183256. lajstromszámú szabadalom • Bipoláris diafragmás vagy membrános elektrolizáló kád és bipoláris elem
1 183 256 2 a víz közvetlen elektrolízise folytán keletkező oxigén az oldalrészeken. Tekintetbe véve azonban az anód nagy felületi kiterjedését az anódtér mélységéhez képest, igen bonyolult és költséges lenne — elsősorban a szivattyúkapacitás tekintetében -, hogy nagy és egységes örvénylési sebességet hozzanak létre, annál is inkább, mert a gyakorlatban az anolit az anódkamrában stagnál. Hogy részben kiküszöböljék a cirkulációs sebesség hiányát, magas kloridion-koncentrációt igyekeznek fenntartani az anolitben, akár az elhasznált, az anódtérből levezetett sóié folyamatos regenerálásával, akár sósav hozzáadásával. A gyakorlatban azonban aligha lehet ezekkel a módszerekkel egyenletes állapotot elérni a teljes anódfelületen, ugyanakkor igen nagy költségtöbbletet jelentenek a sóoldat telítettségét biztosító és a tisztító berendezések. Ezzel egyidejűleg még mindig fennáll annak lehetősége, hogy oxigén fejlődik az anoliton belüli koncentrációs gradiensek folytán, különösképpen ott, ahol az anolitban sok az elhasznált kloridion. Az oldalt végbemenő reakciók nemcsak hogy csökkentik az áramlási hatásfokot, hanem káros hatást is fejtenek ki az anódok aktivitására, mert ezek igen gyorsan elveszítik katalitikus képességüket, ha oxigén fejlődik. Másrészt viszont a kationcserében részt vevő membránok, és bár kisebb mértékben, a tradicionális porózus diafragmák igen érzékenyek a katódoldali kausztikus koncentrációkkal szemben. Ezen oknál fogva, a diafragmával érintkezésbe kerülő kausztikus koncentrációt ésszerű határok között kell tartani, főképpen pedig meg kell akadályozni a koncentráció-gradiensek létrejöttét a diafragmának a katódoldalra kinyúló teljes részén. A találmány elé azt a célt tűztük ki, hogy a vizes halogenid oldatok elektrolízisére diafragma típusú bipoláris elektrolizáló kádakban, amelyek függőleges elektródákkal vannak felszerelve, tökéletesebb elektrolízist lehessen végezni, éspedig oly módon, hogy az elektrolitban többszörös recirkulációs mozgás jöjjön létre és a mozgás egyenletesen oszoljon meg a teljes elektródafelületen. A találmány elé továbbá azt a célt tűztük ki, hogy egy új rendszerű, bipoláris, diafragmás elektrolizáló kádat hozzunk létre függőleges elrendezésű elektródákkal az elektrolit belső recirkulációjának biztosítására, és újszerű bipoláris elemeket alakítsunk ki. A találmány elé kitűzött célt egy olyan bipoláris, diafragmás vagy membrános elektrolizáló kád alkalmazásával érjük el, amely egy házból és az abban elrendezett, egyidejűleg zárólemezként szolgáló anódelemből és katódelemből áll, valamint több bipoláris elemet tartalmaz, amelyek fő mérete lényegében a függőleges síkban helyezkedik el, továbbá egy bipoláris fala van, amely elválasztja egymástól az anódteret és a katódteret; a függőleges perforált elektródák párhuzamosan és meghatározott távolságban helyezkednek el a bipoláris falhoz képest, az anódokat és a katódokat diafragmák és membránok választják el egymástól. A találmány szerinti továbbfejlesztés abban van, hogy az elektródatér teljes szélességében terelőlemezekből kialakított sor van, a terelőlemezek kinyúlnak a bipoláris faltól egészen a perforált elektródáig, ami által számos függőleges áramlási csatorna jön létre, és ezek a fal magasságának nagy részében elnyúlnak; az egymástól megfelelő távolságban elrendezett terelőlemczek váltakozva hol az egyik, hol a másik irányban hajlanak el a bipoláris falsíkra merőleges függőleges síkhoz képest, mikoris a függőleges ára nlási csatornát oldalirányban meghatározó terelőlemezek élei által befogott elektródafelületnek a csatorna áramlási keresztmetszetéhez való aránya eltér az egyik említett terelőlemez éle és a szomszédos terelőéle által befogott elektródafelületnek az említett függőleges áramlási csatorna keresztmetszetéhez való arányától. Azáltal, hogy egy sor terelőlemezt hozunk létre, amelyek kinyúlnak megközelítőleg a teljes elektródatér hosszában és olyan szélességben, ami lényegében megfelel az elektródatér mélységének, tehát megfelel a bipoláris szeparátor és az elektróda fémrácsozata közötti távolságnak, valamint azáltal, hogy a terelőlemezek váltakozva hol az egyik, hol a másik irányban lejtenek a szeparátor és az elektróda felületére merőleges síkhoz képest, az egész elektródatér áramlási keresztmetszete számos, függőleges orientációjú áramlási csatornákra van felosztva, és az elektródarácsozattal szomszédos terelőlerrezek élei az egész elektródafelületet több kisebb feleletre osztják fel. Továbbá azáltal, hogy a két szomszédos terelőlemez és a megfelelő függőleges csatorna által kimetszett elektródafelület aránya eltér a két terelőlerrez egyike és egy másik terelőlemez által befogott elektródatérnek az előbbivel szomszédos függőleges csatorna keresztmetszetéhez való arányától, az elektrolitban többszörös recirkulációs mozgás jön létre, amely a térben lévő teljes elektrolittömeget megmozgatja, függet enü! annak szélességétől. Ha gáz képződik a rácsos elektróda felületén, ami érintkezésbe kerül a diafragmával vagy membránnal, a gázbuborékok eltávoznak a rácsos elektróda lyukain keresztül és felfele szállnak az elektroliton keresztül, ugyanakkor a terelőlemezek igen jó hatásfokkal arra kényszerítik a buborékáramot — amely a terelőlemezek által befogott elektródafelületen kerül kibocsátásra —, hogy szálljon fel az említett terelőlerrezek által oldalirányban meghatározott, függőleges csa'ornában lévő elektrolitból. Másrészt viszont, ha nagy befogott elektródafelület felel meg egy kis áramlási keresztmetszetnek és fordítva, a sorban következő csatorna vonatkozásában, az előző csatornában nagy lesz a gázbuborékok sűrűsége, míg az emelletti szomszédos csatornában lényegesen kisebb mértékű buboréksűrűség észlelhető. Ezen oknál fogva, a felszálló gázbuborékok és a folyadék közötti viszkóz kö csönhatási erők nagyságrendi különbsége folytán az els'5 csatornában févő elektrolit felfele „rántódik”, ugyanakkor a felfele törekvő mozgás egy lefele irányuló niczgást hoz létre a szomszédos csatornában lévő elektrolitban. Ily módon az elektródafelület teljes egészében — innak szélességétől teljesen függetlenül — korlátlan számú recirkulációs mozgás hozható létre, ami mozgásba hozza az elektródatérben lévő teljes elektrolittöneget. A terelőlemezek készülhetnek bármilyen semleges anyagból, amely kellőképpen ellenálló az elektrol ttal és az elektrolízis termékeivel szemben; a terelőlemezeket lehetőleg úgy kell kialakítani, hogy a perforált elektródaszerkezet támasztékául szolgáljanak és egyidejűleg az áramvezetés feladatait is betöltsék. A találmányt részleteiben kiviteli példák kapcsán isrr értetjük, amelyek azonban nem ölelik fel a lehetséges változatok sorát az oltalmi körön belül, a csatolt rajzmellékletek alapján, ahol az 1. ábra a találmány szerinti bipoláris, diafragmás elektrolizáló kád két bipoláris elemének felülnézete, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
