03-18 | Hooker Chemicals Plastics Corp | Cathode structure for electrolytic cell |
DE2600345A1 (en) * | 1976-01-07 | 1977-07-21 | H T Hydrotechnik Gmbh | Filter press water electrolysis cell - with insulating partitions, and conductive through pins for electrodes facing diaphragms |
US4194670A (en) * | 1977-08-24 | 1980-03-25 | Chlorine Engineers Corp., Ltd. | Method of making a bipolar electrode |
IT1118243B (en) * | 1978-07-27 | 1986-02-24 | Elche Ltd | MONOPOLAR ELECTROLYSIS CELL |
IT1163737B (en) * | 1979-11-29 | 1987-04-08 | Oronzio De Nora Impianti | BIPOLAR ELECTROLIZER INCLUDING MEANS TO GENERATE THE INTERNAL RECIRCULATION OF THE ELECTROLYTE AND ELECTROLYSIS PROCEDURE |
EP0080288B1 (en) * | 1981-11-24 | 1987-10-07 | Imperial Chemical Industries Plc | Electrolytic cell of the filter press type |
US4488946A (en) * | 1983-03-07 | 1984-12-18 | The Dow Chemical Company | Unitary central cell element for filter press electrolysis cell structure and use thereof in the electrolysis of sodium chloride |
-
1985
- 1985-12-06 EP EP85115535A patent/EP0185269A1/en not_active Withdrawn
- 1985-12-13 BR BR8507126A patent/BR8507126A/en unknown
- 1985-12-13 WO PCT/US1985/002485 patent/WO1986003896A1/en active Application Filing
- 1985-12-13 KR KR1019860700569A patent/KR900002759B1/en active IP Right Grant
- 1985-12-13 JP JP61500305A patent/JPS61502967A/en active Pending
- 1985-12-16 CN CN198585109734A patent/CN85109734A/en active Pending
- 1985-12-16 ES ES549958A patent/ES8705529A1/en not_active Expired
- 1985-12-16 AU AU51252/85A patent/AU5125285A/en not_active Abandoned
- 1985-12-17 DD DD85284554A patent/DD242641A5/en unknown
-
1986
- 1986-08-11 DK DK382286A patent/DK382286D0/en not_active Application Discontinuation
- 1986-08-15 FI FI863312A patent/FI863312A/en not_active Application Discontinuation
- 1986-08-15 NO NO863294A patent/NO863294L/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61502967A (en) | 1986-12-18 |
ES549958A0 (en) | 1987-05-01 |
FI863312A0 (en) | 1986-08-15 |
KR900002759B1 (en) | 1990-04-28 |
DD242641A5 (en) | 1987-02-04 |
NO863294D0 (en) | 1986-08-15 |
EP0185269A1 (en) | 1986-06-25 |
FI863312A (en) | 1986-08-15 |
CN85109734A (en) | 1986-12-17 |
ES8705529A1 (en) | 1987-05-01 |
WO1986003896A1 (en) | 1986-07-03 |
DK382286A (en) | 1986-08-11 |
BR8507126A (en) | 1987-07-14 |
AU5125285A (en) | 1986-06-26 |
KR870700175A (en) | 1987-03-14 |
DK382286D0 (en) | 1986-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4059216A (en) | Metal laminate strip construction of bipolar electrode backplates | |
US4137144A (en) | Hollow bipolar electrolytic cell anode-cathode connecting device | |
US4643818A (en) | Multi-cell electrolyzer | |
KR890002257B1 (en) | Unitary central ceel element for filter press electrolysis cell structure | |
US4244802A (en) | Monopolar membrane cell having metal laminate cell body | |
CA1272694A (en) | Monopolar electrochemical cell having a novel electric current transmission element | |
NO863293L (en) | MONOPOLAR OR BIPOLAR ELECTROCHEMICAL TERMINAL UNIT WITH AN ELECTRIC POWER TRANSMISSION ELEMENT. | |
US3948750A (en) | Hollow bipolar electrode | |
NO863294L (en) | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ELECTROCHEMICAL CELL AND AN ELECTROCHEMICAL CELL. | |
EP0041716A1 (en) | Electrolytic cell assembly | |
NO863295L (en) | PARTICULARLY MANUFACTURED ELECTROCHEMICAL CELL ELEMENT. | |
US5013414A (en) | Electrode structure for an electrolytic cell and electrolytic process used therein | |
US4698143A (en) | Structural frame for an electrochemical cell | |
US5141618A (en) | Frame unit for an electrolyser of the filter press type and electrolysers of the filter-press type | |
US4666580A (en) | Structural frame for an electrochemical cell | |
US4339323A (en) | Bipolar electrolyzer element | |
US4093525A (en) | Method of preventing hydrogen deterioration in a bipolar electrolyzer | |
EP0185270A1 (en) | Method of making a unitary electric current transmission element for monopolar or bipolar filter press-type electrochemical cell units | |
US4670123A (en) | Structural frame for an electrochemical cell | |
US4668372A (en) | Method for making an electrolytic unit from a plastic material |