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Elektrolyseur.
Das Bestreben, den Nutzeffekt und die Ausbeute aus der in elektrolytischen Apparaten speziell zur Elektrolyse behufs Darstellung von Bleichflüssigkeit aufgewendeten elektrischen Energie zu erhöhen, führte zu verschiedenen Konstruktionen, welche teils in der Anordnung der Elektroden, zum grossen Teil aber in der Führung des Elektrolyten sich unterscheiden.
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Röhren von einer Zelle zur anderen, andere wieder legen zur Kühlung des Elektrolyten Kühlrohren in das Gefäss bzw. zwischen die einzelnen Zellen usw.
Da die Einhaltung der Temperatur von Wichtigkeit ist, so wird man die Kühlung dann am besten erreichen, wenn, wie z. B. in anderen Industrien schon bekannt, der Elektrolyt durch Schlangen geführt wird, die sich im Kühlwasser befinden. Je schwächer die Schlange und je geringer der Querschnitt der Flüssigkeit, desto schneller wird die Abkühlung vor sich gehen.
Legt man nun eine solche Kühlschlange horizontal in ein Kühlgefäss (siehe Fig. 1) und bildet die obere Seite der Schlange kastenförmig aus (siehe Fig. 2), so kann man die Schlange dann auch zur Elektrolyse von Flüssigkeiten verwenden, wenn man in jeden Kasten Elektroden hängt und dieselben so verbindet, dass sich in jedem einzelnen Kasten
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ihrem weiteren Gange sofort abgekühlt werden. Sobald die Flüssigkeit das nächste Stück der Schlange, also den Weg- von 3600 zurückgelegt hat, kommt dieselbe abermals zur Elektrolyse usf. Mit einer solchen Vorrichtung ist man imstande, bei guter Abkühlung des Elektrolyten und ohne Umpumpen der Flüssigkeit eine entsprechend hohe bzw. gewünschte Konzentration zu erreichen.
Die Länge der Rohrleitung zwischen je zwei aufgesetzten Elektrodenkästen kommt nicht nur für die Kühlwirkung in Betracht, sondern ist auch für den Vorgang der Elektrolyse selbst von Bedeutung. Der Stromdurchgang findet wohl nur in einem bestimmten, beschränkten Teil der Rohrleitung statt, die Länge derselben ist jedoch für den elektrischen Widerstand nicht irrelevant. Würden die je zwei Zellen verbindenden Röhren nicht einen erheblichen Widerstand gegen den elektrischen Strom bieten, dann wäre ein Streuen des Stromes unvermeidlich. Damit wUrde aber auch die ausserordentlich günstige Ausbeute, die mit der Einrichtung erzielt wird, bedeutend herabsinken.
Gerade dieser lange Weg des Elektrolyten von Zelle zu Zelle, auf dem eine Elektrolyse nicht stattfindet, bietet dem ulektrischen Strome einen solch hohen Widerstand, dass derselbe unbedingt seinen Weg
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stellten Versuchen und ist von höchster Wichtigkeit. Würde man z. B. die Röhren nur von Zelle zu Zelle nebeneinander gehen lassen und nicht wie nach vorliegender Erfindung in spiralförmiger Windung, dann sinkt die Ausbeute um mehr a) s 100%. Wenn man zum Beispiel bei vorliegender Anordnung fUr 1 kg act. Chlor 4 Kilowatt benötigt werden, so würden bei Verbindung der Zellen auf dem kürzesten Wege 10-12 Kilowatt nötig sein.
Der Apparat soll in der Hauptsache verwendet werden zur Herstellung von Bleichflüssigkeiten aus Salzlösungen. Fig. 3 zeigt einen solchen Apparat im Längsschnitt ; Fig. 4 im Querschnitt ; Fig. 5 die eigentliche Kühlschlange mit den aufgesetzten ausgebildeten Kloktrodenkästen und Fig. 6 zeigt den Kasten von oben gesehen.
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t) a zur Herstellung dieser Flüssigkeit am zweckmässigsten (iotasse aus'Von verwendet werden und andere Materialien sich als unhaltbar erwiesen haben, so bietet die Herstellung einer oeichen Kühlschlange aus einem Tonrohr grosse Schwierigkeiten. Man muss deshalb die Anordnung einer solchen Schlange in einer Form wählen, wie Fig. 8,4, 5 darstellen.
Dadurch bekommt man eine stabile Verbindung der einzelnen Rohrbögen untereinander. Man kann die Entfernung der einzelnen Rohrbögen fixieren und das ganze Rohrbündel ist beim Brennen im Ofen widerstandsfähig. Dieses Rohrbündel mit nach oben ausgebildetem Kasten wird in ein Kühlgefäss (siehe Fig. 3 und 4) gesetzt, in weichem auf der einen Seite das Kühlwasser zu, auf der entgegengesetzten Seite abläuft. Die Zirkulation der zur Elektrolyse verwendeten Flüssigkeit geht nun wie folgt vor sich :
Die Flüssigkeit tritt aus einem darüberliegenden Gefäss, versehen mit einem Regulierbahn (siehe Fig. 5), in die erste Kammer v ein, geht wie aus Fig. 6 ersichtlich, in der Pfeilrichtung weiter, trifft in der Kammer b die ersten Elektroden und wird hier der Elektrolyse unterzogen.
Am entgegengesetzten Ende des Flüssigkeitseintritts der Kammer b befindet sich nun der Eingang zu dem Kühirohr q (Fig. 5). Die Flüssigkeit fällt in das Rohr q, füllt dasselbe, steigt hoch und tritt durch die Öffnung vs, also am anderen Ende des'Rohres in die Kammer bl, wird dort wieder der Elektrolyse unterworfen, fällt in das Rohr ql, füllt dieses und tritt bei V2 in die dritte Kammer b2 usw. bis zum Ausgang w. Je nach der vorhandenen Spannung können nun eine beliebige Anzahl Zellen hintereinander geschaltet werden, u. zw. wird man zweckmässigerweise eine Stromspannung wählen, die, wie von Förster angegeben, am günstigsten zwischen 3'5-4 Volt per Zelle liegt.
Den Apparat kann man auch vergleichen mit einzelnen aneinander gereihten elektrischen Elementen, bei denen die Flüssigkeit von einem Element zum anderen durch Rohre gleitet wird zwecks Abkühlung der elektrolytischen Flüssigkeit.
Die einzelnen Elektroden können verschiedentlich ausgebildet sein. Sie können in bekannter Weise die einzelnen Zwischenwände durchdringen, können z. B. auch in der Form gewählt werden, wie Fig. 7 und 8 zeigen.
An einem hufeisenförmig gebogenen Stab sitzen festgegossen einzelne Knaggen, die Platinbleche festhalten. In der Krümmung sind zwei Stifte z angegossen und am Ende der beiden Schenkel haben dieselben einen nach unten gebogenen Ansatz . Diese hufeisen- förmig gebogenen Elektrodenträger reichen nun mit ihren Knaggen in zwei benachbarte
Zellen, u. zw. so, dass immer der eine Schenkel den negativen Pol, der andere den positiven
Pol darstellt. Die angegossenen Auflagestützen z und berühren jedoch das Gefäss, in welchem die Elektrolyse stattfindet, nicht (siehe Fig. 4).
Die Auflage der Eiektrodenträgcr befindet sich auf dem Rande des das Kühlwasser enthaltenden Gefässes, so dass also eine direkte Verbindung zwischen dem Gefäss, in welchem die Elektrolyse stattfindet und den
Elektroden nicht vorhanden ist. Infolgedessen können sich dort auch keine Brücken durch
Salzwasser bilden. Die Elektroden werden so hoch über dem Elektrolyt angeordnet, dass eine Berührung desselben mit den Elektrodenträgern ebenfalls nicht stattfinden kann. Man wird zweckmässig einen Leiter verwenden, der von Säuren wenig oder gar nicht angegriffen wird, z. B. Hartblei, das durch Präparation noch besonders geschützt wird. Um die Leitungs- fithigkeit des Hartbleies zu erhöhen, kann man als Kern eine Kupferseele einlegen. Selbst- redent kans man aber auch gemischte Elektroden verwenden, z. B.
Kohle und Platin usw.