201123. lajstromszámú szabadalom • Cellaszerkezet bipoláris elektródos, szűrőprés jellegű elektrolízis cellaegységhez
7 HU 201123 B 8 és a nátriumhidroxid folyamatosan elhagyja a 24 katolitkamrát a 66 katolit kivezető vezetéken keresztül. Depolarizált elektródok alkalmazásával a hidrogén és a klór keletkezése csökkenthető szükség szerint. Működő cellaegységsorban, mint például nátriumklorid oldat elektrolizáló cellasorban bizonyos üzemeltetési feltételek megvalósítása célszerű. A 22 anolitkamrában előnyös 0,5-5- -ig terjedő pH értéket fenntartani. A betáplált nátriumklorid sóoldat előnyösen csupán kisebb mennyiségben tartalmaz több értékű kationokat (kevesebb, mint 0,8 g-ot 1 liter térfogatra és kalcium egyenértékre vonatkoztatva). Magasabb többértékü kation koncentráció megengedhető, ha a betáplált sóoldat széndioxidot tartalmaz 70 ppm mértéknél alacsonyabb érték alatt és ha a betáplált sóoldat pH értéke kisebb, mint 3,5. Az előnyös működési hőmérsékletek 0-250 °C-ig terjednek, de legcélszerűbben körülbelül 60 °C körül adható meg. A sóoldat megtisztítását a többértékü kationoktól ioncserélő gyantákkal végezhetjük, amely különösen előnyös a membrán élettartamának meghosszabbítása céljából. Ugyancsak a membrán élettartamának meghosszabbítását eredményezi, hogy ha a betáplált sóoldat alacsony vastartalmát rögzítjük. A betáplált sóoldat pH értékét előnyösen 4,0 érték alá vihetjük klórhidrogénsav hozzáadáséval. A 24 katolitkamrában a nyomást előnyösen a 22 anolitkamra nyomása felé emelhetjük, amely nyomásdifferencia nem nagyobb, mint körülbelül 300 mra-es vízoszlop nyomásának megfelelő nyomásérték. A nyomásdifferenciát előnyösen kiegyenlítő tartállyal szabályozhatjuk; ilyen megoldást ismertet a 4.105.515 számú US szabadalmi leirés. Előnyösen az üzemeltetési nyomás alacsonyabb, mint 7 atm. Szokásos üzemeltetési viszonyok mellett a cellaegységet körülbelül 0,00155-0,0062 A/nun2 áramsűrűséggel működtetjük. Az alkáli-kloridok elektrolízisnél a 48 burkolólemezt nikkelből készítjük, ha a 24 katolitkamrában a lúgkoncentréció 22 súlyX felett és az elektrolízis cella működési hőmérséklete 80 °C felett van. A fent leírt működés megvalósításához a 22 anolitkamra 56 bevezető nyílással és 50 kivezető nyílással van kialakítva. A ki- és bevezető nyílások a 16 perem testében oly módon vannak kialakítva, hogy azokon a közegáramlás mind a 22 anolitkamrában megvalósuljon. A cellaszerkezetet 26, illetve 48 burkolólemezekkel alakítjuk ki, a megfelelő nyílásokat a 26 és 48 burkolólemezeken alakítjuk ki. Ezek a nyílások az 1. és 2. ábrán láthatók. A felsorolt nyílásokhoz csatlakozó vezetékeket a 4. és 5. ábrán ábrázoltuk. Látható a 60 anolit bevezető vezeték, a 62 anolit kivezető vezeték, a 64 katolit bevezető vezeték és a 66 katolit kivezető vezeték. Az egységes szerkezetű 12 cellaelem vastartalmú anyagokon, mint például acélo.: és rozsdamentes acélon kívül kialakítható más önthető fémekből is, mint például nikkelből, alumíniumból, rézből, krómból, magnéziumból, titánból, tantálból, kadmiumból, cirkóniumból, ólomból, cinkből, vanádiumból, wolframból, irídiumból, ródiumból, kobaltból és ötvözeteikből. A 48 burkolólemez szokásosan ugyanezen anyagokból állítható elő, kivéve a magnéziumot és az alumíniumot. Az anolit, illetve katolit oldali 26, illetve 48 burkolólemezeket előnyösen jól megmunkálható fémekből készítjük, amely egyetlen darabból húzással a kívánt formára alakítható. Ily módon a burkolólemezekben a 32, illetve 70 sapkák kialakíthatók. Természetesen a szabadalmi bejelentés oltalmi terjedelmén belül a csonkakúp alakú 32, 70 sapkákon kívül más anódcsúcsokhoz, illetve katódcsúcsokhoz illeszkedő alakú sapkák is kialakíthatók. A 18 anódcsúcsok és a 20 katódcsúcsok függőleges határolófelületének a siklemez elektród felületekkel párhuzamosaknak kell lenniük. A 18 anódcsúcsok és a 20 katódcsúcsok függőleges határolófelületének elegendően nagynak kell lennie ahhoz, hogy a létrehozott kötés keresztmetszetén keresztül megfelelően alacsony villamos ellenállású áramköri utak alakulhassanak ki. A 18 anolit csúcsokat és a 20 katódcsúcsokat 14 középső falelemből kiemelkedően egyenletesen szükséges elrendezni ahhoz, hogy eléggé alacsony villamospotenciál grádiens alakuljon ki az elektród felületek vonatkozásában. A 18 anódcsúcsokat, illetve 20 katódcsúcsokat oly módon szükséges elrendezni, hogy lehetővé tegyék a szabad elektrolitkamra térfogatban a szabad elektrolitáramlást. A találmány szerinti megoldást a továbbiakban konkrét kiviteli példák segítségével ismertetjük. 1. példa Az egységes szerkezetű 12 cellaelemet SA-216 minőségű WCB-acélból ( öntöttük. A 14 középső falelem vastagságét körülbelül 12,7 mm-re vettük. A kiemelkedő csonkakúp alakú csúcsok átmérője 76,2 mm, felső átmérője 38,1 mm volt. A 14 középső falelem, illetve az egységes szerkezetű 12 cellaelem befoglaló méretei 406,4 x 508 mm, minden egyes oldalán 10 csúccsal elrendezve (10 anódcsúcs és 10 katódcsúcs), Az anód-, illetve katódcsúcsok alapvonalának egymástól vett távolsága mintegy 63,5 mm. Finom megmunkálás után a csúcsok függőleges határoló felülete, illetve a 16 perem függőleges határoló felülete, azaz a 16a függőleges peremfelület tökéletesen egy síkban feküdt. A csúcsok felületén gyakorlatilag barázdáltság nem, vagy csupán alig • volt tapasztalható. A nyert cellaszerkezetet kiváló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
