Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer przepo¬ nowy, zwlaszcza do elektrolizy wodnych roztworów chlorków metali alkalicznych.Z publikacji Sconee'a.„Chlonne, Its Manufacture, Properties and Uses" z 1962 r. znany jest elektro¬ lizer przeponowy sluzacy do otrzymywania chloru i lugu przez elektrolize, wodnego roztworu chlorku metalu alkalicznego, tzw. elektrolizer Hooker'a.Dotychczas opracowano wiele odmian konstrukcyj¬ nych tego elektiroliizera, z których najczesciej sto¬ sowany jest elektrolizer Hooker'a typu S-3C. Elektro¬ lizer ten ma zasadniczo szescienny ksztalt i sklada sie z trzech usytuowanych jedna nad druga sekcji: dolnej, srodkowej i górnej. Zespól anodowy elektro¬ lizera obejmuje zamocowana w betonowym dnie olowiana plyte z dwoma plaskimi, miedzianymi pretami laczeniowymi i 128 pionowo wystajacych z tej plyty grafitowych bloków. Miedziane prety maja szerokosc równa okolo 0,3 m a grubosc na koncach równa okolo 0,02 m i zmniejszajaca sie stopniowo w kierunku zmniejszania sie gestosci pradu. Grafitowe bloki anodowe maja wymiary okolo 0,03 m na 0,16 rn na 0,64 m. Zaleta takiej konstrukcji jest usytuowanie zespolu anodowego, który nie wymaga czestej wymiany w dolnej sekcji elektrolizera.Zespól katodowy obejmuje stalowa rame z brze¬ gami górnym i dolnym zaopatrzonymi w kolnierze oraz miedziana szyne zbiorcza dolaczona do ramy przez zgrzewanie. Z wewnetrznym brzegiem sta- loiwej ramy polaczona jest przez zgrzewanie kon¬ strukcja kratowa obejmujaca 30 bloków katodo¬ wych.Na zespól katodowy nakladana jest przepona az¬ bestowa przez zanurzenie katody w kapiel stano¬ wiaca zawiesine azbestu w roztworze elektroli¬ tycznym i poddaniu jej nastepnie przez okreslony czas dzialaniu prózni. Katoda z nalozona przepona zostaje umieszczona nad i miedzy grafitowymi blo¬ kami anodowymi. Poniewaz czynnosc te realizuje sie przy calkowicie otwartej pokrywie elektroli¬ zera mozliwe jest dokladne ustawienie wzajemne anody i katody. Betonowa pokrywa jest naklada¬ na bezposrednio na katode i uszczelniana.Doprowadzenia elektryczne z jednego elektroli¬ zera do nastepnego zrealizowane sa za pomoca miedzianych katowników laczeniowych ze szczeli¬ nami dla zapewnienia gietkosci zespolu. Przy od¬ nawianiu elektrolizery sa pojedynczo wylaczane z obwodu elektrycznego przy wykorzystaniu prze¬ lacznika mostkowego dolaczonego do specjalnych szyn. Przelacznik zalaczany jest bez potrzeby prze¬ rywania doplywu (pradu do zespolu elektrolizerów.Opisany elektrolizer ma minimalny prad 30000A, ale moze pracowac w zakresie od 20000 do 32000A.Solanka wprowadzana jest do elektrolizera po¬ przez kryze tantalowa umieszczona w szklanej rurze osadzonej w gumowej zatyczce w pokrywie elektrolizera. Przeplyw solanki przez kryzy jest kontrolowany w calym zespole elektrolizerów i mo- 95 767z ze byc regulowany zaleznie od obciazenia prado¬ wego i pozadanego stezenia lugu. Zapewniony jest jednakowy doplyw solanki do kazdego elektroli¬ zera. Paziom anolitu ustala sie samoczynnie, za¬ leznie od porowatosci przepony. W elektrolizerze z nowa przepona poziom ten wynosi okolo 0,13 m ponad wierzcholkami katody. W miare zuzywania sie powloki pod wplywem zanieczyszczen poziom ten rosnie do okolo 0,4 m i przy osiagnieciu tej wartosci elektrolizer zostaje odlaczony dla umoz¬ liwienia wymiany przepony.Wytwarzany podczas elektrolizy lug przesacza sie przez rure na zewnatrz elektrolizera, wodór zebrany wewnatrz katody jest usuwany poprzez separator do zbiornika wodoru, a chlor wydzielajacy sie na anodach-wydostaje sie pecherzykami do góry po¬ przez elektrolit, zbiera sie pod pokrywa elektro¬ lizera i jest wyciagany poprzez rure do zbiornika chloru. Rury do przesylania solanki, wodoru i lu¬ gu sa skonstruowane zazwyczaj ze stali, natomiast linia chloru wykonana jest z materialu ceramicz¬ nego.Wazna cecha opisanego elektrolizera jest to, ze bloki katodowe nie rozciagaja sie w poprzek ca¬ lego elektrolizera ale pozostawiaja w srodkowej czesci, tzw. obszar cyrkulacyjny. Podczas pracy elektrolizera pecherze gazowego chloru odrywajace sie od anody wymuszaja unoszenie elektrolitu wiob¬ szarze miedzy anoda i przepona i jego opadanie w czesci srodkowej. Dla nowych anod uzyskac mozna przy wykorzystaniu tego zjawiska 4% zwiekszenie sprawnosci pradowej w porównaniu z elektroiizerem z zablokowanym obszarem cyrku- lacyjnym.Z opisu patentowego nr 3 464 9,12 St. Zjedn. Am. znany jest elektrolizer przeponowy o obciazalnosci pradowej 60000A, w którym konstrukcja katody obejmuje wejsciowa szyne zbiorcza, wiele pionowo rozmieszczonych tasm zbiorczych i obudowe boczna katody. Do scian obudowy bocznej przymocowa¬ nych jest wiele wzmocnionych bloków katodowych z otworami, rozciagajacych sie zasadniczo poprzecz¬ nie we wnetrzu obudowy. Wewnetrzne elementy wzmacniajace konstrukcje bloków katodowych sa przymocowane bezposrednio do bocznej obudowy w punktach przeciwleglych do tasm zbiorczych dla zapewnienia bezposredniego polaczenia elek¬ trycznego miedzy szynami zbiorczymi i kratowa (konstrukcja katody.Z opisu patentowego nr 3 493 487 St. Zjedn. Am. znany jest elektrolizer przeponowy o obciazalnosci pradowej 60000A, w którym konstrukcja katody obejmuje metalowa obudowe, w której umieszczona jest metalowa komora z otworami, przy czym z ko¬ mora ta polaczonych jest wiele metalowych wyste¬ pów z otworami, rozciagajacych sie w poprzek konstrukcji katody. Wystepy te maja zasadniczo prostokatny przekrój poprzeczny i tworza w punk¬ cie spojenia ze sciana komory kat 90°.Celem wynalazku jest opracowanie elektroli¬ zera przeponowego o zwiekszonej zdolnosci pro¬ dukcyjnej w porównaniu ze znanymi rozwiaza¬ niami.Cel wynalazku osiagniety zostal przez to, ze zesipól szyn katodowych obejmuje co najmniej je- 767 4 d-na szyne zbiorcza i wiele tasm zbiorczych o zróz^ nicowanych wymiarach, przy czym te szyny i tas¬ my zbiorcze, wykonane z metalu o duzej przewod¬ nosci elektrycznej, usytuowane sa na zewnetrznej powierzchni co najmniej jednej sciany bocznej obu¬ dowy katodowej wykonanej z metalu, w styku elektrycznym z ta sciana i-w takiej konfiguracji, ze przewodzony przez nie prad elektryczny ma równomierna gestosc i doprowadzany jest do punk- tów styku z blokami katodowymi z minimalnymi stratami mocy w zespole szyn katodowych.Kazdy z bloków katodowych, przymocowanych do wewnetrznej powierzchni co najmniej jednej sciany obudowy katodowej, w sasiedztwie zespolu szyn katodowych, tak, ze maja styk elektryczny z ta sciana i rozciagaja sie poprzecznie wzgledem obudowy, obejmuje metalowy element wzmacnia¬ jacy konstrukcje bloku katodowego, odcinki prze¬ wodów z metalu o duzej przewodnosci elektrycznej oraz metalowe elementy perforowane przymocowa¬ ne do elementu wzmacniajacego tak, ze stanowia zewnetrzne sciany bloku katodowego, ograniczaja¬ ce wewnatrz kazdego bloku komore na gaz, przy czym odcinki przewodów z metalu o duzej prze- wodnosci elektrycznej rozmieszczone sa w takiej konfiguracji, ze przewodzony przez bloki katodowe prad elektryczny ma równomierna gestosc i straty mocy w blokach katodowych sa minimalne.Anodowy zespól nosny obejmuje poziomo usytu- owane plyty o zasadniczo plaskiej powierzchni, wy¬ konane z metalu o duzej przewodnosci elektrycznej, których przekrój (poprzeczny maleje schodkowo w miare wzrostu odleglosci od anodowej; szyny zbiorczej przeznaczonej do mocowania przewodów laczacych ze soba elektrolizery, dla zapewnienia równomier¬ nej gestosci pradu elektrycznego przewodzonego przez anodowy zespól nosny~ do punktów styku elektrycznego z blokami anodowymi przy mini¬ malnych stratach .mocy na tym zespole nosnym. 40 Przedmiot wynalazku zilustrowany zostal przy¬ kladem wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w rzucie pionowym elektrolizer wedlug wynalazku z uwidocznieniem konstrukcji zespolu szyn katodowych,' fig. 2 — elektrolizer z fig 1 45 w rzucie bocznym z czesciowym przekrojem wzdluz plaszczyzny 2-2, fig. 3 — elektrolizer z fig. 1 w widoku z góry, z czesciowym przekrojem, fig. 4 — w powiekszeniu i czastkowym rzucie pionowym bloki katodowe i obudowe katody elektrolizera 50 z fig. 3 w przekroju wzdluz plaszczyzny 4-4 z uwi¬ docznieniem polozenia bloków katodowych i ano¬ dowych, fig. 5 — w powiekszonym bocznyni rzucie pionowym blok katodowy i obudowe katody elek¬ trolizera z fig. 3 w przekroju wzdluz plaszczyzny 55 5-5, fig. 6 — element wzmacniajacy z fig. 5 w rzu¬ cie pionowym z uwidocznieniem przeciwnej strony tego elementu, fig. 7 — inne rozwiazanie elementu wzmacniajacego blok katodowy w rzucie piono¬ wym, fig. 8 — element wzmacniajacy z fig. 7 w 60 przekroju poprzecznym wzdluz plaszczyzny 8-8, fig. 9 — anodowy zespól nosny w widoku z góry, fig. 10 — anodowy zesipól nosny z fig. 9 w prze¬ kroju poprzecznym wzdluz plaszczyzny 10-10, fig. 11 — anodowy zespól nosny z fig. 9 w przekro- 65 ju poprzecznym, obejmujacy elementy podtrzymu-95 767 jace podstawe elektrolizera, fig. 12 — inne roz¬ wiazanie anodowego zespolu nosnego w widoku z góry, fig. U3 — zespól z fig, 12 w przekroju po¬ przecznym wzdluz, plaszczyzny 13-13, a fig. 14 — zespól z -fig. 12 dbejimujacy elementy podtrzymu¬ jace podstawe elektrolizera w przekroju poprzecz¬ nym. ' Elementy elektrolizera wedlug wynalazku wyko¬ nane sa, zaleznie od funkcji jaka pelnia, z „metalu o duzej przewodnosci" lub z „metalu". Metal o du¬ zej przewodnosci moze byc np. miedzia, glinem, srebrem lub ich stopem. W korzystnym przypadku jest to miedz lub jeden z jej stopów o duzej prze¬ wodnosci. Natomiast terminem „metal" okresla sie w tym opisie metal o umiarkowanej wartosci re^ zystancji elektrycznej i dobrych wlasnosciach wy¬ trzymalosciowych i konstrukcyjnych taki, jak ze¬ lazo, stal, nikiel lub ich stopy. W korzystnym przypadku jest to stosunkowo tania stal nisko- weglowa. Obydwa metale powinny miec odpowied¬ nia odpornosc na korozje.Elektrolizer 11 zawiera odporna na korozje po¬ krywe 12 z tworzywa sztucznego, katode, obejmu¬ jaca bloki 44 katodowe i zespól 16 szyn katodo¬ wych, boczna obudowe 13 katody, anode, obejmu¬ jaca bloki 72 anodowe i plyte 51 anodowa, oraz podstawe 14. Pokrywa 12 jest umieszczona na bocznej obudowie 13 katody i jest przymocowana do tej obudowy za pomoca elementów mocujacych (nie pokazanych).. Uszczelnienie miedzy obudowa 13 i podstawa 14 zapewnia elastyczna wkladka 49 uszczelniajaca.Elektrolizer 11 jest ustawiony na nogach 15, sta¬ nowiacych elementy nosne elektrolizera. Jezeli jest to potrzebne podstawa 14 elektrolizera obejmuje konstrukcyjny element 52 nosny.Zespól 16 szyn katodowych, przymocowany np. przez zgrzewanie do stalowej sciany 17 bocznej obudowy 13 katody, po zewnetrznej stronie tej sciany, obejmuje miedziana szyne 18 zbiorcza i wie¬ le miedzianych tasm zbiorczych 19, 21, 22.Zespól 16 obejmuje ponadto element 23 chlodza¬ cy, który zawiera stalowe plyty 24, 25, 26 i 30 i stalowe przepusty wejsciowy 27 i wyjsciowy 28, uformowane np. przez zgrzewanie. Element 23 chlo¬ dzacy jest przymocowany, np. przez zgrzewanie, do szyny 18 zbiorczej i tasmy 19 zbiorczej. Czynni¬ kiem chlodzacym korzystnie jest woda. Element 23 jest wykorzystywany przede wszystkim podczas odlaczania sasiedniego elektrolizera z obwodu elek¬ trycznego. Zastosowanie elementu 23 chlodzacego umozliwia znaczne zmniejszenie ilosci miedzi nie¬ zbednej dla skonstruowania zespolu 16, szyn kato¬ dowych, a wiec zmniejszenie kosztów urzadzenia.Szyna 18 zbiorcza moze byc zaopatrzona w sta¬ lowe plyty stykowe 29 i 31, które sa przymocowane do szyny 18 zbiorczej, np za pomoca srub 32. Szy¬ na 18 zbiorcza i stalowe plyty stykowe 29 i 31 maja otwory 33, sluzace do mocowania przewodów elek¬ trycznych laczacych elektrolizery miedzy soba lub doprowadzen szyny 18 zbiorczej. Szyna 18 zbiorcza i tasma 19 zbiorcza moga zostac wykorzystane do bocznikowania katody przy wylaczaniu z ukladu sasiedniego elektrolizera, jezeli maja otwory 34 do mocowania laczników bocznikujacych katode.Jak widac na fig. 2 tasmy zbiorcze 19, 21 i 22 sa przymocowane do stalowej sciany 17 bocznej obudowy 13 katody za pomoca zgrzein 35, 37, 38 i 41 miedziano-stalowych, i jedne do drugich, np. za pomoca miedziano-miedzianyeh zgrzein 36 i 39.Korzystnie material zgrzeiny jest takim samym metalem, jak material tasm zbiorczych, w tym przypadku miedzia. Taki sposób przymocowania tasm zbiorczych do sciany 17 powoduje znaczne io zmniejszenie wymaganego obszaru zgrzeiny i za¬ pewnia mniejsza 'rezystancje elektryczna stylku.Szyna 18 zbiorcza jest przymocowana do tasmy 19 zbiorczej za pomoca miedzianej zgrzeiny 42, a do sciany 17 bocznej za pomoca klocków 43. Do sta- lowych klocków 43 — szyna ta jest przymocowana za pomoca srub (nie pokazanych), a klocki 43 sa przymocowane do sciany 17 bocznej obudowy 13 katody za pomoca stalowych zgrzein 40. Stalowe plyty stykowe 29 i 31 sa przymocowane do szyny 18 zbiorczej za pomoca srub 32.Wewnatrz bocznej obudowy 13 zamocowane sa bloki 44 katodowe, z których kazdy obejmuje sta¬ lowy element 45 wzmacniajacy i perforowane sta¬ lowe plyty 46, polaczone ze soba np. przez zgrze- wanie. Bloki 44 katodowe przymocowane sa do scian 17, 54, 55 i 56 obudowy 13, np. przez zgrze¬ wanie elementów 45 wzmacniajacych z wewnetrzny¬ mi powierzchniami tych scian tak, ze zapewniony jest styk elektryczny miedzy blokami 44 katodo- wymi i stalowa obudowa 13. Do perforowanych plyt 46 i scian 17, 54, 55, 56 obudowy 13 przymo¬ cowane sa, np. przez zgrzewanie, perforowane sta¬ lowe plyty 47, przez co utworzona zostaje komo¬ ra 48 obwodowa sluzaca jako komora zbiorcza dla wodoru wydzielajacego sie na katodzie podczas elektrolizy.Elementy 45 wzmacniajace bloków 44 katodo¬ wych sa korzystnie zrealizowane za pomoca fa¬ listych arkuszy cienkiej blachy stalowej, ale moga miec równiez postac metalowych pretów, plytek, wzmocnionej cienkiej blachy itp. Elementy 45 wzmacniajace poza funkcja konstrukcyjna, tzn. podtrzymywaniem i wzmacnianiem perforowanych stalowych plyt 46, pelnia równiez role elementów doprowadzajacych prad elektryczny do wszystkich fragmentów plyt 46.Perforowane elementy bloków 44 katodowych podobnie jak porforowane sciany komory 48 ob¬ wodowej, zrealizowane sa za pomoca stalowych plyt 46 i 47 z otworami, ale moga byc równiez meta¬ lowymi siatkami, sitami itp.Liczba bloków 44 katodowych moze wynosic od okolo 10 do okolo 50 lub wiecej, korzystnie od 20 55 d0 30- Na fig. 3, 4 i 5 zilustrowany zostal sposób umo¬ cowania bloków 44 katodowych w obudowie 13 katody.Na wewnetrznych powierzchniach scian 54 i 56 60 obudowy 13 zasadniczo równoleglych do bloków 44 katodowych, przymocowane sa, np. przez zgrzewa¬ nie, stalowe elementy 58 podtrzymujace. Do po¬ wierzchni tych elementów 58 przymocowane sa elementy 45 wzmacniajace bloki 44 katodowe. Ele- 65 menty 45 wzmacniajace obejmuja korzystnie wy- 40 457 stepy 59, dla zgrzewania ioh z perforowanymi ply¬ tami 46 i z elementami 58 podtrzymujacymi, co zapewnia uzyskanie dodatkowej przestrzeni dla wodoru wydzielajacego sie na katodzie.Zakonczenia bloków 44 katodowych sasiadujace ze sciana 17 obudowy 13, na której usytuowany jest zespól 16 szyn katodowych, obejmuja plyty 53 sta¬ lowe przymocowane, np. przez zgrzewanie do za¬ konczen elementów 45 wzmacniajacych. Na elemen¬ tach 45 wzmacniajacych zamocowane sa miedziane prety 62 jednym koncen^ 73 przymocowane do plyt 53 a drugim koncem 68, zaopatrzonym w stalowe koncówki 61, do elementów 45 wzmacniajacych.Prety 62 i plyty 53 tworza miedziane zespoly 69 katodowe. Dlugosc pretów 62 jest zróznicowana dla zapewnienia równomiernej gestosci pradu plyna¬ cego przez blok 44 katodowy. Przekrój pretów 62 moze miec dowolny ksztalt, a pole jego powierzchni moze zmieniac sie w funkcji dlugosci.Przeciwlegle zakonczenia 63 elementów 45 wzmacniajacych bloki 44 katodowe sa usytuowane w sasiedztwie stalowej sciany 55 bocznej obudowy 13 i przymocowane do wewnetrznej powierzchni tej sciany za pomoca elementów podtrzymujacych 64, 65, 66 i 67. Elementy podtrzymujace 64 i 65 sa przymocowane do elementów 45 wzmacniajacych, np. przez zgrzewanie, i sa zawieszone na elemen¬ tach podtrzymujacych 66 i 67 przymocowanych do sciany 55, np. prfcez zgrzewanie. Elementy 64 i 65 moga zostac przymocowane do elementów 66 i 67, jednak w korzystnym przypadku nie sa przymo¬ cowane umozliwienia rozszerzenia sie i/lub kurcze¬ nia bloków 44 katodowych.Na fig. 6 pokazana jest przeciwlegla strona ele¬ mentu 45 wzmacniajacego blok 44 katodowy z fig. 5 z uwidocznieniem konstrukcji zespolu 69 katodowego.Na fig. 7 i 8 pokazane jest inne rozwiazanie konstrukcyjne elementu wzmacniajacego i zespolu katodowego. Element 111 wzmacniajacy blok kato¬ dowy zawiera stalowa plyte 112 z prostopadle osa¬ dzonymi w niej stalowymi kolkami 113, które wy¬ staja z jej obu stron. Zespól 69 katodowy, który zawiera miedziane prety 62, stalowa plyte 53 i sta¬ lowe koncówki 61 jest umieszczony na stalowej plycie 112, przy czym plyta 53 osadzona jest w wy¬ cieciu plyty 112. Zespól 69 katodowy jest przymo¬ cowany do elementu 111 wzmacniajacego, np. przez zgrzanie plyty 53 i koncówek 61 z plyta 112. Per¬ forowane stalowe plyty 46 sa przymocowane do stalowych kolków 113, np. przez zgrzewanie, dzieki czemu uzyskuje sie dodatkowa przestrzen dla wo¬ doru wydzielajacego sie na katodzie podczas elek¬ trolizy, dla odprowadzania go do obwodowej ko¬ mory 48.W zespole 16 szyn katodowych wysokosc wszyst¬ kich tasm zbiorczych w czesci zamocowanej do sciany 17 bocznej obudowy 13 jest zwykle równa wysokosci elementów 45 wzmacniajacych bloki 44 katodowe w czesci umocowanej do sciany 17. Wy¬ sokosc ta powinna byc wieksza niz okolo polowa wysokosci obudowy 13 katody. Grubosc tasm zbiorczych 21 i 22 jest korzystnie mniejsza niz gru¬ bosc szyny 18 zbiorczej i tasmy 19 zbiorczej.W typowym ukladzie elektrolizerów prad elek- 767 8 tryczny jest doprowadzany przewodami (nie po¬ kazane) pomiedzy elektrolizerami do szyn 18 zbior¬ czych katody. Przewodzenie pradu elektrycznego i zachowanie równomiernej gestosci pradu jest uzyskiwane w zespole 16 szyn katodowych dzieki odpowiedniemu usytuowaniu i wymiarom szyny 18 zbiorczej tasm zbiorczych 19, 21 i 22. Prad elek¬ tryczny przeplywa przez zespól 16 do punktów sty¬ ku elektrycznego ze sciana 17 boczna obudowy 13 io katody, skad rozplywa sie do bloków 44 katodo¬ wych a woibec tego prad elektryczny zostaje do- prowadizony do wszystkich fragmentów dziurkowa¬ nych plyt 46 z minimalna strata mocy na malej rezystancji elementów 45 wzmacniajacych bloki 44 'katodowe.Elektrolizer 11 obejmuje ponadto przepone 71, która sluzy do wyodrebniania komór dla anolitu i katolitu tak, ze chlor jest wytwarzany przy ano¬ dzie, a lug i wodór wydzielaja sie na katodzie.Przepona 71 jest wykonana z materialu, który jest przenikalny dla cieczy i odporny na dzialanie chlorowców, nalozonego na perforowane plyty 46 i 47. Przepona 71 jest wykonana korzystnie z az¬ bestu osadzonego na zewnetrznych powierzchniach perforowanych plyt 46 i 47. Mozna tu wykorzystac azbest w dowolnej odpowiedniej postaci, np. tka¬ niny, papieru, cienkich arkuszy i in.Bloki 72 anodowe sa korzystnie metalowe i przy¬ mocowane do plyty 51 anodowej tak, ze tworza styk elektryczny z ta plyta 51, np. za pomoca na¬ kretek i/lub srub, wystepów, kolków, zgrzein itp.Bloki 44 katodowe sa polozone blisko siebie tak, ze bloki 72 anodowe sa usytuowane w srodku po¬ miedzy sasiednimi blokami 44 katodowymi, a od- leglosc miedzy blokami anodowymi 72 i katodowy¬ mi 44 ma zadana wartosc.Na fig. 9 do 14 przedstawione sa rozwiazania konstrukcyjne plyty 51 anodowej pokazanej na fig. 2 i 4 w postaci zespolu 74 nosnego anody. 40 - Na fig. 9 i 10 przedstawiony jest zespól 74 nosny anody obejmujacy miedziane plyty 75 i 76, który moze zawierac dodatkowo plyty stalowe 77, 78, 79, 81 i 98 lub inne elementy konstrukcyjne. Miedziane plyty 75 i 76 i stalowe plyty 77, 78, 79 i 81 oraz 98 45 sa polaczone w dowolny sposób, np. za pomoca srub lub zgrzewania dla uzyskania struktury o od¬ powiednich wlasnosciach konstrukcyjnych. Zespól 74 nosny anody zabezpieczony jest przed korozja za pomoca elastycznej wkladki uszczelniajacej 49. 50 Miedziane plyty 75 i 76 wyposazone sa w elementy 82 mocujace bloki JZ anodowe.Bloki 72 anodowe moga byc wykonane z dowol¬ nego materialu przewodzacego prad elektryczny, odpornego na dzialanie korozyjne substancji ak- 55 tywnych w elektrolizerze, korzystnie z metalu, np. brazu zaworowego, tytanu, tantalu lub niobu, jak równiez z ich stopów, w których braz zaworowy stanowi co najmniej okolo 90% stopu. Powierzch¬ nia brazu zaworowego moze zostac uaktywniona 60 przez pokrycie jednym lub wiecej metalami szla¬ chetnymi, tlenkami metali szlachetnych lub 'mie¬ szaninami tych tlenków, zarówno samymi, jak i z tlenkami brazu zaworowego. Metalami szla¬ chetnymi, które znaijduja tutaj zastosowanie moga 65 byc: ruten, rod, pallad, iryd i platyna.95 767 9 10 Szczególnie korzystnymi anodami metalowymi sa anody wykonane z tytanu i majace na powierzchni powloke z mieszaniny tlenku tytanu i tlenku ru- temi. Poza tym podloze z brazu zaworowego moze byc platerowane na lepiej przewodzacym elektrycz¬ nie rdzeniu z metalu, takiego jak na przyklad glin, stal, miedz lub podobne.Bloki 72 anodowe moga byc zamocowane do mie¬ dzianych plyt 75 i IG w dowolny sposób, jak na przyklad za pomoca nakretek i/lub srub, wystepów, kolków, zgrzein itp.Anodowa szyne 97 zbiorcza uzyskuje sie przez przymocowanie stalowych plyt stykowych 89 i 91 za pomoca elementów 85 do miedzianej plyty 75 i wykonanie w plytach 75, 89 i 91 otworów 83 dla mocowania przewodów laczacych elektrolizery ze soba i ze zródlem zasilania pradem elektrycznym.Fig. 10 przedstawia konfiguracje przekrojów po¬ przecznych miedzianych plyt 75 i 76. Miedziane ply¬ ty 75 i 76 maja rózne wymiary i ulozone sa schod- kowo, co zapewnia równomierny rozklad gestosci pradu w zespole 74 nosnym anody az do punktów styku elektrycznego z blokami 72 anodowymi bez istotnego spadku napiecia na zespole 74 nosnym i przy ekonomicznym zuzyciu mocy.Zespól 74 nosny anody obejmuje ponadto uklad 92 chlodzacy. Czynnik chlodzacy, korzystnie woda, wprowadzany jest do ukladu 92 chlodzacego po¬ przez wejsciowy przepust 93. Nastepnie przedosta¬ je sie poprzez elementy 95 przenoszace czynnik chlodzacy wzdluz stalowej plyty 87 do i poprzez element 96 chlodzacy i nastepnie znowu wzdluz stalowej plyty 87. Czynnik chlodzacy przechodzi nastepnie wzdluz stalowej plyty 88, nastepnie wzdluz i wokól stalowej plyty 89, wzdluz przeciw¬ leglych stron stalowych plyt 89, 88 i 87, a nastepnie jest odprowadzany poprzez wyjsciowy przepust 94.Elementy 95 przenoszace czynnik chlodzacy moga byc np. miedzianymi rurami.Uklad 92 chlodzacy wykorzystywany jest przede wszystkim .podczas odlaczania sasiedniego elektro¬ lizera z obwodu elektrycznego, a podczas normalnej pracy elektrolizera moze byc wykorzystywany do chlodzenia elementów anody w czasie okresowych przeciazen pradowych albo do ciaglego chlodzenia miedzianych elementów anodowych. Zastosowanie ukladu 92 chlodzacego umozliwia znaczne zmniej¬ szenie ilosci miedzi niezbednej dla skonstruowania anodowego zespolu 74 nosnego.Anodowa szyne 99 mostkujaca uzyskuje sie przez przymocowanie do miedzianej plyty 75, za pomoca elementów 86, stalowych plyt stykowych 87 i 88 oTaz wykonanie w plytach 75, 87 i 88 otworów 84 dla mocowania laczników bocznikujacych anode podczas odlaczania sasiedniego elektrolizera z ob¬ wodu elektrycznego.Na fig. 11 pokazane jest inne rozwiazanie anodo¬ wego zespolu 74 nosnego, obejmujacego dodatko¬ wo konstrukcyjny element 52 nosny. Rozwiazanie to jest zalecane w przypadku gdy anodowy zespól 74 nosny jest wykonany z materialu o stalych wlasnosciach konstrukcyjnych, np. z miedzi. Kon¬ strukcyjny element 52 nosny moze byc wykonany z jednego z wielu materialów konstrukcyjnych, np. z glinu, zelaza, stali lub stopu, np. stali nierdze- 40 45 50 55 60 65 wnej oraz innych stali chromowych, niklowych itp. które maja wystarczajaca wytrzymalosc. Elementy konstrukcyjne moga miec postac belek o przekroju w ksztalcie-litery I, T, L, U i in. Konstrukcyjny element 52 nosny nie musi byc wykonany z metalu i moze byc wykonany z innego odpowiedniego ma¬ terialu konstrukcyjnego, np. z betonu lub zelbe¬ tonu.Na fig. 12, 13 i 14 pokazane jest inne rozwiaza¬ nie anodowego zespolu 74 nosnego. Rozwiazanie rózni sie od przedstawionego na fig. 9, 10 i 11 tym, ze obejmuje dodatkowe miedziane plyty 101 i 102 i stalowe plyty 103 i 104. Wystepuje tu takze róz¬ nica polegajaca na zastosowaniu szeregu czterech a nie trzech plyt anodowych 72 i nieznacznej mo¬ dyfikacji ukladu 92 chlodzacego i szyny 99 anodo¬ wej mostkujacej.W rozwiazaniu tym podobnie jak poprzednio, równomierny rozklad gestosci pradu w anodowym zespole 74 nosnym uzyskuje sie przez zróznicowa¬ nie wymiarów i schodkowe ulozenie plyt 75, 76, 101 i 102, co przedstawiaja fig. 13 i 14.Konfiguracja i zróznicowanie wymiarów miedzia¬ nych plyt moga ulegac zmianie w zaleznosci od projektowanej obciazalnosci pradowej elektrolize¬ ra, jak i od wielu innych czynników, np. gestosci pradu, przewodnosci zastosowanego metalu, wiel¬ kosci obszarów zgrzewania, kosztów produkcji i in.Nastepujace dane sa typowe dla wykonania elek¬ trolizera wedlug wynalazku, pracujacego przy ob¬ ciazalnosci pradowej równej 150 00OA. W tablicy przedstawione zostaly wyniki porównania takie¬ go elektrolizera ze znanym mniejszym dlektroli- zerem, wyposazonym takze w metalowe plyty ano¬ dowe, pracujacym przy obciazalnosci pradowej równej 84000A. Oba ejektrolizery sa przeponowymi elektrolizerami do otrzymywania chloru i lugu.Tablica Sprawnosc pradowa Srednie napiecie na elektrolizerze (razem z szynami) Zuzycie mocy (kilowato- godziny pradu stalego na tone Gl2) Temperatura elektrolitu (°C) [ Temperatura anolitu TO Zawartosc NaOH w f elektrolicie i(%) Produkcja chlorku (ton dziennie) Produkcja NaOH (ton dziennie Doprowadzanie solanki (g/dcm3) Gestosc pradu (A/m2) 84 000 A znany elektrolizer 96,4 3,84 2765 100,5 94,5 11,5 2,83 s 3,20 325 0,2.104 150 000 A elektrolizer •wedlu/g wynalazku 96,4 3,83 2725 100,7) 94,7 11,5 ,06 ,7(1 . 3S25 0,2.10*. |95 li Elektrolizer moze pracowac przy mniejszych za¬ wartosciach wodorotlenku w elektrolicie. Powoduje to w wyniku wieksza wydajnosc pradowa.Powyzsze dane pokazuja, ze elektrolizer wedlug wynalazku pracuje przy tej samej wydajnosci pra¬ dowej, napieciu i warunkach pracy jak znany mniejszy elektrolizer z ta sama gestoscia pradu anodowego. Elektrolizer wedlug wynalazku zape¬ wnia wieksza produkcje z jednostki powierzchni, zmniejszenie robocizny i. kosztów inwestycyjnych na tone wyprodukowanego chlorku. al9e cf .. .72 .Z82 1 ^ \ FIG. Il95 767 95 89- 13 i T_ -i— 97- 3I~ 83- n ! ^92 95 ¦Jj !|r95 'i " ° fel 1! o 1' © j|o|i ° l| ° I1 C i:°!! !J ° '] e ii&las i| O Jj o !|o!| ° !i o i o ^ 75 e ' o! o ! O J o ! o| e J £ i ® j ° ! 82^ ! Oj o i-O ] © i Ol c ! o c ! o ! » L9_] o ÓocTo^cj 1^95^! l^^l © ] i! li1 o li1 'J ¦ o ^96j: o o o o o o 76 o o o o 82--o c e o o o o o l 7_7 e © © o c o 101 c — o e c © © o o © 82^© o e o © o © o © e o c © o 102 ° o o o e © o o 82^© © © e o O e 79 lal X FIG. 12 '72 -m - r72 . r72 A82 || ^76 r82 || ^101 z-82 II ^ft r0£- II /IUI *«103' H04 ^^71 FIG. 13 r72 „ a72 „ ^72 „ rlZ FIG. 14 PL PL PL PL PL PL