Przedmiotem wynalazku jest elektrolizer dwu¬ biegunowy przeponowy. Chlor i wodorotlenki me¬ tali alkalicznych, takie jak wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu, stanowia szeroko stosowane produkty w kazdym uprzemyslowionym kraju i sa one prawie wylacznie wytwarzane za pomoca elektrolizy wodnych roztworów chlorków metali alkalicznych, przy czym wieksza czesc produkcji uzyskuje sie z zakladów wyposazonych w elektiro- lizery przeponowe lub membranowe. W przypadku zastosowania wymiarowo stabilnych materialów konstrukcyjnych dla elektrolizerów przeponowych lub membranowych, najbardziej korzystny jest tak zwany uklad prasy filtracyjnej.Zmany elektrolizer tego typu ma szereg piono¬ wych dwubiegunowych elementów zawierajacych dwubiegunowa oddzielajaca sciane lub przegrode, na której z jednej strony nalozona jest konstruk¬ cja katodowa a z drugiej strony konstrukcja ano¬ dowa, przy czym przepony lub membrany sa po¬ miedzy anodowa konstrukcja jednego dwubiegu¬ nowego elementu i katodowa konstrukcja sasied¬ niego dwubiegunowego elementu. Elektrolizer ten zawiera takze anodowa i katodowa koncowa plyte na obu koncach szeregu dwubiegunowych elemen¬ tów, które sa podlaczone do odpowiednich biegu¬ nów zródla pradu elektrycznego.Dwubiegunowa sciana lub przegroda spelnia wie¬ le funkcji. W istocie rzeczy dziala ona jako kon¬ cowa plyta w odpowiednim elektrodowym przedzia- 10 15 20 25 le i elektrycznie laczy katode z jednej strony dwu¬ biegunowego elementu z anoda po drugiej jego stronie a rama, czesto wystepujaca jako integral¬ na czesc dwubiegunowej sciany, zapewnia uszczel¬ nienie powierzchniowe wokól elektrodowych prze¬ dzialów. Elektrody ogólnie maja postac siatek albo rozciagnietej blachy albo w inny sposób perforo¬ wanych arkuszy, które sa podparte za pomoca ze¬ ber lulb dnnych laczników na odpowiednich powie¬ rzchniach dwubiegunowej sciany równolegle usta¬ wionej w pewnej odleglosci od niej. Elektrody czesto sa wspólplaszczyznowo ustawione z uszczel¬ niajacymi powierzchniami ramy i wewnatrzelektro- dowa szczelina, jak równiez odleglosc elektrod od znajdujacej sie pomiedzy nimi przepony, sa cze¬ sto okreslane przez odpowiednia grubosc uszczelki wstawionej pomiedzy uszczelniajace powierzchnie ramy i przepone.Rama kazdego dwubiegunowego elementu jest zaopatrzona w potrzebne otwory wlotowe i wylo¬ towe dla elektrolitu oraz produktów elektrolizy tak, ze doprowadzanie elektrolitu jak równiez uzy¬ skiwanie produktów pojedynczo, realizuje sie dla kazdego elektrodowego przedzialu ustawionego równolegle za pomoca dystrybutorów i kolektorów, które moga byc na zewnatrz elektrolizera lub mo¬ ga stanowic wewnetrzne kanaly wykonywane przez odpowiednie wiercenie wspólosiowych otworów w ramie.Oczywiste rozwazania z punktu widzenia tech- 132 356132 356 nicznego i ekonomicznego potwierdzily celowosc budowania elektrolizerów o wysokich elektrodo¬ wych powierzchniach i o minimalnej szerokosci elektrodowych przedzialów, które zasilane sa rów¬ nolegle oraz majacych dystrybutory i kolektory 5 albo wewnetrzne albo zewnetrzne. Pierwszy tech¬ niczny problem dotyczy zasilania dwubiegunowych elektrolizerów pradem elektrycznym. Elektrolizery te zawieraja duza liczbe szeregowo ustawionych jednostkowych ogniw i dlatego wymagaja stosowa- 10 nia napiecia na swych zaciskach rzedu setek wol¬ tów. Rozpatrujac granice napiecia w nowoczesnych próstbwnikrach krzemowych nalezy podkreslic, ze kazdy obwód w tym prostowniku moze zasilac nie wiecej niz pewna liczbe elektrolizerów ustawionych 15 szeregowo. Pozadane jest wiec aby elektrodowe powierzchnie byly mozliwie najwieksze dla dopu¬ szczalnego stosunku kosztów obwodu prostownika i wydajnosci produkcji elektrolizerów.Z drugiej strony wziecie pod uwage zawartosci i potrzeby oszczedzania drogich materialów kon¬ strukcyjnych powoduje, ze dwubiegunowa elemen¬ ty musza byc mozliwie najciensze dla zredukowa¬ nia grubosci lub szerokosci elektrodowych prze¬ dzialów do minimum. Dlatego tez nowoczesne elek- trolizery maja elektrodowe powierzchnie ponad 2 m2, przy czym glebokosc elektrodowych prze¬ dzialów jest rzedu kilku centymetrów.Te wymiary ogniwa elektrolizerów, chociaz sa optymalne pod róznymi wzgledami, to jednak ^ stwarzaja problem w odniesieniu do jednolitosci i równomiernosci dzialania na calej powierzchni ogniwa. Problem ten zwieksza sie powaz¬ nie przy prowadzeniu elektrolizy z duzymi gesto¬ sciami pradu, co jest podyktowane oczywistymi 35 wzgledami ekonomicznymi. Na przyklad, przy elek¬ trolizie roztworu chlorku sodu w elektrolizerze opi¬ sanego powyzej typu wyposazonym w pólprzepu- szczalna przepone, taka jak membrana kationowa, prawie nasycona solanke doprowadza sie do kaz- 40 dego anodowego przedzialu poprzez wlotowy otwór, zwykle usytuowany u dolu tego przedzialu. Zuzyta solanke wraz z gazowym chlorem wydzielonym na anodzie odprowadza sie z ogniwa poprzez wyloto¬ wy otwór w poblizu góry anodowego przedzialu 45 i zbiera sie w kolektorze, poprzez który albo za¬ wraca sie ja do etapu nasycenia i oczyszczania al¬ bo czesciowo zawraca sie ja do obiegu do anodo¬ wego przedzialu wraz ze swieza nasycona solanka z etapu nasycania i oczyszczania.Jony sodu przenikaja przez przepone do katodo¬ wego przedzialu, gdzie na katodzie odbywa sie wy¬ dzielanie wodoru i formowanie wodorotlenku so¬ du. Do przedzialu katodowego doprowadza sie wo¬ de lub rozcienczony roztwór wodorotlenku sodu a 55 odprowadza sie z niego gazowy wodór i stezony lug. Dobrze znane kinetyczne problemy zwiazane z dyfuzyjnym przenikaniem jonów chlorkowych do czynnej powierzchni anody poprzez anodowa pod¬ wójna warstwe, normalnie dyktuja stosowanie w 60 anolicie wysokich stezen jonów chlorkowych i du¬ zej turbulencji, to jest duzej predkosci przeply¬ wu anolitu wzdluz anodowej powierzchni dla zre¬ dukowania ubocznego Wydzielania tlenu w wyni¬ ku bezposredniej elektrolizy wody. Lecz z uwagi 6_ na duza wysokosc powierzchni anody w stosunku do glebokosci anodowych przedzialów, trudna ;i kosztowna sprawa jest zapewnienie duzej i rów¬ nomiernej predkosci cyrkulacji anolitu z uwagi na wydajnosc pompowania, która to predkosc w ano¬ dowym przedziale jest w praktyce bardzo mala.Dla czesciowego zrekompensowania braku pred¬ kosci cyrkulowania zwykle utrzymuje sie duza koncentracje jonów chlorkowych w anolicie albo przez ciagle nasycanie zuzytej solanki odbieranej z anodowego przedzialu albo przez dodawanie kwa¬ su solnego.Jednakze w praktyce zapewnia to tylko równo¬ miernosc warunków na calej powierzchni anodo¬ wej a ponadto pociaga za soba wyzsze koszty zwiazane ze stosowaniem wysokowydajnych urza¬ dzen do nasycania i oczyszczania solanki. Mozli¬ wosc wydzielania tlenu istnieje nadal na skutek istnienia róznic stezenia anolitu zwlaszcza .w obsza¬ rach, gdzie anolit jest bardziej pozbawiony jonów chlorkowych. Ta^ uboczna reakcja niezaleznie od powodowania spadku sprawnosci pradowej ma ujemny wplyw na dlugotrwalosc aktywnosci anod, które gwaltownie traca swoja aktywnosc katality¬ czna przy wydzielaniu sie tlenu. Z drugiej strony przepony wymienno-kationowe i w mniejszym stopniu tradycyjne porowate przepony sa szczegól¬ nie czule na stezenie lugu po stronie katodowej.Z tego powodu bardzo pozadane jest utrzymy¬ wanie stezenia lugu znajdujacego sie w stycznosci z przepona w okreslonym zakresie i przede wszyst¬ kim przeciwdzialanie wystepowaniu róznic steze¬ nia na calej dlugosci powierzchni przepony po stro¬ nie katodowej.Opracowanie konstrukcji elektrolizera przepono¬ wego spelniajacego te warunki jest celem niniej¬ szego wynalazku.Elektrolizer dwubiegunowy przeponowy wedlug wynalazku zawiera obudowe, w której znajduje sie koncowy anodowy element, koncowy katodo¬ wy element oraz wieksza liczba dwubiegunowych elementów, których wieksze wymiary leza w za¬ sadniczo pionowej plaszczyznie i w których znaj¬ duja sie dwubiegunowe przegrody oddzielajace anodowe przedzialy od katodowych przedzialów oraz integralne plaskie pionowe elektrodowe siatki równolegle ustawione w pewnej odleglosci od wy¬ mienionych dwubiegunowych przegród, elektrycz¬ nie polaczone poprzez wymienione dwubiegunowe przegrody, membrany lub przepony oddzielajace plaskie siatki anodowe i katodowe. Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze szereg bocznych przegród jest rozmieszczonych na calej szerokosci co najmniej jednego katodowego albo anodowego elektrodowego przedzialu i ustawionych od dwu¬ biegunowej przegrody do elektrodowej siatki two¬ rzac szereg pionowych przeplywowych kanalów usytuowanych na wiekszej czesci wysokosci prze¬ grody, przy czym boczne przegrody sa na przemian ustawione ukosnie w jednym kierunku i w dru- kim kierunku w stosunku do pionowej plaszczyz¬ ny prostopadlej do plaszczyzny dwubiegunowej przegrody i sa oddalone od siebie na pewnej wyso¬ kosci pionowych kanalów tak, ze stosunek pola elek¬ trodowej powierzchni przecinajacej sie do tej wyso-5 122 356 I koto przez krawedzie dwóch bocznych przegród ukosnie tworzacych pierwszy pionowy przeplywo¬ wy kanal do przekroju poprzecznego przeplywo¬ wego kanalu rózni sie. od atasunku pala elekitfOM dowej powierzchni wyznaczonej na wymienianej wytfotosci przez krawedzie dwóch bocznych prze* gród, okreslajacych przeplywowy kanal przylega jacy szeregowa do wymienionej pierwszego ka* nahi i wzgledem tego pionowego przeplywowego kanalu, gdzie wielokrotny ruch recyrkulacyjny jest spowodowany przez rozna gestosc pcefterzy gazu w sasiadujacych kanalach.Boczne przegrody sa na przemian, w tym elekt* trolizerze, ustawiono poprzecznie ukosnie w Jed¬ nym kierunku i w drugim kierunku w steeurtktf do pionowej plaszczyzny ptwtep&óte} do dwuBU* gunowej przegrody tworzac pionowe przeplywowe kanaly o »talym przekroju na calej ich dlugeici, albo boczne przegrody sa na przemian wzdluzni* ustawicie ukosnie w jednym kierunku i w dru^m kierunku w stosunku do pianowej plaszczyzny pfcwrtopddlej do dwubiegunowej przegrody two¬ rzac pionów* przeplywowe kanaly o stalym prze¬ kroju na calej ich dlugosci, badz tez tworzac pio¬ nowe przeplywowe kanaly o stalym, przekroju na calej ich dlugosci, badz tez tworzac pioftowe prze¬ plywowe kanaly o przekroju na przemian zmniej¬ szajacym sie. i zwiekszajacym sie do góry.Boczne przegrody sa metalowe laczac elektrycz¬ nie elektrodowe siatki z dwubiegunowa przegroda dwubiegunowego elementu. Alternatywni?*, boczne* przegrody utworzone sa przez szereg oddalonych od siebie i równoleglych pionowych kanalów o tra¬ pezowym przekroju poprzecznym, które polaczo* ne sa z dwubiegunowa przegroda za pomoca icTf mniejszej podstawy, albo boczne przegrody utwo¬ rzone sa przez szereg Oddalonych od siebie i rów¬ noleglych pionowych kanalów o przekroju W ksztalcie litery V, które sa polaczone z dwubiegu¬ nowa przegroda za posrednictwem ich krawedzi badz tez boczne przegrody maja postac metalo¬ wych zeber prostopadlych do plaszczyzny dwubie¬ gunowej przegrody, które sa na przemian wzdluz¬ nie ustawione ukosnie w jednym kierunku i w drugim kierunku w stosunku do pionowej plasz-* czyzny prostopadlej do plaszczyzny dwubieguno¬ wej przegrody.Powierzchnie dwubiegunowej przegrody anodo¬ wego przedzialu, przegrody i anodowe siatki sa wykonane korzystnie z metalu zaworowego.Dzieki bocznym przegrodom ustawionym prawie na calej wysokosci elektrodowego przedzialu o sze¬ rokosci zasadniczo równej jego glebokosci i odpo¬ wiadajacej odleglosci dwubiegunowej przegrody od elektrodowej siatki metalowej oraz dzieki uko¬ snemu ustawieniu tych bocznych przegród na prze¬ mian w jednym i w drugim kierunku w stosunku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do powierz¬ chni scianowej przegrody i elektrody, caly prze¬ krój przeplywu w przegrodzie jest podzielony na szereg pionowo ustawionych przeplywowych ka¬ nalów a krawedzie bocznych przegród w poblizu elektrodowej siatki dziela cala elektrodowa po¬ wierzchnie na szereg powierzchni. Dzieki zrózni¬ cowaniu stosunku pola elektrodowej powierzchni wyznaczonej przez dwie sasiednie przegrody do pola przekroju przeplywu odpowiedniego pionowe¬ go kanalu i stosunku prdte elektrodowej powierz** chni wyznaczonej przez jedn* z tych dwódh boefr* nyeh przegród i sasie&iia bdczria prz3gr£d$ dd i potó przekroju przeplywu odpowiedniego pionowe* go kanalu sasiadujacego z poprzednim karialeiA, wywoluje sie wielokrotne przeplywy cyrkulacyjne elektrolitu odbywajacego sie w cale} masie 6lek-t trolitii W przedziale niezaleznie od jego szerokosci. n W rzeczywistosci, gdy odbywa sie wydzielanie* ga* zu na powierzchni elektrodowej siatki zasadniczo stykajacej sie przepona lub membrana, wówc-zaa pecherzyki gazu zostaja wypuszczone przez otwo¬ ry w elektrodowej siatce i unosza sie poprzez ii elektrolit do góry. Bocztte przegroda efektyWnie powoduja tloczenie strumienia pecherzyków gazu odrywajacych sie z elektrodowej powierzchni Wy* Znaczonej przez krawedzie dwóch bocznych prze^ gród powodujac ich unosfeenie w elektroiicie W pio* 10 nowym kanale poprzecznie ograniECze!nynV boczny¬ mi przegrodami.Jezeli na przemian wieksza czesc wyznaczonej elektrodowej powierzchni odpowiada malemtf prze^ krojowi przeplywu i odwrotnie dla kanalu sasied^ u niego, wówczas gestosc pecherzyków gazu w pierw- szym kanale jest duza podczas gdy w sasiednim drugim kanale gestosc pecherzyków gazu jest znacznie mniejsza. Tak wiec dzieki róznicy wiel¬ kosci sil wynikajacych z róznicy lepkosci unosza- 39 cych sie pecherzyków gazu i cieczy, elektrolit w pierwszym kanale jest tloczony do góry powodujac przeplyw do dolu elektrolitu zawartego w sasied¬ nim kanale. W ten sposób równomiernie na ca¬ lej dlugosci elektrodowej powierzchni mozna wy- 35 wolac nieograniczona ilosc razy recyrkulacyjny przeplyw calosci: elektrolitu w przedziale.Boczne przegrody moga byc wykonane l obojet¬ nego materialu odpornego na dzialanie elektrolitu i produktów reakcji. Dzialaja one jako elementy aq przenoszace prad elektryczny i podpierajace po¬ rowate elektrody.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladach jego wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dwa dwubiegunowe ele¬ menty elektrolizera dwubiegunowego przeponowe- 45 go w widoku z góry, fig. 2 — górna czesc dwubie¬ gunowych elementów z fig. 1 w powiekszeniu, fig. 3 — drugi przyklad wykonania dwubiegunowego elementu elektrolizera w widoku z góry, fig. 4 — przekrój wzdluz linii IV—IV na fig. 1, fig. 5 — 50 szczegól odmiennego przykladu wykonania dwubie¬ gunowego elementu elektrolizera, fig. 6A i 6fi — przedstawiaja anodowa strone dwubiegunowego elementu elektrolizera, w Widoku perspektywicz¬ nym, a fig. 7 — przedstawia zlozony elektrolize* 55 dwubiegunowy, w schematycznym widoku z boTtiii Nia figurze 1 uwidoczniono dwa dwubiegunowe eiementy reprezentujace szereg takich elementów znajdujacych sie w tym dwubiegunowyfn przepo¬ nowym elektrolizerze wedlug wyfialazku nadaja- 60 cym sie do elektrolizy Roztworu chlorku sodu. Na fig. 2 przedstawiono natomiast szczegól jednego z tych elementów w powiekszeniu. Kazdy dwubie¬ gunowy element zawiera dwubiegunowa sciane lub przegrode 1, która jest bimetalowa, korzystnie Wy- 65 konana metoda wybuchowa i/lub przez nakladailie7 132 356 8 na siebie pojedynczych warstw. Bimetalowa prze¬ groda 1 sklada sie z plytki la stalowej lub z in¬ nego odpowiedniego katodowego materialu o gru¬ bosci 7—15 mm i blachy Ib z tytanu lub innego metalu zaworowego o grubosci 1—2,5 mm. Pro¬ stokatna rama 2 jest wykonana z przyspawanych do tych elementów stalowych pretów o grubosci 1^—30 mm. Na powierzchniach ramy ograniczaja¬ cych przestrzen anodowa nalozone sa nakladki 2b z tytanu lub innego metalu zaworowego, które sa szczelnie przyspawane do blach Ib dwubieguno¬ wych przegród L Trapezowe kanaly S sa utworzone przy uzyciu tytanowej blachy o grubosci korzystnie w grani¬ cach od 1,5 do 3 mm, która jest korzystnie zgrze¬ wana poprzez szczeliny lub otwory wyciete w den¬ nych czesciach kanalów z tytanowa blacha Ib.Kanaly 3 sa ustawione pionowo prawie na calej wysokosci przestrzeni anodowej i sa zakonczone w pewnej odleglosci od wewnetrznej powierzchni ra¬ my, przy czym odleglosc ta wynosi kilka centy¬ metrów, korzystnie ponad co najmniej 3 cm. Ka¬ naly 3 sa równomiernie rozmieszczone w pewnej odleglosci od siebie na calej szerokosci przestrzeni anodowej.Anoda jest wykonana z rozciagnietej blachy lub siafóki 4 z tytanu lub innego metalu zaworowego odpowiednio powleczonego warstwa odpornego, nie ulegajacego pasywacji materialu. Odpowiednie powloki anodowe moga byc wykonane z tlenków metali grupy platynowców, przewodzace mieszane tlenki metali nieszlachetnych, takie jak na przy¬ klad perowskity, spinele itp. Rozciagnieta blacha lub siatka moze byc zespawana lub zgrzewana z bokami kanalów 3, które sa ustawione z nia w jednej plaszczyznie lecz moze takze nie byc do nich przyspiawana, co bedzie widoczne z ponizsze- igo opisu.Zaleznie od glebokosci przestrzeni anodowej A nachylenie przegród 3a i 3b tworzacych trapezo¬ we kanaly 3 oraz odleglosc B pomiedzy poszcze¬ gólnymi kanalami sa takie, ze stosunek segmentu C powierzchni anodowej wyznaczonej przez dwie krawedzie boków w postaci przegród 3a i 3b jed¬ nego kanalu 3 do pola przekroju przeplywu w ka¬ nale rózni sie od stosunku segmentu D powierzchni anodowej wyznaczonej przez dwie przegrody 3a i 3b dwóch sasiednich kanalów do pola przekro¬ ju przeplywu poprzecznie okreslonego przez te same dwie przegrody 3a i 3b dwóch sasiednich kanalów.Nie ma znaczenia, który z tych dwóch stosun¬ ków jest wiekszy lecz istotna jest sprawa, zeby byly one rózne. Dla tego przykladu wykonania jeden z tych dwóch stosunków moze byc od 1,5 do 8 razy wiekszy od drugiego, na przyklad przy wysokosci kanalu okolo 1 m korzystnie jeden sto¬ sunek jest wiekszy od drugiego od 3 do 5 razy.W przykladzie wykonania pokazanym na fig. 1 i 2 stosunek segmentu powierzchni anodowej C do pola przekroju przeplywu w kanale 3 jest 3 ra¬ zy wiekszy od stosunku segmentu powierzchni ano¬ dowej D do pola przekroju przeplywu pomiedzy dwoma sasiednimi kanalami 3.Podobnie jak opisano dla strony andowej dwu¬ biegunowego elementu po drugiej jego stronie do stalowej blachy Ib przyspawane sa lub zgrzewane trapezowe kanaly 5 wykonane z blachy stalowej, niklowej lub z innego materialu odpornego na s dzialanie lugów i wodoru o grubosci korzystnie w granicach od 1,5 do 3 mm. Kanaly 5 sa korzystnie ustawione naprzeciwko odpowiednich anodowych kanalów 3. Takze i w tym przypadku trapezowe kanaly 5 usytuowane sa pionowo prawie na calej wysokosci przestrzeni katodowej i sa zakonczone w odleglosci 3 cm od wewnetrznej powierzchni ra¬ my. Katode tworzy rozciagnieta blacha lub siat¬ ka 6 ze stali, niklu lub innego materialu odporne¬ go na dzialanie lugów i wodoru. Rozciagnieta bla¬ cha lub siatka 6 moze byc przyspawana lub zgrze¬ wana ze wspólplaszczyznowymi bokami trapezo¬ wych kanalów 5.Stosunki czesci wyznaczonych powierzchni kato¬ dowych do odpowiednich pól przekroju przeply¬ wu tak jak opisano dla strony anodowej moga róz¬ nic sie od 1,5 do 8 razy. Na przyklad dla wyso¬ kosci przestrzeni katodowej wynoszacej okolo 1 m wspólczynnik ten korzystnie wynosi odi 3 do 5.Dwubiegunowe elementy sa zmontowane ze so¬ ba za pomoca ciegien lub hydraulicznych albo pneumatycznych silowników pomiedzy dwoma jed- nobiegunowymi koncowymi elementami anodowym i katodowym tworzac elektrolizery o wysokiej wy¬ dajnosci.Jak widac na fig. 1 przepona 7 jest ustawiona szeregowo pomiedzy anodowa siatka dwubieguno¬ wego elementu oraz katodowa siatka sasiedniego dwubiegunowego elementu i korzystnie przepu¬ szcza ona kationy a zasadniczo nie dopuszcza do hydrodynamicznego przeplywu gazu i cieczy. Jed¬ nym z rodzajów odpowiedniej przepony jest cien¬ ka warstwa kopolimeru czterofluoroetylenu i eteru nadfluorosulfonyloetoksywinylowego o grubosci kil¬ ku dziesiatych czesci milimetra, która jest wytwa¬ rzana przez firme Du Pont de Nemours i ma znak towarowy nafion. Pomiedzy uszczelniajaca powierzchnia kazdej ramy i powierzchnia przepo¬ ny 7 znajduja sie odpowiednie uszczelki 8.Korzystnie zarówno anodowa siatka 4 jak i ka¬ todowa siatka 6 po zmontowaniu elektrolizera prawie dotykaja przepony 7 lecz moga byc odda¬ lone od powierzchni przepony ogólnie nie dalej niz o 2 mm. Zarówno anode jak i katode moga stanowic porowate warstwy z czastek elektroprze- wodzacego i elektrochemicznie odpornego materia¬ lu, które sa przytwierdzone po obu stronach prze¬ pony 7, na przyklad za pomoca prasowania na go- co. W tym przypadku porowata anodowa siatka 4 i katodowa siatka 6 dzialaja jak dystrybutory i kolektory pradowe dla elektrod przytwierdzonych do powierzchni przepony 7. Elektryczny styk po¬ miedzy elektrodami i odpowiednimi dystrybutora¬ mi i kolektorami jest utworzony i utrzymywany w wyniku mechanicznego nacisku, przy czym anodowa siatka 4 i katodowa siatka 6 wywieraja nacisk w granicach 9,8—98,1 kG/cma na powierz¬ chnie przepony, do których przytwierdzone sa elektrody. 1 Po zmontowaniu elektrolizera anodowa siatka 4 i katodowa siatka 6 sa docisniete do przepony 7 13 20 25 30 4* 45 50 55132 356 10 i nie musza byc przyspawane lub zgrzewane ze wspólplaszczyznowyimi sciankami kanalów 3 i 5 lecz korzystnie moga sie o nie opierac. Napreze¬ nia sciskajace sa dostatecznie duze dla zapewnie¬ nia dobrego elektrycznego styku pomiedzy scian¬ kami kanalów i elektrodowych siatek. Ponadto brak punktów zgrzewania nie ogranicza ukosnych iboków kanalów 3 i 5 i dlatego konstrukcja cha¬ rakteryzuje sie pewna elastycznoscia dzieki czemu ukosne boki kanalów moga lekko uginac sie kom¬ pensujac w ten sposób w pewnych granicach ma¬ le odchylki plaskosci i równoleglosci pomiedzy anodowa siatka i katodowa siatka. Tak wiec prze¬ grody 3a i 3b anodowych kanalów 3 oraz przegro¬ dy reprezentujace ukosne boki katodowych kana¬ lów 5 oprócz dzialania hydrodynamicznego wyka¬ zuja jeszcze dzialanie jako elementy rozprowadza¬ jace prad do elektrod w elektrolizerze powstalym przez zmontowanie pozadanej liczby dwubieguno¬ wych elementów.Na figurze 3 przedstawiono odmienny przyklad wykonania elektrolizera wedlug wynalazku, w któ¬ rym elementy spelniajace te same funkcje sa ozna¬ czone takimi samymi odnosnikami cyfrowymi co na fig 1 i 2. W tym przykladzie wykonania ka¬ naly sa zbudowane przez zgrzewanie lub spawa¬ nie szeregu kanalów w ksztalcie litery V po obu stronach dwubiegunowej przegrody 1. W przeci¬ wienstwie do fig. 1 i 2 elektryczna stycznosc z siatkowymi elektrodami ma miejsce na wierz¬ cholkach kanalów w ksztalcie litery V. Sztywnosc punktów styku zapewniona przez kanaly przyspa- wane wzdluz ich odipowiednich swobodnych kra¬ wedzi do powierzchni dwubiegunowej przegrody 1 ulatwia zgrzewanie elektryczne elektrodowych siatek elektrod do wierzcholkowych krawedzi ka¬ nalów. Konstrukcja ta jest szczególnie korzystna w przypadku gdy elektrodowe siatki 4 i 6 maja byc oddalone od przepony 7 i gdy elektrody mu¬ sza byc przyspawane do kanalów.Takze i w tym przypadku stosunek czesci po¬ wierzchni elektrody wyznaczonej przez dwie kra¬ wedzie kanalu do pola jego przekroju przeplywu rózni sie od stosunku czesci powierzchni elektro¬ dy pomiedzy dwoma sasiednimi kanalami do po¬ la przekroju przeplywu pomiedzy nimi. W tym konkretnym przypadku czesc elektrodowej po¬ wierzchni Wyznaczonej przez dwie krawedzie kana¬ lu jest zasadniczo równa zeru i dlatego podstawowe wymaganie, zeby te dwa stosunki byly rózne, jest spelnione. Jak widac oczywiscie z fig. 3 rózne ka¬ naly przeplywowe moga byc formowane przez spawanie lub zgrzewanie do powierzchni dwubie¬ gunowej przegrody zamiast szeregu pojedynczych kanalów odpowiednio pofaldowanej blachy.Na figurze 4 przedstawiono dwubiegunowe ele¬ menty z fig. 1 w przekroju wzdluz plaszczyzny IV—IV. W dolnej czesci anodowych przedzialów znajduja sie anolitowe wloty 9, podczas gdy wy¬ loty 10 dla zuzytego anolitu i anodowego gazu znajduja sie w górnej czesci ramy. Katodowe prze¬ dzialy sa podobnie zaopatrzone we wloty 11 dla wody lub rozcienczonego lugu oraz w wyloty 12 dla stezonego lugu i wodoru.Podczas pracy elektrolizera prad elektrolizy ply- ^ 10 15 20 25 30 35 45 55 60 nie poprzez caly szereg elementarnych ogniw od anodowego koncowego elementu, przez kazdy dwu¬ biegunowy element od katodowej siatki elemen¬ tarnego ogniwa, przez katodowe przegrody, dwu¬ biegunowa przegrode, anodowe przegrody i ano¬ dowa siatke sasiedniego elementarnego ogniwa i 'itak dalej poprzez wszystkie elementarne ogniwa do katodowego koncowego elementu. Gazowy chlor wydziela sie na anodzie w postaci drobnych pe¬ cherzyków przedostajacych sie poprzez otworki anodowej siatki i wydostajacych sie do góry we¬ wnatrz anodowego przedzialu poprzez solanke. Sol- watowane jony sodu wedruja przez przepone i docieraja do powierzchni katody, gdzie lacza sie z jonami wodorotlenowymi wytwarzanymi w wy¬ niku redukcji katodowej wody do postaci lugu.Wodór wydzielany na katodzie w postaci drobnych pecherzyków przedostaje sie przez otworki kato¬ dowej siatki i unosi sie poprzez katolit W katodo¬ wym przedziale.Jak widac na fig. 1 i 2 czesc chloru wydzielane¬ go na anodowej powierzchni odpowiadajacej seg¬ mentowi C kierowana jest do góry poprzez prze¬ krój kanalu 3, podczas gdy czesc chloru wydzie¬ lanego na powierzchni anodowej odpowiadajacej segmentowi D jest kierowana do góry poprzez przeplywowy kanal ograniczony przegrodami 3a i 3b stanowdacyiTii boki dwóch sasiednich kana¬ lów 3. Poniewaz stosunki ilosci chloru (to jest powierzchni anodowej) i pola przekroju przeply¬ wu sa rózne w tych dwóch przypadkach, w szcze¬ gólnosci pierwszy jest duzo wiekszy od drugiego wiec anolit wewnatrz kanalu 3 jest wypychany do góry na skutek duzej gestosci pecherzyków ga¬ zowych, przy czym ten przeplyw do góry wywo¬ luje przeplyw do dolu elektrolitu na zewnatrz kanalu 3 gdyz gestosc pecherzyków gazu jest tam znacznie mniejsza. Tak wiec wielokrotne recyrku- lujace przeplywy obok siebie wywolywane sa na calej szerokosci anodowego przedzialu z kolei po¬ wodujac ciagla recyrkulacje calosci anolitu. Ste¬ zona solanka doprowadzona do dna anodowego przedzialu poprzez wlot 9 natychmiast poddawana jest cyrkulacji, dzieki czemu nie wystepuja rózni¬ ce stezenia i zapewniona jest bardziej równomier¬ na praca na calej powierzchni anodowej.Wiekszosc gazowego chloru opuszcza anodowy przedzial poprzez wylot 10 usytuowany u jego gó¬ ry wraz ze zuzytym anolitem odpowiednio do obje¬ tosci stezonej solanki doprowadzanej do dolnej czesci przedzialu. Pecherzyki gazu wywoluja za¬ sadniczo ten sam efekt w katolicie. Woda lub roz¬ cienczony lug doprowadzane poprzez wlot 11 w dolnej czesci katodowego przedzialu zostaja na¬ tychmiast poddane cyrkulacji, przez co nie docho¬ dzi do powstawania róznic stezen i zapewnia sie wlasciwe stezenie lugu na calej powierzchni kato¬ dy. Ponadto duza predkosc przeplywu katolitu wzdluz katodowej siatki 6 zapewnia szybsze roz¬ cienczanie silnie alkalicznej warstwy formowanej na powierzchni katody.Na figurze 5 przedstawiono inny przyklad wy¬ konania wynalazku przez zrealizowanie elektrycz¬ nego styku pomiedzy katoda i anoda kazdego dwubiegunowego elementu poprzez dwubiegunowa128 453 11 przegrode i boczne przegrody ustawione ukosnie do plaszczyzny prostopadlej wzgledem przegrody i elektrod. Na fig. 5 przedstawiono w powieksze¬ niu szczegól dwubiegunowego elementu wedlug wy¬ nalazku, którego montaz opisano ponizej.W plytce la stalowej lub z innego odpowiednie¬ go katodowego materialu znajduje sie szereg row¬ ków lc równoleglych i równoodleglych od siebie, które umieszczone sa prawie na calej wysokosci plytki la 1 koncza sie kilka centymetrów od jej górnej i dolnej krawedzi. Z bimetalowej plytki z tytanu o grubosci 1—2 mm, miedzi lub innego metalu o wysokiej przewodnosci i odpornego na przenikanie wodoru o grubosci 4—10 mm wyciete zostaja paski Id o szerokosci korzystnie od 1 do 3 cm i o dlugosci podobnej do dlugosci rowków lc.Jeden lub wieksza liczba nagwintowanych trzpieni korzystnie z miedzi zostaje przyspawana w jedno¬ litej odleglosci do miedzianej strony bimetalowych pasków Id.Nastepnie paski te wstawione zostaja do rowków Ijc a nagwintowane miedziane trzpienie przetyka sie przez otwory lf wywiercone w dnie rowków lc Kapturowe nakretki Ig ze stali lub innego od¬ powiedniego katodowego materialu nakreca sie na nagwintowane miedziane trzpienie ,lc. Uszczelka lub korzystnie jak pokazano na fig. 5 spoina lh tworzy hydrauliczne uszczelnienie. Cienka blacha Ib z tytanu lub innego zaworowego metalu jest umieszczona na powierzchni plytki la. Tytanowa blacha jest korzystnie zaopatrzona w szereg otwo¬ rów lub szczelin, w które wchodza bimetalowe pa- i ski Id a kanaly 3 maja szczeliny lub otwory wspólosiowe ze szczelinami lub otworami w bla¬ sze Ib.Zgodnie z tymi otworami lub szczelinami zarów¬ no kanaly 9 jak i blacha Ib zostaja zgrzewane w jednej operacji z tytanowa strona bimetalowych tytanowo-miedzianych pasków Id. Po stronie ka¬ todowej kanaly 5 sa przyspawane do nakretek Ig.W koncu dwubiegunowy element moze byc uzu¬ pelniony rama 2 zaopatrzona w potrzebne wloty i wyloty, tytanowa nakladka 2b szczelnie przyspa¬ wana do tytanowej blachy Ib i przez anodowa siat¬ ke 4 oraz katodowa siatke 6.Prad elektryczny plynie od katodowej siatki 6 poprzez ukosne katodowe przegrody 5, nakretki Ig, nagwintowane miedziane trzpienie le i jest roz¬ prowadzany przez miedziany pret bimetalowego paska Id do ukosnych anodowych przegród two¬ rzacych scianki tytanowych kanalów 3, poprzez szereg punktów zgrzewania laczacych tytanowe kanaly 3 i tytanowa blache Ib z tytanowa strona bimetalowego paska Id. Zespól pokazany na fig. 5 ma. wyrazne zalety w porównaniu z zastosowaniem drogich bimetalowych plytek wykonanych z me¬ talu zaworowego i stali.Wymagana jest tylko minimalna ilosc bimetalu (metal zaworowy—miedz), która dziala efektyw¬ nie i umozliwia znaczne oszczednosci kosztów. Po¬ nadto na anodowe nakladkowe blachy Ib moga byc stosowane bardzo cienkie blachy tytanowe lub z innego zaworowego metalu o grubosci korzystnie ponizej 1 mim, poniewaz spawanie lub zgrzewanie anodowych kanalów 3 odbywa sie po stronie me¬ talu zaworowego pasków bimetalowych. Gdy sto- 12 suje sie bimetalowe plytki, wówczas grubosc ty¬ tanu lub innego metalu zaworowego musi byc wy¬ starczajaca dla umozliwienia przytwierdzenia ano¬ dowego kanalu 3 bez uszkodzenia nakladki z za- 5 worowego metalu i stad grubosc tego metalu musi wynosic co najmniej 1 mm korzystnie mniej niz 1,5 mm. Zaleta konstrukcji wedlug wynalazku jest widoczna takze w stosowaniu mniejszej ilosci me¬ talu zaworowego. 10 Dalsza powazna zaleta polega na tym, ze prad elektryczny zasadniczo przeplywa przez miedz w dwubiegunowej przegrodzie, dzieki czemu straty omowe przy przeplywie przez nia zostaja zmniej¬ szone do minimum. Miedz dziala takze jako ma- terial zaporowy dla dyfuzji atomowego wodoru z katodowych powierzchni stali, która stanowi ma¬ terial dobrze przepuszczajacy atomowy wodór, do tytanu tworzacego anodowa nakladke i anodowe kanaly. Grubosc zaporowej warstwy miedzianej jest wiecej niz wystarczajaca dla praktycznego 20 przeciwdzialania przenikaniu wodoru do zaworo¬ wego metalu w punktach zgrzewania lub spawa¬ nia anodowych kanalów po stronie metalu zawo¬ rowego na bimetalowych paskach. W ten sposób unika sie kruchosci spowodowanej polaczeniem 25 wodoru atomowego z metalem zaworowym.Alternatywnie bimetalowe paski Id moga byc na stale przylutowane do rowków lc i usuniete moga byc miedziane trzpienie przechodzace przez stalowa plytke. W tym przypadku prad jest rozpro- 30 wadzany przez dobrze przewodzace prad bimeta¬ lowe paski do plytki stalowej a katodowe boczne przegrody moga byc wtedy przyspawane bezpo¬ srednio do stalowej plytki po jej katodowej stro¬ nie tak na fig. 1—4. 35 Na figurze 6A przedstawiono w perspektywicz¬ nym widoku dwubiegunowy element wedlug wy¬ nalazku widziany od strony anodowej. Takze i na tej figurze te same odnosniki cyfrowe zostaly za¬ stosowane do tych samych elementów co na po- 40 przednich figurach. Anodowy przedzial ograniczo¬ ny przez wewnetrzne powierzchnie ramy 2, po¬ wierzchnie dwubiegunowej przegrody Ib z naklad¬ ka z zawodowego metalu oraz przez anodowa siat¬ ke 4 jest calkowicie oddzielony od katodowego 45 przedzialu po drugiej stronie dwubiegunowej prze¬ grody. Anodowe przegrody w postaci ukosnych scianek kanalów 3 z zaworowego metalu dziela anodowy przedzial na szereg pionowych przeply¬ wowych kanalów. W • wyniku alternatywnie róz- 50 nych proporcji wymiarowych kanalów dla prze¬ plywu gazu wytwarzane sa cyrkulacyjne przeply¬ wa schematycznie oznaczone na rysunku strzalka¬ mi.Na figurze 6B przedstawiono inny przyklad wy- 55 konania dwubiegunowego elementu w perspekty¬ wicznym widoku od strony anodowTej. Przegrody moga byc ustawione ukosnie na przemian pod dwoma róznymi katami w stosunku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do powierzchni dwubie- 60 gunowej przegrody w innym kierunku, to znaczy wzdluznie a nie poprzecznie. Innymi slowami moga one odchodzic od powierzchni dwubiegunowej prze¬ grody prostopadle, chociaz sa na przemian ustawio¬ ne ukosnie pod dwoma róznymi katami w stosun- 65 ku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do po-132 356 13 ^wierzchni przegrody. W ten sposób pionowe prze¬ plywowe kanaly maja prostopadly przekrój na przemian zwiekszajacy sie i zmniejszajacy wzdluz pionowego kierunku. Takze i w tym przypadku -gaz ograniczony przegrodami poprzecznie tworza¬ cymi kanal jest tloczony poprzez pole przekroju przeplywu rózniace sie od pola przekroju prze¬ plywu sasiedniego kanalu, na skutek czego w dwóch sasiednich kanalach ustalona zostaje róz¬ na gestosc pecherzyków gazu. Powoduje to prze¬ plyw do góry elektrolitu w kanale o wiekszej ge¬ stosci pecherzyków gazu i jednoczesnie przeplyw do dolu elektrolitu w sasiednim kanale.Anodowe przegrody 3 sa ustawione od dwubie¬ gunowej przegrody do anodowej siatki 4 w kie- Tunku prostopadlym do jej (Obu powierzchni i sa na przemian ustawione ukosnie pod dwoma rózny¬ mi katami wzdluznie w stosunku do pionowej pla¬ szczyzny prostopadlej do tych dwóch powierzchni.Tak wiec na calej szerokosci przedzialu utworzo¬ nych zostaje szereg pionowych przeplywowych ka¬ nalów o na przemian zmniejszajacym lub zwieksza¬ jacym sie przekroju. Na przyklad pionowy kanal X ma zmniejszajacy sie do góry przekrój, podczas gdy sasiedni kanal Y ma przekrój zwiekszajacy sie do góry. Gaz wydzielajacy sie na anodowej siatce 4 przeplywa przez otwory w siatce i jego droga do góry jest ograniczona za pomoca bocz¬ nych przegród. Rozpatrujac odpowiednie przekroje przeplywu tych dwóch kanalów na pewnej wyso¬ kosci mozna stwierdzic, ze w elektrolicie znajdu¬ jacym sie w kanale X jest duza gestosc pecherzy gazu, podczas gdy w kanale Y gestosc pecherzy¬ ków gazu jest znacznie mniejsza, gdyz jego po¬ wierzchnia elektrodowa, to jest ilosc gazu jest znacznie mniejsza niz w kanale X. Dlatego tez elektrolit w kanale X jest tloczony do góry, pod¬ czas gdy odpowiadajaca objetosc elektrolitu powra¬ ca do dolu kanalem Y. W ten sposób zostaje wy¬ wolana cyrkulacja schematycznie oznaczona strzal¬ kami na fig. 6B.Na figurze 7 przedstawiony jest dwubiegunowy ¦elektrolizer wedlug wynalazku w schematycznym widoku z góry. Elektrolizer ten zawiera anodowy koncowy /element 13 podlaczony do dodatniego Jbieguna zródla pradu elektrycznego. Ten anodowy koncowy element \IZ zawiera pojedynczy anodowy przedzial oraz konstrukcje anodowa podobnie do istniejacych w dwubiegunowych elementach opi¬ janych przy okazji omawiania poprzednich figur.Pewna liczba dwubiegunowych elementów 14 po¬ dobnych do opisanych powyzej tworzy wiele jed¬ nostkowych ogniw, które sa elektrycznie polaczo¬ ne ze soba szeregowo. Elektrolizer zawiera jeszcze katodowy koncowy element 15 podlaczony do ujemnego bieguna zródla pradu elektrycznego. Ka¬ todowy koncowy element zawiera pojedynczy ka¬ todowy przedzial oraz katode wspólpracujaca z anoda ostatniego dwubiegunowego elementu. Elek¬ trolizer o budowie typu prasy filtracyjnej moze l3yc zmontowany za pomoca dwóch mocujacych plyt 16, które sciagniete sa ciegnami lub jak po¬ kazano na rysunku hydraulicznym lub pneumaty¬ cznym silownikiem.Ponizej zostana omówione korzystne przyklady 14 wykonania elektrolizera wedlug wynalazku. Nie stanowia one jednak ograniczenia wynalazku.Przyklad I. Elektrolizer wedlug wynalazku o konstrukcji uwidocznionej na fig. 1 ma nastepu- 5 jace parametry geometryczne: id 15 2t 50 55 60 — glebokosc anodowego przedzialu — glebokosc katodowego przedzialu — wysokosc przedzialów — szerokosc przedzialów — pionowa dlugosc kanalów 3 i 5 — stosunek odpowiednich stosunków wyznaczonej powierzchni elektrodo¬ wej do pola przekroju przeplywu dla dwóch sasiednich przeplywo¬ wych kanalów 2 cm 2 cm 100 cm 150 cm 90 cm 3,5 Dwa dwubiegunowe elementy wstawiono pomie¬ dzy anodowy i katodowy koncowy element w ze¬ spole zawierajacym 3 elementarne ogniwa. Przepo¬ na 7 byla wykonana z kationowej membrany z nafionu typu 227 wytwarzanego przez firme Du Pont de Nemours. Solanke zawierajaca 300 g/l chlorku sodu i zakwaszona HC1 do wartosci pil 3,5 doprowadzono od dolu do anodowych przedzia¬ lów nie przewidujac zadnej recyrkulacji anolitu z zewnatrz. Tymczasem wode doprowadzano do dol¬ nej czesci katodowych przedzialów. Warunki pra¬ cy byly nastepujace: 35 40 temperatura gestosc pradu stezenie anolitu na wylocie z anodowych przedzialów stezenie katolitu na wylocie z katodowych przedzialów 90°C 2500 A/m8 160 g/l 20% Napiecie ogniwa wynosilo 3,9 V a sprawnosc pradu anodowego wynosila 93%.Przyklad II. Porównawczo zastosowano ele¬ ktrolizer o tych samych wymiarach geometrycz¬ nych co w przykladzie I z tyim wyjatkiem, ze za¬ miast pionowych kanalów zastosowano wiele pio¬ nowych bocznych przegród prostopadlych do pla¬ szczyzny glównej przegrody o grubosci dwa razy wiekszej od grubosci blachy tworzacej kanaly w przykladzie I. Takze i w tym przypadku kationo¬ wa przepona z nafionu 227 zostala umieszczona pomiedzy dwubiegunowymi elementami. W tych samych warunkach pracy napiecie ogniwa wyno¬ silo 4,1 V, podczas gdy sprawnosc pradu katodo¬ wego wynosila tylko 88%.Nastepnie zwiekszono natezenie doplywu stezo¬ nej solanki do anodowych przedzialów dla uzyska¬ nia zwiekszajacego sie stezenia anolitu opuszczaja¬ cego anodowe przedzialy pragnac osiagnac wartosci napiecia i sprawnosci pradu otrzymane w przyk¬ ladzie I. Wyniki zostaly przedstawione w tabeli 1.Wówczas utrzymujac natezenie przeplywu tak, zeby stezenie zuzytego anolitu wynosilo 280 g/l, czesc katolitu odprowadzanego z katodowych prze¬ dzialów byla w sposób ciagly zawracana do obie¬ gu do dolnej czesci tych przedzialów poprzez re¬ cyrkulacyjny przewód, utrzymujac stale stezenie katolitu odprowadzanego w sposób ciagly z ukla-m 99$ Tabela 1 1$ Stezenie anolitu wyplywajacego z anodowych prze¬ dzialów g/l 220 250 280 Napiecie ogniwa V 4,1 4,0 8,9 Sprawnosc pradu. anodowego * l 88 89 91 I du, to jest 20% wagowych NaOH. Stopien recyrku¬ lacji zwiekszano progresywnie zmieniajac wydaj¬ nosc recyrkulacyjnej pompy. Wyniki podano w ta¬ beli 2.Tabela 2 1 ".. ¦¦ .-. ¦ • - ^—"~—'— Stopien recyrku¬ lacji katolitu 2 1 5 10 Napiecie ogniwa V 3,9 3,9 3,9 Sprawnosc pradu kat©- j dewego % I 91 92 92 Porównanie roboczych danych z przykladu I i przykladu II wykazuje oczywiste zalety wynalaz¬ ku. Rezultaty podobne do tych, które osiaga sie stosujac metode wedlug wynalazku moga byc osia¬ gniete tylko przy zastosowaniu wyjatkowo koszto¬ wnych urzadzen pompowych i przede wszystkim zakladów o duzej wydajnosci do nasycania i oczy¬ szczania solanki.Tak wiec ulepszony sposób prowadzenia elektrolizy roztworu chlorku sodu w dwu¬ biegunowym elekfcrolizerze przeponowym wy¬ posazonym w pionowe elektrody polega na tym, ze elektrolize prowadzi sde przy elektrodowych przedzialach zasadniczo wypelnionych elektrolitem, cfcibeH sie przedzialy na szereg pionowych przeply¬ wowych kanalów usytuowanych prawie na calej wysokosci przedzialów za pomoca szeregu bocz¬ nych przegród o szerokosci zasadniczo odpowiada¬ jacej glebokosci przedzialu, które sa na przemian ustawione ukosnie pod dworna róznymi katami w stosunku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do plaszczyzny scianowej przegrody i sa oddalone od siebie tak, ze stosunek pola elektrodowej powierz¬ chni (to jest ilosci gazu) wyznaczonej przez krawe¬ dzie dwóch bocznych przegród tworzacych piono¬ wy przeplywowy kanal do jego pola przekroju pczeplywu rozni sie do stosunku pola elektrodowej powierzchni ($o jest ilosci gazu) wyznaczonej przez krawedz jednej z tych dwóch bocznych przegród i przez krawe szeregowo do pola przekroju przeplywu sasiednie¬ go' szeregowo kanalu, wprowadza sie stezony roz¬ twór chlorku sodu do dolnej: czesci anodowych przedzialów a wode lub rozcienczony lug korzyst- M 15 15 45 50 nie do dolnej czesci katodowych przedzialów wy¬ wolujac w ten sposób wielokrotna recyrkulacje masy elektrolitu zawartego w przedzialach, przy czym recyrkulacje te rozprowadza sie na calej szerokosci przedzialów na skutek róznej gestosci pecherzyków gazu w sasiednich kanalach.Oczywista dla fachowców jest sprawa, ze spo¬ sób zgodnie z wynalazkiem, w szczególnosci efek¬ tywna recyrkulacje wytwarzana w elektrodowych przedzialach dwubiegunowych przeponowych elek- tro}i*erów wyposaizonych w pionowe elektrody mozna zastosowac takze do innych procesów elek¬ trolizy, w których odbywa sie wydzielanie gazu, na przyklad przy elektrolizie wody, kwasu solne¬ go, chlorku litu lub potasu. Boczne przegrody mo¬ ga byc takze wykonane z tworzywa sztucznego i moga byc dopasowane do istniejacych elektrolize- rów. W tysn wypadku doprowadzenie pradu elek¬ trycznego do elektrod realizuje sie za pomoca pio¬ nowych metalowych bocznych przegród w postaci zeber prostopadle ustawionych do plaszczyzny elek¬ trody lub za pomoca dystrybutorów o róznym ksztalcie.Zastrzezenia patentowe 1. Elektrolizer dwubiegunowy przeponowy z obu¬ dowa, w której znajduje sie koncowy anodowy element, koncowy katodowy element oraz wiek¬ sza liczba dwubiegunowych elementów, których wieksze wymiary leza w zasadniczo pionowej plaszczyznie i w których znajduja sie dwubiegu¬ nowe przegrody oddzielajace anodowe przedzialy od katodowych przedzialów oraz integralne pla¬ skie pionowe elektrodowe siatlki równolegle usta¬ wione w pewnej odleglosci od dwubiegunowych przegród elektrycznie polaczone poprzez wymie¬ nione dwubiegunowe przegrody, membrany lub przepony oddzielajace plaskie siatki anodowe i katodowe, znamienny tym, ze szereg bocznych przegród (3a, 3b) rozmieszczonych na calej szero¬ kosci co najmniej jednego katodowego lub anodo¬ wego elektrodowego przedzialu i ustawionych od dwubiegunowej przegrody (2) do elektrodowej siat¬ ki (4, $y tworzac szereg pionowych przeplywowych kanalów (3, 5) usytuowanych na wiekszej czesci wysokosci przegrody (1), przy czym boczne prze¬ grody (3a, 3b) sa na przemian ustawione ukosnie w jednym kierunku i w drugim kierunku w sto¬ sunku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do plaszczyzny dwubiegunowej przegrody (1) i sa od¬ dalone od siebie na pewnej wysokosci pionowych kanalów tak, ze stosunek pola elektrodowej po¬ wierzchni przecinajacej sie do tej wysokosci przez- krawedzie dwóch bocznych przegród (3ajt, (3bfr uko¬ snie tworzacych pierwszy pionowy przeplywowy ka¬ nal (3^ 5fr do przekroju poprzecznego przeplywowego* kanalu rózni sie od stosunku pola elektrodowej po¬ wierzchni wyznaczonej na wymienionej wysokosci przez krawedzdwóch bocznych przegród (3,3b)^okres¬ lajacyeh przeplywowy kanal przylegajacy szerego¬ wo do wymienionego pierwszego kanalu (3, 5) i wzgledem tego pionowego przeplywowego kanalu ($ 5 gdzie wielokrotny ruch recyrkulacyjny jest spowodowany przez rózna gestosc pecherzy gazu w sasiadujacych kanalach.132 3CG 17 18 2. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze boczne przegrody (3a, 3b) sa na przemian po¬ przecznie ustawione ukosnie w jednym kierunku i w drugim kierunku w stosunku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do dwubiegunowej prze¬ grody (1) tworzac pionowe przeplywowe kanaly (3, 5) o stalym przekroju na calej ich dlugosci. 3. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze boczne przegrody (3a,: 3b) sa na przemian wzdluznie ustawione ukosnie w jednym kierunku i w drugim kierunku w stosunku do pionowej plaszczyzny prostopadlej do' dwubiegunowej prze¬ grody (1) tworzac pionowe przeplywowe kanaly (3, 5) o przekroju na przemian zmniejszajacym sie i zwiekszajacym sie do góry. 4. Elektrolizer wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze boczne przegrody (3a, 3b) sa metalowe i la- «za elektrycznie elektrodowe siatki (4t 6) z dwu¬ biegunowa przegroda (1) dwubiegunowego elemen¬ tu (14). 5. Elektrolizer wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze boczne przegrody (3a, 3b) utworzone sa przez 10 15 20 szereg oddalonych od siebie oraz równoleglych pionowych kanalów (3, 5) o trapezowym przekroju poprzecznym, które polaczone sa z dwubiegunowa przegroda (1) za (pomoca ich mniejszej podstawy. 6. Elektrolizer wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze boczne przegrody (3a, 3b) utworzone sa przez szereg oddalonych od siebie i równoleglych pio¬ nowych kanalów (3, 5) o przekroju w ksztalcie litery V, które sa polaczone z dwubiegunowa prze¬ groda (1) za posrednictwem ich krawedzi. 7. Elektrolizer wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze boczne przegrody (3a, 3b) maja postac metalo¬ wych zeber prostopadlych do plaszczyzny dwubie¬ gunowej przegrody (1), które sa na przemian wzdluznie ustawione ukosnie w jednym kierunku i w drugim kierunku w stosunku do pionowej pla¬ szczyzny prostopadlej do plaszczyzny dwubieguno¬ wej przegrody (1). 8. Elektrolizer wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze powierzchnie dwubiegunowej przegrody anodo¬ wego przedzialu, przegrody i anodowej siatki (4) sa wykonane z metalu zaworowego.FIG. 2 F I U . o132 356 F I 6 • 5 FIG^£ Cena 100 zl PZGraf. Koszalin A-241 80 A-4 PL PL PL PL PL PL PL PL