NO137946B - Elektrolytisk celle av diafragmatypen for klor-alkali-elektrolyse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en klor-alkali-elektrolysecelle av diafragmatypen, omfattende et antall seriekoplede enkeltceller som er romlig adskilt fra hverandre ved hjelp av et tilsvarende antall celleenheter bestående av en bæreplate, en til bæreplatens ene side festet anode i en enkeltcelle og en til bæreplatens andre side festet, med anoden elektrisk forbundet, metalltrådduk-eller gitterformet og med et diafragma forsynt katode i den tilgrensende enkeltcelle, idet den til bæreplatens ene side festede anode ligger overfor en til den andre side av den tilgrensende bæreplate festet katode.

Det er kjent en rekke typer av elektrolytiske celler som anvender en bipolar elektrodemontasje og et gjennomtrengelig diafragma. Ved denne celletype er det vanlig at det inne i et enkelt cellehus er anordnet et antall individuelle celleenheter som benytter bipolare elektrodekonstruksjoner. I en slik elek-trodekonstruksjon er anodene i en celle anbrakt rygg mot rygg i forhold til katodene i den motstående celle, og elektrisk forbindelse opprettholdes derimellom. Støtteveggen for anodene og katodene som er anbrakt rygg mot rygg, virker også som en fysisk adskillelse mellom cellene i hele cellehuset.

Gjenstanden for den foreliggende oppfinnelse er en forbedret klor-alkalielektrolysecelle som er kjennetegnet ved at katoden oppviser fra bæreplaten utragende katodeelementer som mellom seg danner.hulrom og omslutter et kammer, og som er kileformet anordnet og hvis skarpe kanter forløper parallelt i avstand til bæreplaten, og at anoden oppviser fra bæreplaten utragende anodeelementer som rager inn i hulrommene mellom den tilgrensende bæreplates katodeelementer, og som omfatter to i avstand fra hverandre anordnede vegger og en med disse forbundet, ved bæreplaten beliggende, bakre vegg, og at katodeelementene er elektrisk forbundet tvers gjennom bæreplaten med de respektive, til den samme bæreplate festede anodeeleménter.

Den bipolare klor-alkalielektrolysecelle ifølge oppfinnelsen, i det følgende for enkelhets skyld kort benevnt som "dia-fragmacelle", er i forhold til de kjente elektrolyseceller særlig lett av vekt, den er lett å montere og demontere, og den har en

forbedret elektrisk forbindelse mellom katoden og anoden.

I denne beskrivelse benyttes uttrykket "celleenhet" for å angi den bipolare rygg-mot-rygg-montasje av anodene i en celle og katoden i den tilstøtende celle. Hver celleenhets katode har langstrakte, hule deler som er innskutt eller innsatt mellom og adskilt fra anodene i den neste tilstøtende celleenhet. De fingerlignende anodeeleménter kan bestå av to sideveis adskilte, vertikale vegger som er åpne langs elementenes ytterende. Katodene er konstruert av metalltrådduk eller lignende og er dekket av et gjennomtrengelig diafragma, f.eks. av asbest. Metalltråd-duken kan være av et hvilket som helst egnet metall, f.eks. stål eller alternativt nikkel eller krom. Anodene er konstruert av et egnet klorbestandig metall, såsom titan, med en elektrisk ledende overflate av et platinagruppe-metall eller oxydet av et platinagruppe-metall. Uttrykket "enkeltcelle" er benyttet for å betegne den celle som dannes av de fingerlignende anoder i en celleenhet som er innskutt mellom de fingerlignende katoder i den tilstøten-de celleenhet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektivisk bil-de av den bipolare celle ifølge oppfinnelsen med deler av cellehuset bortskåret, fig. 2 viser et forstørret parti av elektrodene etter linjen II - II på fig. 1, fig. 3-12 viser alternative an-ordninger for montering av elektrodene til understøttelsesveggen ifølge oppfinnelsen, og fig. 13 - 15 viser en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

På fig. 1 er vist en utførelse av en bipolar diafragma-celle 10 som består av et antall celleenheter 11, 12, 13 og 14 som danner enkeltceller 18, 19 og 20. Endecelleenheten 11 utgjør en katodehalvcelle og endecelleenheten 14 utgjør en anodehalv-celle. De mellomliggende celleenheter 12 og 13 er bipolare og tilveiebringer en anodeoverflate i retning av celleenheten 11 og en katodeoverflate i retning av. celleenheten 14.

Den bipolare celle 10 kan være forsynt med bare en mellomliggende celleenhet, såsom celleenheten 12. Alternativt kan celleenheten 10 inneholde to eller flere mellomliggende celleenheter etter ønske. De mellomliggende celleenheter kan være identisk konstruert.

Som eksempel betraktes celleenheten 13 som har en ramme 21 med en ryggplate eller bæreplate 22 som tjener som skillevegg mellom enkeltcellene 19 og 20, og periferiske vegger 23, 24, 25 og 26. Rammen 21 kan være oppbygget av jern eller stål. Imidlertid bør bæreplatens 22 anodeside og veggenes 23, 24, 25 og 26 indre overflater ha et passende beskyttelsesbelegg, såsom gummi, for å hindre korrosjon. Alternativt kan rammen 21 være en titanplate eller en titanbelagt stålplate. Hver av de periferiske vegger, såsom veggen 24, er utstyrt med to flenser 27 og 28 som tillater fastbolting av celleenheten 13 til lignende flenser på de tilstøtende celleenheter 12 og 14. Boltene er selvsagt passende isolert fra celleenhetene og det er sørget for tetningspak-ninger mellom de tilstøtende flensers møtende overflater. Behol-deren for enkeltcellen 19 utgjøres således av bæreplaten 22 i celleenheten 13, de periferiske vegger 23, 24, 25 og 26, og celle-enhetens 12 bæreplate 22.

Bæreplaten 22 har minst én åpning 34 som tillater salt-oppløsning å flyte fra et cellekammer til det neste, slik at det sørges for samme saltvannsnivå i hver enkelt celle. Bæreplaten 22 inneholder videre åpninger 33 for montering av katoden 16 og anoden 17 på denne slik som nedenfor beskrevet. Den øvre del av bæreplaten 22 skaffer en anordning for fjerning av det katodiske gassprodukt, såsom hydrogen, fra cellen, og denne anordning består av et kammer 37 som begrenses av en vegg 38 og den øvre periferiske vegg 25. Veggen 38 har en åpning 39 for passasje av hydrogen som er dannet i den nedenfor beskrevne katodesone i cellen, inn i kammeret 37. Hydrogengassen fjernes fra kammeret 37 gjennom et rør 41. Et rør 42 i den øvre periferiske vegg 25 er tilveiebrakt for å fjerne det anodiske gassprodukt, f.eks. klorgass som er dannet i cellens anodesone. Et rør 43 er tilveiebrakt i den øvre periferiske vegg 25 for passasje av saltoppløs-ning inn i enkeltcellen. Celleproduktene, såsom kaustisk soda, fjernes fra cellens katodesone gjennom et rør 44 i veggen 24.

Katoden 16 som vist på fig. 1 og 2, inneholder en ryggskjerm 47 som er adskilt fra platen 22, og fingerlignende katodeelementer 46 som strekker seg vinkelrett på ryggskjermen 47. De fingerlignende katodeelementer er fortrinnsvis kileformet som vist på fig. 1 og 2, for å oppnå en meget liten avstand mellom anode- og katodefingrene. Sideveggene kunne imidlertid også være innbyrdes parallelle. Katodefingrene 46 og ryggskjermen 4 7 kan være frelmstilt av materiale som vanligvis brukes i diafragma-cellekatoder, f.eks. den skjermtype som er angitt i US patent

3 33 7 443. Katodefingrene 46 inneholder sidevegger 45 og 50 som er sammenføyd ved sine ytterender og ved sine øvre og nedre<1>kanter, slik at det dannes et kammer 70 som er innelukket bortsett fra den ende som vender mot et kammer 75 som begrenses av bæreplaten 22 og ryggskjermen 47. Kamrene 70 og 75 utgjør til sammen katodesonen i enkeltcellen 20. Katodefingrene 46 og ryggskjermen 47 er elektrisk forbundet med bæreplaten 22 og anoden 17. Kato-def ingrenes 46 skjerm og ryggskjermen 4 7 er dekket av et gjennomtrengelig diafragma som passende er av ikkevevd ("non-woven") asbeststoff. Det gjennomtrengelige diafragma kan alternativt

være en permionisk membran. Diafragmaet hindrer utilbørlig blan-ding av katolytten og anolytten og tar hensyn til oppsamlingen av anode- og katodegasser. Kamrene 70 og 75 står i forbindelse: med katodegassoppsamlingskammeret 37 gjennom åpningen 39 i veggen 38.

Katodefingrene 46 har hver et antall horisontale staver 48 med sidestilte flenser 49 for understøttelse av skjermen som danner katodefingrene og for å lede elektrisk strøm til katodene. Stavene 48 kan være fremstilt av samme materiale som det som benyttes i bæreplaten 22, f.eks. jern eller stål.

Anodene 17 (fig. 1 og 2) er fingerformede og strekker seg utover fra bæreplaten 22. Anoden 17 omfatter to sideveis adskilte vegger 61 og 62 og en bakre vegg -63. Veggene 61 og 62 kan bestå av en massiv plate eller av et gjennomhullet eller sprinkelformet platemateriale. Anoden 17 har en horisontal stav 64 med sidestilte flenser 66 for understøttelse av veggene 61 og 62. Veggene 61 og 62 er fortrinnsvis anordnet slik at deres ytre overflater danner en. vinkel som er komplementær med vinkelen mellom de to tilstøtende katodefingre 46. Når elektrodene er i : arbeidsstilling som vist på fig. 2, er det således tilveiebrakt et ensartet rom mellom.anode- og katode-overflåtene. Anoden 17 med veggene 61, 62 og 63, såvel som den horisontale stav 64 og flensene 66 og 67, kan-være fremstilt av hvilket som helst egnet, anodisk bestandig materiale, fortrinnsvis titan. De andre overflater av de massive vegger 61 og 62 bør være belagt med et egnet, anodisk bestandig, elektrisk ledende belegg, såsom et platina-gruppemetall eller oxydet av et platinagruppe-metall. Dersom veggene 61 og 62 er gjennomhullede plater, kan de ytre og/eller indre overflater være belagt med et slikt metall eller metalloxyd.

Katoden 16 og anoden 17 er montert på rygg- eller bæreplaten 22 ved hjelp av en elektrodestøtteanordning 52 (fig. 2). Elektrodestøtteanordningen 52 inneholder en blokk 53 som strekker seg gjennom en åpning 33 i ryggplaten 22 og er festet til denne, f.eks. ved sveising. Blokken 53 kan være konstruert av en jern-stang og har en gjennomgående åpning 54 for opptagelse av en skrue 56. Skruen 56 er skrudd fast i et hull 57 i den tilsvarende horisontale stav 48 i katodefingeren 46. Skruen 56 holder ryggskjermen 4 7 og katodefingeren 46 i en tett forbindelse mot en skulder 58 i blokken 53. Åpningen 54 i blokken 53 har en utvidet del 59

som er tilstrekkelig stor til å romme skruens 56 hode. Anodens

17 bakre vegg 63 har en åpning 68 gjennom hvilken det går en

skrue 69 som er skrudd fast i den utvidede del 59 av blokkens 53 åpning 54. Anodens 17 ytterende er åpen for å gi adgang, til skruen 6 9 for montering og demontering av anoden 17. Skruen 69 holder anoden 17 forsvarlig festet mot blokken 53 og bæreplaten 22. Skruen 69 bør være av et anodisk bestandig materiale, såsom

titan. En tetningsring 71 kan være anordnet mellom anoden 17 og bæreplaten 22, for å hindre anolytt fra å nå blokken 53, hvilket kunne forårsake korrosjon. En tetning 73 bør være anordnet mellom skruen 69 og den bakre vegg 63 for å hindre at anolytt lekker gjennom åpningen 68 og kommer i berøring med blokken 53.

Endecelleenheten 14 er konstruert identisk med celleenheten 13 bortsett fra at celleenheten 14 ikke inneholder katode. De eneste elektroder som er montert på celleenheten 14, er med andre ord anoder. Anodene kan strekke seg gjennom bæreplaten og være sveiset eller boltet fast til en kobbersamleskinne.

Celleenheten 11 er konstruert av en plate 77 som kan være boltet til celleenheten 12. Celleenheten 11 har en katode 78 som omfatter en ryggskjerm 79 og fingerlignende katoder 80. Katoden 78 kan være montert på platen 77 på en måte som er identisk med monteringen av katoden 16 på bæreplaten 22 i celleenheten 13.

Celleenhetene 11, 12, 13 og 14 er boltet sammen og danner enkeltceller 18, 19 og 20, og boltene er passende isolert for å hindre kortslutning mellom celleenhetene. Alternativt kan celleenhetene være sammenføyd ved hjelp av strekkstenger på en måte som vanligvis benyttes ved celler av filterpressetypen. Enkeltcellene 18, 19 og 20 er elektrisk seriekoblet. Under en typisk arbeidsoperasjon tilføres saltoppløsning kontinuerlig til hver av enkeltcellene gjennom de tilsvarende rør 43. Åpningene 34 mellom enkeltcellene tillater regulering av saltoppløsnings-nivået i hver enkeltcelle. Åpningene 34 hindrer videre at noen av enkeltcellene blir tørre, f.eks. på grunn av tilstoppelse i røret 43.- Saltoppløsningen elektrolyseres i enkeltcellen med anodeprodukter, såsom klorgass som dannes i anodesonen, og katodeprodukter, såsom hydrogengass og kaustisk soda, som dannes i katodesonen. Diafragmaet hindrer tilbakevandring av katodepro-duktene til anodesonen.

Andre foretrukne utførelser av elektrodestøtteanord-ningene er vist på fig. 3-12. De bipolare celleenheter 12A - 121 er konstruert i det vesentlige på samme måte som celleenheten 12, bortsett fra elektrodekonstruksjonen og elektrodestøttean-ordningene.

Elektrodestøtteanordningen 52A (fig. 3 og 4) inneholder en avlang stav eller strømsamler 81 som er typisk for de strømsamlere som benyttes i celleenhetene 12A - 12H. Strømsamle-ren er fastsveiset til katodefingeren 46A og har åpninger (ikke vist) gjennom hvilke katodeprodukter som er dannet i fingrene 46A, kan passere til kammeret 75A. En metallblokk 82 er festet til staven 81, f.eks. ved sveising. Metallblokken 82 strekker seg gjennom en åpning 83 i ryggskjermen 47A og er festet til bæreplaten 22A med en skrue 84. Skruen 84 går gjennom en åpning 87 i bæreplaten 22A og er skrudd fast i en åpning 88 i blokken 82. Skruens 84 hode 89 tfig. 4) er fortrinnsvis forsenket i bæreplaten 22A„ slik at det oppnås en plan overflate på hvilken anoden 17A kan monteres. Elektrodestøtteanordningen 52A omfatter videre en skrue 91 som låser anoden 17A til bæreplaten 22A. Skruens hode 92 er fortrinnsvis sveiset til bæreplaten 22A. Skruen 91 går gjennom en åpning 93 i bæreplaten 22A og en åpning 94 i anodens 17A bakre vegg 63A. En mutter 96 er trukket til på skruen 91 og trekker anoden 17A fast og forsvarlig mot bæreplaten 22A. En tetning 97 kan være anordnet mellom anoden 17A og bæreplaten 22A, slik at lekkasje mellom katoderommet og anoderom-met hindres. En tetning 90, såsom en "Thred Seal" (varemerke for Parker Seal Company), er anordnet mellom mutteren 96 og veggen 63A.

Den bipolare celleenhet 12B (fig. 5) omfatter en anode 17B, en bæreplate 22B og en katode 16B. Elektrodestøtteanordnin-gen 52A inneholder en avlang stav loi som er festet til katodefingeren 46B, f.eks. ved sveising. I staven 101 er det anordnet åpninger (ikke vist) for passasje av katodeprodukter. En bolt 102 som er gjenget i den ene ende, er festet til staven 101, f.eks. ved sveising. Bolten 102 går gjennom en åpning 103 i bæreplaten 22B. En mutter 104 er skrudd fast på bolten 102 og holder således katoden 16B på plass. En tetning 106, såsom'iden dvennevnte "Thred Seal", er fortrinnsvis anordnet mellom mutteren 104 og bæreplaten 22B. Tetningen 106 hindrer lekkasje gjennom bæreplaten 22B. Anodens 17B bakre vegg 63B er i denne utførelse en dobbelt vegg som omfatter veggdeler 107 og 108. Veggdelen 107 kan være av stål, men veggdelen 108 må være av et anodisk bestandig materiale, såsom titan. Veggdelen 107 har en åpning 109 for bolten 102. En mutter 111 låser veggdelen 107 til bæreplaten 22B. Sideveggene 61B og 62B forløper langs veggdelen 107 og er sveiset til denne. En skrue 112 går gjennom en åpning 113 i veggdelen 108. Skruen 112 kan være skrudd fast i en passende boring i bolten 102. Alternativt kan skruen 112 være forskjøvet i forhold til bolten 102, og være fastskrudd i en passende åpning i veggdelen 107, eller skruen 112 kan være fastskrudd i en mutter som er anordnet på den side av veggdelen 107 som vender mot .bæreplaten: 22B. Skruen 112 låser således veggdelen eller dekselet 108 til veggdelen 107. En tetning 114 er anordnet mellom veggdelen 108 og veggdelen 107 og hindrer anolytt fra å komme i berøring med veggdelen 107. En ytterligere tetning 116 er anordnet mellom anoden 17B og bæreplaten 22B.

Den bipolare celleenhet 12C som er vist på fig. 6, omfatter en anode 17C, en katode 16C og en bæreplate 22C. Anoden 17C og katoden 16C er festet til bæreplaten 22C ved hjelp av en elektrodestøtteanordning 52C. Elektrodestøtteanordningen 52C inneholder en avlang stav eller et stykke 121 som er sveiset til katodefingeren 46C. Stykket 121 har åpninger for passasje av katodeprodukter. En stav eller bolt 122 er festet til stykket 121 og går gjennom en åpning 123 i bæreplaten 22C. Elektrodestøtte-anordningen 52C inneholder videre en mutter 124 som er skrudd fast på bolten 122. Mutteren 124 tjener til å holde katoden 16C på avstand fra bæreplaten 22C. En mutter 125 er skrudd fast på bolten 122 og låser således katoden 16C til bæreplaten 22C. En tetning 12 6 kan være anbragt mellom mutteren 125 og bæreplaten 22C. Anoden 17C inneholder sidevegger 61C, 62C og en bakre vegg 6 3C. Den bakre vegg 6 3C har en åpning 128 for en skrue 12 9. Skruen 129 er innskrudd i bolten 122 og låser anoden 17C til bæreplaten 22C. Skruen 129 trekker veggens 63C bakre overflate 12 7 i elektrisk kontakt med bolten 122 og mutteren 125. Tetnin-ger 131 og 132 er anordnet for å hindre at anolytt lekker ut og kommer i berøring med ståldeler, såsom bolten 122 og bæreplaten 22C.

Celleenheten 12D ifølge fig. 7 inneholder en anode 17D, en katode 16D og en bæreplate 22D. Elektrodestøtteanordningen 52D omfatter i denne utførelse et avlangt stykke 141 som er sveiset til katodefingeren 46D, og en forbindelsesblokk 142 som er festet til stykket 141 f.eks. ved sveising. Blokken 142 går gjennom en åpning 143 i bæreplaten 22D. Anoden 17D holdes på plass av en skrue 144 som går gjennom en åpning 146 i den bakre vegg 63D og er skrudd fast i en åpning 147 i blokken 142. Blokken 142 kan etter ønske være sveiset fast til bæreplaten 22D.

Elektrodestøtteanordningen 52E i den bipolare celleenhet 12E ifølge fig. 8 omfatter et avlangt stykke eller en strøm-samler 151 som er sveiset til katodefingeren 46E, og en stav eller bolt 152 som er sveiset til stykket 151 og strekker seg gjennom en åpning 153 i bæreplaten 22E. En mutter 154 er skrudd fast på bolten 152 og holder således katoden 16E på plass. En tetning 156 kan være anordnet mellom mutteren 154 og bæreplaten 22E. Bolten 152 går gjennom en åpning 15 7 i anodens 17E bakre vegg 63E. En gjenget kapsel 158 er skrudd fast på bolten 152 og holder derved anoden 17E på plass. En tetning 159 er anordnet mellom kapselen 158 og den bakre vegg 63E. En tetning 160 er videre anordnet mellom anoden 17E og bæreplaten 22E.

Elektrodestøtteanordningen 52E i den bipolare celleenhet 12F ifølge fig. 9 omfatter et avlangt stykke 171 som er sveiset til den fingerformede katode 46F, og en blokk 172 som er sveiset til stykket 171 og er gjenget slik at mutteren 173 kan trekkes til mot ryggskjermen 47F. Blokken 172 omfatter en del 174 med redusert diameter som går gjennom en åpning 176 i bæreplaten 22F. Blokken 172 har en skulder 177 som ligger an mot bæreplaten 22F og således holder ryggskjermen 47F på avstand fra bæreplaten 22F. En skrue 178 låser anoden 17F til bæreplaten 22F. Skruen 178 går gjennom en åpning 179 i den bakre vegg 63F og er fastskrudd i en boring 181 i blokken 172. Skruen 178 holder veggens 6 3F og blokkens 172 møtende overflater i innbyrdes elektrisk kontakt. En tetning 182 er anordnet mellom skruens 178 hode og veggen,63F og en tetning 183 er anordnet mellom anoden 17F og bæreplaten 22F. Tetningene 182 og 183 kan være av EPDM-gummi (ASTM-betegnelse) som yter meget stor motstand mot korrosjon og holder seg "fjærende også etter lange driftsperioder for cellen ved høye temperaturer.

Den bipolare celleenhet 126 ifølge fig. 10 har en

elektrodestøtteanordning 52G som omfatter en strømsamler 191 som er sveiset til katodefingeren 46G. En gjenget stav 192 er sveiset til strømsamleren 191. En mutter 193 står i gjenget inngrep med staven .192 og holder ryggskjermen 47G forsvarlig fast mot fingerelektroden 46G. En mutter 194 står i gjenget inngrep med staven 192 og holder katoden 16G på avstand fra bæreplaten 22G. Staven 192 går gjennom en åpning 196 i bæreplaten 22G. Anoden 17G inneholder i dette tilfelle bare en sidevegg som består av en plate av titan eller et titangruppe-metall med en elektrisk

ledende overflate på begge sider av denne. Når cellen er i drift, er sideveggen 61g anordnet midt mellom to katodefingre (ikke vist) i den tilstøtende celleenhet. Anoden 17G omfatter videre en bakre vegg 63G som er sveiset til sideveggen 61G. Den bakre vegg 63G har en åpning 197 med en gjennomgående skrue 198 som er innskrudd i en åpning 199 i staven 192. Skruen 198 holder anoden 17G forsvarlig på plass mot bæreplaten 2 2G.

Celleenheten 12H ifølge fig. 11 omfatter en elektrode-støtteanordning 52H med en strømsamler 211 som er sveiset til den fingerformede katode 46H. Strømsamleren 211 kan være en diskon-tinuerlig stav som således tillater katodeprodukter å passere fra fingeren til rommet mellom skjermen 47H og platen 22H. En gjenget stav 212 er sveiset til strømsamleren 211. En mutter 213 står i gjenget inngrep med staven 212 for å holde ryggskjermen 47H forsvarlig fast mot fingerelektroden 46H. Elektrodestøttean-ordningen 52H inneholder videre en mutter 214 for å kontrollere hvor langt staven 212 skal strekke seg gjennom åpningen 216 i bæreplaten 22H. Ribber 223 er anordnet for adskillelse av skjermen og platen 22H. Skjermen 47H er svakt elastisk, slik at den tillater regulering av staven 212 i forhold til bæreplaten 22H. Anodemontasjen 17H består ved denne utførelse av et smalt anode-element 217 med to sidevegger 61H og 62H som er sveiset til den bakre vegg 63H. En skrue 219 går gjennom en åpning 221 i den bakre vegg 63H og er innskrudd i en boring 222 i staven 212. Skruen 219 holder anoden 18H forsvarlig fastklemt mot bæreplaten 22H og opprettholder meget god elektrisk kontakt mellom veggens 63H og stavens 212 møtende overflater.

Celleenheten 121 ifølge fig. 12 omfatter katoder 161 og anoder 171 som er montert på en bæreplate 221 ved hjelp av en elektrodestøtteanordning 521. Katodene 161 kan være konstruert i det vesentlige lik katodene 16 ifølge fig. 1 og 2, men i dette tilfelle er sideveggenes 451 og 501 bakre deler 225 og 226 ut-spilt, slik at det tilveiebringes fingre 461 med en videre basis for hvile mot ryggskjermen 471 og for å tillate bøyning av katoden 161 under innstilling av blokken 228 i forhold til bæreplaten 221.

Elektrodestøtteanordningen 521 omfatter en strømsamler 227 som er et avlangt stykke med åpninger for passasje av katodeprodukter. Strømsamleren 22 7 er sveiset til katodens 161 sidevegger 451 og 501. Elektrodestøtteanordningen 521 inneholder videre en gjenget stav 228 som er sveiset til strømsamleren 227 og strekker seg gjennom en åpning 229 .i ryggskjermen 471 og en åpning. 230 i bæreplaten 221. En mutter 233 står i gjenget inngrep med staven 228 og fastholder katodefingeren 461 mot ryggskjermen 471. En mutter 234 står i gjenget inngrep med staven 228 og holder katoden 161 med ryggskjermen 471 og fingeren 461 fast mot bæreplaten 221. En skrue 236 som fortrinnsvis er av titanmetall, går gjennom en åpning 237.i anodens 171 bakre vegg 631, og er innskrudd i en boring 235 i staven 228. En trådtetnings-skive 238 av titan er anordnet mellom skruen 236 og bæreplaten 221. En gummipakning 239 er anordnet mellom anoden 171 og bæreplaten 221. Et antall avstandsstaver 241 er anordnet mellom ryggskjermen 4 71 og bæreplaten 221, og disse staver holder katoden 171 på avstand fra bæreplaten 221 og kan være konstruert av hvilket som helst materiale som er korrosjonsbestandig i et ka-todemiljø, f.eks. stål eller kobber. Ringmutteren 234 regulerer den avstand som staven 228 strekker seg gjennom platen 221, og sikrer således god kontakt mellom veggens 631 og stavens 228 overflater. Videre tillater bruken av ringmutteren 234 at det benyttes en mindre skrue 236 enn hva som ellers ville være nød-vendig. Den bakre vegg 631 kan være en kontinuerlig vegg langs anodens 171 hele lengde, eller den kan være sammensatt av et antall diskontinuerlige veggpartier, f.eks. et veggparti for hver elektrodestøtteanordning. Alternativt kan alle anoder 171 i en celleenhet monteres på en enkelt bakre vegg 631. Videre kan platen 221 tjene som bakre vegg for anodene 171, i hvilket tilfelle platen 221 kan bestå av en titanbelagt stålplate og veggene 611 og 621 kan være sveiset til denne. Hver anode 171 inneholder sidevegger 631 og 521 som kan være festet til den bakre vegg 631, f.eks. ved sveising. Anodens 171 sidevegger 611 og 621 er divergerende i stedet for konvergerende. Avstanden mellom veggene 611 og 621 er med andre ord mindre nær opp til den bakre vegg 631 enn ved den motsatte kant. Sideveggene 611 og 621 kan

etter ønske være forsynt med avstivende stenger 242 som kan være sveiset til veggenes 611 og 621 yttersider. Ved denne utførelse

ligger katodefingeren 461 mellom sideveggene 611 og 621 i den neste tilstøtende celleenhets anode 171. For ytterligere for-sterkning og forbedret elektrodeavstand kan sideveggen 611 i en anodefinger 171 ved sin fremre ende være festet til sideveggen 621 i den neste tilstøtende anodefinger, f.eks- ved hjelp av et forbindelsesstykke 243. Forbindelsesstykket 243 består i dette tilfelle av en skrue 244 som går gjennom en åpning i veggen 611 og er innskrudd i en mutter 245. Mutteren 245 er festet til sideveggen 521, f.eks. ved sveising. Forbindelsesstykket 243 kan alternativt bestå av en metallklemme.

Cellen 10J ifølge fig. 13 - 15 representerer en ytterligere utførelse av oppfinnelsen. Denne celle er konstruert på lignende måte som cellen 10 ifølge fig". 1, og inneholder en celle-beholder eller ramme 21J som dersom det er ønskelig, kan være identisk med rammen 21 ifølge fig. 1. Cellen 10J inneholder videre et antall kileformede katoder 16J og anoder 17J som er montert på en bæreplate 22J ved hjelp av en elektrodestøtteanord-ning 52J. Ved denne utførelse ligger den smale kant 255 av de kileformede elektroder i et horisontale plan, slik at elektrode-kanten med andre ord står normalt på den vertikale bæreplate 22J. Katoden 16J har to sidevegger 45J og 50J, en bunnvegg 252 og en ytre endevegg 253. Veggene 45J, 50J, 252 og 253 kan være fremstilt av ståltrådduk. Veggene 45J og 50J som vist på fig. 14, konvergerer oppover. Dersom det er ønskelig kan ledevegger 254 (fig. 13) anordnes i katoden 16J for å tvinge produktgasser fra de kileformede katodeelementer inn i rommet mellom ryggskjermen 47J og bæreplaten 22J. Anoden 17J består av to sidevegger 61J og 62J som fortrinnsvis er laget av gjennomhullede plater. Anoden 17J inneholder videre en plate 63J. Elektrodestøtteanordnin-gen 52J som er vist i detalj på fig. 15, består av en strømsam-lende stav 256 som eksempelvis ved sveising er festet til veggene 45J og 50J nær opp til katodens 16J åpne ende. Elektrodestøtte-anordningen 52J inneholder videre en stang 25 7 som er festet til staven 256 og strekker seg gjennom åpninger i bæreplaten 22J og anodens 17J bakre plate 63J. En mutter 258 er skrudd inn på stangen 257 og låser således anoden 17J og katoden 16J til bæreplaten 22 J.

Anodene 17 - 17J er generelt blitt angitt å bestå av et titangruppemetall hvor veggene 61 - 61J og 62 - 62J er massive plater og titanplatene er platinabelagt på den side som grenser til katodefingrene 4 7 - 4 7J. Anodene 17 - 17J kan alternativt ha sidevegger som består av en gjennomtrengelig, anodebestandig plate, f.eks. av stangmetall, ståltrådduk,.strekkmetallduk, per-forert plate eller sjalusiplate. Den gjennomtrengelige plate kan være av titanmetall. Den gjennomtrengelige titanplate har fortrinnsvis en elektrisk ledende overflate, f.eks. av platina, bare på den side som er fjernt fra katodefingrene. Ved denne utfor-ming danner titanmetallet et ikke-ledende titanoxydbelegg nær diafragmaet, og gassutvikling når cellen er i drift, finner sted på sideveggenes bakside, slik at gassblending og turbulens i diafragmaet reduseres vesentlig. Videre kan katoderyggskjermens side og katodefingrene i retning mot anoden være elektrisk isolert, f.eks. med et gummibelegg. Katodegassproduktene produseres da på katodens bakside hvilket ytterligere reduserer gassblending og tilbakevandring av kaustisk soda. Dette arrangement gir en

høyeffektiv celle, særlig dersom diafragmaets porøsitet økes noe og cellen drives med høy strømningshastighet for saltoppløsningen og høy strømtetthet, f .eks. over 0,16 og fortrinnsvis over 0,22 ampere pr. cm <2>katodeoverflate, beregnet etter katodens lengde og breddemål. Cellen ifølge oppfinnelsen fungerer, særlig ved be-nyttelse av kileformede og gjennomhullede anoder og katoder, på en meget effektiv måte når anode-katode-avstanden er nesten lik null. Eksempelvis er avstanden generelt mindre enn 12 mm, typisk 3-6 mm, og fortrinnsvis ligger anoden direkte inntil diafragmaet.

Claims (6)

1. Klor-alkalielektrolysecelle av diafragmatypen, omfattende et antall seriekoplede enkeltceller som er romlig adskilt fra hverandre ved hjelp av et- tilsvarende antall celleenheter bestående av en bæreplate, en til bæreplatens ene side festet anode i en enkeltcelle og en til bæreplatens andre side festet, med anoden elektrisk forbundet, metalltrådduk- eller gitterformet og med et diafragma forsynt katode i den tilgrensende enkeltcelle, idet den til bæreplatens ene side festede anode ligger overfor en til den andre side av den tilgrensende bæreplate festet katode, karakterisert ved at katoden (16) oppviser fra bæreplaten (22) utragende katodeelementer (46) som mellom seg danner hulrom og omslutter et kammer (70), og som er kileformet anordnet og hvis skarpe kanter forløper parallelt i avstand til bæreplaten (22), og at anoden (17) oppviser fra bæreplaten (22) utragende anodeeleménter (61, 62, 63) som rager inn i hulrommene mellom den tilgrensende bæreplates (22) katodeelementer (46), og som omfatter to i avstand fra hverandre anordnede vegger (61, 62) og en med disse forbundet, ved bæreplaten (22) beliggende, bakre vegg (63), og at katodeelementene (46) er elektrisk forbundet tvers gjennom bæreplaten (22) med de respektive, til den samme bæreplate (22) festede anodeeleménter (61, 62, 63).

2. Celle ifølge krav 1, karakterisert ved at anodeelementenes vegger (61, 62, 63) forløper i en vinkel med hverandre som på komplementær måte svarer til den mellom to tilgrensende, kileformede katodeelementer (46) tilstedeværende vinkel.

3. Celle ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at anodene har perforerte sidevegger (61, 62) og at avstanden mellom anodene og katodene er mindre enn 12,7 mm.

4. Celle ifølge krav 3, karakterisert ved at anoden står i berøring med diafragmaet og at de til diafragmaet grensende sider av anoden og katoden er elektrisk ikke-ledende og de fra diafragmaet bortvendende sider av anoden og katoden er elektrisk ledende.

5. Celle ifølge ett eller flere av de foregående krav. karakterisert ved at bæreplaten (22) på sin anodeside oppviser en av titan bestående overflate og på sin katode-side oppviser en av jern bestående overflate.

6. Celle ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at anodeveggene (61, 62) består av gjennombrutte titanplater som på sine fra katodeelementene (46) bortvendende sider er platinabelagt.