DE1467067C

DE1467067C - Electrolytic cell

Info

Publication number: DE1467067C
Authority: DE
Inventors: Morton S. Dryden Ontario Kircher (Kanada)
Original assignee: Hooker Chemical Corp
Current assignee: Hooker Chemical Corp

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrolytische Zelle, insbesondere zur Elektrolyse von Salzsäure zwecks Gewinnung von Chlor und Wasserstoff.The invention relates to an electrolytic cell, in particular for the purpose of electrolysis of hydrochloric acid Production of chlorine and hydrogen.

Es sind in den letzten Jahren zahlreiche industrielle Verfahren entwickelt worden, bei denen organische Verbindungen chloriert werden. Bei vielen von diesen Verfahren entsteht als Nebenprodukt gasförmiges HCl. Gewöhnlich gewinnt man dieses gasförmige HCl als wäßrige Salzsäure mit einem Gehalt von ungefähr 32 % HCl wieder. Da aber die Produktion von chlorierten organischen Substanzen zunimmt und dementsprechend auch der Anfall an HCl als Nebenprodukt, ergibt sich das Problem, dieses letztere aufzuarbeiten. There have been numerous industrial ones in recent years Processes have been developed in which organic compounds are chlorinated. With many of This process produces gaseous HCl as a by-product. This gaseous form is usually obtained HCl as aqueous hydrochloric acid with a content of about 32% HCl again. But there the production of chlorinated organic substances increases and, accordingly, the accumulation of HCl as a by-product, the problem arises of working up this latter.

Die gleichzeitig mit der oben beschriebenen Ent- *5 wicklung entwickelten Verfahren zur Verwendung von HCl haben mit der genannten Entwicklung nicht Schritt gehalten, vermögen also nicht den gesamten Anfall an HCl zu verwerten. Überdies ist es gewöhnlich unwirtschaftlich, das.-HCl über grpße Strecken ao zu verfrachten wegen der Frachtkosten; dies insbesondere angesichts des Umstandes, daß man ja zu zwei Drittel Wasser transportiert. Auch ist es wegen der in vielen Gegenden bestehenden Gesetze zum Schütze von Luft und Gewässern gegen Verunreinigungen as nicht?möglich, die Salzsäure in Gewässer abzulassen oder gasförmig in die Atmosphäre sentweichen zu lassen. Man. ist deshalb in den vergangenen Jahren mehr und mehr dazu übergegangen, Chlor aus Salzsäure zu gewinnen.The methods of use developed simultaneously with the development described above of HCl have not kept pace with the development mentioned, so they are not able to complete the whole To utilize accumulation of HCl. Moreover, it is usually uneconomical to ao to be shipped because of the freight costs; this especially in view of the fact that you are two Third water transported. It is also because of the Sagittarius laws that exist in many areas of air and water against pollution as not possible to drain the hydrochloric acid into water or let it escape into the atmosphere in gaseous form. Man. is therefore in the past few years more and more switched to obtaining chlorine from hydrochloric acid.

Zu denjenigen Verfahren, die zu diesem Zweck entwickelt worden sind, gehören auch solche, bei denen eine Elektrolyse von Salzsäure oder einer Lösung von Metallchlorid, etwa Kupferchlorid oder Nickelchlorid stattfindet, wobei die Metallchloride unter Verwendung von Salzsäure gebildet sind. Die direkte Elektrolyse der Säure hat sich dabei im großtechnischen Maßstab am besten eingeführt.Those processes that have been developed for this purpose also include those at which an electrolysis of hydrochloric acid or a solution of metal chloride, such as copper chloride or nickel chloride takes place, the metal chlorides are formed using hydrochloric acid. The direct electrolysis of the acid has proven itself on an industrial scale Scale best introduced.

Bisher hat man zur direkten Elektrolyse von Salzsäure bipolare, elektrolytische Zellen der »Filterpressenbauart« verwendet. Diese elektrolytischen Zellen sind aus einer Vielzahl von Elementen oder Einzelzellen aufgebaut, von denen jede einen Rahmen aus säurefestem Werkstoff und einer daran befestigten Graphitplatte bildet. Jede dieser Graphitplatten arbeitet als eine bipolare Elektrode, so daß eine Seite als Anode und die andere als Kathode wirkt. An der Kathodenseite der Elektrodenplatte ist ein säurefestes Diaphragma angebracht, so daß es die Kathodenfläche der Platte bedeckt. Von diesen Elementen wird nun eine größere Anzahl, etwa 40, zusammengeklemmt, wobei jeweils ein freier Raum zwischen dem Diaphragma einer Zelle und der gegenüberliegenden Anodenfläche der Graphitplatte der nächsten Zelle gebildet ist. Häufig füllt man in diese freien Räume Graphitteilchen ein. Obwohl sich die so weit beschriebenen elektrolytischen Zellen im allgemeinen bei der Elektrolyse von Salzsäure zwecks Gewinnung von Chlor und Wasserstoff bewährt haben, bestehen auch Nachteile; insbesondere sind die Investitionen, die man zur Herstellung dieser Zellen einsetzen muß, Übermäßig hoch. Hinzu kommt, daß wegen des Aufbaues aus einer Vielzahl von Einzelelementen Leckverluste an den Stoßstellen zwischen den einzelnen Elementen Probleme aufwerfen. Wenn eine Reparatür erforderlich ist, so muß die ganze Anordnung auseinandergenommen werden. Dies ist zeitraubend und teuer. Es sind bisher keine Geräte zur Elektrolyse von Salzsäure entwickelt worden, bei denen diese Schwierigkeiten nicht auftreten, die also einfacher herzustellen sind und billiger zu stehen kommen.So far, bipolar, electrolytic cells of the "filter press design" have been used for the direct electrolysis of hydrochloric acid used. These electrolytic cells are made up of a large number of elements or individual cells constructed, each of which has a frame made of acid-proof material and one attached to it Graphite plate forms. Each of these graphite sheets works as a bipolar electrode, leaving one side acts as an anode and the other acts as a cathode. On the cathode side of the electrode plate is an acid-proof Diaphragm attached so that it covers the cathode surface of the plate. Of these elements will now a larger number, about 40, clamped together, each with a free space between the diaphragm of one cell and the opposite anode surface of the graphite plate of the next Cell is formed. Graphite particles are often filled into these free spaces. Although the so far electrolytic cells described in general have proven their worth in the electrolysis of hydrochloric acid for the production of chlorine and hydrogen also disadvantages; in particular, the investments that have to be made to manufacture these cells are Excessively high. In addition, due to the structure of a large number of individual elements, leakage losses cause problems at the joints between the individual elements. If a repair door is required, the whole assembly must be disassembled. This is time consuming and expensive. So far, no devices for the electrolysis of hydrochloric acid have been developed in which this Difficulties do not arise, which are therefore easier to manufacture and cheaper.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 102 111 ist ein Rahmen für Diaphragma-Elektrolysezeüen mit bipolaren Graphitelektroden bekannt, derj mindestens zwei bipolare Elektronenkörper enthält^ die jeweils auf ihrer Kathodenseite ein Diaphragma; aufweisen. Diese Rahmen sind dazu bestimmt, filte'rpressenartig hintereinandergeschaltet zu werden. Diö oben aufgeführten Nachteile gelten daher auch^für die auf diese Weise erhaltenen Elektrolytzellen in vollem Umfang, wobei sich in diesem Fall sogar eine besonders komplizierte Struktur ergibt. ■ !..From the German Auslegeschrift 1 102 111 is a Frame for diaphragm electrolysis cells with bipolar Graphite electrode known, which contains at least two bipolar electron bodies ^ each a diaphragm on its cathode side; exhibit. These frames are intended to be filter press-like to be connected in series. Diö listed above Disadvantages therefore also apply to the full extent of the electrolyte cells obtained in this way, in this case even a particularly complicated structure results. ■! ..

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen elektrolytischen Zellenaufbau zur Elektrolyse von Salzsäure zu schaffen, bei dem die obenerwähnten Nachteile und Schwierigkeiten nicht auftreten, insbesondere eine Zelle zu schaffen, die sich leicht und billig herstellen läßt. * ·The invention is accordingly based on the object of creating an electrolytic cell structure for the electrolysis of hydrochloric acid, in which the above-mentioned Disadvantages and difficulties do not arise, in particular to create a cell that can can be produced easily and cheaply. * ·

Die erfindungsgemäße elektrolytische Zelle umfaßt ein offenes äußeres Gehäuse, in dem in Abständen voneinander eine Vielzahl bipolarer Elektrodenkörper aufgestellt sind; jeder der Elektrodenkörper ist vom nächsten durch ein flüssigkeitsdurchlässiges Diaphragma getrennt. Die Elektrodenkörper und die Diaphragmen sind innerhalb des Gehäuses so angeordnet, daß zwischen jedem Elektrodenkörper und den anliegenden Diaphragmen ein freier Raum verbleibt, durch den. ein Elektrolyt geleitet werden kann, der die gesamte Elektrodenfläche berührt. Die Elektrodenkörper und die Diaphragmen sind in dem Gehäuse so befestigt, daß sie im wesentlichen unbeweglich sind, daß also insbesondere der Abstand zwischen ihnen eingehalten bleibt. Elektrische Anschlüsse sind vorgesehen, so daß durch dje .Zelle ein Strom von einer Elektrode zur nächsten fließen kann, daß also der in Kontakt mit den Elektroden stehende Elektrolyt elektrolysiert wird. Weiter sind Gasableitungsanschlüsse vorgesehen, um gasförmige Produkte der Elektrolyse aus der Zelle abzuführen und Elektrolytzuleitungsanschlüsse, um Elektrolyten in die Zelle einführen und durch diese umleiten zu können. Es ist ein Deckel auf dem Gehäuse vorgesehen, der gas- und flüssigkeitsdicht abschließt.The electrolytic cell of the present invention includes an open outer housing in which a multiplicity of bipolar electrode bodies are spaced apart from one another are set up; each of the electrode bodies is dated next separated by a liquid-permeable diaphragm. The electrode bodies and the diaphragms are arranged within the housing so that between each electrode body and the adjacent Diaphragms leave a free space through which. an electrolyte can be passed, which the touches the entire electrode surface. The electrode bodies and the diaphragms are in the housing attached so that they are essentially immobile, so that in particular the distance between adhered to them. Electrical connections are provided so that a current of one electrode can flow to the next, so that the electrolyte in contact with the electrodes is electrolyzed. Gas discharge connections are also provided in order to remove gaseous products from the Electrolysis discharge from the cell and electrolyte feed connections to bring electrolyte into the cell to be able to introduce and redirect through them. A cover is provided on the housing, the gas- and liquid-tight.

Das Gehäuse und der. Deckel der erfindungsgemäßen elektrolytischen Zelle können aus jedem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt sein, welches gegen die Einwirkung von Chlor und Salzsäure beständig ist, und zwar bei den Betriebstemperaturen der Zelle; im allgemeinen liegen die Temperaturen in der Gegend von 90° C. Beispiele von Werkstoffen, welche bei diesen Temperaturen eingesetzt werden können, sind Polyvinylchlorid, Hartgummi sowie gewisse Polyesterharze. Zweckmäßig sollen die verwendeten Werkstoffe solche Festigkeit besitzen, daß sie selbsttragende Bauteile liefern. Alternativ können Gehäuse und Deckel aber auch aus Werkstoffen hergestellt sein, die nicht gleichzeitig allen Anforderungen entsprechen, also etwa aus Beton oder Zement, der gegen Chlor und Salzsäure nicht beständig ist und der folglich auf seiner Innenseite eine Verkleidung aufweisen muß. Auch bei Verwendung von selbsttragenden Werkstoffen, wie festem Polyvinylchlorid, mag es unter Umständen angebracht sein, Verstärkungen vorzusehen, um verbesserte Festigkeit zu erreichen.The case and the. Lid of the invention electrolytic cells can be made of any electrically non-conductive material, which is resistant to the effects of chlorine and hydrochloric acid, at the operating temperatures the cell; in general, the temperatures are in the region of 90 ° C. Examples of materials which can be used at these temperatures are polyvinyl chloride, hard rubber as well certain polyester resins. Appropriately, the materials used should have such a strength, that they supply self-supporting components. Alternatively, the housing and cover can also be made of materials be made that do not meet all requirements at the same time, such as concrete or Cement that is not resistant to chlorine and hydrochloric acid and which consequently has one on its inside Must have cladding. Even when using self-supporting materials such as solid polyvinyl chloride, it may be appropriate to provide reinforcements in order to improve To achieve strength.

Die Elektroden können aus jedem beliebigen,The electrodes can be made of any

elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt sein, der gegen Salzsäure und Chlor beständig ist. Gewöhnlich wird man die Elektroden aus Kohlenstoff oder Graphit herstellen. Vorzugsweise sieht man die Elektroden in Form von Graphitpiatten vor; man kann auch Graphitblättchen verwenden, wie man sie etwa in Chloralkalizellen verwendet, diese zusammenkitten und so eine Elektrodenplatte gewinnen, wie sie für die Zwecke der vorliegenden Erfindung benötigt wird. Der verwendete Kitt muß natürlich wieder gegen Chlor und Salzsäure angriffsbeständig sein. An Stelle von Kohlenstoff- oder Graphitelektroden können auch Metallelektroden verwendet werden, etwa Elektroden aus Platin überzogenem Titan. Allerdings sind bisher die Kosten für Metallelektroden so hoch gewesen, daß sie wirtschaftlich kaum konkurrenzfähig waren.be made electrically conductive material that is resistant to hydrochloric acid and chlorine. Usually the electrodes will be made of carbon or graphite. Preferably you can see the electrodes in the form of graphite plates; you can also use graphite flakes, such as those used used in chlor-alkali cells, cement them together and thus gain an electrode plate as they are for is needed for the purposes of the present invention. The putty used must of course be used again Resistant to attack by chlorine and hydrochloric acid. Instead of of carbon or graphite electrodes, metal electrodes, such as electrodes, can also be used made of platinum-coated titanium. However, so far the cost of metal electrodes has been so high that they were hardly competitive economically.

Die Diaphragmen für die erfindungsgemäße, elektrolytische Zelle können aus jedem beliebigen flüssigkeitsdurchlässigen Material bestehen, ,welches den Durchtritt von Gas von Elcktrodenkammer zu Elektrodenkammer verhindert und die Betriebsbedingungerfaushält. Beispiele solcher Stoffe sind Gewebe aus Glas und gewisse synthetische Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen u. dgl. Die Diaphragmen können auch aus Asbest hergestellt sein, obwohl dieser Werkstoff nicht den Vorzug verdient, und zwar deshalb nicht, weil wegen des Fehlens eines Kathodenschirmes keine Schichtasbestdiäphragmen verwendet werden können, man also zur Verwendung von Asbestpapier gezwungen wäre und dieses leicht zu Bruch geht.The diaphragms for the electrolytic according to the invention Cell can be made of any liquid-permeable material, which the The passage of gas from the electrode chamber to the electrode chamber is prevented and the operating conditions are met. Examples of such materials are fabrics made of glass and certain synthetic plastics, such as polyvinyl chloride, Polytetrafluoroethylene and the like. The diaphragms can also be made of asbestos, although this material does not deserve preference, and not because of the lack of one Cathode shields no layered asbestos diaphragms can be used, so you can use them would be forced by asbestos paper and it breaks easily.

'Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar'The figures explain the invention. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße elektrolytische Zelle,Fig. 1 is a plan view of an inventive electrolytic cell,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Zelle von Fig. 1,Fig. 2 is a vertical section through the cell of Fig. 1,

Fig. 3 das Elektrolytumwälzsystem in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen elektrolytischen Zelle.3 shows the electrolyte circulation system in connection with an electrolytic cell according to the invention.

In Fig. 1 bzw. 2 erkennt man ein Gehäuse der Zelle, bestehend aus Längswänden 1, Querwänden 4 und einem Boden 2. Innerhalb des Gehäuses sind in abwechselnder Reihenfolge Elektroden und Diapliragmen untergebracht. Man erkennt in Fig..2 eine Endelektrode 6 angrenzend an die Querwände 4 und heranreichend bis annähernd an den Boden 2. Diese Endelektrode 6 reicht bis über das obere Ende des Gehäuses hinaus. Am oberen Ende der Endelektrode 6 ist ein elektrischer Zuleitungsdraht 29 angeschlossen, durch welchen elektrische Leistung der Zelle zugeführt wird. Eine andere Endelektrode ist in ähnlicher Weise am anderen Ende der Zelle angebracht und liegt auch an der dortigen Querwand an und befindet sich knapp über dem Boden des Gehäuses. An diese Elektrode ist der andere Pol der elektrischen Zuleitung angeschlossen, so daß ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Im übrigen sind die nicht eingezeichnete Elektrode und die zugehörigen elektrischen Anschlüsse annähernd getreue Abbilder der beschriebenen und gezeichneten Teile am einen Ende.In Fig. 1 and 2 can be seen a housing of the Cell, consisting of longitudinal walls 1, transverse walls 4 and a base 2. Inside the housing are in alternating order of electrodes and slides. One recognizes in Fig..2 a End electrode 6 adjacent to the transverse walls 4 and reaching almost to the bottom 2. These End electrode 6 extends beyond the upper end of the housing. At the top of the end electrode 6, an electrical lead wire 29 is connected, through which electrical power of the Cell is fed. Another end electrode is similarly attached to the other end of the cell and is also on the transverse wall there and is just above the bottom of the Housing. The other pole of the electrical lead is connected to this electrode, so that a closed Circuit is present. In addition, the not shown electrode and the associated electrical connections almost faithful images of the described and drawn parts on one End.

Nächst der Endelektrode 6 ist ein Diaphragma 5 angeordnet. Dieses Diaphragma ist an seinen Enden durch Abstandshalter 7 festgehalten; die Abstandshalter? sind an den Längswänden 1 des äußeren Gehäuses befestigt. Die Abstandshalter bestehen aus einem elektrisch nichtleitenden Material, welches gegen Chlor und Salzsäure bei den vorkommenden Betriebstemperaturen beständig ist. Im allgemeinen stellt man die Abstandshalter aus dem gleichen Material her, aus dem auch das Gehäuse hergestellt ist. Wie aus F i g. i zu ersehen, sind die Abstandshalter in die Innenfläche der Längswände 1 eingelassen. Dadurch ist erreicht, daß die Abstandshalter und auch die von ihnen getragenen Diaphragmen unbeweglich in dem Gehäuse sitzen. Die Abstandshalter, find in den Seitenflächen so eingelassen, daß die'Flächen derA diaphragm 5 is arranged next to the end electrode 6. This diaphragm is at its ends held in place by spacers 7; the spacers? are on the longitudinal walls 1 of the outer Case attached. The spacers are made of an electrically non-conductive material, which against Chlorine and hydrochloric acid is stable at the operating temperatures that occur. Generally poses the spacers are made from the same material from which the housing is made. As from Fig. i can be seen, the spacers are embedded in the inner surface of the longitudinal walls 1. Through this is achieved that the spacers and also the diaphragms carried by them immobile in the Housing sit. The spacers can be found in the Lateral surfaces let in so that the 'surfaces of the

ίο Diaphragmen zu der Fläche der EnÜelektrode 6 wenigstens annähernd parallel sind. Wie*- aus F i g. 2 ersichtlich, sind die oberen und unteren Kanten des Diaphragmas 5 an Rahmenteilen 8 befestigt. Diese Rahmenteile sind ihrerseits am Boden 2 und am Dekkel 11 des Gehäuses angebracht. Genau so wie die seitlichen Abstandshalter 7 können auchidie Rahmenteile 8 in den Boden 2 und in den Deckel 11 eingelassen sein. Auf diese Weise wird die Halterung des Diaphragmas noch verstärkt und die Parallelitätίο Diaphragms to the surface of the EnÜelectrode 6 are at least approximately parallel. How * - from Fig. 2 As can be seen, the upper and lower edges of the diaphragm 5 are attached to frame parts 8. This Frame parts are in turn on the bottom 2 and on the lid 11 of the housing attached. Just like the side spacers 7, the frame parts 8 can be embedded in the base 2 and in the cover 11. This way the bracket becomes of the diaphragm is reinforced and the parallelism

ao zur benachbarten Elektrodenfläche gesichert.ao secured to the adjacent electrode surface.

Ein bipolarer Elektrodenkörper 3 ist in das Gehäuse eingesetzt und liegt gegen die Abstandshalter 7 des Diaphragmas 5 an. Die Länge dieses Elektrodenkörpers ist nur wenig kleiner als die lichte Weite des Gehäuses von Längswand zu Längswand gemessen, so daß also nur ein sehr kleiner Spalt zwischen den Kanten des Elektrodenkörpers und den Endwänden 1 des Gehäuses verbleibt; so groß sollte der Spalt allerdings sein, daß der Elektrodenkörper leicht in das Gehäuse eingesetzt werden kanu. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind Halteplatten 9 vorgesehen, die zusammen mit den Abstandshaltern 7 der Diaphragmen die Elektroden 3 unbeweglich innerhalb des Gehäuses festhalten und die Parallelität der Elektroden 3 undA bipolar electrode body 3 is inserted into the housing and lies against the spacers 7 of the diaphragm 5. The length of this electrode body is only slightly smaller than the clear width of the Housing measured from longitudinal wall to longitudinal wall, so that only a very small gap between the Edges of the electrode body and the end walls 1 of the housing remain; however, the gap should be that big be that the electrode body can be easily inserted into the housing. As from Fig. 2 can be seen, holding plates 9 are provided, which together with the spacers 7 of the diaphragms hold the electrodes 3 immovable within the housing and the parallelism of the electrodes 3 and

der Diaphragmen 5 erhalten. 'of the diaphragms 5 received. '

Die Elektrode 3 ist eine bipolare Elektrode. Dies bedeutet, daß in Fig. 2 die linke Fläche der Elektrode 3 eine Kathode ist und eine negative Polarität besitzt, während die rechte Fläche eine Anode ist und eine positive Polarität besitzt. Die Halteplatten 9 haben neben der Funktion der'Halterung die weitere Aufgabe, voneinander getrennte Anoden- und Kathodenräume zu schaffen. Die so weit beschriebene Anordnung eines Diaphragmas und eines Elektrodenkörpers wiederholt sich vielfach. Es wird auf diese Weise eine Reihe von einzelnen elektrolytischen Zellen gebildet, deren jede eine Anodenfläche, ein Diaphragma und eine Kathodenfläche umfaßt. Der Elektrolyt, nämlich Salzsäure, wird in jede der Zellen, und zwar sowohl in die Anodenkammer als auch in die Kathodenkammer eingeführt. Innerhalb dieser Kammern steht der Elektrolyt in Kontakt mit der gesamten Elektrodenfläche, mit der Anodenfläche sowohl als auch mit der Kathodenfläche.The electrode 3 is a bipolar electrode. This means that in Fig. 2 the left surface of the electrode 3 is a cathode and has negative polarity while the right face is an anode and has positive polarity. In addition to the function of the holder, the retaining plates 9 have the other function Task to create separate anode and cathode spaces. The one described so far The arrangement of a diaphragm and an electrode body is repeated many times. It will be based on this A series of individual electrolytic cells is formed, each of which has an anode surface, a diaphragm and a cathode surface. The electrolyte, namely hydrochloric acid, is in each of the cells, namely introduced into both the anode chamber and the cathode chamber. Within this In the chambers, the electrolyte is in contact with the entire electrode surface, both with the anode surface as well as with the cathode surface.

Der Elektrolyt wird von der Anodenkaimner und der Kathodenkammer; getrennt abgeleitet; die Ableitungsanschlüsse sind in Fig. 1 mit 13 bzw. 17 bezeichnet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, führen die Ableitungsanschlüsse 13, die von den Anodenkanimern kommen, zu.einer Sammelleitung 21; die Elektrolytableitungsanschlüsse, die von den Kathodeiikainniern kommen, führen zu einer zweiten Sammelleitung^. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, befinden sich die Ableitungsanschlüsse im oberen Teil des Gehäuses oberhalb der Elektroden 3. In den Sammelleitungen 21 und 22 sind Trennwände 23 vorgesehen, welche die einzelnen Elektrolytströnic voneinander trennen. Diese Trennwände können nach einer kurzen StreckeThe electrolyte is from the anode chamber and the cathode chamber; separately derived; the discharge connections are denoted by 13 and 17 in FIG. 1, respectively. As can be seen from FIG. 1, the discharge connections lead 13, which come from the anode buckets, to a collecting line 21; the electrolyte drain connections, those of the Cathodics come, lead to a second manifold ^. As shown in FIG. 2 shows that the discharge connections are located in the upper part of the housing above the electrodes 3. In the collecting lines 21 and 22, partition walls 23 are provided which separate the individual electrolyte streams from one another. These partitions can after a short distance

enden, so daß sich letztlich die von den Anoden- rührt. Hierauf wird das erste Diaphragma 5 in das kammern kommenden Ströme miteinander vereinigen Gehäuse eingebracht. Dies geschieht dadurch, daß und auch die von den Kathodenkammern kommen- man Abstandshalter 7 in beiden Endwänden unterden Ströme sich miteinander vereinigen. Dadurch, bringt, die in Berührung mit der Endelektrode 6 daß man die Trennwände 23 in den Sammelleitungen 5 stehen; auch bringt man Rahmenteile 8 am Boden 2 21 und 22 vorsieht, vermindert man die Gefahr von des Gehäuses ah; sodann preßt man die Kaqten des Kurzschlüssen zwischen den verschiedenen, v.on den Diaphragmas in Schlitze, die an den Abständshal-Anodenkammern kommenden Strömen und den ver- tern 7 und dem Rahmenteil 8 ausgebildet sind. Ein schiedenen, von den Kathodenkammern kommenden dünner Kunststoffstab, der gegen die Einwirkungen Strömen. Zwar tritt bei Vereinigung der Ströme am io der Umgebung beständig ist und elektrisch nicht lei-Boden der Sammelleitungen immer noch ein gewisser tend ist, wird sodann in die Schlitze der Abstands-Leckübergang auf; das Ausmaß dieses Lecküber- halter 7 und des Bodens eingeführt, so daß Idas Diaganges ist aber vernachlässigbar gering. . phragma 5 festgehalten ist. Eine Halteplatte 8 wirdend, so that ultimately that of the anode stirs. The first diaphragm 5 is then inserted into the chambers coming streams unite housing introduced. This happens because and also those coming from the cathode chambers, spacers 7 are underneath in both end walls Streams unite with one another. This brings it into contact with the terminal electrode 6 that the partitions 23 are in the manifolds 5; frame parts 8 are also placed on the floor 2 21 and 22 provides, one reduces the risk of the housing ah; then you press the Kaqten des Short circuits between the various, v. From the diaphragms in slots, the at the spacer anode chambers Coming streams and the vertern 7 and the frame part 8 are formed. A separate, thin plastic rod coming from the cathode chambers, which counteracts the effects Stream. It is true that when the currents join at the io the environment is constant and electrically not lei-ground the collecting lines is still a certain tendency, the gap is then leaked into the slots on; the extent of this leak holder 7 and the bottom introduced, so that Idas Diaganges but is negligibly small. . phragma 5 is recorded. A holding plate 8 is

Die Zuleitungsanschlüsse 15 und 19 zu den sodann in ähnlicher Weise an dem Diaphragma beAnoden- bzw. Käthodenkammern sind nächst den 15 festigt. Eine Graphitelektrode wird hierauf in das Böden der Anoden- und Kathodenkammern vorge- Gehäuse so eingesetzt, daß sie an den Abstandssehen; diese Zuleitungsanschlüsse sind ähnlich aus- haltern 7 anliegt. Eine Halteplatte 9 wird aita Boden gebildet wie die Ableitungsanschlüsse. Wie aus F i g. 3 der Zelle angeordnet, die in einen Schlitz in der ersichtlich, sind die Zuleitungsanschlüsse der unteren Kante der Elektrode hineinpaßt. Eine weitere Anoden- und Käthodenkammern mit den Sammel- ao Halteplatte 9 wird in einen Schlitz an def oberen leitungen 21 und 22 verbunden. Durch einen Elektro- Kante der Elektrode eingesetzt. Desgleichen* werden lytnachschubanschluß 25 wird der Sammelleitung 21 Halteplatten 9 in Schlitze an den Seitenkanten der frischotrSalzsäure zugeführt; durch einen Elektrolyt- Elektrodenkörper und in den Längswänden des Geentnahmeähschluß 27 wird verbrauchte Salzsäure ent- häuses eingesetzt. Der Aufbau der Zelle wird vernommcn. Die Zuleitungs- und Ableitungsanschlüsse as vollständig^ indem weitere Diaphragmen und Elekder' Anoden- und Kathodenkammern sollten etwas troden genauso eingebaut werden. Gewöhnlich entüber dem Boden 2 des Gehäuses angeordnet sein; der hält eine fertige Zelle etwa 40 Elektroden. Die letzte Grund hierfür ist der, daß im Betrieb ein Schlamm ' Elektrode ist wieder eine Endelektrode, die wieder an sich bildet, der sich am Boden der Zelle ansetzt. Sind einer Querwand 4 anliegt. Die Querwand wird andie Anschlüsse überhalb dem Boden, so kann dieser 30 schließend angeschraubt. Der Deckel 11 wird sodann Schlamm sie nicht verstopfen. aus den einzelnen länglichen Platten zusammen-The lead connections 15 and 19 to the anode- or cathode chambers are next to the 15 consolidated. A graphite electrode is then inserted into the The bottoms of the anode and cathode chambers are placed in front of the housing so that they look at the spacing; these supply line connections are similarly withstand 7 applied. A retaining plate 9 becomes aita floor formed like the discharge connections. As shown in FIG. 3 of the cell placed in a slot in the As can be seen, the lead terminals fit into the lower edge of the electrode. Another Anode and cathode chambers with the collecting ao retaining plate 9 is in a slot on the upper lines 21 and 22 connected. Inserted through an electrical edge of the electrode. Likewise * will Lytnachschubanschluss 25 is the manifold 21 holding plates 9 in slots on the side edges of the fresh red hydrochloric acid supplied; through an electrolyte electrode body and in the longitudinal walls of the removal terminal 27 used hydrochloric acid tank is used. The structure of the cell is heard. The supply and discharge connections as completely ^ by adding further diaphragms and electrodes' Anode and cathode chambers should be installed in the same way. Usually across be arranged on the bottom 2 of the housing; a finished cell holds around 40 electrodes. The last The reason for this is that in operation a sludge 'electrode is again an end electrode that is connected again forms, which attaches to the bottom of the cell. Are a transverse wall 4 is applied. The bulkhead is attached to the Connections above the floor, so this 30 can then be screwed on. The lid 11 is then Mud don't clog them. from the individual elongated plates together

Das gesamte Gehäuse ist durch einen Deckel 11 gesetzt. Diese Platten werden gegen die oberen abgeschlossen. Dieser Deckel bildet einen gas- und Rahmenteile 8 und Halteplatten 9 abgedichtet,
flüssigkeitsdichten Abschluß am oberen Ende des Im Betrieb wird ein Elektrolyt, nämlich eine kon-Gehäuses. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht der 35 zentrierte, wäßrige Lösung von Salzsäure, «in die Deckel aus einer Reihe von länglichen Abdeckplat- Sammelleitung 21 durch den Elektrolytnacnschubten, die vorzugsweise aus dem gleichen Material her- anschluß 25 eingeleitet und fließt sodann durch Elekgestellt sind wie das Gehäuse selbst und einen dichten trolytzuleitungsanschlüsse 15 in die Anodenkammer. Abschluß mit den Rahmenteilen 8 und den Halte- Von dort gelangt der Elektrolyt durch das Diaplatten 9 bilden. Jedes gegen Chlor beständige Dicht- 40 phragma hindurch auch in die Käthodenkammern. mittel kann verwendet werden, z. B. Asphalt. Die Der positive elektrische Anschluß wird an der einen Dichtung zwischen dem Deckel und den Längs- und Endelektrode 6, der andere an def anderen Endelek-Querwänden kann in ähnlicher Weise hergestellt sein. trode vorgesehen. Wenn nun Strom durch die ZelleThe entire housing is set by a cover 11. These panels are closed off against the upper ones. This cover forms a gas and frame parts 8 and retaining plates 9 sealed,
liquid-tight seal at the upper end of the In operation, an electrolyte, namely a con-housing. As can be seen from FIG. 2, the centered, aqueous solution of hydrochloric acid in the cover consists of a series of elongated cover plate collecting lines 21 through the electrolyte drawer, which are preferably made of the same material and are introduced into connection 25 and then flow through the electrical system are like the housing itself and a tight trolyte feed line connections 15 in the anode chamber. Completion with the frame parts 8 and the holding From there the electrolyte passes through the slide plates 9 form. Every chlorine-resistant sealing phrase goes through also into the cathode chambers. medium can be used, e.g. B. Asphalt. The positive electrical connection is made on the one seal between the cover and the longitudinal and end electrodes 6, the other on the other Endelek transverse walls in a similar manner. trode provided. If now electricity through the cell

Wie aus den Figuren ersichtlich, sind' die Ab- fließt, so tritt eine Elektrolyse in jeder der ZellenAs can be seen from the figures, if the drain is flowing, electrolysis occurs in each of the cells

Standshalter 7 in die Wände 1 des Gehäuses einge- 45 ein, und es bildet sich. Chlor an den Anoden undStand holder 7 is inserted into the walls 1 of the housing 45, and it is formed. Chlorine on the anodes and

lassen und stehen die Enden der Elektroden 3 und 6 ' Wasserstoff an den Kathoden. Dadurch, daß man denleave and stand the ends of electrodes 3 and 6 'hydrogen at the cathodes. By having the

an den Seitenwänden an. Es gibt natürlich auch an- Elektrolyt am Boden der Anoden- und Kathoden-on the side walls. There is of course also an electrolyte at the bottom of the anode and cathode

dere Möglichkeiten, um die gewünschte räumliche kammern zuführt, macht man von dem HochsteigenThe other ways to get the desired spatial chambers are made by climbing up

Zuordnung der Elektroden und der Diaphragmen zu des Chlorgases und des Wasserstoff gases an denAssignment of the electrodes and the diaphragms to the chlorine gas and the hydrogen gas to the

erreichen. Beispielsweise kann man die Abstandshal- 50 Anoden und an den Kathoden Gebrauch. Es wirdreach. For example, you can use the spacer anodes and the cathodes. It will

ter 7 an den Längswänden 1 des Gehäuses fest- " Elektrolyt in den Anoden- und Kathodenkammernter 7 on the longitudinal walls 1 of the housing solid "electrolyte in the anode and cathode chambers

schweißen oder festkitten. Auch kann man die Längs- verdrängt und gelangt nach den Ableitungsanschlüs-weld or cement. You can also displace the longitudinal and get to the discharge connection

wände 1 mit Schlitzen ausführen, in welche die Dia- sen 13 und 17. Der Salzsäure und Chlor enthaltende,make walls 1 with slots in which the dia- ses 13 and 17. The hydrochloric acid and chlorine containing,

phragmen und die Elektroden eingesetzt werden kön- aus der Anodenkammer kommende Anolyt wird ausPhrases and the electrodes can be inserted - anolyte coming from the anode chamber is made from

nen. Ähnlich kann man auch vorgehen, um die 55 der Anodenkammer durch die Anolytableitungs-nen. A similar procedure can also be used to remove the 55 of the anode chamber through the anolyte drainage

oberen Kanten und die unteren Kanten der Elek- anschlüsse 13 entnommen und gelangt zur Sammel-removed from the upper edges and the lower edges of the electrical connections 13 and arrives at the collective

troden und Diaphragmen am Boden und am Deckel leitung 21; dort bildet sich ein Gasraum im oberen·trodes and diaphragms on the bottom and on the cover line 21; there is a gas space in the upper

des Gehäuses zu sichern. ■■ Teil; aus diesem Gasraum wird Chlor entnommen.to secure the housing. ■■ part; Chlorine is taken from this gas space.

Beim Aufbau der Zelle geht man in der Weise vor, Der Anolyt wird durch die Anolytzuleitungs-When building up the cell, the procedure is as follows: The anolyte is fed through the anolyte

daß man die Längswände 1 und eine Querwand 4 an 60 anschlüsse 15 wieder in die Anodenkammern einge-that the longitudinal walls 1 and a transverse wall 4 at 60 connections 15 are reinserted into the anode chambers.

idern Hoden 2 befestigt. Zwar ist es denkbar, den führt, und zwar nächst dem Boden. In ähnlicheridern testicles 2 attached. It is conceivable that it will lead, namely next to the ground. In a similar way

Boden, zwei Länpswändc und eine Querwand in einem Weise wird der Katholyt, bestehend aus SalzsäureBottom, two länpswändc and a transverse wall in one way becomes the catholyte, consisting of hydrochloric acid

Stück zu gießen, es ist aber meist billiger, die Teile und Wasserstoff, aus den Kathodenkammern durchPieces to cast, but it is usually cheaper to pass the parts and hydrogen through from the cathode chambers

einzeln herzustellen und dann zusammenzuschrauben die Katliolytableitungsanschliisse 17 entnommen uno*produced individually and then screwed together the catholyte drainage connections 17 removed uno *

oder 7U!iummcri7iis( hwciücn. Natürlich braucht man 65 der Sammelleitung 22 zugefühit, wo eine Trennungor 7U! iummcri7iis (hwciücn. Of course, 65 must be fed to the collecting line 22, where there is a separation

im 1ίϊΐ7ΐι.·ιπι Fall Abdichtungen in den Ecken. Hiei- in Salzsäure und Wasserstoff stattfindet. Der Katho-in the 1ίϊΐ7ΐι. · ιπι case, seals in the corners. Here- takes place in hydrochloric acid and hydrogen. The catho-

auf wird lic Undelcktrode 6 in die Zelle gestellt, und IyI wird hierauf durch KatholytzuleitungsanschlüsseThe Undelcktrode 6 is placed in the cell, and IyI is thereupon through catholyte feed connections

/war so, daß sie die Querwand 4 des Gehäuses be- VJ wieder in die Zelle eingeführt. Verbrauchte Salz-/ was such that it inserted the transverse wall 4 of the housing VJ back into the cell. Consumed Salt

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.acid is withdrawn from the manifold 22 through the withdrawal connection 27. When the partitions 23 in the manifolds 21 and 22 reach all the way down, so that completely separate departments for the electrolytes of the individual anode and cathode chambers are formed, so it will be be expedient, also separate electrolyte supply connections 25 and withdrawal connections 27 for each of the departments to be provided. In many cases, however, it is sufficient to have one next to one end single supply connection after an anode chamber and next to the other end of the cells one provide single extraction connection 27 from a cathode chamber.

Die erfindungsgemäß aufgebauten elektrolytischen Zellen sind billiger und einfacher wie die bisherigen Zellen mit sogenanntem Filterpressenaufbau. Die Wartung ist überdies wesentlich vereinfacht.The electrolytic cells constructed according to the invention are cheaper and simpler than the previous ones Cells with a so-called filter press structure. Maintenance is also significantly simplified.

Claims

Claims: ao

1. Electrolytic cell for the production of chlorine by electrolysis of hydrochloric acid containing bipolar electrodes, cathode and anode compartments, leads and leads for the Electrolytes, electrolyte supply connections and ^ ntriahmeanverbindungen as well as connections for the electrical energy, characterized by the combination of the following features: '

a) in a housing with gas- and liquid-tight Walls (1,2,4) and with a liquid- and gas-tight seated cover (11) a plurality of bipolar electrodes (3) are housed and immobile attached;

b) within the housing (1,2,4) are liquid-permeable Diaphragms (5) housed and fastened in such a way that each one diaphragm (5) in a manner known per se stands between successive electrodes (3);

c) the distances between the electrodes (3) and the diaphragms (5) are st> set that between the anode surfaces of the bipolar electrodes (3) and the diaphragms (5) anode chambers and between "45 see the cathode surfaces of the bipolar Electrodes (3) and the diaphragms (5) cathode chambers designed for receiving and conducting the electrolyte are, with the anode and cathode surfaces essentially completely filled with electrolyte are wetted;

d) there are feed line connections (15 or 19) for the introduction of the electrolyte and discharge connections (13 or 17) for the discharge of the electrolyte and the gas formed in the respective chambers into the Anode and cathode chambers are available, with the discharge connections (13) of the individual anode chambers and the same the discharge connections (17) of the individual cathode chambers separated from one another are; i

e) the discharge connections (13 or 17) of the anode and cathode chambers Liquid gas separator (21 or 22) connected downstream to the anolyte and the catholyte separated from the gas produced in each case.

2. Electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the bipolar electrodes and the diaphragms are arranged vertically within the housing. ■

3. Electrolytic cell according to one of claims 1 and 2, characterized in that the Supply connections are arranged next to the bottom of the anode and cathode chambers and the discharge connections next to their upper limit, in such a way that the electrolyte from below flows up through the chambers.

4. Electrolytic cell according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Gas separators are connected to the supply line connections via return lines, in such a way that the anolyte or catholyte freed from the gas flows back to the bottom of the respective chambers.

5. Electrolytic cell according to one of claims 1 to 4, characterized in that an alternately ribs and grooves are formed on the inner sides of the longitudinal walls that'die electrodes with their edges inserted into the grooves and that the diaphragms on the ribs are attached.

6. Electrolytic cell according to claim 5, characterized in that 'the gas spaces of the Liquid gas separators for the individual gases are combined. ■

7. Electrolytic cell according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Electrodes and the diaphragms are anchored on the floor and in the ceiling of the housing.

8. Electrolytic cell according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Electrolyte replenishment connection on an anode chamber next to one transverse wall of the housing and the electrolyte extraction connection on a cathode chamber next to the opposite one Transverse wall is provided.

For this purpose> 1 sheet of drawings