DE1571715A1

DE1571715A1 - Elektrolytische Zelle

Info

Publication number: DE1571715A1
Application number: DE19661571715
Authority: DE
Inventors: Holm Per Tore
Original assignee: Uddeholms AB
Current assignee: Uddeholms AB
Priority date: 1965-02-04
Filing date: 1966-01-27
Publication date: 1971-03-25
Also published as: NO115575B; BE676012A; NL6601403A; US3455810A; SE307568B; GB1130827A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrolytisohe Zelle, und zwar insbesondere eine Befestigungseinrichtung für eine Elektrode in einer sogenannten horizontalen elektrolytischen Zeile, d.h. also eine Zelle, in der die aktiven Oberflächen der Elektroden horizontal verlaufen. Insbesondere betrifft die Erfindung Zellen für die Elektrolyse einer Chlor-Natriumlösung, in welchen die obere Elektrode, die Anode, aus einer Graphitplatte besteht, während die untere Elektrode, die Kathode, aus Quecksilber besteht, das Über den Boden der Zelle fließt. Die folgende Beschreibung befaßt sich mit einer so liehen Queoksllberzelle, jedooh ist die Erfindung auch in Verbindung mit andersartigen horizontalen Elektrolysezellen von Nutzen.

■«AD

109813/1266

In einer horizontalen Zelle, die fließendes Quecksilber enthält, ist es wichtig, daß die Anode genau horizontal liegt, d.h. parallel zur Oberfläche des Queoksilbers, und auch genau auf dem gewünschten Abstand von der Quecksilberoberfläche. Dies kann dadurch gewährleistet werden, daß die Anode mittels isolierender Abstandsstücke auf dem Boden der Zelle abgestützt wird. Solche Abstandsstüoke stören aber die Strömung des Queoksilbers und führen auch zur Ansammlung von Verunreinigungen, woduroh ein gewisses Risiko der Erzeugung eines Kurzsohlusses zwischen der Anode und Kathode hervorgerufen wird. Deshalb ist es vorteilhafter, die Anode in der Zelle aufzuhängen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine solohe Trageinriohtung zu sohaffen, die einen einfaohen Aufbau aufweist, eine unkomplizierte Einstellung der Anode in die genaue horizontale Stellung gestattet und auoh ein unkompliziertes Anheben und Absenken der Anode im Betrieb gegenüber derNQueoksilberoberflache ermöglicht. Dies ist wesentlich zur Erzielung einer niedrimgen elektrischen Leistung, Es ist insbesondere wünschenswert, den Abstand zwisohen den Elektroden einzustellen, wenn Graphitanöden verwendet werden, weil dieses Graphit nach und naoh verbraucht wird. Eine mittelgroße Anlage für die Elektrolyse einer Chlor-Natriumlösung umfaßt etwa 15 000 in Betrieb befindliche Anodenplatten, und hieraus ist klar ersiohtlioh, daß die genannten Paktoren eine sehr große wirtsohaftliohe Bedeutung haben.

109813/1266 " ³ "

8AD ORIGINAL

Die elektrolytische Zelle gemäß der Erfindung weist eine untere Elektrode auf, die eine genau horizontale Oberfläche besitzt, und eine obere Elektrode, die eine genau horizontale Unterseite aufweist, wobei der Elektrodenbehälter oberhalb der oberen Elektrode einen Deckel oder eine Kappe mit einer Öffnung besitzt, durch die hindurch sich eine Tragstaige erstreckt, deren unteres Ende an der oberen Elektrode

befestigt ist; der Raum zwischen diesem Deckel und dies«" Tragstange ist durch einen elastischen Dichtungsring verschlossen. Die Tragstange wird von einer Trageinrichtung erfaßt und ist elastisch auf dem elastischen Dichtring abgestützt, wobei einzelne Schrauben zur Einstellung der Lage dieser Trageinrichtung, entgegen der Elastizität des elastischen Dichtringes, vorgesehen sind, und außerdem Einrichtungen in dieser Trageinriohtung zur vertikalen Bewegung der Tragstange.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Trageinrichtung eine Basis, die nachgM)ig auf dem elastischen Dichtring abgestützt ist, und oberhalb dieser Basis einen Träger für eine vertikale, mit Schraubengewinde versehene Stange, deren unteres Ende die Tragstange trägt, wobei dieser Träger eine verdrehbare Mutter aufweist, die dazu dient, diese mit Gewinde versehene Stange anzuheben, bzw. abzusenken.

109813/1266 " *"

BAD ORIGINAL

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. i in perspektivischer Darstellung.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Platte der Trageinrichtung, die drei Schrauben aufweist.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektrolytisohe Zelle weist einen Elektrodenbehälter auf, ait einem Bden 18, einem
Deckel 13 sowie Seitenwänden, die nicht dargestellt sind. Der Elektrodenbehälter enthält eine Graphitanode i bekannter Art. Anstelle dessen kann die Anode auch aus Titan oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. Die Breite der Anode ist aus der Zeichnung ersichtlich, und die Länge der Anode ist im allgemeinen gleich de« 3* oder 4-fachen der Breite. Der obere Teil der AjjOde hat eine Öffnung, in der eine «ylindrieohe Graphitstange 2 mittels einer Schraubverbindung befestigt 1st. Die
Stange 2 wird nachstehend als Tragstange beieiohnet, weil sie die Anode 1 trägt. Bio Tragstange verläuft in vertikaler Richtung durch eine Öffnung im Deckel 13 hindurch.

BADORiGiNAL

Eine Schicht, beispielsweise aus Ebonit (Hartgumai)-bedeckt die Unterseite des Deckels 13 und bildet entlang der Kante der öffnung einen ringförmigen Teil 14, Aer »inen elektrischen Koatakt «wieokea «er Tragstange «ad its Deckel verbindert. Bit Auieaflmoae J 4er Trag·***!· ▼abläuft genau senkrecht sar loieaflÄeae 4,der Anode. 11a Bolzen 5 ist in eine Öffnung la oberen Teil der Tragetange eingeschraubt. Zwisohen de« Kopf 6 dieses Bolzens und der Tragstange 2 ist eine Kupferplatte 7 befestigt, durch die hindurch der Anode elektrischer Stroe zugeleitet wird. Diese Kupferplatte verhindert außerdem eine Verdrehung der Tragstage ua ihre Achse.

Es ist wünschenswert, daß der Kopf 6 des Bolzens 5 verhältnismäßig groß ist, so daß er die Kupferplatte 7 kräftig gegen die gesamte Oberseite der Tragstange 2 anpreßt, um den elektrischen Widerstand herabzusetzen. Der elektrische Widerstand wird ferner herabgesetzt duroh die Tatsache, daß ein Teil des Stroms von der Kupferplatte 7 duroh die Teile 6 und 5 des Bolzens und dann in die Tragstange 2 hineinfließt.

Eine Gewindestange 8 ist duroh Versohwaißung koaxial mit dem Bolzen 5 befestigt. Auf dieser Stange 8 sitzt eine Mutter 9| die «ine Umfungsnut IO aufweist, welohe die Kante einer Öffnung in einem Tragarm It aufnimmt. Die finden des Tragarms 11 sind an einer genau horizontal verlaufenden Platte 12 befestigt. Diese Platte 12 llogt auf einem O-Uiiig

1098 13/1266 bad ühiginal

aufι der in einer ent$reohenden Aussparung in dea Isolierrlag 14 li«gt. Der O-Riag 15 stellt eiae AbziehtMBf iwieeaen «·■ »eekel 15 «ad d«r Staat· t *ar, «ai iie Plmtte It itt gevieieraalea 6i· Stefttaeaeeakrilie fir 41et«a O~lia#.

8 »«1·#· 16, liehe fig. ft, eiM aa «·* »eektl 13 ftatattlgt und Terlaufen duroh öffnuag«B in dtr Platt· If hladareh.

Auf diese Bolzen sind Muttern 17 aufg··ohrautot, aittels derer die Platt· 12 naoh unten gegen den elastischen O-Riag 15

hat

gedrückt wird. Infolgedessen/der O-Ring 15 die doppelte Wirkung einer Abdichtung des Raumes iwlschea de« Deokel 13 und der Tragstange 2, sowie einer Eraugliohung der BiBi teilung der Platte 12 mittels der Muttern 17 in die gewünscht· Stellung.

Ia Betrieb läuft Quecksilber in Form einer dünnen Schicht über den Boden 18 der Zelle; dieses Quecksilber ist als Kathode mit einer Gleichstromquelle verbunden. Die Graphitelektrode 1 ist die Anode. Eine Chlor-Natriualösung wird derart zugeleitet, daß sie in den Raua «wischen der Anode und der Kathode einfließt. Auf der Anodenoberfläohe wird Bleiohsöure erzeugt, und das auf der Kathodenoberflache erzeugte Natrium reagiert alt der Queoksilberoberflache.

Die AnodenoborfLaOhe h wird auf dia folgende Art und Weise parallel zur Queoksilberoberfläohe eingestellt: An die zylindrLsoho Außenseite 3 der Tragstange 2 wird eine Wasser-

1038 13/1266 _{BAD 0R|G},_NAL

waage (auch Libelle genannt) angelegt, und die Muttern 17 werden derart eingestellt, daß die Stange 2 ganz genau vertikal verläuft, so daß dann auch die untere Anodenoberfläche h genau horizontal zu liegen kommt. Die Anode wird nunmehr durch Verdrehung der Mutter 9 abgesenkt, bis sie mit dem Quecksilber am Boden der Zelle in Berührung gelangt. Dies wird in bekannter Art und Weise durch Messung des Stroms oder der Spannung der Zelle ermittelt. Anschließend wird nun die Mutter 9 verdreht, bis die Anode in gewünschte Stellung hochgehoben worden ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich beide Schrauben 16 mit ihren zugehörigen Muttern 1? in Längsrichtung der Anode, weil die Einstellung in dieser Richtung am wichtigsten ist. Eine Einstellung in Querrichtung der Anode kann in der Weise ermöglicht werden, daß die Platte «it 3 Einstellmuttern versehen wird, wie dies beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Eine Verdrehung der Mutter 17a bewirkt die Einstellung in Längsrichtung, und die Verdrehung einer der Muttern bewirkt eine Einstellung in der Querrichtung.

109813/1268

BAD

Claims

Patentansprüche

1, Elektrolytische Zelle mit einer unteren Elektrode, die eino genau horizontal verlaufende Oberseite aufweist, und einer oberen Elektrode, die eine genau horizontal vorlaufende

Unterseite aufweist, und mit einem Elektrodenbehälter, der oberhalb der oberen Elektrode einen Dectel aufweist, gekennzeichnet durch eine durch eine Öffnung des Deckels (J3)

hindurchgehende Tragstange (2) deren unteres Ende an der oberen Elektrode (l)befestigt ist, einen elastischen Dichtring (i5) zum Verschließen des Zwischenraumes zwischen dem Deckel (13) und der Tragstange (2^ eine an der Tragstange (2)

sich
anliegende und elastisch auf dem elastischen Dichtring (15) abstützende Trageinrichtung (12)sowie Einstellschrauben (16) zur Einstellung der Lage dieser Trageinrichtung (Ii) entgegen der Elastizität des elastischen Dichtrings (15), und in der Trageinrichtung (12, 11) vorgesehene Mittel(9)zur vertikalen Bewegung der Tragstange (2) .

2. Elektrolytisch Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung(!1,i2)eine Basis (12)aufweist, die elastisch auf dem elastischen Dichtring (15)aufliegt, und oberhalb dieser Basis (12) einen Träger (11) für eine vertikale Gewindestange(8) deren unteres Ende die Tragstange(2)trägt, wobei in dem '!'rager (ll) eine verdrehbarc Mutter (9) zum Anhoben und Absenken der Gewindestange (8)vorgesehen ist.

1098 13/ 12b6

/\ BAD ORIGINAL

3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode(l)und deren Tragstange(2)aus Graphit bestehen und an der Oberseite der aus Graphit bestehenden Tragstange (2)ein flacher Streifen(7)aus elektrisch Leitenden Metall befestigt ist mittels einer Schraube, die einen Kopf (6);iifweist, wobei das untere Ende der Gewindestange (6)am Kopf(6)dieser Schraube(5)befestigt ist.

^lt. MLektrolytischü Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dall sie 3 E ins t el !schrauben (l6) zur Einstellung der Lagt- der TrageinrLchtung (l2, Ii)aufweist.

8AD ORIGINAL

1 U ⁽i Κ I Sl l?hb