Opis patentowy opublikowano: 31.01.1978 95 014 MKP BOlk 3/00 Int. Cl.2 C25B 9/00 CZYTELNIA Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Societe Rhone-Poiulenc Indusitries, Paryz (Francja) Elektrolizer z dwubiegunowymi elementami Ftoedimioitern wynalazku jest elektrolizier z dwu- biegunowymi elementami, przeznaczony do elek¬ trolizy rozitworów sold alkalicznych.Znane sa elektr.ollizery z elementarni dwubiegu¬ nowymi, których korzystna ceche stanowi ich zwania budowa zapewniajaca oszczednosc miejsca i ulatwiajaca zasilanie z uwagi na szeregowe po¬ laczenie elektryczne pojedynczych ogniw.Mimo siwych oczywistych zalet, eiekrioljizery taikie sa jeszcze malo silosowane. Wynika to (w znacznej mierze z trudnosci napotykanych w czasie ich wykonania, a mianowicie trudnosci technologicz¬ nych.Od elekroliizerów tych wymaga sie bowiem za¬ chowania malej odleglosci . /miedzybiegunowej, to znaczy uirmieszczania na wprost siebie duzych plaskich powierzchni, mozliwie równoleglych, a takze zapewnienia dobrej szczelnosci pomiedzy kazdym^przedzialem i kazdym elementem, co jest tr/udne do osiagniecia stosujac roztwory tak koro¬ dujace, jak stosowane w tym typie elektrolizerów solanki.Poza tym„ w eiektrolizerach tych nastepuje prze¬ plyw pradu elekirycznego oraz przeplyw drogich gazów i cieczy, co nainziuca z kolei, mimo szczu¬ plosci przestrzeni wewnatrz przedzialów anodo¬ wych i katodowych, koniecznosc prawidlowego odprowadzania gazów oraz wlasciwego krazenia cieczy. Wiadomo jednak, ze te wymagania me- chanliczne i elektryczne, aiby byly jednoczesnie spelnione, napotykaja na duze trudnosci. r Dlatego tez proponowano juz irózne rozwiazania w celu otrzymania elementów dwubiegunowych jednoczesnie plaskich i przepuszczajacych prad, badz przez oddzielenie funkcji elektrycznych od mechanicznych, badz przez iwyznaczenie plycie den¬ nej elektrody roli wspornika, w których elementy doprowadzajace prad pelnia funkcje usztywniaczy i zapewniaja pnzy tym to, ze czesci aniodowe i ka¬ todowe sa w stosunku do plyty dennej plaskie.Inna niedogodnosc ftej technologii ipolega na ko¬ niecznosci zapewnienia szczieflnosci pomiedzy po¬ szczególnymi skladowymi czesciami elektirolizera.Czesto stosowane (rozwiazania polegaja na umieszczaniu zlacza miedzy dwoma kolejnymi sztywnymi elementami. Rozwiazanie 4o nie lodpo- wiada jednak obecnie stawianym wymaganiom i dlatego .ostatnio opracowano przegrody o sjpecjjal- riym ksztalcie, opamte o przegrode sasiednia i za¬ opatrzone w co najmniej jedno zlacze umieszczone w co najmniej jednym wycieciu itej iprzegirody^ O ile 'rozwiazanie takie umozliwia 'osiagniecie dobrych wyników, Ito iwyimaga iono jednak prawi¬ dlowego ustawienia ellemientów dwubiegunowych oraz irównomiemego i stailego docisikania. Wymóg ten wynika z samej technologii elektbrolizeira.Technologie elekjtrolizerów o elementach dwu¬ biegunowych mozna podizielie na dwie kategorie. 95 0143 Pierwsza z nich stanowia elektirolizery typu prasy filtracyjnej. W takdim przypadku rózne ,eleimenty sa] dociskane do siebie za ipamoca sirobowych ze¬ stawów lub kotw laczacych koncowe elemenlty.Eklkitaólizer typu prasy fiiltiracyjinej jest przed- 5 stawiony iw publikacji „Chlorine. Iits. Mamufaciture, Piroper!ties aind Uses", pod redakcja J.S. Sconce, wyd* Reiinhoild PubMshing Corporation, New York, Chapman and Hall, LTD, Londyn, str. 101—105, Fig. 5^49. Elekrolizer fiinmy The Hunter-Otis-Blue M sklada isie z. szeregu wsporczych iram, albo koanóir elementarnych, z których kazda zawiera jiedna katodb li jedirA anode. Anoda jednej komory ele- menltfcnej jest elektrycznie dolaczona, wewnatrz ram komory, do katody nastepnej komory ele- is menta/nnej. Rama znajduje sie wokól igirafiitawej plyty tylnej. Anody grafitowe sa skonstruowane integralnie z tylna plyta wystajac z niej pod katem jjtesitym. ^rejzymtujabe styki z miedzi sa przymo- cqwaine na odwrotnej skronie tylnej plyity i stano- 20 wtia jednoczesnie polaczenie sprezynujace na kato-^ dzie sasiedniej komory. Katoda jest isiiatka stalowa, przez która Ito siatke wystepy sa zaimocowane w taki sposób, ze przeplataja sie z plytami anodo¬ wymi. Girafiitowa tylna plytta jednej komory i plyta 25 kaitodowa sasiedniej komory stanowia katodowa komore, w kitóirej gromadza isie lug zracy i wodór.Lug ;zracy wyplywa z otworu w dolnej czesci kaz¬ dej sekcji prasy filtracyjnej, a wodór uchodzi w górnejczesci. 30 Taki uklad przedstawia jednak dwie powazne niedogodnosci. Pienwsza z nich jesit praktycznie nieosiagalna równomiernosc naprezen sciskania we wszystkich jpairach elementów. Nieznaczne zas od¬ chylenia' iod plaskosci jedinego elementu znajduje 35 odbicie w rozkladzie sil w innych elementach.Wynikiem telgo jest ito, ze nawet przy zastosowaniu skutecznych srodków uszczelniajacych, irozwiaza- . nie Ito oie nadaje sie praktycznie do zastosowania przy stawianych warunkach w zakresie mieskom- l*o plikowanej budowy li niskiego kosztu. Druga nie¬ dogodnosc polega na itym, ze w « przypadku uszko¬ dzenia jedinego elementu, nalezy wsitrzymac prace i iriozimontowac, cale urzadzenie. 1Vykonamie italkie udoskonailono* wprowadzajac « zamiast pionowego ukladania 'elementów lukladu, zestawianie calosci w pakiet poziomy. W tym przy¬ padku jednak odprowadzanie gazów wydzielanych podczas elekroliziy staje sie o wiele .trudniejsze. iDnuga kategoria elekitiroliizerów odpowiada uirza- so dzenliiu, które przez analogie mozna zakwalifiko¬ wac do ity^u akumulatorowego. W tym przypadku rózne 'eleimenity iuimieszczone sa obok siebie w zbiormiiiku. O ile wlasciwe ustawienie moze byc w tym przypadku wykonane dokladnie, to sprawa *5 docisku, miontazu, demonitazu ioiraz szczelnosci po¬ zostawiaja wiele do zyczenia.Elekitrolizer z dwubiegunowymi elementami* typu prasy filtracyjnej, zawierajacy zesitaw jednakowych modulów wstawionych obok siebie, przy czym 60 kazdy imodiul zawiera przynajmniej 'jedna maime otaczajaca elektrode dwubiegunowa, wedlug wy¬ nalazku charakteryzuje sie tym, ze moduly s^ ze soba zespolone za pomoca rozlacznych elemen¬ tów laczacych, umieszczonych pomiedzy sasiednimi 65 4 modulamli. Te elementy laczace sa umieszczone na ramach na zewnatrz^ a imoduly sa podtrzymy¬ wane przez elementy ustawcze.Korzystnie kaizdy /m-odu! jeslt wyposazony w ele¬ menty laczace, a elementy ustawcie stanowia plozy, iluib poduszki powierzrie. Elementy laczace zawieraja zesitaw iruchomy z elastycznym polacze¬ niem,, iktóre korzystnie stanowi sprezyna piórowa.Przedmioit wynailazku jesit przedsitaiwiony w przy- kladziie ;wykomamia ma rysuniku, na którym fig. 1 ptrzedsitawia zesitaw modulów w rzucie pionowym, fig. 2 — modul luJkazujacy irozmiieszczenie elemen¬ tów laczacych w widoku z przodu, a fig. $ przed¬ stawia modul iwedluig wynalazku, z uwzglednieniem wykonania elementów mocujacych d zaciskowych,' pokazanych w przekrojiu.Na fig. ! przedsitawiono elektrolizer zaiwierajacy pewna ilosc elementów dwubiegunowych, zawiera¬ jacych przegrode katodowa 1 i przegrode ano¬ dowa 2, umieszczone obok siebie. Zgcdniie z wy¬ konaniem przedstawionym ma fig. 1 przegroda skrajna jesit przegroda mosna anody S, do której pirzymiccowana jesit posrednio anoda 4' za po&red- micitwem plyty dennej 5 i luszitywniaczy 6 i 7, sta¬ nowiacych doprowadzemie pradu.Kazda przegirodai kaitodowa jest wykonana z/e sztyw¬ nego imaterialu, ftakiego jak imiekka sital pokryta materialem odpornym 'na koriozje, np. cienka wairsitiwa tytanu. Przegrody aniodowe sa podobne do iprzegród kat-odowych, z ita róznica, ze sa wy¬ konane z uflorniiOiwanego poliestru i ze sa wyzsze ze ¦wzgledu na obecnosc separatorów 8.Przegroda mosna anody 3 jesit zamocowana na stale do wspornika krancowego 9 za posrednictwem zlacz izolujacych 10 i 11, przy czym polaczenie^ elektryczne zapewnione jesit przez, doprowadzenie pradu 12.Elemeruty dwubiegunowe spoczywaja na cokole beitaniowym 13, za posredniictwem szyn 14 i kólek , iumieszczoinych po zewnetrznych krancach kaz¬ dej przegrody katodowej 1. Jak przedstawiano na fig. 2, kazda z przegiród katodowych prócz toczne¬ go kólka 15 zawiera zespoly mocujace i dociskowe 16, 17, 18 d 19 uimieszczone na calym obwodzie.Talki system mocowania i docisikania jest przed¬ stawiony na fig. 3. Element 20 polaczony z prze¬ groda katodowa podtrzymuje tanieje 21, w której z kolei przesuwa sie bolec 22. Bolec 22 jesit prze¬ mieszczany w kanale 23, wytoczonym wewnatrz r/ucihomegio zespolu, skladajacego sie z tazpdenia 24 i czesci 25. Trzpien 24 przesuwa sie wewnatrz izolacyjnego ipierscieiniia 26 lUffndeszczonego na koncu czesci 27, podobnej do czescli 20 i parzymocowanej na sitale do sasiedniej przegirody katodowej.Dociskanie i mocowanie przegiród nastepuje przez ustalone wstepnie ryglowanie, z jednej stro¬ ny za ipomoca sprezyny piórowej 28, której sila napd^ciia jest uprzedndio regulowana przez dokre¬ canie na itrzpieniu gwintowanym '24 nakretki 29 i ustaleniu jej przeciiwnakretika 30, a z dnugiej sitrony przez wydirazona czesc 25 o krawedzi 31, przez która jest prowadzony, w czasie sciskania stozkowy Ikoniec 32 bolca 22.Ten system wsitepniie ireg-ulowanego ryglowainia jest szczególnie korzystny ze wzigdedu na umiesz-95 014 czenie srodków mocowania na czesciach górnych i dolnych etektroMzera. Górna czesc elekrolizera jest bowiem .zatloczona znajdiujacymmi sie tam sepa¬ ratorami, co utrudnia dostep i unieimozliiwia prze¬ prowadzenie iregiulacji elemeotiu.Dzieki ryglowaniu wedlug wynalazku dociska¬ nie ii mocowanie elementów jest dokonywane jedy¬ nie przez oddzialywanie ma glowice 33 bollca 22.Mozliwe jest loozywiscie zastapienie systemu prze¬ suwnego wewnatrz tulei 21, trzpieniem gwintowa¬ nym, a zespól ruchomy skladajacy sie z czesci 24 i 25 zastapic mozna dowolnym zespolem rucho¬ mym polacz ornym z systemem wstepnego regulowa- nia utworzonym przez doiwolny sposób elastycz¬ nego laczenia, zamiast sprezyny piórowej 28 z na¬ kretka 29 i przeciwinakiretka 30.Wynalazek imie ogranicza slie ido wyzej opisa¬ nego przykladu wykonania, lecz przewiduje po¬ dobne laczenia przegrody anodowej z przegroda katodowa, lub przegrody anodowej z imma prze¬ groda anodowa, a takze laczenie malych grup elementów tworzacych moduly.Dzieki wyposazeniu elementów dwubiegunowych w inuchome elementy ustawcze, takie jak kólka Lub plozy oraz w samozaciskowe sirodkd mocujace wstepnie (regulowane, uzyskac mozna ibairdzo do¬ kladne i -trwale laczenie poszczególnych elementów ze soba, co jesit nieodzowne dla dobrej pracy w warunkach przemyslowych.Roza tym, prostota uzytych srodków, a takze koncepcja elementów modularnych pozwalaja na •dokonanie wymiany poszczególnych uszkodzonych elementów lub girup elementów, co jesit ba:rdzo ¦¦- wazne w trakcie pracy baterii elektrolitycznej, poniewaz (uszkodzenie jednego elementu dwubiegu- nowego, nie moze powodowac zatrzymania pracy calego zespolu produkcyjnego. PL PL PL PL PL PL