SU1286109A3

SU1286109A3 - Monopolar electrolyzer

Info

Publication number: SU1286109A3
Application number: SU782633304A
Authority: SU
Inventors: Пеллегри Альберто
Original assignee: Оронцио Де Нора Импианти Элеттрохимичи С.П.А. (Фирма)
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1987-01-23
Also published as: JPS6036683A; SE445562B; SE8205353L; SE445471B; CA1106312A; DE2828621C2; NL7807036A; NL179926B; SE7805927L; JPS5417375A; UA6325A1; JPS57126984A; GB2002032B; IT1114820B; JPS6053115B2; JPS58756B2; JPS59182984A; GB2002032A; SE8205353D0; JPH0124867B2

Abstract

An electrolytic cell has dimensionally stable anodes 4, non- porous ion-selective membranes 8 separating the anodes from a cathode compartment in a cathode container 1 and a porous, static bed of loose, particulate conducting cathodic material 10 in the cathode compartment of the container. The cathodic material extends between conductive walls of the cathode compartment and the membranes and contacts the conductive walls of the cathode and the membranes to carry current between the walls of the cathode compartment and the membranes. This construction reduces the electrodic gap to substantially the thickness of the membranes and presses the membranes against the anodes. It produces greater uniformity of current density over the entire electrodic area, substantially free from localised differences of current density which tend to cause deterioration of the membranes by the creation of localised mechanical and electrical stresses in other types of cells. The invention also provides a method for carrying current from the effective cathodic surface to the walls of the cathode compartment. <IMAGE>

Description

слcl

САCa

11eleven

Изобретение относитс к области конструкций электролизеров дл злект рохимрмеского синтеза, в частности дл электролиза хлоридов щелочных металлов.The invention relates to the field of electrolytic cell structures for electrolytic synthesis, in particular for the electrolysis of alkali metal chlorides.

Целью изобретени вл етс сниже- ние расхода электроэнергии и повышение надежности работы электролизераThe aim of the invention is to reduce energy consumption and increase the reliability of the operation of the electrolyzer.

На фиг.1 представлен электролизер с цилиндрическими электродами, вертикальный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a cell with cylindrical electrodes, a vertical section; figure 2 - section aa in figure 1.

Электролизер состоит из корпуса 1, служащего катодом, цилиндрических перфорированных анодов 2 и цилиндрических катионообменных мембран 3. Внизу устройства выполнен патрубок 4 дл подачи хлорида натри , в верхней части - патрубок 5 дл вывода хлора , в камере 6 в нижней части установлен патрубок 7 дл вывода хлорида натри , в катодной камере 8 помещена засыпка 9, вьшол- ненна из катодного материала в виде шаров, цилиндров, колец, седел, стружек ипи металлических волокон, причем засыпка плотно прижимает мембрану к аноду. В катодной камере имеетс патрубок 10 дл вывода водорода и патрубок I1 дл вывода щелочи .The electrolyzer consists of a housing 1 serving as a cathode, cylindrical perforated anodes 2 and cylindrical cation-exchange membranes 3. At the bottom of the device there is a nozzle 4 for supplying sodium chloride, in the upper part there is a nozzle 5 for chlorine withdrawal sodium chloride, in the cathode chamber 8, backfill 9 is placed; it is made of cathode material in the form of balls, cylinders, rings, saddles, shavings or metal fibers, and the backfill tightly presses the membrane to the anode. In the cathode chamber there is a nozzle 10 for the withdrawal of hydrogen and a nozzle I1 for the withdrawal of alkali.

Внизу размещена распределительна камера 12.The distribution chamber 12 is located below.

В процессе работы концентриро- ванньй рассол 120-130 г/л хлорида натри поступает через патрубок 4 внутрь распределительной коробки 12 откуда рассол поднимаетс в каждый из цилиндрических анодов 2, покрытых вентильным металлом, на которых образуетс хлор. Ионы натри проход т через катионообменную мембрану 3 и объедин ютс с гидроксильными группами , которые возникают на катоде при электролизе воды, образу при этом щелочь. Хлор поднимаетс по электролиту, заключенному внутри цилиндрических анодов 2, и поступает в камеру 6, где он отдел етс от жидкости и вькодит через патрубок 5. During operation, a concentrated brine of 120-130 g / l of sodium chloride is supplied through the pipe 4 to the inside of the junction box 12, from where the brine rises to each of the cylindrical anodes 2 covered with valve metal, on which chlorine is formed. Sodium ions pass through the cation-exchange membrane 3 and combine with hydroxyl groups that occur on the cathode during the electrolysis of water, forming an alkali. Chlorine rises through the electrolyte contained inside the cylindrical anodes 2, and enters the chamber 6, where it is separated from the liquid and passed through the nozzle 5.

00

1one

5five

092092

Объединенный рассол хлорида натри выходит через патрубок 7 вьтода, откуда он поступает в систему его повторного насыщени , а затем снова возвращаетс в электролизер.The combined sodium chloride brine is discharged through port 7 of the reactor, from where it enters the system to re-saturate it, and then returns to the electrolyzer.

Водород, которьш образуетс на за- сьтке 9, поднимаетс вверх и выходит через патрубок 10.The hydrogen that is formed at strip 9 rises up and exits through nipple 10.

За счет засыпки в катодном пространстве катионообменна мембрана плотно прижимаетс , что обеспечивает равномерное распределение плотности тока по всей поверхности ионообменной мембраны с целью предотвращени необратимого повреждени самой мембраны , и кроме того, сводит к минимуму рассто ние между электродами дл снижени напр жени электролизера .Due to the backfilling in the cathode space, the cation-exchange membrane is pressed tightly, which ensures a uniform distribution of current density over the entire surface of the ion-exchange membrane in order to prevent irreversible damage to the membrane itself, and also minimizes the distance between the electrodes to reduce the cell voltage.

Во всех случа х услови дл испытаний следующие: анолит NaCl 200 г/л, католит NaOH 16 вес.%, температура 75-85 С, рН (анолит) 4-4,5, плотность тока (над поверхностью анода) 3000 А/м.In all cases, the conditions for the test are as follows: anolyte NaCl 200 g / l, catholyte NaOH 16 wt.%, Temperature 75-85 ° C, pH (anolyte) 4-4.5, current density (above the anode surface) 3000 A / m .

Результаты приведены в таблице.The results are shown in the table.

30thirty

С шарами изWith balls from

никел 3,4nickel 3.4

С спрессованными волокнами из никел 3,4With pressed nickel fibers 3.4

С зазором дл никелевого катода (противопоставленный )3,7With a gap for the nickel cathode (contrasted) 3.7

8484

8585

Таким образом, в предложенном электролизере снижаетс расход электроэнергии .Thus, in the proposed electrolyzer, power consumption is reduced.

Фиг.22

Claims

MONOPOLAR ELECTROLYZER for the electrolysis of alkali metal chlorides, including a casing with valve metal anodes, cation exchange membranes superimposed on them, cathodes, alkali metal chloride solution inlet pipes and alkali and chlorine output pipes, characterized in that, in order to reduce energy consumption and increase reliability electrolyzer, it is equipped with a backfill of cathode material in the form of balls, cylinders, rings, chip seats or metal fibers, placed in the entire space between the cathode and the membrane.

C * CO

SB with