CH334613A - Filter press type electrolyzer - Google Patents

Filter press type electrolyzer

Info

Publication number
CH334613A
CH334613A CH334613DA CH334613A CH 334613 A CH334613 A CH 334613A CH 334613D A CH334613D A CH 334613DA CH 334613 A CH334613 A CH 334613A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
filter press
cell
electrolyte
cell pack
press type
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
A Zdansky Ewald
Original Assignee
Lonza Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lonza Ag filed Critical Lonza Ag
Publication of CH334613A publication Critical patent/CH334613A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

  

      Elektrolyseur    der     Filterpressenbauart       Bei     Elektrolyseuren    der     Filterpressenbauart     dienen zur Ableitung der Gase und zur Rück  führung des von den Gasen mitgerissenen  Elektrolyten meist Kanäle, welche längs       dureh    das Zellenpaket     hindurchgeführt    und  mit den betreffenden Räumen der einzelnen       Zellen    durch je eine Querbohrung verbunden  sind.

   Die Anschlüsse der Verbindungsrohre  zwischen dem Zellenpaket und den     Gasab-          scheidegefässen    pflegte man dabei in die Mitte  des     Elektrolyseurs    zu legen, um damit     mög-          liehst    kurze Strömungswege zwischen dem  Zellenpaket und den.     Gasabscheidern    zu er  lialten. Man kann dann auch den Querschnitt       der    erwähnten Längskanäle relativ klein wäh  len..

   Für den Anschluss der Verbindungsrohre  wurde dabei eine sogenannte  Mittelkammer   in das Zellenpaket eingebaut; sie stellte für       h.Iektx-ol5-seure    der     Filterpressenbauart        bis-          lier    ein typisches Bauelement. dar.  



  lm Betrieb stand die erwähnte Mittelkam  mer unter der halben Betriebsspannung; denn  zur Erzielung einer möglichst hohen     An-          sehlussspannung    pflegte man den einen Pol  der Stromquelle an die linke Endplatte und  den andern Pol an die rechte Endplatte des       Elektrolyseurs    zu legen. Unter dieser halben       qpannung    lagen daher auch die angeschlos  senen Rohre und die     Gasabscheidegefässe.     



  Die     Herstellung    einer solchen Mittelkam  mer in der erforderlichen präzisen Ausfüh  rung ist sehr teuer; überdies ist die Kammer    für     elektrolytische    Korrosionen anfällig, und  es lassen sich etwa notwendige Reparaturen  nur nach Ausbau der Kammer     durchführen.     



  Die     Erfindung    betrifft einen     Elektroly-          seur    der     Filterpressenbauart    und ermöglicht.  es, auf den Einbau einer solchen Mittelkam  mer zu verzichten, ohne auch den Querschnitt  der Gas- und     Elektrolytkanäle    vergrössern zu  müssen. Weiterhin kann man hierbei die  Schaltung so wählen, dass die     Gasabscheide-          gefässe    und alle mit diesen verbundenen  Rohrleitungen sowie beide Endplatten des       Elektrolyseurs    an Erde- liegen und daher  ohne Gefahr berührt werden können. Die Er  findung eignet sich insbesondere auch für       Druckelektrolyseure.     



  Nach der Erfindung sind die längs durch  das Zellenpaket hindurchführenden     Gasab-          leitungs-    und     Elekt.rolytrückführungskanäle     an beiden Enden des Zellenpaketes mittels  Rohrleitungen mit den     Gasabscheidegefässen     verbunden und die beiden Endelektroden des  Zellenpaketes sind an den gleichen Pol der  Spannungsquelle gelegt, während der andere  Pol an die Mitte des Zellenpaketes angeschlos  sen ist. Vorzugsweise wird hierbei der an die  erwähnten beiden Enden des Zellenpaketes  gelegte Pol der Spannungsquelle geerdet.  



  Bei der praktischen Anwendung der Er  findung zeigt sich nun, dass der Strom nicht  immer gleichmässig auf beide Hälften des  Zellenpaketes     verteilt    wird, sondern vielmehr      - je nach dem Gesamtwiderstand der ein  zelnen Zellenblöcke - sehr verschieden hoch  sein kann. Man kann aber eine gleichmässige  Stromverteilung dadurch erzielen, dass man  den     Elektrolytrücklauf    ungleichmässig auf  die beiden Hälften des Zellenpaketes verteilt.  Denn im allgemeinen wird der Elektrolyt  vor seiner     Rückführung    in die Zellen gekühlt  und mit Hilfe des gekühlten Elektrolyten  kann man den Widerstand der beiden Hälf  ten des Zellenpaketes     ausregulieren    und die  Stromstärke gleichmässig verteilen.  



  Die Zeichnung zeigt schematisch     ein    Aus  führungsbeispiel der     Erfindung.    Das aus den  Zellen 1a,     lb,        1c   <B>...</B> aufgebaute Zellenpaket  ist, durch eine einfache Mittelelektrode 6 in  die beiden Hälften I und     II    unterteilt und  durch die Zuganker 4 und deren Schrauben  5 zwischen den Endplatten 2 und 3 einge  spannt. Über dem Zellenpaket I,     II    liegen  die     Gasabscheidegefässe,    von denen nur das  vordere Gefäss 8 erkennbar ist, welches z. B.  zur Aufnahme des Wasserstoffes dient. Das  vom mitgerissenen Elektrolyt abgetrennte Gas  sammelt sich im Dom 9 und strömt über die  Leitung 10 ab.

   Der     Gasabscheider    8 ist über  die Rohre 11 und 12 mit beiden Enden des  zugehörigen, längs durch das Zellenpaket hin  durchgeführten     Gasableitungskanals    verbun  den; ebenso ist das Gefäss 8 durch das Rohr  13 über ein Filter 15 und das Rohr 14 mit  den beiden Enden des längs durch das Zellen  paket hindurchgeführten     Elektrolytrücklei-          tungskanals        verbunden.    In gleicher Weise  sind die Rohranschlüsse des zweiten, hinter  dem Gefäss 8 liegenden     Gasabseheidegefä.sses     für Sauerstoff ausgeführt.  



  Statt den rücklaufenden Elektrolyten   wie in der Zeichnung dargestellt - gemein  sam durch ein Filter zu schicken, kann man  natürlich auch an beiden Seiten des Zellen  paketes je ein Filter vorsehen.  



  Die Trommeln 8 enthalten Kühlschlangen  18 mit den Zu- und Ableitungen 19,     19a.     Wie man aus den gezeichneten Stroman  schlüssen erkennt, liegen die den Endplatten  2, 3 vorgelagerten     Endelektroden    7, 7a am  gleichen Pol der Spannungsquelle. Der andere    Pol der Spannungsquelle ist mit. der Mittel  elektrode 6 verbunden. Der mit den Enden  des Zellenpaketes verbundene negative Pol  wird vorzugsweise geerdet.  



  Zur Regulierung der     Stromverteilung    sind  in die     Elektrolytrüeklaufleitung    zwei regu  lierbare Drosseln (Blenden) 20 und 21 ein  gebaut, welche es gestatten, den     Elektrolyt-          rüeklauf    in die beiden Hälften des Zellen  paketes getrennt zu regeln und damit den  Widerstand der beiden     Zellengruppen    I und  <B>11</B> passend abzustimmen.  



  In der dargestellten Schaltung stellen die  Rohre 11-13 und das     Gasabscheidegefäss    8  einen     Nebensehluss    zu der     Stromleitungs-          schiene    dar, welche die beiden Endelektroden  7,     7n    miteinander verbindet.

   Um eine Er  wärmung dieser im     N        ebenschluss    liegenden  Rohre     1.1-1.3    durch     vagabundierende    Ströme  mit Sicherheit zu     verhindern,    empfiehlt es  sieh, die Endelektroden 7,     7a    mit den Gas  abseheidegefässen 8 über     Stromsehienen    16,  1 7 zu verbinden, deren Widerstand erheblich  geringer ist. als der Widerstand der Rohre       11--13,    z. B. durch     Kupfersch        nenen.     



  Die beschriebene Anordnung eignet sieh  besonders für     Druekelektrolyseure    der be  schriebenen Bauart, da bei     Druekapparaten     die Zellen sehr schmal gebaut werden und  man daher in jeder der     beiden    Hälften (I,     II)     des Zellenpaketes eine ausreichend grosse An  zahl von Zellen unterbringen kann, um damit,       zti    genügend hohen Betriebsspannungen zu  kommen. In der Praxis     konnten    in diesen  beiden Hälften eines     Druekelektrolyseurs    je  250 Zellen untergebracht werden, so     da.ss    sich  eine Betriebsspannung von etwa 450 Volt  ergab.



      Filter press type electrolysers In filter press type electrolysers, channels are usually used to divert the gases and to return the electrolyte entrained by the gases, which pass through the cell stack and are connected to the respective spaces of the individual cells by a cross hole.

   The connections of the connecting pipes between the cell pack and the gas separation vessels were usually placed in the middle of the electrolyzer in order to keep the flow paths as short as possible between the cell pack and the. Gas separators to emerge. You can then choose the cross-section of the mentioned longitudinal channels to be relatively small.

   For the connection of the connecting pipes, a so-called middle chamber was built into the cell stack; it provided a typical component for h.Iektx-ol5-seure of the filter press design bislier. represent.



  In operation, the middle chamber mentioned was under half the operating voltage; for in order to achieve the highest possible connection voltage, one pole of the current source was usually placed on the left end plate and the other pole on the right end plate of the electrolyzer. The connected pipes and the gas separation vessels were therefore also under this half voltage.



  The production of such a Mittelkam mer in the required precise Ausfüh tion is very expensive; In addition, the chamber is susceptible to electrolytic corrosion, and any necessary repairs can only be carried out after removing the chamber.



  The invention relates to an electrolyzer of the filter press type and enables. it is not necessary to install such a center chamber without having to enlarge the cross-section of the gas and electrolyte channels. Furthermore, the circuit can be selected in such a way that the gas separation vessels and all pipelines connected to them as well as both end plates of the electrolyser are on the ground and can therefore be touched without danger. The invention is particularly suitable for pressure electrolysers.



  According to the invention, the gas discharge and electrolyte return ducts running longitudinally through the cell pack are connected to the gas separation vessels at both ends of the cell pack by means of pipes and the two end electrodes of the cell pack are connected to the same pole of the voltage source, while the other pole is connected to the Is connected in the middle of the cell pack. In this case, the pole of the voltage source connected to the two ends of the cell pack mentioned is preferably earthed.



  In the practical application of the invention, it is now evident that the current is not always evenly distributed over both halves of the cell packet, but rather - can be very different - depending on the total resistance of the individual cell blocks. However, a uniform current distribution can be achieved by distributing the electrolyte return unevenly over the two halves of the cell stack. Because in general the electrolyte is cooled before it is returned to the cells and with the help of the cooled electrolyte one can regulate the resistance of the two halves of the cell pack and distribute the current evenly.



  The drawing shows schematically an exemplary embodiment of the invention. The cell package made up of cells 1a, lb, 1c is divided into two halves I and II by a simple center electrode 6 and between the end plates 2 and II by the tie rods 4 and their screws 5 3 clamped. Above the cell pack I, II are the gas separation vessels, of which only the front vessel 8 can be seen, which z. B. is used to absorb the hydrogen. The gas separated from the entrained electrolyte collects in the dome 9 and flows off via the line 10.

   The gas separator 8 is verbun via the tubes 11 and 12 with both ends of the associated gas discharge channel running longitudinally through the cell stack; Likewise, the vessel 8 is connected by the pipe 13 via a filter 15 and the pipe 14 to the two ends of the electrolyte return channel which is passed through the cell packet. The pipe connections of the second gas separating vessel for oxygen, which is located behind the vessel 8, are designed in the same way.



  Instead of sending the returning electrolyte through a filter together as shown in the drawing, you can of course also provide a filter on each side of the cell pack.



  The drums 8 contain cooling coils 18 with the inlet and outlet lines 19, 19a. As you can see from the drawn power connections, the end plates 2, 3 upstream of the end electrodes 7, 7a are at the same pole of the voltage source. The other pole of the voltage source is with. the central electrode 6 connected. The negative pole connected to the ends of the cell pack is preferably grounded.



  To regulate the current distribution, two adjustable throttles (orifices) 20 and 21 are built into the electrolyte return line, which allow the electrolyte return to the two halves of the cell pack to be regulated separately and thus the resistance of the two cell groups I and <B > 11 </B> to be coordinated appropriately.



  In the circuit shown, the tubes 11-13 and the gas separation vessel 8 represent a secondary fault with the power line rail which connects the two end electrodes 7, 7n to one another.

   In order to prevent heating of these shunted pipes 1.1-1.3 by stray currents, it is recommended to connect the end electrodes 7, 7a to the gas separating vessels 8 via busbars 16, 17, the resistance of which is considerably lower. than the resistance of pipes 11-13, e.g. B. by Kupferschnenen.



  The arrangement described is particularly suitable for pressure electrolyzers of the type described, since the cells are built very narrowly in pressure apparatuses and you can therefore accommodate a sufficiently large number of cells in each of the two halves (I, II) of the cell pack in order to zti sufficiently high operating voltages to come. In practice, 250 cells each could be accommodated in these two halves of a pressure electrolyzer, so that an operating voltage of around 450 volts resulted.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> Elektrolyseur der Filterpressenbauart, da durch gekennzeichnet, da.ss die längs durch das Zellenpaket (1, 1I) hindurchführenden Gasableitungs- und Elektrolytrüekführtings- kanäle an beiden Enden des Zellenpaketes (I, II) mittels Rohrleitungen (11-14) mit den (Iasabscheidegefässen (8) verbunden und die beiden Endelektroden des Zellenpaketes an den gleichen Pol der Spannungsquelle gelegt sind, während der andere Pol an die Mitte des Zellenpaketes (Elektrode 6) angeschlossen ist. <B> PATENT CLAIM </B> Electrolyser of the filter press type, characterized by the fact that the gas discharge and electrolyte discharge ducts leading through the cell pack (1, 1I) at both ends of the cell pack (I, II) by means of pipes (11 -14) are connected to the (Iasabscheidegässen (8) and the two end electrodes of the cell stack are connected to the same pole of the voltage source, while the other pole is connected to the center of the cell stack (electrode 6). L-NTERANSPRCCHE 1. Elektrolyseur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in die beiden Elek troly trüeklaufleitungen (13, 14) Drosseln (20, 21) eingebaut sind. 2. Elektrolyseur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Gasabscheide- gefässe (8,) mit den Endelektroden (7, 7a) des Zellenpaketes (I, II) durch Metallschie nen (16, 17) verbunden sind, die einen klei neren Widerstand besitzen als die Rohrver bindungen (11-13). 1. Electrolyser according to patent claim, characterized in that throttles (20, 21) are built into the two electrolyte drain lines (13, 14). 2. Electrolyser according to claim, characterized in that the gas separation vessels (8,) are connected to the end electrodes (7, 7a) of the cell stack (I, II) by metal rails (16, 17) which have a smaller resistance have than the Rohrver connections (11-13).
CH334613D 1955-07-07 1955-07-07 Filter press type electrolyzer CH334613A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH334613T 1955-07-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH334613A true CH334613A (en) 1958-12-15

Family

ID=4503239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH334613D CH334613A (en) 1955-07-07 1955-07-07 Filter press type electrolyzer

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH334613A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0045583A1 (en) * 1980-07-31 1982-02-10 Ernst Spirig Electrolysis apparatus
WO1998000584A1 (en) * 1996-06-28 1998-01-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having split fluid and current feed
WO2001098560A2 (en) * 2000-06-22 2001-12-27 John Lee Electrolytic tank fro the electrolysis of a liquid
DE102022205237A1 (en) 2022-05-25 2023-11-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating a cell stack with a number of electrochemical cells arranged one above the other and sealed against one another

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0045583A1 (en) * 1980-07-31 1982-02-10 Ernst Spirig Electrolysis apparatus
WO1998000584A1 (en) * 1996-06-28 1998-01-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical cell having split fluid and current feed
WO2001098560A2 (en) * 2000-06-22 2001-12-27 John Lee Electrolytic tank fro the electrolysis of a liquid
WO2001098560A3 (en) * 2000-06-22 2002-05-02 John Lee Electrolytic tank fro the electrolysis of a liquid
DE102022205237A1 (en) 2022-05-25 2023-11-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for operating a cell stack with a number of electrochemical cells arranged one above the other and sealed against one another

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0118760B1 (en) Device for the separation of solutions by pervaporation
EP0762927A1 (en) Single and multiple electrolytic cells and arrays of such cells for deionizing aqueous solutions
DE2314398A1 (en) DEVICE FOR PRODUCING OZONE
CH334613A (en) Filter press type electrolyzer
EP0175288B1 (en) Process for the galvanic separation of electrolyte carrying collectors from the electrolyte chambers of an electrochemical cell parcel
DE2534032A1 (en) HIGH FREQUENCY ZONIZER
DE2127834A1 (en) Flow treatment device for fluid media
DE2244331A1 (en) Air cooler for sulphuric acid - polar protection enables the use of cheaper materials for aggressive duties
DE1024933B (en) Plate ozone apparatus
DE477758C (en) Ozonization device in connection with an air filter and fan
DE212010000074U1 (en) Device for modifying the structure of the molecular composition of a liquid hydrocarbon fuel
DE2329630B2 (en) Process and device for the disinfection of liquids by anodic oxidation with prior reduction
DE2528868A1 (en) GAS MIXTURE SEPARATOR
DE453685C (en) Device for electrolysis
DE2229630A1 (en) Continuous band or wire treatment - eg pickling or degreasing at high speed
DE921023C (en) Filter press type water separator
DE102021103191A1 (en) electrolysis plant
DE2741461C2 (en) Device for the enrichment of uranium isotopes using the separating nozzle method
DE1146038B (en) Ozone production apparatus
DE2144989C3 (en) Electrolysis cell for oxygen shower
DE929016C (en) Single or multi-phase converter group
DE553783C (en) Electrolytic decomposer
AT214905B (en) Device for bringing a gaseous flowing medium into contact with a liquid
DE622121C (en) Electrolytic decomposer
DE102021214194A1 (en) Fuel cell system and bipolar plate for a fuel cell system