Электролизер для получения газообразных галогенов и способ изготовления ячеек для электролизера

Электролизер для получения газообразных галогенов и способ изготовления ячеек для электролизера

Реферат

 

Устройство и способ относятся к производству электролизера для получения газообразных галогенов из водного раствора галогенида щелочного металла соответствующим способом. В электролизере контактные полосы выполнены в виде П-образного профиля, полка которого прилегает к соответствующей задней стенке, и в зоне этой полки П-образного профиля соединены по всей своей длине с задней стенкой и соответствующей перегородкой токопроводящим прочноплотным швом, который, начиная от полки П-образного профиля, проходит внутрь через эти три детали и имеет в поперечном сечении V-образную форму. В способе изготовления ячеек для электролизера металлическое токопроводящее соединение выполненных в виде перегородок элементов жесткости с соответствующей задней стенкой и с соответствующей контактной полосой, а также с анодом, соответственно с катодом осуществляют методом восстановительного спекания или сваркой. Данный электролизер отличается равномерным распределением тока в нем, а также в значительном снижении напряжения, которое требуется прикладывать к зажимам электролизера. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электролизеру для получения газообразных галогенов из водного раствора галогенида щелочного металла, имеющему несколько расположенных в ряд одна за другой и находящихся в электрическом контакте друг с другом пластинчатых ячеек, каждая из которых имеет корпус, который образован двумя выполненными из токопроводящего материала половинами с контактными полосами на наружной стороне по меньшей мере одной его задней стенки и в котором имеются устройства для подвода электрического тока и электролита и устройства для отвода электрического тока и продуктов электролиза и практически плоские анод и катод, при этом анод и катод отделены друг от друга разделительной стенкой, расположены параллельно друг другу и каждый из них электрически соединен металлическим элементом жесткости с соответствующей задней стенкой корпуса.

Кроме того, изобретение относится к особенно предпочтительному способу изготовления такого электролизера, в котором сначала изготавливают отдельные ячейки, при этом каждый из корпусов этих ячеек собирают соответственно из двух половин, размещая между ними необходимые устройства, катод и анод, а также разделительную стенку с их фиксацией металлическими элементами жесткости, а затем анод и корпус, соответственно катод и корпус соединяют друг с другом токопроводящими соединениями, после чего изготовленные таким путем пластинчатые ячейки располагают в ряд одна за другой с обеспечением электрического контакта между ними, а затем эти расположенные в ряд ячейки плотно стягивают друг с другом.

Электрический ток к таким расположенным в ряд ("вертикальным пакетом") ячейкам подводится через одну из крайних ячеек, проходит через весь ряд ячеек в основном в перпендикулярном средним плоскостям этих пластинчатых ячеек направлении и отводится от ячейки, расположенной на другом конце ряда. В пересчете на эту среднюю плоскость средние значения плотности тока электролиза достигают по меньшей мере 4 кА/м².

Электролизер такого типа известен из ЕР 0189535 В1. В этом известном электролизере анод, соответственно катод, соединен с соответствующей задней стенкой половины корпуса металлическими решетчатыми элементами жесткости. На задней стороне анодной, соответственно катодной, половины корпуса закреплена контактная полоса, обеспечивающая электрический контакт с соседней ячейкой такой же конструкции. В этом электролизере ток протекает по контактной полосе через заднюю стенку в решетчатые металлические элементы жесткости, после чего, начиная от точек металлического контакта между элементом жесткости и анодом, распределяется по последнему. После прохождения через разделительную стенку ток поступает на катод, а затем через решетчатые металлические элементы жесткости протекает к задней стенке на катодной стороне, после чего снова проходит в следующую ячейку через ее контактную полосу. При этом токопроводящие детали в каждой половине корпуса соединены между собой точечной сваркой. В сварных точках, являющихся по существу узловыми точками, в которых сходится протекающий по различным путям ток электролиза, его плотность максимальна.

Недостаток этого известного электролизера состоит прежде всего в том, что ток протекает не по всей площади контактной полосы, поскольку, начиная от металлического соединения между решетчатым элементом жесткости и задней стенкой со стороны катода, ток вводится в контактную полосу точечно. Однако с уменьшением токопроводящей площади контактной полосы возрастает необходимое для протекания тока напряжение или так называемая контактная разность потенциалов. Поскольку удельный расход энергии, необходимый для получения продуктов электролиза, линейно возрастает с увеличением напряжения, увеличиваются и производственные затраты.

Другой недостаток известного электролизера состоит в том, что решетчатые элементы жесткости, соединяющие друг с другом заднюю стенку и электроды, расположены из-за своей гибкости не перпендикулярно задней стенке и электроду, что приводит к удлинению путей тока, а следовательно, и к возрастанию напряжения на зажимах электролизера. Кроме того, ток от решетчатого элемента жесткости входит в электрод только точечно, что, с одной стороны, приводит к неравномерному распределению тока, а с другой стороны, к уже упоминавшемуся возрастанию напряжения на зажимах электролизера. Следствием неравномерного распределения тока на электродах является, кроме того, неравномерное обеднение раствора электролита, что приводит к снижению выхода по току и уменьшению срока службы разделительной стенки.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой электролизер, у которого токопроводящие поверхности имели бы максимально возможную площадь, что позволило бы избежать лишь точечного ввода тока в электроды и контактные полосы и связанного с этим неравномерного распределения тока.

В отношении электролизера вышеуказанного типа указанная задача согласно изобретению решается благодаря тому, что металлические элементы жесткости выполнены в виде размещенных на одной линии с контактными полосами перегородок, боковые края которых по всей длине задней стенки и анода, соответственно катода, примыкают к соответствующей задней стенке и к аноду, соответственно к катоду.

Благодаря такой предлагаемой в изобретении конструкции электролизера практически полностью исключается наличие неравномерно обтекаемых током поверхностей, а ток поступает в электроды и контактные пластины не точечно, а и практически по всей их поверхности. При этом ток протекает по более коротким путям, поскольку являющиеся элементами жесткости перегородки можно расположить между задней стенкой и электродом перпендикулярно им. Кроме того, такая конструкция в сравнении с известным электролизером позволяет существенно снизить напряжение, которое требуется прикладывать к зажимам электролизера.

Катоды могут быть выполнены из железа, кобальта, никеля или хрома или одного из их сплавов, а аноды - из титана, ниобия или тантала или одного из сплавов этих металлов или материала на основе металлокерамики либо оксидной керамики. Кроме того, электроды предпочтительно имеют каталитически активное покрытие. Электроды при этом предпочтительно выполнять не сплошными, а с отверстиями (из перфорированного листа, из раскатанного металла, из плетеной сетки или из тонких листов с продольными отверстиями по типу жалюзи), что при соответствующем расположении электродов в ячейке обеспечивает беспрепятственное прохождение образующихся при электролизе газов в заднюю полость ячейки. Такой отвод газов позволяет максимально уменьшить количество газовых пузырьков в электролите между электродами и тем самым обеспечить его максимальную электропроводность.

Разделительная стенка предпочтительно представляет собой ионообменную диафрагму, которая, как правило, выполнена из сополимера политетрафторэтилена или одного из его производных с перфорированным виниловым эфиром сульфоновой кислоты и/или с перфторвинилкарбоновой кислотой. Эта диафрагма предотвращает перемешивание продуктов электролиза, но благодаря своей селективной проницаемости для ионов щелочных металлов обеспечивает прохождение электрического тока. Кроме того, в качестве разделительных стенок могут применяться также микропористые диафрагмы, препятствующие перемешиванию газов и соединяющие через электролит катодное и анодное пространство, обеспечивая тем самым прохождение тока.

Перегородки, образующие металлические элементы жесткости, могут быть выполнены сплошными или иметь отверстия или прорези.

Для обеспечения равномерной подачи электролита в электролизере предпочтительно предусмотреть подающий распределитель, с помощью которого электролит подается в каждую из половин корпуса. В таком подающем распределителе для подачи свежего электролита предпочтительно предусмотреть по крайней мере одно отверстие на каждую секцию, на которые перегородками разделена каждая половина корпуса, при этом суммарная площадь проходных сечений этих отверстий в подающем распределителе должна быть меньше или равна площади проходного сечения самого распределителя.

Кроме того, анод, соответственно катод, предпочтительно монолитно соединять с перегородкой токопроводящим прочноплотным проплавным соединением, проходящим через эти две соединямые детали. Расположенные параллельно друг другу в одной плоскости контактные полосы особенно предпочтительно монолитно соединять с задней стенкой и расположенной под ней перегородкой токопроводящим металлическим прочноплотным швом, проходящим через эти три соединяемые детали.

Однако в другом варианте металлическим прочноплотным швом, проходящим через две соединяемые детали, можно соединить только соответствующую заднюю стенку с перегородками, а контактные полосы в этом случае предпочтительно изготавливать наплавлением соответствующего металла на заднюю стенку.

Благодаря прочноплотным проплавным соединениям, монолитно соединяющим две, соответственно три детали, в предлагаемом электролизере между перегородкой и задней стенкой, с одной стороны, и между задней стенкой и контактной полосой, соответственно между перегородкой и электродом, с другой стороны, отсутствуют стыки между их соединенными поверхностями. При этом в местах соединения деталей отсутствуют переходные сопротивления, которые при простом контакте между поверхностями этих деталей препятствовали бы протеканию тока.

Далее, неожиданно было обнаружено еще одно преимущество монолитного соединения трех деталей прочноплотным проплавным швом. Такое монолитное соединение трех деталей значительно повышает жесткость на изгиб задних стенок половин корпуса. Поскольку задние стенки ячеек передают не только усилие предварительного прижатия расположенных в ряд ячеек при их стягивании друг с другом, но и протекающий между ними ток электролиза, при этом и указанные усилия, и ток электролиза одновременно передаются непосредственно через соответствующие контактные полосы смежных задних стенок отдельных ячеек, контактные полосы при действии на них стягивающего усилия не должны деформироваться, чтобы ток между соседними ячейками мог протекать по возможности по всей поверхности этих контактных пластин. Более высокая жесткость на изгиб монолитного соединения трех деталей прочноплотным швом уменьшает электрическое переходное сопротивление между отдельными расположенными в ряд ячейками.

Те половины корпуса, в которых размещены аноды, предпочтительно выполнить из материала, стойкого к галогенам и к раствору поваренной соли, а половины, в которых размещены катоды, предпочтительно выполнить из материала, стойкого к растворам едких щелочей.

Предлагаемый согласно изобретению способ изготовления ячеек для вышеописанного электролизера заключается в том, что каждый из корпусов этих ячеек собирают соответственно из двух половин, располагая между ними необходимые устройства, катод и анод, а также разделительную стенку с их фиксацией выполненными в виде перегородок металлическими элементами жесткости, а затем анод и корпус, соответственно катод и корпус, соединяют друг с другом токопроводящими соединениями, при этом металлическое токопроводящее соединение выполненных в виде перегородок элементов жесткости с соответствующей задней стенкой и с соответствующей контактной полосой, а также с анодом, соответственно с катодом, осуществляют методом восстановительного спекания или сваркой.

При использовании метода восстановительного спекания применяют клей, преимущественно состоящий из оксидного материала, например NiO, и органического связующего. Этот клей наносят на перегородку и на соединяемую с ней деталь, например заднюю стенку, и обе эти детали стягивают или прижимают одна к другой зажимным приспособлением.

После отверждения органического связующего оксидный компонент клея в восстановительной атмосфере (например, H₂, CO и т.д.) подвергают восстановительному горячему прессованию, совмещенному со спеканием.

В случае сварки прочноплотный проплавной шов предпочтительно выполнять лазерной сваркой. При этом для существенного уменьшения отношения ширины верхнего валика шва к его рабочей ширине, т.е. к ширине шва в месте контакта двух деталей, лазерный луч наиболее предпочтительно поляризовать перпендикулярно направлению сварки.

Далее, лазерному лучу с помощью зеркальной оптической системы предпочтительно придавать такую форму, чтобы он одновременно фокусировался в двух или более точках, смещенных друг относительно друга на произвольно задаваемое расстояние.

Кроме того, в другом предпочтительном варианте лазерный луч развертывают перпендикулярно направлению сварки с помощью высокочастотной отклоняющей системы, предпочтительно с помощью пьезокварца, отклоняя его на произвольно задаваемую величину.

Ниже изобретение более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: на фиг. 1 - разрез двух расположенных последовательно одна за другой ячеек электролизера, на фиг. 2 - вид в перспективе выреза по фиг. 1, на фиг. 3а-3г - различные варианты являющихся элементами жесткости перегородок и на фиг. 4а-4в - изображение в увеличенном масштабе различных вариантов выполнения прочноплотных проплавных соединений трех деталей, а именно контактной полосы, задней стенки корпуса и перегородки.

Обозначенный на чертежах общей позицией 1 электролизер для получения газообразных галогенов из водного раствора галогенида щелочного металла имеет несколько расположенных в ряд одна за другой и находящихся в электрическом контакте пластинчатых ячеек 2, из которых на фиг. 1 в качестве примера показаны только две такие ячейки 2, расположенные одна за другой. Каждая из этих ячеек 2 имеет корпус, состоящий из двух половин 3, 4 с выполненными в виде фланцев краями, между которыми через уплотнения 5 зажата разделительная стенка (диафрагма) 6. Однако диафрагма 6 может крепиться и иным образом.

По всей ширине задних стенок 4А каждой из ячеек 2 параллельно друг другу расположено несколько полос 7 П-образного профиля, которые прилегают полкой профиля к соответствующей задней стенке, и в зоне этой полки соединены по всей своей длине с задней стенкой и соответствующей перегородкой токопроводящим прочноплотным швом, который начиная от полки профиля проходят внутрь через эти три детали, контактные полосы 7 обеспечивают электрический контакт с соответствующей стенкой соседней ячейки 2, а именно с той задней стенкой 3А ячейки, на которой такие контактные полосы не предусмотрены.

Внутри каждой из половин 3, 4 корпуса расположены примыкающие к диафрагме 6 плоский анод 8 и плоский катод 9, причем и анод 8, и катод 9 соединены с выполненными в виде перегородок 10 элементами жесткости, расположенными на одной линии с контактными пластинами 7. При этом перегородки 10 предпочтительно по всей длине их бокового края 10А соединены с анодом 8, соответственно с катодом 9 с обеспечением электропроводности. Для беспрепятственного подвода электролита и отвода продуктов электролиза перегородки 10 выполнены сужающимися по всей их ширине, сходясь от боковых краев 10А к противоположным им боковым краям 10В, длина которых равна длине контактных полос 7. В соответствии с этим указанные перегородки 10 крепятся боковыми краями 10В к задним стенкам 3А, соответственно 4А с противоположных контактным полосам 7 сторон по всей длине последних.

Для подвода электролита в каждой ячейке 2 предусмотрен соответствующий подающий распределитель, один из которых обозначен позицией 11 и имеет по крайней мере одно отверстие на каждую секцию, на которые перегородками 10 разделена каждая половина 3 и 4 корпуса, при этом суммарная площадь проходных сечений этих отверстий в подающем распределителе 11 меньше или равна площади проходного сечения самого распределителя. Помимо этого в каждой ячейке предусмотрено и устройство для отвода продуктов электролиза, которое, однако, на чертеже не обозначено.

Электроды (анод 8 и катод 9) выполнены таким образом, чтобы электролит и продукты электролиза могли свободно проходить, соответственно протекать сквозь них, для чего в этих электродах предусмотрены соответствующие щели 8А или аналогичные элементы, как это более наглядно показано на фиг. 2. Все несколько размещенных в ряд одна за другой пластинчатых ячеек 2 расположены в несущем каркасе. Пластинчатые ячейки электролизера подвешены между обеими верхними продольными балками каркаса таким образом, что плоскость, в которой они подвешены, была расположена перпендикулярно осям продольных балок. Каждая из пластинчатых ячеек 2 имеет консольно выступающие с каждой стороны от ее верхнего края держатели, через которые вес этих ячеек передается на верхнюю полку продольной балки каркаса.

Этот держатель проходит горизонтально в плоскости пластинчатой ячейки и выступает за края фланцев. У подвешенных в каркасе пластинчатых ячеек нижний край консольного держателя опирается на верхнюю полку балки.

Пластинчатые ячейки 2 подвешены в каркасе по типу папок в подвесной картотеке. Поверхности подвешенных в каркасе пластинчатых ячеек механически и электрически контактируют друг с другом, как если бы они были уложены в пакет. Электролизеры такой конструкции называются многоячейковыми электролизерами с подвешенными ячейками.

При расположении нескольких ячеек 2 в ряд одна за другой в таком многоячейковом электролизере их стягивают с помощью известных стяжных приспособлений, которые в таком "пакете" обеспечивают электрическое соединение между смежными ячейками через контактные полосы 7. При этом ток от контактных полос 7 протекает через одну половину корпуса по перегородкам 10 к аноду 8. Пройдя через диафрагму 6, ток поступает затем к катоду 9 и в последующем протекает по перегородкам 10 в другой половине корпуса к ее задней стенке 3А, где он переходит в контактную полосу 7 следующей ячейки. Таким путем ток электролиза протекает через весь ряд ячеек, входя в одну из концевых ячеек и выходя с противоположной стороны из другой концевой ячейки.

На фиг. 2 показан вырез ячейки, на котором изображена задняя стенка 4А половины 4 корпуса, на которой закреплена своей полкой П-образная контактная полоса 7. Как показано на этом чертеже, с другой стороны от контактной полосы 7 и на одной линии с ней на задней стенке 4А корпуса закреплена перегородка 10, которая расположена приблизительно в центре полки П-образного профиля контактной полосы 7, что более подробно поясняется ниже со ссылкой на фиг. 4а-4в. Противоположным краем 10А перегородка 10 крепится к аноду 8, который на участке соединения с этой перегородкой 10 выполнен сплошным и плоским, а в зонах, примыкающих к этому участку, имеет щели 8А, сквозь которые проходит электролит и конечные продукты электролиза. Аналогичным образом соответствующая перегородка 10 соединена с катодом 9.

Как показано на фиг. 3а-3г, перегородки могут иметь различное исполнение. В варианте, показанном на фиг. 3а, перегородки полностью выполнены плоскими и сплошными, при этом лишь боковые края 10А и 10В имеют различную длину, что обусловлено вышеописанными причинами.

В варианте, показанном на фиг. 3б, перегородка 10 имеет прорези 13. В варианте по фиг. 3г, где перегородка 10 с отверстиями 14 по фиг. 3в показана в виде сбоку, также предусмотрены прорези, но уже в виде выполненных штамповкой удлиненных отверстий 15, противоположные удлиненные края которых отогнуты в разные стороны из плоскости перегородки.

Как уже пояснялось выше при описании фиг. 2, благодаря соединению электродов (анод 8 и катод 9) с задними стенками 3А, соответственно 4А, корпуса перегородками 10 обеспечивается максимальная площадь поперечного сечения для протекания электрического тока, поскольку эта перегородка, выполненная из металла, практически по всей своей длине электрически соединена как с задней стенкой 3А, соответственно 4А, так и с электродом 8, соответственно 9. Кроме того, путь тока сокращен до минимального, т.к. перегородка 10 представляет собой соединительный элемент, который расположен перпендикулярно между задней стенкой 3А, соответственно 4А корпуса и электродом 8, соответственно 9.

Кроме того, перегородка 10 соединена с электродами 8 и 9, а также с задними стенками 3А и 4А предпочтительно таким образом, что в месте соединения не образуется стыков, которые создавали бы дополнительные переходные сопротивления протеканию тока в местах контакта соединенных деталей. Поэтому указанные детали предпочтительно монолитно соединять прочноплотным швом, проходящим через две, соответственно три, детали и выполняемым предпочтительно с помощью лазерной сварки, хотя в принципе для этой цели пригодны и обычные способы сварки, например сварка сопротивлением. Кроме того, можно использовать также метод восстановительного спекания. Сварное соединение при необходимости может быть выполнено также методом точечной сварки, что обеспечивает минимальное термическое воздействие на соединяемые сваркой детали и тем самым сведение к минимуму их коробления. Кроме того, сварное соединение можно также выполнять по всей длине отдельной ячейки, при этом предпочтительно сплошное соединение, поскольку оно обеспечивает оптимальное распределение тока при минимальных переходных сопротивлениях и тем самым позволяет поддерживать напряжение на зажимах электролизера на минимально возможном уровне.

Различные варианты выполнения прочноплотного проплавного соединения трех деталей методом лазерной сварки показаны на фиг. 4а-4в, на каждой их которых изображены контактная полоса 7, часть задней стенки 4А корпуса и боковой край 10В перегородки.

На фиг. 4а показано сварное соединение, полученное лазерной сваркой с использованием источника лазерного излучения с показателем излучения К=0,5 при мощности излучения Р = 2 кВт и с фокусирующей оптической системой с показателем фокусировки F=10. Полученный таким образом сварной шов 16 имеет в поперечном сечении V-образную форму с усилием. В таком шве отношение ширины его верхнего валика к рабочей ширине, т.е. к ширине шва в месте контакта двух деталей, как правило, составляет 2,5.

С помощью лазерного излучения той же мощности и при том же показателе фокусировки, но при более высоком показателе излучения, равном К = 0,8, был получен сварной шов 16', форма которого показана сплошной линией на фиг. 4а. При этом отношение ширины верхнего валика шва к рабочей ширине составило 2,0. Однако такое более оптимальное отношение при меньшем короблении ванны было достигнуто за счет уменьшения рабочей ширины между перегородкой 10 и задней стенкой 4А почти на 25%.

Шов показанной на фиг. 4б формы был получен с использованием того же источника лазерного излучения и той же фокусирующей оптической системы, что и в варианте по фиг. 4а, но с применением лазерного луча, поляризованного перпендикулярно направлению сварки, в результате чего при воздействии на боковые стороны шва излучением более высокой интенсивности благодаря эффекту Брюстера достигается заметное уширение шва. Этот шов обозначен на чертеже позицией 16''. При этом отношение ширины верхнего валика шва к рабочей ширине равно приблизительно 1,6. У такого шва величина его объема имеет тот же порядок, что и у сварного шва по фиг. 4а, но рабочая ширина в этом случае почти на 25% больше.

Наиболее оптимальное отношение ширины верхнего валика к рабочей ширине, равное 1,5, достигается в сварном соединении, показанном на фиг. 4в, где сварной шов обозначен позицией 16'''. Рабочая ширина в этом случае на 50% больше, чем у сварного соединения по фиг. 4а. Шов 16''' показанной на фиг. 4в формы был получен с использованием того же источника излучения, что и сварной шов по фиг. 4б, но за счет придания лучу особой формы. При этом лазерному лучу с помощью особой зеркальной оптической системы придавали такую форму, чтобы он одновременно фокусировался в двух точках, смещенных друг относительно друга приблизительно на 0,5 мм. Шов такой формы также может быть получен за счет высокочастотной развертки луча фокусирующим зеркалом с амплитудой отклонения, например, 0,5 мм.

На чертежах также показана, но не подробно, конструкция нижней части ячеек 2 с устройством подвода электролита. При этом электролит можно вводить в электролизер либо в одной точке, либо с использованием так называемого подающего распределителя. При этом такой подающий распределитель выполнен в виде расположенной в ячейке трубы с отверстиями. Поскольку каждая половина корпуса разделена на секции перегородками 10, являющимися соединительными элементами между задними стенками 3А, соответственно 4А и электродами 8, 9, оптимальное распределение электролита может быть достигнуто в том случае, если в обеих половинах 3, 4 корпуса разместить по одному подающему распределителю с длиной, равной ширине половины корпуса, а в самом распределителе для подачи электролита предусмотреть по крайней мере одно отверстие на секцию. При этом суммарная площадь проходных сечений отверстий в подающем распределителе должна быть меньше или равна площади проходного сечения его распределительной трубы.

Как показано на фиг. 1, обе половины 3, 4 корпуса имеют в верхней части фланцы, соединенные друг с другом болтами. Собранные таким образом ячейки либо подвешиваются в не показанном на чертеже каркасе, либо устанавливаются в нем. Ячейки подвешиваются или устанавливаются в каркас с помощью не показанных держателей, расположенных на фланцах. Сам электролизер 1 может состоять из одной единственной ячейки или, что предпочтительно, из нескольких ячеек 2, расположенных последовательно в ряд, образуя многоячейковый электролизер. При объединении нескольких ячеек по принципу многоячейкового электролизера с подвешенными ячейками ряд отдельных ячеек перед закрыванием стяжного устройства необходимо выровнять по одной прямой и расположить их строго параллельно, поскольку в противном случае электрический ток не сможет протекать через контактные полосы 7 от одной ячейки к следующей. Для выравнивания ячеек по одной прямой и параллельно одна другой после их подвешивания или установки в каркас необходимо обеспечить подвижность этих ячеек, вес которых в незаполненном состоянии обычно составляет около 210 кг. Для соблюдения этого условия не показанные на чертежах держатели, соответственно опорные поверхности на раме ячеек или на каркасе, имеют соответствующее покрытие. При этом на держатели, расположенные на фланцах рамы ячейки, и опорные поверхности на каркасе наносят пластмассовое покрытие, например, из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиформальдегида, перфторэтиленпропилена, сополимера этилена с тетрафторэтиленом, поливинилиденфторида или политетрафторэтилена. Такое пластмассовое покрытие может быть выполнено в виде простой накладки, установленной в пазу на соответствующей поверхности, наклеенной или наваренной на нее или привинченной к этой поверхности винтами. Существенным является лишь то, что эта пластмассовая накладка должна быть зафиксирована от смещения. Благодаря взаимному контактированию двух пластмассовых поверхностей обеспечивается такая подвижность находящихся в каркасе отдельных ячеек, что их можно выравнивать по одной прямой и параллельно друг другу вручную без использования дополнительных подъемно-транспортных механизмов. При закрывании стяжного устройства ячейки благодаря их легкой подвижности в каркасе плотно прилегают друг к другу задними стенками, что обеспечивает равномерное распределение электрического тока. Кроме того, благодаря таким пластмассовым накладкам ячейки электрически изолированы от каркаса.

Формула изобретения

1. Электролизер для получения газообразных галогенов из водного раствора галогенида щелочного металла, имеющий несколько расположенных в ряд одна за другой и находящихся в электрическом контакте друг с другом пластинчатых ячеек, каждая из которых имеет корпус, который образован двумя выполненными из токопроводящего материала половинами с контактными полосами на наружной стороне по меньшей мере одной его задней стенки и в котором имеются устройства для подвода электрического тока и электролита и устройства для отвода электрического тока и продуктов электролиза и практически плоские анод и катод, при этом анод и катод отделены друг от друга разделительной стенкой, расположены параллельно друг другу и каждый из них электрически соединен металлическим элементом жесткости с соответствующей задней стенкой корпуса, причем металлические элементы жесткости выполнены в виде размещенных на одной линии с контактными полосами (7) перегородок (10), боковые края (10А, 10В) которых по всей длине задней стенки (3А, 4А) и анода (8), соответственно катода (9) примыкают к соответствующей задней стенке (3А, 4А) и к аноду (8), соответственно к катоду (9), отличающийся тем, что контактные полосы (7) выполнены в виде П-образного профиля, полка которого прилегает к соответствующей задней стенке (4А), и в зоне этой полки П-образного профиля соединены по всей своей длине с задней стенкой (4А) и соответствующей перегородкой (10) токопроводящим прочноплотным швом, который, начиная от полки П-образного профиля, проходит внутрь через эти три детали и имеет в поперечном сечении V-образную форму.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки (10) по всей их длине электрически соединены с анодом, соответственно катодом.

3. Электролизер по п.1 или 2, отличающийся тем, что перегородки (10) выполнены сплошными.

4. Электролизер по п.1 или 2, отличающийся тем, что перегородки (10) имеют отверстия или прорези (13-15).

5. Электролизер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся наличием подающего распределителя для подачи электролита в половины (3 и 4) корпуса.

6. Электролизер по п.5, отличающийся тем, что в подающем распределителе для подачи свежего электролита предусмотрено по крайней мере одно отверстие на каждую секцию, на которые перегородками (10) разделена каждая половина (3 и 4) корпуса, при этом суммарная площадь проходных сечений этих отверстий в подающем распределителе меньше или равна площади проходного сечения самого распределителя.

7. Способ изготовления ячеек для электролизера по любому из пп.1-6, заключающийся в том, что каждый из корпусов этих ячеек собирают соответственно из двух половин, располагая между ними необходимые устройства, катод и анод, а также разделительную стенку с их фиксацией выполненными в виде перегородок металлическими элементами жесткости, а затем анод и корпус, соответственно катод и корпус соединяют друг с другом токопроводящими соединениями, при этом металлическое токопроводящее соединение выполненных в виде перегородок элементов жесткости с соответствующей задней стенкой и с соответствующей контактной полосой, а также с анодом, соответственно с катодом осуществляют методом восстановительного спекания или сваркой.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что применяют лазерную сварку.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для существенного уменьшения отношения ширины верхнего валика шва к его рабочей ширине лазерный луч при лазерной сварке поляризуют перпендикулярно направлению сварки.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что лазерному лучу с помощью зеркальной оптической системы придают такую форму, что он одновременно фокусируется в двух или более точках, смещенных относительно друг друга на произвольно задаваемое расстояние.

11. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что лазерный луч развертывают перпендикулярно направлению сварки с помощью высокочастотной отклоняющей системы, предпочтительно с помощью пьезокварца, отклоняя его на произвольно задаваемую величину.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4