DE1962072A1 - Anodenanordnung fuer Elektrolysezellen - Google Patents

Description

l;_,:_c , 10.12.1969

W J'J;''. jX ;^ S.68/61

Solvay & Cie.

33 Rue du Prince Albert, Brüssel 5, Belgien

Anodenanordnung

e für Elektrolysezellen·

Priorität: Belgische Patentanmeldung Nr, 68 156 vom 30.12.1968

Die Erfindung betrifft eine neue Konstruktion einer Anoden- ^^MliÄ>^lÜattartigen (interfoliierten Anoden und Kathoden, welche insbesondere für die Eiektrolys von wässrigen Lösungen von Alkalihalogeniden bestimmt ist.

Bei derartigen üblichen Elektrolysezellen sind die Anodenplatten im allgemeinen aus Graphit senkrecht zur Basis in einem Sockel aus bewehrtem Beton mittels einer Schicht aus Blei oder einer Legierung niedrigen Schmelzpunktes befestigt, welche die Stäbe für die Zuführung des Anodenetromes^Deaeckt und ihren elektrischen Kontakt mit der Basia der Anoden sicherstellt· Ein inerter Überzug schützt diese Schicht aus Blei oder Legierung gegen den Angriff des Elektrolyten und der Blektrolysenprodukte,

Bekanntlich werden die Graphitplatten während der Elektrolyse dünner, und es ist notwendig, von Zeit zu Zeit die Anoden zu erneuern» Via die toc dene täbe uxia daa Blei oder dia Legirrung für die Versiegelung wiederzugewinnen, ist rcan im allgemeinen gezwungen, die Basis der Zelle volleiänäig zu zerstören, welche infolgedessen nicht wieder benutzt werden kann.

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In den belgischen Patentschriften 674 452 und 708 888 sind bereits von der Anmelderin zwei lösungen für dieses Problem gegeben worden, wobei in beiden Fällen ein Schmelzen an Ort und Stelle der Yersiegelungslegierung durch den Joule-Effekt vorgeschlagen wurde. Es ist also erforderlich, eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, z.B. eine Blei-Wismuth-Legierung, zu benutzen, die erheblich kostspieliger ist, als das im allgemeinen zu diesem Zweck benutzte Blei. Ausserdem müssen die Baustoffe für die Basis gleichzeitig der Schmelztemperatur dieser

es

Legierung widerstehen können. Schliesslich ist/bei beiden vorgeschlagenen Lösungen notwendig, die Abdichtung für den Durchgang der ^stromzuführungsstangen, welche eine der Seitenwände des Sockels der Zelle durchqueren,sieherzustell

Die Erfindung hat zum Ziel, diese Übelstände zu überwinden und dabei die Notwendigkeit zu beseitigen, den Betonsockel bei der Erneuerung der Graphitanoden zerstören zu müssen. Sie betrifft eine Gesamtanode für Elektrolysezellen aus abwechselnden blattartigen Anoden und Kathoden; gebildet von einem Sockel, welcher einen starren Boden in Form einer rechteckigen Wanne und Seitenwände umfasst, und von einem Anodenaggregat, welches senkrechte Graphitplatten, versiegelt mit der Basia an waagerechten ^tromzuführungs stangen umfasst, welche eine der Seitenwände des Sockels durchqueren» Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Seitenwand abnehmbar ist und einen integralen 2ei! des Anodenaggregats ausmacht, welches ohne ein Befestigungsmittel in dem Sockel aligestellt .ist, welcher mit eiaeia gegen den Elektrolyten und die Elektrolysenprodukte bestsMigarj, Überzug versehen ist, wobei das Anoaenaggregat mit Ausnahme der Sraphitplatten und der Enden der Anoden«« Et-ai«gesi in eine starre und inerte Umkleidung eingehüllt ist _f -Helene gleichzeitig die abnehmbare Wand darstellt_; und wobei 4ia abdichtung zwischen dieser Wand einerseits •an··! Ίφπ viereckigen Boden und zwei der drei fest angeorär Jiet?-?^:. ^«itiÄwande andererseits dureh eine biegsame Di Iu^: λ.·;* g«-5*3fcl<?£.senen Zeil»·** «lohergect&iit ist* welehe

Diehtung in einer ununterbrochenen zu diesem Zweck in dem Sockel vorgesehenen Rille angebracht ist«

Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen erläutern die Erfindung, beschränken sie aber nicht. Obwohl sie auch für andere Elektrolyseverfahren anwendbar ist, wird die Erfindung an einer Diaphragmazelle für die Elektrolyse einer Natriumehloridlösung erläutert.

Die Figuren 1 und 2 stellen in der Perspektive einen Zellensockel und ein Anodenaggregat gemäss der Erfindung dar. Die Figur 3 zeigt diese zwei Stücke sich ergänzend vereinigt, während die Figuren $ 4 und 5 in Einzelheiten und in Perspektive die biegsame Dichtung in der Rille vor bzw· nach dem Einbringen des Anodenblocks zeigen.

Der Sockel der Fig· 1 i3t aus bewehrtem Beton ausgeführt und ist mit einer Schicht synthetischen Harzes überzogen, welches gegen die chlorhaltige lauge beständig ist. Er besteht aus einem im wesentlichen fuadratisehen Boden 1 und drei ^seitenwänden 2, Die vierte Seitenwand 3 ist abnehmbar und bildet einen integralen feil des Inodenblocks der Fig. 2. Die Abdichtung zwischen dieser Seitenwand und dem eigentlichen Sockel ist sichergestellt durch eine biegsame, ununterbrochene Dichtung 4 aus ^öchaum mit geschlossenen Zellen» welcher gegen die Ghlorlaugs widerstandsfähig ,iBt. Die Dichtung hat einen rechteckigen Querschnitt und ist in der flachbodigen Rille 5 t'Fig» 4) untergebracht·

Auf ihrer Peripherie, welche bestimmt ist_s mit der Biüfe« tung 4 in Kontakt zu kommen, ist die abnehmbare Seitenwand 3 mit einem Dorn 6 von dreieckigem Querschnitt versehen, dessen eeharfer Grat, die Dichtung 4 zusammendrückend, dem flachen Boden der Hill« 5 gegenüberliegt, während die zwei schrägen Seitenflächen seiner Keilform je einen scharfen Grat der Rille 5 mit gleichfalls-örtliclieia Druck auf die Dichtung 4 gegenüberliegen* was für die Zusammenstellung eine dreifache Abdichtung, wie es Fig. 5 zeigt, sichert·

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■Das in Fig. 2 dargestellte Anodenaggregat setzt sich im wesentlichen aus senkrechten Anodenplatten 7 ,in den Zeichnungen nicht sichtbaren Anodenstangen und Versiegelungs metall, aus kupfernen Anschlußstücken 8 und der fehlenden Zwischenwand 3 des in Mg. 1 wiedergegebenen Sockels zusammen. Die Anodenplatten 7 aus Graphit sind in parallelen Reihen in genauem Abstand angeordnet, um zwischen sich die kathodischen Elemente aufzunehmen,und sind an der Basis in einem Bleiblock versiegelt, welcher ihren elektrischen Kontakt mit der Anodenstange sichert, auf welcher sie ruhen. Diese kupferne Stange wird mit elektrischem Strom durch ein kupfernes Ende 8 gespeist, welches durch die Seitenwand 3 hindurchgeht. Das Anodenaggregat wird somit durch die Nebeneinanderanordnung von unabhängigen Änodenblöcken gebildet, von welchen jeder ein Anschlußstück 8, eine Anodenstange, zwei Reihen von Anodenplatten 7 und ihr Versiegelungsmetall umfasst. Die Anodenblöcke sind voneinander durch eine biegsame Schicht aus PolyvinylChlorid getrennt. Das Anodenaggregat in seiner Gesamtheit ist mit einer äusseren Schutzschicht umhüllt, welche allein auf den Pig. 2 und 3 sichtbar ist, und nur die Graphitplatten 7 und die Anschlußstücke 8 heraustreten lässt. Diese Umhüllung, welche gegen chlorhaltige Sole widerstandsfähig ist, besteht aus einem Polyesterharz mit einer Füllung. Es umgibt gleichfalls die Zwischenwand 3, welche aus einem Stück mit dem Anodenaggregat besteht, welches besonders zwischen den Ansehlußstücken 8 und oberhalb dieser Elemente aus expandiertem Material einschliesst, welche an der Starrheit der Zusammenstellung teilhaben, eine merkliche Ersparung an Polyester ermöglichen und dabei die Konstruktion leicht machen· Die Auemaße und die Anordnung dieser Elemente sind solche, dass die Dicke der Polyesterschicht, welche die Kontakte aus Stäbe-Anoden und die Wand 3, welche Teil dee Aggregats ausmacht, umhüllt, im wesentlichen konstant ■ ist, um Spannungen infolge thermischer Ausdehnungen zu vermeiden«

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Die Zusammenstellung Sockel-Anodenaggregat der Mg, 3 erfolgt ohne irgendein Binde- oder Befestigungsmittel irgendwelcher Art. Das Aggregat wird einfach in den Sockel gestellt und nur sein G-ewicht hält es an Ort und Stelle. Die Elektrolysensole (in geringer Menge) kann frei zwischen Sockel und Aggregat eindringen, ohne Beschädigung weder des einen noch des anderen. Eine wirksame Abdichtung zwischen Sockel und Seitenwand 3 stellt sich von selbst ein durch Zusammendrücken der Dichtung 4 beim Einsetzen des Anodenaggregats· Es besteht auch kein Bedürfnis für umständliche Erhöhungen und Überzüge um jedes der Verbindungsstücke % 8, welche ein Ganzes mit der Wand 3 bilden.

Wenn die Anoden abgenutzt sind, wird das Anodenaggregat vom Sockel mittels eines einfachen Hebeapparates abgehoben und durch ein neues Aggregat ersetzt. Diese Maßnahme , welche keine Zerstörung mit sich bringt, kann sehr rasch ausgeführt werden* Die Wiedergewinnung der Anodenstangen und der Versiegelungsblöcke erfordert nur die Zerstörung der Umhüllung aus Polyester. Die Lebensdauer des Zellensockels ist praktisch unbegrenzt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   odenanordnung mit

   für Elektrolysenzellen xocdbx: abwechselnden,

   blattartigen Anoden und Kathoden, gebildet von einem Sockel welcher einen starren Boden in Form einer rechteckigen Wanne und Seitenwände umfasst,von einem Anodenaggregat, welches senkrechte G-raphitplatten, versiegelt an der Basis an waagerechten Stromzuführungsstangen, umfasst, welche eine der Seitenwände des Sockels durchqueren, dadurch gekennzeichnet, dass diese Seitenwand abnehmbar ist und einen integralen Teil des Anodenaggregats ausmacht, welches ohne ein Befestigungsmittel in dem Sockel abgestellt ist, welcher mit einem gegen den Elektrolyten und die -^lektrolysenprodukte beständigen Überzug versehen ist, wobei das Anodenaggregat mit Ausnahme der G-raphitplatten und der Enden der Anodenstangen in eine starre und inerte Umkleidung eingehüllt ist, welche gleichzeitig die abnehmbare Wand darstellt, und wobei die Abdichtung zwischen dieser Wand einerseits und dem viereckigen Boden und zwei der drei fest angeordneten Seitenwände/jT andererseits durch eine biegsame Dichtung mit geschlossenen Zellen sichergestellt ist, welche in einer ununterbrochenen zu diesem Zweck in diesem Sockel vorgesehenen Rille angebracht ist,

   Anodenanordnung

   2 · 3Gnmm1wnodBc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die nachgiebige Dichtung von viereckigem Querschnitt ist und dasa die Rille einen flachen Boden besitzt, während die abnehmbare Seitenwand auf den drei leiten, welche in Berührung mit der Dichtung kommen, mit einem Dorn von dreieckigem Querschnitt versehen ist, dessen vorspringender Grat dem flachen Boden gegenüberliegt, während die awei schrägen ^seiten seiner Keilform je einem scharfen Grat der Rille gegenüberliegen, wodurch die Abdiohtung der Zusammenstellung somit an drei funkten gesiohert ist·

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   Anodenanordnung

   fil£ nach '-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die abnehmbare Zwischenwand,

   Teil
   welche einen integralen/des Inodenaggregats ausmacht,

   aus expandiertem steilem Material einschließt, dessen Dimensionen und Anordnung solche sind, dass sie der inerten Umhüllung eine angemessene konstante Dicke auf dem gesamten Umfang des Aggregats sichern.

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