SE449760B - Plan, med sma hal forsedd elektrodplatta for anvendning i horisontella elektrolysceller - Google Patents

Description

15 20 25 30 449 760 ning från lösningsmassan inuti cellen till mellanrummet mellan elektroderna.

Gasbubblor, som alstras pä anoderna, verkar för att alst- ra en viss turbulens och inför konvektiva rörelser inom elektrolyten och de med små hål försedda metallanoderna är även ur denna synpunkt fördelaktiga relativt de omo- derna grafitanoderna. De höga strömtätheter, som använts, har icke desto mindre återigen åstadkommit problem av stor betydelse med åtföljande begränsningar för använd- ningen av anoder med grovmaskig struktur, vilka, ehuru de i sig själva är fördelaktiga för nämnda kloridjontill- försel, medför icke tolererbara ohmska spänningsfall inom titanstrukturen.

Verkningarna av dålig kloridjontillförsel till anoden på grund av en alltför kraftig utarmning av saltlösningen i mellanrummet mellan elektroderna är a) en ökning av syrenivån i den vid anoden utvecklade kloren på grund av konkurrerande vattenelektrolys och framför allt b) en dramatisk reducering av anodernas livslängd, eftersom den katalytiska beläggningen blir passiverad och urlakas från titanhuvuddelen. För att övervinna dessa olägenhe- ter har alltmer ökande ansträngningar gjorts under flera är för att förbättra tillförseln av koncentrerad salt- lösning till anoden.

I det amerikanska patentet 3.795.603 beskrives en konst- ruktion, där genom det ihåliga skaftet hos anoden och en serie ledningar saltlösning pumpas och matas genom ett flertal hál, hela vägen till mellanrummet mellan elektroderna. Olyckligtvis blir enligt denna metod anod- strukturerna likaväl som saltlösningsmatningssystemet ytterst komplicerade. En bubbeleffekt observeras vidare vid anodytan på grund av en otillräcklig frigöring av anodgasbubblor från densamma med en åtföljande ökning i cellspänningen. 10 15 20 25 30 35 449 760 I det amerikanska patentet 3.725.223 behandlas vertikala skärmar eller mellanväggar, som skjuter ut fràn kanten av en del anoder uppströms relativt saltlösningsflödet.

Dylika mellanväggar skär av saltlösningsflödet utmed cel- len och bildar barriärer i tvärriktningen av cellen, vil- ka tvingar saltlösningen att strömma under underkanten av mellanväggarna och därifrån in i mellanrummet mellan elektroderna. Den hydrauliska effekten är emellertid icke alltför stor, då saltlösningen, som tvingas att passera under mellanväggarna, omedelbart åter "klättrar" upp nä- ra intill dessa genom anodmaskorna. Nämnda mellanväggar måste i varje fall begränsas till antalet för att hålla pumpningskostnaderna tolererbara och saltlösningen, som strömmar under mellanväggarna, kolliderar kraftigt med kvicksilvret undertill med möjliga avbrott av kvicksil- vervätskeskiktet, som gàr ned utmed den lutande cellbott- nen i motström mot saltlösningen.

Vid det amerikanska patentet 3.035.279 behandlas använd- ningen av ett lock, som lutar över en grafitanod och däri- genom uppfångar anodgasen, som frigives utmed överkanten av det lutande locket. Gasvolymen för undan mer elektro- lyt genom en del av anodperimetern. En liknande metod föreslås vid det tyska patentet 2.327.303, som är lämp- lig för en med små hål försedd metallanod. Effektivite- ten hos en sádan metod är emellertid knappast märkbar, eftersom elektrolytflödet, som undanskaffas genom att en del av anodperimetern, icke likformigt fördelas och ten- derar att inbegripa endast en del periferiella områden av anodytan med åtföljande obalans i anodströmtätheten på denna. En dylik olägenhet orsakar en initialt lokali- serad avaktivering av den elektrokatalytiska beläggningen och en snabb utarmning av anoden på grund av uppkomsten av en verklig strömtäthetsökning på de fortfarande aktiva områdena av anodytan. Denna metod är vidare ofördelaktig, i det att höjden hos elektrodkonstruktionen adderas till höjden för det lutande locket, som därför icke får vara 10 15 20 25 30 449 760 alltför högt i förhållande till horisontalplanet, efter- som locket annars partiellt skulle gå upp från saltlös- ningspelaren i cellen med en efterföljande effektivitets- förlust. Lutningen måste därför ligga inom området 10- -150. Detta begränsar emellertid i hög grad den till- gängliga hydrauliska lyfteffekten, eftersom mycket av den tillgängliga kinetiska energin förloras vid kollisio- nen av den väsentliga strömningen upp-över av gasvätske- dispersionen med locket under en vinkel mycket större än 4s°.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en förbätt- rad anordning för att förbättra massaöverföringen till anodytan.

Enligt uppfinningen ses lösningen däri att på den med små hål försedda elektrodplattans översida är anordnade ett flertal par av som smala lister utformade, på inbördes avstånd parallellt anordnade skärmar, vilka med sin un- derkant är i kontakt eller ligger nära intill elektrod- plattans översida och sträcker sig i huvudsak över elekt- rodplattans hela bredd, varvid de båda skärmarna i varje par är anordnade så lutande mot varandra, att vid de bå- da skärmarnas överkanter bildas en spalt dem emellan.

Mellanväggarna eller skärmarna är likformigt fördelade över hela den utskjutande ytan av anoden och deras lutning kan vara lika med den för den struktur som för ström till anoden eller t.o.m. större, men i varje fall lägre än elektrolythöjden i cellen för att undvika att hindra den reguljära strömningen av elektrolyt utmed cellen.

Mellanväggarna utgör hydrodynamiska organ verksamma för att alstra en forcerad konvektiv rörelse av elektrolyten mellan den underliggande elektrolythuvudmassan och elekt- rolyten inom mellanrummet mellan elektroderna likformigt över anodens hela aktiva yta. l0 15 20 25 30 35 449 760 Den tillgängliga hydrauliska energin, som representeras av uppàtlyftkraften, som orsakas av gasbubblorna, vilka utvecklas pà anodytan, utnyttjas icke endast pá bästa sätt för att alstra en àterloppsrörelse av elektrolyten utan framför allt för att undvika en olikformig åter- loppsrörelse av densamma pà anodens aktiva yta.

Mellanväggarna eller skärmarna är företrädesvis utförda av flata eller något krökta plåtar av en längd väsentli- gen lika med anodens bredd och är förlagda med sina kan- ter parallella, på ett visst avstånd fràn varandra alter- nerande lutande i ena riktningen och motsatta riktningen i förhållande till vertikalaxeln. Mellanväggarnas under- kanter är i kontakt med eller ligger nära intill överytan av anodmaskanordningen. I vertikalsektion vinkelrätt mot mellanväggarnas ytor representeras den struktur, som inne- fattas av anodmaskkonstruktionen och mellanväggarna av en serie omvända trapetsfigurer, varvid anodmasksektio- nerna coh väggarnas sektioner resp. representerar de mind- re basytorna och lutande sidorna av desamma, medan mellan- väggarnas överändar genom punkter definierar de övre ba- serna. Uppenbarligen kan de lutande sidorna även ha en krökt form för att bilda Venturi-typens tvärsektionskon- turer eller en bruten linjeform med segment, som har va- rierande lutningsvinklar. Ännu hellre är anodmasksektio- nen med fördel uppdelad till alternerande långa och korta segment, vilka resp. definieras av a) underändarna av två angränsande uppåt konvergerande mellanväggar och b) under- ändarna av en av mellanväggarna och underänden av nästa mellanvägg intill densamma i serien, varvid sistnämnda båda i sin tur bildar ett par uppåt divergerande mellan- väggar. De långa och korta segmenten i sektionen svarar mot resp. stora och små elektrodiska areor i planet. Hela anodytan är sålunda uppdelad till en serie reguljärt al- ternerande stora och små areor. Detta bidrar i hög grad till att öka den åstadkomna àtercirkulationsrörelsen, t.o.m. med mellanväggar eller skärmar av relativt liten 10 15 20 25 30 449 760 effektiv höjd.

Med beaktande av att under konstanttillståndsförhållanden och mängder gas som utvecklas per enhet av anodytan är konstant, uppfàngas gasen, som utvecklas på anodytan, som svarar mot en stor area, som definieras i anodplanet ge- nom ett par uppåt kovergerande mellanväggar, och avgrän- sas av nämnda mellanväggars yta, och stiger genom elekt- rolytmassan däremellan, medan pá samma sätt den gas som utvecklas pà anodarean svarande mot en liten area stiger genom elektrolytmassan, som innefattas mellan två uppåt divergerande mellanväggars ytor.

För enkelhets skull kan man anse, att tätheten för flui- dumblandningen, som bildas av elektrolyten och gasbubb- lorna, därför är mycket mindre i fluidumkroppen mellan de konvergerande mellanväggarna än i fluidummassan mel- lan de divergerande mellanväggarna. En rörelse uppåt av elektrolyten upprättas splunda inom varje par av uppåt konvergerande mellanväggar likaväl som en nedåtrörelse av elektrolyten inom varje par av uppåt divergerande mel- lanväggar. Som resultat av dessa kombinerade effekter als- tras många återcirkulationsrörelser från elektrolytmassan ovanför anodstrukturen till elektrolytmassan, som inne- hålles mellan anodytan och katoden undertill, genom öpp- ningarna hos den hålförsedda elektrodplàten. Återcirkulationsrörelsen inbegriper i praktiken hela anodytan, varigenom undvikes uppträdandet av koncentra- tionsgradienter av anjoniska slag utmed anodytan med efterföljande obalanser i anodströmtätheten, som i sin tur befrämjar avaktiveringen av anoderna. Förfarandet en- ligt uppfinningen är vidare fördelaktigt, i det att åter- loppshastigheten kan varieras för anpassning till funk- tionsförhàllandena hos en särskild anläggning, såsom exem- fl pelvis strömtätheten, saltlösningsàterloppshastigheten eller -utarmningshastigheten, förhållandet mellan slutna 10 15 20 25 30 35 449 760 och tomma områden hos anod- eller maskstrukturen, etc. Återcirkulationshastigheten, som orsakas genom ovan be- skrivna mellanväggar, kan varieras inom ett stort område varvid mellanväggarnas effektiva höjd, d.v.s. avståndet mellan mellanvägagrnas överkant och anodytan är konstant, genom justering av arean hos anodytan, som definieras av varje par av divergerande mellanväggar, d.v.s. genom att variera förhållandet mellan stor och liten area. Detta genomföres lätt genom lämplig böjning mer eller mindre av mellanväggarna i förhållande till vertikalaxeln.

Det har experimentellt visats, att nämnda förhållande måste vara större än 1 för att åstadkomma en kraftig àtercirkulation t.o.m. med relativt små mellanväggshöj- 'der och att det ännu hellre skall vara lika med eller större än 2 för att alstra en kraftig àtercirkulation med en effektiv mellanväggshöjd av blott cirka 50 mm. Dock kan förhållandet även vara lika med eller t.o.m. mindre än 1, fastän det i detta fall är nödvändigt att göra mel- lanväggarnas höjd mycket större för att genomföra en till- räcklig àtercirkulation. Då å andra sidan detta förhållan- de ökas till värden mellan 7 och 10, kommer gasbubblorna, som utvecklas på de små areorna av anoden, att alltför kraftigt dragas nedåt, d.v.s. mot katoden som ett resul- tat av den höga hastigheten nedåt av elektrolyten genom anodmaskorna mellan underkanterna av varje par av uppåt divergerande mellanväggar. Vid kvicksilverkatodceller för natriumkloridsaltlösningselektrolys skall anslag av gasformig klor och amalgam begränsas eller undvikas. I sådana fall skall förhållandet mellan liten och stor area önskvärt hållas mellan 2 och 5. Genom sådana föredragna gränser kan nämnda förhållande med fördel varieras bero- ende på strömtätheten och anodstrukturens egenskaper för att uppnå de bästa resultaten. Data hänförande sig till särskilda anodkonstruktioner och typiska funktionspara- metrar framgår av de nedan angivna exemplen. 10 15 20 25 30 449 760 Mellanväggarna kan anta en rak, krökt eller bruten profil och med fördel bildar de över en väsentlig del av sin ef- fektiva höjd en vinkel lika med eller större än 45° och ofta mellan 450 och vs° med den hàlförsedaa strukturen, ehuru andra profiler kan tillgripas. Mellanväggarna är lämpligen utförda av något material, som är resistent mot de besvärliga förhållanden som föreligger i en elekt- rolyscell. Titan, polyvinylklorid eller polyester är lämpliga för användning vid elektrolys av en alkalimetall- kloridsaltlösning.

Medan för enkelhets skull vid beskrivningen och utföran- det de hydrodynamiska organen enligt uppfinningen beskri- ves som ensriktade och representerade av längsgående mel- lanväggar med sina kanter i parallellrelationsförhållande, inses att det uppenbart för fackmannen att samma process för àtercirkulation kan genomföras precis lika lyckosamt med användning av flerdirektionella eller cellartade struk- turer innefattande celler i form av stympade koner eller pyramider i en alternerande följd av normalt och upp- och nedvänt läge.

Denna typ av dubbelriktad struktur kan lämpligen repre- senteras genom de välkända äggbehállarna, där kontoppar- na är stympade på båda sidor. Genom att placera en sådan struktur på anodmaskanordningen alstras samma effekt som ovan beskrivits vid fallet ensriktad struktur. Då här ut- trycket "mellanvägg“ användes skall det därför tolkas så- som omfattande bàde längsgående eller ensriktade struktu- rer och varje slag av struktur av en liknande form i sin tvärsektion orienterad pá godtyckligt sätt relativt det beskrivna systemet i samband med längsgående mellanväggar med sina kanter inbördes parallella.

De hydrodynamiska organ enligt uppfinningen, som enligt en föredragen utföringsform av desamma, består av de be- skrivna mellanväggarna förlagda ovanför den hålförsedda 10 15 20 25 30 449 760 elektroden, kan med fördel integreras i själva elektrod- strukturen, varvid mellanväggarna exempelvis är utförda av en anodiskt oxidfilmbildande metall och verkar såsom strömledande organ till anodskärmen, som kan svetsas di- rekt utmed mellanväggarnas underkanter, medan överkanter- na av desamma kan svetsas vid en eller flera samlingsske- nor anslutna till strömledarpelaren.

En kvicksilverkatodcell utnyttjad för natriumkloridsalt- lösningselektrolys och utrustad med de hydrodynamiska or- ganen enligt föreliggande uppfinning kännetecknas, om den jämföres med en liknande cell, som inte har nämnda organ, av en lägre arbetsspänning och ett lägre syreinnehåll i den klor, som alstras och kan säkert drivas med mycket högre utarmningshastighet. Utöver dessa fördelar obser- veras en avsevärd ökning i anodlivslängden, såsom bestäm- mes genom snabba jämförande àldringsprov och uppskattas vara i storleksordningen en och en halv till tvâ gånger livslängden för samma anoder utan de hydrodynamiska orga- nen enligt uppfinningen för áterlopp av elektrolyten.

Uppfinningen skall närmare beskrivas i samband med bifo- gade ritning: fig. 1 är en perspektivvy av en anodstruktur, som vanli- gen användes i kvicksilverkatodceller, med de hy- drodynamiska organen enligt uppfinningen; fig. 2 visar en förstorad detalj av en elevationstvärsek- tion av strukturen i fig.l; fig. 3 är en perspektivvy av en anod, som integrerande innefattar de hydrodynamiska organen enligt upp- finningen med en stavanodyta; fig. 4 är en längdsektionsvy av en kvicksilverkatodelekt- rolyscell utrustad med de hydrodynamiska organen enligt uppfinningen.

Fig.l visar en typisk anodstruktur för kvicksilverkatod- celler såsom i detalj beskrives i det italienska patentet av 10 15 20 25 30 449 760 l0 894.567. Strukturen är utförd av titan och den aktiva ytan av anoden består av en plan, med små hål försedd titan- konstruktion 1 belagd med ett skikt av katalytiska, ledan- de oxider av platinagruppens metaller. Ström fördelas till anoden med hjälp av fyra ledande kopparstavar 2, in- skruvade i titanskorna 3, som är svetsade vid titanprí- märfördelningsstängerna 4. Åtta sekundära titanfördel- ningsstänger 5 är svetsade vid de två primära stängerna 4 och titannätet l, som är försett med en elektrokataly- tisk beläggning, är svetsat vid underkanterna av sekundär- stängerna 5. Titanhylsor 6 svetsade vid titanskorna 3 förhindrar att de ledande stavarna av koppar kommer i kon- takt med elektrolyten och utvecklar klor.

De hydrodynamiska organen enligt uppfinningen består av titanmellanväggar eller skärmar i form av avlånga plåtar 7 på lämpligt sätt svetsade eller fixerade med klämmor på var och en av de sekundära fördelningsstängerna 5.

Underkanterna av mellanväggarna 7, som lutar omväxlande i ena riktningen och motsatta riktningen i förhållande till en vertikal axel, definierar en omväxlande följd av stora områden A och små områden B på ytan av anodnätet 1, medan vätskemassan, som omger anodstrukturen, är på liknande sätt uppdelad av mellanväggarna 7 till en serie av volymer var och en definierad genom ytorna av två an- gränsande mellanväggar.

Fig.2 visar en förstorad detalj av en elevationstvärsek- tion av strukturen enligt fig.1. För illustrationsända- mål innefattar fig.2, där delar svarande mot dem i fig.l, har samma hänvisningsbeteckningar även kvicksilverkato- den 8, som flyter pà cellbottnen 9.

Såsom framgår av fig.2 uppfångas klorgasbubblorna, som utvecklas på de stora områden A av anoden 1 i fig.l, av de uppåt konvergerande ytorna av två angränsande mellan- ^ väggar 7. Tätheten för bubblorna i elektrolyten tenderar 10 15 20 25 30 35 449 760 ll att bli högre upp mot överkanterna av mellanväggarna på grund av förträngningen av sektionen vinkelrätt mot bubb- lornas rörelse uppåt. Omvänt stiger de klorgasbubblor som utvecklas pà de små områdena av anoden 1 i fig.l ge- nom elektrolytmassan, som finns mellan de uppåt diverge- rande ytorna av två angränsande mellanväggar 7.

Fluidummassorna bestående av elektrolyten och klorgas- bubblorna dispergerade i denna och resp. innefattande mellan två uppåt konvergerande ytor och två uppåt diver- gerande ytor kan därför tänkas som om de har olika tät- hetsvärden, varigenom en rörelse uppåt upprättas inom fluidummassan, som ligger mellan de konvergerande ytorna, likaväl som en nedåtgående rörelse inom fluidummassan, som ligger mellan de divergerande ytorna. En sådan rörel- se, som schematiskt visas med pilar i fig.2, verkar för att överföra koncentrerad saltlösning uppifrån gapet mel- lan elektroderna och för att reducera uppkomsten av en hög koncentrationsgradient mellan saltlösningen inom mel- lan elektrodgapet och saltlösningen ovanför anodstruktu- ren på grund av kloranjonutarmning som resultat av elektro- lysen. Återloppsrörelsen av saltlösningen bringar densamma att kraftigt svepa genom anodnätet, varigenom den konvek- tiva massans (d.v.s. kloridernas) överföring till anod- ytan kraftigt förbättras. En sådan effekt är i praktiken likformig över hela anodytan och koncentrationsgradienter hindras effektivt från att uppträda utmed anodytplanet.

Mellanväggarnas effektiva höjd är generellt mellan 30 och 100 mm och de kan fixeras vid antingen stängerna 5 eller anodstrukturen l likaväl som vid bådadera. Då så erfordras eller är möjligt, kan det emellertid vara mer önskvärt att fixera dem utmed deras övre eller undre kanter, så att deras verkan kan varieras allt efter önskan genom att justera deras lutning eller genom att variera förhål- landet mellan den stora ytan A och den lilla ytan B i fig.1 allt efter fordringarna i en särskild elektrolys- 10 15 20 25 30 449 760 cell. Mellanväggarnas effektiva höjd kan även ökas genom att vertikalt förlänga desammas överkanter.

Fastän mellanväggarna visas väsentligen flata, kan de även lämpligen ha en krökt form, d.v.s. lutningsvinkeln kan variera utmed höjden av mellanväggen för att bilda Venturi-typens passage med variabel tvärsektion för det uppåtstigande fluidet mellan de uppåt konvergerande mel- lanväggsytorna eller kan lutningsvinkeln variera stegvis för att ge en mellanväggsprofil i form av en bruten linje.

Företrädesvis har dock mellanväggarnas lutningsvinkel i förhållande till den plana hål försedda elektrodstruktu- ren ett värde lika med eller större än 450 på åtminstone en avsevärd del av mellanväggarnas effektiva höjd.

Fig.3 visar en annan, föredragen utföringsform av det hydrodynamiska organet enligt uppfinningen, där det hy- drodynamiska organet är integrerat i anodströmfördelnings- strukturen och i verkligheten ersätter sekundärstängerna 5 i fig.l och 2. En titan- eller annan plåt 10 av ano- diskt oxidfilmbildande metall är böjd för att åstadkomma trapetsartade vågor. De övre och undre baserna av de tra- petsartade vågorna är öppna utmed nästan hela sin längd med undantag för små sträckor ll vid sidändarna och ett eller flera ställen utmed vågorna. Detta kan genomföras efter böjning av plåten eller före böjning av densamma och i sistnämnda fall åstadkommande av lämpliga slitsar i plåten före böjningen.

En eller flera primärfördelningsstänger 12 av titan är svetsade vinkelrätt mot de trapetsartade vågorna och är förbundna med en eller flera ledande stänger 13. Vinkel- rätt mot baserna hos trapetsvàgorna av plåten 10 är se- dan svetsade en serie titanstänger 14 belagda med ett skikt av elektrokatalytiskt material för att bilda ano- den 15. En expanderad plåt av titan- eller annan anodiskt oxidfilmbildande metall på liknande sätt försedd med en í\':. 10 15 20 25 30 35 449 760 13 elektrokatalytisk beläggning kan ersätta serien stänger 14.

De lutande sidorna av de trapetsartade vågorna hos plåten 10 genomför samma funktion som mellanväggarna 7 i fig.l och 2 likaväl som den för sekundärstängerna 5 visade i fig.l och 2.

Med konstruktionen i fig.3 är möjligheten att justera lutningen för mellanväggarna efter hopmonteringen av anodstrukturen icke längre möjlig. Formen av de trapets- artade vågorna måste därför i preventivt syfte skräddar- sys för att passa förhàllandena för en särskild cell.

I detta fall kan vidare de hydrodynamiska organen icke göras av något plastmaterial. Strukturen i fig.3 medför den ytterligare fördelen att öka antalet svetsade punkter mellan plåten 10 och den hálförsedda anodstrukturen 15 för samma titanvikt och för samma strömförande metall- tvärsektion. Detta reducerar det ohmska spänningsfallet genom den hålförsedda strukturen 15.

Fig.4 visar en längssektion av en modern kvicksilverkatod- cell för elektrolys av natriumklorid utrustad med det hy- drodynamiska organet enligt uppfinningen för saltlösnings- àtercirkulation inom gapet mellan elektroderna. Cellen består väsentligen av en flat stàlbotten 16 något lutad i längsled och ansluten till negativa polen hos en elekt- risk strömkälla. Kvicksilver matas genom inloppet 17 och strömningen bildar ett kontinuerligt och likformigt vätske- skikt på cellbottnen. Ett gummiark 18 tätt fixerat till cellväggarna verkar såsom ett lock för elektrolyscellen l och serier av anoder 19, som hänger ner från bockar över arket 18, icke visat i figuren, är förlagda paral- lellt relativt den flytande kvicksilverkatoden pà en sträcka av några millimeter från densamma. Anoderna är på lämpligt sätt anslutna till den positiva polen hos den elektriska strömkällan. Den mättade saltlösningen ma- tas till cellen genom inloppet 20 och den utarmade salt- lösningen tillsammans med den utvecklade kloren undan- 10 15 20 25 30 449 760 14 skaffas genom utloppet 21.

Under drift av cellen urladdas kloridjonerna på anodernas 19 ytor för att ge molekylär klor, medan natriumjonerna reduceras vid kvicksilverkatoden för att bilda ett natri- umkvicksilveramalgam, som kontinuerligt avgives genom utloppet 23. Amalgamet föres sedan genom en sönderdelare, där kvicksilvret återställes till sitt metalltillstånd med bildandet av natriumhydroxid och Vätgasutveckling.

Det hydrodynamiska organet för saltlösningsàtercirkula- tion i mellanrummet mellan elektroderna betecknas 24 i fig.4. Mellanväggarnas 24 riktning angives vinkelrätt mot cellängden men den kan även vara parallell med cell- längden, eftersom sådan orientering icke har någon nämn- värd effekt pà mellanväggarnas funktion, speciellt då saltlösningshöjden över mellanväggarna är mycket högre än deras höjd.

I det följande exemplet beskrives olika föredragna utfö- randen för att illustrera uppfinningen. Det inses emel- lertid att uppfinningen icke är avsedd att begränsas till dessa speciella utföringsformer.

Exempel En kvicksilverkatodelektrolyscell med en area av 15 mz utrustas med 28 dimensionsstabila anoder enligt konstruk- tionen i fig.l. Anoderna var tillverkade av titan och anodytan var belagd med ett blandat kristallmaterial av ruteniumoxid och titanoxid såsom beskrives i det ameri- kanska patentet 3.778.307. Anodytan hade en ytarea av 690 mm x 790 mm och anoderna var utrustade med 16 mellan- väggar gjorda av titanplát med en tjocklek av 0,5 mm och en höjd av 40 mm. Förhållandet mellan stor area A och li- ten area B enligt fig.l var 3,2 och vinkeln mellan mel- lanväggarna och anodytan var 580.

A\. lñ ._ ., 10 15 20 25 449 760 15 Cellen användes fäör att elektrolysera under en lång driftstid en saltlösning innehållande 300 g/l natrium- klorid och med pH lika med 4. Temperaturen hos matnings- saltlösningen var 70°C och strömtätheten refererad till anodarean var ll kA/m2. För jämförelseändamâl drevs en liknande cell i samma utrustning försedd med samma ano- der men utan mellanväggarna eller skärmarna under samma förhållanden och resultaten framgår av tabell I.

Tabell I Cell utan Cell med mellanväggar mellanväggar Cellspänning 4,30 V 3,97 V Saltlösningstemperatur i utloppet 830C 8l°C pH för saltlösningen i utloppet 2,8-3,2 2,5-2,7 Volymprocent syre i kloren 0,3-0,5 n.d.till 0,2 Volymprocent väte i kloren 0,1 till n.d.till 0,2 0,4 n.d. = icke märkbar Resultaten i tabell I visar klart de oväntade fördelarna med cellen enligt uppfinningen, som är utrustad med mel- lanväggar, eftersom de visar en avsevärd minskning i cell- spänningen likaväl som en minskning i syre- och vätenivàer- na i klorprodukten med förbättrad verkningsgrad. Vidare har det lägre pH-värdet hos utloppssaltlösningen den yt- terligare fördelen, att mindre syre måste tillsättas till saltlösningen vid avkloreringssteget före dess återmätt- ning.

Olika modifikationer av förfarandet och apparaten enligt uppfinningen kan göras inom ramen för uppfinningen och uppfinningens omfattning begränsas endast av patentkraven.

Claims (4)

10 15 20 25 30 449 760 16 P a t e n t k r a_v

1. Plan, med små hål försedd elektrodplatta (1 resp.l5) för användning i horisontella elektrolysceller i paral- lellt relationsförhållande till en plan, horisontell sam- verkande nedanför belägen elektrod (8) och anordnad en viss sträcka från nämnda elektrodplatta, innefattande hydrodynamiska organ (7,l0,24) för att alstra flerfaldi- ga återcirkulationsrörelser av elektrolyten mellan elekt- rolytmassan ovanför nämnda elektrod och elektrolyten, som innehålles inom mellanrummet mellan elektroderna, k ä n n e t e c k n a d därav, att pà den med små hål försedda elektrodplattans (1 resp.l5) översida är anord- nade ett flertal par av som smala lister utformade, på inbördes avstånd parallellt anordnade skärmar (7,l0,24), vilka med sin underkänt är i kontakt eller ligger nära intill elektrodplattans (l resp.l5) översida och sträcker sig i huvudsak över elektrodplattans (l,l5) hela bredd, varvid de båda skärmarna (7,10,24) i varje par är anord- nade så lutande mot varandra, att vid de båda skärmarnas överkanter bildas en spalt dem emellan.

2. Plan, med små hål försedd elektrodplatta (l,l5) en- ligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att förhål- landet mellan två angränsande områden (A,B) av den med små hål försedda plattan, vilken tjänstgör som anod, och vilka områden (A,B) avgränsas av två uppåt konvergerande ytor resp. två uppåt divergerande ytor, är större än ett.

3. Plan, med små hål försedd elektrodplatta (l,l5) en- ligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att den är utförd av en anodiskt oxidfilmbildande metall och åtmins- tone delvis belagd med en icke passiverbar elektrokata- lytisk beläggning.

4. Plan, med små hål försedd elektrodplatta (l,l5) en- ligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att förhål- (I. 449 760 17 landet mellan liten och stor area, varvid areorna väsent- ligen avgränsas på ytan av den väsentligen horisontella plattan (l,l5) genom nämnda lutande skärmar (7,lO,24), ligger mellan 2 och 10 och varvid vinkeln mellan de lu- tande ytorna och den med hål försedda plattan (l,l5) lig- ger 45° och 750 åtminstone på en väsentlig del av de lu- tande skärmarnas (7,l0,24) höjd.