DD298951A5

DD298951A5 - Elektrolysevorrichtung

Info

Publication number: DD298951A5
Application number: DD90337805A
Authority: DD
Inventors: Giovanni Meneghini
Original assignee: ��@��@��@�K@�K@�Kk��
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1992-03-19
Also published as: CA1338933C; NO180170B; BR9000632A; IT8919423A0; NO900611D0; NO180170C; EP0383243A3; IL92972A0; JPH02247391A; NO900611L; DE69019192D1; PL163158B1; RU2051990C1; DE69019192T2; IT1229874B; ZA90906B; IL92972A; CN1046319C; EP0383243B1; US5066378A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine monopolare Diaphragma- oder Taschenchlorzellen fuer die Chlor-Alkali-Elektrolyse. Die Wirkungsweise einer derartigen Chlorzelle wird durch die Ausruestung wenigstens eines Teils der Anoden in ihrem oberen Teil mit hydrodynamischen Prallflaechen verbessert, die zur Erzeugung einer Vielzahl von Aufwaerts- und Abwaerts-Umlaufbewegungen der gemischten Anolytgas-Phase bzw. des Anolyts, der vom Gas getrennt ist, geeignet sind, wobei die Prallflaechen durch ihre hoehere Kante oder UEberfluszoeffnungen gekennzeichnet sind, die sich unter der freien Oberflaeche des Anolyten befinden und zu einer Verringerung der Zellenspannung und zu einer Erhoehung des faradischen Wirkungsgrades und der Qualitaet der Produkte fuehren.{Chlor-Alkali-Elektrolyse; Chlorzelle; Anode; hydrodynamische Prallflaechen; Anolyt; Anolytgasphase; Umlaufbewegung; UEberlaufoeffnungen; Zellenspannung; faradischer Wirkungsgrad}

Description

Hierzu 10 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Die Eifindung betrifft eine Clilorzollo, insbosondoro oino monopolaro Diap'ungn >i- odoi Taschonchlorzello mit lononaustauschmembran für die Chlor-Alkuli-Elektrolyso.

Charakteristik des bekannton Standos dor Technik

bei den verschiedenen Technologien dor Chlor-AKali-lndustrio (Ouocksilborkatode, Diaphragma- und Mombranchlorzellen) ist es allgemein bokannt, daß es mit dem Stoffüberyang und der Gasentwicklung an den Elektroden, insbesondere an den Anoden, Prc bleme gibt. In dem industriell wichtigen Fall dor N Jtriumchloridoloktrolyso in Diaphragma-Chlorzollon sind während dor letzten beiden Jahrzehnte sogar erhöhte Anstrengungen unternommen worden, um den Prozeß zu verbessern, insbesondere zur Erhöhung der Stromdichte und zur Reduzierung dos Abstandos zwischen Anode und Diaphragma.

Din Einführung maßhaltiger Metallboden als Ersatz für Graphit und die Vorwondung von Diaphragmen, dio auf Asbest basieren, und Polytetrafluorethylen, das mit Hilfe neuer Verfahren auf die Kntodo aufgebracht wird, führt zu einor Erhöhung der Stromdichte von etwa 1,5kA/m² auf p'.wa 2,7kA/m^J und zu einor Reduzierung des Abstandes zwischen der Anode und dem Diaphragma von 7 bis 10mm au!" bis 2mm. Bei diesen Betriebsbedingungen sind ein wirksamor Stoffübergang zur Oberfläche der Anode durch Aufrechterhaltung oinor hohen Chloridkonzontration in dom verringerten Zwischenraum Anode-Diaphragma und eine Mhimierung ehr Gasbl jsenmengo, dio an der Anode haftet, von äußerster Wichtigkeit.

Die Auswirkungen einer geringen Chloridionenzuführung und einer unzureichenden Glusblasenoliminierung an der Anode führt zu folgendem: eine Erhöhung der Zellenspannung, oino Verringerung des faradischen Wirkungsgrades, die Entwicklung parasitärer Reaktionen, die zur Verunreinigung der Produkte führt, eine Verringerung der elektrokatalytischen Aktivität und dor Anodenlobonsdauer, die Verringerung der Diaphragmalebensdauer und der gefahrvolle Betrieb dor Chlorzellon. Wenn die obigen Probleme nicht überwunden werden, reduziert sich nicht nur dor Wirkungsgrad einor Diaphragma-Chlorzelle beträchtlich, sondern jegliche weitere Entwicklung wird behindert.

Die Figuren 1 und 2 sind zwei Querschnittsansichten in Längs- bzw. Querdarstellung einer typischon bekannten Chlorzelle, die aus einem Grundkörper (A) besteht, auf welchem maßhaltige Anoden (B) befestigt sind.

Dio Anzahl der Anoden hängt von der- Abmessungen dor Chlorzolle ab. Ein Mantel wirkt als Stromverteiler (R), auf welchem sich Katoden befinden, die aus einem sehr feinen Stahlnetz Imgestellt und daran angeschweißt sind; ouf dem Katodennotz wird ein Asbestdiaphragma odei dergleichen mit Hilfe spezieller Verfahren (in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt) niedergeschlagen und eine Schicht (G) wird aus Polyester oder einem anderen chlorbeständigen Stoff hergestellt. Die Katodenzelle besteht aus dem Raum, der zwischen dem Netz, welches das Diaphragma trägt, und dem Mantel (R) begrenzt ist, während die Anodenzelle durch den verbleibenden Toil des Volumens der Chlorzello gebildet wird, in den die Anoden eingebaut sind.

Die Wirkungsweise der Chlorzelle kann wie folgt boschrieben werden: die Salzlösung (300g/l Natriumchlorid), das heißt dor Anolyt, tritt von dem Salzlösungseinlaß (M) in die Anodonzelle und wird an den Anoden (B) elektrolytisch zersetzt, wobei Chlor erzeugt und durch dor. Auslaß (H) freigesetzt wird; die erschöpfte Salzlösung fließt durch das Diaphragma in die Katodenzelle, in der os an den Katoden (C) unter Bildung von Wasserstoff elektrolytisch zersetzt wird, welcher durch (I) freigesetzt wird; die elektrolytisch zersetzte Salzlösung, dio den Katolyten bildet (160 bis 190g/l Natriumchlorid und 120 bis 150g/l Natriumhydroxid), wird durch das Durchlaufrohr (L) gesammelt; die Flioßgoschwindigkeit des Anolyten von der Anodenzone durch das Diaphragma zur Katodenzelle wird durch Verändern der Höhe des Durchlaufrohres (L) eingestellt; dio treibende Kraft des Salzlösungsflusses durch das Diaphragma wird durch die Druckhöhe (N) gewährleistet, welche sich zwischen dem Anolyten und dem Katolyten entwickelt.

Diese Art der Chlorzelle wird jedoch durch mehrere Hindernisse beeinflußt, wenn die Bemühungen gerichtet sind auf a) die Erhöhung dor spezifischen Produktivität durch das Erhöhen der Stromdichte; b) die Reduzierung dos

Zwischenolektrodenobstandos zur Reduzierung des Energieverbrauches; c) die Erhöhung der Konzentration dos Natriumhydroxids in dom Katolyten, um don Dampfvorbreuch In dom Konzontriorungsschritt zu roduzioron;d) dioErwoitorung der Betriobszeiten zur Verringerung dor Wartungskoston und dor Vorunreinigungsproblemo, dio im wnsontlichon mit Asbost vorbundon sind, wetchos noch heute dio Hauptkompononto der Diaphragmen ist. Dio Vorringorung dor Häufigkeit dos Umganges mit Asbost ist heutzutago ein Ziol von äußorstor industrioMor Wichtigkoit.

Dio Nachteile werden hauptsächlich durch die Problomo vorursaclit, dio sowohl mit der Zuführung dor Frischsalzlösung als auch mit dor Eliminiorung dor Glasblasen »orbundon ist, dio sich in dom gonannton Zwischenraum snmmoln. Eine ungonügondo Zuführung dor Frschsalzlösung schließt dio folgondon parasitäron Phänomono oin: örtlicho Erhöhung dos pH-Wortos in dor Anodonzollo inlolgo dor Rückwandorung dor Hydroxylation aus dor Katodonzollo; Wussoroloktrolyso mit Sauorstofforzougung und Rcduziorung des Anodom'.irkungsgrodos; Dildung von Hypochloroton und Chloraton, wolcho durch dos Diaphragma von dor Anodonzollo in die Katodonzollo diifundioron, wolcho in das Chlorid an den Katoden bei Reduktion dos katodischen faradischen Wirkungsgrados übortragon werden; und don Gasblasonoffekt, das hoißt, dio Qasblason, dio an dor Anodo gobildot worden, füllen dio Anodonzollo und bewirken oine lokalisierte Erhöhung dos Eloktrolytwidorstandos, wobei dio Strominstnbilität zu oinor Erhöhung dor örtlichon Stromdichte in dom Elektrolyten und in dom Diaphragma und zu oinor Erhöhung dor Chlorzollonspannung führt. Diose Problomo verstärken eich, wonn dio gesamte nlektrischo Ladung erhöht wird, und sio vorstärken sich noch mehr, wenn der Zwischonoloktrodonabstand reduziert wird. Dio kritischsten Bedingungen troffen in don sogonannton Zollon mit Nullabstand zusammen, wo dio Anodon das Diaphragma direkt borühron.

Es sind violo Anstrongungon untornommon worden, um eino Lösung diosor Problomo zu finden, und os gibt oino umfangreiche Literatur und viele Patente, in denen verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um don Stoffüborgang zu verbessern, entweder durch spezielle offene Notzoloktrodonstrukturon, dio eino Gasfreigabo begünstigen, oder mit Hilfe hydrodynamischer Prallflächen. Das letztere, günstige Bofördorn der an don Eloktrodon entwickelten Gasblason ruft oino Pumpwirkung des Elektrolyten in dem Zwischonelektrodonobstand hervor und vorringort don Gasblasonoffokt. Obwohl es insbesondere auf Quocksilberzollon gorichtot ist, boschreibt das US-Patent 4035279 die Verwondung schräger Prallflächon (Fig. 5 des gonannton Patents) in Diaphragmazollon, die mit Graphitanoden arbeiten. Die FiQ. 3 der vorliogondon Anmeldung boschroibt diese bokannto Chlorzollo, wobei das Paar schräger Prallflächon das Gas abfängt, wolchos in (Q), oinor Art Schornstein, bofördort wird, woboi des Gasvolumen daboi mehr Elektrolyt durch don Zollonumfang (T) abloitot. Doshalb wird eino Fördorbowogung dos Elektrolyten und dos Gases in (Q) und oine Abwärtsbewegung dos Elektrolyten in (T) oingoluitet. Es ist jodoch koino industriollo Anwendung dioscs Systems nnch mohr als zehn Jahren von der Anmeldung dos Patents bekannt. Tatsächlich ist dio Effektivität dieses Verfahrens negativ, das durch die folgenden Nachtoilo beoinflußt wird:

a) dio Aufwärts- und Abwärtsbewegungen wordon in don Anodon-Diaphragma-Zwischonräumon ausgebildet. Dio Aufwärtsbowegungon haben eino positivo Wirkung, da sio dio Gasfroigabc und das Ansteigen der Geschwindigkeit der Elektrolyten verbessern; umgekehrt haben die Abwärtsbewegungen oine nachtoiligo Wirkung, da sio zu dom Anstieg des Gasflusses entgegengesetzt sind; b) zur Roduziorung der negativen Wirkung müssen die Abwärtsbewegungen numerisch begrenzt und in don poriphoron Beroichon der Chlorzelle lokalisiert sein, so daß sie einen kleineren Toil der gesamten Anodonoborf lache booinflussen. Schließlich ist auch die gesamte Flioßgeschwindigkeit der Abwärtsbewegungen begrenzt, und dio Aufwärtsbewegungen des Elektrolyten sind nicht gleichmäßig vorteilt und meistens in der Nähe der Abwärtsbewegungen lokalisiert; c) der Zwischenraum zwischen Anodo und Diaphragma kann nicht reduziert wordon, da os dio Druckabfälle erhöhen würde; in diesem Fall würde die Pumpwirkung weniger effektiv werden, und der Elektrolyt würde vorzugsweise durch den seitlichen oberen Teil des Kamins durch die beiden dreieckigen Wirkungsquerschnitt eintreten, die durch di.i Prallflächen und durch die imaginäre horizontale Linie gebildet worden, die senkrecht zum oberen Teil der Elektroden verläuft. Die Figur 4 zeigt don Aufbau der maßhaltigen Anoden (Detail 2), die, da sie lang sind, für Graphitanoden (Deta 11) eingesetzt werden. Wie aus der Figur hervorgeht, haben die Metallanoden eine Hohlstruktur in der Form nines Kastens, cIk durch Falten eines gestreckton Bleches hergestellt ist. Bei Vorwendung dieser Anoden würde die Verbesserung, welche das US-Patent 4035279 lehrt, sogar noch unwirksamer werdon, da sich die Aufwärtsbewegungen indem Hohltoil der Anode konzentrieren würden (d. h. 44mm Dicke), wo die Druckabfälle geringer sind.

Im Ergebnis ist das genannte Patent nicht nur in Diaphragmazellen, die mit Graphitanoden arbciton, kaum wirksam, sondern mit Metallanoden aus den folgenden Gründen bestimmt unwirksam:

a) Vorhandensein von Bereichen, in denen die Abwärtsbewegungen zu den Aufwärtsbewegungen der Gasblasen entgegengesetzt sind; b) die Abwärtsbewegungen sind an dem poripheren Boroich dor Chlorzelle begrenzt und nicht gleichmäßig verteilt, da oino negativ wirkende Arboitswoiso vorliegt; c) der Aufwärtssttom geht im wesentlichen durch den Hohlteil der Anoden, wo minimale Druckabfälle zusammentreffen; d) ein Teil c'er Abwärtsbewegungen setzt durch den oberen seitlichen Teil des Kamins durch die beiden dreieckigen Bereiche ein, die durch Jie Prallflächen und durch die imaginäre horizontale Linie begrenzt sind, die sich orthogonal zum oberen Teil der Elektroden befinden; e) dio Erhöhung der schrägen Prallflächen wird der Höhe der Anoden hinzugefügt, und ihre Neigung ist deshalb mäßig, so daß ein Horaustreten der Prallflächen aus dem Pegol der Salzlösung vermieden wird; das ist mit einem Vorlust dor Leitungsfähigkeit verbunden; f) dio mäßige Neigung begrenzt don verfügbaren hydraulischen Hub, da der größte Teil der kinetischen Energie beim Zusammentreffen des vertikalon Flusses der Gas-Flüssigkeitsverteilung und der Prallflächen verlorengeht.

Darlegung dos Wosons dor Erfindung

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte einpolige elektrolytische Zelle und eino Anode mit verbessertem Stoffübergang zu schaffen. Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein verbessertes Elektrolyseverfahren zu schaffen.

Diose und andere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Boschreibung klar horvor.

Die neuartige einpolige Diaphragma- oderteschenartige Chlorzelle mit Ionenaustauschermembran der Erfindung für die Chlor-Alkali-Elektrolyse umfaßt Katodonzollen und Anodenzollon, die jeweils Katoden und Anoden mit offener Struktur aufweisen und sich im wesentlichen in Vertikalrichtung erstrecken, wobei die Verbesserung wenigstens die genannten Anoden umfaßt, die im oberen Teil mit Prallflächon versehen sind, um eine Vielzahl nach oben gerichteter Umlaufbowegungen der mit

Anolytgas gomischton Phaso und Abwärtsbewegungen dos gasfroion Anolyton zu orzougon, um dio Spannung dor Chlorzollo zu vorringorn und dio fnrndischo Wirksamkeit und dio Qualität dor Erzoiignisso zu orhöhon, wo bo I dio Aufwärts- und Abwärtsbowogungen in getrennten Boroichon dor Anodon lokalislort sind und dio Prallflächon mit Oborkanton odor Üborllußöffnungon untorhalb dor Anolytoborflächo ausgostattot sind.

Ausfilhrungsbi isplolo

Nach dor vorliegenden Erfindung wordon die UnzulänglichkoitondosStandos dor Technik üborwundon, insbosondorobozüglich entweder nouor oder boroits oxistlorondor oinpoligor Diaphragma-Chlorzollon untor Vorwondung maßhaltiger Anodon. Dio vorliogondo Erfindung ist jodoch auch für taschonartigo Mombronzollon vorteilhaft. Die Fig. 5,6, 7,8 und 9 voranschaulichon die vorliegondo Erfindung.

In diosen Figuren sind eine Roiho von Prallflächon (D) auf den Eloktrodon, parallel odor orthogonal zu dor Anodenflächo, positioniert. In dom Formgohäuso ist jodos Prallflächonpaar an dor Anodo bofostigt, weist mit Bezug auf eine Mittolflächo, dio durch die Anodenoborflächo gokonnzoichnot ist, symmotrischo Kanton auf, woboi die Prallflächon don zunehmondon Auftrieb dor Gasblnson, dio sich an dor Anodonoborflächo ontwickoln, in (P) nuffangon und konzentrieren, wodurch eino aufsteigondo Bowegung dor gomischton Eloktrolyt/Gas-Phaso bowirKt wird, wolche von dor Grundfläche (A) der Zolle durch don Raum (S) zwischen dem Diaphragma (F) und dor Anodonoborflächo (B) in (P) gefördort wird, und eine Abwärtsbewegung dos eloktrolytfreion Gases, welches von dom Raum ausgeht, dor durch jodos Prallflächenpaar (D) gekennzeichnet ist, verläuft durch die Fördereinrichtungen (E) zu don Grundflächen der Anodo (B) dor ZoIIo (A) nach unton. Folglich sind dio Aufwärts- und Abwärtsbewegungen In gotronnton Boroichon dor Anodon lokalisiort und beeinflussen sich nicht gegonsoitig. Dio Aufwärtsbowogungon können Im wesentlichen im Raum (S) konzontriort soin, der sich zwischen dem Diaphragma (F) und der Anode (B) befindot, wenn die Anodon, die aus gostrecktom Blech hergestellt sind und das Gehäuse, das oinen Rechteckquerschnitt aufwoist, ein Grundprofil haben, das durch oinon Blechstreifen oder oin foinmaschigos Notz (Y) abgeschlossen ist. In diesem letzteren Fall kann der Streifen (Y) durch oin gefaltetes Endo dnr feinmaschigen Netze ersetzt werden, welche auf don Oberflächen dor erschöpfton Anoden währond der Umrüstungsarboiton punktgeschweißt sind. Dor Flüssigkeitsdruck, der von jedem P. allflächonpaar erzeugt wird und durch die unterschiedliche Dichto dor Säuion der zunehmenden Flüssigkeit (Salzlösung und Gas) und dor fallondon Flüssigkeit (Salzlösung) dargostellt ist, wird nicht nur ausgenutzt, um den Umlauf des Elektrolyten zu erzeugen, sondorn diont auch zur Erhöhung der Evakuierungsgoschwindigkoit der Gasblason, die sich an der Anodonoborflächo ontwickoln und sich im Raum (S) konzontrioron wurden. Außerdom werden die Nachteile dos ungleichmäßigen und kaum wirksamon Elektrolytumlaufes, die fur den Stand der Technik typisch sind, vermiedon.

Die Prallflächon sind vorzugsweise aus Titanblechon hergestellt und beispielsweise 0,5 mm dick profiliert, wio in Fig.8 dargestellt, und zwar in den Einzelheiten 1 bis 6; es können aber auch andere chlorbeständige Materialien vorwendet werden. Die Prallflächen werden an den Anoden, wio in Fig.8, Einzelheiten 7 bis 10, gezeigt, bofostigt, und die Prallflächen sind mit Fördereinrichtungen (E), wie in Fig.8, Einzolheiton 11 bis 17, gezoigt, vorbundon; dio Eloktrolytfördoroinrichtungon (E), die aus chlorboständigem Material hergestellt sind, können sich in der Anzahl, Form und Abmessungen (zylindrische, ovale, rc chtwinklige, usw. geformte Röhren) in Abhängigkeit von den Anodeneigonschafton untorschoiden, und sie sind im Innenteil der Anode vertikal positioniert. Dio Länge der Fördereinrichtungen entspricht dor halben Höho der Anoden oder mehr. Der Abstand (U) (Fig.9) zwischen einander folgenden Prallflächenpaaren kann unterschiedlich soin und kann in Abhängigkeit von der Stromdichte, den Anodenabmessungen, dem Abstand zwischen Anodo und Diaphragma und der gowünschton Aufwärtsfließgoschwindigkoit zwischen 10 und 100mm botragen. In oinom beliebigen Fall wird das Verhältnis zwischon don Boreichen, die durch die Länge der Prallflächon, multipliziert mit den Breiton (W) bzw. (U) (Fig.9) gekennzeichnet sind, gleich oder größer als 1. Die Höhe jeder Prallfläche (U) (Fig. 9) kann sich ändern und hängt von dom Pogel der Salzlösung an Jer Anode ab. Es ist wichtig, daß das oberste Ende der Prallflächen immer untor dem Pegel der Salzlösung positioniert ist, und als Alternative können die Prallflächen mit Überflußöffnungon versehon sein. Die Orientierung der Prallflächon ist senkrecht zur Länge dor Zolle (Fig. 5) dargestellt, es ist jedoch auch eine parallele Ausrichtung (Fig.6) ohne wesentliche Änderung im Betriebswirkungsgrad möglich.

In dem folgondon Beispiel sind mehrere bevorzugte Ausführungsformon boschrieben, um die Erfindung zu veranschaulichen. Es muß jedoch verständlich sein, daß die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt ist.

Bolsplol

In einer MDC-bb-Diaphragma-Chlorzelle (Fig. 10), die mit maßhaltigen Anoden ausgestattet ist, wurden 13 Prallflächenpaare, dio aus Titanbloch mit einer Dicke von 0,5mm bestehen, Inderin Fig.9 gezeigton Weise eingebaut. Die Höhe (V) der Prallflächen und der Abstand (U) (Fig.9) zwischen den aufdinandorfolgenden Prallflächenpaaren betrug 200 bzw. 30mm. Die Winkel (x*) (Fig.9), die zwischen den beiden schrägen Flächen und jeweils der Tangente am Boden der Prallflächen und der vertikalen Achse enthalten sind, betrugen 30 und 70°. Der Elektrolyt war eine Salzlösung, bestehend aus 310g/l Natriumchlorid, und dio Stromdichte betrug 2pkA/m², bezogen auf die Anodenoberfläche.

Die Daten, die nach ausgedehnter Betriebsdauer in zwei Doppelchlorzellen derselben Anlage erhalton wurden, und zwar einmal mit don Prallflächen der Erfindung und das andere Mal ohne diese, sind in der folgenden Tabelle aufgelistet.

(x") nicht bezeichnet.

Tabelle

Mittelwert	Chlorzelloohno	Chlorzolle mit
	Prallflächon	l'rnllflilchon
Spannung dor Chlorzollo	3,43V	3,35V
Salzlösungskonzonlration	310g/l	310g/l
Salzlösungstomporatur	88 ^CC	88 ⁰C
Katolyt	190g/INaCI	180g/INaCI
	120g/INaOH	135g/INaOH
OZGohalt in Chlor	4,8%	2,2%
Oiaphragma-Lebonsdauor	360 Tage*	630 Tage"
Faradischer Wirkungsgrad	90%	95%

* Die Chlouelle ging außor üolrieb und lorfiel Infolgo sowohl doa Zusammenbruch· dos faradischon Wirkungegredoi alt auch dor Zunahme dos

.iauorstoffgehalls In Chlor bis iu unortrfglichon Gronion (mehr als 6%)

¹ * Die Chlor/alle vvnr ium Zeilpunkt dor Einreichung der Prioritltsannieldung noch In Oetriob.

Der Vorgloich dor Bntriobsdaton läßt klar orkonnen, daß dio Verwendung dor hydrodynamischen Prallflächon dor Erfindung oino bemerkenswerte Verringerung der Chlorzollenspannung, eine drastische Reduktion der Sauerstoffringe in dom Chlor bei folgerichtiger Erhöhung dos farodischon Wirkungsgrades und schließlich oino boträchtlicho Erhöhung der Lebensdauer dor Chlorzello orbringt.

Es können vorschiedono Modifikationen dor ZoIIo und des Vorfahrons dor Erfindung vorgonommon worden, ohno von doron Geist odor Geltungsbereich abzuwoichcn, und os ist völlig vorständlich, daß dio Erfindung nur sowoit begrenzt i it, wio dies in den beigefügtem Ansprüchen dofiniert ist.

Claims

-1- L98 951 Patentansprüche:

1. Monopolaro Diaphragma- odor Taschonchlorzelle mit Ionenaustauschermembran ^für eine Chlor-Alkali-Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorzelle Katodenzellen und Anodonzollon umfaßt, die jeweils Katodon und Anodon mit einer offenen Struktur aufweisen und sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken, wobei die Verbesserung wenigstens einen Teil der Anoden umfaßt, die im oberen Teil mit Prallflächen versehen sind, um eine Vielzahl nach oben gerichteter Umlaufbowegungen der Anolytgas-Mischphaso und Abwärtsbewegungen des gasfreien Anolyten zu erzeugen, damit sich die Chlorzellonanspannung verringert und der faradische Wirkungsgrad und die Qualität der Produkte steigen, wobei die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen in getrennten Bereichen der Anoden lokuhsiort sind, und die Prallflächen mit oberen Kanten oder Überflußöffnungen unter der Anolytoborflü^he versehen sind.
2. Chlorzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dio Anoden kastenförmig, unveränderlich oder dehnbar sind.
3. Chlorzolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden ein aktiviertes feines Netz aufweisen, das daran angebracht ißt.
4. Chlorzolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen mit Elektrolytförderern versehen sind, die noch dazu innerhalb der Anoden verbunden und positioniert sind, um die Abwärtsbewegungen in Richtung auf die Grundfläche der Anode für einen wesentlichen Teil ihrer Höhe zu fördern.
5. Chlorzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden kastenförmig und von dem Diaphragma oder der Membran räumlich getrennt sind und dor untere Teil der Anoden mit einem Blechstreifen oder mit einem Streifen eines feinmaschigen Netzes verschlossen ist, um die Aufwärtsbewegungen in der Nähe des Diaphragmas oder der Membran zu konzentrieren.
6. Chlorzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden kastenförmig und von dem Diaphragma oder der Membran räumlich getrennt sind und der untere Teil der Anude durch das zusammengeklappte Ende des aktivierten feinen Netzes verschlossen ist, um die Abwärtsbewegungen in der Nähe des Diaphragmas oder der Membran zu konzentrieren.
7. Chlorzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen zweimal zwei (two by two) fixiert sind und jedes ι aar der Prallflächen an dem oberen Teil der Anoden mechanisch befestigt ist und daß die schrägen Flächen jedes Prallflächenpaars bezüglich einer Zentrumsfläche symmetrisch angeordnet sind, die durch die Anodenflächen definiert ist, und daß das Verhältnis zwischen der Breite jedes Prallflächenpaars und der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Prallflächenpaaren wenigstens gleich 1 ist und daß die genannte Breit© und der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Prallflächenpaaren wenigstens gleich 1 sind und daß die Breite und der Abstand in bezug auf die oberen Kanten oder die Überflußöffnungen gemessen werden.
8. Chlorzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Anoden mit Prallflächen versehen sind.
9. Chlorzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden alternativ mit Prallflächen versehen werden.
10. Chlorzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen, die durch die Oberfläche der Anode definiert sind, parallel zu der Länge der Prallflächen verlaufen.
11. Chlorzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen, die durch die Oberflächen der Anode definiert sind, orthogonal zur Länge der Prallflächen verlaufen.
12. Verfahren zur Chlor-Alkali-Elektrolyse zur Erzeugung von Chlor und Alkali durch die Elektrolyse einer Salzlösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbesserung die Leitung der Elektrolyse in der Zelle nach Anspruch 1 umfaßt.
13. Anode mit offener Struktur, die sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß sie in lokalisierten Bereichen ihres oberen Teils mit Prallflächen versehen sind, die obere Kanten aufweisen und unter der Anolytoberfläche Überflußöffnungen enthalten, um in getrennten Bereichen der Anode Aufwärts- und Abwärtsbewegungen zu erzeugen.
14. Anode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die· Anoden kastenförmig, unveränderlich oder dehnbar sind.
15. Anode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, o'tiC oie Anoden ein aktiviertes feines Netz aufweisen, das daran angebracht ist.
16. Anode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen mit Elektrolytförderern versehen sind, die mit diesen verbunden sind und innerhalb der Anoden positioniert sind, um die

Abwärtsbewegungen in Richtung auf die Grundfläche der Anoden f ir einen wesentlichen Toil ihrer Höhe zu bringen.
17. Anode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden kastenförmig und von dem Diaphragma oder der Membran räumlich getrennt sind und der untere Teil dor Anoden mit einem Blechstreifen oder mit einem feinen Notzstroifen vorschlossen ist, um die Aufwärtsbewegungen in der Nähe des Diaphragmas oder der Membran zu konzentrieren.
18. Anode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden kastenförmig und von dem Diaphragma oder der Membran räumlich getrennt sind und dei iiitere Toil der Anode durch das zusammengelegte Ende des aktivierten feinen Netzes verschlossen ist, um die Aufwärtsbewegungen in Diaphragma- oder Mombiannähe zu konzentrieren.
19. Anode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen zweimal zwei (two by two) fixiert sind und jedes Paar der Prallflächen am oberen Teil der Anoden mechanisch befestigt ist, daß die schrägen Oberflächen jedes Paars der Prallflächen mit Bezug auf eine Zentrumsebeno symmotrisch angeordnet sind, die durch die Anodenflächen definiert ist, daß das Verhältnis zwischen der Breite jedes Paars der Prallflächen und dom Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Paaren der Prallflächen wenigstens gleich 1 ist, wobei die Breite und der Abstand in bezug auf die oboron Kanten oder die Überflußöffnungen gemessen werden.