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undurchlässigen Schirme solche aus osmotischen Membranen zu verwenden, die dem Strom den Durchgang gestatten.
Die Zirkulation sollte nach Richardson und nach Johanna auf ähnliche Art erfolgen wie beim Glockenverfahten, während Bein die Lösung in einer Seitenbewegung an der Kathode vorbeiführt.
Über eine industrielle Verwertung dieser Vorschläge ist dem Erfinder nichts bekannt geworden. Er vermutet, dass sie die Erwartungen nicht erfüllten, die man an sie stellte, wenigstens gelang es ihm bei experimenteller Nachprüfung dieser Anordnungen nicht, gute Resultate zu erzielen. Um auf den Grund der Misserfolge zu kommen, stellte der Erfinder weitere Versuche an und konnte dabei in erster Linie folgendes feststellen :
1. Bei der Zirkulation nach dem Glockenverfahren bzw. nach Richardson oder Johanns
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um den unteren Glockenrand und lässt die nuttleren und die tiefer liegenden Schichten fast unberührt unter sich.
Bei der Anordnung Richardson und Johanns kann demnach die Zirkulation keine rationelle sein, weil die Flüssigkeitsströmung und Stromverteilung nicht korrespondieren,
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dringen kann. Da die dachförmigen Rinnen an beiden Enden offen sind, erzeugen die Wasserstoffblasen, die unter der Decke hinstreichen, eine Flüssigkeitsbewegung in der Zelle, welche die Schichtung zerstört. 2. Eine Seitenbewegung, wie sie Bein vorschreibt, lässt gleichfalls eine scharfe Trennung
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Schichten hervorruft, welche gerade zu einer Vermengtmg führt.
3. Die Badspannung steigt bis zu abnormer Höhe, es kommt sogar zu Stromunterbrechungen, wendet man nicht besondere Mittel an, den Wasserstoff restlos abzuführen.
Nachdem es gelungen war, diese Gründe für den Misserfolg zu finden, war die Abhilfe nicht mehr so. schwierig. Der Elektrolyt musste bei seiner Zirkulation, wie in der amerik. Patentschrift Star. 734580 beschrieben ist, ausschliesslich oder grösstenteils durch die Zwischenräume, welche die Kathodenfläche offen lässt, von oben nach unten, somit hauptsächlich annähernd quer zur
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es minsste verhindert werden, dass Wasserstoffblasen Niveauschwankungen hervorruten, welche eine Schichnmg vereiteln, schädliche Strömungen hervorrufen oder Strombahnen abschneiden.
Diesen Anforderungen entsprach eine Konstruktion, welche auf Fig. I im Längsschnitt. auf Fig. II im Querschnitt dargestellt ist.
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Kathode 10 und ihren Umhüllungen 12 nur streifenweise, also unvollständig abgeschlossen. Die Art der Kathodeneinführung und -verbindung ist aus den Figuren ohneweiters ersichtlich.
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gut nut der Stromverteilung korrespondieren zu lassen, ist es zweckmässig, die Zwischenräume zwischen den einzelnen, möglichst schmalen und nicht weit voneinander abstehenden Stäben
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aufgehoben wird und die Kommunikation nicht lediglich durch die Membranen erfolgen darf.
Die Kathoden 10 bestehen aus Gusseisen, Schmiedeeisen, aus Eisendraht oder Eisendraht-
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nahezu horizontal in das Badgefäss und ruhen mit ihrem Ende links unten auf. Ihr vertikaler Teil führt in der Nebenkammer 15 zur Stromschiene 11.
Die Kathoden wurden nach Fig. IIIa konstruiert und bestanden aus Eisenstäben, die mit
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gingen sie bei der lmieförnùgen Biegung in Rohre aus gleichem Material oder aus Blech über, welche das Gas aufwärtsführten. Der liegende Teil der Kathoden hat eine Neigung von 2 bis 4 ein pro m. Die Elektrodenstäbe werden an ihrer Oberkante zweckmässigerweise verjüngt, die Rinne muss möglichst eng sein.
Diese Anordnung arbeitete zufriedenstellend, sie erschien aber noch verbesserungsfähig, weil die steten kleinen Niveauschwankungen, welche der Wasserstoff bei seinem Auftreten hervorruft, doch eine ruhige Schichtung erschweren können, besonders wenn die Elektrodendecke selbst in Bewegung geraten kann. Auch traten manchmal störende Spannungssteigerungen auf, wenn der Wasserstoff die Membran blähte, deformierte, schädliche Räume bildete.
Um diese Missstände zu beheben, hüllte der Erfinder daher die Kathoden allseitig in eine durchlässige Membran und suchte durch die Wahl eines starren Materiales für die Membran (Zement) oder durch geeignete Konstruktion jede Deformation durch den Wasserstoff völlig auszuschliessen. So verwendete der Erfinder für starre Membranen (Asbestpappe mit Zement- anstrich) Elektroden der Konstruktion der Fig. III b, indem er mehrere Kathodenstäbe in einem starren Rohr anordnete. Diese Elektroden bewährten sich zwar im Gebrauch, doch war der
Spannungsverlust kein unerheblicher.
Um diesen herabzusetzen, konstruierte er nach Schema III c abgeänderte, schmiegsame, alkalibeständige, dünne, möglichst stromdurchlässige Materiale als Membran, vorzugsweise Asbestpapier, Asbestgewebe oder solche Materialen in präpariertem
Zustande. Diese Membranen werden beispielsweise entweder durch Gewichte, z.
B. durch einen
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zweckentsprechende Weise über das Kathodendrahtnetz bzw. die Kathodendrähtestäbe, einzeln oder über einen Rost aus Kathodenstäben gespannt (beispielsweise kann man den im Wesen horizontalen Teil der Kathode aus Drahtnetzen herstellen, die nach oben etwas konvex gekrümmt sind und derart federn, dass sie die darübergezogene Membran ohne weitere Hilfsmittel in ausgespanntem Zustand erhalten).
Bei dieser Anordnung bilden die Membranen längere, an ihren unteren Enden geschlossene. am oberen Ende offene Schläuche oder Säcke, die wie Handschuhe um die Kathoden greifen und die Gase bei 16 entweichen lassen. Alle Volumänderungen, alle Flüssigkeitsschwankungen, die der auftretende Wasserstoff hervorruft, bleiben im Inneren des Schlauches lokalisiert und teilen sich nach aussen dem Hauptkontingent des Elektrolyten nicht mit. Die offenen Schlauch- enden können etwas unter das Flüssigkeitsniveau in der Nebenkammer 15, besser noch his zur
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Bei den hier beschriebenen Anordnungen bleibt der Katholyt, unbeeinflusst von dem abwärtsströmenden Elektrolyten. stets in unmittelbarer Kathodennähe, die Elektrolyse spielt sich folgendermassen ab :
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Kathode unmittelbar anliegenden Elektrolyten dureheinandermengt. Die gebildeten O ! Iûnen gelangen dabei an die Innenseite der Membran bzw. an den Rand der Rinne. Infolge der Ver- engerung des Stromweges ist der Spannungsabfall in der Membran bzw. an dem unteren Rande Rinne ein höherer wie im übrigen Teile des Elektrolyten. Die OH'-Ionen wandern deshalb
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Das Kathodenprodukt der Elektrolyse gelangt also ausserhalb des Kathodenraumes in die Lösung, welche von der Anode herkommt und etwas Chlor'gelöst enthält, ohne wieder wie sonst an der Kathode vorbeizustreichen. Ein bilden sich Spuren von Hypochlorit, die nicht wie sonst durch kathodische Reduktion unter Rückbildung von Chlorid wieder teilweise entfernt werden ; sie gelangen also in das Produkt, welches bei 6 abfliesst. Diese geringen Spuren sind meist völlig belanglos, legt man Wert darauf, sie dennoch zu entfernen, so gelingt dies leicht auf einem der bekannten zahlreichen chemischen Wege ; man kann sie aber leicht auch elektrolytisch entfernen, wenn man eine Hilfskathode einfÜhrt, an der das Produkt der Elektrolyse vorbeistreicht, knapp bevor es das Bad bei 6 verlässt und etwa 1% des Stromes durch die Hilfskathode schickt.
Man kann z. B. das Rohr 5 aus Eisen herstellen und mit dem negativen Pol verbinden oder einen Eisenstab als Hilfskathode darin einführen usw.
Der prinzipielle Vorteil, den das hier beschriebene Verfahren dem Glockenverfahren gegen- über aufweist, beruht darauf, dass es gelingt, bei gleicher Spannung viel höhere Stromdichten herzustellen. Die Vorteile dieses Momentes (höhere Ausbeute und Konzentration usw. ) sind bereits eingangs aufgeführt worden. Während man beim Glockenverfahren mit 3'5 bis 4 Volt Spannung Stromdichten von höchstens 200 Ampère pro m3 herstellt, gelingt es hier bei gleicher Spannung, Stromdichten bis 500 Ampère zu erzielen. Durch Erwärmung der Badlösung wird das Verhältnis noch günstiger. Die Heizung muss aber unter gewissen Kautelen ausgeführt werden, denn sie kann ebenso gut die Schichtung bei unzweckmässiger Anordnung durch Schlierenbildung zerstören, wie sie bei richtiger Anordnung unterstützen.
Die Zellen, deren Wirkungskreis für die Kochsalzelektrolyse näher erläutert wurde. können natüf'iK'h unverändert für die Chlorkaliumelektrolyse usw. verwendet werden.
PATENT ANSPRUCHE : 1. Verfahren zur Elektrolyse von Alkalisalzlösungen, bei welchem der Anodenraum unten nur durch die annähernd horizontal gelagerten Kathoden abgegrenzt wird, welche keine geschlossene, sondern eine beispielsweise streifenweise unterbrochene Fläche bilden, so dass der Elektrolyt ausschliesslich oder grösstenteils durch die Zwischenräume, welche die Kathodenflache offen lässt, von oben nach unten, somit hauptsächlich annähernd quer zur Kathodennälhe
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von.
seitlichen Bewegungen der Elektrolytfliissigkeit geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, da LI Ilie Kathoden durch an den Seitenwänden geschlossene und nur in ihrer unteren ganzen Lange oder nur an einzelnen Stellen offene stromdurchlässige Membranen, welche Zwischenräume zwischen den Kathoden oder ihren Teilen freilassen, eingehüllt werden.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspsnch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen die Kathoden innerhalb des Elektrolyten schlauchförmig völlig umschliessen, so dass die Kathoden-
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