PL81356B1 - - Google Patents

Description

Elektrolizer Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer z zespolem anodowym szczególnie do elektrolizy wodnych roztworów halogenków metali alkalicznych, zawierajacy diafragme lub przepone.Znane sa elektrolizery z diafragma lub przepona, w których dna anodowe maja zespól anodowy z grafitu, przy czym dolne czesci tych anod sa otoczone oslona olowiana i utrzymywane sa w stalej pozycji. Anody te sa zasilane w prad od zasilacza z pretami miedziowymi zamocowanymi takze w oslonie miedziowej. Zespól anod z grafitu jest umieszczony w zbiorniku z betonu lub poliestru, na którym spoczywa zespól katodowy. Aby zabezpieczyc ochrone dna anodowego i uszczelnienie przed przenikaniem bardzo korodujacej solanki zalewa sie czesci dolne anod i olów warstwa asfaltu o grubosci wystarczajacej dla pokrycia anod grafitowych w olowiu.Zespól katodowy zawiera zestaw styków katodowych z blachy lub siatki pokrytych diafragma lub przepona i jest ustawiony na podstawie betonowej.Uzywanie anod grafitowych jest niedogodne gdyz zuzywaja sie ich czesci, które narazone sa na zmiany napiecia i na zmiany odleglosci wzgledem katod i powoduja zatykanie sie diafragmy lub przepony czasteczkami porywanego grafitu. Wydajnosc calkowita komory przez to jest zmniejszona a anody maja ograniczona zywotnosc.Anody grafitowe zostaly zastapione anodami metalowymi pokrytymi powloka z drogiego materialu które w zestawie poddaje sie aktywacyjnej obróbce. Te anody maja te zalete, ze odznaczaja sie duza odpornoscia na korozje i sa odporne na dzialanie cieczy anodowej. Sa one trwale w calej rozciaglosci i nie sa klopotliwe w stosunku tak jak anody grafitowe a trwalosc ich w czasie poprawiaja diafragmy lub membrany polozone na katodach.Anody te moga byc udoskonalone i uproszczone w wykonaniu tylko dna. W Istocie pominiecie grafitu - pozwala na przejscie na materialy takie jak olów, asfalt maja dla funkcji ustalania i laczenia elektrycznego anody grafitowej i zabezpieczenie oslone te zalete, ze nie ulegaja korozji podczas dzialania elektrolizera. grafitu pozwala na przejscie na materialy takie jak olów, asfalt które maja dla funkcji ustalania i laczenia elektrycznego anody grafitowej i zabezpieczenia oslona te zalete, ze Rózne mozliwosci wykonania anody sa opisane ponizej.Ogólnie biorac anody wykonuje sie bezposrednio z rozdzielaczami pradowymi w postaci równoleglych szyn z miedzi, aluminium lub innego metalu o dobrej przewodnosci elektrycznej, którfi sa odlewane, spawane lub lutowane wewnatrz oslony wykonanej z tytanu lub podobnego metalu.POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA URZAD PATENTOWY PRL OPIS PATENTOWY Patent dodatkowy do patentu Zgloszono: 21.09.1970 (P. 143335) Pierwszenstwo: 22.09.1969 Francja Zgloszenie ogloszono: 10.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 20.01.1976 i2 81356 Na kazdym przewodzie elementarnym tak wykonanym o wymiarze dopasowanym do tamtych komór zamocowuje sie nastepnie pewna liczbe anod odpowiadajacych liczbie rozdzielaczy w komorze. To zamocowanie moze byc wykonane przez proste spawanie do przewodu lub przede wszystkim do zeber tgo przewodu i laczone srubami anodowymi do tych zeber. Przewody sa umieszczone poziomo i równolegle i maja zebro do drugiego zbiornika do elektrolizy. Anody sa rozlozone równolegle miedzy nimi w pozycji prostopadlej. Przewody elementarne przechodza przez scianke zbiornika i sa zgrupowane i polaczone z zródlem doplywu pradu.Wedlug innego wykonania anody umocowuje sie na elenencie z tytanu w ksztalcie koryta lub miseczki za pomoca sruby z tytanu przechodzacej przez anode. Anody zamocowane na lapach moga byc odpowiednio przyspawane do podstawy elementu w ksztalcie koryta. Na tej podstawie w ksztalcie koryta z zebrami równoleglymi sa zamocowane anody. Element w ksztalcie koryta z cienkiej blachy tytanowej lub metalu o podobnych wlasnosciach pokrywa cala powierzchnie zbiornika i jest zamocowany za pomoca dostepnych srodków do wzglednie grubej podstawy z miedzi albo aluminium która gra role doprowadzenia i rozsylu pradu.Ta podstawa powinna byc utworzona przez tylko jedna plyte lub przez szyny równolegle odpowiednio do polozenia anod. \|/ koncu wykonane jest laczenie srubami anod na plytach tytanowych w ksztalcie L. Teplyty zamocowane sa tik samo wykonane na bazie tytanu i przechodza pod spodem w kierunku pionowym do plyt w ksztalcie L. Plvjty w ksztalcie L z miedzi sluza do doprowadzania pradu.Wszystkie tl wykonania poprzednie precyzuja zastosowanie powloki z tytanu lub podobnego metalu na •p-lyctelOb^fflyhie doprowadzajacej prad wykonanej z miedz; lub aluminium z koniecznoscia uzycia tej powloki jako elementu przewodzacego prad miedzy plyte lub szyne a anodami. Tewszystkie wykonania wnosza postep techniczny ale maja szereg niedogodnosci które wynalazek usuwa.Elektrolizer wedlug wynalazku zdiafragma lub przepona do elektrolizy roztworów wodnych metali alkalicznych zawiera zestaw anodowy, który stanowi plyta wsporcza sluzaca do doprowadzania Dradu, pokryta zwnetrznie cienka warstwa z metalu iub stopu odpornego chemicznie na czynnik anodowy i szereg anod metalowych zamocowanych na plycie wsporczej za pomoca srub. Istota zestawu anodowego polega na tym, ze kolki lub sruby mocujace anody sa wszczepione w plyte wsporcza do doprowadzania pradu a anody sa polaczone miedzy soba w ich górnej czesci za pomoca lacznika. Plyta nosna sluzaca doprowadzania pradu jest z miedzi, aluminium lub z calkiem innego metalu lub stopu o dobrej przewodnosci pradu. Okladzina zewnetrzna tej plyty nosnej, sruby nakretki mocujace anody wykonane z metalu lub stopu takiego jak tytan, tantal lub podobne metalu lub ich stopy wytwarjane na wplywy chemiczne czynnika anodowego. Anody wykonane sa z metalu wytrzymalego na korozje takiego jak tytan, tantal lub metale analogiczne lub ich stopy i pokryte sa droga oslona metalowa na bazie platyny poddana obróbce aktywacyjnej. Teanody przedstawiaja duza odpornosc na dzialanie anolitu i dobra stabilnosc wymiarowa w czasie. Sruby sa zamocowane w plycie wsporczej przy uzyciu oslony, w których sa mocno zamocowane za pomoca spawania i sluza w ich czesci widocznej elementów do mocowania anod za pomoca nakretek. Te sruby sluza do doprowadzania pradu elektrycznego i pozwalaja go pobierac prosto na plyte wsporcza pradu przeznaczonego do anod. Anody moga byc ustawione na kolnierzach lub na plycie z otworem do srub. Te kolnierze lub ta plyta sa umieszczone na oslonie plyty nosnej. Oslona zewnetrzna plyty nosnej zapewnia ochrone chemiczna tej plyty w osrodku anodowym. Szczelnosc oslona-sruba jest zrealizowana przez spawanie. Pobór bezposredni pradu przez iruby ustalajace anody w plycie nosnej sluzacej do doprowadzania pradu pozwala zapobiec dotyczczas wystepujacym trudnosciom.W istocie poprzedniej dylatacja miedzy plyta nosna sluzaca do doprowadzenia pradu i oslona pociaga za soba ryzyko zlego kontaktu elektrycznego miedzy plyta i podpórka. To moze spowodowac zgubny spadek napiecia, który nie jest mozliwy do skonstruowania. Pobór bezposredni pradu na plyte nosna przez sruby realizowany wedlug wynalazku, eliminuje cale to ryzyko poniewaz ogranicza spadek napiecia miedzy plyta pobierajaca prad i podstawa anody przykladajac równomierny moment dokrecania nakretki srub mocujacych anody.Wedlug cech charakterystycznych urzadzenia wedlug wynalazku anody po ulozeniu w miejscu katod sa polaczone miedzy soba czesciami górnymi za pomoca lacznika. Ten ostatni mocuje sie w odpowiednim polozeniu do anod. Moze on miec ksztalt rózny i moze on byc wykonany z materialu róznego, takiego jak metal i stop, tworzy sztuczne materialy ceramiczne i tym podobne. Korzystny szczególnie do realizacji tego urzadzenia bywa element przewodu elektrycznego chemicznie obojetny do sposobu ulepszenia regularnosci i rozdzielenia elektrycznosci do zestawu anodowego i kasowania nierównomiernego obciazenia elektrycznego mogacego zjawic sie niespostrzezenie miedzy róznymi anodami. Pobór bezposredni pradu na plyte nosna i lacznik laczacy anody w ich czesciach górnych stanowia osobne wazne ulepszenia i ich laczne wykorzystanie pociaga najwieksza skutecznosc przez co ulepszenia te sa korzystne i godne realizacji.Wynalazek jest lepiej wyjasniony przy pomocy rysunku, na którym fig. 1 przedstawia plyte nosna z jej oslona i srubami oraz z zamocowanymi elektrodami — w widoku i w przekroju, fig. 2 — odmiane wykonania plyty nosnej, wedlug fig. 1 fig. 3 komora elektrolizera z katodami umieszczonymi na spodzie anodowym.81356 3 Na fig. 1 2 plyta nosna 1 sluzy do rozdzialu pradu i jest zasilana przez doprowadzenie pradu anodowego przewodem 2 zespawanym z plyta 1. Plyta 1 jest ma nagwintowane otwory w którym sa zamocowane sruby 4 zaopatrzone w podkladki 9. Koszulka 3 czesci górnej plyty 1 jest najkorzystniej przyspawana do koszulki dolnej czesci plyty 1. Sruby 4 z podkladkami 9 umieszczone w w otworach i sluza do mocowania anod do plyty 1.Podkladki 9 sa umieszczone na oslonie 3. Obrzeze podkladki 9 jest spawane do oslony 3.W przypadku fig. 1 spoiwo 5 jest zebrane aby powierzchnia byla gladka miedzy podkladka 9 i oslona 3 i zeby mozna bylo dobrze mocowac podstawe anod 7. Wszystkie sruby 4 sa w wymaganej pozycji przyspawane.Anody 7 przede wszystkim z otworami o srednicy srub 4 sa ustalane na srubach 4 za pomoca nakretek 6 wykonanych z materialu o tych samych wlasnosciach co sruby 4 i oslona 3. Plyty lub podkladki 8, sa z metalu albo stopu nieulegajacych korozji a podkladki 6 nie maja bezposredniego kontaktu z podstawa 7.Na fig. 3 dno anodowe jak to opisane powyzej umieszczone jest w zbiorniku komory 10 z betonu lub poliestru. W przypadku gdy zbiornik wykonany jest z betonu stosuje sie izolacje 11 z poliestru, która zabezpiecza zestaw anodowy od obwodu plyty nosnej 1 i jej oslona 3 i oslania w ten sposób zestaw anodowy przed korozja cieczy anodowej. Katoda 14 jest ustawiona w miejscu, ona zawiera caly uklad elementów 15 z tkaniny metalowej albo z perforowanej blachy, na którym jest ustawiona diafragma lub przepona. Na wierzcholku anod 7 wykonane sa otwory laczace sie miedzy soba za pomoca trzpienia zaworowego 12 zaopatrzonego w nakretki ikontrnakretki. ¦» Elektrolizer z diafragma lub membramy wedlug wynalazku ma wiele zalet. Pozwala osiagnac duza wydajnosc mniejsza wage wazna dla zestawu anodowego, który wykonany jest bez uzycia olowiu i grafitu, zabezpiecza plyte nosna przed doplywem pradu, osiaga odpornosc na dzialanie korodujace cieczy anodowej pomija stosowanie asfaltu. Anody metalowe zamontowane wedlug wynalazku sa latwe w demontazu i moga przez to byc regenerowane bardzo latwo po zuzyciu. Nie jest niezbedne demontowac calego zestawu jesli jedna anoda musi byc zastapiona.Dno anodowe tak otrzymane jest wykonane raz na zawsze, a rózne dwa anodowe klasyczne z anodami grafitowymi trzeba czesto naprawiac lub wymieniac. PL PL PL PL PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektrolizer do elektrolizy roztworów wodnych halogenków metali alkalicznych zawierajacy szereg ka¬ tod i anod tworzacych zestaw anodowy utworzony z plyty nosnej sluzacej do doprowadzania pradu, pokrytej zewnetrznie cienka warstwa metalu lub stopu metalowego odpornego chemicznie w osrodku cieczy anodowej i z szeregu anod metalowych, zamocowanych na plycie nosnej przy pomocy srub, znamienny tym, ze sru¬ by (4) zestawu anodowego do mocowania anod (7) sa zamieszczone w plycie nosnej (1) do doprowadzenia pradu a anody sa polaczone miedzy soba górnymi czesciami za pomoca lacznika (12) w postaci nagwintowanego preta (12).

2. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plyta nosna (1) sluzaca do doprowadzania pradu jest z miedzi, aluminium lub innego metalu lub stopu metalu o dobrej przewodnosci pradowej.

3. Elektrolizer wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze warstwa zewnetrzna (3) tej plyty nosnej (1), sruby (4) do mocowania anod (7), nakretki (6) srub (4) mocujacych anody sa wykonane z metalu lub stopu odpornego chemicznie w osrodku cieczy anodowej takiego jak tytan, tantal lub metale ano logiczne lub ich stopy.

4. Elektrolizer wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze lacznik (12) laczacy anody z ich górna czescia jest utworzony z materialu przewodzacego elektrycznosc i wytrzymalego na korozje osrodka.

5. Elektrolizer wedlug zastrz. 1-4 znamienny tym, ze elektrody metaliczne wykonane na arkuszu lub na plytce z metalu odpornego na korozje takiego jak tytan, tantal, lub metale podobne lub ich stopy pokryte warstwa metalu na bazie metali szlachetnych z grupy platyny poddanego nastepnie obróbce aktywacyjnej.

6. Elektrolizer wedlug zastrz. 1-5, znamiennny tym, ze nakretki do mocowania anod (7) na srubach (4) wytwarzaja moment dokrecajacy jednolity i sa zastosowane do redukcji do minimum spadku napiecia miedzy plyta doprowadzajaca (1) prad i podstawa anody (7).81356 net 7 \ '„ TPZZ ^s v \' \ \ \ \ \ \ \ N/ i NC\\\\\ \\ \ \» M%rm "{"(rOa \ X \\\\ \\\\ \\ \ \ \,V\ \ \\ ^ N \ \/\ - v\\\\V SSS)l I?2l2/llL*I !// lrr*s Y s *r?s *ss lj..; PL PL PL PL PL