UA59357C2 - Електролізер і спосіб виготовлення катода електролізера - Google Patents
Електролізер і спосіб виготовлення катода електролізера Download PDFInfo
- Publication number
- UA59357C2 UA59357C2 UA98084278A UA98084278A UA59357C2 UA 59357 C2 UA59357 C2 UA 59357C2 UA 98084278 A UA98084278 A UA 98084278A UA 98084278 A UA98084278 A UA 98084278A UA 59357 C2 UA59357 C2 UA 59357C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- cathode
- wall
- fact
- copper
- conductive element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 24
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 claims description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000010289 gas flame spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Винахід відноситься до пристроїв для виробництва хлору та каустичної соди шляхом електролізу водних розчинів хлористого натрію. Конкретно винахід стосується діафрагмового хлор-лужного електролізера, що містить кришку, провідну основу для підтримання анодів і катод у формі ящика, забезпеченого внутрішньою стінкою, зовнішньою стінкою та трубчастими пальцями, виконаними з сітки або перфорованого листа, покритими пористою діафрагмою. Один або більше мідних листів для струморозподілення кріпиться до зовнішніх стінок катода. З'єднання між мідними листами і зовнішньою стінкою катода виконуються за допомогою болтів з введенням між ними провідного елемента, що деформується і має залишкову пружність при стиску. Зварні з’єднання для збирання стінок катода є вільними від внутрішніх напружень. У способі виготовлення катода електролізера, згідно з винаходом, зварні з’єднання одержуються за допомогою термообробки катода без одного або більше мідних листів. Запропонована конструкція електролізера дозволяє покращити струморозподілення між міддю та вуглецевою сталлю, має високі експлуатаційні властивості за рахунок уникнення тріщин в зонах зварювання.
Description
Опис винаходу
Виробництво хлора та каустичної соди шляхом електроліза водних розчинів хлористого натрія (далі 2 визначених як розсіл) є одним із найбільш важливих промислових процесів. Хлор в дійсності є вихідним матеріалом для одержання широкого ряду розчинників, хімічних проміжних сполучень і пластичних мас, таких як перхлор-етілен, пропіленоксид, полівінілхлорид і поліуретан,
Хлор-лужний електроліз здійснюється у теперішній час із застосуванням трьох різних технологій; діафрагм мої, з ртутним катодом і мембранної. Мембранна технологія розроблена в останні роки та використовується в 70 теперішній час при будівництві нових заводів. Однак, значна частина світового виробництва хлора і каустичної соди здійснюється за діафрагмною технологією та технологією | ртутним катодом, які зазнали повільної еволюції в часі в плані економії енергії, надійності роботи та регулювання забруднення завдяки можливості звільнитися від волокон, що використовуються для одержання діафрагми, або витоку ртуті. Це безперервне поліпшення фактично робить менш цікавою з економічної точки зору заміну існуючих діафрагмних або ртутних установок 72 сучасними мембранними електролізерами.
Зокрема, відносно діафрагмних електролізерів, що є предметом цього винаходу, їх конструкція по суті складається з трьох частин: кришки, основи, на яку кріпляться аноди, і катодів, забезпечених порожнистими всередині елементами з досить плоским перерізом, відомими як пальці, розділених анодами.
Конструкція основи чітко показана в патенті США Мо3591483. Вона, переважно, містить провідний лист, такий 20 як мідна пластина, забезпечена отворами, до якої кріпляться аноди. Сторона пластини, повернута до анодів, захищена гумовим листом або, переважно, тонким листом титану. Однак, в більш прогресивному варіанті, як описано и патенті США 3674676, аноди містять дві протилежні рухомі поверхні, підкріплені гнучким пристроєм, який забезпечує їх розширення з мінімізацією відстані анод-катодні пальці та відповідним зниженням напруження електролізера, тобто зниженням енергоспоживання. с 25 Ще більш сучасна катодна конструкція описана в патенті США 3390072. Вона містить порожнистий ящик(без (39 кришки і днища), зовнішня стінка якого виконана з чотирьох пластин вуглецевої стали, зварених вздовж їх вертикальних ребер. Ящик додатково забезпечений внутрішньою стінкою, що має приварені до неї пальці, виконані з перфорованого листа або металевої сітки, покриті пористою діафрагмою. Геометричні розміри сполучень між зовнішньою, внутрішньою стінками і пальцями оптимізуються, як описано в патенті ОЕ 4117521А1, в 30 який визначає розміри різних частин, забезпечуючи мінімізацію корозійного впливу католиту на вуглецеву сталь. (3
Пориста діафрагма, нанесена на пальці, виконується з суміші, яка містить волокна азбесту або інших інертних матеріалів, таких як оксид цирконія, і полімерний матеріал. Суміш у відповідній водній суспензії наноситься о вакуумною фільтрацією. Полімерний матеріал забезпечує функцію Єднання при обробці катода з діафрагмою, Ге») нанесеною на пальці, при температурі 250-3507С у відповідній термошафі. Відповідна температура і необхідний 39 час вибираються залежно від полімерного матеріалу, що використовується, Відповідними матеріалами є о полімери з різним ступенем фторування, такі як полівініл-денфторид, сополімери етілену з хлортрифторетіленом, політетрафтор-етілен.
Для тою, щоб покращити струморозподілення для пальців, повинна бути відповідно вибрана товщина « зовнішньої стінки. Вищезазначений патент США Мо3390072 описує використання одного або більше мідних - 70 листів, накладених на зовнішню стінку для того, щоб уникнути використання надмірно товстих пластин с вуглецевої стали. Ці мідні листи можуть бути накладеш за допомогою дугового зварювання або з'єднанням з» вибухом. Цей другий спосіб, хоча він є набагато більш дорогим, є особливо переважним, тому що він забезпечує рівномірний електричний контакт Ію всій границі розділу між міддю та вуглецевою сталлю. У випадку мідних листів, накладених за допомогою дугового зварювання, навпроти, електричний контакт в основному локалізується на дільницях зварювання. Тому в останньому випадку мідні листи є менш ефективними в і-й рівномірному розподіленні електричного струму серед різних пальців і в мінімізації омічних втрат, тобто (се) розсіюванні електричної енергії завдяки електричному опору структури.
Хоча характеристики як кришки, так і провідної основи, забезпеченої анодами, є задовільними, катод, як о показано раніше, негативно підданий досить серйозним ускладненням, які цей винахід має намір подолати, як с 20 пояснюється в наступному описі.
Ці труднощі можуть бути підсумовані таким чином: а) Тріщини в зонах зварювання, що з'єднують пластини тм зовнішньої стінки, внутрішню стінку та катодні пальці. Ця проблема, відома в техніці, добре зображена на рисунку на стор. 176 видання "Согтовіоп Юага Зигмеу", МАСЕ Едійопв, 1985. На рисунку ясно видно, що деякі комбінації концентрації каустичної соди і температури викликають тріщини в частинах із вуглецевої сталі з внутрішніми напруженнями, такими як верхівки зварних швів. Рисунок показує також, що тріщини виключаються,
ГФ) якщо частини з вуглецевої сталі піддаються термообробці, що знімає напруження. Ця обробка, то полягає у нагріванні при 6007С протягом приблизно 1 години, не може бути застосована до існуючих катодів через сильну о різницю в коефіцієнтах термічного розширення вуглецевої сталі й міді, яка буде викликати помітні деформації.
З іншого боку, термообробка тільки конструкції з вуглецевої сталі була б даремною, тому що наступне 60 зварювання мідних листів буде знову вводити внутрішні напруження. Ця ситуація накладає обмеження як на концентрацію акустичної соди, що одержується на катоді, так і на температуру електроліза, що знижує, але не виключає ризик розтріскування. Б) Порушення катодної структури і тріщини в зонах зварювання між мідним листом і стінками з вуглецевої сталі завдяки термічній втомі в процесі фази стабілізації діафрагми при 250-350"С. Ці проблеми також обумовлені різними коефіцієнтами термічного розширення міді і вуглецевої сталі, бо як розглянуто вище. Навіть якщо температури стабілізації діафрагми є значно нижчими від температур, типових для знімаючої напруження обробки, труднощі є також сильними, тому що діафрагми, що найбільш широко сьогодні використовуються, мають термін служби 9-15 місяців, і тому їхнє одержання, включаючи стабілізацію, повторюється більш, ніж один раз протягом сксплутаційного терміну катода, с) Забруднення сіллю міді суспензії, що використовується для нанесення діафрагми.
У зв'язку з тим, що катод повністю занурюється до ємності, що містить суспензію, і тому що суспензія містить помітні кількості хлоридів і є насиченою повітрям, як частини з вуглецевої сталі, так і мідні частини неминучо піддаються корозії. Поступове наростання концентрації міді в суспензії може призвести до зниження якості діафрагми, зокрема, найбільш цінними властивостями є такі, що прогнозуються на більш тривалий 7/о експлуатаційний період.
Метою цього винаходу с забезпечення нової катодної конструкції, виконаної з роз'ємних частіш, що переборює всі вищезазначені недоліки існуючих аналогів.
Цей винахід стосується хлор-лужного діафрагмного електролізера, обладнаного покращеним катодом, який відрізняється тим, що мідний лист або листи для розподілення електричного струму не є виконаними як одне /5 Ціле з катодом, а можуть бути легко відокремлені. Тому конструкція з вуглецевої стали після зборки різних частин за допомогою зварювання, але без мідних листів, може бути піддана термообробці, що знімає напруження, до роботи в електролізері, Крім того, конструкція з вуглецевої стали може бути направлена до термошафи окремо для стабілізації пористої діафрагми після кожного повторного нанесення. Для того, щоб покращити струморозподілення, між конструкцією з вуглецевої стали і мідним листом або листами вводиться 2о високопровідний елемент, який може бути виконаний або з деформованого шару, введеного між мідним листом і сталевою поверхнею зовнішньої стінки, або шару, термічне нанесеної о на сталеву поверхню, або їх комбінації.
За допомогою цього винаходу вдається уникнути тріщин в процесі роботи, деформацій в процесі фази стабілізації діафрагми і забруднення водних суспензій, що використовуються для нанесення діафрагми, тобто всіх труднощів, які негативно впливають на існуючі катоди. Крім того, з катодами цього винаходу будь-яке сч обмеження концентрації каустичної соди, що одержується, і температури електроліза може бути обумовлене технологічними причинами, і немає необхідності підтримувати цілісність катодної структури в часі. і)
Винахід буде проілюстровано з посиланням на малюнки, з яких: на фігурах 1, 2 і З показані в розібраному вигляді компоненти системи з'єднання між мідним листом і зовнішньою стінкою з вуглецевої стали катода винаходу; М зо фіг.4 показує систему з фіг.2 після зборки; фіг.5 показує іншу конструкцію болтового з'єднання з фіг.4; о на фіг.б представлена діаграма, що показує омічні втрати при з'єднанні фіг2 як функцію як різних с матеріалів, так і механічного навантаження, прикладеного за допомогою болтів; на фіг.7 представлений ескіз додаткового поперечного перерізу зовнішньої стінки катода винаходу, ме)
Зз5 Включаючи систему з'єднання з фіг.2. ю
На фіг.1 зовнішня стінка 1 катода винаходу забезпечується різьбовими отворами 2 для встановлення болтів
З, здатних притиснути мідний лист 4 до вказаної зовнішньої стінки. Зовнішня стінка 1 забезпечується високопровідним елементом 12, який складається з металевого шару, нанесеного на неї способами термічного напилення, такими як газополум'яне або плазмене напилення. В протилежність опису будь-якого аналогу режим «
Напилювальної установки є таким, що шар провідного елемента 12 забезпечується пористістю. з с Експериментальні дані показують, що пористість, визначена як відношення об'єму пор до суцільного об'єму, повинна бути не менше 1095 і, переважно, 20-3095. Пористість необхідна тому, що при зборці компонентів, з показаних на фіг.1, вимагається деяка деформованість провідного елемента 12 для компенсації всіх відхилень від плоскістності провідних поверхонь.
При розгляді тепер фіг.2, на якій представлений додатковий варіант винаходу, видно, що високопровідним с елементом 5, який розділяє мідний лист 4 і зовнішню стінку 1, є матеріал, що має деформованість та залишкову пружність при деформуванні. Цей матеріал може бути вибраний з групи, що містить одиничну та накладені одна се) на одну сітки, неплоскі розтягнуті листи, металеві піни, такі, як, наприклад, тип, що поставляється фірмою 2) Сумітомо (Японія) під торговельною маркою Селмет.
На фіг.3 представлений особливо переважний варіант винаходу, в якому зовнішня стінка 1 катода винаходу о забезпечується провідним елементом 12 з фіг.1, а деформований елемент 5 з фіг.2 додатково розміщується між "М зовнішньою стінкою 1 і мідним листом 4. В цьому випадку обидва елементи 5 і 12 спільно деформуються настільки, скільки вимагається для оптимального безперервного контакту між поверхнями стінки 1 і мідним листом 4; до того ж елемент 12 забезпечує границю розділу з найменшим опором як до зовнішньої стінки І ов Завдяки металургійному зв'язку між стінкою 71 з вуглецевої стали і напиленими частками металу, так і до елемента 5 завдяки звичайній провідній поверхні окислів металів обох елементів 5 і 12.
Ф) Коли компоненти, представлені на фіг.2, збираються разом (див. фіг.4), кожний болт З може сприйняти ка навантаження 5-10тн з тиском на мідний лист 4, провідний елемент 5, що деформується, і зовнішню стінку 1 в границях 0.5-2кг/мм7. во Як показано на фіг.5, для того, щоб покращити стабільність тиску контакту, різьбові отвори 2 можуть бути отримані у втулці 6, яка фіксована зварними швами 7 на стороні зовнішньої стінки 1, протилежній стороні в контакті з мідним листом 4. Крім того, між головкою болта З і мідним листом 4 може бути введена відповідна пружина, не показана для простоти на рисунках, для того, щоб підтримувати тиск, що чиниться болтом, як можна постійним незалежно від розмірних модифікацій, викликаних змінами температури. 65 З'єднання між мідним листом 4 і зовнішньої стінкою | винаходу може бути забезпечене периферійним ущшьненням, не показаним на рисунках, яке забезпечує герметизацію зони коні акту і дозволяє уникнути ризика корозії в зоні границі контакту завдяки агресивним агентам, які можуть бути присутні у навколишньому середовищі. Ущільнення також має функцію запобігання того, щоб можливі промивні рідини електролізера могли проникати до зони контакту, викликаючи ржавіння поверхні вуглецевої стали. Необхідно тільки, щоб поверхня вуглецевої стали була вільна від оксида, що легко одержується при піскоструйній обробці. Як пояснено раніше, немає необхідності в механічній обробці, тому що можливі відхилення профіля легко компенсуються провідними елементами 5 і/або 12 винаходу.
На фіг.б представлені омічні втрати катодного з'єднання з фіг. 2 як функція тиску прижиму, типу провідного елемента та покращення, досягнутого за рахунок введення провідного мас шла, такого як Алкоа Е.С, 70. Ме2. Щільність струму в з'єднанні складає 0.25А/мм?, тобто приблизно подвійна щільність струму, типова при звичайній промисловій роботі.
Що стосується типу металу, що використовується для провідних елементів 5 і 12, отримані результати показують, що срібло та нікель забезпечують кращі характеристики, ніж мідь, але остання є також придатною.
Коли в якості з'єднання - 5 фіг.2 використовується піна металу, вона характеризується показником ЗОпор/см, 75 поведінка якої показана на фіг,б. Однак, прийнятні результати одержують з 1.2пор/см. Тільки з більш грубими пінами приблизно з З пор/мм результати є менш задовільними.
На фіг.7 представлено поперечний переріз зовнішньої стінки покращеного катода, забезпеченого системою з'єднання винаходу і контактними штирями для струмопередачі. Різні частини вказані тими ж цифрами, які використані на інших рисунках. Внутрішня стінка 8 має різні анодні пальці, фіксовані на ній, і контактні штирі 9 фіксуються за допомогою зварних швів 10 і 11 до зовнішньої стінки 1 і внутрішньої стінки 8. Контактні штирі У дозволяють передати електричний струм безпосередньо з зони контакту між мідним листом 4 і зовнішньою стінкою 1 до внутрішньої стінки 8 і потім до пальців, покритих діафрагмою. Цей пристрій дозволяє скоротити шлях електричного струму від мідного листа до пальців і тому знизити омічні втрати, тобто розсіювання електричної енергії. Застосування контактних штирів відомо в техніці, але було обмежене верхніми Га | нижніми частинами зовнішньої стінки по відношенню до мідного листа. В дійсності, дотепер було неможливо зварювати контактні штирі згідно з центральною зоною мідного листа, щоб уникнути руйнування поверхні розділу і) вуглецева сталь - мідь. Цей винахід вирішує цю проблему, тому що мідні листи накладуються тільки згодом, і тому таке обмеження виключається.
Додатковою метою цього винаходу є забезпечення способу одержання катода для електролізера цього - винаходу. Цей спосіб направлений на одержання катода, зварювання якого вільне від внутрішніх напружень. Це досягається внаслідок того, що конструкція, виконана з вуглецевої стали, вільна від мідних пластин, о піддається термообробці, що знімає напруження, яка проводиться при 550-6007С протягом однієї години. со
Конструкція з вуглецевої сталі після цього піддається процесу нанесення діафрагми.
Додатковою метою цього винаходу є забезпечення способу одержання діафрагми електролізера. Цей спосіб б
Відрізняється тим, що конструкція з вуглецевої сталі катода, яка була термічне релаксована і знову є вільною ю від мідних пластин, піддасться нанесенню діафрагми у відповідності з відомою технологією та її стабілізації шляхом обробки у термошафі, яка проводиться при 250-350 9С в залежності від типу використовуваного полімерного зв'язуючого. Тільки в кінці цієї обробки є катодна конструкція, з'єднана з мідними пластинами, як « описано вище.
Незважаючи на те, що винахід описано з посиланням на окремі варіанти, повинно бути зрозуміло, що - с модифікації, заміни, опущення та зміни його є можливими без відступу від його духу і призначені бути хз охопленими прикладеною формулою винаходу.
Claims (1)
- Формула винаходу1. Електролізер для діафрагмового хлор-лужного електролізу, який містить кришку, провідну основу, яка о підтримує аноди, катод у формі ящика, забезпеченого зовнішньою стінкою та внутрішньою стінкою, зібраних со разом з пластин вуглецевої сталі за допомогою зварних з'єднань, причому катод містить один або більше мідних листів для проведення і розподілення електричного струму та трубчасті пальці, виконані з сітки або і-й перфорованого листа, покриті пористою діафрагмою, нанесеною з водної суспензії волокон і полімерного "І матеріалу, причому пальці кріпляться до внутрішньої стінки, кришка і катод забезпечуються впуском і виводами для подачі розсолу і вивантаження хлору, що виділяється, водню і одержуваної каустичної соди, який відрізняється тим, що один або більше мідних листів кріпляться до зовнішньої стінки за допомогою болтів, 5в і між мідним листом та зовнішньою стінкою вставляється провідний елемент, причому провідний елемент здатний деформуватися і зберігати пружність при деформуванні, і тим, що один або більше мідних листів і катод Ф, легко роз'єднуються. ко 2. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що провідний елемент виконаний з нікелю, срібла або міді.З. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що провідний елемент виконаний з однієї або більше бо накладених одна на одну сіток або неплощинних розтягнутих листів.4. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що провідним елементом є піна металу.5. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що провідним елементом є шар металу, нанесений термічним напиленням на зовнішню стінку.6. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що провідний елемент містить піну металу і шар металу, 65 нанесений термічним напиленням на зовнішню стінку.7. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково містить пружину, встановлену між кожною головкою болтів і мідним листом.8. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково містить ущільнення, встановлене між мідним листом і зовнішньою стінкою катода по периферії провідного елемента.9. Електролізер за п. З або 4, який відрізняється тим, що поверхні зовнішньої стінки в контакті з провідним елементом покриваються провідним мастилом.10. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що зварні з'єднання є вільними від внутрішніх напружень.11. Електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково містить контактні штирі, приєднані до зовнішніх стінок для з'єднання внутрішніх стінок і пальців у зоні, відповідній одному або більше мідних листів. 70 12. Спосіб виготовлення катода електролізера за п. 10, який відрізняється тим, що зварні з'єднання, вільні від внутрішніх напружень, одержуються за допомогою термообробки, що знімає напруження, катода без одного або більше мідних листів. се що о у І в) Ге) Ге) ІС о)- . а 1 (се) (95) 1 і ко бо б5
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT97MI001920A IT1293840B1 (it) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Migliorata cella per l'elettrolisi cloro-soda a diaframma |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA59357C2 true UA59357C2 (uk) | 2003-09-15 |
Family
ID=11377756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA98084278A UA59357C2 (uk) | 1997-08-08 | 1998-08-05 | Електролізер і спосіб виготовлення катода електролізера |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6045668A (uk) |
| EP (1) | EP0899360B1 (uk) |
| CN (1) | CN1198967C (uk) |
| BR (1) | BR9802872A (uk) |
| DE (1) | DE69818771T2 (uk) |
| IL (1) | IL125566A (uk) |
| IT (1) | IT1293840B1 (uk) |
| NO (1) | NO318556B1 (uk) |
| PL (1) | PL190845B1 (uk) |
| RU (1) | RU2221085C2 (uk) |
| UA (1) | UA59357C2 (uk) |
| ZA (1) | ZA986977B (uk) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1293840B1 (it) * | 1997-08-08 | 1999-03-10 | De Nora Spa | Migliorata cella per l'elettrolisi cloro-soda a diaframma |
| US6328860B1 (en) * | 1998-07-30 | 2001-12-11 | Eltech Systems Corporation | Diaphragm cell cathode busbar structure |
| WO2000068411A1 (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-16 | Invitrogen Corporation | Compositions and methods for enhanced sensitivity and specificity of nucleic acid synthesis |
| FR2829776B1 (fr) * | 2001-09-19 | 2004-01-02 | A M C | Alimentation electrique des cathodes des cellules a diaphragme d'electrolyse chlore-soude |
| ITMI20021538A1 (it) * | 2002-07-12 | 2004-01-12 | De Nora Elettrodi Spa | Struttura per dita catodiche di celle cloro-soda a diaframma |
| TWI250596B (en) * | 2004-07-23 | 2006-03-01 | Ind Tech Res Inst | Wafer-level chip scale packaging method |
| US9601474B2 (en) | 2005-07-22 | 2017-03-21 | Invensas Corporation | Electrically stackable semiconductor wafer and chip packages |
| US7522108B2 (en) * | 2005-08-04 | 2009-04-21 | Amphenol Corporation | Antenna ground structure |
| ITMI20071288A1 (it) * | 2007-06-28 | 2008-12-29 | Industrie De Nora Spa | Catodo per cella di elettrolisi |
| CN101979212A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-23 | 沈阳化工股份有限公司 | 离子膜单元槽槽框与底板的连接方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE637692A (uk) * | 1962-09-20 | |||
| US4080279A (en) * | 1976-09-13 | 1978-03-21 | The Dow Chemical Company | Expandable anode for electrolytic chlorine production cell |
| US4078987A (en) * | 1977-03-30 | 1978-03-14 | Olin Corporation | Vacuum assisted assembly method for electrolytic cells and apparatus for utilizing same |
| US4248689A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-03 | Ppg Industries, Inc. | Electrolytic cell |
| US4444640A (en) * | 1980-09-22 | 1984-04-24 | Diamond Shamrock Corporation | Dimensionally stable asbestos-polytetrafluoroethylene diaphragms for chloralkali electrolytic cells |
| US4720334A (en) * | 1986-11-04 | 1988-01-19 | Ppg Industries, Inc. | Diaphragm for electrolytic cell |
| US4741813A (en) * | 1986-12-15 | 1988-05-03 | Oxytech Systems, Inc. | Diaphragm for an electrolytic cell |
| US4834859A (en) * | 1988-04-12 | 1989-05-30 | Oxytech Systems, Inc. | Diaphragm cell cathode assembly |
| US5137612A (en) * | 1990-07-13 | 1992-08-11 | Oxytech Systems, Inc. | Bonded busbar for diaphragm cell cathode |
| US5306410A (en) * | 1992-12-04 | 1994-04-26 | Farmer Thomas E | Method and device for electrically coupling a conductor to the metal surface of an electrolytic cell wall |
| IT1293840B1 (it) * | 1997-08-08 | 1999-03-10 | De Nora Spa | Migliorata cella per l'elettrolisi cloro-soda a diaframma |
-
1997
- 1997-08-08 IT IT97MI001920A patent/IT1293840B1/it active IP Right Grant
-
1998
- 1998-07-29 IL IL12556698A patent/IL125566A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-08-03 NO NO19983554A patent/NO318556B1/no unknown
- 1998-08-04 ZA ZA986977A patent/ZA986977B/xx unknown
- 1998-08-05 US US09/129,702 patent/US6045668A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-05 UA UA98084278A patent/UA59357C2/uk unknown
- 1998-08-06 PL PL327872A patent/PL190845B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1998-08-07 CN CNB98116241XA patent/CN1198967C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-07 RU RU98115580/02A patent/RU2221085C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-08-07 BR BR9802872-3A patent/BR9802872A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-08-07 DE DE69818771T patent/DE69818771T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-07 EP EP98114933A patent/EP0899360B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-10-06 US US09/413,379 patent/US6093442A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-06-01 US US09/585,018 patent/US6312757B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2221085C2 (ru) | 2004-01-10 |
| US6045668A (en) | 2000-04-04 |
| IT1293840B1 (it) | 1999-03-10 |
| PL327872A1 (en) | 1999-02-15 |
| DE69818771T2 (de) | 2004-08-05 |
| US6093442A (en) | 2000-07-25 |
| ZA986977B (en) | 1999-02-08 |
| BR9802872A (pt) | 1999-12-14 |
| NO983554L (no) | 1999-02-09 |
| NO318556B1 (no) | 2005-04-11 |
| IL125566A0 (en) | 1999-03-12 |
| IL125566A (en) | 2001-04-30 |
| CN1213017A (zh) | 1999-04-07 |
| NO983554D0 (no) | 1998-08-03 |
| ITMI971920A1 (it) | 1999-02-08 |
| CN1198967C (zh) | 2005-04-27 |
| EP0899360B1 (en) | 2003-10-08 |
| DE69818771D1 (de) | 2003-11-13 |
| EP0899360A1 (en) | 1999-03-03 |
| PL190845B1 (pl) | 2006-02-28 |
| US6312757B1 (en) | 2001-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0137836B1 (en) | Unitary central cell element for filter press electrolysis cell structure | |
| US5082543A (en) | Filter press electrolysis cell | |
| CA1117472A (en) | Filter press cell | |
| NO853041L (no) | En flercellet elektrolysator. | |
| CA1145707A (en) | Electrolysis apparatus | |
| CA1107685A (en) | Diaphragm cell | |
| UA59357C2 (uk) | Електролізер і спосіб виготовлення катода електролізера | |
| NO863292L (no) | Monopolar elektrokjemisk celle, celle-enhet og fremgangsmaate ved utfoerelse av elektrolyse i en monopolar celleserie. | |
| US3956097A (en) | Titanium blankets and anode constructions for diaphragm cells | |
| US5013414A (en) | Electrode structure for an electrolytic cell and electrolytic process used therein | |
| CA1165727A (en) | Electrolytic cell for ion exchange membrane method | |
| US4236989A (en) | Electrolytic cell | |
| CA1072490A (en) | Annular brine head equalizer | |
| RU2317352C2 (ru) | Конструкция катодных пальцев хлоро-щелочных диафрагменных электролизеров | |
| EP0144567A2 (en) | Process for the electrolysis of an aqueous alkali metal halide solution | |
| US4118306A (en) | Anode constructions for electrolysis cells | |
| GB2079318A (en) | A finger type electrolytic cell for the electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution | |
| MXPA98006399A (en) | Cell of improved electrolysis of type diaphragmapara chlorine-alc electrolysis | |
| US3852179A (en) | Bipolar diaphragm electrolytic cell having internal anolyte level equalizing means | |
| RU2232830C2 (ru) | Усовершенствованная конструкция диафрагменного электролизера | |
| EP0087900A2 (en) | Method of increasing life expectancy of microporous separators |