Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer o cha¬ rakterze prasy filtracyjnej, a zwlaszcza elektroli¬ zer dla przaprowadzania procesu elektrolizy wod¬ nego roztworu chlorku metalu alkalicznego.Znane sa elektolizery zawierajace wiele anod i katod, parzy czym kazda anoda jest oddzielona od sasiedniej katody przez katioriitowa membrane, hy¬ draulicznie nieprzepuszczalna, która dzieli elektro¬ lizer na wiele przedzialów anodowych i katodo¬ wych. Przedzialy anodowe w ogniwie sa wyposazo- ne w elementy do zasilania ogniwa elektrolitem, korzystnie za pomoca [rozgaleznika oraz w elemen¬ ty do odprowadzania z ogniwa produktów elektro¬ lizy. Podobnie, przedzialy katodowe w ogniwie sa wyposazone w elementy do odjprowadzania z ogni¬ wa produktów eelkitrolizy oraz w elementy do do¬ prowadzania do ogniwa wody luib innego plynu.Elektrolizer o charakterze prasy filtracyjnej mo¬ ze zawierac duza liczbe anod i katod ustawionych naprzemiennie, na (przyklad piecdziesiajt anod i na przemian rozmieszczonych piecdziesiat katod, przy czym ogniwo moze zawierac jeszcze wiecej anod i katior, nawet do situ piecdziesieciu ustawionych przemiennie anod i katod.W takim membranowym ogniwie jony sa prze¬ noszone poprzez membrane pomiedzy przedziala¬ mi anodowymi i katodowymi ogniwa. Jesli na przyklad w etlektrolizerze membranowym, poddaje sie procesowi elektrolizy wodny roztwór chlorku metalu alkalicznego, to roztwór jest doprowadza¬ lo 15 20 25 ny do przedzfialów anodowych ogniwa, a wytwa¬ rzany w procesie elektrolizy chlor ii zubozony roz¬ twór chlorku metalu alkalicznego sa usuwane z przedzialów anodowych, jony imetalu alkalicznego sa przenoszone przez membrany do przedzialów katodowych ogniwa, do których moze byc dopro¬ wadzona woda lub rozcienczony roztwór wodoro¬ tlenku metalu alkalicznego, a wodór i rozftwór wo¬ dorotlenku metalu alkalicznego sa odprowadzane z przedzialów katodowych ogniwa.Elektrolizer ó charakterze prasy filtracyjnej jest szczególowo opisany w brytyjskim opMe patento¬ wym nr 1 59I51183. Ogniwo zawiera wiele pionowo umieszczonych elastycznych plyt anodowych i ela¬ stycznych plyt katodowych, przy czym pomiedzy kazda sasiadujaca ze soba anoda i katoda znajduje sie membrana przepuszczalna wybiórczo dla ka¬ tionów, dzieki czemu tworza oddzielne przedzialy anodowe i przedzialy katodowe. Kazda plyta ano¬ dowa ogniwa jest wykonana czesciowo z (materia¬ lu izolacyjnego i zawiera czesc anodowa wykona¬ na z folii metalowej, majaca elektrolitycznie czyn¬ ne pokrycie na swej powierzchni, a kazda plyta katodowa jest wykonana czesciowo z materialu i- zolacyjnego i zawiera metalowa czesc katodowa, przy czym nieprzewodzaca elastyczna plyta, która moze stanowic uszczelke, umieszczona jest pomie¬ dzy kazda membrana a sasiadujaca z nia plyta katodowa. Plyty anodowe, plyty katodowe i ply¬ ty dystansowe maja otwory, które w ogniwie o- 136 4503 136 450 4 kreslaja cztery oddzielne przedzialy wzdluzne o- gniwa, z których roztwory wodne sa doprowadza¬ ne odpowiednio do przedzialów anodowych i kato¬ dowych ogniwa i przez które produkty elektrolizy moga ^byc usuwane z anodowych i katodowych przedzialów ogniwa. Plyty dystansowe maja ko- 4 rzystnie kanaly w- scianach zapewniajace niezbed¬ ne -polaczenie dla przeplywu roztworu wodnego po- ;jtiisdzy wzdluznymi (przedzialami anodowymi i ka¬ todowymi. W elektro!izerze tyim plyity anodowe i plyty katodowe utworzone sa czesciowo z mate¬ rialu izolujacego w celu elektrycznego odizolowa¬ nia tych wzdluznych (przedzialów ogniwa, które la¬ cza sie z przedzialami anodowymi ogniwa, od tych wzdluznych przedzialów ogniwa, które lacza sie z przedzialami katodowymi ogniwa. Ta elektryczna izolacja jest niezbedna dla zabezpieczenia przeply¬ wu pradu elektrycznego w ogniwie .poprzez mem¬ brany wymiany kationowej, które sa umieszczone pomiedzy sasiednimi plytami anodowymi i plyta¬ mi katodowymi ty elektrolizy sa usuwane z anodowych i katodo¬ wych przedzialów ogniwa, wedlug wynalazku cha¬ rakteryzuje sie tym, ze w obrebie i wokól ob¬ wodów przynajmniej niektórych otworów w meta- 5 lowych plytach anodowych i plytach katodowych, znajduja cie czlony ramowe wykonane z elek¬ trycznie izolujacego materialu.Czlony ramowe z elektrycznie izolujacego mate¬ rialu zapewniaja niezbedne elektryczne odizolo¬ wanie wzdluznych przedzialów ogniwa, z których odprowadzany jelst roztwór wodny i przez które produkty elektrolizy sa usuwane z anodowych przedzialów ogniwa, od wzdluznych przedzialów o- gniwa, z których doprowadzany jest roztwór wod¬ ny i przez które produkty elektrolizy sa usuwa¬ ne z katodowych przedzialów ogniwa.Jak Objasniono powyzej, istotnym jest, ze wzdluz¬ ne przedzialy ogniwa, które lacza sie z anodowy¬ mi przedzialami ogniwa sa odizolowane elektrycz¬ nie od tych wzdluznych przedzialów goniwa, któ¬ re lacza sie z katodowymi przedzialami ogniwa. Ta izolacja elektryczna jest niezbedna dla zabezpie¬ czenia przeplywu pradu elektrycznego w ogniwie przez kationiiftowe membrany umieszczone pomie¬ dzy sasiadujacymi ze soba plytami anodowymi i plytami katodowymi. Czlony ramowe wykonane z elektrycznie izolujacego materialu sa umieszczo¬ ne w obrebie i wokól obwodów przynajmniej nie¬ których otworów w metalowych plytach anodo¬ wych i plytach katodowych, dla zabezpieczenia ko¬ niecznej izolacji elektrycznej.W kazdej plycie anodowej i w kazdej plycie katodowej wszystkie cztery otwory maja umiesz¬ czone w nich czlony ramowe z izolujacego elek¬ trycznie materialu.W alternatywnym rozwiazaniu, dla zabezpiecze¬ nia koniecznej izolacji elektrycznej, dwa otwory w kazdej z plyt anodowych, które w elektrolize- rze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, które lacza sie z anodowymi przedzialami ogniwa, zawieraja czlony ramowe z elektrycznie izolujace¬ go materialu, i dwa otwory w kaizdej z plyt kato¬ dowych, które w elektnrolizerze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, które lacza sie z katodowymi przedzialami ogniwa, zawieraja czlony ramowe z elektrycznie izolujacego materialu.W innym korzystnym rozwiazaniu, dwa otwory w kazdej z anodowych plyt, które w elektorolize- rze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, które nie lacza sie z anodowymi przedzialami o- gniwa, zawieraja czlony ramowe z. elektrycznie i- zolujacego materialu, a dwa otwory w plytach ka¬ todowych, które w elektrolizetrze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, które nie lacza sie z katodowymi przedzialami ogniwa, zawieraja czlony ramowe z elektrycznie izolujacego mate¬ rialu.Czlony ramowe z elektrycznie izolujacego mate¬ rialu sa elastyczne i korzystnie sa sprezynujace.Korzystnie maja one grubosc przynajmniej równa grubosci czesci tej plyty anodowej lub plyty ka¬ todowej, w której sie znajduja. Oczywiscie, one mo¬ ga mlec grubosc nieco wieksza niz grubosc tej cze¬ sci plyty anodowej hrb plyty katodowej, w któ- We wspomnianym opisie patentowym przedsta¬ wiono szczególny przyklad plyty anodowej i plyty katodowej, przy czym kazda z nich jest czesciowo metalowa, a w czesci wykonana jest z materialu izolacyjnego. Kazda plyta anodowa i kazda plyta katodowa ma centralnie umieszczona metalowa czesc elektrodowa i cztery otwory rozmieszczone w poblizu narozy plyty w ksztalcie prostokaita, przy czym dwa z tych otworów znajduja sie w metalowych czesciach w rodzaju ramki plyty, sta¬ nowiacych calosc z ta plyta, a dwa pozostale o- twory znajduja sie w elementach w rodzaju ram¬ ki, wykonanych z materialu izolacyjnego umiesz¬ czonych w plaszczyznie plyty i we wglebieniach plyty, w poblizu narozy plyty.Taka konstrukcja plyty anodowej i plyty kato¬ dowej jest skomplikowana i jest przyczyna klo¬ potów przy montowaniu elektrolizera, poniewaz 40 wystepuja trudnosci przy ustawianiu czesci izola¬ cyjnych plyt anodowych i plyt katodowych, z wy¬ magana dokladnoscia. Ponadto, poniewaz metalo¬ we i aizolacyjne czesci plyty anodowej i plyty ka¬ todowej nie maja jednolitej konstrukcji, czesci me- ^ talowe i izolacyjne musza opierac sie wzajemnie o siebie. Taka podpora moze rozciagac sie na zna¬ czna odleglosc i moze flpowodowac wyciek wodnego roztworu z anodowych i katodowych przedzialów ogniwa na zewnatrz. M Elektrolizer o charakterze prasy filtracyjnej, który zawiera wiele metalowych plyt anodowych i ustawionych na przemian z nimi wiele metalo¬ wych plyt katodowych, hydraulicznie nieprzepusz¬ czalna memlbrane kationiitowa i uszczelke w ksztal- 59 cie ramki z elektrycznie izolujacego materialu u- mieszczona pomiedzy kazda sasiednia anodowa ply¬ ta a katodowa plyta dla utworzenia w ogniwie wielu oddzielnych przedzialów anodowych i prze¬ dzialów katodowych, przy czyim plyty anodowe, M plyty katodowe i uszczelki maja po cztery otwory, które w ogniwie okreslaja razem cztery oddziel-: nie wzdluzne przedzialy ogmiwa, z których roztwór wodny jest doprowadzany do anodowych i kato¬ dowych przedzialów ogniwa i przez które piroduk- «f 19136 450 rej sa umieszczone, aby w zespole elekltrolizera mogly byc scisniete, na przyklad pomiedzy uszczel¬ kami i w ten sposób zapewnic dobre uszczelnie¬ nie.Dla uproszczenia mocowania czlonów ramowych z elektrycznie izolujacego materialu w otworach anodowych i katodowych plyt, zewnetrzne obwody czlonów ramowych maja plytkie wglebienia, w które jest wcisniety brzeg otworu w plycie anodo¬ wej lub w plycie katodowej.Elektrolizer wedlug wynalazku zawiera wfiele ra¬ mowych uszczelek z elektrycznie izolujacego ma¬ terialu majacych cztery otwory, które w ogniwie tworza czesc z czterech wzdluznych przedzialów ogniwa. Cztery otwory sa umieszczone w czesci ra¬ mowej uszczelki, a sama rama okresla srodkowy otwór w uszczelce. Otwory sa odpowiednio parami rozmieszczone, jedna para znajduje sie z jednej strony srodkowego otworu, a druga para z prze¬ ciwnej strony srodkowego otworu.Tak jak w przypadku czlonu ramowego z elek¬ trycznie izolujacego materialu, uiszezeJka jest ela¬ styczna i korzystnie sprezysta. Oczywiscie obydwa te elementy sa korzystnie wykonane z tego same¬ go materialu. Odpowiednimi materialami sa poli¬ mery organiczne, na jprzyklad poliolefiny, to jest polietylen i polipropylen^ elastomery weglowodoro¬ we, to jest elastomery na bazie kopolimerów etyle- nowo-propyienowych i kopolimerów eftyleno-propy- leno^dieniowyeh, naturalny kauczuk i kauczuki ste- rynowo-toutadienowe, oraz chloroweglowodory, to jest polihclorek winylu i polichlorek winylidenu.Szczególnie waznym jest, aby material uszczelki i czlonu ramowego, bedacy materialem izolujacym, byl równiez chemicznie odporny na dzialanie wod¬ nych roztworów w elektrolizerze, a zwlaszcza, gdy ogniwo przeznaczone jest do stosowania w proce¬ sie elektrolizy wodnego roztworu chlorku metalu alkalicznego. Materialem takim moze byc fluoro¬ wany polimer, na przyklad politetrafkioroetylen, poliftuorek winylu, polifhiorefc winylidenu, lufo kopolimer tetra-fluoroetyleno-hexa-(fluoropropyle- nowy, lub podloze majace zewnetrzna warstwe z materialu tego rodzaju jak fluorowany polimer.W korzystnym przykladzie wykonania wedlug wynalazku czlony ramowe z materialu elektrycz¬ nie izolujacego tworza jednostke z ramowa usz¬ czelka. Tak wiec czlony ramowe sa umieszczone na powierzchni uszczelki i wystaja stamtad w obszarze otworów w czesci ramowej uszczelki.Czlony ramowe sa korzystnie przymocowane do u- szczelki na przyklad przez przyklejenie, albo czlo¬ ny ramowe i uszczelka tworza jednolita konstruk¬ cje. Na przyklad uszczelka majaca czlony ramo¬ we wystajace z powierzchni uszczelki jest wytwa-r rzana w odpowiednio uksztaltowanej formie.Wystepuja dwie alternatywne postacie tego ko¬ rzystnego przykladu wykonania. Czlony ramowe wystajace z powierzchni uszczelki maja grubosc przynajmniej równa grubosc tej czesci plyty a- nodowej lub plyty katodowej, w której czlony ra¬ mowe sa umieszczone.Alternatywnie, grubosc czlonów ramowych wy¬ stajacych z powierzchni uszczelki moze byc mniej¬ sza niz grubosc tej czesci plyty anodowej lub ply¬ ty katodowej, w której czlony ramowe sa umiesz¬ czone, a uszczelki sa wówczas umieszczone po przeciwnych stronach plyty anodowej lub plyty 5 katodowej,, tak ze czlony ramowe na powierzch¬ niach obydwu uszczelek sa umieszczone i wspól¬ pracuja wzajemnie ze soba w otworach plyty a- nodowej lub plyty katodowej, zapewniajac wyma¬ gana izolacje elektryczna.*• Przyklad, w którym czlony ramowe stanowia calosc z uszczelka, jest szczególnie korzystny, po¬ niewaz umozliwia to prawidlowe umieszczenie u- szczelek wzgledem plyt anodowych i plyt katodo¬ wych w przystepny sposób i eliminuje koniecznosc 15 oddzielnego umieszczania czlonów ramowych w o- tworach w plytach anodowych i plytach katodo¬ wych, tak wiec dodatkowo upraszcza montaz elek- trolizera.W elektrolizerze znajduja sie srodki dla dopro- 20 wadzania roztworów wodnych do przedzialów ano¬ dowych i katodowych z przedzialów wzdluznych ogniwa oraz srodki dla doprowadzania produktów elektrolizy z przedzialów anodowych i katodowych ogniwa do przedzialów wzdluznych ogniwa. To 15 znaczy, \ze elektrolizer jest zaopatrzony w kanaly w scianach uszczelek, które tworza drogi przejscia pomiedzy otworami w czesci ramowej uszczelki a srodkowym otworem okreslonym przez czesc ra¬ mowa uszczelki. Kanaly sa zaopatrzone w szcze- 10 liny w scianach uszczelek. Uszczelki maja dwa ka¬ naly w swych scianach tak umieszczone, ze prze¬ dzialy anodowe ogniwa sa polaczone z przedzia¬ lami wzdluznymi ogniwa, z których roztwory wod¬ ne sa doprowadzane, a produkty elektrolizy sa u- 85 suwane z przedzialów anodowych, przy czym przedzialy katodowe ogniwa sa polaczone z prze¬ dzialami wzdluznymi ogniwa, z których roztwory wodne sa doprowadzane, a produkty elektrolizy sa usuwane z przedzialów katodowych.Rodzaj medalu uzytego tna metalowa plyte ano¬ dowa zalezy od rodzaju elektrolitu poddawanego elektrolizie w elektrolizerze. Korzystnie stosuje sie folie metalowa, zwlaszcza jesli elektrolizie podda- wany ma byc w elektrolizerze wodny roztwór chlorku metalu alkalicznego.Folie metalowa mozna wykonywac z metali ta¬ kich jak tytan, cyrkon, niob, tantal lub wolfram, ewentualnie ze stopu zawierajacego glównie jeden M lub wiecej tych metali i majacy wlasnosci polary¬ zacji anodowej, które sa porównywalne z wlasno¬ sciami czystego metalu. Wskazanym jest stosowa¬ nie samego tytanu, lub stopu bazujacego na ty¬ tanie, a majacego wlasnosci polaryzacji porówny- H walne z wlasnosciami tytanu.Plyta anodowa ma srodkowa czesc anodowa, a otwory w plycie sa umieszczone w poblizu brze¬ gów plyty w miejscach odpowiadajacych umiesz¬ czeniu otworów w ramowej uszczelce. Korzystnie •o otwory rozmieszczone sa w parach, jedna para z jednej strony czesci anodowej i druga para z prze¬ ciwnej strony czesci anodowej.Czesc anodowa zawiera korzystnie wiele wzdluz¬ nych czlonów, które sa umieszczone pionowo, na •» przyklad w postaci listew lub wsteg, ewentualnie136 450 7 8 moze ona zawierac powierzchnie z otworami na przyklad siatke, porowaty metal lub perforowana powierzchnie. Czesc anodowa moze zawierac pare powierzchni z otworami na przyklad siatke, poro¬ waty metal lub perforowana powierzchnie. Czesc anodowa moze zawierac pare powierzchni z otwo¬ rami umieszczonych rzeczywiscie równolegle wzgle- dem siebie.Czesc anodowa plyty anodowej jest korzystnie pokryta elektrokatalitycznie czynnym materialem przewodzacymi prad elektryczny. Szczególnie w przypadku, gdy elektrolizie poddawany jest wod¬ ny roztwór chlorku metatLu alkalicznego, powloka ta na przyklad zawiera jeden lub wiecej metali z grupy platyny, to jest platyna, rad, iryd, ruten, osm i pallad, lub stopy wspomnianych metali i/lub tlenek lub ich tlenki Powloka sklada sie z jed¬ nego lub z wielu metali z grupy platyny i/lub ich tlenków z domieszka jedsflfego lub wiecej tlenków metalu nieszlachetnego, zwlaszcza tlenek metalu w postaci folii. Szczególnie korzystne elellctrokatali- tycznie czynne pokrycia zawieraja sama platyne lub tez bazuja na dwutlenku rutenu/dwutlenek tytanu i dwutlenek rutenu/dwutlenek cynyAJwu- tlenek tytanu.Takie powloki i sposoby ich stosowania sa zna¬ ne.Wlasnosci metalu metalowej plyty katodowej za¬ leza równiez od wlasciwosci elektrolitu poddawa¬ nego elektrolizie w elektrolizerze. Jesli elektrolizie poddawany jest wodny roztwór chlorku metalu al¬ kalicznego, jako metal na katode stosuje sie na przyklad stal, to jest stal niskostopowa, stal nie¬ rdzewna lub nikiel, lub nikiel pokryty stala. Mo¬ ga byc równiez uzyte inne metale. Plyta katodowa ma centralna czesc katodowa, a otwory w plycie sa rozmieszczone bliisko brzegów plyty w miej¬ scach odpowiadajacych polozeniu otworów w ra¬ mowej uszczelce. Otwory korzystnie sa rozmiesz¬ czone to parach, jedna paira z jednej strony cze¬ sci katodowej, a druga para z przeciwnej strony czesci katodowej.Czesc katodowa zawiera wiele podluznych czlo¬ nów, które korzystnie rozmieszczone sa pionowo, na .przyklad w postaci listew lub wsteg, lub moze zawierac (powierzchnie z otworami na przyklad siatke, porowaty metal luib perforowana powierz¬ chnie. Czesc katodowa moze zawierac pare po¬ wierzchni z otworami umieszczonych rzeczywiscie równolegle wzgledem siebie.Czesc katodowa plyty katodowej jest pokryta materialem^ który redukuje nadnapiecie wodoru przy katodzie, jesli w elektrolizerze poddaje sie elektrolizie wodny roztwór chlorku metalu alka*- licznego. Takie powloki sa znane.Plyty anodowe i plyty katodowa zaopatrzone sa w elementy dla dolaczania do zródla energii. Na przyklad, sa zaopatrzone w przedluzenia, które sa odpowiednie do dolaczania do odpowiednich szyn zbiorczych.Koniecznym jest, aby zarówno plyty anodowe, jak i plyty katodowe byly elastyczne, a korzyst¬ nym jest jesli sa sprezyste, |oniewaz elastycznosc i sprezystosc pomaga w uszczelnianiu przecieków podczas montowania plyt w elektrolizerze.Grubosc plyt anodowych i plyt katodowych przy¬ najmniej w obszarze otworu, miesci sie korzystnie 5 w granicach 0,5 mm do 3 mm.Korzystnym jest, jesli wymiary plyt anodowych i katodowych w kierunku przeplywu pradu sa ta¬ kie, aby zabezpieczyc krótkie drogi przeplywu, co zapewnia niskie spadki napieciowe w plytach ano¬ dowych i katodowych bez stosowania specjalnych urzadzen przenoszenia pradu. Korzystny wymiar w kierunku przeplywu pradu miesci sie w zakresie 15 do 60 cm.Kationitowa membrana w elektrolizerze wedlug wynalazku ma zewnetrzne wymiary takie same jak plyty anodowe, plyty katodowe i uszczelki, w któ¬ rym to wypadku membrana ma cztery otwory od¬ powiadajace polozeniem otworom w plytach ano¬ dowych i katodowych oraz w uszczelkach.Alternatywnie, membrana ma zewnetrzne wy¬ miary mniejsze od wymiarów plyt anodowych i ka¬ todowych oraz uszczelek, a wówczas membrana nie bedzie zaopatrzona w otwory, a w elektroli¬ zerze jest umieszczona na przyklad pomiedzy para uszczelek w takim polozeniu, aby nie zakrywac otwoTÓw w ramach uszczelek.Wlasnosci kationitowej membrany zaleza od elek¬ trolitu poddawanego elektrolizie w ogniwie. Mem¬ brana powinna byc odporna na niszczace dziala¬ nie elektrolitu i produktów elektrolizy, a jesli pro¬ cesowi elektrolizy poddawany ma byc wodny roz¬ twór chlorku metalu alkalicznego, membrana jest wykonana z materialu polimerycznego z zawarto¬ scia fluoru, zawierajacego grupy kationitowe, na przyklad kwas sulfonowy, kwas karboksylowy lub grupy kwasu fosfoniowego, lub ich pochodne, lutf mieszanine dwóch lub wiecej tych grup.Takie kationitowe membrany sa znane. Oo^powie- dnie kationitowe membrany sa przedstawione na przykladach w opisach patentowym Wielkiej Bry¬ tanii nr 1183 32(1, 1402900, 1406973, 1456070, 1497748, 1497749, 15118387 i 15131068, Elektrolizer jest ponadto zaopatrzony w plyty koncowe, z których jedna jest koncowa plyta a- nodowa, a druga koncowa plyta katodowa.Elektrolizer jest zaopatrzony w 50 albo wiecej plyt anodowych umieszczonych naprzemiennie z 50-cioma lub wiecej, plytami katodowymi z usz¬ czelka lub uszczelkami i kationitowa membrana u- mieszczona pomiedzy sasiadujacymi ze soba ply¬ tami anodowyimd i plytami katodowymi.Przedzialy wzdluzne ogniwa, które sa utworzo¬ ne przez otwory w plytach anodowych, w plytach katodowych i w czesci ramowej uszczelek, sa po¬ laczone z odpowiednimi rozgaleznikami, z których roztwory wodne sa doprowadzane oV) wzdluznych przedzialów i stamtad do przedzialów anodowych i katodowych ogniwa, a do których produkty e- lektrolizy sa odprowadzane od przedzialów ano¬ dowych i katodowych poprzez przedzialy wzdluzne ogniwa.Elektrolizer wedlug wynalazku moze byc stoso¬ wany w elektrolizach róznych elektrolitów. Jed¬ nakze szczególnie przydatny jest do elektrolizy 15 M 05 90 35 41 45 509 wodnego roztworu chlorku metalu alkalicznego, to jest roztworu sodu. Przy elektrolizie roztworu chlorku sodu, roztwór ten jest doprowadzany do jednego ze wzdluznych przedzialów ogniwa i jest przeprowadzany, na przyklad przez kanaly, na przyklad w sciankach uszczelek, do przedzialów a- nodowych ogniwa. Gazowy chlor powstaly w wy¬ niku elektrolizy, razem z rozcienczonym roztwo¬ rem chlorku sodu jest odprowadzany z przedzia¬ lów anodowych, na przyklad kanalami w scian¬ kach uszczelek do innego wzdluznego przedzialu ogniwa. Woda lub rozcienczony wodny roztwór wodorotlenku sodu jest doprowadzany do wzdluz- nego przedzialu ogniwa i jest przeprowadzany, na przyklad kanalami w sciankach uszczelek do ka¬ todowych przedzialów ogniwa. Wodór i skoncen¬ trowany roztwór wodorotlenku sodu wytworzony w elektrolizie jest odprowadzany z katodowych przedzialów, na przyklad kanalami w sciankach uszczelek, do innego wzdluznego przedzialu oni- wa.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia elektrode elektrolizera wedlug wy¬ nalazku, w rzucie aksonometrycznym, fig. 2 — ramowa uszczelke zawierajaca czlony ramowe z e- lefctrycznie izolujacego materialu, w rzucie akso¬ nometrycznym, fig. 3 — elektrode i pare uszcze¬ lek, z których jedna zawiera czlony ramowe z e- lektrycznie izolujacego materialu, w przekroju pionowym, fig. 4 i 5 przedstawiaja elektrode i pa¬ re uszczelek z których kazda zawiera czlony ra¬ mowe z elektrycznie izolujacego materialu, w przekroju pionowym, a fig. 6 przedstawia ogniwo wedlug wynalazku, w rzucie aksonometrycznym, z uwidocznieniem skladowych elementów.Jak przedstawiono na fig. 1, metalowa elektro¬ da 1 zawiera czlon ramowy 2, który okresla cen¬ tralny otwór 3. Centralny otwór 3 jest mostko¬ wany przez wiele pionowo umieszczonych listew 4, które sa przymocowane do górnej i doflnej czesci czlonu ramowego, sa równolegle i odsuniete od plaszczyzny czlonu ramowego. Ltfstwy sa umiesz¬ czone po obydwu stronach czlonu ramowego 2.Listwy sa tak rozmieszczone, ze listwa z jednej strony jest umieszczona na przeciw szczeliny po¬ miedzy dwoma sasiednimi listwami z drugiej stro¬ ny czlonu ramowego 2.Metalowa elektroda 1 jest stosowana jako ano¬ da, wiec wystep 5 jest umieszczony na dolnym brzegu czlonu ramowego 2. Jesli elektroda 1 ma byc stosowana jako katoda, to wystep 5 znajduje sie na przeciwleglym, górnym brzegu czlonu ra¬ mowego 2. Czlon ramowy 2 zawiera pare otwo¬ rów 6 i 7 znajdujacy sie z jednej strony central¬ nego otworu 3 oraz druga pare otworów 8 i 9 znajdujacych sie z przeciwnej strony centralnego otworu 3. *Gdy elektroda jest instalowana w elek- trolizerze, otwory te tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, przez które elektrolit i inny plyn sa doprowadzane do przedzialów anodowych i katodowych ogniwa i przez które produkty elekt trolizy sa odprowadzane z przedzialów anodowych i katodowych ogniwa. Metal na elektrode nalezy 6 450 10 wybierac w zaleznosci czy jest ona przeznaczona na anode czy na katode oraz od wlasciwosci elek¬ trolitu jaki ma byc stosowany w elektrolizerze.Jak przedstawiono na fig. 2 uszczelka 9a za- 1 wiera czesc ramowa 10, która okresla centralny o- twór 11. Czesc ramowa 10 ma pare otworów 12 i 13 umieszczonych z jednej strony centralnego o- tworu 11 i druga pare otworów 14 i 15 umiesz¬ czonych po przeciwnej stronie centralnego otwo¬ ru 11. Gdy uszczelka jest instalowana w elektro¬ lizerze, otwory te tworza czesc wzdluznych prze¬ dzialów ogniwa, przez które elektrolit i inny plyn sa doprowadzane do przedzialów anodowych i ka¬ todowych ogniwa i przez które produkty elektro¬ lizy sa odprowadzane z przedzialów anodowych i katodowych ogniwa. Otwory 12 i 16 maja równiez wystajace czlony ramowe 16, 17 umieszczone wo¬ kól tych otworów i wystajace z plaszczyzny u- szczelki ramowej, a które sa przystosowane do wcisniecia w otwory 6 i 9 metalowej elektrody, podczas montazu elektrolizera. Wystajace czlony ramowe 16 i 17 zapewniaja wymagana elektrycz¬ na izolacje w elektrolizerze, pomiedzy wzdluzny- mi przedzialami ogniwa utworzonymi czesciowo przez otwory 6, 7, 8 i 9 w elektrodzie. Wystajace czlony ramowe 16 i 17 stanowia jednolita kon¬ strukcje z uszczelka 9a i moga byc wytwarzane na przyklad przez formowanie odpowiedniego e- M lektrycznie izolujacego polimeru termoplastyczne¬ go- Jesli elektrolizer zawiera uszczelki typu przed¬ stawionego na fig. 2, to równiez zawiera podobne uszczelki, w których wystajace czlony ramowe 16 i Tt sa umieszczone wokól otworów 14 i 13 usz- 35 czelki.Na fig. 3 przedstawiono zeapól elektrody i pa¬ ry uszczelek w elektrolizerze. Zespól ten zawiera elektrode 18 z czterema otworami 19 i 20 i dwo¬ ma niepokazanymi, uszczelke ramowa 21 z czte- 41 rema otworami 22, 23 i dwoma niepokazanymi o- raz druga uszczelka ramowa 24 z czterema otwo¬ rami 25, 26 i dwoma niepokazanymi. Ramowa u- szczefflca 24 zawiera dwa wystajace czlony ramowe 27 i drugi niepokazany, wystajace z plaszczyzny m uszczelki 24 a umieszczone w otworach 19 i jed¬ nym niepokazanym w elektrodzie 18, a lacznie z .powierzchnia uszczelki 21 tworzy prawidlowe u- szczelnienie przeciw przeciekom. Na fig. 3 pomi¬ nieto wystep 5 elektrody przedstawionej na fig. 1.M Na fig. 4 przestawiono alternatywne rozwiaza¬ nie zespolu elektrody i pary uszczelek elektroli¬ zera. Tak jak w przypadku z fig. 3, zespól ten zawiera elektrode 18 z czterema otworami 19, 20 i dwoma niepokazanymi. Zespól zawiera uszczel- w ke ramowa 28 z czterema otworami 29, 30 i dwo¬ ma niepokazanymi oraz dwa wystajace czlony ra¬ mowe 31 i drugi niepokazany, które wystaja z plaszczyzny uszczelki 28 i umieszczone sa w o- tworach 19 i drugim niepokazanym, w elektrodzie M 18. Zespól zawiera równiez druga uszczelke ramo¬ wa 32 z czterema otworami 33, 34 i dwoma nie¬ pokazanymi oraz dwa wystajace czlony ramowe 35 i drugi niepokazany, które wystaja z plaszczyzny uszczelki 32 a umieszczone sa w otworach 19 i •• drugim niepokazanym w elektrodzie 18, W zet136 450 11 12 spale wystajace czlony ramowe 31 i 35 wystaja z plaszczyzny uszczelek 28 i 32 i lacznie wzajemnie ze soba tworza prawidlowe uszczelnienie przeciw przeciekam.Na fig. 5 przedstawiono nieco odmienny przyklad od przedstawionego na fig. 4, przy czym uszczel¬ ka ramowa 36 zawiera cztery wylstajace czlony ramowe 37, 38 i dwa niepokazame, które wysta¬ ja z plaszczyzny uszczelki 36, a uszczelka ramowa 39 ma cztery wystajace czlony ramowe 40, 41 i dwa niepokazane, które wystaja z plaszczyzny u- szczelki 39. W przykladzie tym wystajace czlony ramowe wystaja z powierzchni uszczelki i umiesz¬ czone sa we wszystkich czterech otworach elek¬ trody, która tworzy czesc wzdluznego przedzialu ogniwa.Nia fig. 6 przedstawiono czesc elektrolizera we¬ dlug wynalazku, który zawiera katode 42, uszczel¬ ke 43, kationjtowa memltarane 44, uszczelke 45, a- node 4<6, uszczelke 47, kationitowa membrane 48 i uszczelke 49. Katoda 42 zawiera wiele pionowo usytuowanych listew 50 umieszczonych, po oby¬ dwu stronach katody, cztery otwory 51, 52, 53 i 54 oraz wystep 55 odpowiedni dla elektrycznego lacz¬ nika. Uszczelka 43 ma centralny otwór 56, cztery otwory 57, 58, 59 i jeden niewidoczny oraz dwa wystajace czlony ramowe 60, 61, które wystaja z plaszczyzny powierzchni uszczelki. Uszczelka 45 jest uszczelka plaska i ma centralny otwór 62 oraz cztery otwory 63, 64, 65 i jeden niewidoczny, a ponadto ma dwa kanaly 66 i 67 w sciankach u- szczelki, które stanowia laczace kanaly pomiedzy centralnym otworem 62 i otworami 63, 65. Anoda ma podobna budowe jak katoda 42 oprócz tego, ze wystep elektrycznego laczenia znajduje sie na dolnym brzegu anody i nie jest zaznaczony. U- szczelka 47 ma podobna budowe jak uszczelka 43 oprócz tego, ze wystajace czlony ramowe 68 i drugi niewidoczny, a wystajace z plaskiej powierz¬ chni uszczelki sa umieszczone wokól otworów 69 i drugiego niewidocznego w uszczelce 47, odimien- nie ustawionych niz to bylo w uszczelce 43, wo¬ kól których umieszczone sa czlony ramowe. U- szczelka 49 ma podobna 'budowe do uszczelki 45, za wyjatkiem tego, ze w uszczelce 49 kanaly 70 i drugi niewidoczny w sciankach uszczelki zapew¬ niaja kanaly laczace centralny otwór 71 i otwory w uszczelce 72 i drugi niewidoczny, które sa od¬ miennie usytowane niz kanaly w uszczelce 45, któ¬ re lacza sie z centralnym otworem 62 uszczelki 45.Uszczelki 45 i 47 oraz anoda 46 tworza razem w elektrolizerze przedzial anodowy ogniwa, który to przedzial jest ograniczony przez kationitowe membrany 44 i 48. Podolanie, przedzialy katodowe ogniwa sa utworzone przez katode 42, uszczelke 43 i nie przedstawiona uszczelke talkiego rodzaju jak uszczelka 49, a umieszczona w sasiediztwie katody 42, przy czym przedzial katodowy jest równiez ograniczony przez dwie kationitowe memlbrany. W zmontowanym ogniwie kationitowe menibrany sa podtrzymywane we wlasciwym polozeniu przez u- szczelki znajdujace sde po olbydwu stronach kaz¬ dej memlbrany. Dla przejrzystosci rysunku, na fig. 6 nie przedstawiono plyt koncowych ogniwa, któ¬ re rzecz jasna tworza czesc ogniwa, jak równiez pominieto sruby mocujace elektrody i uszczelki, w uszczelniony przeciw przeciekom zespól. Ogniwo zawiera równiez nie przedstawione rozgalezniki, z których doprowadzany jest elektrolit do wzdluz¬ nego przedzialu ogniwa, którego czesc tworzy o- twór 51 w katodzie 42 i stad przez kanal 66 w sciance uszczelki 45 do przedzialu anodowego o- gniwa. Produkty eelktrolizy dochodza do tych roz¬ galezników z przedzialów anodowych ogniwa przez kanal 67 w sciance uszczelki 45 i przez przedzial wzdluzny ogniwa, którego czesc tworzy otwór 54 w katodzie 42. Podobnie, ogniwo zawiera rozga¬ lezniki równiez nie pokazane, z których plyn, to jest woda jest doprowadzana do wzdluznego prze¬ dzialu ogniwa, którego czelsc tworzy otwór 53 w katodzie 42, a stad przez kanal (nie pokazany) w sciance uszczelki 49 do przedzialu katodowego o- gndwa. Do rozgalezników tych produkty elektrolizy moga byc odprowadzane z przedzialów katodowych ogniwa przez kanal 70 w sciance uszczelki 49 oraz przez wzdluzny przedzial ogniwa, którego czesc 'tworzy otwór 52 w katodzie 42.Zastrzezenia patentowe ii. Elektrolizer o charakterze prasy filtracyjnej, zawierajacy wiele metalowych plyt anodowych i metalowych plyit katodowych ustawionych naprze¬ miennie, hydraulicznie nieprzepuszczalna kationito¬ wa memlbrane i uszczelnienie ramowe z elektrycz¬ nie izolujacego materialu umieszczone pomiedzy kazda sasiadujaca ze soba plyta anodowa i plyta katodowa, tworzace w ogniwie wiele oddzielnych przedzialów anodowych i katodowych, przy czym plyty anodowe, plyty katodowe i uszczelki maja po cztery otwory, które razem tworza w ogniwie cztery oddzielne wzdluzne przedzialy ogniwa, z któ¬ rych wodne roztwory doprowadzane sa odpowie¬ dnio do przedzialów anodowych i katodowych o- gniwa i przez które produkty elektrolizy sa usu¬ wane z przedzialów anodowych i katodowych o- gniwa, znamienny tym, ze w obrejbie i wokól ob¬ wodów przynajmniej niektórych otworów (51, 52, 53, 54) w metalowych plytach "anodowych (46) i plytach katodowych (42), znajduja sie czlony ra¬ mowe (60, 61, 68) wykonane z elektrycznie izolu¬ jacego materialu. i2. Elektrolizer, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kazda plyta anodowa (46) i kazda plyta kato¬ dowa (42) ma cztery otwory, a w kazdym otworze umieszczany jest czlon ramowy (60, 61, 68) z izo¬ lujacego elektrycznie materialu. 3. Elektrolizer, wediug zastrz. 1, znamienny tym, ze dwa otwory w kazdej z plyt anodowych <46), które w elektrolizerze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, które lacza sie z anodowymi przedzialami ogniwa, maja czlony ramowe (60, 61, 68), z elektrycznie izolujacego materialu, a dwa otwory w kazdej z plyt katodowych (42), które w 10 15 20 25 30 35 40 48 50 55 60136 450 13 14 elektrolizerze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, kitóre lacza sie z katodowymi przedziala¬ mi ogniwa, maja czlony ramowe (60, €1, 68) z elektrycznie izolujacego materialu. 4. Elektrolizer, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 5 ze dwa otwory w kazdej z ,plyt anodowych (46), które w elektrolizerze tworza czesc wzdluznych przedzialów ogniwa, które nie lacza sie z anodo¬ wymi przedzialami oginiwa, zawieraja czlony ra¬ mowe (60, 61, 68) z elektrycznie izolujacego mate- 10 rialu, a dwa otwory w plytach katodowych (42), które w elekitroiizeirze tworza czesc wzdluznych przedzialów oginiwa, które nie lacza sie z katodo¬ wymi przedzialami ogniwa, zawieraja czlony ramo¬ we (60, 61, 68), z elektrycznie izolujacego mate- ** rialu. 6. Elektrolizer wedlug zastrz. 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, ze czlony ramowe (60, 61, 68) z elektrycznie izolujacego materialu sa elastyczne. 6. Elektrolizer wedlug zastrz. 5, znamienny tym, * ze cztery otwory (57, 58, 59, czwarty mie przedsta¬ wiony) w uszczelce (43), które w elektrolizerze two¬ rza czesc wzdluznego przedzialu ogniwa, sa roz¬ mieszczone parami po przeciwnych stronach cen¬ tralnego otworu (56) uszczelki. 23 7. Elektrolizer, wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze uszczelka (43) jest elastyczna. 8. Elektrolizer, wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze czlony ramowe (60, 61, 68), wystaja z powierz¬ chni uszczelki (43, 47) i stanowia z nia jednolita konstrukcje. ¦9. Elektrolizer, wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze czlony ramowe (60, 61, 68) wystajace z powierz¬ chni uszczelki (43, 47) maja grufoosc przynajmniej równa grubosci tej czesci plyty anodowej (46) al¬ bo plyty, katodowej (42), w której te czlony ramo¬ we sa umieszczone.SL0. Elektrolizer, wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze grubosc czlonów ramowych (60, 61, 68), wysta¬ jacych z powierzchni uszczelki (43, 47), jest mniej¬ sza niz grubosc tej czesci plyty anodowej (46) lub plyty katodowej (42), w której umieszczone sa czlony ramowe, a ponadto uszczelki (43, 47) umieszczone sa po przeciwnych stronach plyty ano¬ dowej (46) lufo plyty katodowej (42), tak ze czlony ramowe (60, 61, 68) sa odpowiednio rozmieszczone na powierzchniach obydwu uszczelek (43, 47) i wspólpracuja wzajemnie ze soba w otworach (51, 52, 53, 54) plyty anodowej (46) lufo plyty katodo¬ wej (42).136 450 ) Fig.6. & ós? óy DN-3, zam. 142/86 Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL PL