SE449232B - Elektrolysanleggning for framstellning av alkalimetallklorat - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 449 232 blandning bildas vilken har följande sammansättning: - H2 > sex - 02 < 3,5: - C12 0,2 - n,sx vilket sålunda ligger utanför det explosiva området.

Den tidigare lösningen kan användas, men den leder till mycket avsevärda utspädningar, vilket innebär användning av fläk- tar med stor effekt och vilket innebär en icke försumbar energi- förbrukning, En annan stor olägenhet med utspädningen är det faktum, att det blir praktiskt taget omöjligt att utvinna vštet för dess senare användning som bränsle eller råmaterial.

Föreliggande uppfinning hänför sig till en anläggning som löser Bäkerhetsproblemen i samband med omhändertagandet av elektrolysgasen, samtidigt som den möjliggör användning av vätet bildat under elektrolysen.

Elektrolysanläggningen enligt uppfinningen innefattar närma- re bestämt ett flertal elektrolysceller A1-An med metallanoder, speciellt av titan, för framställning av alkalimetallklorat genom elektrolye av alkalimetallklorid under samtidig bildning av en gas, som innehåller mer än 96% väte, mindre än 3,5% syre och 0,2-0,52 klor, grengasledningar från varje cell, en för grengas- ledningarna gemensam samlingsgasledning, vilken är via ett för upprätthållande av önskat gastryck, som kan variera frán 10 mm till 200 mm vattenpelare, i cellerna avpassat vätskelas förbunden med en nederdel av en eller flera tvättkolonner, som är anordnade att matas med en tvättvätska för avlägsnande av klor, och en auto- matiskt reglerad första ventil för införande av en inert gas i samlingsgasledningen. Det utmärkande för anläggningen är härvid att den automatiskt reglerade första ventilen är anordnad att öpp- na vid driftavbrott och att en automatiskt reglerad andra ventil för införande av luft in i samlingsgasledningen är anordnad att öppna om cellerna drive med reducerad strömstyrka.

En utföringsform av en anläggning enligt uppfinningen illu- streras på den bilagda ritningen. Denna visar hur elektrolysgaser- na lämnar cellerna A1 till An genom rör eller grengasledningar i placerade vid den övre delen av cellerna och uppsamlas i en eller flera samlingsgasledningar 2, som leder dem till en eller flera 4) 1; 10 15 20 25 30 35 2 449 232 tvättkolonner 3 för eliminering av klor.

Alla celler halles under tryck med hjälp av ett vätskelas 4 anordnat vid den nedre delen av kolonnen för tvättning av gaserna.

Detta vätskelås, vilket är anordnat att upprätthålla ett tryck av från 10 mm till 200 mm vattenpelare beroende på utrustningen och driftsbetingelserna, justeras så att cellerna hålles under tryck för att förhindra tillförsel av luft av misstag, vilket skulle kunna göra den gasformiga blandningen explosiv, och så att lyft- kraften för det bildade vätet skall vara tillräckligt för att övervinna eventuella chargeförluster i kretsen, varvid resultatet blir att det inte krävs någon fläkt för återvinning av gaserna.

När elektrolysanläggningen sålunda fungerar normalt, förekommer en naturlig avgivning av elektrolysgas, som ledes till tvättkolonner- na, där kloren tvättas bort, och vid utloppet från tvättningssek- tionen vid S erhålles ett väte, som innehåller mindre än 3,52 syre och som kan användas som det är eller renas för eventuell framtida användning.

Anläggningen innefattar även säkerhetsanordningar för att säkerheten skall bibehållae under de övergångsperioder när ström- men kopplas pà och när man arbetar med reducerad intensitet.

I dessa fall ökar i realiteten syrehalten, och sammansätt- ningen för den gasformiga blandningen förändras till en punkt där denna kan bli explosiv.

Om den elektriska kretsen stängs av som en följd av utlösning, öppnas en automatiskt reglerad första ventil 6 i be- roende av funktionen av strömalstraren, varigenom kväve eller någon annan inert gas tillåtes passera in i cellernas samlingsgas- ledningar 2 och in i cellerna A1 till An från ett förråd 7 och från ett frigöringsorgan 8, med hjälp av vilket den inerta gasens flödeshastighet kan regleras. Cellerna och gasrörledningarna ge- nomblåses sålunda av den inerta gasen, som intar elektrolysgasens plats, samtidigt som utrustningen hàlles under tryck. En variant av systemet består i att man utför denna genomblåsning under en speciell tidsperiod och automatiskt avbryter den vid slutet av denna period.

När man arbetar med reducerad intensitet eller styrka, t.ex. 1/10 av den nominella intensiteten, suger en fläkt 9 in luft och blåser in denna i cellerna och gasuppsamlingsorganen via en auto- matiskt reglerad andra ventil 10 i beroende av cellernas driftsin- 10 15 20 25 30 35 40 449 232 tensitet_ Kvantiteten luft eller luftens strömningshastighet be- stämmas av värdena för fläkten eller fläktarna, vilka i sin tur är beroende av den utspädning som är nödvändig för att man skall er- hålla en icke-explosiv gasblandning. Effekten som erfordras för fläkten är begränsad, eftersom denna anordning inte skall användas annat än under làgdriftsbetingelser, när flödeshaetigheten för den bildade gasen är relativt liten.

Följande icke begränsande exempel illustrerar anläggningen enligt uppfinningen för omhändertagande av de gaser som bildas under elektrolys av alkalimetallklorid.

EXEMPEL I en'anläggning för elektrolys av natriumklorid, vilken pro- ducerar ett ton klorat per timme, frigör cellerna: - sas m3/n av väte : 13,5 m3/h av syre - 1,4 m3/n av klor uppmätt vid normal temperatur och normala tryckförhàllanden (0°C - 1 bar).

Anläggningen omfattar 50 elektrolysörer A, vilka arbetar vid 32000 A och vilka är uppdelade pá tvà rader med 25 celler i varde- ra. Över varje rad finns en samlingsgasledning 2, som har en dia- meter av 150 mm och som uppsamlar gaserna fràn varje cell i den därmed förenade ledningen och leder dessa gaser till en tvättko- lonn 3. väzskslasst 4 1 :vättapparaten justeras till en vatnenníva av 50 mm, och gaserna lämnar sålunda cellerna fritt, cirkulerar i de bada samlingsgasledningarna och passerar genom tvâttornen utan att det krävs någon drivkraft. Det tryck som uppkommer i anlägg- ningen förhindrar luft fràn att komma in i anläggningen av miss- tag, och den transporterade gasblandningen bibehalles sålunda inom det önskade säkerhetsområdet.

Om en utlösning eller ett avbrott inträffar, öppnas ventilen 6, och kväve ledes in i gasledningssystemet i en kvantitet som regleras med hjälp av frigöringsorganet 8 till 20 m3/h i var och en av gasledningarna, under det att cellerna fortfarande hàlles under tryck med hjälp av vätskelàset.

Om anläggningen skulle komma att drivas vid reducerad ström- styrka, t.ex. vid 1000 A, leder fläkten 9 in en ström av luft, reglerad till en hastighet av 350 m3/h medelst ventilen 10, in i var och en av gasledningarna vid ett tryck som är nagot högre än det för vätskelàset. .p ,

Claims (2)

10 15 20 449 252 5 PATENTKRAV

1. Elektrolysanläggning innefattande ett flertal elektro- lysceller A1-An med metallanoder, speciellt av titan, för fram- ställning av alkalimetallklorat genom elektrolye av alkalimetall- klorid under samtidig bildning av en gas, som innehaller mer än 96% väte, mindre än 3,5% syre och 0,2-0,51 klor, grengasledningar (1) från varje cell, en för grengasledningarna (1) gemensam sam- lingegasledning (2), vilken är via ett för upprätthållande av önskat gaetrvck, som kan variera från 10 mm till 200 mm vatten- pelare, i cellerna avpassat vätskelàe (4) förbunden med en neder- del av en eller flera tvättkolonner (3), som är anordnade att matas med en tvättvätska för avlägsnande av klor, och en automa- tiskt reglerad första ventil (6) för införande av en inert gas i samlingsgaaledningen (2), kännetecknad av att den automatiskt reglerade första ventilen (6) är anordnad att öppna vid drift- avbrott och att en automatiskt reglerad andra ventil (10) för in- förande av luft in i samlingsgasledningen är anordnad att öppna om cellerna drivs med reducerad strömstyrka.

2. Anläggning enligt krav 1, kännetecknad av att venti- len (6) för införande av en inert gas är anordnad att öppna vid driftavbrott under en bestämd tidsperiod.