NO117359B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til innstilling av elektrodeavstanden i elektrolyseceller med flytende kvikksølvkatode.

De i alkalikloridelektrolysen anvendte grafittanoder nedtæres ved kjemiske og elektrokjemiske angrep. Nedtæringen er strømtetthetsavhengig. Problemet med en hurtig utførbar kontinuer-lig eller diskontinuerlig anodedybdestilling til avstands- resp. spenningskorrektur tilkommer en spesiell betydning da moderne an-

legg drives med stadig høyere strømtettheter.

Til dybdestilling av anodene er det kjent tallrike fremgangsmåter og innretninger (se S. Hass, Chem.Ing. Technik 34,

(I962), nr. 5, 337 til 34.5). Da imidlertid en enkel og direkte av-standsmålemetode tidligere ikke er kjent, byr alle kjente fremgangsmåter og innretninger på betraktelige vanskeligheter i praksis.

Ved de raest kjente dybdestillingsfremgangsmåter måles enkeltelektrodenes strømstyrke enten med en ampere-måletang eller over en justert motstandsstrekning i strømtilførselsledningen, og derved etterstilles hver enkeltelektrode så lenge inntil enkelt-elektrodene belastes med tilnærmet samme strømstyrke og den ønskede cellespenning er oppnådd.

Da forandringer ved en elektrode også innvirker på naboelektrodens strømstyrke, er en dybdestillingsfremgangsmåte vanskelig å gjennomføre og unøyaktig. Det lar seg dermed også bare oppnå en gjennomsnittlig lik elektrodeavstand, idet imidlertid enkelte elektroder kan avvike betraktelig. I praksis stiller fremgangsmåten store krav til personalet.

Ifølge andre kjente fremgangsmåter anbringes på katodendistansestykker, som består av ikke-ledende materiale og hvorpå anoden settes. Det dreier seg her eksempelvis om lister eller kammer, som eksempelvis også er anordnet senkbare i cellebunnen. Uheldig er det da at kvikksølvstrømmen forstyrres og at cellebunnen hurtig tilsmusses. Videre blir anodene på de steder hvor de sitter på distansestykkene uregelmessig og i forhold til øvrige anode-flater mindre sterkt nedtæret. Når distansestykkene er anordnet senkbare i katoden så kommer det i tillegg som ytterligere vanske-lighet avtetning mot kvikksølv.

Det er også allerede foreslått å fastslå avstanden ved hjelp av elektrodekortslutning, hvor det opptrer en hurtig økning av strømstyrken. Etter inntreden av kortslutningen tilbakestilles den angjeldende elektrode i den for den tilstrebede spenning nød-vendige avstand. Denne fremgangsmåte har selvsagt mange ulemper. Således fører de på de kortsluttede elektroder opptredende høye strømstyrker til en sterk oppvarmning eller forbrenning av elek-troden. Anvendelsen av kjente og meget fordelaktige smeltesik-ringer er utelukket ved denne dypstillingsfremgangsmåte. Dessuten blir ved den sterke forstyrring av det elektriske felt kvikksølv-overflaten beveget så heftig at elektrodene i omgivelsene likeledes tenderer til kortslutning. Denne foreteelse opptrer i stadig sterkere grad med de tilstrebede høyere strømtettheter.

Ifølge tysk utlegningsskrift nr. I.I97.861 er det videre kjent en fremgangsmåte til innstilling av den optimale elektrodeavstand mellom grafittanode og kvikksølvkatode i elektrolyseceller. Man nærmer grafittanoden derved til kvikksølvkatoden så langt inntil økningen av cellestrømmen ikke mer foregår lineært avhengig av avstandsnedsettelsen,men blir sprangmessig større. Denne metode har imidlertid for det første den ulempe at det i praksis ikke lar seg unngå kortslutninger med deres kjente følgeforeteelser og for det annet krever den én høy målenøyåktighet av cellestrømmen, hvilket ikke kan sikres ved hjelp av de kjente strømmåleapparater.

Endelig er det dessuten kjent en fremgangsmåte til innstilling av avstanden mellom grafittanoder og kvikksølvkatoder i elektrolyseceller, hvor det gjennom cellelokket innføres en U-formet føler mellom anode og cellebunn og dermed fastlegges avstanden nøy-aktig. Ved denne fremgangsmåte må forholdsvis mange distansehaker føres gjennom lokket og avtettes. Dessuten består den fare at kvikksølvbåndet rives opp.

Til dypstilling av anoder i elektrolyseceller har man

på tross av alle mangler tidligere nødvendigvis måttet betjene seg med de ovennevnte fremgangsmåter.

De kjente dypstillingsfremgangsmåter er imidlertid uegnet til å innstille meget små elektrode-avstander og overholde dem. Dette kan imidlertid være fordelaktig når det av økonomiske grunner er gunstig å drive cellene med bruk av et noe nedsatt strømutbytte ved minst mulig spenning.

Det er nå funnet en fremgangsmåte som muliggjør å bringe anodene i en bestemt meget liten avstand fra katoden og enten overholde denne avstand eller fra dette utgangspunkt tilbakestille anoden til en nøyaktig bestemt avstand fra katoden.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den iakttagelse at karakteristiske svingninger i spenning eller strømstyrke opptrer når en anode eller en anodegruppe nærmes katoden til en meget liten avstand. Disse svingninger lar seg fastslå med kjente måleinnret-ninger. Deres amplitude øker da med avtagende elektrodeavstand. Den til en bestemt terskelverdi (amplitude) tilsvarende avstand er reproduserbar. Den kan overraskende opprettholdes ønskelig lenge, uten at det opptrer forstyrrelser eller kortslutninger.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til innstilling av elektrodeavstanden i elektrolyseceller med rennende kvikksølvkatode, og fremgangsmåten erkarakterisert vedat anodene enkeltvis eller i grupper nærmes katoden, inntil de ved liten elektrodeavstand opptredende amplitudeforandringer av de karakteristiske strømstyrke- eller spenningssvingninger oppnår en fastlagt terskelverdi.

Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen tilbakestilles de enkelte anoder eller anodegrupper etter oppnåelse av den fastlagte terskelverdi for strømstyrke- eller spenningssvingninger til en til den ønskede cellespenning svarende avstand.

Ifølge en annen utførelsesform ifølge oppfinnelsen opprettholdes den til en fastlagt terskelverdi for strømstyrke- eller spenningssvingninger svarende elektrodeavstand under anvendelse av strømstyrke- eller spenningssvingningenes amplitude som regulerings-størrelse.

Ved stilling senkes anodene da hver til den fastlagte terskelverdi og tilbakestilles derpå til den ønskede avstand. Hensiktsmessig er det på dypstillingsinnretningen anordnet en tilsvarende justert skala eller markering. Det er selvsagt også mulig å foreta tilbakestilling ved tilsvarende mange omdreininger av den til stilling av anoden anvendte spindel når dens stigning er kjent.

Skal ifølge den annen utførelsesform ved oppfinnelsen

den til en fastlagt terskelverdi for strømstyrke- eller spenningssvingninger tilsvarende lille elektrodeavstand opprettholdes, så inngis hensiktsmessig.den tidsmessige avledning av strømmen eller spenningen som reguleringsstørrelse i en tilsvarende regulator.

Målingen av strømstyrkevariasjonene foregår hensiktsmessig ved at det først foretas et strømuttak i kort tid. En enkel måte å gjøre dette på er at strømtilførselen til anoden skjer i aksen av den ringformede transformator, i hvis vikling det induseres en spenning, som er direkte proporsjonal med strømuttaket. Den i kjernen anbragte luftspalte sørger for at den av trans-forma torkjernens formagnetisering betingede likestrømandel holdes innen tillatelige grenser. Den induserte spenning tilføres hensiktsmessig først til et dyppassfilter som utfiltrerer den fra flerfaselikerettere til frembringelse av elektrolyselikestrøm stammende restbølgethet og bare lar den av de karakteristiske strøm-svingninger induserte vekselspenningskomponent av lavere frekvens passere.

En egnet indikator viser denne karakteristiske vekselspenningskomponent enten direkte eller melder overskridelse av en bestemt terskelverdi. Som indikator kan f.eks. tjene en likeretter med et tilknyttet dreiespolemåleverk.' Måleverket beskyttes ved hjelp av en avskjermning ved høypermeabelt materiale mot innvirkning av omgivende magnetfelt. Videre foregår det i tilførsel til likeretteren hensiktsmessig en spenningsbegrensning, f.eks. ved anti- parallelt koplede Zenerdioder til beskyttelse av likeretteren og måleverket mot overspenning som kan opptre i tilfelle en kortslutning mellom anode og kvikksølvkatode. Anvendelsen av andre indikatorer, eksempelvis gløde- eller glimlamper, skalavisere eller liknende strøm- eller spenningsstyrte signalapparater er selvsagt mulig.

Til gjennomføring av målingen åpnes transformatorens kjerne så meget at strømtilføreren bringer anodene som skal dyp-stilles i aksen av den ringformede transformator og lar denne om-slutte anoden. Formstykker av et tilsvarende isoleringsmateriale sørger for en sentrering av strømlederen i aksen ved videreslutning av overføringskjernen. Ved distansestykker holdes den ønskede luftspalte. Nå foregår anodens dypstilling inntil måleapparatets anviser overskrider en fiksert terskelverdi, resp. inntil signal-innretningen reagerer. Anoden har da den på forhånd fastslåtte meget lille avstand fra kvikksølvkatoden. Deretter heves anoden igjen inntil den optimalt erkjennbare avstand fra katoden er nådd.

Avstandsmålingen ved hjelp av de opptredende spennings-variasjoner baserer seg på det faktum at til de ovennevnte strøm-variasjoner ved dypstilling av en enkeltanode tilsvarer en variasjon av den på angjeldende anode liggende spenning. Analogt som ved strømmåling måles spenningsvariasjonene hensiktsmessig ved at det foretas et spenningsuttak som tilføres en anviser eller en indikator resp. en regulator. Et enkelt middel til dannelse av spennings-uttaket er målingen av ladestrømmen av en til den spenning som skal måles tilsluttet kondensator. Videreforarbeidelsen av signalet foregår tilsvarende den ved strømmålingen forklarte fremgangsmåte.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til innstilling av elektrodeavstanden i elektrolyseceller med rennende kvikksølvkatode,karakterisert vedat anodene enkeltvis eller i grupper nærmes katoden, inntil de ved liten elektrodeavstand opptredende amplitudeforandringer av de karakteristiske strømstyrke- eller spenningssvingninger oppnår en fastlagt terskelverdi.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at anoden eller anodegruppen etter å ha oppnådd den fastlagte terskelverdi for strømstyrke- eller spenningssvingninger tilbakestilles til en til den ønskede cellespenning tilsvarende avstand.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at den til en fastlagt terskelverdi for strømstyrke- eller spenningssvingning svarende elektrodeavstand opprettholdes under anvendelse av strømstyrke- eller spenningssvingningenes amplitude som reguleringsstørrelse.