DE1953627A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Elektrolyse von Alkalimetallchloridloesungen - Google Patents

Description

Dortmund

Aktenzeichen: 64 011
20. Oktober 1969

Verfahren und Vorrichtung zur Elektrolyse von Alkalimetallchloridlösungen (Zusatzpatentanmeldung zu P 16.67.812.9).

In der deutschen Patentanmeldung P 16.67.812.9 wird ein Elektrolyseverfahren beschrieben, bei dem in einer Chloralkali-Elektrolysezelle mit horizontaler Quecksilberkathode bei hoher Stromdichte die Sole in den eigentlichen Reaktionsspalt zwischen Anode und Kathode zwangsläufig eingeführt wird. Durch das aufgezwungene Druckgefälle entsteht im vorgenannten Spalt eine intensive Strömung, welche die an der Anode entstehenden Gasbläschen hinwegspült und auf kürzestem Weg aus dem Reaktionsraum fördert. Weiterhin sind die Anoden so ausgebildet, daß die Gasbläschen nicht nur über den Rand der Anode, sondern noch durch Öffnungen in den Anodenflächen in den oberen Zellenraum gelangen. Soll die mit dem im Hauptpatent beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung angestrebte Wirkung voll erreicht werden, ist es darüber hinaus erforderlich, den Schaum zügig aus dem oberen Zellenraum zu entfernen. Ein Stau des Schaumes im oberen Zellenraum darf nicht auftreten, weil andernfalls durch einen Rückstau bis unter die Anodenflächen ein Ansteigen der Zellenspannung verursacht werden kann. Das Halogengas ist bei niedriger Stromdichte evtl. mit Schaum vermischt, bei hoher Stromdichte liegt es aber ausschließlich als Schaum vor und muß sicher und schnell aus dem oberen Zellenraum abgeführt werden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernis den Schaum aus dem oberen Zellenraum abzusaugen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß im Zellenraum ein Unterdruck entsteht und Luft bei Undichtheiten in den Zellenraum gelangt. Luft im Chlorgas wirkt als Inertgas und beeinträchtigt nachhaltig die Chlorverflüssigung. Weiterhin sind Abstreifvorrichtungen bekannt, die mechanisch den Schaum in sogenannte Schauratrenner befördern und hier eine Trennung zwischen Gas und Sole bewirken. Mechanische Einrichtungen sind jedoch aufwendig und störanfällig wegen der aggressiven Medien, wie Chlor und Sole. Die bekannten Maßnahmen und Vorrichtungen reichen nicht aus, um die für eine Metallanode mögliche spezifische Belastung von ca.

30 kA/m und mehr anwenden zu können. Bei einer solch hohen Belastung ist die Halogengaserzeugung pro. Volumeneinheit Zellenraum so groß, daß das Halogengas in Form von Gassoleschaum mit sehr kleinem Bläschendurchmesser vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die es auf einfache Weise und ohne zusätzliche mechanische Mittel ermöglicht, den Schaum schnell und sicher aus dem oberen Zellenraum abzuführen", damit ein Rückstau von Schaum und eine Verminderung der Chlorgaserzeugung an der Anodenunterseite nicht eintreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erzeugte Halogengas in unmittelbarer Nähe seines Entstehungsortes über mehrere öffnungen in jeder Längsseitenwange der Zelle abgeführt wird. In den Längsseitenwangen der Zelle sind mehrere Halogenschaumabführungsöffnungen angeordnet, die an ein Schaumsammelrohr längsseits jeder Seite angeschlossen sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die mit der deutschen Patentanmeldung P 16.67.812.9 erreichbaren Vorteile der verteilten Solezufuhr an der Anode und Halogengasabfuhr aus dem Anodenbereich voll wirksam werden können, da der Halogenschaum aus dem oberen Zellenraum laufend und in der erforderlichen Geschwindigkeit abgeführt werden kann. Die Halogenschaumabzugsrohre sind beidseitig an den Längsseiten so angeordnet, daß eine bestimmte Anzahl Anoden je zwei gegenüberliegenden Halogenschaumabzugsrohren zugeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer Chloralkali-Elektrolysezelle. Durch das Sole zulauf rohr 1 läuft die Sole den Soleverteilerrohren 2 zu und tritt über die hohlen Anodenschäfte der Anoden 3 und die Anodenplatte in den Reaktionsspalt ein. Der im oberen Zellenraum H sich sammelnde Halogenschaum fließt über die Seitenwangenöffnungen 5, die Abzugsrohre 6, den Schäumsammelrohren 7 zu.

Fig. 2 zeigt eine Längsansicht der Zelle mit dem Trenngefäß 8, in

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dem nach Zusatz von verdünnter Salzsäure und Schleuderwirkung das Gas von der Sole getrennt wird.

Ober den Stutzen 9 zieht das Chlorgas ab und nach un^en läuft über den Stutzen 10 die abgetrennte Sole weg.

Fig. 3 zeigt den Grundriß der Chloralkali-Elektrolyse, bei der die Reinsole verteilt den Anodengruppen zugeführt wird und der sich bildende Chlorgasschaum an mehreren Stellen abgezogen wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   p.j Verfahren nach Anspruch 1 der Patentanmeldung P 16.67.812.9

   dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Halogengas über mehrere öffnungen in jeder Längsseitenwange abgezogen wird.

   2* Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Halogenschaumabzugsrohre in beidseitig angebrachten Schaumsammeirohren zusammengeführt werden.

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