201123. lajstromszámú szabadalom • Cellaszerkezet bipoláris elektródos, szűrőprés jellegű elektrolízis cellaegységhez
3 HU 201123 B 4 um, tantál, kadmium, cirkónium, ólom, cink, vanadium, wolfram, iridium, ródium, kobalt vagy ezek valamilyen ötvözete. A középső cellaelemnek legalább az anolitkamra felőli oldalán általában olyan fém burkolólemez van, amelynek alakja követi a középső cellaelem felületét és amely az anódcsúcsokkal és/vagy a katódcsúcsokkal úgy van összehegesztve, hogy közöttük saját anyagával, a burkolólemez anyagával és a középső cellaelem anyagával egyaránt hegeszthető fém közbetét elemek vannak elhelyezve. Ha a középső cellaelem vastartalmú anyagból van, az anolit oldali burkolólemezt célszerű titánból, tantálból, niobiumból, hafniumból, cirkóniumból vagy ezek valamilyen ötvözeteiből kialakítani. Az alkalmazott közbetét elemek lehetnek két egymáshoz felületileg kötött fémrétegből kialakítva. Egy célszerű megoldásnál az anolit oldali burkolólemez titánból, a betételemek pedig vanádiumból vannak. Ha a középső cellaelem vastartalmú anyagból van, és katolit oldali burkolólemezt is alkalmazunk, azt célszerű vastartalmú fémekből, nikkelből, nikkelötvözetekböl, krómból, tantálból, kadmiumból, cirkóniumból, ólomból, cinkből, vanádiumból, wolframból, irídiumból, kobaltból vagy ezek valamely ötvözetéből kialakítani. A középső cellaelem, a katolit oldali burkolólemez és a szomszédos cellaegyseg katódja egyaránt vastartalmú fémekből van kialakítva. A találmányt a továbbiakban rajzon és példák segítségével ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a bipoláris elektródos, szűrőprés jellegű elektrolízis térbeli képe részben metszve, a 2. ábra az egységes szerkezetű cellaelemmel kialakított három egymás mellett elrendezett cellaegységet mutat metszetben, a 3. ábra a cellaszerkezet metszetben vett, a 4. és 5. ábra 3-3 metszetvonala mentén rögzített képe, a 4. ábra a cellaegység elölnézeti képe a katód irányából, az 5. ábra a cellaegység elölnézeti képe az anód irányából. Az 1., 2. és 3. ábrán a bipoláris elektródos szüröprés jellegű elektrolízis 10 cellaegységet ábrázoltuk, amelyet a találmány szerint az egységes szerkezetű 12 cellaelemmel alakítottunk ki-. Szokás az ilyen típusú cellaegységet siklemezes cellaegységnek is nevezni. Egyik előnyös kiviteli alakjánál az egységes szerkezetű 12 cellaelemet acélöntvényböl készítettük. Szilárd 14 középső falelemének kerületén 16 perem van kialakítva. A 16 perem akárcsak a 18 anódcsúcsok kiemelkednek a 14 középső falelem síkjából. Mivel a felsorolt szerkezeti részekef egyetlen öntvényből állítottuk elő, az egységes szerkezetű 12 cellaelem révén egyidejűleg számos problémát kiküszöböltünk, vagy nagymértékben csökkentettünk. Például a vetemedési problémákat, az elektrolitszivárgási problémákat, az elektromosáram egyenlőtlen eloszlását, valamint a cellaszerkezet bonyolult konstrukciójából fakadó tömeggyártási hátrányokat nagymértékben kiküszöböltük. Az egységes szerkezetű 12 cellaelem jobb oldalán a 22 anolitkamra látható, az egységes szerkezetű 12 cellaelem bal oldalán a 24 katolitkamrát szemléltettük. Ezáltal az egységes szerkezetű 12 cellaelem elválasztja egymástól a cellaegységeket. A cellaegységek szerkezeti kialakításánál törekedtünk a minél egyszerűbb konstrukcióra, valamint arra, hogy az egyik cellaegységből a másik cellaegységbe az áramot minél egyszerűbben és alacsonyabb költséggel vezethessük át. Az egységes szerkezetű 12 cellaelem 22 anolitkamra felőli oldalán 26 burkolólemezt helyeztünk el, amelyet titánból állítottunk elő. Ez a 26 burkolólemez melegalakítással, sajtolással nyerte el formáját, amelynek révén az egységes szerkezetű 12 cellaelem 22 anolitkamra felőli oldalához illeszkedik. A 26 burkolólemez felhasználásával az volt a célunk, hogy megóvjuk az egységes szerkezetű 12 cellaelem acélanyagát attól a korrozív környezettől, amely a 22 anolitkamrában tapasztalható. A 26 burkolólemez egyidejűleg a baloldali határoló felületét képezi a 22 anolitkamrának, egy permszelektiv ioncserélő 27 membrán pedig a jobboldali határoló felület képezi (lásd 3. ábra). Az egységes szerkezetű 12 cellaelem kerületi része olyan 16 peremmel van kialakítva, amely mind az anolitkamra felőli oldalon, mind a katolitkamra felőli oldalon kerületi határoló felületet képez. A titán anyagú 26 burkolólemezt célszerűen húzás, illetve mechanikai feszültségek létrehozása nélkül gyártjuk, hogy azt az atomos állapotú hidrogén ne támadhassa meg, rideg, villamosán nem vezető titánhidrideket alkotva. Közismert, hogy az atomos állapotú hidrogén a mechanikai feszültségeket tartalmazó titánt könnyebben megtámadja. E feszültségek, valamint a nyomukban fellépő káros hatások elkerülése céljából a titánt melegalakítással alakítjuk. A melegalakítás hőmérséklete előnyösen 482-538 °C. A melegen sajtolt fémlemezt formájának elnyerése után mintegy 45 percig hóntartjuk, hogy a benne fellépő feszültségek kiegyenlítődjenek, majd szobahőmérsékletre hütjük. A titánból készült 26 burkolólemezt az egységes szerkezetű 12 cellaelerahez, amely acélból készül, ellenálláshegesztéssel rögzítjük. A hegesztést a 18 anódcsúcsok és a 26 burkolólemez közé helyezett . vanádium 30 közbetét elemek segítségével végezzük. A vanádium önmagával, valamint a két olda-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
