PL163341B1 - Elektrolizer do wytwarzania chloru z solanek - Google Patents

Abstract

Elektrolizer do wytwarzania chloru z solanek, składający się z korpusu przykrytego pokrywą, z katody i anody oraz przegrody, znamienny tym, że zachowana jest wolna przestrzeń pomiędzy krawędzią (6) przegrody (5) a dnem (7) elektrolizera (1), przy czym dolna część (8) przegrody (5) wykonana jest z materiału porowatego, górna część (9) tej przegrody z materiału litego, a dolna krawędź (10) górnej części (9) przegrody (5) usytuowana jest poniżej poziomu czynnego roztworu elektrolitu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer do wytwarzania chloru z solanek o dużym stężeniu związków wapnia i magnezu.

Elektroliza chlorków alkalicznych w celu otrzymania chloru i wodorotlenku alkalicznego prowadzona jest przy użyciu elektrolizerów przystosowanych do metod rtęciowej, mambramowej i przeponowej.

Znane są na przykład elektrolizery przeponowe i dzwonowe, gdzie rozdział produktrów katodowych i anodowych osiąga się za pomocą przepon lub przegród, które umieszcza się pomiędzy anodą a kotodą. Przepona ma za zadanie przeciwdziałać mechanicznemu mieszaniu się katolitu z anolitem, będąc jedocześnie przepuszczalną dla jonów. Ponadto musi odznaczać się zdolnością przepuszczania elektrolitu z określoną szybkością i zapewnić swobodny przepływ prądu między elektrodami. Filtracyjny charakter pracy przeponowy powoduje, że solanka zasilająca powinna być oczyszczona z jonów wapnia i magnezu. Pierwiastki te w procesie elektolizy odkładają się na przeponie w postaci wodorotlenków powodując zmianę jej właściwości fizykochemicznych, co obrazuje się między innymi wzrostem wskaźników prądowych elektrolizera takich jak napięcie zaciskowe i zużycie jednostkowe energii elektrycznej. Łączne stężeme jon^ów wapma ⁱ ma^gnezu w solance me powinno by^ć w^yższe n^iż 3 m^g/dm³.

W elektrolizerach przeponowych stosuje się powszechnie przepony azbestowe, których żywotność uzależniona jest od stopnia czystości solanki i wynosi średnio kilka miesięcy. Mniejsze wymagania odnośnie stężenia jonów wapnia i magnezu w solance poddawanej elektrolizie stawia elektrolizer dzwonowy. Pomimo swoich zalet wynikających z możliwości stosowania solanek o wielokrotnie wyższych stężeniach jonów wapnia i magnezu niż w przypadku metody przeponowej, elektrolizer ten nie znalazł szerszego zastosowania w praktyce. Wynika to z właściwości konstrukcyjnych elektrolizera, które powodują, że wskaźniki prądowe procesu elektrolizy dla tego elektrolizera są wielokrotnie wyższe niż w przypadku elektrolizera przeponowego o tej samej zdolności produkcyjnej. Bezpośrednią przyczyną tego zjawiska jest fakt, że nieprzepuszczalna dla elektrolitu i nieprzewodząca prądu przegroda powoduje wzrost odległości międzyelektrodowych, a w konsekwencji znaczne straty napięcia na przezwyciężenie oporu elektrolitu.

Niekorzystną cechą tego rozwiązania jest nierównomierny rozkład gęstości prądu na elektrodach, co powoduje ich przyspieszone zużywanie się.

Elektrolizy tego typu chraktyryzują się małą zdolnością produkcyjną w stosunku do zajmowanej powierzchni.

Celem wynalazku jest uniknięcie wyżej wymienionych niedogodności poprzez opracowanie konstrukcji elektrolizera pozwalającego prowadzić proces elektrolizy solanki o dużych stężeniach związków wapnia i magnezu bez zaburzeń w toku pracy, przy wskaźnikach prądowych procesu elektrolizy porównywalnych ze wskaźnikami osiągniętymi na przykład w metodzie przeponowej.

163 341

Istotą wynalazku jest wyposażenie elektrolizera w przegrodę rozdzielającą przestrzeń katodową i anodową z zachowaniem wolnej przerwy pomiędzy dolną jej krawędzią, a dnem elektrolizera, składającą się z połączonych ze sobą dwóch części górnej i dolnej, przy czym dolna część spełniająca rolę mechanicznej przegody uniemożliwiającej konwekcyjne mieszanie się dwóch cieczy i nieutrudniającej jednocześnie przewodzenie prądu wykonana jest z materiału porowatego, a część górna wykonana jest z materiału zapewniającego właściwy rozdział produktów gazowych w pełni izolującej różnoimienne komory elektrodowe, zaś dolna krawędź górnej części przegrody usytuowana jest poniżej poziomu czynnego roztworu elektrolitu.

Elektrolizer według wynalazku przedstawiony jest na rysunku schematycznym.

Elektrolizer składa się z korpusu 1 przykrytego pokrywą 2 wyposażonego w katodę 3 i anodę 4 oraz przegrodę 5 rozdzielającą przestrzeń pomiędzy jej dolną krawędzią 6, a dnem 7 elektrolizera 1 przy czym dolna część 8 przegrody wykonana jest z materiału porowatego, a górna część 9 tej przegrody z materiału litego, zaś dolna krawędź 10 górnej części 9 przegrody 5 sięga poniżej poziomu czynnego roztworu elektrolitu. Zasada działania elektrolizera według wynalazku charakteruzuje się rozdzieleniem w trakcie elektrolizy toru prądowego 11 od masowego 12. Tor prądowy 11 biegnie od anody do katody przez dolną półprzepuszczalną część przegrody, natomiast tor masowy 12 biegnie od anody wzdłuż pionowej powierzchni przegrody do katody. Taki przebieg toru prądowego zapewnia równomierny rozkład gęstości prądu na elektrodach. Wskutek swobodnego przepływu solanki pod dolną krawędzią przegrody nie zachodzi zjawisko odfiltrowywania się osadów wodorotlenków wapnia i magnezu na przegrodzie, co pozwala utrzymać stałe napięcie zaciskowe, przez cały czas pracy elektrolizera.

163 341

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Elektrolizer do wytwarzania chloru z solanek, składający się z korpusu przykrytego pokrywą, z katody i anody oraz przegrody, znamienny tym, że zachowana jest wolna przestrzeń pomiędzy krawędzią (6) przegrody (5) a dnem (7) elektrolizera (1), przy czym dolna część (8) przegrody (5) wykonana jest z materiału porowatego, górna część (9) tej przegrody z materiału litego, a dolna krawędź (10) górnej części (9) przegrody (5) usytuowana jest poniżej poziomu czynnego roztworu elektrolitu.