DE1956441A1 - Chlorine cell - Google Patents
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Description
D 1658D 1658
Dow Chemical Company, Midland/Michigan/USADow Chemical Company, Midland / Michigan / USA
" Chlorzelle^ »"Chlorine cell ^»
Die Erfindung betrifft Chlorzellen und insbesondere Elektrolysiszellen vom Diaphragma-Typ, welche bei der Herstellung von Chlor verwendet werden. Bei Elektrolysiszellen vom Diaphragma-Typ mit einer Elektrode, die höher als 91»4 cm ist, in welchen ein Gas entweder an der Anode oder an der Kathode oder an beiden erzeugt ist, wurde in der Praxis lange angenommen, dass,wenn grössere Zellen gebaut werden, ernsthafte Begrenzungen der Zellenhöhe auftreten, und zwar aufgrund der Verstopfung des Elektrodenbereiches in dem oberen Abschnitt einer Zelle durch die Zelle entleertes Gas, was zu einer schlechten Stromverteilung und auftretenden nicht wirksamen Betrieb der Zelle führt.The invention relates to chlorine cells and, more particularly, to diaphragm-type electrolysis cells which are used in used in the production of chlorine. For electrolysis cells of the diaphragm type with a Electrode higher than 91 »4 cm in which a gas generated at either the anode or the cathode or both has been practiced It has long been believed that when larger cells are built there are serious limitations on cell height occur due to the clogging of the electrode area in the upper portion a cell by the cell evacuated gas, resulting in poor power distribution and occurring ineffective operation of the cell.
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Zu solchen Schlüssen sind auch von Motonobu Minagawa und Tadas üeda in ihrer Veröffentlichung "Studies on Electrolysis in Diaphragm Cells" (Teil III), Denki Kagalcu (Electro-Chem., Japan) 25, 210-215 (1967) gekommen.Motonobu Minagawa came to such conclusions and Tadas üeda in their publication "Studies on Electrolysis in Diaphragm Cells" (Part III), Denki Kagalcu (Electro-Chem., Japan) 25, 210-215 (1967).
Gemäss Erfindung wird eine Elektrolysiszelle vom Diaphragma-Typ mit einer wirksamen Anodenhöhe von 1,07 m oder mehr geschaffen, die mit einer Wiederverteilungseinrichtung für den Anodenflüssigkeitsstrom versehen ist, wodurch die Zirkulation der Anodenflüssigkeit zwischen dem Boden und dem oberen Ende der Anode (n) in einem gegebenen Abteil des Elektrolysers zwischen 18,9 und 37,9 Liter/min durch das Abteil angewandte Kiloampe*re beträgt. Die Wiederverteilungseinrichtung für die Anodenflüssigkeit kann ausserhalb oder innerhalb der Elektrolyser-Struktur angeordnet sein.According to the invention there is an electrolysis cell of the diaphragm type with an effective anode height 1.07 m or more with a redistribution facility for the Anolyte flow is provided, thereby allowing the circulation of the anolyte between between the bottom and top of the anode (s) in a given compartment of the electrolyzer 18.9 and 37.9 liters / min. Kilo lamps * re applied by the compartment. The redistribution facility for the anolyte can be outside or inside the electrolyzer structure be arranged.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
lig.l eine teilweise weggebrochene und.im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung gemäss Erfindung,lig.l a partially broken away and.in section shown side view of a device according to the invention,
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Pig.2 eine Seimittansicht gemäss Linie 2-2 in Pig.l, Pig.3 eine Schnittansicht gemäss Linie 3-3 in Pig.l, undPig. 2 a center view according to line 2-2 in Pig. 1, Pig. 3 a sectional view along line 3-3 in Pig. 1, and
Pig.4 einen Teilschnitt, ähnlich Pig.2, wobei die äussere Einrichtung zur Wiederverteilung der Anodenflüssigkeit gezeigt ist.Pig.4 a partial section, similar to Pig.2, with the external device for redistributing the anolyte is shown.
Unter aBezugnahme auf insbesondere Pig.l, 2 und 3 ist eine Chlorzelle 10 der Diaphragma-Art gezeigt, welche ein Elektrolyser-Gehäuse 12 mit einem Boden 14, Deckel 16, Seiten 19, 20 und Enden 18a, 18b umfasst, welche je aus herkömmlichen Zementstrukturen hergestellt sind, wie dies in der Technik bekannt ist.With reference to particularly Pig. 1, 2 and 3, a diaphragm-type chlorine cell 10 is shown, which an electrolyzer housing 12 with a bottom 14, cover 16, sides 19, 20 and ends 18a, 18b, which each consist of conventional cement structures as is known in the art.
Innerhalb des Gehäuses ist eine normalerweise aus Graphit hergestellte Anodenrückwand angeordnet, mit welcher Anoden 30, beispielsweise aus Graphitstarr mechanisch und elektrisch gekoppelt sind, wobei die Anoden 30 im wesentlichen senkrecht zu der Wandplatte 28 angeordnet sind, die gegen die seitenwand 19 anliegt. Die οcere Wand 16 weist einen Durchlass 22 auf, durch welchen Chlor aus der Zeile abgezogen wird. Der Elektrolyser-Inside the housing there is an anode back wall, usually made of graphite, with which anodes 30, for example made of rigid graphite, are mechanically and electrically coupled, wherein the anodes 30 are arranged substantially perpendicular to the wall plate 28, which against the side wall 19 rests. The οcere wall 16 has a passage 22 through which chlorine is withdrawn from the line. The electrolyzer
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Einheit wird eine Salzlösung durch einen Durchgang 24 in dem Deckel 16 zugeführt, und Kathodenflüssigkeit wird durch den Durchlass 26 am Boden der Zelle abgeführt. Ein nicht gezeigter Abscheider wird verwendet, um den Spiegel 60 der Kathodenflüssigkeit in der Zelle einzustellen. Der Spiegel 34 der Anodenflüssigkeit wird während des Betriebes der Zelle oberhalb des Spiegels 60 der Kathodenflüssigkeit gehalten.Unit is supplied with a saline solution through a passage 24 in the lid 16, and catholyte is discharged through passage 26 at the bottom of the cell. A separator not shown is used to adjust the level 60 of catholyte in the cell. The mirror 34 of the anolyte is during operation of the cell above the level 60 of the Catholyte held.
Ein Bündel von Kathodentaschen 32, welche sich von einm rückwärtigen Schirm 34 aufwärts erstrecken, bilden die Kathoden-Diaphragma-Struktur der Zelle. Wie in Fig.2 ersichtlich ist, erstrecken sich von der Zementseitenwand 20 Nasen 36, welche eine Einrichtung bilden, um die Kathoden-Diaphragma-ochirmstruktur weniger einem Biegen aussetzen. A bundle of cathode pockets 32 extending upward from a rear screen 34, form the cathode-diaphragm structure of the cell. As can be seen in Figure 2, extend from the cement sidewall 20 lugs 36, which means forming the cathode-diaphragm-ochirmstruktur less subject to bending.
leitungen 40, 42 werden verwendet, um Gleichstrom der Anode bezw. der Kathode zuzuführen.Lines 40, 42 are used to direct current of the anode BEZW. to feed the cathode.
Das obere Ende des Cchirms 34 ist vor dem Angriff durch Chlor durch einen Zeraentrücken 62 geschützt, innerhalb dessen der Schirm 34 haftet. Der Rükken erstreckt sich unterhalb des Spiegels 34 der Anodenflüssigkeit in der Zelle.The upper end of the screen 34 is before the attack protected by chlorine by a cereal spine 62 within which the screen 34 adheres. The back extends below the level 34 of the anolyte in the cell.
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Wie in Pig.3 gezeigt ist, ist ein grösserer als normaler Raum zwischen den äusseren Enden der Taschen 32 und der rückwärtigen Platte 28 vorgesehen. Der allgemein mit 48 bezeichnete Bereich, welcher von den Enden der Taschen 32, der Endplatte 28 und dem Abschnitt der benachbarten Anoden 30 begrenzt ist, bildet eine Einrichtung zur Wiederverteilung der Anodenflüssigkeit in Übereinstimmung mit der Erfindung.As shown in Pig. 3, there is a larger than normal space between the outer ends of the Pockets 32 and the rear panel 28 are provided. The area generally designated 48, which of the ends of the pockets 32, the end plate 28 and the portion of the adjacent Anodes 30 is limited, forms a device for redistributing the anolyte in In accordance with the invention.
Es kann auch ein vergrösserter Raum zwischen den äusseren Enden 64 einer jeden Anode und dem rückwärtigen Schirm 34 vorgesehen sein, um eine vergrösserte Einrichtung zum Wiederverteilen der oben beschriebenen Einrichtungen in einer einzigen Elektrolyserzelle verwendet werden.There can also be an increased space between the outer ends 64 of each anode and the rear screen 34 may be provided to provide an enlarged redistribution facility of the devices described above can be used in a single electrolyzer cell.
Es ist wünschenswert, dass die Wiederverteilung der Anodenflüssigkeit relativ frei von elektrolyti scher Aktivität ist, und um dieses'zu erreichen, kann, wie bei 46 und/oder 66 gezeigt ist, eine Schicht aus Isoliermaterial wie beispielsweise Phenolformaldehyd aufgebracht werden.It is desirable that the redistribution of the anolyte be relatively free of electrolyte shear activity, and in order to achieve this, as shown at 46 and / or 66, a Layer of insulating material such as phenol formaldehyde can be applied.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei der Ausbildung von Elektrolysiszellen vom Diaphragma-Typ, in denen die wirksame ElektrodenhöheThe invention is based on the knowledge that in the formation of electrolysis cells of the diaphragm type, in which the effective electrode height
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grosser als 1,07 m ist, es für den wirksamen Betrieb der Zellen sowohl im Hinblick auf den Stromverbrauch als auch auf die Verteilung notwendig ist, dass zwischen dem Boden und den oberen Enden der Anode (n) Zirkulationsmengen an Anodenflüssigkeit/Salzlösung verwendet werden, so dass das Verhältnis des Anodenflüssigkeits-Salzlösungsstromes in einem gegebenen Abteil des Elektrolysers zur Menge des durch das Abteil strömenden Stromes im Bereich von 18,9 bis 37,9 ( vorzugsweise 26,5 Liter/min Kiloampore) durch das Abteil ist. Das bevorzugte Verfahren zur Erzielung dieser Zirkulation wird durch Vorsehen einer Einrichtung zum Wiederverteilen des Elektrolyten in der Fähe von und unter rechtem Winkel zu den Elektrodenflächen erzielt, deren Querschnittsfläche, gemessen in einer horizontalen Ebene, durch dietaller than 1.07 m, it is essential for effective operation of the cells are necessary both in terms of power consumption and distribution is that between the bottom and the upper ends of the anode (s) there are circulating amounts of anolyte / saline used so that the ratio of the anolyte-saline flow in a given compartment of the electrolyzer to the amount of that flowing through the compartment Flows in the range of 18.9 to 37.9 (preferably 26.5 liters / min kiloampore) through the compartment is. The preferred method of achieving this circulation is by providing a facility to redistribute the electrolyte close to and at right angles to the electrode surfaces achieved whose cross-sectional area, measured in a horizontal plane, through the
ρ Bezeihung bestimmt ist: Die Fläche in cm ist gleich oder grosser als die Kiloampe're-Belastung in diesem Abteil des Elektrolysers. Diese bevorzugte Zirkulation kann auch dadurch erhalten werden, dass die Anodenflüssigkeitssalzlösung von aussen zu der Zelle gepumpt wird. Wenn die Wiederverteilungseinrichtung neben den Elektroden angeordnet ist, ist sie vorzugsweise daran gehindert, Strom zu leiten.ρ relationship is determined: The area in cm is equal to or greater than the kiloampe're load in this compartment of the electrolyzer. This preferential circulation can also be obtained by that the anolyte saline solution is pumped from the outside to the cell. If the redistribution facility is arranged next to the electrodes, it is preferably prevented from Conduct electricity.
Ein Wasserstoffabzug 61, welcher in Pig.2 gezeigtA hydrogen vent 61, which is shown in Pig.2
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ist, ist an dem oberen Ende des Abteils der Kathodenflüssigkeit vorgesehen.is provided at the upper end of the compartment of the catholyte.
Während der Durchsatz der Salzlösung in einer Elektrolysereinheit lediglich einige wenige Liter/«in betragen kann, kann die Umwälzung in dem Elektrolyser mehr als einige 100 Liter/While the throughput of the salt solution in an electrolysis unit is only a few Liters / «in can be the circulation in the electrolyzer more than a few 100 liters /
min wegen der Gashebepumpwirkung zwischen den λ min because of the gas lift pump effect between the λ
Anoden und den Kathoden betragen. Vorausgesetzt, dass die erforderlichen Umwälzwege in Übereinstimmung mit der Srfindung einen massiven Flüssigkeitsstrom zwischen den Anoden und Kathoden ermöglichen, was die Entfernung von Chlor aus dem Bereich ermöglicht, während eine ausreichende Zuführung von Flüssigkeit selbst an den oberen Teilen der Anoden und Kathoden aufrechterhalten wird, ist so ein wirksamer Betrieb der Zellen gewährleistet, wobei die Elektroden bis zu 2,4, 3, 3,6m und mehr hoch sein können.Anodes and the cathodes. Provided that the required circulation paths are in compliance with the discovery of a massive flow of liquid between the anodes and cathodes allow, which allows the removal of chlorine from the area while sufficient Maintain supply of liquid even at the upper parts of the anodes and cathodes effective operation of the cells is ensured, with the electrodes up to can be 2.4, 3, 3.6m and more high.
Eine abgeänderte Einrichtung zur Erzielung der (A modified facility to achieve the (
Salzlösungszirkulation in einer Chlorzelle der Reihenart ist in Fig.4 gezeigt.Saline circulation in a series type chlorine cell is shown in Fig. 4.
Eine rohrförraige Umwälzleitung 48 mit einer Pumpe 58, welche darin vorgesehen ist, erstreckt sich durch Bohrungen 50, 56 in den oberen und unteren Abschnitten der Wand 19a und durch die Graphitplatte 28a. Die Bohrung 50 ist oberhalb und die Bohrung 58 unterhalb der Anode 30a vorgesehen.A tubular circulation line 48 with a pump 58, which is provided therein, extends through bores 50, 56 in the upper and lower Sections of wall 19a and through graphite plate 28a. The hole 50 is above and the Bore 58 is provided below the anode 30a.
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- 8 BAD ORlGfNAt.- 8 BAD ORlGfNAt.
Chlor tritt durch den Auslass 22a aus und wird in der Kappe 44 gesammelt. Der Boden 14a ist gleich dem Boden 14, welcher in Fig.l und 2 gezeigt ist.Chlorine exits through outlet 22a and is collected in cap 44. The bottom 14a is equal to the bottom 14, which is shown in Fig.l and 2.
Ä'ussere Wiederverteilungsleitungen 48, welche längs des Elektrolyserkörpers angeordnet sind, ergänzen den begrenzten inneren Rückkehrweg für die Umwälzung der Anodenflüssigkeit gegenüber den bekannten Chlorzellen.Outer redistribution lines 48, which are arranged along the electrolyzer body, complement the limited internal return path for the circulation of the anolyte opposite the well-known chlorine cells.
Auf diese Weise kann die Einrichtung zum Umwälzen der Anodenflüssigkeit gemäss Erfindung innen, aussen oder als Kombination in Bezug auf das Gehäuse des Elektrolysers ausgeführt sein.In this way, the device for circulating the anolyte according to the invention designed inside, outside or as a combination in relation to the housing of the electrolyzer be.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2363523A1 (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-31 | Licento Ag | ELECTROLYTIC CELL CHLORINATION APPARATUS SUPPLIED WITH SALINE SOLUTION |
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- 1969-11-10 DE DE19691956441 patent/DE1956441A1/en not_active Withdrawn
- 1969-11-26 NL NL6917787A patent/NL6917787A/xx unknown
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- 1969-12-03 GB GB59126/69A patent/GB1254909A/en not_active Expired
- 1969-12-03 BE BE742573D patent/BE742573A/xx unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2363523A1 (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-31 | Licento Ag | ELECTROLYTIC CELL CHLORINATION APPARATUS SUPPLIED WITH SALINE SOLUTION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1254909A (en) | 1971-11-24 |
BE742573A (en) | 1970-06-03 |
NL6917787A (en) | 1970-06-05 |
CA921426A (en) | 1973-02-20 |
FR2025073A1 (en) | 1970-09-04 |
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8128 | New person/name/address of the agent |
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