DE1467067B2

DE1467067B2 - Elektrolytische Zelle

Info

Publication number: DE1467067B2
Application number: DE19641467067
Authority: DE
Inventors: Morton S. Dryden Ontario Kircher (Kanada)
Original assignee: Hooker Chemical Corp
Current assignee: Hooker Chemical Corp
Priority date: 1963-01-09
Filing date: 1964-01-09
Publication date: 1970-04-09
Also published as: DE1467067A1; GB1056712A; NL6400085A; US3324023A

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrolytische Zelle, lyse von Salzsäure entwickelt worden, bei denen diese

insbesondere zur Elektrolyse von Salzsäure zwecks Schwierigkeiten nicht auftreten, die also einfacher

Gewinnung von Chlor und Wasserstoff. herzustellen sind und billiger zu stehen kommen.

Es sind in den letzten Jahren zahlreiche industri- Aus der deutschen Auslegeschrift 1102 HJ ist ein

eile Verfahren entwickelt worden, bei denen orga- 5 Rahmen für Diaphragma-Elektrolysezellen ,mit bi-

nische Verbindungen chloriert werden. Bei vielen von polaren Graphitelektroden bekannt, der mindestens

diesen Verfahren entsteht als Nebenprodukt gasför- zwei bipolare Elektronenkörper enthält, dieH jeweils

miges HCl. Gewöhnlich gewinnt man dieses gasför- auf ihrer Kathodenseite ein Diaphragma aufweisen,

mige HCl als wäßrige Salzsäure mit einem Gehalt von Diese Rahmen sind dazu bestimmt, filterpre'ssenartig

ungefähr 32 °/o HCl wieder. Da aber die Produktion i° hintereinandergeschaltet zu werden. Die ob^n auf-

von chlorierten organischen Substanzen zunimmt und geführten Nachteile gelten daher auch fürt ?die auf

dementsprechend auch der Anfall an HCl als Neben- diese Weise erhaltenen Elektrolytzellen in vollem Um-

produkt, ergibt sich das Problem, dieses letztere auf- fang, wobei sich in diesem Fall sogar eine besonders

zuarbeiten. komplizierte Struktur ergibt. ■)

Die gleichzeitig mit der oben beschriebenen Ent- ¹S Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zuwicklung entwickelten Verfahren zur Verwendung gründe, einen elektrolytischen Zellenaufbau ztir Elekvon HCl haben mit der genannten Entwicklung nicht trolyse von Salzsäure zu schaffen, bei dem die oben-Schritt gehalten, vermögen also nicht den gesamten erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten nibht aufAnfall an HCl zu verwerten. Überdies ist es gewöhn- treten, insbesondere eine Zelle zu schaffen, -die sich lieh unwirtschaftlich, das HCl über große Strecken 20 leicht und billig herstellen läßt.... ·'
zu verfrachten wegen der Frachtkosten; dies insbeson- Die erfindungsgemäße elektrolytische Zelle umfaßt dere angesichts des Umstandes, daß man ja zu zwei ein offenes äußeres Gehäuse, in dem in Abständen Drittel Wässer transportiert. Auch ist es wegen der in voneinander eine Vielzahl bipolarer Elektrodenkörper vielen Gegenden .bestehenden Gesetze zum Schütze aufgestellt sind; jeder der Elektrodenkörper ist vom von Luft und Gewässern gegen Verunreinigungen 25 nächsten durch ein flüssigkeitsdurchlässiges Dianicht möglich, die Salzsäure in Gewässer abzulassen phragma getrennt. Die Elektrodenkörper und die Diaoder gasförmig in die Atmosphäre entweichen zu ' phragmen sind innerhalb des Gehäuses so angeordnet, lassen. Man ist deshalb in den vergangenen Jahren daß zwischen jedem Elektrodenkörper und den anmehr und mehr dazu übergegangen, Chlor aus Salz- liegenden Diaphragmen ein freier Raum verbleibt, säure zu gewinnen. 30 durch den ein Elektrolyt geleitet werden kann, der die

Zu denjenigen Verfahren, die zu diesem Zweck gesamte Elektrodenfläche berührt. Die Elektrodenentwickelt worden sind, gehören auch solche, bei körper und die Diaphragmen sind in. dem Gehäuse denen eine Elektrolyse von Salzsäure oder einer Lö- so befestigt, daß sie im wesentlichen unbeweglich sung von Metallchlorid, etwa Kupferchlorid oder sind, daß also insbesondere der Abstand zwischen Nickelchlorid stattfindet, wobei die Metallchloride 35 ihnen eingehalten bleibt. Elektrische Anschlüsse sind unter Verwendung von Salzsäure gebildet sind. Die vorgesehen, so daß durch die Zelle ein Strom von direkte Elektrolyse der Säure hat sich dabei im groß- einer Elektrode zur nächsten fließen kann, daß also technischen Maßstab am besten eingeführt. der in Kontakt mit den Elektroden stehende Elek-

Bisher hat man zur direkten Elektrolyse von Salz- trolyt elektrolysiert wird. Weiter sind Gasableitungssäure bipolare, elektrolytische Zellen der »Filter- 40 anschlüsse vorgesehen, um gasförmige Produkte der pressenbauart« verwendet. Diese elektrolytischen ZeI- Elektrolyse aus der Zelle abzuführen und Elektrolen sind aus einer Vielzahl von Elementen 5der Ein- lytzuleitungsanschlüsse, um Elektrolyten in die Zelle zelzellen aufgebaut, von denen jede einen-Rahmen einführen und durch diese umleiten zu können. Es ist aus säurefestem Werkstoff und einer daran befestigten ^ein Deckel auf dem Gehäuse vorgesehen, der gas-Graphitplatte bildet. Jede dieser Graphitplatten ar- 45'und flüssigkeitsdicht abschließt,
beitet als eine bipolare Elektrode, so daß eine Seite : Das . Gehäuse und der Deckel der erfindungsals Anode und die andere als Kathode, wirkt. An der gemäßen elektrolytischen Zelle können aus jedem Kathodenseite der Elektrodenplatte ist ein säurefestes elektrisch nicht leitenden Material hergestellt sein, Diaphragma angebracht, so daß es die Kathoden- welches gegen die Einwirkung von Chlor und Salzfläche der Platte bedeckt. Von diesen Elementen wird 5o säure beständig ist, und zwar bei den Betriebstempenun eine größere Anzahl, etwa 40, zusammen- raturen der Zelle; im allgemeinen liegen die Temperageklemmt, wobei jeweils ein freier Raum zwischen türen in der Gegend von 90° C. Beispiele von Werkdem Diaphragma einer Zelle und der gegenüberlie- stoffen, welche bei diesen Temperaturen eingesetzt genden Anodenfläche der Graphitplatte der nächsten werden können, sind Polyvinylchlorid, Hartgummi so-Zelle gebildet ist. Häufig füllt man in diese freien 55 wie gewisse Polyesterharze. Zweckmäßig sollen die Räume Graphitteilchen ein. Obwohl sich die so weit verwendeten Werkstoffe solche Festigkeit besitzen, beschriebenen elektrolytischen Zellen im allgemeinen daß sie selbsttragende Bauteile liefern. Alternativ bei der Elektrolyse von Salzsäure zwecks Gewinnung können Gehäuse und Deckel aber auch aus Werkvon Chlor und Wasserstoff bewährt haben, bestehen stoffen hergestellt sein, die nicht gleichzeitig allen auch Nachteile; insbesondere sind die Investitionen, 60 Anforderungen entsprechen, also etwa aus Beton oder die man zur Herstellung dieser Zellen einsetzen muß, Zement, der gegen Chlor und Salzsäure nicht beübermäßig hoch. Hinzu kommt, daß wegen des Auf- ständig ist und der folglich auf seiner Innenseite eine baues aus einer Vielzahl von Einzelelementen Leck- Verkleidung aufweisen muß. Auch bei Verwendung» Verluste an den Stoßstellen zwischen den einzelnen von selbsttragenden Werkstoffen, wie festem PolyElementen Probleme aufwerfen. Wenn eine Repara- 65 vinylchlorid, mag es unter Umständen angebracht tür erforderlich ist, so muß die ganze Anordnung sein, Verstärkungen vorzusehen, um verbesserte auseinandergenommen werden. Dies ist zeitraubend Festigkeit zu erreichen,
und teuer. Es sind bisher keine Geräte zur Elektro- Die Elektroden können aus jedem beliebigen,

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elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt sein, der ge- triebstemperaturen beständig ist. Im allgemeinen stellt gen Salzsäure und Chlor beständig ist. Gewöhnlich man die Abstandshalter aus dem gleichen Material wird man die Elektroden aus Kohlenstoff oder her, aus dem auch das Gehäuse hergestellt ist. Wie Graphit herstellen. Vorzugsweise sieht man die Elek- aus F i g. 1 zu ersehen, sind die Abstandshalter in die troden in Form von Graphitplatten vor; man kann 5 Innenfläche der Längswände 1 eingelassen. Dadurch auch Graphitblättchen verwenden, wie man sie etwa ist erreicht, daß die Abstandshalter und auch die von in Chloralkalizellen verwendet, diese zusammenkitten ihnen getragenen Diaphragmen unbeweglich in dem und so eine Elektrodenplatte gewinnen, wie sie für Gehäuse sitzen. Die Abstandshalter siaa in den die Zwecke der vorliegenden Erfindung benötigt wird. Seitenflächen so eingelassen, daß die Flachen der Der verwendete Kitt muß natürlich wieder gegen io Diaphragmen zu der Fläche der Ende|ektrode 6 Chlor und Salzsäure angriffsbeständig sein. An Stelle wenigstens annähernd parallel sind. Wie laus F i g. 2 , von Kohlenstoff- oder Graphitelektroden können ersichtlich, sind die oberen und unteren Kanten des auch Metallelektroden verwendet werden, etwa Elek- Diaphragmas 5 an Rahmenteilen 8 befestigt. Diese troden aus Platin überzogenem Titan. Allerdings sind Rahmenteile sind ihrerseits am Boden 2 und am Dekbisher die Kosten für Metallelektroden so hoch ge- 15 kel 11 des Gehäuses angebracht. Genau so wie die wesen, daß sie wirtschaftlich kaum konkurrenzfähig seitlichen Abstandshalter 7 können auch dfe' Rahmenwaren. , teile 8 in den Boden 2 und in den Deckel 11 ein-

Die Diaphragmen für die erfindungsgemäße, elek- gelassen sein. Auf diese Weise wird die 'Halterung trolytische Zelle können aus jedem beliebigen flüssig- des Diaphragmas noch verstärkt und die Parallelität keitsdurchlässigen Material bestehen, welches den 20 zur benachbarten Elektrodenfläche gesichert.
Durchtritt von Gas von Elektrodenkammer zu Elek- Ein bipolarer Elektrodenkörper 3 ist in das Ge- ^ troderikammer verhindert und die Betriebsbedingun- häuse eingesetzt und liegt gegen die Abstandshalter 7 -U gen aushält. Beispiele solcher Stoffe sind Gewebe aus des Diaphragmas 5 an. Die Länge dieses Elektroden-Glas und gewisse synthetische Kunststoffe, wie Poly- körpers ist nur wenig kleiner als die lichte Weite des vinylchlorid, Polytetrafluoräthylen u. dgl. Die Dia- 25 Gehäuses von Längswand zu Längswand gemessen, phragrhen können auch aus Asbest hergestellt sein, so daß also nur ein sehr kleiner Spalt zwischen den obwohl dieser Werkstoff nicht den Vorzug verdient,' Kanten des Elektrodenkörpers und den Endwänden 1 und zwar deshalb nicht, weil wegen des Fehlens eines des Gehäuses verbleibt; so groß sollte der Spalt aller-Kathodenschirmes keine Schichtasbestdiaphragmen dings sein, daß der Elektrodenkörper leicht in das verwendet werden können, man also zur Verwendung 30 Gehäuse eingesetzt werden kann. Wie aus F i g. 2 von Asbestpapier gezwungen wäre und dieses leicht ersichtlich, sind Halteplatten 9 vorgesehen, die zuzu Bruch geht. sammen mit den Abstandshaltern 7 der Diaphragmen

Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar die Elektroden 3 unbeweglich innerhalb des Gehäuses

ι F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße festhalten und die Parallelität der Elektroden 3 und

j elektrolytische Zelle, 35 der Diaphragmen 5 erhalten. '

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Zelle von Die Elektrode 3 ist eine bipolare Elektrode. Dies

! Fig. 1, · bedeutet, daß in Fig. 2 die linke Fläche der Elek-

Fig. 3 das Elektrolytumwälzsystem in Verbindung trode3 eine.Kathode ist und eine negative Polarität

mit einer erfindungsgemäßen elektrolytischen Zelle. besitzt, während die rechte Fläche eine Anode ist

In Fig. 1 bzw. 2 erkennt man ein Gehäuse der 40 und eine positive Polarität besitzt. Die Halteplatten9 Zelle, bestehend aus Längswänden 1, Querwänden 4 haben neben der Funktion der Halterung die weitere und einem Boden 2. Innerhalb des Gehäuses sind in Aufgabe, voneinander getrennte Anoden- und abwechselnder Reihenfolge Elektroden · und Dia- Kathodenräume zu schaffen. Die so weit beschriebene 1J phragmen untergebracht. Man erkennt in F i g. 2 eine Anordnung eines Diaphragmas und eines Elektroden-Endelektrode 6 angrenzend an die Querwände 4 und 45 körpers wiederholt sich vielfach. Es wird auf diese heranreichend bis annähernd an den Boden 2. Diese Weise eine Reihe von einzelnen elektrolytischen ZeI-Endelektrode 6 reicht bis über das obere Ende des ' len gebildet, deren jede eine Anodenfläche, ein Dia-Gehäuses hinaus. Am oberen Ende der Endelek- phragma und eine Kathodenfläche umfaßt. Der Elektrode 6 ist ein elektrischer Zuleitungsdraht 29 ange- trolyt, nämlich Salzsäure, wird in jede der Zellen, schlossen, durch welchen elektrische Leistung der 5° und zwar sowohl in die Anodenkammer als auch in Zelle zugeführt wird. Eine andere Endelektrode ist die Kathodenkammer eingeführt. Innerhalb dieser in ähnlicher Weise am anderen Ende der Zelle an- Kammern steht der Elektrolyt in Kontakt mit der gebracht und liegt auch an der dortigen Querwand gesamten Elektrodenfläche, mit der Anodenfläche soan und befindet sich knapp über dem Boden des wohl als auch mit der Kathodenfläche.
Gehäuses. An diese Elektrode ist der andere Pol der 55 Der Elektrolyt wird von der Anodenkammer und elektrischen Zuleitung angeschlossen, so daß ein ge- der-Kathodenkammer getrennt abgeleitet; die Ableischlossener Stromkreis vorliegt. Im übrigen sind <^ldie tungsanschlüsse sind in F i g. 1 mit 13 bzw. 17 benicht eingezeichnete Elektrode und die zugehörigen zeichnet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, führen die Abelektrischen Anschlüsse annähernd getreue Abbilder leitungsanschlüsse 13, die von den Anodenkammern der beschriebenen und gezeichneten Teile am einen 60 kommen, zu einer Sammelleitung 21; die Elektrolyt-Ende, ableitungsanschlüsse, die von den Kathodenkammern

Nächst der Endelektrode 6 ist ein Diaphragma 5 kommen, führen zu einer zweiten Sammelleitung 22.

angeordnet. Dieses Diaphragma ist an seinen Enden Wie aus F i g. 2 ersichtlich, befinden sich die Ablei-

durch Abstandshalter 7 festgehalten; die Abstands- tungsanschlüsse im oberen Teil des Gehäuses ober-

halter 7 sind an den Längswänden 1 des äußeren 65 halb der Elektroden 3. In den Sammelleitungen 21

Gehäuses befestigt. Die Abstandshalter bestehen aus und 22 sind Trennwände 23 vorgesehen, welche die

einem elektrisch nichtleitenden Material, welches ge- einzelnen Elektrolytströme voneinander trennen,

gen Chlor und Salzsäure bei den vorkommenden Be- Diese Trennwände können nach einer kurzen Strecke

enden, so daß sich letztlich die von den Anodenkammern kommenden Ströme miteinander vereinigen und auch die von den Kathodenkammern kommenden Ströme sich miteinander vereinigen. Dadurch, daß man die Trennwände 23 in den Sammelleitungen 21 und 22 vorsieht, vermindert man die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den verschiedenen, von den Anodenkammern kommenden Strömen und den verschiedenen, von den Kathodenkammern kommenden Strömen. Zwar tritt bei Vereinigung der Ströme am Boden der Sammelleitungen immer noch ein gewisser Leckübergang auf; das Ausmaß dieses Lecküberganges ist aber vernachlässigbar gering.

Die Zuleitungsanschlüsse 15 und 19 zu den Anoden- bzw. Kathodenkammern sind nächst den Böden der Anoden- und Kathodenkammern vorgesehen; diese Zuleitungsanschlüsse sind ähnlich ausgebildet wie die Ableitungsanschlüsse. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, sind die Zuleitungsanschlüsse der Anoden- und Kathodenkammern mit den Sammelleitungen 21 und 22 verbunden. Durch einen Elektrolytnacjjschubanschluß 25 wird der Sammelleitung 21 frische Salzsäure zugeführt; durch einen Elektrolytentnahmeanschluß 27 wird verbrauchte Salzsäure entnommen.· Die Zuleitungs- und Ableitungsanschlüsse der Anöden- und Kathodenkammern sollten etwas über dem Boden 2 des Gehäuses angeordnet sein; der Grund hierfür ist der, daß im Betrieb ein Schlamm sich bildet, der sich am Boden der Zelle ansetzt. Sind die Anschlüsse überhalb dem Boden, so kann dieser Schlamm sie nicht verstopfen.

Das gesamte Gehäuse ist durch einen Deckel 11 abgeschlossen. Dieser Deckel bildet einen gas- und flüssigkeitsdichten Abschluß am oberen Ende des Gehäuses. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, besteht der Deckel aus einer Reihe von länglichen Abdeckplatten, die vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt sind wie das Gehäuse selbst und einen dichten Abschluß mit den Rahmenteilen 8 und den Halteplatten 9 bilden. Jedes gegen Chlor beständige Dichtmittel kann verwendet werden, z. B. Asphalt. Die Dichtung zwischen dem Deckel und den Längs- und Querwänden kann in ähnlicher Weise hergestellt sein.

Wie aus den Figuren ersichtlich, sind die Abstandshalter 7 in die Wände 1 des Gehäuses eingelassen^und stehen die Enden der Elektroden 3 und 6 an den Seitenwänden an. Es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten, um die gewünschte räumliche Zuordnung der Elektroden und der Diaphragmen zu erreichen. Beispielsweise kann man die Abstandshalter 7 an den Längswänden 1 des Gehäuses festschweißen oder festkitten. Auch kann man die Längswände 1 mit Schlitzen ausführen, in welche die Diaphragmen und die Elektroden eingesetzt werden können. Ähnlich kann man auch vorgehen, um die oberen Kanten und die unteren Kanten der Elektroden und Diaphragmen am Boden und am Deckel des Gehäuses zu sichern.

Beim Aufbau der Zelle geht man in der Weise vor, daß man die Längswände 1 und eine Querwand 4 an dem Boden 2 befestigt. Zwar ist es denkbar, den Boden, zwei Längswände und eine Querwand in einem Stück zu gießen, es ist aber meist billiger, die Teile einzeln herzustellen und dann zusammenzuschrauben oder zusammenzuschweißen. Natürlich braucht man im letzteren Fall Abdichtungen in den Ecken. Hierauf wird die Endelektrode 6 in die Zelle gestellt, und zwar so, daß sie die Querwand 4 des Gehäuses berührt. Hierauf wird das erste Diaphragmas in das Gehäuse eingebracht. Dies geschieht dadurch, daß man Abstandshalter 7 in beiden Endwänden unterbringt, die in Berührung mit der Endelektrode 6 stehen; auch bringt man Rahmenteile 8 am Boden 2 des Gehäuses an; sodann preßt man die Kanten des Diaphragmas in Schlitze, die an den Abstandshaltern? und dem Rahmenteil 8 ausgebildet sind. Ein dünner Kunststoffstab, der gegen die Einwirkungen

ίο der Umgebung beständig ist und elektrisch njcht leitend ist, wird sodann in die Schlitze der Abstandshalter 7 und des Bodens eingeführt, so daß das Diaphragma 5 festgehalten ist. Eine Halteplatte, 8 wird sodann in ähnlicher Weise an dem Diaphragma befestigt. Eine Graphitelektrode wird hierauf in das Gehäuse so eingesetzt, daß sie an den Abstandshaltern 7 anliegt. Eine Halteplatte 9 wird am Boden der Zelle angeordnet, die in einen Schlitz in der unteren Kante der Elektrode hineinpaßt. Eine weitere

ao Halteplatte 9 wird in einen Schlitz an den' oberen Kante der Elektrode eingesetzt. Desgleichen werden Halteplatten 9 in Schlitze an den Seitenkanten der Elektrodenkörper und in den Längswänden des Gehäuses eingesetzt. Der Aufbau der Zelle wird vervollständig^ indem weitere Diaphragmen und Elektroden genauso eingebaut werden. Gewöhnlich ent-

• hält eine fertige Zelle etwa 40 Elektroden. Die letzte Elektrode ist wieder eine Endelektrode, die wieder an einer Querwand 4 anliegt. Die Querwand wird anschließend angeschraubt. Der Deckel 11 wird sodann aus den einzelnen länglichen Platten zusammengesetzt. Diese Platten werden gegen die oberen Rahmenteile 8 und Halteplatten 9 abgedichtet.

Im Betrieb wird ein Elektrolyt, nämlich eine konzentrierte, wäßrige Lösung von Salzsäure, in die Sammelleitung 21 durch den Elektrolytnachschubanschluß 25 eingeleitet und fließt sodann durch Elektrolytzuleitungsanschlüsse 15 in die Anodenkammer. Von dort gelangt der Elektrolyt durch das Diaphragma hindurch auch in die Kathodenkammern. Der positive elektrische Anschluß 'Wird an der einen Endelektrode 6, der andere an der anderen Endelektrode vorgesehen. Wenn nun Strom durch die Zelle fließt, so tritt eine Elektrolyse in jeder der Zellen

45* ein, und es bildet sich Chlor an den Anoden und Wasserstoff an den Kathoden. Dadurch, daß man den Elektrolyt am Boden der Anoden- und Kathodenkammern zuführt, macht man von dem Hochsteigen des Chlorgases und des Wasserstoffgases an den Anoden und an den Kathoden Gebrauch. Es wird Elektrolyt in den Anoden- und Kathodenkammern verdrängt und gelangt nach den Ableitungsanschlüssen 13 und 17. Der Salzsäure und Chlor enthaltende, aus der Anodenkammer kommende Anolyt wird aus der Anodenkammer durch die Anolytableitungsanschlüsse 13 entnommen und gelangt zur Sammelleitung 21; dort bildet sich ein Gasraum im oberen Teil; aus diesem Gasraum wird Chlor entnommen. Der Anolyt wird durch die Anolytzuleitungsanschlüsse 15 wieder in die Anodenkammern eingeführt, und zwar nächst dem Boden. In ähnlicher Weise wird der Katholyt, bestehend aus Salzsäure und Wasserstoff, aus den Kathodenkammern durch» die Katholytableitungsanschlüsse 17 entnommen und der Sammelleitung 22 zugeführt, wo eine Trennung in Salzsäure und Wasserstoff stattfindet. Der Katholyt wird hierauf durch Katholytzuleitungsanschlüsse 19 wieder in die Zelle eingeführt. Verbrauchte Salz-

säure wird aus der Sammelleitung 22 durch den Entnahmeanschluß 27 entnommen. Wenn die Trennwände 23 in den Sammelleitungen 21 und 22 bis ganz nach unten reichen, so daß vollständig getrennte Abteilungen für die Elektrolyte der einzelnen Anoden- und Kathodenkammern gebildet sind, so wird es zweckmäßig sein, auch getrennte Elektrolytnachschubanschlüsse 25 und Entnahmeanschlüsse 27 für jede der Abteilungen vorzusehen. In vielen Fällen ist es jedoch ausreichend, nächst dem einen Ende einen einzigen Nachschubanschluß nach einer Anodenkammer und nächst dem anderen Ende der Zellen einen einzigen Entnahmeanschluß 27 von einer Kathodenkammer vorzusehen.

Die erfindungsgemäß aufgebauten elektrolytischen Zellen sind billiger und einfacher wie die bisherigen Zellen mit sogenanntem Filterpressenaufbau. Die Wartung ist überdies wesentlich vereinfacht.

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b)

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrolytische Zelle zur Gewinnung von Chlor durch Elektrolyse von Salzsäure, enthaltend bipolare Elektroden, Kathoden- und Anodenräume, Zuleitungen und Ableitungen für den Elektrolyten, Elektrolytnachschubanschlüsse und -üntnahmeanschlüsse sowie Anschlüsse für die elektrische Energie, gezeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) in einem Gehäuse mit gas- und flüssigkeitsdichten Wänden (1,2,4) und mit einem flüssigkeits- und gasdicht aufsitzenden Dekkel (11) sind eine Vielzahl von bipolaren Elektroden (3) untergebracht und unbeweglich befestigt;

innerhalb des Gehäuses (1, 2, 4) sind flüssigkeitsdurchlässige Diaphragmen (5) so untergebracht und befestigt, daß jeweils ein Diaphragma (5) in an sich bekannter Weise zwischen aufeinanderfolgenden Elektroden (3) steht;

die Abstände zwischen den Elektroden (3) und den Diaphragmen (5) sind so eingestellt, daß zwischen den Anodenflächen der bipolaren Elektroden (3) und den Diaphragmen (5) Anodenkammern und zwischen den Kathodenflächen der bipolaren Elektroden (3) und den Diaphragmen (5) Kathodenkammern für die Aufnahme und Durchleitung des Elektrolyten ausgebildet sind, wobei die Anoden- und Kathodenflachen im wesentlichen vollständig mit Elektrolyt benetzt sind;

es sind Zuleitungsanschlüsse (15 bzw. 19) fh k b

c)

30

35

40

45

d)

für die Einführung des Elektrolyten und Ableitungsanschlüsse (13 bzw. 17) für die Ableitung des Elektrolyten und des in den jeweiligen Kammern gebildeten Gases in die Anoden- und die Kathodenkammern vorhanden, wobei die Ableitungsanschlüsse (13) der einzelnen Anodenkammern, und ebenso die Ableitungsanschlüsse (17) der einzelnen Kathodenkammern voneinander getrennt sind; \

e) den Ableitungsanschlüssen (13 bzw. 17) der Anoden- und der Kathodenkämmern sind Flüssigkeitsgasscheider (21 bzw. 22) nachgeschaltet, um den Anolyten und den Katholyten von dem jeweils entstandenen Gas zu trennen.

2. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bipolaren Elektroden und die Diaphragmen vertikal innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. '

3. Elektrolytische Zelle- nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsanschlüsse nächst dem Boden der Anoden- und Kathodenkammern angeordnet sind und die Ableitungsanschlüsse nächst deren oberer Begrenzung, derart, daß der Elektrolyt von unten nach oben durch die Kammern fließt.

4. Elektrolytische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasscheider über Rückleitungen mit den Zuleitungsanschlüssen verbunden sind, derart, daß der vom Gas befreite Anolyt bzw. Katholyt nach dem Boden der jeweiligen Kammern-ZuriickflieBt.

5. Elektrolytische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenseiten der Längswände abwechselnd Rippen und Nuten ausgebildet sind, daß'die Elektroden mit ihren Kanten in die Nuten eingeschoben sind und daß die Diaphragmen auf den Rippen befestigt sind.

6. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 5,. dadurch gekennzeichnet, daß' die Gasräume der Flüssigkeitsgasscheider für die einzelnen Gase zusammengeschlossen sind. '

7. Elektrolytische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden und die Diaphragmen am Boden und in der Decke des Gehäuses verankert sind.

8. Elektrolytische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytnachschubanschluß an einer Anodenkammer nächst der einen Querwand des Gehäuses und der Elektrolytentnahmeanschluß an einer Kathodenkammer nächst der gegenüberliegenden Querwand vorgesehen ist.

HierzuH Blatt Zeichnungen nno eic» to