Anode für Elektrolysezellen. Es ist bekannt, dass bei gewissen Elek- trolyseverfahren das Diaphragma der Zer störung ausgesetzt ist, sobald durch un günstige Betriebsverhältnisse eine saure Ein wirkung auf Diaphragma und Kathode erfolgt. Besonders gefährdet sind Diaphragmen aus Asbest oder dergleichen (Asbestpapier).
Gefährlich sind besonders diejenigen Stel len, wo der Kathode keine Anodenfläche gegenübersteht, also da, wo eine gegenüber stehende, aus einzelnen Anoden zusammen gesetzte Gesamtanode infolge der Trennflächen durch mehr oder weniger breite Zwischen räume unterbrochen ist, wo also auch keine direkte Jonenwanderung und beispielsweise keine Laugenbildung erfolgt. In ganz beson derem Masse zeigt sich dies bei vertikaler Elektrodenanordnung. Wird zum Beispiel an der Kathode Alkalihydrogyd gebildet, so sinkt dieses infolge seines höheren spez. Gewichtes nach unten.
Im oberen Teil der Zelle ist an der Kathode nur gegenüber den einzelnen Anodenflächen das ständig frisch gebildete Hydrogyd. Gegenüber den anodenfreien Stellen aber, wo also keine wesentliche Jonenwan- derung zur Kathode stattfindet, ist eine lau genarme, unter Umständen sogar laugenfreie Zone, wo eine saure Einwirkung beginnen kann. Das Diaphragma und die Kathode werden dann zerstört, und das Bad muss ausgeschaltet werden.
Dieses Gefahrenmoment auszuschalten ist der Zweck der Anode gemäss der Erfindung. Gemäss der Erfindung weist der Querschnitt der Einzelanoden, aus welchen die Anode zusammengesetzt ist, Spitz- und Stumpfwin kel auf und die Einzelanoden sind derart angeordnet, dass die schrägen Trennflächen derselben sich gegenseitig überlappen. Hier durch kann erreicht werden, dass die bei der Elektrolyse wirksame Grundfläche der Ge samtanode durch keinerlei Zwischenräume mehr unterbrochen wird. Die Zeichnung zeigt bekannte Anordnungen, sowie Ausführungs beispiele der Anode gemäss der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ganz schematisch eine Elektro- lysezelle mit vertikaler Elektrodenanordnung. a ist eine vorzugsweise aus Graphit gebildete Einzelanode, b das Diaphragma, c die Ka thode und d sind die gefährlichen Stellen, an denen zum Beispiel keine Hydroxydbildung vor sich geht. In Fig. 2 ist die Verteilung des gebildeten Alkalihydroxydes auf der Ka thode gezeigt. Es stellen ct die Einzelanoden; e die Zwischenräume an der Gesamtanode dar.
Es ist ohne weiteres zu ersehen, dass infolge des Absinkens sich die Laugenschicht am oberen Ende bei d nicht schützend über die Kathode breitet, während nach unten zu ein Ausgleich, ein Zusammenfliessen statt findet.
Fig. 3 zeigt die Ausführung der allgemein aus einzelnen rechteckigen Anoden bestehen den Gesamtanode der bisher bekannten An ordnung.
Fig.4 und 5 veranschaulichen Ausführungs formen von Anoden gemäss der Erfindung, welche aus Einzelanoden a zusammengesetzt sind. Der Querschnitt der letzteren ist rhom- boidförmig bezw. trapezförmig und sie sind derart angeordnet, dass die schrägen Trenn flächen derselben sich gegenseitig überlappen.
Durch das Übereinandergreifen der einzelnen Anoden wird eine grössere Gesamtanodenfläche erreicht, auf der ganzen Fläche der Gesamt anode kann ständig Jonenwanderung bezw. an der Kathode Hydroxydbildung stattfinden, somit kann auch im oberen Teil der Zelle eine saure Einwirkung auf Diaphragma und Kathode vermieden werden. Die Betriebs sicherheit ist also erhöht.
Es bleibt ferner bei Abnützung der Elektroden die wirksame Anodenfläche viel länger konstant, da das Übereinandergreifen lange Zeit eine Abstand- bildung (Fig. 6 und 7, er, e2) verhindert. In Fig. 6 stellt e2 den etwas abgearbeiteten Elektrodenabatand dar ähnlich in Fig. 7, nur dass hier e2 noch übereinandergreift, so dass also die wirksame Gesamtanodenfläche immer noch die ursprüngliche ist.
Die Stromdichte bleibt dadurch auch länger konstant, was von grosser Wichtigkeit ist, denn je 'kleiner und gleichmässiger die Strom dichte, desto länger die Lebensdauer der vorzugsweise aus Graphit gebildeten Anode. Im übrigen ist es durch die gleichmässige und grosse Anodenfläche möglich, die Bad spannung sehr niedrig zu halten, was sich vorteilhaft für den Stromverbrauch auswirkt.
Anode for electrolytic cells. It is known that in certain electrolysis processes the diaphragm is exposed to destruction as soon as an acidic effect on the diaphragm and cathode occurs due to unfavorable operating conditions. Diaphragms made of asbestos or the like (asbestos paper) are particularly at risk.
Particularly dangerous are those points where the cathode is not facing an anode surface, i.e. where an opposing overall anode composed of individual anodes is interrupted by more or less wide spaces due to the separating surfaces, i.e. where there is no direct ion migration and, for example, none Lye formation takes place. This is particularly evident when the electrodes are arranged vertically. If, for example, alkali hydrogen is formed on the cathode, this decreases due to its higher spec. Weight down.
In the upper part of the cell there is only ever freshly formed hydrogen on the cathode opposite the individual anode surfaces. Opposite the anode-free areas, however, where there is no significant migration of ions to the cathode, there is a low-lye, possibly even alkali-free zone, where an acidic effect can begin. The diaphragm and cathode are then destroyed and the bath must be switched off.
The purpose of the anode according to the invention is to eliminate this element of danger. According to the invention, the cross section of the individual anodes, from which the anode is composed, has pointed and stump angles and the individual anodes are arranged in such a way that the inclined separating surfaces thereof mutually overlap. Hereby it can be achieved that the effective base area of the entire anode during the electrolysis is no longer interrupted by any gaps. The drawing shows known arrangements and execution examples of the anode according to the invention.
1 shows, very schematically, an electrolysis cell with a vertical electrode arrangement. a is a single anode, preferably made of graphite, b the diaphragm, c the cathode and d are the dangerous places where, for example, there is no hydroxide formation. In Fig. 2, the distribution of the alkali metal hydroxide formed is shown on the Ka method. It represents the individual anodes; e represents the gaps on the entire anode.
It can be seen without further ado that, as a result of the sinking, the caustic layer at the upper end at d does not spread protectively over the cathode, while towards the bottom there is a balance, a confluence.
Fig. 3 shows the execution of the generally composed of individual rectangular anodes, the overall anode of the previously known order.
4 and 5 illustrate embodiment forms of anodes according to the invention, which are composed of individual anodes a. The cross section of the latter is rhomboid or trapezoidal and they are arranged in such a way that the inclined separating surfaces of the same mutually overlap.
By overlapping the individual anodes, a larger total anode area is achieved, over the entire area of the total anode can constantly bezw ion migration. Hydroxide formation takes place at the cathode, so that acidic effects on the diaphragm and cathode can also be avoided in the upper part of the cell. The operational reliability is increased.
Furthermore, when the electrodes are worn, the effective anode area remains constant for much longer, since the overlapping prevents the formation of a gap for a long time (FIGS. 6 and 7, er, e2). In FIG. 6, e2 represents the somewhat processed electrode spacing similar to FIG. 7, only that here e2 still overlaps so that the effective total anode area is still the original.
As a result, the current density also remains constant for longer, which is of great importance because the smaller and more uniform the current density, the longer the service life of the anode, which is preferably made of graphite. In addition, the even and large anode surface makes it possible to keep the bath voltage very low, which has a beneficial effect on power consumption.