DE1087574B - Anordnung von Metallelektroden fuer Elektrolysezellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung von Metallelektroden, insbesondere von Anoden, für horizontale, gasdichte Zellen zur Elektrolyse von wäßrigen Lösungen von Al&alichloriden.

Bisher hat man für diesen Zweck überwiegend Anöden aus Graphit verwendet. Die Graphitanoden weisen aber eine Reihe dem Fachmann bekannter Nachteile auf.

Es wurde nun eine Anordnung von Metallelektroden für horizontale gasdichte Elektrolysezellen gefunden, die besonders vorteilhaft bei der Elektrolyse von wäßrigen Alkalichloridlösungen geeignet ist und bei der ein trogförmiges, mit Gasdurchlässen.versehenes, metallisches Elektrodenblech in einer trogförmigen Zelle angeordnet ist, wobei die Elektrodenenden ein- oder beidseitig zwischen Zellenrand und Zellendeckel durch Dichtungen geführt sind und an den durch die Dichtungen nach außen geführten Elektrodenenden ein- oder beidseitig die Stromzuführung erfolgt.

Durch die "Verwendung von Metallanoden an Stelle der bisher üblichen Graphitanoden werden die Nachteile der Graphitelektroden gänzlich vermieden. Als Material für die Metallanoden kommen chlorbeständige und korrosionsfeste Metalle, wie z. B. Platin, Titan, Tantal, Niob, Zirkon und deren Kombinationen, in Betracht. Es können auch elektrisch gut leitende Metalle, wie z. B. Kupfer, die mit den vorgenannten korrosionsfesten Metallen plattiert sind, verwendet" werden.

In der Abb. 1 ist eine erfindungsgemäß vorgeschlagene trogförmige Elektrodenanordnung dargestellt. Im Zellentrog \, dessen Boden oder der insgesamt als Kathode geschaltet ist, befindet sich die metallene, trogförmige Anode 2, die in diesem Fall aus einem vierfach gefalteten Metallblech hergestellt ist. Die Elektrodenenden (Fahnen) 3 sind durch eine mit Schlitzen versehene Dichtung 4 nach außen geführt. An diesen Elektrodenenden 3 erfolgt der Stromanschluß.

Die mit Schlitzen versehenen Dichtungen 4 sind in der Abb. 2 vergrößert wiedergegeben. Als Dichtungsmaterial kommen chlorbeständige und gleichzeitig elektrisch isolierende Stoffe, wie beispielsweise Kunststoffe, wie etwa Weichpolyvinylchlorid, in Betracht.

Auf dem oberen Teil der Dichtungen 4 in Abb. 1 schließt ein nicht gezeigter Deckel beliebiger Form die Elektrolysezellen gasdicht ab.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Abb. 3 zu entnehmen. In diesem Fall stellt die Metallanode 2 ein ebenes Blech dar, dessen Enden (Fahnen) 3 durch eine Dichtung 4 durch die gasdichte Zelle nach außen geführt sind. In der Abb. 3 ist gleichzeitig ein beispielsweise Anordnung von Metallelektroden
für Elektrolysezellen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning,

Frankfurt/M., Brüningstr. 45

Dr. Heinz Schmidt, Dipl.-Ing. Paul Reinshagen,
Dipl.-Ing. Waldemar Ziemer und Dr. Franz Holzinger,

Fr ankfurt/M.-Unterliederb ach,
sind als Erfinder genannt worden

gewölbter Zellendeckel 5, der mittels der Dichtung 4 die Zelle gasdicht abschließt, dargestellt.

Die Dichtung 4 besteht in diesem Beispiel aus zwei bandförmigen Lagen eines Dichtungsmaterials, beispielsweise Weichpolyvinylchlorid, und ist in der Abb. 4 vergrößert dargestellt. In der Abb. 4 stellt 6 die untere Dichtungslage dar, die beispielsweise in Abb. 3 direkt auf dem Zellenboden, der Kathode, aufliegt und deren Dicke dort somit gleichzeitig den Elektronenabstand bestimmt. Teil 7 in Abb. 4 stellt ein Elektrodenende (-fahne) dar, 8 die obere Dichtung (Deckeldichtung). Diese Dichtungsausführung ist wegen ihrer Einfachheit besonders vorteilhaft.

Bei dickeren Elektrodenblechen ist es zweckmäßig, eine 3-Lagen-Dichtung zu verwenden, bei der die untere Lage den Elektrodenabstand bestimmt, die Zwischenlage die seitliche Abdichtung der Anodenfahnen gewährleistet und die obere Lage die Abdichtung des Zellendeckels bewirkt.

Zur ungehinderten Gasabführung sind die oben beschriebenen, sich innerhalb der Elektrolysezellen befindenden, den Kathoden gegenüberliegenden Teile der Anodenbleche geschlitzt und/oder gelocht.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die der Kathode gegenüberliegenden Teile der Anodenbleche durch das Aufschweißen von Rippen oder Winkeln oder durch eingedrückte Rillen, durch Warzen, durch Löcher mit herausgezogenem Rand oder jede beliebige Kombination 'dieser Maßnahmen zu versteifen.

DieLöcher oder Schlitze zur besseren Gasabführung sind zweckmäßig an den höchsten Erhebungen der Elektroden, beispielsweise in den Rillenbergen oder

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auf den Warzen angebracht. Durch die erwähnte Versteifung der Anadenbleche erlangen diese eine gute mechanische Stabilität, so daß beispielsweise durch Temperatureinfluß oder durch innere Spannungen kein Verwerfen der Elektrodenbleche eintreten kann und somit stets ein konstanter Elektrodenabstand gewährleistet ist. Durch die besondere Formgebung der Anadenbleche, beispielsweise durch Wellung (Eindrücken von Rillen) oder eingedrückte Warzen, wird ferner die wirksame Elektrodenoberfläche vergrößert, wodurch auch die spezifische Strombelastbarkeit solcher Metallelektroden entsprechend erhöht wird.

In der Abb. 5 ist eine besonders bewährte Versteifungsausführung einer beispielsweise trogförmigen Anode dargestellt. Der Boden der trogförmigen Anode besteht hier aus einer Anzahl, in geringen Abständen aneinandergereihten U-förmigen Metallprofilen, die an ihren Enden mit den Seitenblechen verschweißt sind. Durch die sich zwischen den aneinandergereihten, U-förmigen Metallprofilen ergebenden Zwischenräume (Spalten) wird gleichzeitig eine hervorragende Gasabführung gewährleistet.

Die Anordnung von metallischen Elektroden gemäß der vorliegenden Anmeldung für horizontale, gasdichte Elektrolysezellen eignet sich insbesondere zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse von wäßrigen Alkalichloridlösungen.

Bei der Anordnung von Metallelektroden gemäß der vorliegenden Erfindung und bei Durchführung der Elektrodenenden durch einfache Dichtungen zwischen Zellenrand und Zellendeckel erübrigt sich eine Nachstellung der Elektroden während des Betriebes, da kein Abbrand der Elektroden stattfindet. Die Elektroden können somit in die Elektrolysezellen fest eingebaut werden. Es entfällt ferner die komplizierte gasdichte Durchführung der Anoden durch den Zellendeckel, da die Anodenenden erfindungsgemäß mit einfachen Schlitzdichtungen oder mit 2- oder 3-Lagen-Dichtungen zwischen dem Zellenrand und dem Zellendeckel gasdicht aus der Zelle herausgeführt werden. Durch diese Dichtungen, deren Material stets Nichtleiter sind, sind gleichzeitig die Elektroden einwandfrei elektrisch voneinander isoliert.

Diese Ausführungsform besitzt ferner noch den großen Vorteil, daß der Abstand der Anode von der Gegenelektrode durch die Dicke der unteren Dichtungslage den Betriebsverhältnissen entsprechend beliebig variiert werden kann.

Claims (5)

PATENTANSPBÜCHE:

1. Anordnung von Metallelektroden für mit einem gasdichten Deckel versehene horizontale Elektrolysezellen, insbesondere zur Elektrolyse von wäßrigen Alkalichloridlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine trogförmige, mit Gasdurchlässen versehene Elektrode (2) in einer trogförmigen Elektrolysezelle (1) angeordnet ist, wobei die Elektrodenenden (3) ein- oder beidseitig zwischen Zellenrand und Zellendeckel durch Dichtungen (4) geführt sind und an den durch die Dichtungen (4) nach außen geführten Elektrodenenden (3) ein- oder beidseitig .die Stromzuführung erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer trogförmigen Elektrode (2) ein ebenes Elektrodenblech über einer flachen Kathode angeordnet ist, wobei der Abstand der Elektrode von der Kathode durch die Dicke der Dichtung (4) bestimmt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Innern der Zelle dem Zellenboden gegenüberstehende Elektrodenfläche versteift ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die angewandten Dichtungen (4) mit Schlitzen für die Durchführung der Elektrodenenden (3) versehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (4) aus zwei bzw. drei Lagen besteht, wobei die untere Lage (6) die Entfernung der Anode von der Kathode fixiert und gleichzeitig von dieser abisoliert, während die obere Lage (8) die Abdichtung des Zellendeckels bewirkt, und bei -drei Lagen die mittlere Lage die seitliche Abdichtung zwischen den einzelnen Elektrodenenden (3) bewerkstelligt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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