PL90034B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL90034B1
PL90034B1 PL1974172880A PL17288074A PL90034B1 PL 90034 B1 PL90034 B1 PL 90034B1 PL 1974172880 A PL1974172880 A PL 1974172880A PL 17288074 A PL17288074 A PL 17288074A PL 90034 B1 PL90034 B1 PL 90034B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cathode
anode
chamber
buffer
compartment
Prior art date
Application number
PL1974172880A
Other languages
Polish (pl)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL90034B1 publication Critical patent/PL90034B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218Synthetic macromolecular compounds
    • C08J5/2231Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C08J5/2237Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions involving unsaturated carbon-to-carbon bonds containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

1468942 Electrolytic diaphragm cells HOOKER CHEMICALS & PLASTICS CORP 15 July 1974 [19 July 1973 15 Aug 1973] 31179/74 Heading C7B An electrolytic cell, for electrolyzing aqueous solutions of alkali metal halides e.g. NaCl to produce alkali metal hydroxides and halogen e.g. NaOH and Cl 2 , of HCl to produce H 2 and Cl 2 , of ammonium sulphate to produce persulphate and of borax to produce perborates, comprises a housing 1, an anode compartment 3 and a cathode compartment 7 containing anode 5 and cathode 9 and at least one buffer compartment 11 therebetween, at least the anode compartment and the adjacent buffer compartment being separated from each other by a permselective barrier 13, impervious to liquids and gases and comprising a hydrolyzed copolymer of a perfluorinated hydrocarbon, e.g. tetrafluoroethylene or hexafluoropropylene, and a fluorosulphonated perfluorovinyl ether, e.g. FSO 2 CF 2 CF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF = CF 2 (as disclosed in Specification 1431733), in which some of the sulphonic acid groups may be replaced or modified, or sulphostyrenated perfluorinated ethylene propylene polymer. All compartments may be separated by the barrier. When at least two buffer compartments are used Figs. 2, 3 (not shown) at least the anode compartment and the adjacent buffer compartment are separated from each other by the permselective barrier and at least the cathode compartment and its adjacent buffer compartment may be separated by a porous diaphragm e.g. of asbestos or polypropylene. Dilute NaOH solution removed for example from the buffer compartment(s) may be introduced into the cathode compartment. The anode may be of RuO 2 coated Ti and the cathode may be of steel.

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer posiadajacy korpus zawierajacy komore anodowa, w której znajduje sie anoda oddzielona od komory katodowej, w której znajduje sie katoda.Znane sa elektrolizery posiadajace komore anodowa i katodowa, które sa rozdzielone diafragma przepusz¬ czajaca ciecze, taka jak diafragma azbestowa. Elektrolizery te stosuje sie do wytwarzania licznych, handlowych srodków chemicznych na drodze elektrolizy róznych roztworów elektrolitów. Na przyklad chlor i sode kaustyczna wytwarza sie na skale przemyslowa metoda elektrolizy roztworów chlorku sodowego.W wyniku elektrolizy przeprowadzanej w elektrolizerach dotychczas stosowanych otrzymuje sie jednak wzglednie rozcienczony wodorotlenek sodowy z uwagi na zdolnosc przepuszczania cieczy przez diafragme, co umozliwia takze przechodzenie róznych zanieczyszczen, takich jak chlorek sodowy, chloran sodowy, zelazo, itp.W celu uzyskania produktu nadajacego sie do zastosowan przemyslowych, uzyskany wodorotlenek sodowy otrzymuje sie na drodze odparowania i oczyszczania. Ponadto, w takich elektrolizerach wystepuje znaczna migracja wsteczna jonów hydroksylowych z komory katodowej do anodowej co przejawia sie wytwarzaniem podchlorynów, które sa utleniane do chloranów, a w,konsekwencji zmniejszaniem wydajnosci chloru i dalszym zanieczyszczeniem wodorotlenku sodowego. Ponadto, zaleznie od pochodzenia chlorku sodowego stosowanego do przygotowania roztworu elektrolitu, czesto trzeba stosowac uklady oczyszczania w celu usuniecia jonów, takich jak jony wapniowe, które moga zapychac przepuszczalne dla plynu diafragmy.W celu wyeliminowania wyzej wymienionych wad elektrolizerów przeponowych przeprowadzono próby z zastapieniem przepuszczajacej plyn diafragmy azbestowej selektywnie przepuszczajacymi przeponami jonowy¬ miennymi. W teorii, zastosowanie przepon umozliwiloby na przyklad, przejscie tylko jonów sodowych z komory anodowej do katodowej, co wyeliminowaloby problemy zanieczyszczania wodorotlenku sodowego w komorze katodowej i chroniloby przed migracja wsteczna jonów hydroksylowych do komory anodowej. W tym celu proponowano zastosowanie róznych zywic, takich jak kationity typu „Amcerlitu", sulfonowe kapolimery styrenu i dwuwinylobenzenu, itp. Proponowane, selektywnie przepuszczajace przepony jonowymienne sa jednak w praktyce nietrwale w roztworach lugów i/lub mocnych kwasów stosowanych w elektrolizerach w temperatu¬ rach powyzej 70°C, a zatem okres ich zywotnosci jest wzglednie krótki. Ponadto stwierdzono, ze ze zwieksze2 90034 niem stezenia sody kaustycznej w cieczy katodowej, np. do okolo 200 g/litr, czesto zmniejsza sie selektywnosc przepuszczania jonów i chemiczne dostosowanie przepony, spadek napiecia na przeponie staje sie zbyt duzy i zmniejsza sie wydajnosc sody kaustycznej w procesie elektrolizy. W wielu przypadkach stosowane zywice sa wzglednie drogie, a zatem koszt wytwarzania przepon jest za wysoki. Próby usuniecia tych wad poprzez zastosowanie jednej lub wiecej komór buforowych pomiedzy komora anodowa i katodowa elektrolizera nie rozwiazaly tego problemu. Do przemyslowej produkcji róznych srodków chemicznych, takich jak chlor i soda kaustyczna, nie stosuje sie obecnie powazniejszego wykorzystania przepon tego typu. Dlatego tez celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego elektrolizera nadajacego sie do elektrolizy solanek halogenków metali alkalicznych z selektywnie przepuszczajacymi jony przegrodami.Elektrolizery stosowane do elektrolizy solanek halogenków metali alkalicznych posiadaja korpus, komore anodowa zawierajaca anode, komore katodowa zawierajaca katode i co najmniej jedna lub wiecej komór buforowych pomiedzy komora anodowa i komora katodowa.Elektrolizer wedlug wynalazku zbudowany jest tak, ze komory te oddzielone sa od siebie przegroda w zajadzie nieprzepuszczalna dla cieczy i gazów, a zbudowana ze zhydrolizowanego kopolimeru perfluorowanego weglowodoru, sulfanowanego eteru perfluorowinylowego lub polimeru sulfostyrenoperfluoroetylenopropylenow- ego, przy czym przynajmniej komora katodowa i nastepna przylegla komora buforowa oddzielone sa od siebie porowata diafragma. Stwierdzono, ze przy zastosowaniu elektrolizerów tego typu mozna wytwarzac roztwory wodorotlenku metali alkalicznych o duzym stezeniu i znacznie mniejszych zanieczyszczeniach z maksymalna sprawnoscia elektryczna.Jako selektywnie przepuszczalne przegrody wedlug wynalazku stosuje sie hydrolizujacy kopolimer tetrafluoroetylenu i fluorosulfonowany eter perfluorowizylowy o wzorze FS02CF2CF2OCO/CF3CF2 =CF2, o ciezarze równowaznikowym okolo 900—1200, przy czym przegrody osadzone sa na siatce materialu nosnego, takiego jak politetrafluoroetylen lub wlókna azbestowe. Korzystnie kopolimery mozna dodatkowo zmodyfiko¬ wac w celu zwiekszenia ich aktywnosci np. przez obróbke powierzchni, modyfikacje grup sulfonowych lub w podobny sposób.Elektrolizer wedlug tego wynalazku sklada sie z korpusu lub pojemnika z materialu, który jako taki lub odpowiednio pokryty nie przewodzi pradu elektrycznego i jest odporny na temperatury pracy elektrolizera i znajdujace sie w nim substancje, takie jak chlor, wodorotlenek sodowy, kwas solny itp. Przykladami takich materialów sa rózne polimery, takie jak polichlorek winylu, odporny na dzialanie wysokich temperatur, twarda guma, zywice poliestrowe kwasu chlorendowego, itp. Mozna tez stosowac materialy, takie jak beton, cement, itp.W przypadku zastosowania tych ostatnich materialów, wewnetrzna powierzchnia elektrolizera powinna byc pokryta substancja odporna na kwas solny, chlor, sode kaustyczna lub podobne substancje, z którymi powierzchnia ta sie styka. Ponadto, korpus elektrolizera mozna wykonywac z metalu takiego jak stal, tytan, itp., o ile narazone powierzchnie pokryte sa materialem antykorozyjnym i izolacja elektryczna.Elektrody do omawianego elektrolizera mozna wykonywac z dowolnego materialu przewodzacego, odpornego na korozyjne dzialanie róznych reagentów i produktów pracy elektrolizera, z którymi moga sie stykac, takich jak wodorotlenek metalu alkalicznego, kwas solny i chlor. Katody wytwarza sie zazwyczaj z grafitu, zelaza, stali itp., korzystnie ze stali. W przypadku stosowania anod metalicznych buduje b e je zazwyczaj ztzw. „metalu zaworowego", to jest tytanu, tantalu lub niobu, jak równiez ich stopów, w których metal zaworowy stanowi co najmniej okolo 90% stopu. Powierzchnie metalu zaworoweno mozna aktywowac przez pokrycie jedna lub kilkoma warstwami metali szlachetnych, tlenkami metali szlachetnych, mieszaninami czystych tlenków, metali szlachetnych lub z tlenkami innych metali. Jako metale szlachetne stosuje sie ruten, rod, pallad, iryd i platyne. Szczególnie dobrym metalem anodowym jest tytan pokryty na powierzchni mieszanina tlenków tytanu i tlenku rutenu, jak to opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3632498.Ponadto metalem zaworowym mozna platerowac rdzen z metali o wiekszej przewodnosci elektrycznej takiego jak glin, miedz itp.Kop~ms elektrolizera sklada sie z co najmniej jednego zestawu komór zbudowanych z komory anodowej zawierajacej anode, komory katodowej zawierajacej katode i co najmniej jednej komory buforowej pomiedzy ta komora katodowa i anodowa. Zaleznie od rozmiaru elektrolizera sklada sie on zazwyczaj z wielu takich zestawów, np. 20 do 30 lub wiecej. Komory te oddzielone sa od siebie przegroda lub przepona nie przepuszczajaca w zasadzie plynów lub gazów, zbudowana glównie ze zhydrolizowanego kopolimeru perfluoro¬ wanego weglowodoru i fluorosulfonowanego eteru perfluorowinylowego. Jako perfluorowany weglowodór stosuje sie tetrofluoroetylen, chociaz mozna tez stosowac inne perfluorowane nasycone i nienasycone weglowo¬ dory 2—5 atomach wegla, a zwlaszcza weglowodory monoolefinowe o 2—4 atomach wegla, korzystnie 2—3 atomach wegla, takie jak tetrafluoroetylen i heksafluoropropylen.90034 3 Najkorzystniej stosuje sie sulfonowany eter perfluorowinylowy o wzorze FS02CF2CF2OCF/CF2/ CF2OCF = CF2. Taki material nazwany perfluoro [2-(2-fluorosulfonyloeteksy)propylowinyloeterem], okreslony tu jako PSEPVE, mozna modyfikowac zmieniajac czlon perfluorosulfonyloetoksylowy na odpowiedni czlon propoksylowy oraz grupe propylowa na etylowa lub butylowa, lacznie z przegrupowaniem polozenia podstawni¬ ków sulfonylowych przy tych grupach i stosujac izomery grup perfluoro/nizszych/alkilowych. Najkorzystniej jednak stosuje sie PSEPVE.Sposób wytwarzania hydrolizujacego kopolimeru opisano w przykladzie XVII opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3382875 i alternatywna metode podano w kanadyjskim opisie patentowym nr 849670, w którym równiez opisano zastosowanie gotowej przepony w ogniwach scharakteryzowanych jako ogniwa elektrochemiczne. Kopolimer ten mozna otrzymac na drodze reakcji PSEPVE lub równowaznej substancji z tetrafluoroetylenem lub równowazna substancja w odpowiednim stosunku w wodzie w podwyszonej tempera¬ turze i pod zwiekszonym cisnieniem. Nastepnie mieszanine reakcyjna miesza sie i chlodzi. Rozdziela sie na nizsza warstwe perfluoroeteru i górna warstwe wodna, w której zdyspergowany jest pozadany polimer. Ciezar czasteczkowy jest nieokreslony lecz ciezar równowaznikowy wynosi okolo 900—1000, korzystnie 1100—1400, a zawartosc PSEPVE lub odpowiedniego zwiazku wynosi okolo 10—30%, korzystnie 15—20%, zwlaszcza okolo 17%. Niezhydrolizowany kopolimer mozna prasowac w wysokiej temperaturze i pod zwiekszonym cisnieniem ma arkusze lub przepony o grubosci od 0,2 do 0,5 mm. Nastepnie hydrol izuje sie boczne grupy -S02F do grupy —S03 F w tym celu dziala sie 10% kwasem siarkowym albo stosuje sie metody podane w wymienionych opisach patentowych. Obecnosc grup -S03H mozna sprawdzic przez miareczkowanie sposobem opisanym w kanadyjskim opisie patentowym. Dodatkowe szczególy podano w kanadyjskim opisie patentowym nr 752427 i opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Pólnocnej nr 3041317.Stwierdzono, ze hydrolizie kopolimeru towarzyszy jego wzrastanie dlatego korzystnie przepone z kopoli¬ meru po hydrolizie umieszcza sie na siatce lub innym nosniku, który utrzymuje ja w elektrolizerzc Przepone mozna zamocowac lub zacementowac aby nie bylo zgiec. Najlepiej jest przylaczyc przepone przed hydroliza do podkladu tetrafluoroetylenowego lub innych odpowiednich wlókien, tzn. wtedy gdy jest jeszcze termoplasty¬ czna.Cienka warstwa kopolimeru w postaci filnu pokrywa kazde wlókno i przenika do przestrzeni pomiedzy wlóknami. Nastepnie film rozrzedza sie troche tam gdzie przykrywa wlókna.Przegroda elektrolizera wedlug wynalazku jest znacznie lepsza od dotychczas stosowanych. Jest trwalsza '*' podwyzszonych temperaturach. Moze pracowac znacznie dluzej w roztworze elektrolitu i srodowiska zracych produktów, nie kruszeje pod wplywem chloru w wysokiej temperaturze w elektrolizerzc Biorac pod uwage oszczednosc czasu i mniejsze koszty wytwarzania, przegrody takie sa bardziej oplacalne. Dopuszczalny jest spadek napiecia na przegrodach i nie jest on tak duzy, jak przy.uzyciu wielu innych materialów, gdy stezenie lugu w komorze katodowej wzrasta do powyzej okolo 200 g/litr. Selektywnosc przegrody i jej przystosowanie do roztworu elektrolitu nie pogarsza sie ze wzrostem stezenia jonów hydroksylowych w cieczy katodowej, jak to obserwuje sie w przypadku innych materialów. Ponadto, sprawnosc wytwarzania lugu w trakcie elektrolizy nie zmniejsza sie tak znacznie, jak przy uzyciu innych przepon, gdy wzrasta stezenie jonów hydroksylowych w cieczy katodowej.Do wytwarzania przegród korzystnie stosuje sie kopolimery o ciezarze równowaznikowym 900—1600, korzystnie 1100—1400, jednakze niektóre przegrody z zywicy moga miec ciezar równowaznikowy 500—4000.Korzystne jest stosowanie polimerów o srednim ciezarze równowaznikowym, gdyz maja one zadowalajaca wytrzymalosc i trwalosc, umozliwia to bardziej selektywna wymiane jonowa oraz zmniejsza opory wewnetrzne.Powierzchnie omawianych wyzej kopolimerów mozna poddawac chemicznej obróbce np. przez modyfika¬ cje grup -SCJ3H. Grupy sulfonowe mozna, na przyklad zmodyfikowac lub wymienic czesciowo na inne grupy.Takie zmiany mozna wprowadzic w trakcie lub po wytworzeniu przegrody. Glebokosc chemicznej obróbki powierzchni gotowej przegrody wynosi zazwyczaj 0,001—0,01 mm. Wydajnosc lugu w procesach wedlug wynalazku moze przy uzyciu takich zmodyfikowanych przepon wzrosnac okolo 3—20%, czesciej 5—15%.Stwierdzono, ze oprócz omówionych powyzej kopolimerów wraz z ich zmodyfikowanymi odmianami, przegrody z materialu innego typu sa równiez lepsze od dotychczas zastosowanych w omawianych procesach.Chociaz okazuje sie, ze polimery tetrofluoroetylenowe (TFE), sulfonowane i podstawione styrenem nie sa uzyteczne do wytwarzania selektywnie przepuszczajacych kationy przegród zadowalajaco pracujacych w proce¬ sach elektrolitycznych, to ustalono, ze przegrody mozna wytwarzac z perfluorowanego etyleno-propylenu (FEP), sulfonowanego i podstawionego styrenem. Sulfostyrenowane polimery FEP sa odporne na utwardzanie i inne uszkodzenia w procesie elektrolizy.W celu wytworzenia przegród z suIfostyrenowanego polimeru FEP, podstawia sie styrenem typowy polimer4 90 034 i FEP, np. produkcji E.I.D. Pont de hemeurs and Co.r oraz sulfonuje sie taki styrenowany polimer. Przygotowuje sie roztwór styrenu w chlorku metylenu o stezeniu okolo 10—20% i zanurza sie w nim arkusz polimeru FEP o grubosci okolo 0,02—0,5 mm, korzystnie 0,05—0,15 mm. Po wyjeciu z roztworu napromieniowuje sie lampa cobalt60. Natezenie napromieniowywania wynosi okolo 8000 radów/godzine, a calkowita dawka okolo 0,9 megaradów. Polimer plucze sie woda i przeprowadza sie monosulfonowanie pierscieni fenylowych grup styrenowych polimeru, najlepiej w pozycji pora. W tym celu dziala sie kwasem chlorosulfonowym, dymiacym kwasem siarkowym lub trójtlenkiem siarki, korzystnie kwasem chlorosulfonowym w chloroformie przy czym sulfonowanie przebiega do konca w ciagu okolo 0,5 godziny.Przyklad przegród wytwarzanych opisanym sposobem stanowia produkty RAI Research Corporation, Hauppauge, New York oznaczane symbolem 18STI2S i 16ST13S. Pierwszy zawiera 18% styrenu i 2/3 grup fenylowych monosulfonowanych, a drugi ma 16% styrenu i 13/16 grup fenylowych monosulfonowanych. W celu uzyskania 18% styrenu stosuje sie 17,5% roztwór styrenu w chlorku metylenu, a w celu uzyskania 16% styrenu stosuje sie 16% roztwór styrenu w chlorku metylenu. Produkty te sa porównywalne z uprzednio opisanymi kopolimerami i daja spadek napiecia okolo 0,2 V przy gestosci pradu welektrolizerze 2 A/cal kwadratowy, tj\ taki sam jak te kopolimery.Przegrody te stosuje sie korzystnie w postaci cienkiej warstwy, jako takie lub po osadzeniu na obojetnym nosniku lub podlozu, takie jak tkanina politetrafluoroetylenowa, wlókna szklane itp_ Grubosc przegrody na nosniku moze zmieniac sie znacznie, a zazwyczaj wynosi okolo 0,75—0,38 milimetrów. Przegroda ma dowolny ksztalt zalezny od budowy elektrolizera. Jak stwierdzono powyzej, kopolimer wytwarza sie poczatkowo w postaci niekwasowej, to jest w formie fluorku sulfonylu. W takiej postaci jest on wzglednie miekki i daje sie zginac oraz ogrzewac liniowo lub doczolowo dajac spawy tak mocne jak sam material przegrody.W zwiazku z tym korzystne jest ksztaltowanie i formowanie takiej przegrody w postaci niekwasowej.Po uformowaniu odpowiedniego ksztaltu przegrody poddaje sie ja kondycjonowaniu przez hydrolize grup fluorku sulfonylu do grup wolnego kwasu sulfonowego lub sulfonianu metalu alkalicznego i w tym celu ogrzewa sie w temperaturze wrzenia w wodzie lub roztworze lugu, takiego jak wodorotlenek sodowy lub potasowy.Proces kondycjonowania mozna przeprowadzac przed umieszczeniem przegrody w elektrolizerze albo w elektroli- zerze po zamocowaniu. Podczas ogrzewania /v wodzie wciagu 16 godzin w temperaturze wrzenia material pecznieje zazwyczaj w kazdym kierunku o okolo 2%, to jest lacznie okolo 25%. Pod wplywem solanki pecznienie zmniejsza sie do okolo 22%, co daje w efekcie sumaryczne rozrzedzenie przepony w trakcie uzycia.Stwierdzono, ze w pewnych przypadkach korzystniejsze jest zastosowanie dwóch lub wiecej takich przegród niz tylko jednej przegrody. Gdyz np. w elektrolizerze do produkcji chloru i lugu prowadzi w niektórych przypadkach do zwiekszenia wydajnosci lugu, a zwlaszcza podczas pracy przy stezeniach lugu w cieczy katodowej powyzej okolo 200 g/litr.W elektrolizerach wedlug wynalazku, w których znajduje sie jedna lub wiecej komór buforowych, pomiedzy komora anodowa i katodowa, wzrost wydajnosci lugu moze nie byc wystarczajaco duzy, aby uzasadniac przyrost kosztu materialu wielowarstwowej przegrody. Komora anodowa kazdego zestawu lub jednostki ma wlot do wprowadzenia roztworu elektrolitu do komory, takiego jak wodny roztwór halogenku metalu alkalicznego oraz wylot gazowych produktów reakcji, takich jak chlor. Komora katodowa kazdego zestawu lub jednostki ma wylot cieklych produktów reakcji, takich jak wodne roztwory wodorotlenku metalu alkalicznego oraz wylot gazowych produktów ubocznych, takich jak wodór. Ewentualnie w komorze katodowej moze byc równiez wlot roztworu elektrolitu, takiego jak woda, rozcienczone roztwory wodorotlenku metalu alkalicznego itp. Ponadto, kazda z komór buforowych pomiedzy komora anodowa i katodowa ma wlot roztworów elektrolitów, takich jak woda i ewentualnie wylot dla cieklych produktów reakcji, takich jak rozcienczone roztwory wodorotlenku metalu alkalicznego. Korzystnie wloty substancji cieklych i wyloty produktów gazowych usytuowane sa we wszystkich komorach w górnej czesci komór, a wyloty substancji cieklych w nizszej czesci komór. Mozna tez stosowac inne polozenia.Powtarzalne zestawy lub jednostki komór anodowych, buforowych i katodowych mozna rozmiescic welektrolizerze wedlug wynalazku w dowolny, dogodny sposób. Najlepsze jest rozmieszczenie welektrolizerze typu tzw. „prasy filtracyjnej". W takim ukladzie, anody, katody i przegrody osadza sie w odpowiednich podstawach lub szkieletach zaopatrzonych w odpowiednie uszczelki i tak sie rozmieszcza aby pomiedzy elementami powstaly pozadane przestrzenie tworzace komory anodowe, buforowe i katodowe. Takie podstawy maja wymagane, opisane wloty i wyloty oraz sa zabezpieczone ciaglymi pasami lub innymi znanymi srodkami.Typowy uklad prasy filtracyjnej wskazano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2282058.Przeznaczony do elektrolizy roztwór dysocjujacego zwiazku doprowadza sie do komory anodowej elektrolizeru. Przykladami róznych roztworów dysocjujacych zwiazków, które mozna elektrolizowac i wytwarza-90034 5 nych produktów sa wodne roztwory halogenków metali alkalicznych, z których otrzymuje sie wodorotlenki metali alkalicznych i chlorowiec, wodne roztwory kwasu solnego, z którego otrzymuje sie wodór i chlor, wodne roztwory siarczanu amonowego, z którego otrzymuje sie nadsiarczany, wodne roztwory boraksu, z którego otrzymuje sie nadborany itp. Najlepszymi cieczami anodowymi sposród wymienionych roztworów sa wodne roztwory halogenków metali alkalicznych, a zwlaszcza chlorku sodowego oraz wodne roztwory kwasu solnego.Ewentualnie do kazdej komory srodkowej lub buforowej doprowadza sie wode i z kazdej z tych komór odprowadza sie rozcienczony roztwór wodorotlenku sodowego. Stezenie tych roztworów jest na ogól zmienne, ' a najbardziej rozcienczone przechodza do komory anodowej z komory najblizszej. Typowa dla tych roztworów zawartosc wodorotlenku sodowego wynosi okolo 50-200 g/litr. W celu utworzenia cieczy katodowej do komory katodowej wprowadza sie jeden lub wiecej rozcienczonych roztworów z lub bez dodatkowej ilosci wody.Roztwory te mozna laczyc lub wprowadzac oddzielnie do komory katodowej. Najkorzystniej wprowadza sie rozcienczone roztwory wodorotlenku sodowego z kazdej komory buforowej jako co najmniej czesc surowca do nastepnej z kolei buforowej komory i w koncu do komory katodowej. Z komory katodowej uzyskuje sie bardziej stezony roztwór wodorotlenku sodowego o stezeniu okolo 150—250 g/litr, a typowa zawartosc wodorotlenku sodowego wynosi okolo 160 g/litr. Ponadto, z komory anodowej i katodowej otrzymuje sie produkty gazowe, to jest odpowiednio chlor i wodór.Ewentualnie do obu komór srodkowych lub buforowych ido komory katodowej doprowadza sie wode, z kazdej komory buforowej odprowadza sie strumien rozcienczonego wodorotlenku sodowego i z komory katodowej strumien produktu, to jest bardziej stezony roztwór wodorotlenku sodowego. Ilosc rozcienczonego roztworu sody kaustycznej odbieranego z komory katodowej moze sie zmieniac zaleznie od poszczególnych wymagan dla kazdego typu roztworu. Podczas typowej pracy, z komór buforowych odbiera sie okolo 50% wodorotlenku sodowego w postaci rozcienczonych roztworów, a ilosc stezonego roztworu sody kaustycznej odbieranego z komory katodowej moze zmieniac sie zaleznie od poszczególnych wymagan dla kazdego typu roztworu. Podczas typowej pracy, elektrolizera okolo 50% wodorotlenku sodowego odbiera sie jako rozcien¬ czone roztwory z komór buforowych, a drugie 50% otrzymuje sie jako bardziej stezony roztwór z komory katodowej. Stezenie rozcienczonych roztworów sody kaustycznej jest na ogól takie jak wskazane powyzej.Stezenie bardziej stezonego roztworu lugu z komory katodowej wynosi zazwyczaj okolo 200—420 g/litr a typowe wynosi okolo 280 g/litr.W typowym procesie z wykorzystaniem chlorku sodowego jako surowca wprowadzanego do komory anodowej, roztwór zawiera okolo 250 do 325 g/litr chlorku sodowego, a najkorzystniej okolo 320 g/litr.Podawany surowiec ma zazwyczaj wartosc pH w zakresie okolo 1,0—10,0, korzystnie okolo 3,5. Pozadane wartosci pH w komorze anodowej mozna utrzymywac dodajac do cieczy anodowej kwasu, korzystnie kwasu solnego. Wyczerpany roztwór cieczy anodowej, usuwanej z komory anodowej zawiera na ogól okolo 200—295 g/litr chlorku sodowego, korzystnie okolo 250 g/litr.Do trójkomorowego elektrolizera, to jest elektrolizera posiadajacego jedna lub wiecej powtarzalnych jednostek skladajacych sie z komory anodowej i katodowej rozdzielonych jedna komora srodkowa lub buforowa, wode wprowadza sie do komory srodkowej i buforowej i odbiera sie z niej rozcienczony roztwór wodorotlenku sodowego. Roztwór ten zawiera zazwyczaj okolo 50-200 g/litr wodorotlenku sodowego, a jego typowa zawartosc wynosi okolo 100 g/litr. Najdogodniej wprowadza sie rozcienczony roztwór wodorotlenku sodowego do komory katodowej z lub bez dodawania wody do cieczy katodowej. Z komory katodowej otrzymuje sie bardziej stezony roztwór wodorotlenku sodowego o stezeniu okolo 150—250 g/litr, a jego typowe stezenie wynosi okolo 160 g/litr, z komory anodowej i katodowej otrzymuje sie równiez dodatkowe produkty gazowe, to jest odpowiednio chlor i wodór.Ewentualnie wode doprowadza sie do komory srodkowej lub buforowej jak ido komory katodowej, a z komory buforowej odbiera sie strumien rozcienczonego wodorotlenku sodowego, natomiast z komory katodowej odbiera sie strumien produktu, to jest bardziej stezony roztwór wodorotlenku sodowego. Podczas pracy tym sposobem mozna zmieniac ilosc rozcienczonego roztworu lub sody kaustycznej odbieranego z komory buforowej oraz ilosc stezonego roztworu sody kaustycznej odbieranego z komory katodowej, zaleznie od poszczególnych wymagan dla tego typu roztworu. Podczas typowej pracy okolo 50% wodorotlenku sodowego oblicza sie jako rozcienczony roztwór z komory buforowej i drugie 50% odbiera sie z komory katodowej w postaci bardziej stezonego roztworu. Stezenie rozcienczonego roztworu sody kaustycznej wynosi zazwyczaj okolo 50-200 g/litr, zwlaszcza okolo 100 g/litr. Podobnie stezenie bardziej stezonego roztworu sody kaustycz¬ nej z komory katodowej wynosi na ogól okolo 220—420 g/litr, zwlaszcza okolo 280 g/litr.Elektrochemiczny rozklad w elektrolizerze wedlug wynalazku prowadzi sie zazwyczaj pod napieciem okolo 3,4-4,8 V, korzystnie okolo 4,2 V. Szczególnie korzystnie jest zastosowanie gestosci pradu okolo6 90 034 2 A/cml kwadratowy. Elektrolizer moze pracowac w temperaturze okolo 90—105°C, korzystnie w temperaturze okolo 95°C. Stwierdzono, ze wydajnosc otrzymywania chloru lub sprawnosc anody wynosi co najmniej okolo 90% i wydajnosc sody kaustycznej lub sprawnosc katody co najmniej 85%. Ponadto, otrzymywany z komory katodowej stezony roztwór sody kaustycznej odznacza sie duza czystoscia, co najmniej zblizona, jesli nie równa „stopniowi czystosci Rayena" dla sody kaustycznej. Czystosc wodorotlenku sodowego jest zazwyczaj tak duza, ze nie zawiera on w zasadzie chloranu sodowego, a zawartosc chlorku sodowego jest ponizej 1 g/litr.W przypadku prowadzenia procesu elektrolizy w elektrolizerach skladajacych sie z sekcji lub powtarzal¬ nych jednostek zawierajacych dwie lub wiecej komór buforowych, przebieg pracy jest podobny do uprzednio opisanego. I tak, wode mozna doprowadzic do wszystkich komór buforowych i do komory katodowej, czesc wytworzonego wodorotlenku sodowego mozna odbierac z kazdej komory buforowej w postaci rozcienczonego roztworu wodorotlenku sodowego i z komory katodowej jako bardziej stezony roztwór wodorotlenku sodowego.Najkorzystniej, rozcienczone roztwory wodorotlenku sodowego odprowadza sie z kazdej komory buforowej jako co najmniej czesc surowca do nastepnej z kolei komory buforowej i w koncu do komory katodowej. W ten sposób z komory katodowej odbiera sie strumien stezonego wodorotlenku sodowego o duzej czystosci.Jak to powyzej wskazano, oprócz elektrolizy roztworów chlorku sodowego z wytwarzaniem chloru i sody kaustycznej, korzystnie welektrolizerze wedlug tego wynalazku przeprowadza sie elektrolize roztworów kwasu solnego do chloru i wodoru. W takim procesie, jako roztwór anodowy wprowadza sie do komory anodowej wodny roztwór kwasu solnego o zawartosci chlorowodoru okolo 10—20% wagowych, korzystnie okolo 15—25% wagowych. Zalecana zawartosc chlorowodoru w takich roztworach zasilajacych wynosi okolo 1—10% wagowych, zwlaszcza okolo 1—5% wagowych. Chociaz roztwory podawane do komory anodowej, buforowej i katodowej nie sa zanieczyszczone jonami w wielu przypadkach stwierdzono, ze pozadane jest dodanie do cieczy anodowej chlorków metalu alkalicznego, takich jak chlorek sodowy w celu zmniejszenia korozji, zwlaszcza przy zastosowa¬ niu stali lub podobnie korodujacej katody W takich przypadkach do cieczy anodowej dodaje sie zazwyczaj okolo 12—25% wagowych chlorku sodowego. Elektrolizer wedlug wynalazku przedstawiono w przykladzie wykonania na rysunkach.Na fig. 1 przedstawiono schemat elektrolizera z trzema komorami, na fig.2— schemat elektrolizera z czterema komorami wedlug wynalazku, na fig. 3 — schemat zmodyfikowanego elektrolizera przedstawionego na fig. 1 oraz na fig. 4 — schemat zmodyfikowanego elektrolizera z fig. 2.Na fig. 1 przedstawiono schemat elektrolizera o trzech komorach. Korpus 1 sklada sie z komory anodowej 3, komory katodowej 7 i komory buforowej 11 oddzielajacej komore anodowa i katodowa. Anoda 5 i katoda 9 znajduja sie odpowiednio w komorze anodowej i katodowej. Przegrody lub przepony 13 i 15 tworza komore buforowa 11 i oddzielaja ja odpowiednio od komory anodowej 3 i komory katodowej 7. Przegrody sa zbudowane z uwodnionej kationowymiennej zywicy pokrytej cienka warstwa fluorowanego kopolimeru z bocznymi grupami sulfonowymi.W komorze anodowej 3 znajduje sie wlot 17, przez który wprowadza sie roztwór elektrolitu, taki jak solanka chlorku sodowego. W tej komorze znajduje sie równiez wylot 18, przez który odprowadza sie z komory anodowej wyczerpany roztwór elektrolitu. Ponadto, komora anodowa zaopatrzona jest w wylot gazu 21, przez który usuwa sie z komory gazowe produkty elektrolizy, takie jak chlor. Chociaz wlot roztworu elektrolitu i wylot gazu wskazano w górnej czesci komory anodowej, a wylot roztworu elektrolitu w dolnej czesci, mozna ewentualnie stosowac inne rozmieszczenia wlotów i wylotów.Podobnie, komora buforowa 11 ma wlot 23 i wylot 27. Gdy elektrolizer wykorzystuje sie do elektrolizy solanki chlorku sodowego z wytworzeniem chloru i sody kaustycznej, to wlotem 23 do komory buforowej wprowadza sie wode, a wylotem 27 odprowadza sie rozcienczony roztwór wodorotlenku sodowego. Ponadto, w komorze katodowej 7 znajduje sie wlot 29 i wylot 25, przez które w procesie elektrolizy solanki chlorku sodowego odpowiednio wprowadza sie wode lub rozcienczone roztwory sody kaustycznej i odbiera sie stezony roztwór sody kaustycznej o duzej czystosci jako produkt procesu. W komorze katodowej moze tez sie dodatkowo znajdowac wylot gazowych produktów ubocznych (nie pokazany), takich jak wodór. Tak jak w przypadku wlotów i wylotów komory anodowej, wloty i wyloty komory buforowej i katodowej moga byc umieszczone inaczej niz odpowiednio w górnej i dolnej czesci komór, jak to wskazano na fig. 1.Na fig. 2 wskazano schemat zmodyfikowanego elektrolizera z fig. 1. Elektrolizer ma wiecej niz jedna komore buforowa pomiedzy komora anodowa i katodowa. Jak pokazano na rysunku, korpus 2 sklada sie z komory anodowej 4 i komory katodowej 8, które oddzielaja dwie komory posrednie lub buforowe 12 i 14.Anoda 6 i katoda 10 znajduja sie odpowiednio w komorze anodowej 41 i w komorze katodowej 8. Szereg przegród i przepon 16, 18 i 20 tworzy komory buforowe 12 i 14 oraz oddziela je od komory anodowej i katodowej. Wszystkie te przegrody stworzone sa z opisanej powyzej cienkiej warstwy fluorowanego kopolimeru z bocznymi grupami sulfonowymi.90 034 7 W komorze anodowej znajduje sie wlot 22 i wylot 24 do wprowadzania i usuwania roztworu elektrolitu, takiego jak solanka chlorku sodowego. W tej komorze jest tez dodatkowo wylot 26 usuwania gazowych produktów rozkladu, takich jak chlor. W komorach buforowych 12 i 14 znajduja sie odpowiednie wloty 30 i 32 oraz wyloty 36 i 38. Gdy elektrolizer wykorzystuje sie do elektrolizy solanki chlorku sodowego to wlotami 30 i 32 wprowadza sie zazwyczaj wode, a wylotami 36 i 38 odprowadza sie rozcienczony roztwór sody kaustycznej.W komorze katodowej 8 znajduje sie wlot 40 i wylot 34. Gdy elektrolizuje sie solanke chlorku sodowego to wylotem 34 odbiera sie stezony roztwór sody kaustycznej o duzej czystosci oraz wlotem 40 doprowadza sie wode lub rozcienczony roztwór sody kaustycznej. Tak jak elektrolizer z fig. 1 i tu komore katodowa mozna zaopatrzyc w wylot gazowych produktów rozkladu (nie pokazany na rysunku). Podobnie jak w przypadku elektrolizera z fig. 1, polozenie róznych wlotów i wylotów mozna zmieniac w zaleznosci od konkretnych, wymaganych warunków pracy.Na fig. 3 wskazano schemat zmodyfikowanego elektrolizera wedlug fig. 2 zawierajacego cztery komory buforowe pomiedzy komora anodowa i katodowa. Jak wskazano na rysunku, korpus 1 sklada sie z komory anodowej 3 i komory katodowej 13. Komory te oddzielaja cztery komory buforowe 5, 7, 9 i 11. Anoda 15 i katoda 17 znajduja sie odpowiednio w komorze anodowej 3 i komorze katodowej 13. Szereg przegród lub przepon 19, 21, 23, 25 i 27 tworzy komory buforowe i oddziela je od komory anodowej i katodowej. Przegrody 19, 21 i 23 sa przeponami utworzonymi zfilnu fluorowanego kopolimeru z bocznymi grupami sulfonowymi, a,przegrody 25 i 27 sa diafragmami z porowatego azbestu.W komorze anodowej znajduje sie wlot 29 i wylot 31 do wprowadzania i odbierania roztworu elektrolitu, takiego jak solanka chlorku sodowego. Ponadto, w komorze anodowej znajduje sie wylot 33 do odprowadzania gazowych produktów rozkladu, takich jak chlor. Kazda z komór buforowych 5, 7, 9 i 11 zaopatrzona jest odpowiednio we wloty 35, 37, 39 i 41 oraz wyloty 45, 47t 49 i 51. Gdy elektrolizer wykorzystuje sie do elektrolizy solanki chlorku sodowego to zazwyczaj wlotami doprowadza sie wode, a wylotami odprowadza sie rozcienczony roztwór sody kaustycznej. W komorze katodowej 12 znajduje sie wlot 43 i wylot 53. Podczas elektrolizy solanki chlorku sodowego wylotem 53 odbiera sie stezony roztwór sody kaustycznej o duzej czystosci oraz wlotem 43 doprowadza sie wode lub rozcienczony roztwór sody kaustycznej. Podobnie jak w przypadku elektrolizera przedstawionego na rysunku fig. 1, w komorze katodowej moze tez znajdowac sie wylot (nie pokazany na rysunku) do odprowadzania gazowych produktów rozkladu, takich jak wodór. Ponadto, tak jak w przypadku elektrolizera przedstawionego na rysunku fig. 2 polozenia róznych wlotów i wylotów mozna zmieniac w zaleznosci od konkretnych, wymaganych warunków pracy.Przyklad I. Trójkomorowy, laboratoryjny elektrolizer poddaje sie natezeniu 120 A, gestosci pradu anodowego 2 A/cal kwadratowy i napiecia 4,1 V. Elektrolizer ma metaliczna anode z tytanu pokrytego dwutlenkiem rutenu i dwie kationowymienne przegrody, jedna po kazdej stronie, oddzielajace komore posrednia lub buforowa od komory anodowej i katodowej. Przegrode tworzy cienka warstwa w postaci filmu o grubosci .4 miiicentymetra wytworzona ze zhydrolizowanego kopolimeru tetrofluoroetylenowego i sulfonowanego eteru perfluorowinylowego o ciezarze równowaznikowym okolo 1180, otrzymanego wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3282875. Przez komore anodowa cyrkuluje sie solanke zawierajaca 320 g/litr chlorku sodowego, a do komory buforowej i katodowej dodaje sie wody. Do cieczy anodowej dodaje sie kwasu solnego w celu utrzymania wartosci pH okolo 4,8. Ciecz wyplywajaca z komory buforowej zawiera okolo 116 g/litr wodorotlenku sodowego, a z komory katodowej — okolo 384 g/litr wodorotlenku sodowego. Po zmieszaniu tych dwóch wyplywajacych strumieni otrzymuje sie roztwór zawierajacy okolo 197 g/litr wodoro¬ tlenku sodowego, w zasadzie bez chloranu sodowego i zawierajacy ponizej 1 g/litr chlorku sodowego. Wciagu 18.5 godzin pracy wydajnosc lugu lub sprawnosc pradu katodowego wynosi okolo 85,7%, a wydajnosc chloru lub sprawnosc pradu anodowego wynosi okolo 97%.Przyklad II. Przemyslowy, trójkomorowy elektrolizer typu opisanego w przykladzie I poddaje sie w temperaturze okolo 96°C, natezeniu 130 kA, gestosci pradu anodowego 2 A/cal kwadratowy, napiecia 4,1 V.Wodny roztwór solanki zawierajacy okolo 320 g/litr chlorku sodowego doprowadza sie do komory anodowej.Roztwór anodowy odbierany z komory anodowej ma wartosc pH okolo 3,5 i zawiera okolo 250 g/litr chlorku sodowego. W celu utrzymania wartosci pH cieczy anodowej okolo 3,5 dodaje sie kwasu solnego. Do komory buforowej doprowadza sie wode i odbiera sie z niej roztwór zawierajacy okolo 110 g/litr wodorotlenku sodowego. Ten roztwór wprowadza sie do komory katodowej i otrzymuje sie ciecz katodowa zawierajaca okolo 100 g/litr wodorotlenku sodowego, 0,5 g/litr chlorku sodowego i niewykrywalne ilosci (ponizej 0,1 g/litr) chloranu sodowego. W trakcie pracy sprawnosc pradu katodowego wynosi 85% a sprawnosc pradu anodowego wynosi 96%.Przyklad III. Trójkomorowy elektrolizer opisany w przykladzie II poddaje sie, w temperaturze8 90034 okolo 94°C, natezeniu 130 kA, gestosci pradu anodowego 2,0 A/cal kwadratowy i napiecia 4,2 V. Do komory anodowej doprowadza sie wodna solanke zawierajaca okolo 320 g/litr chlorku sodowego oraz odbiera sie z tej komory roztwór o wartosci pH okolo 4,0 i zawartosci okolo 250 g/litr chlorku sodowego. W celu utrzymania wartosci pH cieczy anodowej okolo 4,0 dodaje sie do niej kwasu solnego. Do komory buforowej i katodowej doprowadza sie wode. Z komory buforowej odbiera sie roztwór o malym stezeniu, to jest okolo 100 g/litr wodorotlenku sodowego, a z komory katodowej otrzymuje sie stezony roztwór lugu zawierajacy okolo 280 g/litr wodorotlenku sodowego. W elektroIizerze wytwarza sie okolo 2,2 ton/dzien wodorotlenku sodowego w postaci slabego roztworu lugu oraz okolo 2,4 ton/dzien wodorotlenku sodowego w postaci stezonego roztworu lugu. Sprawnosc pradu katodowego wynosi 86% i sprawnosc pradu anodowego wynosi 96%.Przyklad IV. Przygotowuje sie czterokomorowy laboratoryjny elektrolizer skladajacy sie z komory anodowej i katodowej oddzielonych dwoma komorami buforowymi. Komore anodowa wykonuje sie z poliestru kwasu chlorendowego sprzedawanego,na rynku pod nazwa HetronR. Dwie komory buforowe wykonuje sie z polipropylenu i komore katodowa z miekkiej stali. Komore anodowa i pierwsza komore buforowa oraz obie komory buforowe oddzielone sa od siebie przegroda z kationowymiennej przepony. Przepone stanowi cienka warstwa o grubosci 0,254milimetra zhydrolizowanego kopolimeru tetrafluoroetylenu i sulfonowego eteru nadflu- orowinylowego o ciezarze równowaznikowym okolo 1100, otrzymywano wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3282875. Druga komore buforowa i komore katodowa oddziela typowa diafragma azbestowa. Przez komore anodowa cyrkuluje sie solanke zawierajaca okolo 320 g/litr chlorku sodowego. W tej komorze znajduje sie metaliczna anoda z tytanu pokrytego dwutlenkiem rutenu. Do pierwszej komory buforowej doprowadza sie wode. Ciecz wyplywajaca z pierwszej komory buforowej przepompowuje sie do drugiej ko¬ mory buforowej i roztwór z tej komory przeplywa przez porowata diafragme azbestowa do komory kato¬ dowej, zaopatrzonej w stalowa katode. Elektrolizer pracuje przy natezeniu 120A, gestosci pradu anodowe¬ go 2,0 A/cal kwadratowy i napieciu 4,4 V. Stezenie roztworu wodorotlenku sodowego w pierwszej komorze buforowej wynosi 120 g/litr, w drugiej — 187 g/litr a w komorze katodowej 200 g/litr, przy czym ten ostatni roztwór zawiera okolo 0,5 g/litr chlorku sodowego. Podczas pracy w tych warunkach wydajnosc chloru na anodzie wynosi 96% i wydajnosc lugu na katodzie wynosi 93%. Do cieczy anodowej dodaje sie stechiometryczna ilosc kwasu solnego w celu skompensowania róznicy sprawnosci pomiedzy anoda i katoda.Przyklad V. Sposobem opisanym w przykladzie IV prowadzi sie elektrolize elektrolizerem stosowa¬ nym w przykladzie I, pod natezeniem 220 A, gestosci pradu anodowego 2,0 A/cal kwadratowy i napieciu 4,3 V.Roztwór w pierwszej komorze buforowej zawiera 140 g/litr wodorotlenku sodowego, w drugiej komorze buforowej — 220 g/litr oraz roztwór odbierany z komory katodowej zawiera 240 g/litr wodorotlenku sodowego i okolo 2,0 g/litr chlorku sodowego. Wydajnosc chloru anodowego wynosi 96% i wydajnosc lugu na katodzie wynosi 90%.Przyklad VI. Elektrolizer opisany w przykladzie IV modyfikuje sie zastepujac azbestowa diafragme pomiedzy druga komora buforowa i komora katodowa porowata przepona z kwasu nadfluorosulfonowego produkcji du Ponta, znak firmowy ESL323. Elektrolizer pracuje w warunkach podanych w przykladzie L Stezenie lugu w pierwszej komorze buforowej wynosi 100 g/litr, w drugiej komorze buforowej — i 40 g/litr oraz z komory katodowej odbiera sie strumien zawierajacy 213 g/litr wodorotlenku sodowego. Wydajnosc chloru na anodzie wynosi 96% i wydajnosc lugu na katodzie wynosi 94%.Przyklad VII. Elektrolizer opisany w przykladzie IV modyfikuje sie zastepujac porowata diafragme azbestowa porowatym filmem i polipropylenu o nazwie CelgardR. Elektrolizer prowadzi sie sposobem podanym w przykladzie I. Warunki pracy i uzyskane wyniki przedstawiono w tablicy.Pierwsza komora buforowa 110 g/litr 125 g/litr 135 g/litr 150 g/litr Stezen Druga komora buforowa 135 g/litr 159 g/litr 173 g/litr 214 g/litr e wodorotlenku sodowego Komora katodowa 191 g/litr 252 g/litr 244 g/litr 303 g/litr Wydajnosc katody 93% 92% 91% 89%90034 9 PLThe present invention relates to an electrolyser having a body containing an anode chamber containing an anode separated from a cathode chamber containing a cathode. Electrolysers having an anode and cathode chamber separated by a diaphragm permeating liquids, such as an asbestos diaphragm, are known. These electrolysers are used to produce numerous commercial chemicals by electrolysis of various electrolyte solutions. For example, chlorine and caustic soda are produced on an industrial scale by the electrolysis of sodium chloride solutions, but the electrolysis carried out in the electrolysers used so far results in relatively dilute sodium hydroxide due to the ability of the liquid to pass through the diaphragm, which also allows the passage of various pollutants, such as sodium chloride, sodium chlorate, iron, etc. In order to obtain a product suitable for industrial use, the obtained sodium hydroxide is obtained by evaporation and purification. Moreover, in such cells there is a significant back-migration of hydroxyl ions from the cathode to the anode chamber, which is manifested in the production of hypochlorites which are oxidized to chlorates, and consequently a reduction in the yield of chlorine and further contamination of sodium hydroxide. In addition, depending on the origin of the sodium chloride used to prepare the electrolyte solution, it is often necessary to use scrubbing systems to remove ions, such as calcium, which can clog the fluid-permeable diaphragm. In order to overcome the above-mentioned disadvantages of diaphragm cells, tests have been carried out with the substitution of fluid asbestos diaphragms with selectively permeable ion exchange diaphragms. In theory, the use of diaphragms would allow, for example, the passage of only sodium ions from the anode chamber to the cathode chamber, which would eliminate the problems of sodium hydroxide fouling in the cathode chamber and prevent back migration of hydroxyl ions into the anode chamber. For this purpose, it has been proposed to use various resins, such as "Amcerlite" type cation exchangers, sulfonic acid capolymers of styrene and divinylbenzene, etc. The proposed, selectively permeable ion exchange diaphragms, however, are in practice unstable in liquor solutions and / or strong acids used in electrolysers at temperatures above 70 ° C, and therefore their lifetime is relatively short.In addition, it has been found that by increasing the concentration of caustic soda in the cathode fluid, e.g. to about 200 g / liter, the selectivity of ion transmission is often reduced and the chemical adjustment of the diaphragm, the diaphragm voltage becomes too high and the efficiency of caustic soda in the electrolysis process decreases. In many cases, the resins used are relatively expensive and therefore the cost of producing the diaphragms is too high. Attempts to remedy these drawbacks by using one or more buffer chambers between the anode chamber and cathode electrode electrolyser did not solve this problem the production of various chemicals such as chlorine and caustic soda, no more serious use of this type of diaphragm is currently used. It is therefore an object of the present invention to provide an improved electrolyser suitable for the electrolysis of alkali metal halide brines with selective ion permeable septum. The electrolysers used for the electrolysis of alkali metal halide brines have a body, an anode chamber containing an anode, a cathode chamber containing a cathode and at least one or more buffer cells between the anode chamber and the cathode chamber. The cell according to the invention is constructed in such a way that these chambers are separated from each other by a barrier, impermeable to liquids and gases, and made of a hydrolyzed perfluorinated hydrocarbon copolymer, sulphated perfluorvinyl ether or sulfostyrene perfluoroethylene the cathode chamber and the next adjacent buffer chamber are separated from each other by a porous diaphragm. It has been found that with the use of this type of electrolysers it is possible to produce alkali metal hydroxide solutions with a high concentration and much lower impurities with maximum electrical efficiency. As selectively permeable partitions according to the invention, a hydrolyzing tetrafluoroethylene copolymer and a fluorosulfonated perfluorovisyl ether of formula FS3C2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2 an equivalent weight of approximately 900 to 1200, the baffles being mounted on a mesh of a carrier material such as polytetrafluoroethylene or asbestos fibers. Advantageously, the copolymers can be further modified to increase their activity, e.g. by surface treatment, modification of the sulfonate groups or the like. The cell according to this invention consists of a body or container of a material which as such or suitably coated is non-conductive and it is resistant to the operating temperatures of the electrolyser and the substances contained in it, such as chlorine, sodium hydroxide, hydrochloric acid, etc. Examples of such materials are various polymers, such as polyvinyl chloride, resistant to high temperatures, hard rubber, polyester resins of chlorendic acid, etc. It is also possible to use materials such as concrete, cement, etc. If the latter are used, the inner surface of the cell should be coated with a substance resistant to hydrochloric acid, chlorine, caustic or similar substances with which the surface is in contact. In addition, the electrolyser body can be made of metal such as steel, titanium, etc., as long as the exposed surfaces are covered with anti-corrosion material and electrical insulation. Electrodes for the electrolyser in question can be made of any conductive material, resistant to the corrosive action of various reagents and products of the electrolyser. with which they may come into contact, such as alkali metal hydroxide, hydrochloric acid and chlorine. The cathodes are usually made of graphite, iron, steel etc., preferably steel. In the case of using metallic anodes, they are usually built by the so-called "Valve metal", i.e. titanium, tantalum or niobium, as well as their alloys, in which the valve metal constitutes at least about 90% of the alloy. The valve metal surfaces can be activated by coating with one or more layers of noble metals, noble metal oxides, pure mixtures ruthenium, rhodium, palladium, iridium and platinum are used as noble metals. A particularly good anode metal is titanium coated on a surface with a mixture of titanium oxides and ruthenium oxide as described in US Pat. No. 3632498 In addition, the valve metal may be used to clad the core of metals with higher electrical conductivity such as aluminum, copper, etc. The cell ~ ms of the electrolyser consists of at least one set of cells consisting of an anode chamber containing the anode, a cathode chamber containing the cathode and at least one chamber between the cathode and anode chambers, depending on the size e In an electrolyser, it typically comprises a plurality of such kits, e.g., 20 to 30 or more. These chambers are separated from each other by a barrier or diaphragm which is substantially impermeable to fluids or gases, and is mainly composed of a hydrolyzed perfluorinated hydrocarbon copolymer and a fluorosulfonated perfluorvinyl ether. Tetrofluoroethylene is used as perfluorinated hydrocarbon, although other perfluorinated saturated and unsaturated hydrocarbons can be used with 2 to 5 carbon atoms, especially monoolefin hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, preferably 2 to 3 carbon atoms, such as tetrafluoroethylene and hexafluorophthylene. 3 Most preferably a sulphonated perfluorvinyl ether of formula FSO 2 CF 2 CF 2 OCF / CF 2 / CF 2 OCF = CF 2 is used. Such a material called perfluoro [2- (2-fluorosulfonyletxy) propylvinylether], hereinafter referred to as PSEPVE, can be modified by changing the perfluorosulfonylethoxy member to the corresponding propoxy member and the propyl group to ethyl or butyl, including rearrangement of the position of the sulfone substituents. perfluoro / lower / alkyl isomers. Most preferably, however, PSEPVE is used. A method for producing the hydrolyzing copolymer is described in Example 17 of US Patent No. 3,828,875 and an alternative method is given in Canadian Patent No. 849,670, which also describes the use of a readymade diaphragm in cells characterized as electrochemical cells. This copolymer can be obtained by reacting PSEPVE or an equivalent substance with tetrafluoroethylene or an equivalent substance in a suitable ratio in water at elevated temperature and pressure. The reaction mixture is then stirred and cooled. It is separated into a lower perfluoroether layer and an upper aqueous layer in which the desired polymer is dispersed. The molecular weight is indefinite but the equivalent weight is about 900-1000, preferably 1100-1400, and the content of PSEPVE or a suitable compound is about 10-30%, preferably 15-20%, especially about 17%. Unhydrolysed copolymer can be pressed at high temperature and has sheets or diaphragms with a thickness of 0.2 to 0.5 mm under increased pressure. The side -SO2F groups are then hydrolyzed to the -SO3F group, for this purpose, treatment with 10% sulfuric acid is used or the methods described in the patents mentioned are used. The presence of -SO 3 H groups can be checked by titration as described in the Canadian patent specification. Additional details are given in Canadian Patent No. 752,427 and North American Patent No. 3,041,317. It has been found that the hydrolysis of the copolymer is accompanied by its increase, therefore preferably the copolymer diaphragm is placed on a mesh or other carrier after the hydrolysis, which keeps it in the electrolyser. can be fastened or cemented so that there is no bending. It is best to attach the diaphragm to a tetrafluoroethylene backing or other suitable fibers prior to hydrolysis, ie while it is still thermoplastic. A thin layer of copolymer in the form of a filament covers each fiber and penetrates into the space between the fibers. Then the film is thinned where the fibers cover. According to the invention, the cell of the electrolyser is much better than those used so far. It lasts '*' at elevated temperatures. It can work much longer in an electrolyte solution and in a corrosive product environment, does not crumble under the influence of chlorine at high temperature in an electrolyser. Taking into account time savings and lower production costs, such partitions are more cost-effective. The voltage drop across the baffles is acceptable and is not as great as with many other materials when the concentration of the slurry in the cathode chamber increases to above about 200 g / liter. The selectivity of the barrier and its adaptation to the electrolyte solution does not deteriorate with the increase in the concentration of hydroxyl ions in the cathode liquid, as is observed in the case of other materials. Moreover, the slurry production efficiency during electrolysis does not decrease as much as with other diaphragms when the concentration of hydroxyl ions in the cathode fluid increases. Copolymers with an equivalent weight of 900-1600, preferably 1100-1400, but some Resin partitions can have an equivalent weight of 500-4000. It is preferable to use polymers of average equivalent weight, as they have a satisfactory strength and durability, this enables more selective ion exchange and reduces internal resistance. The surfaces of the above-mentioned copolymers can be subjected to e.g. modifications of -SC3H groups. For example, sulfone groups may be modified or partially replaced with other groups. Such changes may be made during or after the fabrication of the barrier. The depth of the chemical treatment of the surface of the finished partition is usually 0.001-0.01 mm. The efficiency of the slurry in the processes according to the invention can be increased by about 3-20%, more often 5-15% with the use of such modified membranes. It has been found that, apart from the copolymers discussed above with their modified variants, partitions made of other types of material are also better than those previously used in Although it appears that sulfonated and styrene-substituted tetrofluoroethylene (TFE) polymers are not useful for the production of cationically permeable baffles that work satisfactorily in electrolytic processes, it has been established that baffles can be made from perfluorylene-ethylene (FEP) , sulfonated and substituted with styrene. Sulfostyrenated FEP polymers are resistant to hardening and other damage in the electrolysis process. In order to produce septum FEP polymers, typical polymer4 90 034 and FEP are substituted with styrene, e.g. from E.I.D. Pont de hemeurs and Co.r and such a styrenated polymer is sulfonated. A solution of styrene in methylene chloride is prepared at a concentration of about 10-20%, and a sheet of FEP polymer about 0.02-0.5 mm, preferably 0.05-0.15 mm thick, is immersed therein. After removal from solution, the cobalt60 lamp is irradiated. The irradiation intensity is approximately 8,000 rads / hour and the total dose is approximately 0.9 megarads. The polymer is rinsed with water and monosulfonation of the phenyl rings of the styrene groups of the polymer is carried out, preferably in the pore position. For this purpose, they are treated with chlorosulfonic acid, fuming sulfuric acid or sulfur trioxide, preferably chlorosulfonic acid in chloroform, the sulfonation being completed in about 0.5 hours. Examples of baffles produced by the described process are products of RAI Research Corporation, Hauppauge, New York, marked symbol 18STI2S and 16ST13S. The first one has 18% styrene and 2/3 monosulfonated phenyl groups and the second one has 16% styrene and 13/16 monosulfonated phenyl groups. A 17.5% styrene in methylene chloride solution was used to obtain 18% styrene, and a 16% styrene in methylene chloride solution was used to obtain 16% styrene. These products are comparable to the previously described copolymers and give a voltage drop of around 0.2 V at a current density of 2 amps / square inch, i.e. the same as these copolymers. These baffles are preferably used as a thin layer, as such or after deposition. on an inert support or substrate, such as polytetrafluoroethylene fabric, glass fibers, etc. The thickness of the partition on the support can vary considerably and is typically around 0.75-0.38 millimeters. The partition has any shape depending on the structure of the electrolyser. As stated above, the copolymer is initially prepared in a non-acid form, i.e. in the form of the sulfonyl fluoride. In this form it is relatively soft and can be bent and heated linearly or butt-to-butt, producing welds as strong as the material of the barrier itself. Therefore, it is advantageous to shape and form such a barrier in a non-acid form. After the appropriate shape of the barrier is formed, it is conditioned by hydrolysis of the sulfonyl fluoride groups to the groups of free sulfonic acid or alkali metal sulfonate and for this purpose heated at boiling point in water or a liquor solution such as sodium or potassium hydroxide. The conditioning process can be carried out before placing the barrier in the electrolyzer or in the electrolyzer after mounting . When heated / in water for 16 hours at the boiling point, the material usually swells by about 2% in all directions, i.e. a total of about 25%. The swelling is reduced to about 22% under the influence of brine, which results in a total dilution of the diaphragm during use. It has been found that in some cases it is preferable to use two or more such partitions than just one partition. For example, in an electrolyser for the production of chlorine and slime, it leads in some cases to an increase in the slurry efficiency, especially when working with concentrations of slurry in the cathode liquid above about 200 g / liter. In the electrolysers according to the invention, in which there are one or more buffer chambers between the anode and cathode chambers, the increase in slurry capacity may not be large enough to justify the increase in cost of the multi-layer barrier material. The anode chamber of each assembly or unit has an inlet for introducing an electrolyte solution into the chamber, such as an aqueous solution of an alkali metal halide, and an outlet for gaseous reaction products such as chlorine. The cathode chamber of each set or unit has an outlet for liquid reaction products such as aqueous alkali metal hydroxide solutions, and an outlet for gaseous by-products such as hydrogen. Optionally, there may also be an inlet of an electrolyte solution such as water, dilute solutions of an alkali metal hydroxide etc. in the cathode chamber. Furthermore, each of the buffer chambers between the anode and cathode chambers has an inlet for electrolyte solutions such as water and possibly an outlet for liquid reaction products such as like dilute solutions of alkali metal hydroxide. Preferably the liquid inlets and gaseous product outlets are located in all chambers in the upper part of the chambers, and the liquid outlets in the lower part of the chambers. Other positions may also be used. The repeating sets or units of the anode, buffer and cathode chambers may be positioned in the electrolyzer according to the invention in any convenient way. The best is the placement of the so-called electrolyzer. In such an arrangement, the anodes, cathodes and partitions are embedded in suitable bases or skeletons provided with appropriate seals and arranged in such a way that the desired spaces are formed between the elements, forming anode, buffer and cathode chambers. Such bases have the required, described inlets. and the outlets and are protected by continuous strips or other known means. A typical filter press arrangement is shown in US Patent No. 2,282,058. The dissociating compound solution to be electrolysis is fed to the anode chamber of the electrolyser. Examples of various dissociating compound solutions that can be produced and produced -90034 5 products are aqueous solutions of alkali metal halides from which alkali metal hydroxides and halogen are obtained, aqueous solutions of hydrochloric acid from which hydrogen and chlorine are obtained, aqueous solutions of ammonium sulphate from which persulfates are obtained, aqueous solutions borax, from which perborates are obtained, etc. The best anode liquids among the solutions mentioned are aqueous solutions of alkali metal halides, especially sodium chloride, and aqueous hydrochloric acid solutions. Alternatively, water is fed to each central or buffer chamber and diluted water is drained from each of these chambers. sodium hydroxide solution. The concentration of these solutions is generally variable, and the most diluted ones go to the anode chamber from the nearest chamber. Typical sodium hydroxide content for these solutions is about 50-200 g / liter. One or more dilute solutions with or without additional water are introduced into the cathode compartment to form the cathode fluid. These solutions may be combined or separately introduced into the cathode compartment. Most preferably, the dilute sodium hydroxide solutions from each buffer chamber are introduced as at least part of the feedstock into the subsequent buffer chamber and finally into the cathode chamber. From the cathode chamber, a more concentrated sodium hydroxide solution is obtained with a concentration of about 150-250 g / liter, and a typical sodium hydroxide content is about 160 g / liter. In addition, gaseous products are obtained from the anode and cathode chambers, i.e. chlorine and hydrogen, respectively. Alternatively, water is supplied to both middle or buffer chambers and to the cathode chamber, a stream of dilute sodium hydroxide is drained from each buffer chamber and a product stream is drained from the cathode chamber, this is there is a more concentrated solution of sodium hydroxide. The amount of dilute caustic soda solution withdrawn from the cathode chamber may vary depending on the particular requirements for each type of solution. In typical operation, approximately 50% sodium hydroxide is withdrawn from the buffer chambers in the form of dilute solutions, and the amount of concentrated caustic soda solution withdrawn from the cathode chamber may vary depending on the particular requirements for each type of solution. In typical operation, about 50% of the sodium hydroxide is received as diluted solutions from the buffer chambers and the other 50% is obtained as the more concentrated solution from the cathode chamber. The concentration of the dilute caustic soda solutions is generally as indicated above. The concentration of the more concentrated cathode bay liquor solution is typically about 200-420 g / liter and typical is about 280 g / liter. In a typical process using sodium chloride as a feedstock for In the anode chamber, the solution contains about 250 to 325 g / L of sodium chloride, and most preferably about 320 g / L. The feedstock will typically have a pH in the range of about 1.0-10.0, preferably about 3.5. The desired pH values in the anode chamber can be maintained by adding acid, preferably hydrochloric acid, to the anode liquid. The exhausted anode liquid solution withdrawn from the anode chamber generally contains about 200-295 g / liter of sodium chloride, preferably about 250 g / liter. For a three-chamber electrolyser, i.e. an electrolyser having one or more repeating units consisting of an anode chamber and a cathode chamber separated one central or buffer chamber, water is introduced into the central and buffer chambers and the dilute sodium hydroxide solution is collected therefrom. This solution usually contains about 50-200 g / L of sodium hydroxide and a typical content of about 100 g / L. Most conveniently, the dilute sodium hydroxide solution is introduced into the cathode compartment with or without adding water to the cathode fluid. A more concentrated sodium hydroxide solution is obtained from the cathode chamber, with a concentration of about 150-250 g / liter, and its typical concentration is about 160 g / liter, additional gaseous products are also obtained from the anode and cathode chambers, i.e. chlorine and hydrogen, respectively. Optionally, water is fed to the central or buffer chamber as to the cathode chamber, and a stream of dilute sodium hydroxide is withdrawn from the buffer chamber, while a product stream, i.e. a more concentrated sodium hydroxide solution, is withdrawn from the cathode chamber. When operating in this way, the amount of dilute solution or caustic soda received from the buffer chamber and the amount of concentrated caustic soda solution received from the cathode chamber can be varied, depending on the particular requirements for this type of solution. In typical operation, approximately 50% of the sodium hydroxide is calculated as the diluted solution in the buffer chamber and the other 50% is withdrawn from the cathode chamber as the more concentrated solution. The concentration of the dilute caustic soda solution is usually about 50-200 g / liter, especially about 100 g / liter. Likewise, the concentration of the more concentrated caustic soda solution from the cathode chamber is generally about 220-420 g / liter, especially about 280 g / liter. Electrochemical decomposition in an electrolyser according to the invention is usually carried out at a voltage of about 3.4-4.8 volts. , preferably around 4.2 V. It is particularly advantageous to use a current density of around 90,034 2 A / square cm. The electrolyser may be operated at a temperature of about 90-105 ° C, preferably at a temperature of about 95 ° C. The chlorine yield or anode efficiency has been found to be at least about 90% and the caustic soda yield or cathode efficiency is at least 85%. In addition, the concentrated caustic soda solution obtained from the cathode chamber is of high purity, at least approximately if not equal to the "Rayen degree of purity" of caustic soda. The purity of sodium hydroxide is usually so high that it is essentially free of sodium chlorate and its content sodium chloride is less than 1 g / liter. If the electrolysis process is carried out in electrolysers consisting of sections or repeating units containing two or more buffer chambers, the workflow is similar to that previously described. Thus, water can be fed to all buffer chambers. and to the cathode chamber, a portion of the sodium hydroxide produced can be withdrawn from each buffer chamber as a dilute sodium hydroxide solution and from the cathode chamber as a more concentrated sodium hydroxide solution. Most preferably, the diluted sodium hydroxide solutions are withdrawn from each buffer chamber as at least part of the raw material to the following next to the buffer chamber and finally to the cathode chamber. In this way, a stream of concentrated sodium hydroxide of high purity is withdrawn from the cathode chamber. As indicated above, in addition to the electrolysis of sodium chloride solutions with the production of chlorine and caustic soda, preferably the electrolyser according to this invention electrolyses hydrochloric acid solutions to chlorine and hydrogen. In such a process, an aqueous solution of hydrochloric acid having a hydrogen chloride content of about 10-20% by weight, preferably about 15-25% by weight, is introduced into the anode chamber as the anode solution. Preferably, the content of hydrogen chloride in such feed solutions is about 1 to 10% by weight, in particular about 1 to 5% by weight. Although the solutions fed to the anode, buffer and cathode chambers are not contaminated with ions, in many cases it has been found desirable to add alkali metal chlorides such as sodium chloride to the anode liquid to reduce corrosion, especially when using steel or a similarly corrosive cathode. In such cases, usually about 12-25% by weight of sodium chloride is added to the anode fluid. The electrolyser according to the invention is shown in an example embodiment in the drawings. Fig. 1 shows a diagram of an electrolyser with three chambers, Fig. 2 is a diagram of an electrolyser with four cells according to the invention, Fig. 3 shows a diagram of a modified electrolyser shown in Fig. 1 and Fig. 4 is a diagram of the modified electrolyser of Fig. 2. Fig. 1 is a diagram of a three-cell electrolyser. The body 1 consists of an anode chamber 3, a cathode chamber 7 and a buffer chamber 11 separating the anode and cathode chambers. Anode 5 and cathode 9 are located in the anode and cathode chambers, respectively. The baffles or diaphragms 13 and 15 form the buffer chamber 11 and separate it from the anode chamber 3 and the cathode chamber 7, respectively. The baffles are constructed of a hydrated cation exchange resin coated with a thin layer of fluorinated copolymer with side sulfonate groups. In the anode chamber 3 there is an inlet 17 through which introduces an electrolyte solution such as sodium chloride brine. There is also an outlet 18 in this chamber, through which the exhausted electrolyte solution is discharged from the anode chamber. Moreover, the anode chamber is provided with a gas outlet 21 through which gaseous electrolysis products, such as chlorine, are removed from the chamber. Although the electrolyte solution inlet and gas outlet are indicated on the top of the anode chamber and the electrolyte solution outlet on the bottom, alternate inlet and outlet arrangements may be used. Likewise, buffer chamber 11 has an inlet 23 and an outlet 27. When the electrolyser is used for brine electrolysis sodium chloride to form chlorine and caustic soda, water is introduced through inlet 23 to the buffer chamber, and through outlet 27, the diluted sodium hydroxide solution is withdrawn. Moreover, in the cathode chamber 7 there is an inlet 29 and an outlet 25 through which in the electrolysis of the sodium chloride brine, respectively, water or dilute caustic soda solutions are introduced and a concentrated caustic soda solution of high purity is withdrawn as a process product. An outlet for gaseous by-products (not shown), such as hydrogen, may additionally be present in the cathode chamber. As with the inlets and outlets of the anode chamber, the inlets and outlets of the buffer and cathode chambers may be placed differently from the top and bottom of the chambers, respectively, as indicated in Figure 1. Figure 2 is a schematic diagram of the modified electrolyser of Figure 1. The cell has more than one buffer cell between the anode and cathode cells. As shown in the figure, the body 2 consists of an anode chamber 4 and a cathode chamber 8 which separate two intermediate or buffer chambers 12 and 14. Anode 6 and cathode 10 are located in the anode chamber 41 and cathode chamber 8 respectively. A series of baffles and diaphragms 16, 18 and 20 form the buffer chambers 12 and 14 and separate them from the anode and cathode chambers. All these baffles are made of the above-described thin layer of the fluorinated copolymer with side sulfonate groups. 90 034 7 The anode chamber has an inlet 22 and an outlet 24 for introducing and removing an electrolyte solution, such as sodium chloride brine. In this chamber there is also an additional outlet 26 for removing gaseous decomposition products, such as chlorine. Buffer chambers 12 and 14 have respective inlets 30 and 32 and outlets 36 and 38. When the electrolyser is used for the electrolysis of sodium chloride brine, water is typically introduced into inlets 30 and 32, and the dilute caustic soda solution is withdrawn from outlets 36 and 38. In the cathode chamber 8 there is an inlet 40 and an outlet 34. When the sodium chloride brine is electrolysed, a concentrated caustic soda solution of high purity is withdrawn from outlet 34 and water or a dilute caustic soda solution is supplied through inlet 40. Like the electrolyser of Fig. 1, here the cathode chamber can be provided with an outlet for gaseous decomposition products (not shown in the drawing). As with the electrolyser of Fig. 1, the position of the various inlets and outlets may be varied according to the specific operating conditions required. Fig. 3 is a schematic diagram of the modified electrolyser according to Fig. 2 including four buffer chambers between the anode and cathode chambers. As indicated in the drawing, the body 1 consists of an anode chamber 3 and a cathode chamber 13. These chambers are separated by four buffer chambers 5, 7, 9 and 11. Anode 15 and cathode 17 are located in the anode chamber 3 and cathode chamber 13, respectively. The baffles or diaphragms 19, 21, 23, 25, and 27 form the buffer chambers and separate them from the anode and cathode chambers. Baffles 19, 21 and 23 are diaphragms made of a fluorinated copolymer with side sulfonate groups, and baffles 25 and 27 are diaphragms of porous asbestos The anode chamber has an inlet 29 and an outlet 31 for introducing and receiving an electrolyte solution such as chloride brine soda. In addition, an outlet 33 is provided in the anode chamber for discharging gaseous decomposition products such as chlorine. Each of the buffer chambers 5, 7, 9 and 11 is provided with inlets 35, 37, 39 and 41 and outlets 45, 47t 49 and 51 respectively. When the electrolyser is used for the electrolysis of sodium chloride brine, water is usually supplied in and outlets the diluted caustic soda solution is drained off. In the cathode chamber 12 there is an inlet 43 and an outlet 53. During the electrolysis of the sodium chloride brine, the outlet 53 receives a concentrated caustic soda solution of high purity and an inlet 43 supplies water or a diluted caustic soda solution. As with the electrolyser shown in Figure 1, an outlet (not shown) may also be provided in the cathode chamber for discharging gaseous decomposition products such as hydrogen. In addition, as in the case of the electrolyser shown in Figure 2, the positions of the various inlets and outlets can be changed depending on the specific operating conditions required. Example I. A three-chamber laboratory electrolyser is subjected to an intensity of 120 A, anode current density of 2 A / square inch and a voltage of 4.1 V. The cell has a titanium metal anode coated with ruthenium dioxide and two cation exchange partitions, one on each side, separating the intermediate or buffer chamber from the anode and cathode chambers. The barrier is formed by a thin film in the form of a 4 mm thick film made of a hydrolyzed tetrofluoroethylene copolymer and sulphonated perfluorvinyl ether with an equivalent weight of approximately 1180, obtained in accordance with US Patent No. 3,828,875. 320 g of sodium chloride / liter of sodium are circulated through the anode chamber of sodium chloride / liter. and water is added to the buffer and cathode chambers. Hydrochloric acid is added to the anode liquid to maintain the pH value around 4.8. The liquid flowing from the buffer chamber contains approximately 116 g / liter sodium hydroxide and from the cathode chamber approximately 384 g / liter sodium hydroxide. By mixing the two effluent streams, a solution is obtained containing about 197 g / liter of sodium hydroxide, essentially without sodium chlorate, and containing less than 1 g / liter of sodium chloride. During 18.5 hours of operation, the slurry efficiency or cathode current efficiency is about 85.7%, and the chlorine efficiency or anode current efficiency is about 97%. Example II. An industrial three-chamber electrolyser of the type described in Example 1 is subjected to a temperature of about 96 ° C, an intensity of 130 kA, an anode current density of 2 A / square inch, a voltage of 4.1 V. An aqueous brine solution containing about 320 g / liter of sodium chloride is fed The anode solution withdrawn from the anode chamber has a pH value of about 3.5 and contains about 250 g / liter of sodium chloride. Hydrochloric acid is added to maintain the pH value of the anode liquid at around 3.5. Water is fed to the buffer chamber and a solution containing about 110 g / liter sodium hydroxide is collected therefrom. This solution is introduced into the cathode chamber to obtain a cathode liquid containing approximately 100 g / liter sodium hydroxide, 0.5 g / liter sodium chloride and undetectable amounts (less than 0.1 g / liter) sodium chlorate. In operation, the cathode current efficiency is 85% and the anode current efficiency is 96%. Example III. The three-chamber electrolyser described in Example II is subjected to an intensity of 130 kA, an anode current density of 2.0 A / square inch and a voltage of 4.2 V at a temperature of 8 90034 about 94 ° C. A brine of water containing about 320 g / m2 is fed to the anode chamber. liter of sodium chloride and a solution with a pH value of about 4.0 and a content of about 250 g / liter of sodium chloride is collected from this chamber. Hydrochloric acid is added to the anode liquid to maintain the pH value of the anode liquid at around 4.0. Water is supplied to the buffer and cathode chambers. A low concentration solution, i.e., about 100 g / L of sodium hydroxide, is withdrawn from the buffer chamber, and a concentrated liquor solution containing about 280 g / L of sodium hydroxide is obtained from the cathode chamber. About 2.2 tons / day of sodium hydroxide as a weak liquor solution and about 2.4 tons / day of sodium hydroxide as a concentrated liquor solution are produced in the electroiser. The efficiency of the cathode current is 86% and the efficiency of the anode current is 96%. Example IV. A four-chamber laboratory electrolyser is prepared, consisting of an anode and cathode chambers separated by two buffer chambers. The anode chamber is made of polyester chlorendic acid sold on the market under the name HetronR. The two buffer chambers are made of polypropylene and the cathode chamber is made of mild steel. The anode chamber and the first buffer chamber as well as the two buffer chambers are separated from each other by a cation exchange diaphragm. The diaphragm is a 0.254 millimeter thick layer of hydrolyzed copolymer of tetrafluoroethylene and sulphonic perfluorvinyl ether with an equivalent weight of about 1100, obtained according to US Patent No. 3,828,875. The second buffer chamber and cathode chamber are separated by a typical asbium diaphragm. A brine containing approximately 320 g / liter of sodium chloride is circulated through the anode chamber. This chamber contains a metallic titanium anode coated with ruthenium dioxide. Water is supplied to the first buffer chamber. The liquid flowing from the first buffer chamber is pumped into the second buffer chamber and the solution from this chamber flows through a porous asbestos diaphragm into a cathode chamber provided with a steel cathode. The cell operates at 120A, anode current density 2.0A / square inch and a voltage of 4.4V. The concentration of sodium hydroxide solution in the first buffer chamber is 120 g / liter, in the second - 187 g / liter, and in the cathode chamber - 200 g / liter, the latter solution containing approximately 0.5 g / liter sodium chloride. When operated under these conditions, the anode chlorine yield is 96% and the cathode slurry yield is 93%. A stoichiometric amount of hydrochloric acid is added to the anode liquid to compensate for the difference in efficiency between the anode and cathode. Example 5 The method described in Example IV is electrolysed with the electrolyser used in Example I at 220 A, anode current of 2.0 A. / square inch and a voltage of 4.3 V. The solution in the first buffer chamber contains 140 g / liter of sodium hydroxide, in the second buffer chamber - 220 g / liter, and the solution withdrawn from the cathode chamber contains 240 g / liter of sodium hydroxide and about 2.0 g / liter sodium chloride. The anode chlorine yield is 96% and the cathode slurry yield is 90%. Example VI. The electrolyser described in Example IV is modified by replacing the asbestos diaphragm between the second buffer chamber and the cathode chamber, a porous diaphragm made of perfluoresulfonic acid manufactured by du Pont, trade mark ESL323. The cell is operated under the conditions of example L. The concentration of the liquor in the first buffer chamber is 100 g / liter, in the second buffer chamber - and 40 g / liter and a stream containing 213 g / liter sodium hydroxide is withdrawn from the cathode chamber. The anode chlorine yield is 96% and the cathode slurry yield is 94%. Example VII. The electrolyser described in Example IV is modified by replacing the porous asbestos diaphragm with a porous polypropylene film called CelgardR. The cell is carried out as in Example I. The operating conditions and the results obtained are shown in the table. First buffer chamber 110 g / liter 125 g / liter 135 g / liter 150 g / liter Stezen Second buffer chamber 135 g / liter 159 g / liter 173 g / liter 214 g / liter e sodium hydroxide Cathode chamber 191 g / liter 252 g / liter 244 g / liter 303 g / liter Cathode efficiency 93% 92% 91% 89% 90034 9 EN

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Elektrolizer posiadajacy korpus zawierajacy komore anodowa, w której znajduje sie anoda oraz komore katodowa, w której znajduje sie katoda, znamienny tym ze zawiera co najmniej jedna komore buforowa (11) pomiedzy komorami anodowa (3) i katodowa (7), przy czym komory (3, 7, i 11) sa oddzielone od siebie przegrodami (13, 15), w zasadzie nieprzepuszczalnymi dla cieczy i gazów wytworzonymi ze zhydrolizowanego kopolimeru perfluorowanego weglowodoru i sulfonowanego eteru perfluorowinylowego lub sulfostyrenowanego perfluorowanego polimeru etylenopropylenowego.Claims 1. An electrolyser having a body including an anode chamber containing an anode and a cathode chamber containing a cathode, characterized in that it comprises at least one buffer chamber (11) between the anode (3) and cathode (7) chambers, the chambers (3, 7, and 11) are separated from each other by substantially liquid and gas impermeable baffles (13, 15) made of a hydrolyzed perfluorinated hydrocarbon copolymer and sulphonated perfluorvinyl ether or sulphostyrene perfluorinated ethylene propylene polymer. 2. Elektrolizer wedlug zastrzz. 1, znamienny tym, ze zawiera przegrody (13, 15) wytworzone ze zhydrolizowanego kopolimeru tetrafluoroetylenu i sulfonowanego eteru perfluorowinylowego o wzorze FS02- CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF = CF2, o ciezarze równowaznikowym okolo 900-1600.2. The electrolyser according to claims The method of claim 1, characterized in that it comprises partitions (13, 15) made of a hydrolyzed copolymer of tetrafluoroethylene and a sulphonated perfluorvinyl ether of the formula FS02-CF2CF2OCF (CF3) CF2OCF = CF2, with an equivalent weight of about 900-1600. 3. Elektrolizer posiadajacy korpus zawierajacy komore anodowa w której znajduje sie anoda oraz komore katodowa, w której znajduje sie katoda, znamienny tym, ze zawiera co najmniej 2 komory buforowe (12, 14), przy czym komora anodowa (4) jest oddzielona od przylegajacej do niej komory buforowej (12) nieprzepuszczalna przegflbda (16), a komora katodowa (8) jest oddzielona od przylegajacej do niej komory buforowej (14) porowata diafragma (20).90 034 CL2 H20 @- !»?& w V* H20 Ffisl \7?A Fs' r///SSn V/////f/777\ V/7S/7\ NaOH 13 1/15 V///sjr///J)//jrMt». -e II f^-27 ?////)\ J? NdQH 25 l_. FIG. I _NaOH__^ HeO F NaOH ^,#Wfe^ , 36', 14 '8 .NaOHj 1 ttóQH.^ FIG. 2 CL, HtO HtO Ht0 H,G ©" -0 3t ^l^^^^ FIG. 3 W^1 Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120+18 Cena 10 zl PL3. An electrolyser having a body comprising an anode chamber containing an anode and a cathode chamber containing a cathode, characterized in that it comprises at least 2 buffer chambers (12, 14), the anode chamber (4) being separated from the adjacent one to the buffer chamber (12) an impermeable screen (16), and the cathode chamber (8) is separated from the adjacent buffer chamber (14) a porous diaphragm (20). 90 034 CL2 H20 @ -! »? & w V * H20 Ffisl \ 7? A Fs' r /// SSn V ///// f / 777 \ V / 7S / 7 \ NaOH 13 1/15 V /// sjr /// J) // jrMt ». -e II f ^ -27? ////) \ J? NdQH 25 l_. FIG. I _NaOH __ ^ HeO F NaOH ^, # Wfe ^, 36 ', 14' 8. NaOH 1 ttoQH. ^ FIG. 2 CL, HtO HtO Ht0 H, G © "-0 3t ^ l ^^^^ FIG. 3 W ^ 1 Printing work of the Polish People's Republic. Printing 120 + 18 Price PLN 10 PL
PL1974172880A 1973-07-19 1974-07-19 PL90034B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US38079973A 1973-07-19 1973-07-19
US38870273A 1973-08-15 1973-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL90034B1 true PL90034B1 (en) 1976-12-31

Family

ID=27009115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1974172880A PL90034B1 (en) 1973-07-19 1974-07-19

Country Status (22)

Country Link
JP (1) JPS5044178A (en)
AR (1) AR207588A1 (en)
AT (1) AT333787B (en)
AU (1) AU475720B2 (en)
BR (1) BR7405996D0 (en)
CS (1) CS186270B2 (en)
DD (1) DD112358A5 (en)
DE (1) DE2434921C3 (en)
EG (1) EG11394A (en)
ES (1) ES428391A1 (en)
FI (1) FI220674A (en)
FR (1) FR2237987B1 (en)
GB (1) GB1468942A (en)
HU (1) HU172244B (en)
IL (1) IL45141A (en)
IT (1) IT1017264B (en)
NL (1) NL7409591A (en)
NO (1) NO742590L (en)
PH (1) PH11928A (en)
PL (1) PL90034B1 (en)
RO (1) RO69683A (en)
SE (1) SE7409386L (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5214584A (en) * 1975-07-25 1977-02-03 Asahi Glass Co Ltd Electrodialysis method of a base-containing solution
GB1549586A (en) * 1977-03-04 1979-08-08 Kureha Chemical Ind Co Ltd Electrolytic membrane and electrolytic process
DE2743820C3 (en) * 1977-09-29 1981-10-22 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Application of a process for the electrochemical conversion of substances in an electrolyte solution in the sulfuric acid hybrid process
JP2001236968A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Asahi Kasei Corp Fuel cell reactor and method of using the same
AT526359B1 (en) * 2022-10-25 2024-02-15 Univ Linz Three-chamber cell

Also Published As

Publication number Publication date
DE2434921B2 (en) 1980-05-14
IT1017264B (en) 1977-07-20
FR2237987B1 (en) 1977-10-14
GB1468942A (en) 1977-03-30
BR7405996D0 (en) 1975-05-13
NO742590L (en) 1975-02-17
AR207588A1 (en) 1976-10-15
AU7130474A (en) 1976-02-05
IL45141A (en) 1977-02-28
AT333787B (en) 1976-12-10
SE7409386L (en) 1975-01-20
DE2434921A1 (en) 1975-02-06
RO69683A (en) 1981-01-30
IL45141A0 (en) 1974-09-10
DE2434921C3 (en) 1981-01-22
FR2237987A1 (en) 1975-02-14
ES428391A1 (en) 1976-12-01
JPS5044178A (en) 1975-04-21
DD112358A5 (en) 1975-04-12
AU475720B2 (en) 1976-09-02
NL7409591A (en) 1975-01-21
PH11928A (en) 1978-09-13
ATA588474A (en) 1976-04-15
EG11394A (en) 1978-03-29
CS186270B2 (en) 1978-11-30
FI220674A (en) 1975-01-20
HU172244B (en) 1978-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3976549A (en) Electrolysis method
CA1056768A (en) Coating metal anodes to decrease consumption rates
CA1073402A (en) Electrolytic manufacture of chlorates using a plurality of electrolytic cells
KR850000101B1 (en) Electrolytic cell having an improved ion exchange membrane
US4025405A (en) Electrolytic production of high purity alkali metal hydroxide
US4192725A (en) Electrolytic production of high purity alkali metal hydroxide
US3899403A (en) Electrolytic method of making concentrated hydroxide solutions by sequential use of 3-compartment and 2-compartment electrolytic cells having separating compartment walls of particular cation-active permselective membranes
US4124477A (en) Electrolytic cell utilizing pretreated semi-permeable membranes
CS214871B2 (en) Method of preparation of alcalic metal carbonate in the electrolyser
JPH05504170A (en) Electrochemical production method of chloric acid/alkali metal chlorate mixture
CA1133419A (en) Electrolyte series flow in electrolytic chlor-alkali cells
CA1073847A (en) Method of operating a three compartment electrolytic cell for the production of alkali metal hydroxides
US3878072A (en) Electrolytic method for the manufacture of chlorates
US4436608A (en) Narrow gap gas electrode electrolytic cell
US3904495A (en) Electrolytic-electrodialytic and chemical manufacture of chlorine dioxide, chlorine and chloride-free alkali metal hydroxide
US3954579A (en) Electrolytic method for the simultaneous manufacture of concentrated and dilute aqueous hydroxide solutions
CA1076060A (en) Electrolytic method for the manufacture of hypochlorites
US3948737A (en) Process for electrolysis of brine
PL90034B1 (en)
US3920551A (en) Electrolytic method for the manufacture of dithionites
US4062743A (en) Electrolytic process for potassium hydroxide
US4066519A (en) Cell and process for electrolyzing aqueous solutions using a porous metal separator
US4061550A (en) Process for electrolysis
US4127457A (en) Method of reducing chlorate formation in a chlor-alkali electrolytic cell
US4269675A (en) Electrolyte series flow in electrolytic chlor-alkali cells