FI67728C - Bipolaer film- eller membranelektrolyseringsanordning - Google Patents

Description

1 67728

Kaksinapainen kalvo- tai membraanielektrolysoimislaite Bipolar film- eller membranelektrolyseringsanordning

Kloori ja alkalimetallihydroksidit, kuten natriumhydroksidi ja kaliumhydroksidi ovat laajalti käytettyjä hyödykkeitä jokaisessa teollisuusmaassa ja niitä saadaan lähes yksinomaan alka-limetallikloridien vesiliuosten elektrolyysillä, jolloin suuri osa tuotannosta tulee laitoksista, jotka on varustettu dia-fragma- tai membraanikalvoilla. Mitoiltaan stabiilien rakennusmateriaalien tultua käyttöön on nk. suodatuspuristinjärjestely muodostunut edullisimmaksi diafragma- tai membraaniken-nojen kannalta.

Tämän tyyppiseen elektrolysointilaitteeseen kuuluu sarja pystysuuntaisia kaksinapaisia elementtejä, joissa on kaksinapainen erotusseinä, jonka toisella puolella on katodirakenne ja toisella puolella anodirakenne, jolloin membraanit tai dia-fragmat on sijoitettu yhden kaksinapaisen elementin anodira-kenteen ja sarjassa seuraavan kaksinapaisen elementin katodi-rakenteen väliin. Elektrolysointilaitteeseen kuuluu myös anodin ja katodin päätelevy sarjan kahdessa päässä, jotka levyt on liitetty virtalähteen vastaaviin napoihin.

Kaksinapainen levy tai seinä suorittaa useita tehtäviä. Itse asiassa se toimii elektrodiosaston päätelevynä ja liittää kaksinapaelementin toisella puolella olevan katodin elementin toisella puolella olevaan anodiin, ja usein kaksinapaisen seinän kanssa integraalinen runko muodostaa pinnat elektrodi-osastojen ympärille. Elektrodit muodostuvat yleensä verkoista tai venytetyistä tai muulla tavoin rei'itetyistä levyistä, jotka tuetaan rimoilla tai liittimillä kaksinapaisen seinän pintoihin seinän kanssa yhdensuuntaisesti ja välimatkan päähän siitä. Elektrodi tehdään usein samaan tasoon rungon tiiviste-pintojen kanssa ja elektrodien välinen rako samoinkuin etäi- 2 67728 syys niiden välisestä kalvosta tai diafragmasta määrätään usein rungon tiivistepintojen ja kalvon välisten, sopivan paksuisten tiivisteiden avulla.

Kunkin kaksinapaelementin runko on varustettu tarpeellisilla elektrolyyttien ja elektrolyysituotteiden tulo- ja poistoau-koilla siten, että elektrolyytin syöttö samoinkuin tuotteiden talteenotto suoritetaan erillisesti tai yksittäisesti kumpaankin elektrodiosastoon ja siitä pois, mikä tarkoittaa sitä, että tämä syöttö ja talteenotto tapahtuu ns. rinnakkaismenetelmällä jakelulaitteiden ja talteenottolaitteiden avulla, jotka laitteet voivat sijaita elektrolysointilaitteen ulkopuolella tai ne voivat olla sisäpuolisia kanavia, jotka on muodostettu poraamalla sopivasti sama-akselisia reikiä rungon läpi.

Teknisestä ja taloudellisesta näkökulmasta on havaittu edulliseksi muodostaa sellaisia kennoja, joissa on tyypillisesti korkeat elektrodipinnat ja mahdollisimman ohuet elektrodiosas-tot syötön tapahtuessa rinnakkaisesti jakelu- ja talteenotto-laitteilla sekä sisä- että ulkopuolisessa tyypissä. Ensimmäinen tekninen näkökohta on sellaisten kaksinapaisten elektrolysoin-tilaitteiden tehonsyöttö, jotka muodostuvat suuresta määrästä sarjassa olevia kennoyksikköjä, joiden navat tästä syytä vaativat satoja voltteja olevaa virransyöttöä. Ottaen huomioon nykyisten piitasasuuntainten vastakkaiset jänniterajat ei kukin tasasuuntaajapiiri kykene syöttämään useampia kuin tiettyä määrää sarjassa olevia elektrolysointilaitteita. Tästä syystä on edullista, että elektrodipinnat ovat mahdollisimman suuria, jotta saataisiin aikaan hyväksyttävä suhde tasasuuntauspiirin kustannusten ja elektrolyysilaitteiden tuotantokapasiteetin välille.

Toisaalta otettaessa huomioon tilansäästö ja tarve säästää kalliita rakennusmateriaaleja on tarpeelista se, että kaksi- 3 67728 napaelementit ovat mahdollisinunan ohuita elektrodiosastojen paksuuden tai leveyden pienentämiseksi minimiin. Tästä syystä nykyisten elektrolysointilaitteiden elektrodipinnat valmistetaan yli 2 m^ korkeiksi ja elektrodiosaston syvyydet ovat muutaman senttimetrin luokkaa.

Nämä kennomitat ovat monissakin eri suhteissa parhaat mahdolliset, mutta ne muodostavat kuitenkin ongelman kennon koko pinnan kautta tapahtuvan toiminnan yhtenäisyyden suhteen ja tämä ongelma muodostuu vielä vaikeammaksi haluttaessa suorittaa elektrolyysi taloudellisista syistä suurilla virtatihe-yksillä. Suoritettaessa esimekkiksi natriumkloridisuolaliuok-sen elektrolyysi yllä kuvatun tyyppisessä elektrolysoimis-laitteessa, joka on varustettu esimerkiksi puoliläpäisevällä kationinvaihtokalvolla, syötetään lähes kyllästetty suolaliuos kumpaankin anodiosastoon yleensä osaston pohjan lähellä olevan tuloaukon kautta. Käytetty suolaliuos ja anodissa muodostunut kloorikaasu poistuu kennosta anodiosaston yläpään lähellä olevasta poistoaukosta ja kerääntyy kokoomaputkeen, jonka läpi kloorin erotuksen jälkeen se joko syötetään takaisin kylläs-tys/puhdistusvaiheeseen tai kierrätetään osittain uudelleen anodiosastoon yhdessä kyllästys/puhdistuvaiheesta tulevan uuden kyllästetyn suolaliuoksen kanssa.

Natriumionit kulkevat kalvon läpi katodiosastoon, jolloin katodissa kehittyy vetyä ja natriumhydroksidia. Katodiosastoon syötetään vettä tai laimeata natriumhydroksidiliuosta samalla kun otetaan talteen vetykaasua ja väkevöityä emästä. Tunnetut kineettiset ongelmat, jotka liittyvät kloridi-ionien diffuu-siosiirtymään anodin aktiiviseen pintaan kaksoisanodikerroksen läpi vaatisivat normaalisti anolyyttiin suuren kloridi-ioni-konsentraation ja voimakkaan turbulenssin eli anolyytin suuren iskunopeuden anodipintaan suorasta vesielektrolyysistä johtuvan hapen muodostumisen vähentämiseksi. Mutta johtuen anodin 4 67728 suuresta pinnasta verrattuna anodiosasatojen syvyyteen on vaikeata ja kallista pumppauskapasiteetin kannalta muodostaa anodiosastossa käytännössä paikallaan olevan anolyytin suurta ja yhtenäistä kiertonopeutta. Kiertonopeuden puutteen voittamiseksi osittain on tavallista säilyttää anolyytissä suuri kloridi-ionipitoisuus joko kyllästämällä jatkuvasti uudelleen anodiosastosta poistunut käytetty suolaliuos tai lisäämällä kloorivetyhappoa.

Käytännössä tämä ei kuitenkaan varmista tasaisia olosuhteita koko anodipinnalla ja lisäksi seurauksena on entistä enemmän kustannuksia johtuen suolaliuoksen kyllästys- ja puhdistuslaitteeseen kasvaneesta kapasiteetista. Hapen kehittyminen on tästä huolimatta todennäköistä johtuen anolyytin konsentraatio-gradienteista erityisesti niillä alueilla, joissa analyytistä on vähennetty kloridi-ioneja. Tällainen sivureaktio vähentää virran tehoa ja vaikuttaa lisäksi haitallisesti anodien toimin-taikään, koska anodit menettävät nopeasti katalyyttisen tehonsa hapen kehittyessä. Toisaalta kationinvaihtokalvot ja vähäisemmässä määrin traditionaaliset huokoiset diafragmat ovat erityisen herkkiä emäskonsentraatiolle katodipuolella. Tästä syystä on myös erittäin sopivaa pitää kalvon tai diafragman kanssa kosketuksessa olevan emäksen konsentraatio tarkasti rajatulla alueella ja ennen kaikkea estää konsentraatiogradienttien esiintyminen kalvon katodipuolen koko pinnalla.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu vesipitoisten halidiliuosten elektrolyysimenetelmä kaksinapaisissa kalvotyyppisissä elektrolysoimislaitteissa, jotka on varustettu pystysuuntaisilla elektrodeilla, jossa menetelmässä elektrolyytti saatetaan moninkertaiseen kiertoliikkeeseen ja jaetaan yhtenäisesti koko elektrodipinnalle.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi ja parannettu kaksinapainen kalvoelektrolysoimislaite, jossa on pystysuuntaiset elektrodit ja joka on varustettu elimillä elektro- 5 67728 lyytin saattamiseksi kiertämään sisäpuolisesti osastossa ja edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudet kaksinapaiset elementit.

Keksinnön tarkoituksena on lisäksi saada aikaan uusi ja parannettu menetelmä kummankin kaksinapaelementin elektrodien liittämiseksi sähköisesti kaksinapaerottimen läpi.

Esillä olevan keksinnön nämä ja muut tarkoitukset ja edut selviävät seuraavasta keksinnön selityksestä.

Keksinnön mukaiseen uuteen kaksinapaiseen kalvo- ja membraani-elektrolysoimislaitteeseen kuuluu runko, joka sisältää pääty-anodielementin, päätykatodielementin ja useita kaksinapaisia elementtejä, joiden pitkät dimensiot ovat olennaisesti pysty-tasossa ja jotka muodostuvat anodiosaston ja katodiosaston erottavasta kaksinapaisesta seinämästä ja pystysuuntaisesta rei'itetyistä elektrodeista, jotka on sijoitettu yhdensuuntaisesti ja tietyn välimatkan päähän kaksinapaisesta seinämästä ja lisäksi mukaan kuuluu kalvot tai membraanit, jotka erottavat anodit ja katodit, sarja koko elektrodiosaston leveydeltä jaettuja ohjainlevyjä, jotka ulottuvat kaksinapaisesta seinämästä rei'itettyyn elektrodiin muodostaen sarjan pystysuuntaisia virtauskanavia, jotka kattavat suurimman osan seinämän korkeudesta, jolloin mainitut ohjainlevyt ovat vuoron perään vinossa eri suuntiin kaksinapaisen seinämän tasoon nähden normaalin pystytason suhteen ja välimatkan päässä toisistaan, jolloin pystysuuntaisen virtauskanavan muodostavien kahden ohjauslevyn reunan katkaiseman elektrodipinnan suhde virtausosaan on eri suuri kuin sen elektrodipinnan suhde mainittuun pystysuuntaiseen virtauskanavaan, jonka elektrodipinnan katkaisee toisen yllä mainitun ohjauslevyn reuna ja sarjassa viereisen ohjaus-levyn reuna sekä viereisen kanavan virtausosa.

Muodostamalla sarja ohjauslevyjä, jotka ulottuvat olennaisesti koko elektrodiosaston korkeudelta osaston-leveyden olessa olen- 6 67728 naisesti yhtä suuri kuin sen syvyys, joka vastaa kaksinapaisen erottimen ja metallisen elektrodiverkon välistä etäisyyttä, jolloin ohjauslevyt on järjestetty vuoron perään viistoiksi erottimen ja elektrodin pintaan nähden normaalin pystytason suhteen, koko osaston virtausosa on jaettu sarjoihin pystysuuntaisia virtauskanavia ja elektrodiverkon läheisyydessä olevat ohjauslevyjen reunat katkaisevat (tai jakavat) koko elektrodi-pinnan sarjaksi alueita; muodostamalla kahden vierekkäisen ohjauslevyn katkaiseman elektrodipinnan alueen ja vastaavan pystykanavan virtausosan välinen suhde eri suuruiseksi kuin se suhde, joka muodostuu toisen ohjauslevyn katkaiseman elektrodi-alueen ja viereisen ohjauslevyn katkaiseman elektrodialueen väliin ja lisäksi edellisen vieressä olevan vastaavan pysty-kanavan virtausosan välille, jolloin elektrolyytti saadaan suorittamaan moninkertaista kiertoliikettä siten, että kaikki osastossa oleva elektrolyytti suorittaa kiertoliikettä riippumatta osaston leveydestä. Itse asiassa aina kun kaasua muodostuu kalvoa tai membraania koskettavassa verkkoelektrodipinnassa kaasukuplat vapautuvat seulaelektrodin verkon läpi ja nousevat elektrolyytin läpi. Ohjauslevyt pakottavat kahden ohjauslevyn reunojen rajoittamasta elektrodipinnasta kehittyneen kuplavir-ran ylöspäin elektrolyytissä, joka on mainittujen ohjauslevyjen rajoittamassa pystykanavassa.

Mikäli vaihtoehtoisesti suuri osa rajoitettua elektrodipintaa vastaa sarjassa viereisen kanavan pientä virtausosaa ja päinvastoin, kaasukuplien tiheys edellisessä kanavassa on suuri, kun taas vieressä olevassa jälkimmäisessä kanavassa kaasu-kuplien tiheys on huomattavasti pienempi. Tästä syystä nousevien kaasukuplien ja nesteen välisten viskoosivuorovaikutus-voimien suuruuseron ansiosta ensimmäisessä kanavassa oleva elektrolyytti työntyy ylöspäin aiheuttaen viereisessä kanavassa olevan elektrolyytin liikkeen alaspäin. Tällöin saadaan siis aikaan rajoittamaton määrä kiertoliikkeitä, vaikka kuinka suurella elektrodipinnalla ja näihin kiertoliikkeisiin osallistuu koko osastossa oleva elektrolyytti.

7 67728

Ohjauslevyt voivat olla mitä tahansa inerttiä materiaalia, joka kestää elektrolyyttiä ja elektrolyysituotteita, mutta edullisemmin nämä levyt toimivat virransiirtiminä ja rei'itetyn elektrodirakenteen tukiieliminä.

Seuraavassa selvitetään keksinnön joitakin edullisia suoritusmuotoja piirustusten avulla, mutta näiden piirustusten tarkoituksena ei ole esittää kaikkia mahdollisia keksinnön muunnosmuotoja.

Kuvio 1 on pintakuvanto keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen kaksinapaisen kaivoelektrolysointi-laitteen kahdesta kaksinapaelementistä.

Kuvio 2 esittää suurennettuna kuvion 1 yläosaa.

Kuvio 3 on osittainen pintakuvanto keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisen kaksinapakalvoelektrolysoin-tilaitteen kaksinapaelementistä.

Kuvio 4 on pystykuva kuviosta 1 pitkin viivaa IV-IV.

Kuvio 5 on suurennettu yksityiskohtainen pintakuva kaksinapaelementistä esittäen keksinnön erään edullisen lisäsuoritusmuodon mukaista kaksinapaista kalvo-elektrolysointilaitetta.

Kuviot 6A ja 6B ovat perspektiivikuvia keksinnön mukaisen elektrolysointilaitteen kaksinapaelementin anodi-puolelta.

Kuvio 7 on sivukuva keksinnön mukaisesta kaksinapaelektro-lysointilaitteesta koottuna.

Kuvio 1 esittää kahta kaksinapaelementtiä, jotka edustavat elementtisarjaa, joka sarja muodostaa natriumkloridisuola-liuoksen elektrolyysiin sopivan kaksinapaisen kalvoelektro- 8 67728 lysointilaitteen ja kuvio 2 esittää suurennettuna erästä yksityiskohtaa, jolloin kumpikin kaksinapaelementti muodostuu kaksinapaseinästä fai väliseinästä 1, joka on bimetallia ja muodostettu edullisesti räjähdyssidoksella ja/tai laminoimalla. Mainittu bimetalli käsittää terästä tai jotakin muuta sopivaa katodimateriaalia olevan levyn la, joka on noin 7 - 15 mm paksu ja lisäksi siihen kuuluu titaania tai jotakin muuta venttiilime^allia oleva levy lb, joka on noin 1 - 1,5 mm paksu. Suorakulmainen runko on valmistettu noin 15 - 30 mm paksuista hitsatuista terästangoista 2. Anodiosaston muodostavat rungon pinnat on päällsytetty titaanilla tai jollakin muulla venttiili-metallilevyllä 2b, joka on hitsattu kaksinapaseinän titaania tai jotakin muuta ven11ii1 imetai1 ia olevaan levyyn

Ib .

Edullisesti noin 1,5 - 3 mm paksusta titaanilevystä muodostetut puolisuunnikasmaiset kanavat 3 on edullisesti hitsattu kanavien pohjaan stanssattujen reikien tai rakojen kautta titaanilevyyn Ib. Kanavat ulottuvat pystysuuntaan lähes koko anodiosaston korkeudelta päättyen tietyn matkan päähän rungon sisäpinnasta (tämä matka on muutaman senttimetrin luokkaa, edullisesti ainakin 3 cm). Kanavat on sijoitettu tasaisesti tietyn välimatkan päähän toisistaan koko anodiosaston leveydeltä.

Anodi muodostuu verkosta tai levitetystä titaania tai jotakin muuta venttiilimetal1 ia olevasta levystä 4, joka on sopivasti pinnoitettu kerroksella kestävää, passivoitu-matonta materiaalia, kuten USA-patenteissa 3,711,385 ja 3,778,307 on esitetty. Sopivia anodipinnoitteita voivat olla platinaryhmän met ailioksidit, ei-jalometallien johtavat sekaoksidit, jollaisia metalleja voivat olla esimerkiksi perovskiitit, spinellit jne. Verkko tai levitetty levy voidaan hitsata samassa tasossa olevien kanavien 3 reunoihin, mutta niitä ei suinkaan ole välttämätöntä hitsata kiinni, kuten jäljempänä selvitetään.

9 67728

Riippuen anodiosaston A syvyydestä ovat puolisuunnikas-kanavien 3 sivujen 3a ja 3b kallistus sekä kunkin kanavan B välinen etäisyys sellaisia, että kanavan sivujen 3a ja 3b reunojen katkaiseman anodipinnan osan (kohta C kuviossa 1) ja kanavan virtausosan välinen suhde on erisuuri kuin kahden viereisen kanavan sivujen 3a ja 3b katkaiseman anodipinnan osan (kohta D kuviossa 1) ja näiden kahden vierekkäisen kanavan samojen sivujen 3a ja 3b lateraalisesti rajoittaman virtausosan välinen suhde.

Ei ole tärkeätä, kumpi kahdesta mainitusta suhteesta on suurempi, vaan tärkeätä on se, että ne ovat keskenään eri suuruisia. Tässä suoritusmuodossa toinen näistä kahdesta suhteesta voi olla 1,5 - 8 kertaa suurempi kuin toinen, jolloin kanavan korkeuden ollessa noin 1 m mainittu suhde on edullisesti 3-5 kertaa suurempi kuin toinen. Kuvioissa 1 ja 2 esitetyn suoritusuodon mukaisesti kanavien 3 alue C/virtausalue suhde on 3 kertaa suurempi kuin anodialueen D ja kahden vierekkäisen kanavan 3 välisen virtausalueen välinen suhde.

Samalla tavoin kuin kaksinapaelementin anodipuolellakin on edullisesti suoraan vastaavia anodikanavia 3 vastapäätä hitsattu kaksinapaelementin teräslevyyn la puolisuunnikas-maiset kanavat 5, joiden paksuus on edullisesti noin 1,5 - 3 mm ja jotka muodostuvat terästä, nikkeliä tai jotakin muuta emästä ja vetyä kestävästä levystä. Tässäkin tapauksessa puolisuunnikasmaiset kanavat 5 ulottuvat pystysuuntaan lähes koko katodiosaston korkeudelta päättyen 3 cm päähän rungon sisäpinnasta. Katodi on verkko tai venytetty levy 6, joka voi olla terästä, nikkeliä tai jotakin muuta emästä ja vetyä kestävää materiaalia. Verkko tai venytetty levyakatodi voidaan mahdollisesti, mutta ei välttämättä hitsata puolisuunnikaskanavien 5 viistojen sivujen samassa tasossa oleviin reunoihin.

Katkaistujen katodipintojen osien ja vastaavien virtausosien väliset suhteet voivat anodipuolen tapaan erota toisistaan 10 67728 noin 1,5 - 8-kertaisesti. Kun katodiosaston korkeus on esimerkiksi noin 1 m, suhteiden ero on edullisesti 3 - 5-kertainen.

Kaksinapaelementit kootaan kiinnitystangoilla tai hydraulisilla tai paineilmalla toimivilla nostovivuilla yksinapaisten pääte-anodi- ja katodielementtien väliin suurikapasiteettisten elek-trolysoimislaitteiden muodostamiseksi. Kuvion 1 mukaisesti kalvo 7 on sijoitettu kaksinapaelementin anodiverkon ja viereisen sarjassa olevan kaksinapaelementin katodiverkon väliin ja se on edullisesti kationia läpäisevä membraani, joka on olennaisesti kaasua ja hydrodynaamista nestevirtaa läpäisemätön. Eräs sopiva membraanityyppi muodostuu ohuesta kalvosta tetra-fluorietyleeni/perfluorisulfonyylietoksivinyylieetterisekapoly-meeriä, jonka paksuus on muutamia kymmenosasmillimetrejä ja jollaista valmistaa du Pont de Nemours tuotenimella Nation. Runkojen 2 tiivistepinnan ja membraanin 7 väliin ja järjestetty sopivat tiivisteet 8.

Sekä anodiverkko 4 että katodiverkko 6 koskettavat melkein mem-braania 7 kennon kokoamisen jälkeen, mutta ne voivat olla tietyn välimatkan päässä membraanin pinnasta, joka välimatka on yleensä korkeintaan 2 mm. Sekä anodi että katodi voivat muodostua huokoisista hiukkaskerroksista, jotka ovat sähköä johtavaa ja sähkökemiallisesti kestävää materiaalia, ja jotka kerrokset on kiinnitetty ja upotettu membraanin 7 molemmille puolille esimerkiksi kuumapuristamalla. Tässä tapauksessa reiälliset anodi- ja katodiverkot 4 ja 6 toimivat virranjakajana ja membraanin pintoihin sidottujen elektrodien kerääjänä. Elektrodien ja vastaavien jakajien ja kerääjien välinen sähkökontakti saadaan aikaan ja ylläpidetään anodi- ja katodiverkkojen 4 ja 6 mekaanisella puristuksella, jolloin membraanin pintaa vasten tulee noin 100 - 1000 g/cm^ paine, joka puristaa elektrodit pintaan.

11 67728

Kun anodi-- ja katodiverkot 4 ja 6 puristetaan membraania tai kalvoa 7 vasten, elektrolysoimislaitetta koottaessa, niitä ei tarvitse hitsasta kanavien 3 ja 5 samassa tasossa oleviin reunoihin, vaan ne voivat ainoastaan levätä näillä reunoilla. Puristuspaine on riittävä muodostamaan hyvän sähkökontakin kanavien reunojen ja elektrodiverkkojen välille. Edelleen hit-sauspisteiden puuttuminen ei rajoita kanavien 3 ja 5 viistoja sivuja, josta syystä rakenteelle on luonteenomaista tietty joustavuus kanavien viistojen sivujen päästessä lievästi taipumaan, mikä tietyissä rajoissa kompensoi pienet poikkeamat anodi- ja katodiverkkojen välisestä samatasoisuudesta ja yhdensuuntaisuudesta. Tästä syystä anodikanavien 3 ohjauslevyt 3a ja 3b sekä katodikanavien 5 viistoja sivuja edustavat ohjauslevyt ovat hydrodynaamisina eliminä toimimisen lisäksi elimiä, jotka jakavat virtaa kennon elektrodeihin, joka kenno on muodostettu kokoamalla haluttu määrä kaksinapaelementtejä.

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen elektrolysoimislaitteen erään toisen suoritusmuodon, jossa samoja tehtäviä suorittavat osat on merkitty samoilla numeroilla kuin kuvioissa 1 ja 2. Tässä suoritusmuodossa kanavat muodostetaan hitsaamalla sarja V-muotoisia kanavia kaksinapaisen väliseinän 1 molemmille puolille ja toisin kuin kuvioissa 1 ja 2 sähkökontakti verkkoelek-trodeihin tapahtuu V-muotoisten kanavien kärjessä. Vapailta reunoiltaan kaksinapaisen väliseinän pintaan hitsattujen kanavien kontaktipisteiden jäykkyys helpottaa elektrodiverkkojen sähköhitsausta kanavien kärkiin, ja tämä rakenne saattaa olla edullinen siinä tapauksessa, että elektrodit 4 ja 6 pitää järjestää erilleen kalvosta 7 ja silloin, kun elektrodit pitää hitsata kanaviin.

Samoin tässä tapauksessa kanavan kahden reunan katkaiseman elektrodipinnan osan ja sen virtausosan välinen suhde on eri suuri kuin kahden vierekkäisen kanavan välisen elektrodipinnan osan ja niiden välisen virtausosan välinen suhde. Tässä tapauk- 12 67728 sessa kanavan kahden reunan rajoittama elektrodipinnan osa on olennaisesti 0 ja tästä syystä saadaan täytetyksi vaatimus siitä, että nämä kaksi suhdetta ovat eri suuret. Kuten kuviosta 3 selviää, eri virtauskanavat voidaan muodostaa hitsaamalla useiden yksittäisten kanavien sijasta sopivasti aallotettu levy kaksinapaisen väliseinän pintaan.

Kuvio 4 on pystykuva kuvion 1 mukaisista kaksinapaelementeistä pitkin leikkausviivaa IV-IV. Anodiosastojen pohjaan on järjestetty anolyytin tuloaukko 9, kun taas käytetyn anolyytin ja anodikaasun poistoaukko 10 on muodostettu rungon yläpäähän. Katodiosastot on samalla tavoin varustettu veden tai laimean emäksen tuloaukolla 11 ja väkevän emäksen ja vedyn poistoau-kolla 12.

Käytettäessä elektrolysoimislaitetta kulkee elektrolyysivirta koko elementtikennosarjän läpi anodipäätyelementistä kunkin kaksinapaelementin kautta elementtikennon katodiverkosta kato-diripojen, kaksinapaerottimen, anodiripojen ja viereisen ele-menttikennon anodiverkon läpi jne. katodipäätyelementtiin. Kloorikaasua muodostuu anodissa pieninä kuplina, jotka kulkevat anodiverkon silmien läpi ja nousevat anodiosastossa olevan suolaliuoksen läpi. Liuenneet natriumionit kulkevat kalvon tai membraanin läpi ja saavuttavat katodipinnan, jossa ne yhdistyvät veden katodipelkistyksen kehittämiin hydrolyysi-ioneihin muodostaen emäksen. Katodissa kehittynyt vety on pieninä kuplina ja kulkee katodiverkon silmien läpi ja kohoaa katodikam-miossa olevan katolyytin läpi.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti segmenttiä C vastaavassa anodipin-nassa kehittynyt kloorimäärä joutuu väkisinkin nousemaan kanavan 3 läpi, kun taas segmenttiä D vastaavassa anodipinnassa kehittynyt kloori joutuu nousemaan kahden viereisen kanavan 3 seinämien 3a ja 3b rajoittaman virtauskanavan läpi. Koska kloo- 67728 rimäärän (eli anodipinnan) ja virtausosan väliset suhteet ovat näissä kahdessa tapauksessa erilaiset siten, että ensimmäinen on huomattavasti suurempi kuin toinen, kanavassa 3 oleva ano-lyytti joutuu työnnetyksi ylöspäin johtuen kaasukuplien suuresta tiheydestä ja tämä ylöspäin suuntautuva liike aikaansaa kanavan 3 ulkopuolella olevan elektrolyytin liikkeen alaspäin, koska kaasukuplien tiheys siinä on huomattavasti vähäisempi. Tästä syystä koko anodiosaston leveydeltä muodostuu moninkertainen kiertoliike, jolloin saadaan aikaan koko anolyyttimäärän jatkuva kierto. Anodiosaston pohjassa olevasta aukosta 9 sisään syötetty väkevä suolaliuos kierrätetään tämän jälkeen välittömästi, jolloin konsentraatiogradientteja ei pääse esiintymään ja koko anodipinnalla saadaan aikaan tasaisempi toiminta.

Suurin osa kloorikaasukuplista poistuu osastosta sen yläpäässä olevasta aukosta 10 (kts. kuvio 4) yhdessä käytetyn anolyytin kanssa, joka volyymiltään vastaa osaston pohjasta syötetyn väkevän suolaliuoksen volyymiä. Vetykuplat saavat aikaan olennaisesti saman vaikutuksen katolyytissä. Katodiosaston pohjassa olevasta tuloaukosta 11 (kts. kuvio 4) sisään syötetty vesi tai laimea emäs kierrätetään välittömästi, jolloin estetään kon-sentraatiogradienttien muodostuminen ja varmistetaan oikea emäskonsentraatio koko katodipinnalla. Lisäksi katolyytin suuri nopeus katodiverkolla 6 mahdollistaa katodipintaan muodostuneen voimakkaasti alkalisen kalvon nopeamman laimenemisen.

Kuvio 5 esittää esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää sähköliitännän muodostamiseksi kunkin kaksinapaelementin katodin ja anodin välille kaksinapaerottimen sekä normaalitasoon, erottimeen ja elektrodeihin nähden vinojen ohjauslevyjen kautta. Kuvio 5 esittää suurennettua yksityiskohtaa keksinnön mukaisesta kaksinapaelementistä, joka on koottu seuraavasti.

Terästä tai jotain muuta sopivaa katodimateriaalia olevaan 14 67728 levyyn on muodostettu sarja uria le, jotka ovat yhdensuuntaisia ja tasaisin välimatkoin toisistaan ja ulottuvat lähes koko levyn korkeudelta ja päättyvät muutamia senttimetrejä levyn ylä-ja alareunoista. Bimetallilevystä (titaani 1 - 2 mm paksu), kupari tai jokin muu erittäin johtava ja vetymigraatiota kestävä metalli (4 - 10 mm paksu) on leikattu kaistoja Id, joiden leveys on edullisesti 1 - 3 cm ja pituus sama kuin urien le. Bimetallikaistojen Id kuparipuolelle voidaan edullisesti hitsata yksi tai useampia kierteillä varustettuja kuparipuikkoja tasaisin välein.

Kaistat työnnetään tämän jälkeen uriin le ja kierteiset kupari-puikot työnnetään mahdollisesti urien le pohjaan porattujen reikien läpi. Terästä tai jotain sopivaa katodimateriaalia olevat kattomutterit lg ruuvataan kuparisiin kierrepuikkoihin le. Hydraulisen tiivistyksen muodostaa tiiviste tai kuvion 5 esittämällä tavalla edullisesti hitsaus lh. Titaania tai jotakin venttiilimetallia oleva ohut levy Ib on sijoitettu levyn la pinnalle. Titaanilevyyn on edullisesti muodostettu sarja reikiä tai rakoja, jotka tarttuvat bimetallikaistoihin Id ja kanavat 3 on varustettu raoilla tai rei'illä, jotka ovat sama-akselisia levyn Ib reikien tai rakojen kanssa.

Hitsausreikien tai rakojen ollessa kohdakkain sekä kanavat 3 että levy Ib hitsataan yhtenä työvaiheena Ti-Cu-bimetallikais-tojen Id titaanipuolelle. Katodipuolella kanavat 5 hitsataan hattumuttereihin lg. Kaksinapaelementti voidaan lopuksi valmistaa kuntoon rungolla 2, jossa on tarvittavat tulo- ja poisto-aukot ja titaanipinnoite 2d hitsattuna titaanilevyyn Ib ja lopuksi mukaan liitetään anodiverkko 4 ja katodiverkko 6.

Sähkövirta virtaa katodiverkosta 6 vinojen katodiripojen 5, mutterien lg, kuparisten kierrepuikkojen le kautta ja bimetal-likaistan Id kuparitanko jakaa sen vinoihin anodiripoihin.

is 67728 jotka muodostavat titaanikanavien 3 seinät, jolloin virta kulkee hitsauspistesarjän kautta, jotka hitsauspisteet liittävät titaanikanavat 3 ja titaanilevyn Ib bimetallikaistan Id titaa-nipuoleen. Kuviossa 5 esitetty yksikkö on erittäin edullinen verrattuna venttiilimetallista/teräksestä valmistettujen kalliiden bimetallilevyjen käyttöön.

Kustannuksia säästyy huomattavasti, koska tarvitaan vain tehokas ja mahdollisimman pieni määrä bimetallia (venttiilimetal-li/kupari). Lisäksi anodin pinnoitelevynä Ib voidaan käyttää erittäin ohuita titaani- tai venttiilimetallilevyjä, joiden paksuus on edullisesti alle 1 mm, koska anodikanavien 3 hitsaus suoritetaan bimetallikaistojen venttiilimetallipuoleen. Käytettäessä bimetallilevyjä pitää titaanin tai muun venttiilimetal-lin paksuuden olla riittävä mahdollistamaan anodikanavan 3 hitsaus vaurioittamatta venttiilimetallipintaa ja tästä syystä venttiilimetallin paksuuden pitää olla ainakin 1 mm ja edullisesti ainakin 1,5 mm. Keksinnön mukaisen yksikön edut ovat selvät myös siinä mielessä, että venttiillimetallia voidaan käyttää vähäisempiä määriä.

Eräs huomattava etu on siinä, että kupari siirtää sähkövirtaa jatkuvasti kaksinapaerottimen läpi, jolloin ohmiset häiviöt sen läpi pysyvät minimissä. Kupari toimii myös nestemateriaalina tunnetusti atomivetyä läpäisevää materiaalia olevista teräksisistä katodipinnoista tapahtuvaa atomivedyn diffusiota vastaan, joka diffuusio tapahtuisi titaaniin, joka muodostaa anodipin-noitteen ja anodikanavat. Kupariestoaineen paksuus riittää erinomaisesti estämään vetyä siirtymästä venttiilimetalliin pisteistä, joista anodikanavat on hitsattu bimetallikaistojen venttiilimetallipuoleen, jolloin saadaan vältetyksi atomivedyn ja venttiilimetallin yhdistelmästä johtuva haurastuminen.

Vaihtoehtoisesti bimetallikaista Id voidaan juottaa pysyvästi uriin le, jolloin teräslevyn läpi kulkevat kuparipuikot voidaan jättää pois. Tässä tapauksessa i6 67728 virta jaetaan erittäin johtavilla bimetallikaistoilla ja katodirimat voidaan sitten hitsata suoraan teräslevyn katodipuoleen, kuten kuvioissa 1-4.

Kuvio 6A on perspektiivikuva keksinnön mukaisesta kaksinapa-elementistä nähtynä anodipuolelta. Myös tässä piirustuksessa samat numerot viittaavat samoihin elementteihin kuin aikaisemmissa kuvioissa. Rungon 2 sisäpintojen rajoittama anodiosasto, kaksinapaseparaattorin Ib venttiilimetallipinta ja anodiverkkorakenne 4 on täysin erillään kaksinapaseparaattorin toisella puolella olevasta katodiosastosta. Venttiilimetallikanavien 3 vinojen seinämien edustamat anodilevyt jakavat anodiosaston useiksi pystysuuntaisiksi virtauskanaviksi, joissa johtuen kaasun vuorottaisesta virtauksesta ja kohoamisesta vastaavissa virtauskanavissa tapahtuu kaaviomaisesti nuolten esittämä kierto.

Kuvio 6B on perspektiivikuva keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisen kaksinapaelementin anodipuolelta, josta voidaan havaita, että levyt voidaan järjestää myös vuoronperään viistoon kaksinapaseparaattorin pintaan nähden normaalin pystytason suhteen, jolloin toinen suunta on pitkittäinen eikä poikittainen. Ts. levyt voivat ulottua kaksinapaseparaattorin pinnasta kohtisuoraan siihen nähden, vaikka ne ovatkin vuoronperään viistossa kahteen eri suuntaan separaattorin pintaan nähden normaalin pystytason suhteen. Tällä tavoinn pystykanavilla on suorakulmainen poikkileikkaus, joka vuoronperään suurenee ja pienenee ylöspäin mentäessä. Samoin tässä tapauksessa lateraalisesti kanavan muodostavien levyjen keskeyttämä kaasu joutuu väkisinkin työntymään sellaisen virtausalueen läpi, joka on eri suuri kuin viereisen kanavan virtausalue, jolloin kahteen vierekkäiseen kanavaan mudoostuu erilainen kaasukup-latiheys. Tämä kehittää elektrolyytin liikkeen ylöspäin kanavassa, jossa on suurempi kaasukuplatiheys ja samanaikaisesti elektrolyytti siirtyy alaspäin viereisessä kanavassa.

17 67728

Anodilevyt 3 ulottuvat kaksinapaseparaattorista anodiverkkoon 4 sen kahteen pintaan nähden normaaliin suuntaan ja ne on järjestetty vuoronperään vinoon pituussuuntaisesti siihen pystytasoon nähden, joka on kohtisuora näitä kahta pintaa vasten. Tästä syystä koko osaston leveydeltä mudostuu sarja pystysuuntaisia virtauskanavia, joiden poikkileikkaus vuoronperään pienenee tai suurenee. Esimerkiksi pysty-kanavassa X on ylöspäin pienenevä poikkileikkaus, kun taas viereisen kanavan V poikkileikkaus on ylöspäin suureneva. Anodiverkossa 4 kehittynyt kaasu kulkee verkon silmien läpi ja ohjainlevyt katkaisevat sen kulun ylöspäin. Ottaen huomioon näiden kahden kanavan virtauspoikkileikkaukset tietyllä korkeudella voidaan todeta, että kanavassa X olevassa elektrolyytissä on suuri kaasukuplatiheys, kun taas kanavassa V on huomattavasti vähäisempi tiheys, koska kanavan elektrodialue eli pysäytetyn kaasun määrä on huomattavasti pienempi kuin kanavan X. Kanavassa X oleva elektrolyytti työntyy tästä syystä ylöspäin, kun taas vastaava määrä elektrolyyttiä tulee takaisin alaspäin kanavassa Y. Tällä tavoin saadaan aikaan kuviossa nuolilla kaaviomaisesti esitetty kierto.

Kuvio 7 on kaaviokuva keksinnön mukaisesta kaksinapaisesta elektrolysoimislaitteesta, joka laite muodostuu anodipääte-elementistä 13, joka on kytketty sähkölähteen positiiviseen napaan ja anodipääte-elementti käsittää yhden anodiosaston ja anodirakenteen, jotka ovat samanlaiset kuin aikaisemmissa kuvioissa esitetyt kaksinapaelementit. Yllä kuvattujen kaltaisia kaksinapaelementtejä 14 on tietty määrä ja ne muodostavat vastaavan märään kennoyksiköitä, jotka on sähköisesti kytketty sarjaan ja tämän jälkeen elektro-lysoimislaite saatetaa täydelliseksi liittämällä mukaan katodipääte-elementti 15, joka on kytketty sähkölähteen negatiiviseen napaan. Katodipääte-elementtiin kuuluu yksi katodiosasto ja katodi, joka on yhteistoiminnassa viimeisen kaksinapaelementin anodin kanssa. Suodatus-puristinelektrolysoimislaite voidaan koota kiristyslevyjen 18 67728 16 avulla käyttämällä kiinnitystankoja tai kuviossa esitetyllä tavalla käyttämällä hydraulista tai paineilmalla toimivaa nostolaitetta.

Seuraavissa esimerkeissä on kuvattu useita edullisia suoritusmuotoja keksinnön valaisemiseksi. On kuitenkin selvää, että keksintö ei rajoitu joihinkin tiettyihin suoritusmuotoihin.

Esimerkki 1

Rakenteeltaan kuviossa 1 esitetyn kaltainen keksinnön mukainen elektrolysoimislaite on tunnettu seruaavista mittaparamet-reista: - Anodiosaston syvyys 2 cm - Katodiosaston syvyys 2 cm - Osastojen korkeus 100 cm - Osastojen leveys 150 cm - Kanavien (3 ja 5) pystymittä 90 cm - Katkaistun elektrodialueen ja kahden vierekkäisen virtauskanavan virtaus-poikkileikkausalueen välisten suhteiden suhde 3,5

Kaksinapaelementit työnnettiin anodi- ja katodipääte-element-tien väliin yksikössä, jossa oli kolme kennoyksikköä. Kalvo tai difragma muodostui Nafion 227 tyyppiä olevasta kationin-vaihtomembraanista, jollaisia valmistaa Du Pont de Nemours. Anodiosastojen pohjaan syötettiin suolaliuosta, joka sisälsi 300 g/1 natriumkloridia ja joka oli hapotettu HCltlla pH-arvon 3,5 eikä anolyytin kiertoa oltu millään tavoin järjestetty ulkopuolelta käsin. Samanaikaisesti syötettiin vettä katodi-osastojen pohjaan. Toimintaolosuhteet olivat seuraavat.

19 67728

- Lämpötila 90°C

- Virtatiheys 2500 A/m^ - Anolyytin väkevyys anodiosastoista poistuttaessa 160 g/1 - Katolyytin väkevyys katodiosastoista poistuttaessa 20 %

Kennon jännite oli 3,9 V ja katodivirran tehokkuus 93 %.

Esimerkki 2

Vertailun vuoksi elektrolysoimislaitteen mitat olivat samat kuin esimerkissä 1 lukuunottamatta sitä, että pystysuuntaisten kanavien sijasta mukana oli yhtä monta pystyripaa, jotka ovat kohtisuorassa separaattoritasoon nähden ja joiden paksuus on kaksinkertainen verrattuna esimerkin 1 mukaiset kanavat muodostavaan levyyn. Tässäkin tapauksessa sijoitettiin Nafion 227 tyyppinen kationinvaihtokalvo kaksinapaelementtien väliin. Samoissa käyttöolosuhteissa kennon jännite oli 4,1 V, mutta katodivirran tehokkuus ainoastaan 88 %.

Anodiosastoihin syötetyn väkevöidyn suolaliuoksen virtausnopeutta suurennettiin, jotta anodiosastoista lähtevän anolyytin väkevyys lisääntyisi ja kyettäisiin tuottamaan uudelleen esimerkin 1 mukainen jännite ja virtatehokkuus. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa.

20 6 7 7 2 8

Anodiosastoista poistu- Kennon jännite Katodivirran van anolyytin väkevyys V teho, % 2/1_ 220 4,1 88 250 4,0 89 _280_3^9_91_ Tämän jälkeen virtausnopeus pidettiin sellaisena, että käytetyn anolyytin väekvyys oli 280 g/1 ja samanaikaisesti katodiosastoista poisotetusta katolyytistä osa kierrätettiin jatkuvasti uudelleen osastojen pohjaan kiertoputkella ja järjestelmästä jatkuvasti poisvedetyn katolyytin väkevyys pidettiin vakiona, eli 20 painoprosenttina NaOH. Kiertonopeutta lisättiin progressiivisesti muuttamalla kiertopumpun kapasiteettia. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa.

Katolyytin kierto- Kennon jännite Katodivirran nopeus V teho, % 2 3,9 91 5 3,9 92 _10_^9_92_

Esimerkin 1 ja esimerkin 2 käyttötietojen vertailu osoittaa keksinnön ilmiselvät edut. Samanlaisia tuloksia kuin esillä olevalla menetelmällä voidaan saavuttaa ainoastaan turvautumalla sellaisiin keinoihin, jotka aiheuttavat aivan liian suuria kustannuksia johtuen pumppulaitteista ja ennen kaikkea suolaliuoksen uudelleentyydytys- ja puhdistuslaitosten suuremmmista kapasiteeteista.

Tästä syystä parannettu menetelmä natriumkloridiliuos-elektrolyysin suorittamiseksi pystyelektrodeilla varustetussa kaksinapaisessa kalvotyyppisessä elektrolysoimislaitteessa käsittää seuraavat toimenpiteet: Suoritetaan elektrolyysi siten, että elektrodiosastot on olennaisesti täytetty 67728 elektrolyytillä; osastot jaetaan sarjaksi pystysuuntaisia virtauskanavia, jotka ulottuvat lähes koko osastojen korkeudelta ja jako suoritetaan sarjalla ohjauslevyjä, joiden leveys olennaisesti vastaa osaston syvyyttä ja jotka on vuoronperään vinossa kahteen eri suuntaan siihen pystytasoon nähden, joka on kohtisuora erotusseinän tasoa vasten ja jolloin levyt ovat sellaisen välimatkan päässä toisistaan, että suhde, joka vallitsee pystysuuntaisen virtauskanavan muodostavien kahden ohjauslevyn reunojen rajoittaman elektrodipinnan (eli kaasumäärän) ja saman kanavan läpivirtauspoikkileikkauksen välillä on eri suuri kuin se suhde, joka vallitsee toisen mainitun ohjauslevyn reunan rajoittaman sekä sen vieressä olevan ohjauslevyn reunan rajoittaman elektrodipinnan (eli kaasumäärän) ja mainitun kanavan vieressä olevan seuraavan kanvan virtauspoikkileikkauksen välillä; väkevöityä suolaliuosta syötetään anodiosastojen pohjaan ja vettä tai laimeata emästä katodiosastojen pohjaan, jolloin käynnistyy useita kiertoliikkeitä osastoissa olevassa elektrolyytissä ja kierto jakautuu osastojen koko leveydelle johtuen vierekkäisissä kanavissa olevien kaasukuplien eri tiheydestä.

Ammattimiehelle on selvää, että keksinnön mukaista menetelmää, jolla kehitetään tehokkaat kiertoliikkeet pystyelektro-deilla varustettujen kaksinapaisten kalvotyyppisten elektroly-soimislaitteiden elektrodiosastoissa, voidaan edullisesti käyttää muihinkin elektrolyysiprosesseihin, joissa tapahtuu kaasun mudoostumista ja joita ovat esimerkiksi veden, kloorivetyhapon, litium- tai kaliumkloridin elektrolyysit. Ohjauslevyt voidaan tehdä myös muovimateriaalista ja asentaa jo olemassa oleviin elektrolysoimislaitteisiin, joissa virran jako elektrodeihin suoritetaan pystysuuntaisilla metallirivoilla, jotka ovat kohtisuorassa elektrodin tasoa vasten tai mahdollisesti eri muotoisilla virranjakajilla.

Claims (8)

22 67728

1. Kaksinapainen kalvo- tai membraanielektrolysoimislaite, johon kuuluu päätyanodielementin, päätykatodielementin ja useita kaksinapaisia elementtejä sisältävä runko, joiden suurin mitta on olennaisesti pystytasossa ja jotka muodostuvat kaksinapaisesta seinämästä, joka erottaa anodiosaston ja kato-diosaston sekä integraaliset tasomaiset pystysuuntaiset rei'i-tetyt elektrodit, jotka on sijoitettu yhdensuuntaisesti tietyn välimatkan päähän kaksinapaisesta seinämästä, kalvojen erottaessa tasomaiset rei'itetyt anodit ja katodit, tunnettu siitä, että sarja ohjauslevyjä (3 tai 5) on jaettu ainakin yhden katodi- tai anodiosaston koko leveydelle ja ne ulottuvat kaksinapaisesta seinämästä (1) ja rajoittuvat rei'itettyyn elektrodiin (4 tai 6) muodostaen sarjan pystysuuntaisia vir-tauskanavia, jotka ulottuvat suurelle osalle seinän (1) korkeutta, jolloin mainitut ohjauslevyt on järjestetty vuoronperään eri suuntiin vinoon siihen pystytasoon nähden, joka on kohtisuorassa kaksinapaisen seinän tasoa vastaan ja ne on järjestetty välimatkan päähän toisistaan, jolloin pystysuuntaisten virtauskanavien tietyllä korkeudella, sivusuunnassa ensimmäisen virtauskanavan määrittävien kahden ohjauslevyn reunojen mainitulle korkeudelle rajaaman elektrodipinnan suhde ensimmäisen virtauskanavan poikkileikkaukseen on eri suuri kuin suhde elektrodipinnan jonka mainitulle korkeudelle rajoittuu kahden ohjauslevyn reunat, jotka määrittävät sarjassa olevan virtauskanavan mainitun ensimmäisen kanavan vieressä, ja kyseisen virtauskanavan poikkileikkauksen välillä, jolloin viereisten kanavien erilaiset kaasukuplatiheydet aikaansaavat useita kierrätysliikkeitä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolysoimislaite, tunnettu siitä, että ohjauslevyt on järjestetty poikittaissuuntaisesti vuoronperään eri suuntiin vinoon 23 67728 siihen pystytasoon nähden, joka on kohtisuorasaa kaksinapaista seinämää vasten, jolloin muodostuu pystysuuntaisia virtaus-kanavia, joiden poikkileikkaus on vakio niiden koko pituudelta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolysoimislaite, tunnettu siitä, että ohjauslevyt on järjestetty pituussuuntaisesti vuoronperään eri suuntiin vinoon siihen pystytasoon nähden, joka on kohtisuorassa kaksinapaista seinämää vasten, jolloin muodostuu pystysuuntaisia vir-tauskanavia, joilla on vuoronperään ylöspäin pienenevä ja ylöspäin suureneva virtauspoikkileikkaus.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 ja 3 mukainen elektrolysoimislaite, tunnettu siitä, että ohjauslevyt on valmistettu metallista ja ne on sähköisesti kytketty verkkoelektro-diin ja kaksinapaelementin kaksinapaiseen seinään.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektrolysoimislaite, tunnettu siitä, että ohjauslevyt muodostuvat sarjasta välimatkan päässä toisistaan olevia ja yhdensuuntaisia pystykanavia, joiden puolisuunnikasmainen poikkileikkaus on kiinnitetty kaksinapaiseen seinämään lyhemmästä osastaan.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektrolysoimislaite, tunnettu siitä, että ohjauslevyt muodostuvat sarjasta välimatkan päässä toisistaan olevia ja yhdensuuntaisia pystykanavia, joilla on "V" poikkileikkaus ja jotka on kiinnitetty kaksinapaiseen seinämään reunoistaan.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elektrolysoimislaite, tunnettu siitä, että ohjauslevyt ovat metalliripoja, jotka ovat kohtisuorassa kaksinapaisen seinämän tasoa vasten ja pituussuunnassa vuoronperään eri suuntiin vinossa verrat- 24 67728 tuna siihen pystytasoon, joka on kohtisuorassa kaksinapaisen seinämän tasoa vasten.

8. Patenttivaatimuksen 1, 2 ja 3 mukainen elektrolysoimis-laite, tunnettu siitä, että anodiosaston pinnat, anodipuolen ohjauslevyt ja rei'itetty anodi on valmistettu ventti ilimetallista. 67728