DE1671424A1

DE1671424A1 - Electrolytic cell

Info

Publication number: DE1671424A1
Application number: DE19671671424
Authority: DE
Inventors: Carr Richard Ewing; Bon Charles Kortright; Neipert Marshall Palmer
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1967-01-20
Filing date: 1967-01-20
Publication date: 1971-09-30

Description

Elektrolysezelle Die Erfindung betrifft Elektrolysezellen, ins- besondere Quecksilber-Kathodenzellen vom Schlitztyp. Eine typische Quscksilber-Kathodehelektrplyse- zelle zur Herstellung von Chlor und Alkali besteht aus einem langen, engen Trog mit einer Quecksilberbecken- kathode sm Boden und Graphitanoden, die von:einem kau- tschuküberzogenen Deckel getragen werden oder herabhän- gen, Die Salzlösungsbeechekg wird mit sehr geringer Turbulenz durch die Zelle strömen gelassen. Beim Betrieb der Zelle werden die Chlorionen in der Salzlauge von der Anode angezogen und so in Form von Chlorgas entfernt, welches gewöhnlich durch eine Auslaßleitung abgezogen wird-, die aus dem kautschuküberzogenen Deckel herausführt. Das Kation, gewöhnlich Natrium, bildet mit dem Quecksil- ber ein Amalgam. Das Amalgam wird aua der Zelle entfernt und in einer getrennten Ausziehvorrichtung mit Wasser be- handelt unter Bildung von. Alkali, wobei. das Quecksilber zur Wiederverwendung regeneriert wird. Die mit Quecksilber-Kathodenzellen hergestellte Natronlauge besitzt oft eine höhere Konzentration und Reinheit als-.Natronlauge, die mit Diaphragmazellen hier- gestellt wird, aber die Herstellungskosten dieser lauge waren bisher bei den meisten: Einrichtungen, vergldchen mit den Kosten von lauge, die in Diaphragmazellen herge- stellt wurde, :höher, Verschiedene Faktoren bedinge, die hohen Kosten- der Herstelluxg von Natronlauge mit Queckeilber-Kathoden-- zelten. Ein wichtiger Faktor sind die ohsn Gestehungs- kosten von Quecksilber-Kathodenzellen im Vergleich zu Blektrolysezellen vom Diaphragmatyp. Ein weiterer Faktor besteht darin, daß die üblichen Quecksilber-Kathodenzellen der oben beschriebenem Art bei verhältnismäßig geringen: Stromdichten betrieben werden, um eine übermäßige Polarieation der Elektroden zu vermeiden und daher einen beträchtlichem Raum pro, Einheit Chlor- oder laugeprodÜktionskapazität beanspruchen. Electrolytic cell The invention relates to electrolytic cells, in particular special slot-type mercury cathode cells. A typical Qusc silver cathode electrolysis cell for the production of chlorine and alkali consists of a long, narrow trough with a mercury basin cathode sm soil and graphite anodes, which are from: a chuk-covered lids are worn or hanging down gen, The saline beechekg will be very low with Turbulence is allowed to flow through the cell. During operation The chlorine ions in the brine are removed from the cell Anode attracted and thus removed in the form of chlorine gas, which is usually withdrawn through an exhaust line which leads out of the rubber-coated lid. The cation, usually sodium, forms with the mercury About an amalgam. The amalgam is removed from the cell and in a separate extraction device with water acts with the formation of. Alkali, where. the mercury regenerated for reuse. The one made with mercury cathode cells Sodium hydroxide solution often has a higher concentration and Purity as -. Sodium hydroxide solution, which with diaphragm cells here - is made, but the manufacturing cost of this lye have been with most of the: Institutions, compare with the cost of caustic produced in diaphragm cells was placed: higher, Various factors cause the high cost the production of caustic soda with mercury cathodes camp. An important factor are the ohsn cost of mercury cathode cells compared to Diaphragm type lead electrolysis cells. Another factor consists in the fact that the usual mercury cathode cells of the type described above are operated at relatively low current densities in order to avoid excessive polarization of the electrodes and therefore take up a considerable amount of space per unit of chlorine or alkali production capacity.

Die Quecksilber Kathodenzellen üblicher Bauart erwiesen sich auch als ziemlich empfindlich ,für Verunreinigungen in der Salzlauge, was teure Salzlaugebehandlungseinrichtungen erforderlich macht, um ärgerliche Verunreinigungen entfernen zu können. Auch war die für die Kathode benötigte Quecksilbermenge groß, und-da ein Teil des Quecksilbers beim Betrieb der Zelle verlorengeht, trug däs Quecksilber sowohl au den Einrichtungekosten als auch zu den Betriebskosten derartiger Zellen bei: Ein Versuch zur Überwindung dieser -Schwiergkeiten führte zu der sog. Quecksilber Kathodenzelle vom Schlitztyp. Bei den Queeksilber-Kathodenelektrolysezellen vom Schlitztyp besteht die Quecksilberkathode ,gewöhnlich -aus einem dünnen Film oder einer dünnen Schicht von Quecksilber, die mit hoher Geschwindigkeit im Vergleich zur Fließgeschwindigkeit des Kathodenmaterials in einer der oben beschriebenen üblichen Zellen durch die Zelle laufen gelassen wird. Ferner wird das Uhlor in vielen Schlitzzellen über die flache untere Oberfläche der Anode gekehrt und periodisch aus Öffnungen entfernt oder einem Endkasten zugeführt. Im allgemeinen können Quecksilber-Kathodenzellen vom Schlitztyp bei beträchtlich höheren Stromdichten betrieben werden als übliche Quecksilberkathodenzellen.The usual type of mercury cathode cells also turned out to be being quite sensitive to impurities in the brine, resulting in expensive brine treatment facilities required to remove annoying impurities. Also was the amount of mercury required for the cathode is large, and there is some of the mercury Lost in operation of the cell, the mercury contributed to both equipment costs as well as the operating costs of such cells: An attempt to overcome These difficulties led to the so-called mercury cathode cell of the slot type. In the slot type quench silver cathode electrolytic cells, there is the mercury cathode , usually -from a thin film or layer of mercury, which at high speed compared to Flow rate of the cathode material in one of the conventional cells described above by the Cell is run. Furthermore, the Uhlor is used in many slot cells via the flat bottom surface of anode swept and periodically removed from openings or fed to an end box. In general, mercury cathode cells can be used of the slot type can be operated at considerably higher current densities than usual Mercury cathode cells.

Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn das Chlor längs der unteren Oberfläche der Anode über beträchtliche Entfernungen getrieben wird, bevor es entfernt wird, das Chlor im Salzlaugenstrom Blasen bildet und an der aktiven Oberfläche der Anode festhaftet und einen wesentlichen feil des Zellenwiderstandes verursacht. Das Problem wurde in gewissem Ausmaß vermindert, indem man alle 60 bis 120 cm entlang der Zelle zwischen den Anodensegmenten mit Kautschuk ausgekleidete Abzugskästen anordnete. Diese Abhilfe ist jedoch teuer und ergibt Anoden, die immer noch länger sind als erwünscht, wenn die Menge an Chlorblasen im Zellenelektrolyten zwischen Anode und Kathode gering gehalten werden soll, um einen wirksamen Betrieb der Zelle bei hohen Stromdichten zu ermöglichen. Die Erfindung schafft eine Elektrolysezelle, die eine Kathode mit flacher Oberfläche und eine Anode mit ebenfalls flacher Oberfläche aufweist, welche mittels einer Separatordichtung in einer bestimmten, ungefähr parallelen Zage zur flachen Oberfläche der Kathode angeordnet ist. Die Anode weist in ihrer der Kathode zugekehrten Oberfläche querverlaufende Schlitze auf. Das Innere der Anode weist Hohlräume auf, die durch Verbindungslöcher mit den Schlitzen kommunizieren. Die Schlitze sind paarweise dicht aneinanderliegend angeordnet, wobei die einzelnen Paare voneinander einen etwa doppelten oder noch größeren Abstand aufweisen als im Paar selbst von Schlitz zu Schlitz.It has been found, however, that when the chlorine is along the lower surface the anode is driven considerable distances before it is removed, the chlorine bubbles in the brine stream and on the active surface of the anode sticks and causes a substantial decrease in cell resistance. The problem was diminished to some extent by walking every 60 to 120 cm along the cell Arranged vent boxes lined with rubber between the anode segments. However, this remedy is expensive and results in anodes that are still longer than desirable if the amount of chlorine bubbles in the cell electrolyte between anode and Cathode should be kept low in order to efficiently operate the cell at high levels Enable current densities. The invention creates an electrolytic cell, one cathode with a flat surface and one anode with a flat surface as well has, which by means of a separator seal in a specific, approximately parallel Zage is arranged to the flat surface of the cathode. The anode has in its the surface facing the cathode has transverse slits. The inside of the Anode has cavities that communicate with the slots through communication holes. The slots are arranged in pairs close together, the individual Pairs from each other are about twice or even greater than in the pair itself from slot to slot.

Die folgende detaillierte Beschreibung soll die Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung weiter erläutern. In dieser stellen dar: Fig. 1 einen vereinfachten schematischen. Seitenaufriß einer erfindungsgemäß verbesserten Blektrolysezellenanordnung; Fig. 2 einen Teillängsschnitt der in Fig. 1 gezeigten Anode; Fig. 3 eine teilweise Obenansicht der in Fig. 2 gezeigten Anode, und Fig. 4 eine Schnittansicht auf der Linie 4-4 von Fig. 2.The following detailed description is intended to explain the invention further in conjunction with the accompanying drawings. This shows: FIG. 1 a simplified schematic. Side elevation of an improved sheet metal electrolysis cell arrangement according to the invention; FIG. 2 shows a partial longitudinal section of the anode shown in FIG. 1; FIG. 3 is a partial top view of the anode shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken on line 4-4 of FIG.

Die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1 zeigen eine Fließkathodenelektrolysezelle, die allgemein durch die "Bezugszahl 10 bezeichnet wird, einen Endkasten 12, einen Amalgam-Niveauregler 14, einen Amalgam-Zersetzer 16, eine Chlorabzugekopfleitung 18, eine Salzlauge-Zuflußleitung 20 und eine Salzlauge-Abzugsleitung 22.The drawings, in particular FIG. 1, show a flow cathode electrolysis cell, indicated generally by the "reference numeral 10", an end box 12, a Amalgam level regulator 14, an amalgam decomposer 16, a chlorine discharge head line 18, a brine inflow line 20 and a brine discharge line 22.

Die Zelle 10 enthält eine Kathodengrundplatte 24, die sich unter der Zelle erstreckt und auch als Boden für den Endkasten 12 dient, eine zusammengesetzte Anodenanordnung, die im allgemeinen durch die Bezugszahl 26 bezeichnet wird und aus den Anodensegmenten 28, 30, 32 und 34 besteht, die miteinander zu einer einzigen Struktur verbunden sind, und ein Separator-Dichtungsbauteil 36, welches den Abstand der Anode von der Kathodengrundplatte aufrechterhält und beide gegeneinander isoliert und außerdem einen flüssigkeits- und gasdichten Abschluß zwischen Anode und Kathode und der umgebenden Atmosphäre aufrechterhält. Im Betrieb wird quer über die Zelle ein Strom angelegt, wobei die positiven Elektrodenklemmen 38 an der Anode 26 mit der positiven Zeitung einer Gleichstromquelle (nicht gezeigt) verbunden sind,und eine iiiriusklemme 40 an der Kathodengrundplatte befestigt ist, wobei die Klemme 40 elektrisch mit der Minusleitung der erwähnten Stromquelle verbunden ist.The cell 10 includes a cathode base plate 24 which extends under the Cell extends and also serves as a floor for the end box 12, a composite Anode assembly, indicated generally by the reference numeral 26 and consists of the anode segments 28, 30, 32 and 34, which together form a single Structure are connected, and a separator-seal member 36, which the distance the anode is maintained by the cathode base plate and both are isolated from each other and also a liquid- and gas-tight seal between anode and cathode and the surrounding atmosphere. In operation becomes transverse A current is applied across the cell with the positive electrode terminals 38 on the Anode 26 connected to the positive newspaper of a DC power source (not shown) are, and a iiirius clamp 40 is attached to the cathode base plate, wherein the Terminal 40 is electrically connected to the negative line of the mentioned power source.

Mittels der Pumpe 41 wird Wuecksilber durch die Zeitung 44 zum Einsatzende 45 der Zelle 10 gepumpt und fließt dann über die Oberfläche der Grundplatte 24 und bedeckt diese in bekannter Meise unter Bildung der Fließkathode der Zelle. Durch die Zufuhrleitung 20 wird Salzlauge in die Zelle eingeführt und füllt den Raum zwischen der Fließkathode und der Anorde 26. Salzlauge und Fließkathode fließen in den Endkasten 12, wo die Salzlauge (und alles davon mitgerissene Chlor oder sonstiges Gas) abgezogen wird. Das Amalgam fließt aus dem Endkasten durch die Falle 42, durch den Amalgam-Niveauregler 14, der das Niveau des Amalgams aufrechterhält, um die gewünschte Dicke der Fließkathode in der Zelle zu liefern, und in deii Amalgam-Zersetzer 16. Im Zersetzer 16 wird das Natrium aus dem Amalgam freigesetzt und das Quecksilber üaxui wilder in die Zelle zurückgepumpt. Die Anode 26 stellt ein zusammengesetztes Bauteil dar, welches aus einer Vielzahl von blockähnlichen Segmenten besteht, die miteinander verbunden sind und den Raum über der Fließkathodenoberfläche nahe dem Linlaßende 45 der Zelle bis nahe zum Auslaßende oder zum Endkastenende 46 der Zelle 10 praktisch abdecken. Die Anode 26 wird von der Separatordichtung 36 getragen, wie bereits erwähnt wurde, wobei die untere oder aktive Oberfläche 48 (vgl. Fig. 2 und 4) der Anode im Separator-Dichtungsrahmen 36 liegt.By means of the pump 41, mercury is passed through the newspaper 44 to the end of its use 45 of the cell 10 and then flows over the surface of the base plate 24 and covers these in the known manner, forming the flow cathode of the cell. By the supply line 20 brings brine into the cell and fills the space between the flow cathode and the anode 26. Brine and flow cathode flow into the end box 12, where the brine (and any chlorine or other gas it entrains) is withdrawn will. The amalgam flows from the end box through the trap 42, through the amalgam level regulator 14, which maintains the level of the amalgam to the desired thickness of the flow cathode in the cell, and in the amalgam decomposer 16. In the decomposer 16 becomes the sodium released from the amalgam and the mercury üaxui wilder into the Cell pumped back. The anode 26 constitutes a composite component represents, which consists of a plurality of block-like segments that are connected to each other are connected and the space above the flow cathode surface near the line end 45 of the cell to near the outlet end or the end box end 46 of the cell 10 is practical cover. The anode 26 is carried by the separator seal 36, as previously mentioned with the lower or active surface 48 (see FIGS. 2 and 4) of the anode lies in the separator sealing frame 36.

Die Anode 26 besteht aus blockartigen Graphitsegmenten 28, 30, 32 und 34, welche die sog. aktiven oder elektrolysierenden Segmente darstellen, sowie den Graphitkantenrahmensegmenten 50, 52, 54 und 56, die sich rund um den Umfang der Anode an ihrem oberen Teil erstrecken. Die Graphitquerrahmenelemente 58, 60 und 62 beispielsweise verlaufen quer und sind mit der oberen Oberfläche der aktiven Anodensegmente verbunden und berühren die Graphitkantensegmente 50 und 52. Der Anodendeckel 64, ein plattenartiges Bauteil, welches vom Rest der Anode durch die Plattendichtung 66 oder beispielsweise durch einen Kautschuküberzug getrennt ist, ist mit den Segmenten 50, 52, 54, 56, 58, 60 und 62 fest verbunden, so daß sich eine Reihe von geschlossenen Räumen ergibt, z.B. 68, 70, 72, 74 und 76, die über den aktiven Segmenten 28, 30, 32 und 34 der Anode gebildet sind.The anode 26 consists of block-like graphite segments 28, 30, 32 and 34, which represent the so-called active or electrolyzing segments, and the graphite edge frame segments 50, 52, 54 and 56, which extend around the periphery of the anode at its upper part. The graphite cross frame elements 58, 60 and 62, for example, run transversely and are connected to the upper surface of the active anode segments and contact the graphite edge segments 50 and 52. The anode cover 64, a plate-like component which is separated from the rest of the anode by the plate seal 66 or, for example, by a rubber coating is separated, is firmly connected to the segments 50, 52, 54, 56, 58, 60 and 62, so that a series of closed spaces results, e.g. 68, 70, 72, 74 and 76, which over the active segments 28 , 30, 32 and 34 of the anode are formed.

eine Reihe von Schlitzpaaren 78, 80, 82, 84 und 86 beispielsweise, sind längs der Unterseite der aktiven Segmente 28, 30, 32 und 34 der Anode angeordnet.a series of pairs of slots 78, 80, 82, 84 and 86 for example, are arranged along the bottom of the active segments 28, 30, 32 and 34 of the anode.

Die Schlitze sind im allgemeinen senkrecht zur Längsachse der Zelle angebracht. Mindestens ein Schlitzpaar befindet sich in oder steht in Verbindung mit jedem Segment oder allen Segmenten der aktiven @Üiode, die unter jedem der obere erwähnten Räume, 68, 70, 72, 74 und 7ri, liegen.The slots are generally perpendicular to the longitudinal axis of the cell appropriate. At least one pair of slots is in or in communication with each segment or all of the segments of the active diode below each of the upper mentioned rooms, 68, 70, 72, 74 and 7ri.

Die Distanz zwischen benachbarten Schlitzpaaren beträgt zwischen 12,7 und 30,5 cm, bei einem Durchschnitt von 17,8 cm. Die Schlitze jedes Schlitzpaares sind voneinander durch einen Abstand von 2,5 7,6 cm getrennt, wobei ein Abstand von 5,1 cm bevorzugt wird. Die Verbindung zwischen jedem.der Schlitze, beispielsweise 80 und 90 des Schlitzpaares 86, und dem darüberliegenden Raum wird durch Reihen von Bohrurigen 92 bzw. 94 hergestellt, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird. Wie man erkennt, enthält jede Reihe 92 und 9¢ ftnf Bohrlöcher, die voneinander mehr oder-weniger gleichen Abstand aufweisend quer über die Breite eines aktiven Anodensegments verteilt sind. Eine Bohrung ist in halber Distanz längs der damit verbundenen Schlitze angeordnet, eine Bohrung befindet sich nahe oder am Ende jedes ächlitzes,und eine .Bohrung ist zwischen der Mittelbohrung und der Endbohrung angeordnet: Der Durchmesser-der Bohrungen 92 und 94 ist größer als die Breite der Schlitze, mit denen sie kommunizieren. Ähnliche Bohrungen sind bei der, anderen Schlitzen vorgesehen. Vergleiche die Bohrungen 92a, die mit dem schlitz 79 (Teil des Schlitzpaares 78) in Fig. 4 kommunizieren.The distance between adjacent pairs of slots is between 12.7 and 30.5 cm, with an average of 17.8 cm. The slots of each pair of slots are spaced 2.5 apart from each other 7.6 cm apart, with a 5.1 cm spacing preferred. The connection between each of the slots, for example 80 and 90 of the pair of slots 86, and the space above is made by rows of drill holes 92 and 94, respectively, as shown in FIGS. As can be seen, each row 92 and 9 contains five boreholes which are more or less equally spaced from one another and are distributed across the width of an active anode segment. One hole is located halfway along the associated slots, one hole is near or at the end of each slot, and one hole is located between the central hole and the end hole: the diameter of the holes 92 and 94 is greater than the width of the slots with which they communicate. Similar holes are provided in the other slots. Compare the bores 92a which communicate with the slot 79 (part of the slot pair 78) in FIG.

Die Breite der Schlitze der verschiedenen Schlitzpaare schwankt zwischen 0,32 und 0,48 cm.The width of the slots in the various pairs of slots varies between 0.32 and 0.48 cm.

Obwohl die bisher erwähnten Schlitze 88 und 90 sich.nach oben nur zum Teil durch das Anodensegment, in dem sie enthalten sind, erstrecken, können einige Schlitze auch dadurch gebildet werden, daß zwei benachbarte Anodensegmente den erforderlichen Abstand voneinander aufweisen, wie bei 100 und 102. In diesen Fällen sind keine Verbindungsbohrungen 92 und 94 erforderlich, um den Durchtritt des Fluids zum oder gegebenenfalls vom@Raum über dem Spalt zwischen den beiden aktiven Anodensegmenten (beispielsweise den Segmenten 70 oder 74) zu ermöglichen, da sich die durch die voneinander getrennten Segmente gebildeten Schlitze ganz durch die aktiven Anodensegmente erstrecken.Although the slots 88 and 90 mentioned so far only move upwards extend partially through the anode segment in which they are contained some slots are also formed by having two adjacent anode segments have the required distance from each other, as at 100 and 102. In these Cases no connecting bores 92 and 94 are required to pass through of Fluids to or possibly from the space above the gap between the two active ones Allow anode segments (for example, segments 70 or 74), as the slots formed by the separated segments entirely through the active anode segments extend.

Der Abstand zwischen der unteren Oberfläche 48 der aktiven Anode und der oberen Oberfläche der- Kathode 24 beträgt etwa 0,32 cm. Wenn die aktive-Oberfläche der Anode soweit erodiert ist, daß der Abstand der Anode von der Kathode 0,48 cm überschreitet, wird der Abstand-durch Absenken der Anode neu eingestellt.: Der Anodendeckel 64,: der aus Stahl besteht, wirdi wie oben erwähnt, gegen den Angriff der .korrodierenden Atmosphäre von Salzlauge und Chlor beispielsweise durch die Kautschukdichtung 66 geschützt.The distance between the lower surface 48 of the active anode and the top surface of the cathode 24 is about 0.32 cm. When the active surface the anode is eroded to such an extent that the distance between the anode and the cathode is 0.48 cm the distance is readjusted by lowering the anode: the anode cover 64,: which is made of steel, is, as mentioned above, against the attack of the corrosive Atmosphere of brine and chlorine, for example, through the rubber seal 66 protected.

Die Chlorauslaßöffnungen, z.B. 104, 1069 108 und 110, die sich nach oben durch den Anodendeckel erstrecken und mit der Chlorkopfleitung 18 verbunden sind, sind entweder mit Kautschuk ausgekleidet oder bestehen aus einem Material, welches gegen Salzlauge oder Chlor beständig ist. v .The chlorine outlet openings, e.g. 104, 1069, 108 and 110, which extend upwardly through the anode cover and are connected to the chlorine head line 18, are either lined with rubber or are made of a material which is resistant to brine or chlorine. v.

Ein elektrischer Strom wird jedem der aktiven Anodensegmente 28, 30, 32 oder 34 zugeführt, beispielsweise durch eine oder mehrere Anschlußelektroden 38, 112 und 114. Die Anschlußelektroden, die durch die Elektrode 38 in den fig. 2 und 3 veranschaulicht werden, bestehen aus einem mehr oder weniger zylindrischen Stopfen 36, der sich in das: aktive Anodensegment 34 erstreckt und dieses berührt. Ein Stab erstreckt sich vom Stopfen-durch eine Bohrung 116 in der Abdeckplatte 64 nach oben und ermöglicht den Anschluß einer Sammelechiene. Die Oberseite des Stopfens weist die gleiche Höhe auf, wie die Querteile 58, 60 und 62,und daher bildet die Dichtungsplatte 66, die zwischen dem Stopfen und der Deckelplatte zusammengepreßt wird, eine Abdichtung, welche das Entweichen von Chlor durch die Bohrung 116 verhindert.An electrical current is supplied to each of the active anode segments 28, 30, 32 or 34, for example through one or more terminal electrodes 38, 112 and 114. The terminal electrodes defined by electrode 38 in FIGS. 2 and 3, consist of a more or less cylindrical plug 36 which extends into and contacts the active anode segment 34. A rod extends upward from the plug through a bore 116 in the cover plate 64 and enables a busbar to be connected. The top of the plug is the same height as the cross members 58, 60 and 62 and therefore the sealing plate 66, which is compressed between the plug and the top plate, forms a seal which prevents the escape of chlorine through the bore 116.

Der elektrische Strom wird der Kathode über die Verbindungsstelle 40 zugeführt, wie bereits erwähnt wurde. Während des Betriebs wird die Zellsalzlauuge durch die Zelle mit einer Geschwindigkeit von 3/4 bis 2-1/4 1 min/cm Breite des Salzlaugenflußwegs quer über die Zelle. gepumpt. Die bevorzugte Salzlaugenfließgeschwindigkeit liegt zwischen 1 1/8 und 1 1/2 1/min/cm Breite des Salzlaugenflußwegs quer zur Zelle, Der an die Zelle angelegte Strom beträgt 3 bis 10 A pro 6,5 cm 2 aktiver .Anodenoberfläche, z.B. der der Kathodenoberfläche gegenüberliegenden Anodenoberfläche, wobei der tatsächliche Wert von den wirtschaftlichen Bedingengen abhängt.The electrical current is supplied to the cathode via the connection point 40, as already mentioned. In operation, the cell brine is passed through the cell at a rate of 3/4 to 2-1 / 4 1 min / cm of the width of the brine flow path across the cell. pumped. The preferred brine flow rate is between 1 1/8 and 1 1/2 l / min / cm width of the brine flow path across the cell. The current applied to the cell is 3 to 10 A per 6.5 cm 2 of active anode surface, e.g. Cathode surface opposite anode surface, the actual value depending on the economic conditions.

Die an der unteren Oberfläche 48 der ,Anode gebildeten Chlorblasen werden zusammen mit der Salzlauge fortgeschwemmt, bis sie zum ersten Schlitz eines Schlitzpaares an der Anodenunterseite gelangen. Infolge des Betriebe- . drucks in der Zelle und auch weil die gashaltige Salzlauge leichter ist als die gasfreie Salzlauge, steigen die Blasen im ersten Schlitz des Paaree da= empor.-Der Be.r triebsdruck in der Zelle wird so gewählt, daß praktisch keine Salzlauge durch die Ohlorabzugekopfletungenfließt, Nachdem das Chlor in.den Raum über dem aktiven Anoden-. eegment gelangt ist, trennt. es sich von der %lzlauge und wird abgezogen, beispielsweise durch die Kopfleitungen 10¢, 1069 108 und-110. Die nunmehr normales Gewicht aufweisende Salzlauge gelangt wieder in den Raum zwischen Anode und Kathode, indem sie durch den zweiten oder stromabwärts gelegenen Schlitz des Schlitzpaares wieder nach unten läuft. Jedesmal, wenn die Salzlauge zum nächsten Schlitzpaar gelangt, während sie durch die Zelle fließt, wiederholt sich dieser Vorgang.The chlorine bubbles formed on the lower surface 48 of the anode are washed away together with the brine until they reach the first slot of a pair of slots on the underside of the anode. As a result of the operational. pressure in the cell and also because the gaseous brine is lighter than the gas-free brine, the bubbles rise in the first slot of the pair da = up.-The operating pressure in the cell is chosen so that practically no brine flows through the Ohlorabekopfletungen, After the chlorine in. The space above the active anode. eegment has reached, separates. it is separated from the lye and is drawn off, for example through the head lines 10 [, 1069, 108 and-110. The brine, which is now of normal weight, gets back into the space between anode and cathode by running down again through the second or downstream slot of the slot pair. Every time the brine gets to the next pair of slots as it flows through the cell, this process is repeated.

Der Abstand zwischen den Schlitzen eines Schlitzpaares ist kritisch, denn wenn der Abstand zu gering oder zu groß ist, kann die richtige Zirkulation der Salzlauge in den Räumen 68, 70, 72 und 74 ausbleiben oder kam ein ungleichmäßiger Verschleiß der verschiedsnen Bodenteile der aktiven Anodensegmente auftreten, wenn der Abstand zu gering oder zu groß ist. Wenn beispielsweise der Abstand zu gering_ist, verursacht die Erosion oder eine Punktentladungserscheinung einen rascheren Verschleiß desjenigen Teils des Anodensegments, welches zwischen den Schlitzen eines Schlitzpaares liegtt als desjenigen Teils der unteren Anodenfläche, welches zwischen verschiedenen Schlitzpaaren liegt. Wenn jedoch der Abetand zwischen den Schilitzen eines Schlitzpaares zu groß ist, neigen die Chlorblasen dazu, an der Oberfläche anzuhaften: 33ä diese Blasen auf Grund der Flußbedingungen zwischen den Schlitzen nicht so leicht weggeschwemmt werden und -da der Graphitverschleiß eine Funktion der Stromdichte ist, die wiederum eine Funktion der Zurückhaltung von Blasen ist, ist der Verschleiß an der unteren. Oberfläche geringer als im Raum zwischen Schlitzpaaren.The distance between the slots of a slot pair is critical, because if the distance is too small or too large, the right circulation can There is no brine in rooms 68, 70, 72 and 74 or an irregular flow Wear of the various bottom parts of the active anode segments occur when the distance is too small or too large. For example, if the distance is too small, the erosion or a point discharge phenomenon causes more rapid wear that part of the anode segment which is between the slots of a slot pair lies as that part of the lower anode surface which is between different Pairs of slots. If, however, the space between the slits of a pair of slits is too large, the chlorine bubbles tend to adhere to the surface: this blow not as easily washed away due to the flow conditions between the slots and - since the graphite wear is a function of the current density, which in turn a function of the retention of bubbles is wear and tear on the bottom. Surface less than in the space between pairs of slots.

Wenn die untere Anodenoberfläche, in den: Stellen zwischen den Schlitzpaaren stärker abgetragen wird als zwischen den Schlitzen eines Schlitzpaares, dann weist die untere Oberfläche der Anode Wülste oder Vorsprünge auf, die ein Absenken der Anode zur Aufrechterhaltung des gewünschten Abstandes von Anode und Kathode für die gesamte untere AnodenoberflKehe verhindern.If the lower anode surface, in the: locations between the pairs of slots is removed more than between the slots of a pair of slots, then has the lower surface of the anode has ridges or protrusions that lower the Anode to maintain the desired distance between anode and cathode for prevent the entire lower surface of the anode.

Es vmrde gefunden, daß ein ,Abstand von 2,5 bis 7,5 cm ziv-.schen den Schlitzen eines Schlitzpaares eine Verschleißgeschwindigkeit der unteren Oberfläche des Anodensegmentes zwischen den Schlitzen ergibt, die etwa gleich der Verschleißgeschwindigkeit der zwischen den einzelnen Schlitzpaaren liegenden Anodenoberfläche ist. Wenn die Erosion der Anodenoberfläche, die.zwisehen den Schlitzen eines Schlitzpaares liegt, Um einiges schneller ist als der Verschleiß der restlihhen Anodenoberfläche, so ist die Wirkung der beiden Schlitze des Paars weniger effektiv als gewWischt, d.h. der stromabwärts liegende Schlitz stellt ein weniger wirksames IYIittel zur Rückführung der mehr oder weniger entgasten Salzlauge in den Hauptströmungsweg der Salzlauge beim Durchlaufen der Zelle dar, da eine zunehmend größere Menge an gashaltiger Salzlauge durch den stromabwärts gelegenen Schlitz fließen wird (wenn die Oberfläche verschleißt) und dieser daher zu einem Weg für eine aufwärts gerichtete Strömung wird, statt daß er einen Hück-: flußweg für entgaste Salzlauge darstellt. Vielleicht noch wichtiger ist jedoch der Verlust an Zellbetriebswirkungsgrad, wenn das Anodenmaterial abgetragen wird und ein wesentlicher Teil der unteren Anodenoberfläche nicht mehr den richtigen Abstand von der Kathode aufweist.It has been found that a distance of 2.5 to 7.5 cm between the slots of a pair of slots results in a rate of wear of the lower surface of the anode segment between the slots which is approximately equal to the rate of wear of the anode surface lying between the individual pairs of slots . If the erosion of the anode surface between the slots of a pair of slots is somewhat faster than the wear and tear of the remaining anode surface, the effect of the two slots of the pair is less effective than wiped off, i.e. the downstream slot is a less effective agent to return the more or less degassed brine into the main flow path of the brine as it passes through the cell, since an increasingly larger amount of gaseous brine will flow through the downstream slot (when the surface wears) and this therefore becomes a path for an upward one Flow becomes, instead of being a return path for degassed brine. Perhaps more importantly, however, is the loss of cell efficiency when the anode material is worn away and a substantial portion of the anode bottom surface is no longer properly spaced from the cathode.

Die erfindungsgemäßen Hochgeschwindi,gkeitsflußkathodenelektrolytenzellen zeichnen sich durch hohen Betriebswirkungsgrad, lange Betriebsperioden ohne Abschaltung zum Überholen und mäßige Kosten pro Einheit der Chlorerzeugungskapazität aus.The high-speed flow cathode electrolyte cells according to the invention are characterized by high operating efficiency, long operating periods without shutdown to the Overhaul and moderate cost per unit of chlorine production capacity.

Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung einer Anodenstruktur der beschriebenen Art in einer Elektrolysezelle etwa 95% des erzeugten Chlors durch die Anodenräume abgezogen werden und nur etwa 5 jo- des Chlors aus der erschöpften Salzlauge gewonnen werden, die in den Endkasten 12 eintritt. -It has been found that using an anode structure, the described type in an electrolytic cell by about 95% of the chlorine generated the anode spaces are withdrawn and only about 5 jo- des chlorine from the depleted Brine can be obtained which enters the terminal box 12. -

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Electrolysis cell with a high Speed flowing cathode with an inlet end and an outlet end and a composite anode structure and a cathode characterized by means to maintain a certain distance between anode structure and cathode, Means for supplying electrolyte at the supply end of the cell and PLtel for removal of electrolyte at the outlet end of the cell, with the cathode being a generally planar one Has surface facing the anode structure and the anode structure has a graphite block which has a surface facing the cathode, an upper part, which is at a distance from the graphite block, side and end parts, which the graphite block and the upper part or cover on the circumference of the graphite block together join to form a space between the top and the graphite block wherein the graphite block has a series of transversely arranged pairs of slots, which extend completely across its cathode-facing surface, and Connections-between each pair of slits and the space above it, -wherein the pairs of slits in the arrangement from each other at a distance of 12.7 to 30.5 cm and the distance between des. Slots of a pair of slots is between 2.5 and 7.6 cm and the slot width between 0.32 and 0.48 cm, as well as means for extracting gas. out of the room.

2. Electrolysis cell according to claim 1, characterized in that the animal bond consists of at least one hole located between a slot and the space extends.

3. Electrolytic cell according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the pairs of slots is 17 cm ..

4. Electrolysis cell after Claim 1 or 2, characterized in that the distance between the slots of a pair of slits is 5.1 cm.

5. Electrolytic cell according to claim 1 to q., Characterized in that the connection is represented by a series of bores which are spaced from one another and extend between each slot and the space above it.