SE452173B - Elektrolysorapparat for elektrolys av saltlosningar for framstellning av hypoklorit - Google Patents

Description

452 173 2 kostnaderna. å Genom tillförlitliga undersökningar och av erfarenhet har man kommit fram till att låga saltlösningstemperaturer, typiskt från l°C till lO°C, bidrar till reducerad livslängd hos anodbe- läggningen. Höga strömtätheter reducerar också livslängden hos de använda ädelmetallbeläggningarna. Konventionella elektrolysö- rer utsättes för oskäliga försämringar av anodlivslängden på grund av de variationer ifråga om betingelser som uppträder när elektrolysörerna användes under varierande driftsbetingelser och under varierande geografiska förhållanden.

Enligt föreliggande uppfinning elimineras i huvudsak ovan- nämnda problem, samtidigt som man uppnår många fördelar. Elektro- lysören innefattar ett flertal elektrolysceller på ett chassi, eller underrede, inuti en cylindrisk låda, vilket resulterar i uppbyggnad av moduler, vilka kan vara hydrauliskt seriekopplade med andra dubblettmoduler, där hela cellstrukturen 1 vilken som helst elektrolysör lätt och snabbt kan avlägsnas för repara- tion eller utbytas mot rekonditionerade eller nya delar, som har sammanfogats i förväg utanför lådan eller höljet, vilket innebär minimal risk för monteringsfel.

Elektrolysörerna enligt föreliggande uppfinning utmärkes av förbättrade elektrolytströmningsvägar och elektrodplattkon- figurationer, varigenom de motstår avsättningar, t.ex. av pann- sten, förorsakade av saltlösningskontaminanter. Dessa elektroly- sörer uppvisar förbättrade organ för avlägsnande av gasformiga produkter bildade vid elektrolysen av saltlösningarna, samtidigt som de uppvisar unika och förbättrade utspädningsvatten-förde1- ningsorgan, vilket ger längre anodlivslängd vid elektrolys av syntetiska saltlösningar, och innefattar vidare ett elektriskt ledar-arrangemang, som är enkelt men ändock ger väsentligen balanserat effektflöde gentemot förändringar i elektrisk resi- stans härrörande från förändringar i elektrolyttemperatur och salinitet, vilket ytterligare förbättrar anodlivslängden. 'ved beträffar ritningen gäller följande: Fig. l är en partiellt bortskuren perspektivvy, enligt vilken man ser ned på ett typiskt elektrolyscellaggregat i en elektrolysör enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2 är en sohematisk sidoprojektionsvy av aggregatet fràn.fig. l, varvid elektroderna däri har utelämnats för tydlig- 10 15 20 25 , 452 173 hets skull.

Fig. 3 är en sohematisk horisontalprojektion av aggregatet från fig. l inkluderande elektrolysörhöljet och flänsar.

Fig. 4 är en sektionsvy av elektrolysören från fig. 5 tagen längs linjen 4-4 däri, varvid vissa detaljer för tydlighets skull har utelämnats.

Fig. 5 är en schematisk bild av strömningsvägarna för väte och elektrolyt genom elektrolysörer anordnade i ett hydrauliskt seriekopplat, vertikalt staplat arrangemang inkluderande ett lämp- ligt arrangemang av elektriska ledare.

Fig. 6 är en schematisk illustration av en enda elektroly- sör, i vilken man utnyttjar typiska organ för fördelning av ut- spädningsvatten till individuella avdelningar eller celler.

Fig. 7 är en sidovy av elektrodplattor med en konfigura- tion i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 8 är en vy liknande den i fig. 4, partiellt sek- tionerad, illustrerande en inloppsmunstycksskiva utformad för användning vid elektrolys av havsvatten.

Fig. 9 är en planvy av inloppsmunstyoksskivan från fig. 8.

Elektrolyscellaggregatet enligt föreliggande uppfinning in- nefattar ett chassi och elektrodaggregat, som lätt kan sättas in i ett. hölje och lätt kan avlägsnas därur. Höljet är försett med elektrolytinlopps- och -utloppsorgan samt organ för utmatning av vätgas liksom även anslutningsorgan för ledare för applicering av en likström genom elektroderna för elektrolys av naturliga eller syntetiska saltlösningar inmatade vid inloppsorganet.

Blindflänsar anordnade vid ändarna av höljet fullbordar en elektrolysörenhet eller -modul, av vilka många lätt kan samman- kopplas i hydrauliska serier. Relief- eller avlastningsvägar gör det lätt att leda de gaser, som bildas under elektrolys av salt- lösningen i de enskilda elektrolysörerna, till utloppet, till atmosfären eller till ett samlingsrör, varifrån de ledes till nedströms liggande separations- och frigöringsorgan.

Ett nytt system för att dela upp det vatten, som användes för att utspäda den koncentrerade saltlösningen i system med syntetisk saltlösning, skyddar anoder från passivering. Ett nytt sätt för att anordna de elektriska anslutningarna från elektro- lysörer i multipelkonfiguration resulterar i balanserat flöde av elektrisk ström i parallella banor, vilket ytterligare förlänger 10 15 2@ 25 452 173 anodlivslängden.

A. Chassiaggregat mera konkret gäller att det i rig. 1, 2, 3 och 4 visade elektrolyscellaggregatet innefattar ett chassi, eller underrede eller stödanordning, som innefattar ett par sammanbindnings- stänger l2, vilka hålles isär i låst, åtskilt, parallellt för- hållande med hjälp av tvärlister 14 och 16 låsta nära ändarna av sammanbindnngsstängerna, vilka är gängade för att uppbära mutt- rar 18 och 20. Tvärlisten 14 och muttrarna 18 är ej elektriskt ledande, lämpligen av klorerad polyvinylklorid, som i fortsätt- ningen benämnes CPVC, medan tvärlisten 16 och muttrarna 20 lämp- ligen är tillverkade av titan. Även om många av de enskilda kom- ponentèrna 1 fortsättningen kommer att omtalas som komponenter av titan eller CPVC, är det underförstått att uppfinningen icke är begränsad till dessa material.

CPVC-skiljeväggar 22 eller -avgränsningsskivor, vilka är jämnt fördelade utefter sammanbindningsstängerna 12, åtskiljer också stängerna 12 och bidrar till att bilda cellavdelningar eller celler benämnda l, 2, 3 och 4 (fig. 2).

Ett cylindriskt hölje samt ändkåpor fullbordar gränserna för cellerna, vilket beskrivs mera nedan. Varje cell omfattar, eller är utrustad med, två rader eller uppsättningar av från var- . andra åtskilda, mellan varandra anordnade, eller interfolierade, anod- och katodplattor (fig. 8), vilket beskrivs mera nedan, vilket ger en arbetande cell eller cellenhet. Rörformiga CPVC- -distansorgan 24 är anordnade över sammanbindningsstängerna 12 och förbinder, eller ligger an mot, avgränsningsskivorna 22 och ' tvärlisterna 14 och 16.

Elektrodstödblock 26 av titan är fästade vid vardera sidan av CPVC-avgränsningsskivor 22 medelst titanskruvar 28. Elektrod- stödblock 50 och 32 är anordnade vid den elektriskt positiva respektive elektriskt negativa änden av chassiaggregatet 10 och är låsta vid respektive tvärlister 14 och 16 medelst tianskru- var 28. 2 Ändstödblock 30 och 32 är vardera anordnade med ett press- eller greppinpassat ledarstift 34 respektive 56 med hög elektrisk ledningsförmåga, lämpligen koppar, vilka sticker ut via blind- flänsar för att anslutas till samlingsskenor, vilka kommer att beskrivas senare. 10 15 20 25 KN CJ 5 452 173 Elektrodstödblocken 26 är elektriskt anslutna genom varje avgränsningsskiva 22 medelst en tätt inpassad koppar- eller mäs- singsledare 40. Elektrolyten är avgränsad från ledaren 40 med- elst en platt elastpackning 42 anordnad på vardera sidan av varje skiljevägg 22. Skiljeväggarna 22 är försedda med ett fler- tal horisontellt anordnade öppningar 50 för passage av elektro- lyt därigenom samt mindre öppningar 52 över öppningarna 50 för passage av blandningar av elektrolyt och gaser bildade under elektrolys av saltlösningen. I Muttrarna 18 är ej elektriskt ledande för att de skall motstå sammankoppling med den där omkring strömmande elektroly- ten, vilket diskuteras nedan, och de är anordnade vid den posi- tiva änden av elektrolysören eller änden med högre spänning.

Muttrarna 20 är elektriskt ledande för att de skall befrämja sammankopplingen med titanfjäderhållaren eller -tvärlisten 16, som 1 sin tur är elektriskt ansluten till ändelektrodstödblocket 32 vid den negativa änden. Om läckströmmar skulle nå sammanbind- ningsstängerna 12, dvs. vid en skarv där distansorganen 24'grän- sar mot avgränsningsskivorna 22, kommer strömmen att omedelbart jordas till den negativa eller lågspänningssidan av elektrolysö- ren för att därigenom förhindra skadlig elektrolytisk sönderdel- ning av sammanbindningsstängerna.

Ett par spännarmar 54 av titan är press- eller greppinpas- sade i tvärriktningen genom varje elektrodstödblock 26 och änd- elektrodstödblock 30 och 32 för att uppbära elektrodplattor, vil- ket beskrivs mera nedan.

B. Elektrod- och elektrolvsöraggregat Det i fig. 7 visade elektrodaggregatet innefattar det ovan omtalade chassiaggregatet anoder 60 och katoder 62, vilka är åt- skilda från varandra samt anordnade omväxlande mellan varandra, spännbrickor 64, spännmuttrar 66, vulstdistansorgan 70 av plast samt olika fästanordnmgar, genomföringar och liknande.

Elektrodaggregatet kan införas som en enhet i ett cylind- riskt hölje 72 av CPVC, vid vilket är fästad en blindfläns 74 vid vardera änden därav till bildning av en elektrolysör eller elektrolysmodul lOa. O-ringar 76 och packningar 78 i kontakt med blindflänsarna 74 ger vattentäta förslutningar inuti elektrolysö- ren lOa, när flänsarna anbringas på plats med hjälp av muttrar och bultar (ej visade). 10 15 20 25 25 452 1752 Varje cell i en elektrolysör lOa är försedd med ett par 7 uppsättningar anod- och katodplattor, vilka benämnes uppsätt- ning nr 1 och uppsättning nr 2 i fig. 8 och vilka uppsättningar bidrar till att det bildas en av en mångfald arbetande celler, vilka benämnas celler 1, 2, 3 och 4 i fig. 2 och 6 samt 1 till och med 16 i fig. 5.

Förutom elektrolytflödet mellan cellerna genom öppning- arna 50 i skiljeväggarna 22, samt för en enkel montering, är ett perifert eller runtomgående utrymme, eller passage, 80 anordnat mellan skiljeväggarna 22 och höljet 72 genom att de förstnämnda har en diameter som är något mindre än den inre diametern för det sistnämnda, typiskt ca 0,4 mm.

I elektrodaggregatet användes anodplattor 60 av en typ som vanligen kallas dimensionsstabila, t.ex. med en titanbärare och med en ytbeläggning av en fast lösning av minst en oxid av en platinagruppmetall på båda sidorna därav. Det ledande under- laget är företrädesvis en anodiskt oxidfilmbildande metall, så- som titan. Tantal, niob eller zirkonium kan emellertid också användas. Formen hos underlaget eller substratet kan vara slät, operforerad eller öppningsförsedd, varvid den släta ytan före- dras. Beläggningen kan vara en oxid av platina, palladium, rutenium, iridium, rodium eller osmium eller kombinationer där- av. Den exakta sammansättningen hos anodplattorna är inte kri- tisk för uppfinningen och göres icke till föremål för patentkrav, varvid det är underförstått att dimensionsstabila anoder med varierande sammansättning är välkända och har använts med fram- gång under åtskilliga år.

Katoderna 62 kan lämpligen vara tillverkade av plåt och utgöres typiskt av titan, nickel eller olika järn- och nickel- legeringar. Såsom gäller för anodplattorna har plana eller släta katodplåtplattor visat sig vara överlägsna operforerade eller öppningsförsedda plåtar för användning enligt olika utförings- former av föreliggande uppfinning.

Samtliga anodplattor 60 och katodplattor 62 är vertikalt anordnade eller orienterade och hålles i fast, omväxlande åt- skilt förhållande med hjälp av spännbrickor 64 insatta mellan på varandra följande anodplattor och liknande brickor 64 insatta mellan på varandra följande katodplattor. Elektrodplattorna och spännbrickorna är insatta över spänntappar eller -armar 54 10 15 20 30 7 452 173 (fig. l). Avståndet eller spelet mellan plattorna upprätthålles inom området mellan ca 0,8 och l,6 mm. När avstánden är mindre än ca 0,8 mm, inhiberar fluidumtrögheten och/eller bryggor av gasbubblor ett fullgott flöde av elektrolyt och gas, samtidigt som systemet igensättes av partikelformigt material och/eller pannsten. När avstånden mellan plattorna är ännu större, t.ex. större än ca 2,5 mm, uppstår längre vägar för den elektriska strömmen däremellan, vilket i sin tur innebär större elektriska förluster. _ Anodplattor 60 är fastspända vid de positiva eller hög- spänningsändarna av varje avdelning eller cellenhet och katodplat- torna vid lågspänningsändarna (fig. 3). Anod- och katodplattorna är anordnade växelvis mellan varandra så att det föreligger ett förutbestämt gap eller utrymme mellan ytorna. Geometriskt mot- satta anod- och katodytareor definierar de effektiva arbetsytorna eller genereringszonerna. Icke motsatta ytareor samt utvändiga ytor på ytterelektroder är i huvudsak ineffektiva för produktions- ändamål, eftersom en mycket hög procentandel av den elektriska strömmen genomflyter de korta vägarna, dvs. mellan mot varandra vända anod- och katodytor. Ytterplattorna kan vara antingen ano- der eller katoder, varvid de sistnämnda föredras, eftersom icke effektiv användning av ena sidan av en anodplatta representerar en förlust ifråga om dyrbar beläggning.

Såsom har omtalats ovan, innefattar varje avdelning eller cellenhet tvâ från varandra åtskilda uppsättningar av inter- folierade elektroder, vilka är fastspända vid motsatta elektrod- stödblock 26 via spännarmar 54, spännbrickor 64 och spännmuttrar 66, vilka samtliga dessutom fungerar som elektriska ledare till elektroderna.

Avståndet mellan elektrodplattorna kontrolleras eller reg- leras med hjälp av tjockleken hos de precisionstillverkade spänn- brickorna 64, som lämpligen är av titan, samt medelst plast- vulster eller elektriskt icke ledande distansorgan eller separa- torer 70, som typiskt är av polytetrafluoreten.

Ifrågavarande chassi och cellkonfiguration ger vad som vanligtvis benämnes bipolärt arrangemang, vilket utmärkes av celler som elektriskt och hydrauliskt är seriekopplade med var- andra inuti höljet för förbättrad effektivitet,.enkelhet och kostnad. 10 15 20 25 30 35 452 173 8 Höljesstrukturerna 72 är lämpligen limmad eller svetsad CPVC och har typiskt en diameter av 15 eller 20 cm. Saltlösning kommer in i höljet 72 vid eller nära den ena änden och utmatas vid en motsatt ände, Den kan passera genom standardanslutningar in i en annan elektrolysör eller andra elektrolysörer (fig. 5), som vanligtvis är anordnade i vertikala mönster, på ett sådant sätt att man försäkrar sig om serieflöde genom varje cellavdel- ning 1 varje hydrauliskt ansluten elektrolysör. Vanligtvis är inloppet anordnat vid bottnen av ett hölje och utloppsöppningen vid den övre delen av ett annat, när ett flertal elektrolysörer är vertikalt staplade i hydrauliska serier.

Den nya elektrolysören ger en modul, från vilken ett brett område vad beträffar systemkapaciteter kan konstrueras. Typiskt kan en till fyra elektrolysörer enkelt anslutas hydrauliskt i vertikala staplar, och en eller flera staplar kan parallellanslu- tas hydrauliskt. Olika serie-parallellarrangemang med avseende på elektriska anslutningar, vilket beskrivs mera nedan, användes.

Konventionella metallramar och -konsoler användes för att upp- bära och förankra elektrolysörerna.

Topp- och bottenhöljesanslutningarna gör att blindflänsarna 74 kan förbli obelamrade med tätningsínpassningar, vilket under- lättar ett snabbt införande och avlägsnande av elektrodaggregat.

Enkla elektriska ledare behöver endast avlägsnas för att man skall få tillträde till looken och chassiaggregaten. Vidare är vertikala staplar effektiva med avseende på golvyta. Det är underförstått att det antal celler per elektrolysör och det an- tal elektrolysörer per stapel som har visats och/eller beskrivits häri inte på något sätt begränsar uppfinningen. ' Munstycken eller öppningar 50 och 52 anordnade i avgräns- ningsskivorna 22, liksom även själva skivorna, bidrar till att reglera flödena av elektrolyt och gas samt till att reglera elektrolytnivåerna och -hastigheterna. Avgränsningsskivorna 22 har ytterligare två viktiga funktioner, nämligen att reducera intercellkopplingen, som är ett konkurrerande fenomen, till icke signifikant nivå samt att förhindra bak-blandning lyt mellan celler, vilket är ett fenomen som försämrar process- effektiviteten, vilket är välkänt för fackmannen på området.

Ca Drift av syntetiska och naturliga saltlösnngssystem I fallet naturliga saltlösningssystem kommer elektrolyten av elektro- 10 15 20 25 30 35 9 452 175 vanligtvis in vid bottnen av elektrolysören, eller vid bottnen av den lägsta modulen, och fyller cellerna efter hand samt rin- ner ut genom utloppet vid den övre delen av apparaten, vilket är en följd av inloppstrycket. I syntetiska.system införes kon- centrerad saltlösning och utspädningsvatten i elektrolysören ge- nom separata anslutningar, vilka beskrivs senare. Blandningen pressas på motsvarande sätt till utloppet vid den övre delen av apparaten medelst inloppstrycket.

Vid såväl syntetiska som naturliga saltlösningssystem är den föredragna utföringsformen vid hög elektrisk effektivitet ett driftsätt som innebär genomströmning en enda gång till skill- nad från recirkulation av elektrolyten. Recirkulation tenderar att "kontaminera" uppströmsprodukten av låg koncentration med utmatningsprodukten av hög koncentration, vilket bidrar till att befrämja en icke önskvärd konkurrerande reaktion i elektrolysö- rerna, vilket är ett fenomen som är välkänt för fackmannen på området. Det stora antalet avgränsningsskivor 22 fungerar som bafflar och förhindrar på ett effektivt sätt bak- eller åter- blandning av elektrolyt mellan celler, vilket bidrar till att nedbringa den icke önskvärda konkurrerande reaktionen till ett minimum, Driftsättet med enbart en genomströmning samt önskemålet att omvandla en väsentlig procentandel av den relativt dyrbara syntetiska saltlösningen till produkt gör att det krävs relativt små elektrolytflöden i syntetiska system. Detta innebär att intracellflödet är lågt med på motsvarande sätt låg potential för högstråleenergi härrörande från öppningarna eller munstyckena i skiljeväggarna 22 för att alstra gynnsam turbulens och elektrod- rengöringsverkan på ytor i elektroduppsättningarna nedströms, vilket bidrar till att undertrycka uppbyggnaden av föroreningar.

Detta är inte någon signifikant nackdel, eftersom syntetiska salt- lösningar lätt kan framställas av salter och vatten av tillräck- ligt hög kvalitet för att man i stor omfattning skall nedbringa uppkomsten av pannsten och andra beläggningar på elektroden samt behovet av turbulens och rengöring.

Vid de naturliga saltlösningssystemen är saltlösningskost- naden låg eller praktiskt taget obefintlig, och, såsom är väl- känt för fackmannen inom elektrolysprocessområdet, dikterar eko- nomin för en sådan operation mycket högre saltlösningsflöden än 10 15 20 25 30 35 452 175 10 i syntetiska system, nämligen av storleksordningen från 5 till 10 gånger högre. Vidare innehåller havsvatten och andra natur- liga saltlösningar stora kvantiteter av ytterligare kemikalier som faller ut och avsättes och tenderar att ansamlas på elektro- derna i cellerna, vilket har störande inverkan på effektiv opera- tion. De stora flödena i kombination med elektroduppsättningarna med ny konfiguration, vilket beskrivs nedan, kombineras så att man uppnår effektiv, långvarig drift, vilken inte störs av be- svärande pannsten eller andra avsättningar.

En likströmskälla anslutes till ledarstiften 34 och 36 för åstadkommande av en positiv emk av nominellt från 3,5 till 6,0 volt på anodänden i varje cell (i förhållande till katodänden).

Varje elektrolysörmodul om 4 celler kräver_typiskt en total på- iagd iikströmsspäzmíng av från 14 till 24 voit.

Elektrolyt strömmar i form av serieflöde genom avdelningar eller celler i huvudsak genom intra-höljesanslutningar, öppningar 50 i skiljeväggar 22 samt i mycket mindre omfattning genom ring- formiga passager 80 och öppningar 52. Såsom illustreras i fig. 4 förekommer ett kraftigt konvektionsflöde vertikalt uppåt mellan elektrodplattorna inuti cellen under elektrolys, vilket i någon mån beror på att en viss uppvärmning (uppvärming förorsakad av ineffektivitet) sker mellan elektrodplattorna men i mycket I större omfattning beror på bildning av gas, till övervägande delen väte. Den dubbla effekten av värme och gasbildning ger en kraftig "lyftning" (liknande kraftig kokning) av elektrolyten, vilken underlättas av generösa àterföringsvägar för snabb kon- vektion av elektrolyten, vilket i sin tur förbättrar den elek- triska effektiviteten, eftersom gasen, som inte leder elektrici- tet, snabbt avlägsnas från genereringszonen. Ett väsentligt sär- drag i samband med föreliggande uppfinning är att gas snabbt kan avlägsnas från genereringszonen till en zon omedelbart ovan- för elektroduppsättningarna. Gasen separeras från elektrolyten och ledes progressivt från cellavdelningarna, såsom beskrivs mera nedan. Den process, som äger rum inuti elektrolysören, är relativt komplex samt konventionell och dokumenterad i littera- turen. I stora drag gäller att natriumhypoklorit och icke omvand- lad saltlösning produceras i blandning med gaser, till över- vägande del väte.

Fig. 6 illustrerar en speciell utföringsform av den nya 10 15 20 25 30 35 11 452 173 elektrolysören avsedd för användning 1 samband med syntetisk saltlösning, varvid man utnyttjar en enda elektrolysörmodul, vilken arbetar under atmosfärstryck. Såsom har beskrivits ovan, är flödet genom elektrolysören l0a mycket litet 1 syntetiska system. Flödesöppningarna 50 och 52 är tillräckligt stora för att huvudförlusterna över avgränsningsskivorna 22 skall vara omärkbara. Med gasutblåsningsöppningen 96 och produktutmatnings- anslutningen 90, som båda står under atmosfärstryck, reglerar överströmningskällan 94 nivån i hela elektrolysören till den approximativa nivån i utmatningsledningen 90.

Vid andra utföringsformer av elektrolysören och elektro- lysörstaplar hålles höljena vanligen vid driftstryck över atmos- färstryck på grund av fluidumfriktion i elektrolysörerna och av statiska och dynamiska tryckhöjder eller bak-tryck vid ut- matningen. Alternativa organ för att reglera tryckhöjden i elektrolysören och för att leda gasen från gaszonerna användes och beskrivs nedan.

D. Gasavgågg Den gas, som alstras mellan elektroderna, har en första ordningens effekt på den elektriska resistansen i elektrod- gapen av genereringszonerna samt en uttalad effekt på den to- tala effektiviteten och följaktligen på driftskostnaderna.

Generellt gäller att, ju mindre anoderna är i vertikal riktning, desto kortare är gasströmningsvägen ut frán genereringszonen och desto större är effektiviteten för gasavlägsnandet. Mycket smala elektroder ger emellertid liten elektrodarea och stora elektrolysörkostnader. En kompromiss ifråga om för det första kostnader relativt effektiviteten för avlägsnande av gas, samman- hängande med den vertikala anoddimensionen, måste göras. På lik- nande sätt resulterar alltför långa elektroder i höga strömtät- heter vid infästningsändarna av elektroderna vilket i sin tur innebär olämpligt stora förluster i fråga om elektrisk resistans och/eller alltför massiva elektroder.

Typiskt har anoder med dimensionerna 0,08 x 10 x 20 cm visat sig besitta gynnsamma proportioner i förhållande till ovan- nämnda faktorer.

Förutom de överväganden som gäller väglängder gäller att höga konvektionsströmmar befrämjas av de tre generösa återfö- ringsvägarna, p (fig. 4), för att ytterligare befrämja den 10 15 20 25 §O 452 173 12 snabba avgången av gas från genereringszonen. För att befrämga en effektiv konvektion måste anoderna vara nedsänkta för att man på lämpligt sätt skall utnyttja skorstenseffekten. För att befrämja separation av gasbubblorna och för att undvika att de recirkuleras tillbaka till bottnen och upp genom elektrodupp- sättningarna måste en väsentlig gränsyta mellan gaszonen och elektrolyt upprätthållas i form av elektrolytyta. Med undantag av det syntetiska arrangemanget enligt fig. 6 upprätthålles denna yta 1 elektrolysörerna medelst två mekanismer: (a) den väsentliga kvantitet gas som separeras i den övre delen av varje cellavdelning "fångas" av höljesväggar 72, flän- sar 74 och avgränsningsskivor 22, vilket gör att elektrolyt- nivån pressas nedåt; och '(b) när elektrolytnivån når nivån för gasöppningarna 52, är dessa öppningar fria från elektrolyt i tillräcklig omfattning för att gasen skall ledas därigenom till nästa nedströmsavdel- ning och förhindra ytterligare sänkning av elektrolytnivån.

Denna reglering av nivån sker i samtliga avdelningar med undantag av avdelningarna med upptill anordnade utmatningsöpp- 1 ndngar. Gasöppningarna eller -munstyckena 52 är relativt små, typiskt från 1,6 till 6,4 mm, vilken storlek är tillräcklig för att all gas genererad 1 en given avdelning skall passera plus ytterligare inkommande gas från celler uppströms därom plus en mindre mängd elektrolyt, t.ex. från O till 5%.

Gasen pressas av fluidumtrycket från avdelning till avdel- ning till dess att den når en avluftad (eller utmatnings-) avdel- ning av elektrolysörmodulen, där ytan inte regleras och trycks ned. Gasen blir bemängd med elektrolyt och gas från den avlufta- de (eller utmatnings-) avdelningen och strömmar ut från utmat- ningsöppningen till yttre separationsorgan eller, vilket är fal- let när en nedströmsmodul existerar, strömmar in i den första avdelningen av nästa modul, där separation ånyo åstadkommes in- mü.denna avdelning. Vid en uppbyggnad av multipelmoduler (fig. 5) utbreder sig gasen i längdriktningen från avdelning till avdel- ning, till dess att den når en upptill anordnad gasöppning H, som typiskt finns 1 den näst sista avdelningen. En begränsnings- öppning 82, som typiskt är från 1,6 till 5,2 mm, har tillräck- lig storlek för att gas och ett mindre flöde av elektrolyt skall passera därigenom, typiskt O-2% elektrolyt, ut ur elektrolysören, 10 15 20 25 50 35 1, 452 173 varigenom man befriar nedströmsceller och -moduler från bördan att separera och hantera på nytt medförd gas.

Vid stapelaggregat med multipelutblåsningsställen är mul- tipelgasutmatningsledningarna typiskt anslutna till ett gemen- samt grenrör i närheten av utloppet från den sista eller översta elektrolysörmodulen. Grenröret ansluter till produktutmatnings- ledningen och leder gaserna tillbaka in i blandning med produk- ten, som är en kombination av natriumhypoklorit, icke omvandlad saltlösning samt restgas. Blandningen ledes därefter till yttre separationsorgan, varvid praktiskt taget 100% separation nor- malt åstadkommes.

Fig. 5 illustrerar en fyramodulselektrolysör, vilken till- sammans med fig. 4 illustrerar de ovan omtalade principerna.

Ledningarna 104 från inpassningen H till grenröret 106 avser rör- ledningar, t.ex. plastslangar, som leder gas-elektrolytbland- ningen till elektrolysöraggregatets grenrör 106 och utlopp 108.

Munstycken eller öppningar 82 stryper flödet för att förhindra alltför stor passage av icke omvandlad elektrolyt. I fallet en- kelmodulelektrolysör enligt fig. 6, vilken arbetar vid atmos- färstryok, avskiljes väte från elektrolyten vid dess ytor i de fyra cellavdelningarna och strömmar till utloppet 96 från var- dera änden av elektrolysören, varifrån det utsläppes till atmos- fären. Gas- och elektrolytzoner visas som 98 respektive 100. I en enkelelektrolysör av sluten typ (icke atmosfärisk), separeras gaserna vanligen ut i uppströmsavdelningarna, varigenom de ström- mar genom de övre öppningarna 52 till dess att de när utmatnings- avdelningen, där de blandas med fluida från denna avdelning och strömmar ut genom elektrolytöppningen. När gaserna kommer in vid den övre delen av utmatningsavdelningen, i närheten av utmat- ningsöppningen, återinföres mycket liten mängd gas i elektrolyten, vilken gas stör genereringsprocessen i utmatningscellavdelningen.

Den utvecklade kvantiteten gas kan förutsägas med hjälp av den därmed sammanhängande elektrokemin. Genomströmningen av elektrolyt regleras typiskt till konstant hastighet. Tryckför- luster genom elektrolytöppningar och -passager samt gasöppningar och -passager är i huvudsak lika stora, eftersom parallella banor användes. Sålunda kan en fackman inriktad på strömningslära lätt dimensionera ifrågavarande öppningar och passager för åstadkom- mande av de ovan beskrivna fördelningarna. 10 15 20 25 BO 35 452 175 I, E. Elektrodplattkonfiguration Såsom har omtalats ovan, resulterar närvaron av konta- minanter i havsvatten i att det bildas avsättningar på inree cellytor, vilka, om de inte avlägsnas, stör elektrolysen. Dessa avsättningar, som till övervägande del utgöres av kalcium- och magnesiumhydroxider och -karbonater, kan bildas med drastisk hastighet, speciellt på katodytor och -kanter. När man använder konventionella rektangulära elektrodplattor, har motsatta elektrodytor visat sig förbli helt fria från pannsten eller andra avsättningar, dvs. filmer av endast 0,10 till 0,25 mm utvecklas under tidsperioder om 6 månader eller mera på ett havsvatten av mediumkvalitet, dvs. havsvatten från en tidvattenkanal belägen i ett moderat uppbyggt omrâde med en blandning av industri och handel. Havsvattnet uppvisade en koncentration av 85% av full koncentration, varvid utspädningen härrör från lokal avgång.

Pannstenen i elektrolyszonerna påverkade inte nämnvärt driften.

Utvändiga katodytor, dvs. de ytor som inte är vända mot anod- ytor, erhöll tjockare och mera vidhäftande beläggningar med en tjocklek av ca 0,76 till 1,52 mm under samma tidsperiod men med minskande hastighet, som närmade sig stabila betingelser. När- varon av beläggningarna störde inte elektrolytflödet eller effektflödet eller effektiviteten i någon påvisbar omfattning.

Stor uppbyggnad av mjuka fällningar tenderade emellertid att bildas vid såväl den övre som den undre elektrodkanten på de vertikalt anordnade elektrodaggregaten med bryggor från den ena elektrodkanten till de intilliggande kanterna. Vid de ytor mel- lan anodplattorna där katodplattorna inte är direkt vända däre- mot, dvs. vid de positiva anslutningsändarna av anodaggregaten, . bildades dessutom bryggor av fast material under en tidsperiod av några timmar, till och med i närvaro av elektrolythastigheter av 3 m per sekund eller mera härrörande från strömningsöppning- arna 50. Detta fenomen med bryggor av fast material eller upp- byggnad av fällningar mellan anodplattorna uppträder på liknandesäü mellan katodplattor, som inte är vända mot anodplattor vid sina anslutningsändar, men i mindre omfattning. Vidare visade sig approximativt de mest avlägsna 1,6 mm av anodplattorna erhålla bryggor vid sina icke anslutna ändar.

Sammanfattningsvis gäller sålunda att var och en av de fyra sidorna av alla elektrodaggregat innefattande konventionella 10 15 20 25 }O 35 15 452 173 rektangulära plattor täcktes i allvarlig omfattning av fasta föroreningar, som föll ut ur lösningen. Denna packning och brygg- bildning hindrade cirkulationen av elektrolyt mellan plattorna, vilket i sin tur störde en effektiv elektrolys. För att i huvud- sak eliminera detta icke önskvärda fenomen förses varje anod- platta 60 med ett i huvudsak rektangulärt urtag ll2, och varje katodplatta 62 är urtagen på identiskt samma sätt vid ll4 (fig. 7). Varje urtag är centrerat mellan elektrodplattans fäst- punkter och omfattar approximativt 50% av den vertikala höjden av plattan i dess vertikala dimension. Den återstående ändarean av varje platta bidrar till att leda ström och att uppbära den i ena änden fästade plattan. Djupet av anodurtaget ll2 är sådant att dess vertikala kant har samma utsträckning som den fria el- ler icke anslutna änden av katodplattan 62, och omvänt är djupet av katodurtaget ll4 sådant att dess vertikala kant har samma ut- sträckning som den icke fästade änden av anodplattan 60. Urtag- ningarna är typiskt 2,5 x 5 cm för elektroder med dimensionerna 0,08 x 10 k 20 om. På grund av urtagningarna elimineras effek- tivt icke motsatta ytor inom området för de vätskestrålar som _ härrör.från skiljeväggsöppningarna 50, och en överströmningsrad av elektrodkanter åstadkommas. Det upptäcktes att ett flertal öppningar 50 kunde dimensioneras och fördelas jämnt sa att man erhöll slaghastigheter vid de vertikalt i linje liggande upp- ströms-elektrodkanterna, varigenom störande pannsten och avsätt- ningar spolas bort, och så att man åstadkommer tillräcklig ström- ning och turbulens genom gapen mellan elektroderna för att för- hindra_igensättning och avsättning av pannsten vid de övriga tre kanterna av elektroduppsättningarna.

Genom att reglera elektrolyttillförseln till elektrolysö- rerna med hjälp av konventionella yttre flödesregleringsorgan och med hjälp av noggrant dimensionerade munstycken eller öpp- ningar 50, fixeras lätt de utgående hastigheterna. Hastigheter mellan 1,5 och 6 m per sekund, typiskt 3 m per sekund, befanns vara effektiva. Diametern. på öppningarna 50 är typiskt från '6,4 till 9,5 mm, och saltlösningsgenomströmningen är typiskt från ll0 till 450 l per minut i uppsättningar omfattande höljen -med fyra celler i elektrolysörer med en diameter av l5 eller 20 cm.

Vertikalt konvektionsflöde förorsakat av temperaturhöj- 10 _ 15 20 25 }0 35 452 173 16 ningen på grund av ineffèktiviteter vad beträffar elektrolyt- omvandlingen samt av uppåtstigande gas bidrar till turbulensen och det totala resulterande flödet. Det totala resulterande flödet är produkten av det horisontella flödet genom öppningen 50 och det vertikala konvektionsflödet. Produktflödet håller effektivt elektrodkantöppningarna till ca 90% fria från avsätt- ning eller igensättning, vilket skall jämföras med ca 25% eller mindre för konventionella elektroder under långa driftsperioder.

Gas avlägsnas från alstringszonen med snabb hastighet.

Vissa fällningar tenderar att sedimentera till bottnen av elektrolysörhöljena. En halvmånformig urtagning 124 vid den understa delen av skiljeväggarna.22 (fig. l och 4) fungerar som rengöringsstråle för att medbringa dessa fällningar för efter- följande utmatning.

Eftersom det inte finns någon avgränsningsskiva 22 före den första uppströmsavdelningen eller cell nr l, dvs. inga öpp- ningar-50, som förorsakar höghastighetsstrâlar riktade mot kan- terna av elektroderna, förorsakar i stället en inloppsmunstycks- skiva l20, vilken uppbäres av den undre av sammanbindnings- stängerna 12 och vilken står i glidbar kontakt med den undre väggdelen av höljet 72, höghastighetsstrålar, vanligtvis med en hastighet av från 1,5 till 6 m per sekund, vilka riktas mot de undre kanterna av elektrodplattorna när elektrolyt bringas att _rinna genom inloppsmunstycksskivan 120.

Inloppsmunstycksskivan 120 illustreras i fig. 8 och 9 och visas 1 elektrolysöraggregatet i fig. 2. Inloppsmunstycksskivan 120 användes enbart vid elektrolys av havsvatten och är anord- nad i cell nr 1 eller i den cell eller avdelning, som uppvisar inmatningsorganet för saltlösning, när endast en elektrolysör användes, eller i varje inloppscell i varje elektroiysörmodul 1 staplade eller multipelelektrolysörsystem. När syntetisk salt- lösning elèktrolyseras, användes inte inloppsmunstycksskivor.

Skivan 120 är försedd med en cylindriskt formad inlopps- kavitet 130 och en symmetrisk kroppsdel inkluderande ett fler- tai atsknaa munstycken eller öppningar 132, 132: och 136 riktade mot de undre kanterna av elektrodaggregaten där ovanför samt med axlar, som bildar progressivt större vinklar med en verti- kal axel ju närmare periferin på munstycksskivan man kommer.

Elektrolyt kommer in 1 inloppskaviteten 130 och tvingas genom 10 15 20 25 }0 55 17 L 452 173 öppningarna 132,-134 och 136 för att därefter slå emot de undre kanterna av aggregat nr l och aggregat nr 2 för åstadkommande av den erforderliga höga hastigheten och turbulensen inuti cellen för att man därigenom skall förhindra uppbyggnad av icke önsk- värda fällningar.

F. Fördelniggsorgan för utsgädningsvatten i syntetiska saltlös- niggssystem' Eftersom de dyrbara beläggningarna på anoderna är de ojäm- förligt mest kostsamma elementen i hypokloritframställningsappa- raten, är vilken som helst skälig åtgärd som bidrar till att bi- bringa beläggningen ökad livslängd motiverad. Genom den nedan beskrivna nya metoden för inmatning av saltlösning försäkrar man sig om modererade temperaturer för syntetiska saltlösningssystem för kallvattentillförsel utan att man behöver tillgripa yttre uppvärmningsanordningar, värmeväxlare och liknande, vilket följ- aktligen innebär ökad anodlivslängd.

Av fig. 6 framgår att systemet innehåller en anslutning 205 för koncentrerad saltlösning (NaCl) till den första avdel- ningen av elektrolysörens i serie liggande rad av avdelningar.

Det totaia fiöaet av utepäaningsvatten är typiskt ca tio gånger- så stort som flödet av koncentrerad saltlösning för att den slutliga saliniteten skall reduceras till approximativt 2,8%.

Utspädningsflödet uppdelas i två eller flera strömmar, typiskt fyra lika stora strömmar, och inmatas i elektrolysörens cellrad vid approximativt samma tidsintervall över längden av cellraden. Som ett resultat därav åstadkommas graderade salini- tetsnivåer längs cellraden, typiskt 8,5, 5,0, 5,6 och 2,8%, lik- som även relativt låga genomsnittliga hastigheter för den axiella elektrolytströmningen i uppströmscellerna med ökande hastigheter allteftersom utspädningsvatten tillsättes. Pâ motsvarande sätt är uppehållstiden längre inledningsvis, medan den reduceras vid varje tillsats av utspädningsvatten. Längre uppehål1stid.resul- terar i ökad uppvärmning (förorsakad av elektriska förluster) och ökad produktbildning i avdelningarna uppströms i förhållande till enkla system utan någon uppdelning av utspädningsvattnet.

Typiska data för ett system med uppdelning på fyra ström- mar och för ett konventionellt system (där den koncentrerade salt- lösningen och utspädningsvattnet kombineras innan det matas in i elektrolysören) är följande: 10 15 20 25 452 173 18 1:a 2:a ' 3:e^ 4:e fjärde- fjärde- fjärde- fjärde- delen delen 'delen delen Med uppdelning- *rempmöjnu °c 11 o,5 1 " 3 Klorkonc” g/l 8,7 9,1 8,9 9,0 konventionell g (Utan uppdelning) -remp.nöjn., °.c 3 4 4 4,5 Kiorkonep; g/l 2,5 4,8 7,0 9,0 Ovanstående data är approximativa för slutet av ifrågava- rande steg (slutet av en fjärdedels cellrad). Temperaturhöjningen är den totala höjningen från temperaturen i början av steget till temperaturen i slutet av steget. Klorkoncentrationen är koncentra- tionen vid stegets slut.

Dessutom är spänningen helt olika för de båda systemen på grund av salinitet och temperatur. Spänningsbehovet sjunker med ökad salinitet och/eller temperatur. Den spänning som erfordras för utföringsformen med uppdelning på fyra strömmar för fyra oel- ler är typiskt ungefär l volt mindre än i fallet utan någon upp- delning, dvs. 14,1 volt relativt 15,1 volt. l Nettoeffekterna för de båda systemen kan summeras på föl- Jande sätt: a. Den högre genomsnittliga saliniteten för det uppdelade systemet reducerar det totala spänningsbehovet och underlättar den elektrolytiska omvandlingsprocessen som ett resultat av den större genomsnittliga tätheten av klorjoner. b. Den högre genomsnittliga temperaturen för det uppdelade systemet kan underlätta eller hindra den elektrokemiska processen beroende på temperaturen för inloppssaltlösningen, utspädnings- vattnet och den totala temperaturhöjningen. I praktiken tenderar den elektrokemiska omvandlingen under användning av det uppdelade systemet att vara mera effektiv på grund av den högre genomsnitt- liga elektrolyttemperaturen, vilket resulterar 1 minskat spännings- behov. o. Högre genomsnittlig hypokloritkoncentration nedsätter signifikant effektiviteten pà grund av att den konkurrerande reak- tionen aooentueras. Sålunda innebär det uppdelade systemet en 10 15 20 25 50 35 19 452 173 nackdel som ett resultat av detta fenomen.

På det hela taget har det befunnits, att effektiviteten, elektrisk och salt i kombination, för de båda driftssätten är approximativt densamma. Under vissa betingelser ger det uppde-- lade systemet något bättre resultat, under det att det alterna- tiva systemet befanns vara mera effektivt för andra. I systemet med uppdelning föreligger emellertid större ursprunglig tempera- turhöjning än i den första cellen eller de första cellerna, vari- genom anoder i uppströmscellerna utsättes för högre och mera .gynnsamma temperaturer än i det konventionella systemet. I en rad med fyra celler och med uppdelning på fyra strömmar kommer exempelvis, om temperaturen för det tillförda vattnet är l°C, temperaturen för blandningen 1 den första cellen att vara l2°C i motsats till en temperatur av ÄOC för det konventionella sy- stemet. De dyrbara anodbeläggningarna skyddas därigenom bättre från en passivering förorsakad av alltför kraftig syrebildning genom exponering för kall elektrolyt, vilket är välkänt för fack- mannen inom det elektrokemiska området.

Utspädningsflödena för det uppdelade systemet behöver inte vara exakta, typiskt inom É 10% i förhållande till varandra, och regleras med hjälp av enkla flödesstryporgan 206 i ledningen 207 för tillförsel av utspädningsvatten, vilken ledning ger parallella vägar för utspädningsströmmarna.

' Det torde observeras, att föreliggande uppspaltning av utspädningsvattnet inte är avsedd att vara begränsad till upp- spaltning i fyra strömmar, till uppspaltning i lika stora strömmar av utspädningsvatten, till samma avstånd mellan tillförselstäl- lena för utspädningsvatten eller till elektrolysörer med Ä celler.

Gynnsamma temperaturresultat erhålles med olika kombinationer av ovanstående variabler, där det enbart är fråga om gradskillnad mellan de resulterande betingelserna.

G. Arrangemang av elektriska ledare Långa rader av celler anslutna i hydrauliska serier är önskvärda för att man skall uppnå maximal processeffektivitet, eftersom i huvudsak bak-blandning (flöde av icke-pluggtyp) och därmed sammanhängande effektivitetsförlust, vilket är välkänt för fackmannen på området, reduceras på ett effektivt sätt. Ju större antalet celler och cellavgränsningar är, desto närmare kommer man flödet av pluggtyp. 16 celler eller mera i hydrauliska 10 15 20 25 30, 35 452 173 20 serier har visat sig vara önskvärt för att man fullständigt skall utnyttja principerna för drift med ett genomströmmande pluggflöde.

Enkla elektriska serieanslutningar_för cellerna och modu- ler för rader-av celler av sådana längder är ej önskvärda på grund av de höga spänningar som uppträder därvid.

En total pålagd likspänning av upp till ca 50 anses säker _ 1 sådana sammanhang där människor kommer i kontakt med oisolerade ledare i en industiell apparat av elektrolytisk typ. När höga strömstyrkor förekommer, såsom i föreliggande apparat, typiskt från 500 till 10 000 A, är oisolerade strömskenor önskvärda tack vare deras förmåga att bortleda värme. Sålunda utgör 8 celler i elektrisk seriekoppling ett praktiskt maximum, eftersom det kan vara önskvärt att applicera upp till 6 volt per cell. När 16 celler är hydrauliskt anslutna i serie (fig. 5), är ett elek- triskt serie-parallellarrangemang önskvärt. Konventionellt skulle de 50% av cellraden som ligger nedströms vara anslutna i serie, medan 50% uppströms i cellraden skulle vara seriekopplade med varandra. Dessa cellrader skulle därefter parallellkopplas med en yttre strömkälla. I systemet enligt fig. 5, där man elektriskt seriekopplar 8 uppströmsceller samt elektriskt seriekopplar 8 ned- strömsceller, och de båda resulterande elektriska serierna är kopplade parallellt, skulle detta innebära en konventionell lös- ning men ett obalanserat flöde av elektrisk ström i systemet, vilket i sin tur skulle tendera att förstöra anoderna på grund av alltför stor strömtäthet. I ett konventionellt system, där man inte utnyttjar organ för uppdelning av utspädningsvattnet, tenderar strömmen att vara alltför hög i nedströmscellerna på grund av högre elektrolyttemperaturer däri, vilket resulterar i lägre elektrisk resistans. I ett system med uppspaltning av ut- spädningsvattnet, såsom har diskuterats övan, förorsakar högre salinitet i uppströmscellerna lägre elektrisk resistans och ett överskott av ström som måste shuntas därigenom. Högre strömstyrka i ett "ben" av cellraden minskar den ström som passerar i det andra benet, vilket sålunda accentuerar obalansen däremellan och innebär ojämn anodförslitning och medföljande ekonomiska för- luster.

Mera tillfredsställande livslängd inom ett brett område vad beträffar driftsbetingelser uppträder när det i fig. 5 , ,._.. ... 10 15 20 25 §0 35 21 452 173 schematiskt åskådliggjorda arrangemanget användes, vilket arrangemang balanserar skillnader i den elektriska resistansen förorsakade av förändringar i temperatur och/eller salinitet hos elektrclyten när den passerar genom avdelningarna.

I enlighet därmed uppdelas symmetriska rader av celler eller moduler, vilka kan divideras med fyra, med avseende på effektflödet, så att 25% av de allra mest uppströms liggande cellerna är elektriskt seriekopplade med 25% av de allra mest nedströms liggande cellerna. De återstående 50% (mellanströms-) cellerna är på samma sätt seriekopplade, så att två seriegrupper (uppströms-nedströms samt mellanströms) är i huvudsak Jämnt "matchade" vad beträffar resistans, så att man erhåller i huvud- sak balanserat strömflöde, när de tillföras ström från samma strömkälla. Det torde observeras, att det ovan diskuterade arrangemanget är tillämpbart på cellrader med annat antal celler än 16, och i realiteten på celler med olika geometri med annat antal än symmetriskt antal parallellkopplade celler.

H. Summering Häri beskrivs en apparat, vilken är användbar för elektro- lys av naturliga och syntetiska saltlösningar för tillverkning av natriumhypoklorit. I apparaten utnyttjas en multicelluppsätt- ning med en enda genomströmning av elektrolyt i motsats till återcirkulation. Apparaten är lätt att montera ned och monteras upp på nytt för service, dvs. för inspektion, rengöring eller utbyte av delar. På ett chassi monterade elektrodaggregat med upp till 20 cm diameter och med en längd av 0,9 m kan på ett enkelt sätt lyftas och hanteras av en person och införas i ett hölje för åstadkommande av en elektrolysör eller elektrolysör- modul. Chassiaggregatet kan karakteriseras genom sin enkelhet, bipolaritet och modularitet. Elektrolysörkonfigurationen är så- dan att vätebortgången är snabb, vilket bidrar till hög elektrisk effektivitet för apparaten. Elektrodkonfigurationen och de reg- lerade flödena av elektrolyt bidrar till väsentlig eliminering av pannsten och uppbyggnad av andra fällningar. Förutom ovanstå- ende arbds- och energibesparande särdrag ger de unika och för- bättrade fördelningsorganen för utspädningsvattnet liksom det elektriska ledararrangemanget minskad förslitning av kritiska och dyrbara anoder.

Claims (22)

452 173 H PATENTKRAV t

1. Elektrolysörapparat (10) för elektrolys av synte- tiska och naturliga saltlösningar för framställning.av hypo-4 .klorit därur, med åtminstone en elektrolysör innefattande ett lângsträckt elektriskt icke ledande hölje (72) med öppna ändar, avlägsningsbara ändtillslutningsorgan (74) vid vardera av höljets öppna ändar, en första fluidflödespassage genom en vägg i höljet i närheten av ena änden därav och en andra fluidflödespassage genom en vägg i höljet i närheten av dess andra ände, och ett bipolärt elektrodaggregat i minst två celler inuti höljet, varvid längdaxeln för nämnda elektrodaggregat i huvudsak sammanfaller, eller är koaxiell, med höljets längd- axel, varjämte vart och ett av nämnda ändtillslutningsorgan (74) har en genomgående öppning-för strömförbindningstappar (34,36) till elektrodaggregatet, k ä n n e t e c k n a d av att höljet (72) har horisontellt anordnad längdaxel; att respek- 'tive cell innehåller uppsättningar av vertikalt orienterade inter- folierade elektrodplattor bestående av anodplattor (60) och -katodplattor (62) uppburna av ett ramverk; att ramverket inne- fattar minst en elektriskt icke ledande, skivformad avgränsning (ZZ), vilken är anordnad vinkelrätt mot höljets längdaxel och är placerad på elektrodaggregatet för att uppdela höljet i celler och utgöra baffelorgan härför; att var och en av cellerna är i huvudsak isolerad elektriskt och hydrauliskt medelst nämnda av- gränsningar (22), vilka avgränsningar har ett spelrum relativt höljet (72), när de är anordnade inuti detta, och vilka av- gränsningar innehåller fluidflödespassager (50) för reglering av elektrolytfluidflödet därigenom; att avgränsningarna (22) är försedda med gas-elektrolytflödesöppningar (52) därigenom, vilka är anordnade omedelbart över cellelektroduppsättningarna omedelbart uppströms om nämnda avgränsningar, varvid gas-elektro- lytflödesöppningarna har tillräcklig storlek för att all den gas skall kunna passera därigenom som utvecklas i cellavdel- ningen omedelbart uppströms om den öppningsförsedda avgränsningen plus gas, som kommer in i cellavdelningen från andra uppströms liggande cellavdelningar, plus elektrolyt, som kommer in i en av nämnda fluidflödespassager i höljet; att avgränsningarna (22) är försedda med elektriskt ledande elektrodstödblock (26) på vardera sidan därav, varvid organ (40) är anordnade för elektrisk sammankoppling av elektrodstödblocken (26) genom Qf 452 175' genom var och en av avgränsningarna (2Z); att ett strömledan- 'de utsprång är anordnat vid vardera änden av ramverket för anordnande i vart och ett av nämnda ändtillslutningsorgan (74) för åstadkommande av en utskjutande positiv strömförbind- ningstapp (34) respektive en utskjutande negativ strömförbind- níngstapp (36), att ett elektrodändstödblock ~(30,32) är fäst vid vart och ett av de strömledande utspràngen; samt att ram- verket vidare innefattar ett par upphängningsorgan (14,16), av vilka åtminstone ett är elektriskt icke ledande, varvid vart och ett av upphängningsorganen är fäst vid vart och ett av ändstödblocken (30,32), och åtminstone två i längdríktningen anordnade, åtskilda, elektriskt ledande sammanbindnings- stänger (12), vilka är fästade vid upphängningsorganen (14,16) och vilka passerar genom avgränsningarna (22).

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att elektriskt icke ledande dístansorgan (24) är anordnade omkring sammanbindningsstàgenw.(12) mellan avgränsningarna (22) och mellan vart och ett av upphängningsorganen (14,16) och dess intilliggandeavgränsning (22), varvid sammanbindnings- stängerna (12) och dístansorganen (24) ger i huvudsak lika stort avstånd mellan avgränsningarna och mellan vart och ett av upp- hängningsorganen och dess mest näraliggande avgränsning, och att en kombination av fastspännings- och elektriska kopplings- organ (54,64,66) är förbunden med vart och ett av elektrodstöd- blocken (26) och elektrodändstödblocken (30,32) för att låsa och koppla anodplattorna (60) och katodplattorna (62) i interfolierade uppsättningar till varandra och till nämnda stödblock.

3. (Apparat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda spelrum mellan avgränsningarna (22) och höljet (72) är approximativt 0,4 mm.

4. Apparat enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d av att höljet (72) är cylindriskt till formen och att det i huvudsak omfattar plaströr och plaströrflänsar.

5. Apparat enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att elektrodändstödblocket (30), som an- sluter till den positiva förbindningstappen (34) och elektrod- stödblocken (26) på sidorna av nämnda avgränsningar (22) an- ordnade mot den negativa förbindningstappen (36) uppbär anod- plattor (60) och sammankopplar med elektriskt och att elektrod- 452 173 g 2” ändstödblocket (32), som ansluter till den utskjutande nega- tiva förbindningstappen (36), och elektrodstödblocken (26) på sidorna av avgränsningarna (22) anordnade mot den positiva förbindningstappen (34) uppbär katodplattor (62) och kopplar dem samman elektriskt, varvid nämnda anod- och katodplattor är .anordnade i.interfolierat förhållande, eller omväxlande med varandra, till bildning av åtminstone en elektroduppsätt- ning per cell. 2

6. Apparat enligt krav S, k ä n n e t e c k n a d av att anodplattorna (60) och katodplattorna (62) har rektangu- lär form, varvid anodplattorna och katodplattorna har sina längre axlar väsentligt längre än sina kortare axlar och varvid de längre axlarna är inriktade parallellt i nämnda elektrolysapparat med längdaxeln för höljet (72).

7. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n_a d av att fluidflödespassagerna (50) är anordnade fördelade i en horisontell rad.

8. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att fluidflödespassagerna (50) är anordnade på en lägre nivå än den översta delen av elektrodplattuppsätt- ningarna.

9. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att minst en elektrolytflödesöppning (124) för passage av ett huvudflöde av elektrolyt är belägen allra längst ned vid bottnen av avgränsningen (22).

10. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att passager (14;96;104) för avgång av gas är anordnade i övre delar av höljet (72) för utsläpp av processgas.

11. Apparat enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av passagerna för avgång av gas är försedd med en strypöppning (82), vilken'strypöppning har tillräck- lig storlek för att släppa igenom allt gasflöde, som kommer dit, plus ett mindre flöde av elektrolyt.

12. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att åtminstone två elektrolysörer är anordnade i vertikala uppsättningar så att nämnda elektrolysörer är anordnade och injusterade omedelbart över varandra med den mest uppströms belägna cellen därav i understa position och med den mest nedströms belägna cellen i översta position, 25 452 113 med avseende på elektrolytens strömningsriktning, varvid elektrolysörerna har inre fluidanslutningar och yttre för- bindningar anordnade och avpassade för ett serieflöde genom var och en av cellerna och varvid det till elektrolysörerna är kopplade yttre elektriska ledare för elektrisk samman- koppling av elektrodaggregaten i var och en av elektrolysörer- na via nämnda strömledande utsprång (34,36).

13. Apparat enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att åtta celler är jämnt fördelade i fyra elektrolysörer med i huvudsak identisk geometri, varvid 25 % av de mest uppströms belägna cellerna är seriekopplade med 25 % av de mest nedströms belägna cellerna till bildning av en upp- ströms-nedströms=cel1serie, varvid återstående celler i elektrolysörerna är elektriskt seriekopplade, och att en enda spänningskälla är applicerad över nämnda uppströms-nedströms- -serie och nämnda återstående cellserie.

14. Apparat enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att mera än åtta celler är jämnt fördelade i fyra elektroly- sörer.

15. Apparat enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d ' av att mera än åtta celler är jämnt fördelade i mera än fyra elektrolysörer.

16. - Apparat enligt krav 8 för elektrolys av naturliga saltlösningar, k ä n n e t e c k n a d av att de vertikalt orienterade anodplattorna (60) och katodplattorna (62) vardera har ett par vertikala kanter och ett par horisontella kanter, att stödblocken och kombinationen av fastspännings- 0Ch elektriska kopplingsorgan låser och elektriskt sammankopplar anodplattorna och katodplattorna vid deras respektive uppburna kanter, varvid nämnda uppburna kant är en av de vertikala kanterna, så att man därigenom åstadkommer icke uppburna vertikala elektrodkanter, att de icke uppburna vertikala elektrodkanterna och de uppburna vertikala kanterna på omedelbart därintill liggande elektrodplattor är förskjutna i sidled, så att det bildas en fri passage mellan de icke uppburna kanterna och stödorganen, att urtagningar (112) är anordnade i de vertikala uppburna kanterna i åtminstone anod- plattorna (60), varvid djupet av nämnda urtagningar sammanfaller med den icke uppburna vertikala kanten på de omedelbart därintill liggande plattorna, och att åtminstone 452 173 i 26 en ínloppsöppning (50) i avgränsningen (22) uppströms om ifrågavarande cellavdelning anordnad för att rikta inkommande elektrolytflöde in i nämnda urtagningar och mot därmed samman- fallande kanter av anod- och katodplattorna.

17. , Apparat enligt krav 16, k ä n n e t e c k n a d av att katodplattorna (62) är försedda med urtagningar (114) på samma sätt som anodplattorna (60).

18. Apparat enligt krav 16 eller 17, k ä n n e_t e c k - n aed av att multipelutmatníngsorgan (104) är anordnade intill den övre delen av cellavdelningen för utmatning av elektrolyt och gas därigenom.

19. , Apparat enligt något av kraven 16-18, k ä n n e - t e c k n a d av att urtagningarna (112,114) är rektangu- lära till formen och att den vertikala utbredningen av nämnda urtagningar utgör approximativt 50 % av utbredningen av den vertikala kanten, längs vilken urtagningen är anordnad.

20. Apparat enligt något av kraven 16-19, k ä n - n e t e c k n a d av att de interfolíerade anod- och katod- plattorna (60,62) är anordnade så att deras undre kanter ligger i samma plan, att en inloppsmunstycksskíva (120) är anordnad för att avskära inloppsflödet från en av höljets fluídumflödespassager, varvid munstycksskivan riktar inkommande elektrolytflöde mot nämnda undre kanter.

21. Apparat enligt något av kraven 1-9 för elektrolys av syntetisk saltlösning, k ä n n e t e c k n a d av att cellavdelningarna är hydrauliskt seríekopplade, varvid en av fluidflödespassagerna (205) i höljet (72) bildar en an- slutning i den mest uppströms liggande cellavdelningen, med avseende på elektrolytens strömningsriktning, för inmatning av koncentrerad saltlösning, att en annan fluidflödespassage (207) genom höljet in i den mest uppströms liggande cell- avdelningen bildar en anslutning för inmatning av en första fraktion av utspädníngsvatten, och att ytterligare fluidflödes- passager (207) genom höljet in i ytterligare nedströms liggande cellavdelningar bildar anslutningar för inmatning av kvarvarande fraktioner av utspädningsvattnet, varvid den andra fluidflödespassagen i höljet bildar en utmatningsväg för flödet av koncentrerad saltlösning och utspädníngsvatten.

22. Apparat enligt krav 21, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone två elektrolysörer är anordnade vertikalt, 27 452 173 att cellavdelningarna är hydrauliskt seriekopplade, varvid en av fluidflödespassagerna i höljet belägen uppströms bildar en anslutning in i den mest appströms liggande cellavdelningen för inmatning av koncentrerad saltlösning, att en annan 'fluidflödesoassage genom nämnda uppströms liggande hölje in i den mest uppströms liggande cellavdelníngen bildar en an- slutning för inmatning av en första fraktion av utspädnings- vatten, och att ytterligare fluidumflödespassager genom höljena in i ytterligare nedströms liggande cellavdelningar bildar anslutningar för ínmatning av kvarvarande fraktioner av ut- spädníngsvattnet, varvid en av nämnda fluidflödespassager -i det nedströms liggande höljet öildar en utmatníngsväg för flödet av koncentrerad saltlösning och utspädningsvatten.