DE2042190A1 - Verfahren zur Chlorung einer Wassermasse und Elektrolysezelle zur Erzeugung von Chlorgas - Google Patents

Description

• Verfahren zur Chlorung einer Wassermasse und Elektrolysezelle zur Erzeugung von Chlorgas Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrolytischen Chlorerzeuger zur Chlorung einer Wassermasse, wie sie z.B. in einem Schwimmbecken vorliegt.
• Allgemein gesagt, werden Wassermassen, beispielsweise das Wasser in einem Schwimmbecken, auf zwei verschiedenen Wegen gechlort: Zunächst einmal besteht die am weitesten verbreitete Methode zur Chlorung des Wassers in einem Schwimmbecken in der Verwendung von trockenen Hypochloriten oder Hypochloritldsungen; eine zweite allgemein Ubliche Methode zur Chlorung des Wassers in Schwimmbecken besteht in der Einleitung von gasförmigem Chlor, das als flUssiges Chlor in Behältern unter hohem Druck aufbewahrt wird. In Jedem dieser Fälle ist der Besitzer des Schwimmbeckens genötigt, die Beschaffenheit des Wassers fast täglich zu überwachen, und danach wird das Schwimmbeckenwasser entsprechend manuell behandelt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Chlorerzeuger, der nach dem Prinzip der Elektrolyse einer Metallchloridsalzlösung betrieben wird. Ist der Erzeuger eine gewisse Zeit lang in Betrieb gewesen, so sammelt sich das erzeugte Chlor unter einem Druck an, der so groß ist, daß er gasförmiges Chlor in die Wasser-Rücklaufleitung, die von der Umwälzpumpe zum Schwimmbecken führt, einzublasen vermag. Außerdem kann die Elektrolysiergeschwindigkeit so eingeregelt werden, daß das Einspeisen des Chlors in die Wasser-Rücklaufleitung im wesentlichen konstant erfolgt, so daß eine Überwachung des Schwimmbeckenwassers nicht mehr so oft zu erfolgen braucht, wie sie bei den zum Stand der Technik gehörigen Verfahrensweisen erforderlich ist.
• Demgemäß besteht der hauptsächliche Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, einen elektrolytischen Chlorerzeuger Jenes in dieser Erfindungsbeschreibung offenbarten Typs zu entwickeln, der imstande ist, gasförmiges Chlor - vorzugsweise kontinuierlich - in die zu chlorende Flüssigkeit einzuspeisen.
• Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Chlorerzeuger zu entwickeln, der in seiner Konstruktion verhältnismäßig einfach ist und der mit geringem Kostenaufwand betrieben werden kann. Weitere Gegenstände und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
• Unter diesen Zeichnungen stellt Figur 1 eine halbschematische Ansicht dar, die den Flüssigkeitsumlauf unter Einbeziehung des Beckens, der Umwälzpumpe, des Filters und des Chlorerzeugers wiedergibt.
• Figur 2 stellt einen Querschnitt durch einen Chlorerzeuger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar; Figur 3 stellt ein elektrisches Schaltbild der Stromversorgung für den in Figur 2 abgebildeten Chlorerzeuger dar.
• Wie den Zeichnungen im einzelnen zu entnehmen ist, befindet sich eine Wassermenge 10 in einem Becken ii, wobei das letztgenannte nur in Form seines Umrisses dargestellt ist; das Becken befindet sich offensichtlich hauptsächlich unter Erdbodenniveau. Am Beckenboden steht eine Abflußleitung 12 in Verbindung mit einer Umwälzpumpe 13. Der Pumpenaustritt steht über Rohrleitung 15 mit einem Filter 14 in Verbindung. Das Filter seinerseits steht mit dem Becken 11 über Rohrleitung 16 in Verbindung. Der Wassereinlaß in das Becken liegt vorzugsweise etwas unter dem Spiegel des Wassers 10. Ein Chlorerzeuger 17 steht vermittels der Leitungen 18 und 19 in Verbindung mit der Rücklaufleitung 16. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, wird durch Leitung 18 gasförmiges Chlor in die Rücklaufleitung 16 injiziert.
• Die Leitung 19 fördert Wasserstoffgas zusammen mit einer gewissen Menge Natriumhydroxyd in die Rücklaufleitung 16.
• Wie Figur 2 im einzelnen veranschaulicht, gehört zum Chlorerzeuger 17 ein Außenbehälter 20, der aus Stahl oder einem geeigneten Kunststoffmaterial, das gegen Natriumhydroxyd und Salzsole beständig ist, gefertigt sein kann. Ein Deckel 21, der aus dem gleichen Material wie der Behälter selbst bestehen kann, verschließt den Behälteroberteil und gewährleistet einen dichten Abschluß, und zwar mittels Kreisring 22 und Rundklemme 23, die den Kreisring zusammenpreßt und so einen gasdichten Verschluß bewirkt.
• Innerhalb der Kammer 20 befindet sich ein Innenbehälter 25, der aus einem oberen zylindrischen Vorrichtungsteil 26 und einem unteren zylindrischen und perforierten Vorrichtungsteil 27 besteht. Eine Lochscheibe 28 verbindet den Boden des oberen Zylinders 26 mit dem Oberteil des unteren Zylinders 27. Die Scheibe 28 weist ein mittig angeordnetes Loch 29 auf, das eine mit Schlitzen versehene Muffe 30 aufnimmt. Die Vorrichtungs teile 26, 27, 28 und 30 sind vorzugsweise dergestalt miteinander verbunden, daß sie eine einzelne Vorrichtungseinheit bilden. In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben, daß der obere Zylinder 26, der untere Zylinder 27, die Scheibe 28 und die Muffe 30 aus einem Material gefertigt sein müssen, das gegen Chlor und gesättigtes Chlorwasser beständig ist. Polyäthylen und Polyvinylchlorid haben sich hierfür als äußerst zufriedenstellend erwiesen, wenngleich auch Poly-methylmethacrylat verwendet werden kann.
• Der untere Zylinder 27 ist an seinem unteren Ende verschlossen, ist aber an seiner Längsseite mit vielen Löchern 31 versehen. Die Scheibe 28 weist viele kleine Löcher 32 auf. Die Muffe 30 ist mit einer Vielzahl von senkrechten Schlitzen versehen. Das obere Ende des unteren Zylinders 27 und das untere Ende des oberen Zylinders 26 sind an der Stelle offen, wo sie sich mit der Seheibe 28 verbinden. Das obere Ende des Zylinders 26 ist mit drei kreisförmigen oeffnungen 34, 35 und 36 versehen, deren Zweck weiter unten näher erläutert wird.
• Der Bodenteil des InnenbehSlters ist mit einer geeigneten Zahl von Asbestpapierschichten dergestalt aus-38 gekleidet, daß ein poröses Asbest-Diaphragma gebildet wird. Dieses poröse Diaphragma überdeckt alle Öffnungen 31 im unteren Zylinder 27 und ebenso die Verbindungsstelle, an der die oberen und unteren Zylinder 26 und 27 sowie die Scheibe c28 zusammentrefren.
• Das Diaphragma 38 wird an seinem Platz vermittels einer zylindrischen perforierten Metailmuffe 39 festgehalten; die Metailmuffe 39 ist mit einer Vielzahl von kleinen Löchern oder Perforierungen 40 versehen. Die Metallmuffe 39 preßt das Diaphragma 38 fest gegen den Behälter 25, so daß die Durchflußgeschwindigkeit der Sole (des Anolyten) durch das Diaphragma recht gering ist. Die Metallmuffe 39 kann zugleich als mechanische Klammer dienen, um die Zylinder 26 und 27 sowie die Scheibe 28 als Vorrichtungseinheit zusammenzuhalten.
• Der Deckel 21 weist kreisförmige ordnungen 41, 42 und 43 auf, die so angeordnet sind, daß sie auf die Löcher 34, 35 und 36 des oberen zylindrischen Vorrichtungsteiles 26 passen. Mehrere mit Gewinde versehene Hohlstöpsel 44, 45 und 46 sind in die dazu passenden Offnungen in der in der Zeichnung dargestellten Weise eingesetzt. In dem Zwischenraum zwischen dem Oberteil des Zylinders 26 und dem Boden des Deckels 21 ist jeder Hohl stöpsel 44, 45 oder 46 mit einem Kreisring 47 und einem Haltering 48 versehen. Am unteren Ende eines jeden Hohlstöpsels 44, 45 oder 46, die Jeweils mit Innengewinde versehen sind, ist eine Preßmutter (squeeæe nut) 49 innen eingeschraubt. Kleinere Stöpsel 50, 51 und 52 sind in die oeffnungen der größeren Hohl stöpsel 44, 45 und 46, die Innengewinde aufweisen, oben eingeschraubt. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß die Stöpsel, Muttern usdgl. vorzugsweise aus dem gleichen Material gefertigt sind, aus dem der lnnenbehalter 25 hergestellt ist.
• Ein Kohlestab 53, der die Anode des Chlorerzeugers bildet, hängt vom Mittel stöpsel 51 herab und ist mittels des Metall-Gewindehizens 54 und der Schraubenmutter 55 befestigt. Kreisringe 56, die an gegenüberliegenden Stellen des Hohlstöpsels 51 und rund um den Gewindebolzein 54 eingelegt sind, haben die Aufgabe, die Kohlestabanode 53 gasdicht von der Chlorerzeuger-Außenseite abzuschließen. Eine langgestreckte, zylindrische Hohlkappe 57, die vorzugsweise transparent ist, ist an ihrem unteren Ende mit Gewinde versehen und in eine passende, Innengewinde aufweisende Uffnung in der Mltte des Stöpsel 50 eingeschraubt. Das untere offene Ende der Kappe 57 steht mittels des Kunststoffrohres 58 in kommunizierender Verbindung mit dem unteren Innenteil des zylindrischen Vorrichtungsteiles 26, und zwar zu einem Zweck, der weiter unten näher erläutert wird.
• Im Inneren der transparenten Kappe 57 befindet sich eine kleine Kunststoffkugel 59. Die Kugel 59 weist eine solche Dichte auf, daß sie in einer Salzsole, deren spezifisches Gewicht innerhalb eines gewünschten Bereiches liegt, schwimmt, Jedoch in einer Salzsole, deren spezifisches Gewicht unter dem gewünschten Dichtebereich liegt, absinkt.
• Der Stöpsel 52 ist mit zwei oeffnungen versehen, in deren eine das hohle Kunststoff-Paßstück 60 eingesetzt ist, welches die Austrittsöffnurig für das Chlor bildet, wie weiter unten näher ausgeführt wird. In die andere oeffnung des Stöpsel 52 ist das Verbindungs-Hohlrohr 61, zu dem ein Ventil 62 gehört, eingesetzc. Das untere Ende der Verbindungsleitung 61 steht mit dem unteren Imlenraum des Zylinders 26 mittels des Kunststoff-Hohlstabes 63 in Verbindung. Das Ventil 62 ist normalerweise geschlossen, kann aber geöffnet werden, um - gewünschtenfalls - für Testzwecke Flüssigkeit abzuziehen.
• Am unteren Ende des Außenbehälters 17 befindet sich eine oeffnung bzw. ein Auslaß 64, in die bzw. in den ein geeignetes Paßstück 65 eingesetzt ist. In dieses Paßstück 65 ist ein anderes Paßstück 66 eingesetzt. Eine der offnungen in dem zweiten Paßstück 66 ist mit einem Druckmesser 67 verbunden, und die andere Offnung 68 bildet die Austrittsöffnung für die Entfernung des Wasserstoffes, der beim Betrieb des Chlorerzeugers entstanden ist, und auch für die Entfernung des Natriumhydroiyds, das gleichfalls gebildet wird.
• Der perforierte Metallzylinder 39 ist mit dem Deckel 21 mittels einer Vielzahl von Metallstegen 69 fest verbunden (von denen der Übersichtlichkeit halber in Figur 2 nur einer eingezeichnet ist). Auf diese Weise ist der Metallzylinder 39 an dem Deckel 21 und dem Außenbehälter 17 befestigt. Die Stromzufuhr zum negativen Pol, der Kathode 39,des Chlorerzeugers erfolgt so durch einfaches Verbinden dieses Stromkabels mit der Ringklemme 23. Die Stromzufuhr zum positiven Pol, der Anode 53, erfolgt durch einfaches Festklemmen dieses Stromkabels am Gewindebolzen 54.
• Wie Figur 3 veranschaulicht, gehört zur Stromversorgungsanlage ein regelbarer Transformator 70, der über einen Schalter 71 mit einer 115 Volt-Wechsel stromquelle verbunden ist. Die aus dem regelbaren Transformabor 70 entnommene Leistung wird einem Abwärtstransformator 72 zugeführt. Die Sekundärwicklung des AbwärtstransSormators 72 ist mit einem Vollweg-Brückengleichrichter 73 verbunden. Ein Amperemeter 74 ist mit einer der Ausgangsklemmen des Gleichrichters verbunden, um den Strom zu messen, der von dem Chlorerzeuger abgenommen wird. Die negative Stromleitung 75 ist mit der Ringklemme 23 (oder dem Außenbehälter 17) verbunden, und die positive Stromleitung 76 ist mit dem Gewindebolzen 54 verbunden.
• Wie Figur 2, auf die nochmals Bezug genommen wird, veranschaulicht, bilden die transparente Kappe 57 und die darin befindliche Kugel 59 ein fträometer, das zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes der Salzsole dienen kann. Um in der Kappe 57 die Salzlösung durch eine frische Salzlösung aus dem Inneren des Behälters 25 zu ersetzen, ist das obere Ende der Kappe 57 mit einem in die oeffnung 79 eingesetzten Kunststoff-Paßstück 78 verbunden. Das Kunststoff-Paßstück seinerseits steht mit einem Ventil 80 in Verbindung. Ist es während des Betriebes des Chlorerzeugers erwünscht, die Salzlösung in der Kunststoff-Kappe 57 zu ersetzen, so braucht nur das Ventil 80 geöffnet zu werden, und es fließt eine genügende Menge der Salzlösung durch das Paßstück 78, bis die Salzlösungs-Säule in dem Kunststoffrohr 58 und in der Kappe 57 ersetzt ist. Danach wird das Ventil 80 geschlossen, und es wird die Stellung der Kunststoffkugel 59 beobachtet. Befindet sich die Kunststoffkugel 59 am Kopf der Kappe 57, dann ist dies ein Beweisanzeichen dafür, daß die Dichte der Salzlösung in dem gewünschten Dichtebereich liegt; befindet sich die Kugel 59 unterhalb des Kopfes der Kappe 57 oder bleibt sie am Boden desselben, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Dichte der Salzlösung unter dem gewünschten Dichtebereich liegt Die offnang 79 soll in der Tat ein enger Spalt sein, dessen Längendimension größer als der Durchmesser der Kugel 59 ist, so daß jeder u.U. mögliche Rückschlagsventil-Effekt unterbunden wird, wenn Flüssigkeit aus der Kappe 57 ausfließt.
• Wenn auch ausgeführt wux~de, daß das Diaphragma 38 aus Asbest oder einem ähnlichen Material gefertigt ist, so können selbstverständlich andere Materialien und andere Methoden zur Herstellung des Diaphragmas verwendet werden, wie sie z.B. aus der USA-Patentschrift 3 057 794 zu entnehmen sind. Obwohl oben weiter erwähnt ist, daß die Anode 53 vorzugsweise aus Kohle hergestellt wird, so kann selbstverständlich Jedes andere geeignete Material, z.B. das in der USA-Patentschrift 3 055 811 beschriebene Anodenmaterial, Anwendung finden.
• Betriebsweise des Chlorerzeugers Der Stöpsel 52 wird entfernt, und das obere zylindrische Vorrichtungselement 26 wird durch die Offmmg im Stöpsel 46 mit Natriumchlorid in Form von Steinsalz 77 nahezu gefüllt. Dann wird der Innenbehälter 25 fast bis an den oberen Rand und das Steinsalz 77 bedeckend mit Wasser gefüllt. Der Stöpsel 52 wird dann an seinem ursprilnglichen Platz fest eingeschraubt. Das freie Ende der Leitung 18 wird mit der Austrittsöffnung 60 für das Chlor verbunden. Diese Leitung 18 besteht vorzugsweise aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder "Tygon" oder aus einem anderen chlorbeständigen Kunststoffmaterial. Das freie Ende der Leitung 19 wird mit der Austrittsöffnung 68 für den Wasserstoff verbunden. Die Leitung 19 soll aus einem Kunststoff-, Kautschuk- oder Metallmaterial gefertigt sein, das gegen Natriumhydroxyd beständig ist. Danach wird der Chlorerzeuger 17 in der in Figur 1 dargestellten Weise angeschlossen.
• Die in Figur 3 dargestellte Stromzuführung wird nun an den Chlorerzeuger in der oben beschriebenen Weise angeschlossen, und der Schalter 71 wird geschlossen. Durch entsprechende Einstellung des regelbaren Transformators 7Q kann die Stromstärke auf einen vorbestimmten Wert, z.B.
• 10 bis 15 Ampere, eingeregelt werden, und die Elektrolyse setzt ein. Die Stromstärke steigt an, bis das Diaphragma mit der Salzlösung gesättigt ist; danach kann der Strom wieder auf den Wert eingeregelt werden, der die Bildung derjenigen Chlormenge, die zur genauen Chlorung des Beckenwassers benötigt wird, gewährleistet. In dem Maß, wie die Elektrolyse voranschreitet, baut sich der Druck des Chlors und des Wasserstoffes in dem Erzeuger bis zu einem Wert auf, der etwas den Druck in der Rückleitung 16 übersteigt, und er entlädt sich in Form von kleinen Bläschen in den Wasserstrom in der Rückleitung.
• Der Druckmesser 67 mißt daher den Rücklaufdruck, der im wesentlichen gleich den Drucken im Innenbehälter und im Ringraum zwischen Innen- und Außenbehälter ist. Das Chlor wird im Wasser leicht gelöst und gibt sich weder durch Blasen noch durch irgendwelche Gerüche am Beckeneinlaß zu erkennen. Der Wasserstoff hingegen, der im Wasser verhältnismäßig unlöslich ist, entweicht am Beckeneinlaß in die Atmosphäre. Weiterhin wird mit fortdauerndem Betrieb Natriumhydroxyd, das an der Außenseite des Zylinders 39 gebildet worden ist, auf den Boden des Außenbehälters 17 fallen und sich dort zusammen mit einer sehr kleinen Menge Salzsole ansammeln.
• Nach einer Betriebsdauer von etwa 24 Stunden (die Zeit kann auch länger oder kürzer eingestellt werden) werden die Beckenwasser-Umwälzpumpe und die Stromversorgung für etwa 1 Minute abgeschaltet. Der Druck im Chlorerzeuger fällt dann auf den Druck in der Rückleitung (d.h.
• auf Null oder möglicherweise auf einen negativen Wert).
• Die Pumpe wird erneut in Betrieb gesetzt, und es wird Wasser in den Behälter 25 gedrückt, um dasjenige zu ersetzen, das während der Elektrolyse verloren gegangen ist, und in den Ringraum zwischen den Behältern 17 und 25. Das Natriumhydroxyd, das am Boden des Außenbehälters sich angesammelt hat, vermischt sich mit dem Beckenwasser, und in dem Maß, wie sich der Druck im Erzeuger wieder aufbaut, wird Natriumhydroxydlösung durch die Leitung 19 allmählich in den Rücklauf gedrückt und neutralisiert so die Acidität des Beckenwassers, die aufgrund der durch die Lösung des Chlorgases in dem Wasser ausgelösten Bildung von unterchloriger Säure und Salzsäure zustande gekommen ist.
• Mit fortschreitendem Betrieb wird das Salz 77 in dem Innenbehälter 25 durch die Elektrolyse und durch ein in geringem Umfang stattfindendes Versickern durch das Diaphragma 38 nach und nach verbraucht. Dieser Verbrauch kann an der Abnahme des spezifischen Gewichtes der Salzlösung festgestellt werden. Zur Überwachung des spezifischen Gewichtes der Salzlösung ist ein automatisches Aräometer vorgesehen; dieses Aräometer besteht aus der transparenten Kappe 57, dem Kunststoffrohr 58 und der Kunststoffkugel 59. Die Betriebsweise dieses Aräometers ist weiter oben bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung des oeffnens und Schließens des Ventils 80 erläutert worden. In dieser Weise kann das spezifische Gewicht der Salzlösung so oft wie gewünscht - z.B. täglich - überprüft werden.
• Ist es erforderlich, dem Erzeuger Salz zuzusetzen, so wird zunächst die Umwälzpumpe abgeschaltet, und auch der Strom zum Erzeuger wird ausgeschaltet, wodurch der Druck im Erzeuger auf seinen niedrigsten Wert fällt. Der Stöpsel 52 wird gelöst, das Ventil 62 geöffnet und ein (nicht eingezeichnetes) Stück Kunststoffrohr wird an das obere Ende des Paßstückes 61 angeschlossen, um Lösung aus dem Innenbehälter 25 abzuhebern. Es ist nur erforderlich, eine solche Menge Flüssigkeit zu entfernen, die ausreicht, um einen entsprechenden Platz für die Aufnahme einer frischen Beschickung mit Salz zu schaffen. Danach wird Wasser in den Innenbehälter 25 gegeben, wie es weiter oben erläutert ist, und der Betriebszyklus wird in der oben geschilderten Weise wieder in Gang gesetzt.
• Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß hier ein separates Probenahme- und bzw. oder Abheberohr vorhanden ist, das aus dem Paßstück 61, dem Ventil 62 und dem Rohr 63 besteht; daß ferner ein separates Aräometer vorhanden ist, das aus der Kappe 57, dem Rohr 58, der Kugel 59, der Leitung 78 und dem Ventil 80 besteht.
• Gewünschtenfalls können das Aräometer und die mit ihm funktionell verbundenen Vorrichtungselemente als das Abhebe- und bzw. oder Probenahmerohr verwendet werden, und in einem solchen Fall können die Vorrichtungselemente 61, 62 und 63 fortgelassen und durch die Elemente 57, 58, 59, 78 und 80 ersetzt werden. Falls das in Figur 2 dargestellte Probenahme- und bzw. oder Abheberrohr dann durch das Aräometer, das als ein Probenahme- und bzw.
• oder Abheberrohr funktioniert, ersetzt würde, könnte der Stöpsel 50 am Deckel festgemacht werden, und dies könnte als Offnung für die Zugabe von Salz und Aufstärkwasser dienen, wobei man der Notwendigkeit enthoben ist, den Stöpsel 52 zu entfernen.
• Wenn auch bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt Natriumchlorid als Metallchlorid verwendet wird, so ist es doch möglich, auch andere Chloride, z.B. Kaliumchlorid, anzuwenden. Natriumchlorid ist jedoch wohlfeiler und leichter zugänglich. In den Fällen, in denen andere Chloride Anwendung finden, muß darauf geachtet werden, daß das Diaphragma 38 nicht durch das erzeugte Metallhydroxyd verstopft wird. Auch kann es im Falle der Verwendung dieser anderen Chloride erforderlich sein, nach dem Herausspülen des Metallhydroxydes aus dem Ringraum zwischen dem Innen- und Außenbehälter das dieses Metallhydroxyd enthaltende Spülwasser besser als Abwasser fortzuleiten, anstatt es wieder in das Becken zu leiten. Im Falle der Verwendung von Natriumchlorid und der dadurch bedingten Bildung von Natriumhydroxyd kann das Wasser, welches das Natriumhydroxyd enthält, nach dem Herausspülen gleichfalls als Abwasser fortgeleitet werden, sofern es aus irgendeinem Grunde erwünscht ist, das Natriumhydroxyd nicht in das Beckenwasser gelangen zu lassen.
• Wenn auch die vorliegende Erfindung unter besonderer Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen erläutert worden ist, so versteht es sich doch von selbst, daß andere und weitere Modifizierungen zusätzlich zu den hier dargelegten oder angedeuteten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne daß von dem Prinzip der vorliegenden Erfindung und ihrem Umfang abgewichen wird.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Chlorung einer Wassermasse, dadurch gekennzeichnet, daß man eine geschlossene Zelle, die eine Anode, eine Kathode und eine konzentrierte wäßrige Lösung eines Metallchlorides enthält, aufbaut, man die genannte Lösung elektrolysiert und so gasförmiges Chlor unter Druck in der erwähnten Zelle erzeugt und das gasförmige Chlor unter Druck aus der erwähnten Zelle in die genannte Wassermasse strömen läßt.

2. Verfahren zur Chlorung einer Wassermasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anode und die genannte Kathode in separaten Anoden-bzw. Kathodenzonen angeordnet sind, das erwähnte gasförmige Chlor unter Druck in der genannten Anodenzone erzeugt und Wasserstoff unter Druck in der genannten Kathodenzone erzeugt wird.

3. Verfahren zur Chlorung einer Wassermasse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Wasserstoff aus der erwähnten Zelle in die genannte Wassermasse separat unter Druck strömen gelassen wird.

4. Verfahren zur Chlorung einer Wassermasse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Metallchlorid aus Natriumchlorid besteht, wodurch sich in der genannten Kathodenzone Natriumhydroxyd ansammelt, die genannte Kathodenzone periodisch mit Wasser durchgespült wird, um darin das Natriumhydroxyd zu lösen und das das Natriumhydroxyd enthaltende Wasser dann aus der genannten Kathodenzone in die erwähnte Wassermasse strömen gelassen wird.

5. Elektrolysezelle zur Erzeugung von gasförmigem Chlor, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einer geschlossenen Kathodenkammer; einer geschlossenen Anodenkammer, in die eine konzentrierte wäßrige Lösung eines Metallchlorides eingefüllt wird, wobei zu der genannten Anodenkammer ein oberer Vorrichtungsteil, ein unterer Vorrichtungsteil und eine Lochscheibe, die den Boden des erwähnten oberen Vorrichtungsteiles mit dem Oberteil des genannten unteren Vorrichtungsteiles verbindet, gehört und die Scheibe ein mittig angeordnetes Loch aufweist; einer mit Schlitzen versehenen Muffe, die in den genannten oberen Vorrichtungsteil einmontiert und deren unteres Ende in das erwähnte Loch in der genannten Scheibe eingesetzt ist; Vorrichtungselementen zur Einführung von Steinsalz in den erwähnten oberen Vorrichtungsteil; einer Kathode, die in die genannte Kathodenkammer eingesetzt ist und mit der erwähnten Anodenkammer durch ein poröses Diaphragma in Verbindung steht; einer Anode in Form eines langgestreckten Stabes, der in die erwähnte Anodenkammer zentral eingebaut ist und sich durch die genannte, mit Schlitzen versehene Muffe nach unten bis in den genannten unteren Vorrichtungsteil erstreckt; Vorrichtungselementen zur Zuführung einer Gleichstromspannung zur genannten Anode und der erwähnten Kathode zwecks Erzeugung von gasförmigem Chlor in der genannten Anodenkammer; einer Rohrleitung, die vom oberen Ende der genannten Anodenkammer abgeht und zur Abführung von gasförmigem Chlor aus der erwähnten Zelle dient; und einer Leitung, die von der genannten Kathodenkammer abgeht und zur Abführung von gasförmigem Wasserstoff aus der genannten Zelle bestimmt ist.

6. Elektrolysezelle zur Erzeugung von gasförmigem Chlor, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einem geschlossenen zylindrischen Außenbehälter, der aus einem gegen kaustisches Alkali beständigen Material gefertigt ist, einem in den genannten Außenbehälter eingebauten zylindrischen Innenbehälter, der aus einem gegen Chlorgas und Salzsole beständigen Material gefertigt ist, wobei das obere äußere Ende des genannten Innenbehälters mit dem inneren oberen Ende des genannten Außenbehälters gasdicht verbu nden ist und der erwähnte zylindrische Innenbehälter seinerseits aus einem oberen zylindrischen Vorrichtungsteil und einem unteren zylindrischen Vorrichtungsteil besteht, einer flachen, horizontalen Lochscheibe, die zwischen die genannten beiden zylindrischen Vorrichtungsteile eingebaut ist, der Boden des erwähnten oberen zylindrischen Vorrichtungsteiles offen und das obere Ende des genannten unteren zylindrischen Vorrichtungsteiles gleichfalls offen ist und der genannte obere und der untere zylindrische Vorrichtungsteil durch die Löcher in der erwähnten Lochscheibe miteinander in Verbindung stehen, der Boden des genannten unteren zylindrischen Vorrichtungsteiles geschlossen und die zylindrisehe Längsseite des erwähnten unteren zylindrischen Vorrichtungsteiles mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, die sich peripher rund um den genannten unteren zylindrischen Vorrichtungsteil und vom Kopf bis zum Boden desselben erstrecken, die genannte Scheibe ein großes, mittig angeordnetes Kreisloch aufweist und eine langgestreckte, mit Schlitzen versehene und an beiden Enden offene Muffe mit ihrem unteren Ende in das genannte mittig angeordnete Kreisloch in der erwähnten Scheibe eingesetzt ist und sich senkrecht nach oben bis nahe an das obere Ende des genannten oberen zylindrischen Vorrichtungsteiles erstreckt und dort endet, der genannte zylindrische Innenbehälter mit einer Anodenkammer, einem langgestreckten Kohlestab, der sich vom Kopf des genannten oberen zylindrischen Vorrichtungsteiles durch die erwähnte, mit Schlitzen versehene Muffe bis nahe an das untere Ende des genannten unteren zylindrischen Vorrichtungsteiles erstreckt und dort endet und der die Anode bildet, ausgestattet ist, elektrischen Stromzuführungen, die mit dem oberen Ende des genannten Kohlestabes leitend verbunden sind und gasdicht bis an die Außenseite der genannten Behälter und von dort weg nach außen geführt sind, einem porösen Asbest-Diaphragma, welches das untere Ende des genannten zylindrischen Innenbehälters umgibt und sämtliche Löcher in dem erwähnten unteren zylindrischen Vorrichtungsteil und ebenso die Verbindungsstelle zwischen den genannten zylindrischen Vorrichtungsteilen und der erwähnten Scheibe überdeckt, einer zylindrischen, perforierten Metallmuffe, die das erwähnte poröse Diaphragma umgibt und das genannte Diaphragma gegen den erwähnten zylindrischen Innenbehälter preßt, wobei der Ringraum zwischen dem genannten Innenbehälter und dem Außenbehälter eine geschlossene Kathodenkammer bildet und die genannte zylindrische perforierte Metalimuffe die Kathode darstellt, elektrisch leitenden Vorrichtungselementen, welche die genannte zylindrische perforierte Metallmuffe mit dem oberen Ende des erwähnten zylindrischen Außenbehälters verbinden und einen elektrischen Leitungsweg von der Außenseite des genannten zylindrischen Außenbehälters zur genannten zylindrischen perforierten Metallmuffe bilden, einer ersten Austrittsöffnung, die durch die genannten Behälter hindurch in Verbindung mit dem Innenraum der erwähnten Anodenkammer steht, einer ersten Leitung, die an die erwähnte erste Austrittsöffnung angeschlossen ist und zur Abführung von gasförmigen Chlor aus der genannten Zelle dient, einer zweiten Austrittsöffnung, die mit der erwähnten Kathodenkammer in Verbindung ste#ht und einer zweiten Leitung, die an die erwähnte zweite Austrittsöffnung angeschlossen ist und zur Abführung von Wasserstoffgas aus der genannten Zelle dient.

7. Elektrolysezelle gemäß Anspruch 6, dadureh gekennzeichnet, daß sie mit einem Aräometer-System zur kontinuierlichen Uberwachung des spezifischen Gewichtes der Salzlösung in dem genannten Innenbehälter ausgestattet ist und zum genannten Aräometer-System eine außen befindliche, transparente Hohlkappe, ein vom unteren Ende der erwähnten transparenten Kappe bis in den Innenraum der genannten Anodenkammer reichendes Rohr, eine mit dem oberen Ende der genannten transparenten Kappe verbundene, nach außen führende Ableitung, ein in der erwähnten, nach außen führenden Ableitung angeordnetes Ventil sowie eine in der genannten transparenten Kappe befindliche Kunststoffkugel, deren spezifisches Gewicht kleiner als das gewünschte spezifische Gewicht der in dem genannten Innenbehälter befindlichen Salzlösung ist, gehört, wobei die genannte Kunststoffkugel in dem Fall, in dem das spezifische Gewicht der Salzlösung in der erwähnten transparenten Kappe innerhalb des gewünschten Dichtebereiches liegt, sich nahe am Kopf der erwähnten transparenten Kappe befindet, die genannte Kugel hingegen in dem Fall, in dem das spezifische Gewicht der genannten Salzlösung in der erwähnten transparenten Kappe unter das gewünschte spezifische Gewicht gesunken ist, sich unter dem oberen Ende der erwähnten transparenten Kappe befindet.

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