DD209853A5

DD209853A5 - Elektrolysezelle und dichtung fuer eine elektrolysezelle

Info

Publication number: DD209853A5
Application number: DD83251070A
Authority: DD
Inventors: Thomas W Boulton; Brian J Darwent
Original assignee: Ici Plc
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1984-05-23
Also published as: GB8312043D0; ZA833345B; US4493759A; EP0094772B1; EP0094772A3; CA1269638A; JPS58210182A; JPH0647360U; ATE38860T1; DE3378538D1; AU1449883A; JP2515142Y2; AU563358B2; EP0094772A2; IN159462B

Abstract

Elektrolysezelle mit Dichtungsring, wobei die Zelle mindestens eine Anode und mindestens eine Kathode und einen zwischen der Anode und der daran angrenzenden Kathode befindlichen Separator, der die Zelle in separate Anoden- und Kathodenkammern teilt, und wobei der Verdichtungsring eine Vielzahl von Erhebungen und/oder Einbuchtungen auf oder in dessen Oberflaeche besitzt, vorzugsweise auf oder in beiden Oberflaechen, die derart eingerichtet sind, dass sie mit den entsprechenden Einbuchtungen und/oder Erhebungen in oder auf der Oberflaeche der Anode oder der Kathode oder eines daran angrenzenden Verdichtungsringes zusammenwirken.

Description

Berlin, den 2„9.1983

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Elektrolysezelle und Dichtung für eine Elektrolysezelle Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle und eine Dichtung zum Einsatz in einer Elektrolysezelle.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daL· clektrolysezellen a» einer Vielzahl von Anoden und Katoden bestehen, wobei jede Anode von der entsprechenden Katode durch ein Trennelement getrennt ist, welches die Elektrolysezelle in eine Vielzahl von Anoden- und Katodenräumen unterteilt, üie Anodenräume einer solchen Zelle sind mit Elementen zur Zuführung von Elektrolyt in die Zelle versehen, vorzugsweise von einem gemeinsamen Sammelrohr, und mit Elementen zur Entfernung der Elektrolyseprodukte aus der Zelle. Ebenso sind die Katodenräume der Zelle mit Elementen zur Entfernung der Elektrolyseprodukte aus der Zelle und wahlweise mit Elementen zur Zuführung von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in die Zelle versehen.

Das Trennelement in der Elektrolysezelle kann eine flüssigkeitsdurchlässige Membran sein, die es dem Elektrolyten erlaubt, von den Anodenräumen in den Katodenraum der Zelle zu flieiien, odor es kann eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Membran sein, die ionisch durchlässigkeitsselektiv ist, beispielsweise kationendurchlässigkeitsselektiv, und die den selektiven Strom von ionischen Spezies

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zwischen den Anödenräumen und den Katodenräumen der Zelle ermöglicht*

Derartige Elektrolysezellen können beispielsweise bei der Elektrolyse von wäßrigen Alkalimetallchloridlösungen eingesetzt werden. Wenn eine solche Lösung in einer Elektrolysezelle mit durchlässiger Membran elektrolysiert wird, wird die Lösung den Anodenräumen der Zelle zugeführt. Chlor,das im Elektrolysevorgang produziert wird, wird aus den Anode n*· räumen der Zelle entfernt, die Alkalimetallchloridlösung passiert die Membranen, und Wasserstoff und Alkalimetallhydroxid, die durch die Elektrolyse erzeugt werden, werden in Form einer wäßrigen Lösung von Alkalimetallchlorid und Alkalimetallhydroxid entfernt, Wenn eine wäßrige Alkalimetallchloridlösung in einer Elektrolysezelle mit undurchlässiger Membran elektrolysiert wird, die eine kationendurchiässigkeitsselöktive Membran oder Scheidewand enthält, wird die Lösung den Anodenräumen der Zelle zugeführt, und das bei der Elektrolyse erzeugte Chlor und die erschöpfte Alkalimetallchloridlösung werden aus den Anodenräumen entfernt, Alkalimetallionen werden durch die Scheidewände in die Katodenräume der Zelle transportiert, denen Wasser oder verdünnte Alkalimetallhydroxidlösung zugeführt werden kann, und der durch die Reaktion der Alkalimetallhydroxidionen mit den Hydroxylionen erzeugte Wasserstoff und die Alkalimetallhydroxidlösung werden aus den Katodenräumen der Zelle entfernt«

Elektrolysezellen des beschriebenen Typs können besonders bei der Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid dreh die Elektrolyse von wäßriger Natriumchloridlösung eingesetzt

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Es ist eine ganze Reihe unterschiedlicher Ausführungen von Elektrolysezellen bekannt. Beispielsweise können Elektrolysezellen des Filterpressentyps eine ganze Reihe von einander abwechselnden Anoden und Katoden haben, beispielsweise fünfzig Anoden, die sich mit fünfzig Katoden abwechseln, aber die Zelle kann sogar eine noch größere Zahl von Anoden und Katoden aufweisen, beispielsweise bis zu einhundertundfünfzig einander abwechselnde Anoden und Katoden,

Derartige Elektrolysszellen können eine Vielzahl von Dichtungen enthalten,, Beispielsweise können in einer Elektrolysezelle des Filterpressentyps eine oder mehrere Dichtungen zwischen aneinander grenzenden Anoden und Katoden angeordnet sein und dazu dienen, die Anoden und Katoden elektrisch gegeneinander zu isolieren, und sie können auch dazu dienen, Abstände in der Zelle zu schaffen, um die Anoden- und Katodenräurae zu bilden.

Bei solchen clektrolysezellen und besonders bei Elektrolysezellen des Filterpressentyps, die eine große Zahl von Dichtungen aufweisen, können bei der Hontage der Zelle Schwierigkeiten dahingehend auftreten, daß die Dichtungen genau positioniert und in ihrer Stellung gehalten werden, wenn sie höherem Druck ausgesetzt sind. Außerdem kann während der Mutzung der Zolle die Tendenz bestehen, daß die Dichtungen rutschen, wodurch sich dann die Gefahr des Austritts der Elektrolytflüssigkeit aus der Zelle ergibt.

Bekannt ist die UiS-PS 4 175 025, in der eine Methode zur Abdichtung einer Membran gegenüber Dichtungen, bezogen auf Plastrahmen, beschrieben wird, bei welcher in einer Elek-

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trolysezelle des Filterpressentyps eine Scheidewand gebildet wird, die zwischen angrenzende Rahmen paßt, wobei die Scheidewand eine wirksame Oberfläche hat, die größer als die der Rahmen ist* In der Zelle führt eine Aussparung in einem der Rahmen um den Umfang des Rahmens, und in die Aussparung paßt eine Dichtung, die gegen den angrenzenden Rahmen stößt, um die Scheidewand in Stellung zu halten«

Sei einem anderen Ausführungsbeispiel kann jeder der aufeinanderfolgenden Rahmen eine Umfangsnut haben, und in jede Nut wird eine Dichtung eingepaßt, wobei die Scheidewand zwischen den Dichtungen in benachbarten Nuten eingeklemmt wird.

Ziel der· Erfindung.

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Mangel der bekannten technischen Lösungen zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektrolysezelle und eine Dichtung in einer Elektrolysezelle zu schaffen, bei der während der Montage der Zelle und ihrer Nutzung die Dichtung leicht montiert und in einer festgelegten Position gehalten werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Elektrolysezelle geschaffen, die aus wenigstens einer Anode und wenigstens einer Katode, einem Trennelement, das zwischen einer Anode und der angrenzenden Katode angeordnet ist und die Zelle in

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getrennte Anoden- und Katodenräume trennt, und aus einer oder mehreren Dichtungen aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dichtung aus einer Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Aussparungen auf oder in einer Fläche der Dichtung besteht, die mit den entsprechenden Au^parungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Fläche einer Anode oder Katode oder einer daran angrenzenden Dichtung zusammenwirken*

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Elektrolysezellen des Filterpressentyps beschränkt. Sie ist jedoch besonders geeignet für die Anwendung bei solchen Zellen, die aus einer Vielzahl von einander abwechselnden Anoden und Katoden und einer Vielzahl von Dichtungen bestehen, denn gerade bei diesen Filterpressenzellen treten die Schwierigkeiten bei der genauen Positionierung der Dichtungen und die Gefahr des Rutschens am stärksten auf.

In der Elektrolysezelle kann eine Dichtung neben einer Anode und/oder einer Katode angeordnet werden, wobei die Vorsprünge und/oder Aussparungen auf oder in einer Fläche der Dichtung mit den entsprechenden Aussparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Fläche der Anode und Katode zusammenwirken. Die Dichtung kann zwischen aneinander grenzender Anode und Katode angeordnet werden.

Die Dichtungen können eine rahmenartige Bauweise haben, wobei der Raun innerhalb des Rahmens in der Elektrolysezelle einen Raum bildet, um Teil des Anoden- oder Katodenraumes zu sein.

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Als Alternative dazu können die Anoden und Katoden der Elektrolysezelle selbst in getrennten Dichtungen angeordnet werden, beispielsweise kann jede Anode und Katode in einer rahmenartigen Dichtung positioniert und durch diese gehalten werden, z. B, in einer Aussparung in der Dichtung. In diesem Fall wirken die Vorsprünge und/oder Aussparungen auf oder in einer Fläche einer Dichtung mit den entsprechenden Aussparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Fläche einer anderen, daran angrenzenden Dichtung zusammen.

Im allgemeinen ist die Dichtung plan, und sie kann Vorsprünge und/oder Aussparungen auf oder in einer Fläche oder auf oder in beiden Flächen der Dichtung, d, h«, den gegenüberliegenden Flächen, aufweisen.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Dichtung sowohl Vorsprünge als auch Aussparungen auf und in einer ihrer Flächen aufweist. So kann die Dichtung eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Aussparungen auf oder in ihren gegenüberliegenden Flächen aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Fläche einer Anode

oder einer Katode, die daran angrenzt, oder von zwei nebeneinander liegenden Dichtungen zusammenwirken.

Die Dichtung kann jede geeignete Form von Vorsprüngen auf einer Fläche aufweisen, und die Aussparungen müssen eine Form haben, die auf das Zusammenwirken mit den Vorsprüngen abgestimmt ist. Beispielsweise können die Vorsprünge die Form von Stegen auf einer Fläche der Dichtung haben. Oie Stege können eine rechteckige Form haben, z. B. quadratisch

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oder lang rechteckig, oder sie können eine zylindrische Form haben. Die Aussparungen sind so geformt, daß sie mit der Form der Vorsprünge zusammenwirken, und die Aussparung kann durch entsprechend geformte Löcher in der Dichtung gebildet werden, die von einer Fläche der Dichtung zur anderen führen,

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Elektrolysezelle der Erfindung sind jede Anode und jede Katode, mit Ausnahme der Endanode und der Endkatode, zwischen einem Paar von Dichtungen angeordnet, wobei die Dichtungen eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Aussparungen auf oder in wenigstens einer Fläche der Dichtungen aufweisen, die zur Anode oder Katode gerichtet ist, und wobei die Anode oder Katode Aussparungen in ihrer Fläche aufweisen und die Vorsprünge auf der Fläche einer oder beider Dichtungen durch die Aussparung in der Anode oder Katode führen und mit den entsprechenden Aussparungen in der Fläche der Dichtung auf der gegenüberliegenden Seite der Anode oder Katode zusammenwirken.

Die Vorsprünge und/oder Aussparungen auf und/oder in der Oberfläche der Dichtung sollten so verteilt sein, daß sie das gewünschte Ergebnis der genauen Positionierung der Dichtung während der Montage der Elektrolysezelle erbringen, und sie sollten gewährleisten, daß die Dichtung in der festgelegten Position in der Zelle während der Nutzung der Zelle bleibt.

Im allgemeinen haben die Vorsprünge und/oder Aussparungen einen Abstand von nicht mehr als 20 cm, und sie können bis

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auf einen so geringen Abstand wie 2 cm zusammengedrängt werden* Diese Abstandsangaben sollen jedoch nur als allgemeine Richtlinie dienen und sind nicht als Einschränkung zu betrachten.

Die Dicke der Dichtung bestimmt zumindest teilweise die Abmessungen des Anoden- oder Katodenraumes der Elektrolyse" zelle» Die Dichtung kann beispielsweise eine Stärke im Bereich von 1 bis 20 mm'haben.

Die Vorsprünge sollten ausreichend von der Oberfläche der Dichtung vorstehen, urc das gewünschte Ergebnis der genauen Positionierung der Dichtung während der Montage zur Elek*~ trolysezelle zu gewährleisten, und sie sollten sichern,, daß die Dichtung in der festgelegten Position in der Zelle während der Nutzung der Zelle bleibt, Es ist daher vorteilhaft, vsenn die „Vorsprünge ©inen verhältnismäßig engen Sttz mit der Aussparung haben, mit der sie zusammenwirken.

Die Dichtungen sollten aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt werden» Es ist wünschenswert, daß die Dichtungen flexibel und vorzugsweise elastisch sind, um die Erreichung einer leckdichten Dichtung in der Elektro~ lysezelle zu unterstützen.

Die Dichtungen werden vorzugsweise aus einem organischen Polymermaterial hergestellt, wobei dieses Material beispielsweise ein Polyolefin, ζ, θ, Polyäthylen oder Polypropylen; ein Kohlenwasserstoffelastomer, z, B, ein Elastomer auf der Grundlage eines Äthylen-P.ropylen-Kopolymers, eines Äthylen-

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Propylen-Dien-Kppolymers, eines Naturgummis öder eines Styrol-Butadien-Gummis, oder ein gechlorter Kohlenwasserstoffe ψί B, Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid, sein kann. Besonders wünschenswert ist es, daß das Material der Dichtung gegen die Flüssigkeiten in der Elektrolysezelle chemisch resistent ist, und wenn die Zelle bei der Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallchloridlösung eingesetzt werden soll, kann das Material ein fluoriertes polymeres Material sein, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, fluorierter Äthylen-Propylen-Kopolymer, Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylenkopolymer, oder ein Substrat mit einer Außenschicht aus einem solchen fluorierten Polymermaterial.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtung zum Einsatz in einer Elektrolysezelle vorgesehen, wobei die Dichtung aus einer Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Aussparungen auf oder in einer deren Oberflächen besteht.

Das Trennelement in der Elektrolysezelle kann ein Trennelement des Merabrantyps (durchlässig) oder des Scheidewandtyps (undurchlässig) sein.

Bei einer Elektrolysezelle des Membrantyps sind die Trennelemente zwischen aneinander grenzenden Anoden und Katoden zur Bildung getrennter Anodenräume und Katodenräume mikroporöse und bei der Nutzung tritt durch die Membranen Elektrolyt aus den Anodenräumen in die Katodenräume« So besteht bei der Elektrolyse der wäßrigen Alkalimetallchlorid-

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lösung die produzierte Zellenflüssigkeit aus einer wäßrigen Lösung von Alkalimetallchlorid und Alkalimetallhydroxid*

Bei einer Elektrolysezelle des Scheidewandtyps sind die Trennelemente im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig, und bei der Nutzung werden ionische Spezies oder hydrierte ionische Spezies durch die Scheidewände zwischen den Räumen der Zelle transportiert« Wenn also die Scheidewand eine Kationenaustauschscheidewand ist, werden Kationen durch die Scheidewand transportiert« und in dem Fall« daß wäßrige Alkalimetallchloridlösung elektrolysiert wird, besteht die Zellenflüssigkeit aus einer wäßrigen Lösung von Alkalimetallhydroxid,

Wenn das in der Elektrolysezelle einzusetzende Trennelement eine mikroporöse Membran ist, ist die Art der Membran abhängig von der Art des Elektrolyten, der in der Zelle elektrolysiert werden soll. Die Zelle sollte gegen eine Zersetzung durch den Elektrolyten und die Elektrolyseprodukte resistent sein und, wenn eine wäßrige Lösung eines Alkalimetallchlorids elektrolysiert werden soll, die Membran sollte vorteilhaft aus einem fluorhaltigen Polymermetedal hergestellt sein, da diese Materialien im allgemeinen gegen sine Zersetzung durch Chlor und Alkalimetallhydroxid, wie es in der Elektrolyse produziert wird, beständig sind« Vorzugsweise besteht die mikroporöse Membran aus Polytetrafluorethylen, obwohl auch andere Materialien eingesetzt werden können, beispielsweise Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylenkopolymere, Vinylidenfluoridpolymere und -kopolymere und fluorierte Äthylen-Propyien-Kopolymere«

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Geeignete mikroporöse Membranen sind beispielsweise die in der britischen PS Nr, 1 503 915 beschriebenen, in denen eine mikroporöse Membran aus Polytetrafluoräthylen mit einer MikroStruktur von Knoten beschrieben wird, die unterein« ander durch Fibrillen verbunden sind, und die in der britischen PS Nr, 1 081 046 beschriebenen, nach welcher eine mikroporöse Membran durch Extraktion eines Partikulatfüll« Stoffs aus einem Bogen von Polytetrafluorätylen erzeugt wird. Andere geeignete mikroporöse Membranen werden in der Fachliteratur beschrieben.

Wenn das in der Zelle einzusetzende Trennelement eine Kationenaustauschscheidewand ist, ist die Art der Scheidewand ebenfalls von der Art des Elektrolyten, der in der Zelle elektrolysiert werden soll, abhängig« Die Scheidewand sollte beständig gegen Zersetzung durch den Elektrolyten und die Elektrolyseprodukte sein, und, wenn eine wäßrige Lösung aus Alkalimetallchlorid elektrolysiert werden soll, die Membran sollte vorteilhaft aus einem fluorhaltigen Polymermaterial hergestellt werden, welches Kationenaustauschgruppen enthält, beispielsweise Sulfonsäure-, Karboxylsäure- oder Phosphonsäuregruppen oder deren Derivate oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Gruppen,

Geeignete Kationenaustauschscheidewände werden beispielsweise in den britischen PS Nr. 1 184 321, 1 402 920, 1 406673, 1 455 070, 1 497 748, 1 497 749, 1 518 387 und 1 531 068 beschrieben.

Die Trennelemente können in ihrer Stellung in der Elektro« lysezelle beispielsweise durch Befestigen des Trennelementes

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an einer Dichtung oder durch Einklemmen eines Trennelementes zwischen den Flächen eines Paares von aneinander grenzenden Dichtungen gehalten werden. Das Trennelement kann beispielsweise mit einer Vielzahl von Löchern in seiner Oberfläche versehen sein, durch welches die Vorsprünge auf der Oberfläche einer daran angrenzenden Dichtung geführt werden können. Solche Löcher in der Oberfläche des Trennelementes unterstützen die richtige Positionierung des Trenneletnentes in der Elektrolysezelle,

Die Elektrode in der Elektrolysezelle wird im allgemeinen aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt, und die Art des Metalls oder der Legierung ist davon abhangig, ob die Elektrode als Anode oder Katode verwendet werden soll, und sie ist abhängig von der Art des Elektrolyten, der in der Elektrolysezelle elektrolysiert werden soll, t

Wenn eine wäßrige Alkalimetallchloridlösung elektrolysiert werden soll und die Elektrode als Anode zu verwenden ist, wird die Elektrode vorteilhaft aus einem filmbildenden Metall oder einer Legierung daraus hergestellt, beispielsweise Zirkon, Niob, Wolfram oder Tantal, vorzugsweise aber aus Titan, und die Oberfläche der Anode ist vorteilhaft mit einem überzug aus einem elektrisch leitenden, elektrokatalytisch aktiven Material versehen. Der Überzug kann aus einem oder mehreren Metallen der Platinmetallgruppe bestehen, d, h,Y Platin, Rhodium, Iridium, Ruthenium, Osmium oder Palladium, und/oder einem Oxid von einem oder mehreren dieser Metalle, Der Überzug aus einem Platingruppenme.tall und/oder -oxid kann in Beimischung mit einem oder mehreren

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Nichtedelmetalloxiden vorhanden sdn, z, B. Titandioxid, Elektrisch leitendes, elektrokatalytisch aktives Material für die Verwendung als Anodenüberzug in einer Elektrolysezelle für die Elektrolyse von wäßriger Alkalimetallchloridlösung und die Metboden der Aufbringung eines solchen Überzugs sind in Fachkreisen allgemein bekannt.

Wenn wäßrige Alkalimetallchloridlösung elektrolysiert werden soll und die Elektrode als Katode zu verwenden ist, wird die Elektrode vorteilhaft aus Eisen oder Stahl oder einem anderen geeigneten Metall« beispielsweise Nickel, hergestellt« Die Katode kann mit einem Material überzogen wer« den, das das WasserstoffÜberpotential der Elektrolyse reduzieren kann«

Die Elektrode kann zumindest teilweise eine durchlöcherte Fläche haben, sie kann beispielsweise eine perforierte Platte sein öder sie kann eine Gitterfläche oder Gitterflächen haben, z, B₀ Drahtgewebe, oder sie kann aus einer Vielzahl von voneinander getrennten Längselementen bestehen, z. B_-einer Vielzahl von Streifen, die im allgemeinen parallel zueinander verlaufen und senkrecht in der Elektrolysezelle angeordnet sind.

Die Elektrolysezelle kann eine monopolare oder eine bipolare Zelle sein, d. h_## die Zelle kann aus einzelnen Anoden und Katoden bestehen, die voneinander getrennt sind, oder die Anoden und Katoden können einander in Form von bipolaren Elektroden zugeordnet sein.

In der Elektrolysezelle sind die Anodenräume mit Elementen

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zur Zuführung der Elektrolytflüesigkeit in die Räume, vorzugsweise von einem gemeinsamen Sammairohr aus, und mit Elementen zur Entfernung der Elektrolyseprodukte aus den Räumen versehen* Ebenso sind die Katodenräume der Zelle mit Elementen zur Entfernung der Elektrolyseprodukts aus den Räumen und wahlweise mit Elementen zur Zufuhrung von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit, vorteilhaft von einem gemeinsamen Sammelrohr, in die Räume versehen·

Wenn die Zelle beispielsweise für die Elektrolyse von wäßriger Alkalimetallchloridlösung verwendet werden soll, sind die Anodenräume der Zelle mit Elementen für die Zuführung der wäßrigen Alkalimetallchloridlösung zu den Anodenräumen und mit Elementen für die Entfernung der erschöpften wäßrigen Alkalimetallchloridlösung aus den Anodenräuman versehen, und die Katodenräume der Zelle sind mit Elementen zur Entfernung von Wasserstoff und Zellenflüssigkeit, welche Alkalimetallhydroxid enthält, aus den Katodenräumen und wahlweise, und wenn erforderlich, mit Elementen zur Zuführung von Wasser oder verdünnter AlkalimetallhydroxidlÖsung zu den Katodenräumen versehen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden* In der zugehörigen Zeich nung zeigen:

Fig* l, 3 und 5: isometrische Ansichten eines Teils aer

Metallelektrode und eines dazugehörenden Paares von Dichtungen;

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Fig, 2, 4 und 6: Querschnitte in der Ebene des Teiles der

Metallelektrode und des dazugehörenden Paares von Dichtungen in den Zeichnungen 1, 3 bzw, 5 in montierter Form,

Die detaillierte Konfiguration von Dichtungen und Elektroden als Ganzes wird nicht gezeigt, da diese detaillierte Konfiguration von der jeweiligen Bauweise der Elektrolysezelle abhängig ist. Die oben genannten Zeichnungen ver« anschaulichen spezielle Ausführungsbeispiele für die Anwendung des Prinzips der Erfindung, das leicht auf jede Bauweise einer elektrolytischen Zelle angewendet werden kann,

Es wird auf die Abb. 1 und 2 Bezug genommen« sie zeigen- eine Metallelektrode 1 in der Form eines Bleches, die eine Anode oder Katode in der Elektrolysezelle sein kann, wobei die Elektrode eine Vielzahl von Löchern 2 atfweist, die durch Bildung von drei Schlitzen in der Oberfläche der Elektrode und Zurückfalten einer Lippe 3 in eine Stellung etwa senkrecht zur Oberfläche der Elektrode geschaffen wurde. Die Lippen 3 sind abwechselnd auf der einen und der gegenüberliegenden Seite der Elektrode angeordnet.

Die Dichtung 4, die auf einer Seite der Elektrode 1 angeordnet ist, besteht aus einem elastomeren Äthylen-Propylen-Dien-Kopolymer und hat auf der Oberfläche der Dichtung geformte Vorsprünge 5, Die Dichtung 7, die auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrode 1 angeordnet ist, weist ebenso geformte Vorsprünge 8 und Aussparungen 9 auf.

Bei der Montage in der Elektrolysezelle führen die Vorsprünge 5 auf der Oberfläche der Dichtung 4 durch die Löcher

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2 in der Elektrode 1 und in die Aueeparungen 9 in der Dichtung 7 auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrode 1« Ebenso führen die Vorsprünge 8 auf der Dichtung 7 durch die Löcher 2 in der Elektrode 1 und in die Aussparungen 6 in der Dichtung 4 auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrode 1« Die Lippen 3 sind ebenso in den Aussparungen 6 und 9 in den Dichtungen 4 bzw« 7 positioniert«

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Die Dichtungen 4j 7 können Aussparungen und Vorsprönge auf den Flächen aufweisen, die den Flächen, weiche die Vorsprung© 5 und Aussparungen 6 bzw« die Vorsprünge 8 und Aussparungen 9 aufweisen, gegenüberliegen. Diese Vorsprünge und Aussparungen können dann mit Löchern und Lippen auf den Elektroden zusammenwirken« die angrenzend an diese gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind«

Es wird auf die Abb« 3 und 4 Bezug genommen, die eine tallelektrode 10 in der Form eines Bleches mit Vorsprüngen 11 und Aussparungen 12 zeigen, welch© durch Anbringung eines Paares von parallelen Schlitzen im Blech und Verschieben des durch die Schlitze definierten Teils abwechselnd nach der einen und der anderen Seite des Bleches gebildet werden« Die Dichtung 13, die auf einer Seite der Elektrode 10 angebracht ist« weist geformte Vorsprünge 14 und Aussparungen 15 auf« Ebenso hat die Dichtung 16 auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrode 10 geformte Vorsprünge 17 und Aussparungen 18«

Bei der Montage in der Elektrolysezelle sind die Vorsprünge 14 und 17 auf den Flächen der Dichtungen 13 bzw« 16 in den

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Aussparungen 12 der Elektrode 10 und die Vorsprünge 11 auf der Elektrode 10 in den Aussparungen 15 und 18 in den Flächen der Dichtungen 13 bzw« 16 angeordnet«

Das in den Abb« 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Abb« 1 und 2 gezeigten nur in der Form der Aussparungen 19 in der Elektrode 20« Die Aus« sparungen 19 sind jeweils durch zwei vorstehende Lippen 21 und 22 begrenzt« die paarweise abwechselnd auf der einen Fläche der Elektrode und der anderen Seite der Fläche der Elektrode vorstehen«

Claims

1· Elektrolysezelle mit mindestens einer Anode und mindestens einer Katode» einem zwischen der Anode und der angrenzenden Katode befindlichen Separator, der die Zelle in separate Anoden- und Katodenkamraern unterteilt und einen oder mehrere Dichtungsringe aus elekrisch isolierendem Material besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß der Dichtungsring eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Aussparungen auf oder in einer Oberfläche hat» die derart eingerichtet sind» daß sie mit den ent·* sprechenden Assparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Anoden— oder Katodenoberfläche oder einem daran angrenzenden Dichtungsring zusammenwirken,

2, Elektrolysezelle nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei der Zelle um einen Filterpressentyp handelt mit einer Vielzahl abwechselnden Anoden und Katoden und einer Vielzahl von Dichtungsringen.

3* Elektrolysezelle nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Dichtungsring Vorsprünge und/oder Aussparungen auf oder in einer Oberfläche besitzt, die mit entsprechenden Aussparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Anoden- und/oder Katodenobsrflache zusammenwirken,

4, Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch,, daß der Dichtungsring eine ebene rahmenähnliche Konstruktion hat, die im Inneren des Rahmens einen Raum hat, der einen Teil der Anoden- oder Katodenkammer bildet.

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5» Elektrolysezelle nach jedara dsr Punkte 1» 2 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorsprünge auf oder in einer Oberfläche eines Dichtungsringes mit den entsprechenden Aussparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Oberfläche eines anderen angrenzenden Dichtungs~ ringes zusammenwirken,

6. Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Dichtungsring sowohl Vorsprünge als auch Aussparungen auf und in einer Oberfläche desselben umfaßt.

7. Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Dichtungsring Vörsprünge und/oder Aussparungen auf oder in den gegenüberliegenden Oberflächen des Dichtungsringes aufweist.

S, Elektrolysezelle nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorsprünge und/oder Aussparungen auf oder in den Oberflächen des Dichtungsringes mit den entsprechenden Aussparungen und/oder Vorsprüngen in oder auf einer Oberfläche der Anode und der daran angrenzenden Katode zusammenwirken.

9„ Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen einem Paar von Dichtungsringen eine Anode oder eine Katode gelagert ist ,.-wobei die Dichtungsringe eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Aussparungen auf oder in mindestens einer Oberfläche der Dichtungsringe, die der Anode oder der Katode gegenüberliegt, umfassen, und die Anode oder die Katode Aus-

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sparungen in ihren Oberflächen haben und die Vorsprünge auf desr öberflach© eines oder beider Dichtungsringe durch die Aussparungen in der Anode oder Katode hindurchgehen und mit den entsprechenden Aussparungen in der Oberfläche des Dichtungsringes auf der gegenüberliegenden Seite der Anode oder Katode zusammenwirken«

1O₄, Elektrolysezelle-nach jedem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorsprünge und/oder Aussparun« gen auf oder in einer Oberfläch© eines Dichtungsringes ein© Entfernung im Bereich von 1 bis 20 cm voneinander

aufweisen« . . : . . ;

11« Elektrolysezelle nach j®dem der Punkte 1 bis 10_s gekennzeichnet dadurch, daß der Dichtungsring eine Stärke im Bereich von 1 bis 20 mm hat«

12 _β Elektrolysezelle nach j@d@m der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnat dadurch, daß der Dichtungsring aus elastischem •Material hergestellt ist«

13« Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch« aa& der Separator eine mikroporös© semipermeable Scheidewand ist«

14».Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß der Separator eine Kationenaus» tauschmembran ist*

15» Elektrolysezelle nach jedem der Punkte 1 bis 14_e gekennzeichnet dadurch, daß der Separator zwischen den Ober". flächen ©ines Paares von aneinandergrenzenden Dichtungsringen festgeklemmt ist.

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16β Dichtungsring aus elektrisch isolierendem Material_β das geeignet für die Anwendung in einer Elektrolytzelle ist, gekennzeichnet dadurch _t daß der Dichtungsring ©in® Vielzahl von Vorsprüngsn und/oder Aussparungen auf oder in einer Oberfläche besitzt» die so eingerichtet sind» daß sie mit den entsprechenden Vorsprüngen und/oder Aus«* sparungen in oder auf einer Oberfläche der Anod© oder Katode oder eines daran angrenzenden Dichtungsringes zusammenwirken«

17e Dichtungsring nach Punkt 16« gekennzeichnet dadurch^ daß der Dichtungsring eine ebene rahmenähnliche Konstruktion mit einem im Inneren des Rahmens befindlichen Raum hat, der dazu dient, einen Teil der Anoden» oder Katodenkammer zu bilden.

Hierzu

3 Seiten Zeichnung