DE2109091A1 - Elektrode fuer Elektrolysezellen - Google Patents

Elektrode fuer Elektrolysezellen

Info

Publication number
DE2109091A1
DE2109091A1 DE19712109091 DE2109091A DE2109091A1 DE 2109091 A1 DE2109091 A1 DE 2109091A1 DE 19712109091 DE19712109091 DE 19712109091 DE 2109091 A DE2109091 A DE 2109091A DE 2109091 A1 DE2109091 A1 DE 2109091A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
connecting bolt
anode
bolt
effective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712109091
Other languages
English (en)
Other versions
DE2109091C3 (de
DE2109091B2 (de
Inventor
Fogelman Edward I
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eltech Systems Corp
Original Assignee
Diamond Shamrock Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diamond Shamrock Corp filed Critical Diamond Shamrock Corp
Publication of DE2109091A1 publication Critical patent/DE2109091A1/de
Publication of DE2109091B2 publication Critical patent/DE2109091B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2109091C3 publication Critical patent/DE2109091C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12—Shape or form
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313—Means to assemble electrical device
    • Y10T29/532—Conductor
    • Y10T29/53204—Electrode

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für Elektrolysezeilen, insbesondere Diaphragmazellen, mit einem Anschlußbolzen und wenigstens einer wirksamen Elektrodenfläche, die mit dem Anschlußbolzen elektrisch leitend verbunden ist.
Die Elektrolyse wird vielseitig verwendet, beispielsweise für die Herstellung von chemischen Stoffen und für das Plattieren von leitenden Oberflächen. Ein wirtschaftlich besonders interessantes Anwendungsgebiet ist ciie Herstellung von Halogenen, ' insbesondere von Chlor, und Alkalimetallhydroxiden, insbesondere Natriumhydroxyd, durch die Elektrolyse von wässerigen AlkalimetallhÄlogeiiidlösungen, insbesondare Natriumchloridlösungen, in JLHaphragmaelektrolyeezellen.
109837/1503
Es sind bereits viele Diaphragmazelle!! der Uuterschiedl ichsteii Bauart bekannt, die gleichermaßen diei Grundbestandteile aufweisen, nämlich die Anodenbasis, die topfförmige Kathode und die Abdeckung. Die Änodenbasis kann der Boden, die Seitenwand oder das Oberteil der Zelle sein, wenn daran die Anoden angebracht sind. Die Anodenbasis ist also der Träger der Anoden in der Zelle und gleichzeitig der Leiter des Elektrolysestroms zu d&n Anodenanschlußbolzen bzw. Steigleitungen. Die Anoden können vertikal in Reihen mit gleichem Abstand über der Breite der Anodenbasis angeordnet s&in. Die topfförinige Kathode, die im allgemeinen auf der Anodenbasis isoliert davon, aufliegt, ist ein einheitlicher Aufbau, der die aktiven Kathodenoberflächen trägt und die Zeile in eine Reihe von Anolyt- und Katholytkammern unterteilt. Die aktiven Kathodenoberflächen selbst dienen im allgemeinen als Trag- bzw. lialteaufbau für das Diaphragma, das in vielen Fällen eine Schicht aus Asbestfasern ist und dazu dient, die Anoden- und Kathodenkammern der Zelle zu trennen. Eine derartige Diaphragmazelle ist beispielsweise in der US-Patentschrift 2 9^7 ^63 beschrieben, bei welcher Graphitanoden verwendet sind.
Die Anwendungsgebiete der in großem Ausmaß für die Herstellung von Chlor und Atzmittel verwendeten Diaphragmaelektrolysezellen sind jedoch durch verschiedene Nachteile, beispielsweise durch einen nicht ausreichenden Wirkungsgrad, begrenzt. Die meisten, heutzutage im großtechnischen Rahmen verwendeten Zellen arbeiten mit einem beträchtlichen und nicht stetigen Trennspalt zwischen den Elektroden. Der Wirkungsgrad bei dieser Arbeitsweise ist schlecht,.da der Elektrolyt, welcher de» Spalt ausfüllt, einen beträchtlichen Eigenwiderstand bezüglich des Stromdurchg&xiges hat, wodurch erhebliche Energiemengen verschwendet werden, die lediglich die Temperatur des Elektrolyten erhöhen und schließlich die Stromdichte für den Betrieb begrenzen. Der Abstand zwischen Anode und Kathode
BABORiGINAL
10 9 8 3 7/1503
liegt in der Größenordnung von I3 nun. Bei Verwendung vo.-». Graphitanodnn wird dieser Abstand im Betrieb größer infolge der Abnutzung der Anode. Die ursprüngliche Stärke der Anode liegt in der Größenordnung von etwa 32 Kim.
Obwohl bei einem derartigen Spalt der Wirkungsgrad schlecht ist, hat man ihn in.Kauf genommen, da es sehr schwierig ist, die Elektroden noch näher beieinander anzuordnen. Die3 ist darauf zurückzuführen, daß sich die im allgemeinen aus Stahlgittern bestehenden Kathoden im Betrieb und mit zunehmendem Alter verformen und venverfen, so daß ihre Oberfläche nicht mehr eben ist. Da weiterhin das Material des Diaphragmas im allgemeinen unter Vakuum auf der Kathodenoberfläche aus einem Asbestbrei abgeschieden wird, ist eine gleichmäßige Stärke der aufgebrachten Schicht oft nicht erreichbar. Eine weitere Schwierigkeit tritt beim Einbetten der Graphitanodenblätter in die Anodenbasis (US-PS 2 9S7 ^63) auf, wo bei einer Anodenhöhe von etwa 60 cm eino sich einstellende Verschiebung aus der Vertikalen von etwa I3 mm in der einen oder der anderen Richtung durchaus vorkommt. Wenn nun die entsprechende Topfkathode mit den verformbaren Diaphragmen dazu so angeordnet wird, daß sich eine abwechselnde Anordnung von Anoden und mit Diaphragma überzogenen Kathoden ergibt, können sowohl an den Diaphragmen als auch an den relativ spröden Anodenblättern Schäden auftreten. Außerdem wird dabei der für die Solezirkulation und die Gasfreisetzung erforderliche Raum nicht immer erreicht, so daß man sich entschlossen hat, eine mittlere ursprüngliche Spaltbreite zwischen Anode und Kathode von etwa 13 nun in Kauf zu nehmen.
Vor kurzem wurden nun insbesondere für die Elektrolyse von Natriumchloridlösungen in Diaphragmazellen die sogenannten dimensions- bzrf. abmessungsstabilen Anoden entwickelt. Diese Anoden haben einen elektrisch leitenden, elektrokatalytisch aktiven Überzug, beispielsweise aus Platin oder einem
109837/1503 BAD
Edelmetalloxyd, auf einem elektrisch leitenden Substrat, im allgemeinen aus einem Röhrenmetall wie Titan. Von diesen Anoden ist wegen ihrer bisher nicht erreichbaren Dimensionsstabilität .sehr schnell eine Vielzahl von Ausführungsformen bekanntgeworden. Dazu gehören auch.Ausführungsforraen, mit denen eine Reduzierung des Spaltes zwischen Anode und Kathode möglich sein soll. .
Weiterhin sind für den Einbau der dimensionsstabilen Anoden in bereits vorhandene Diaphragmazellen die verschiedensten Bauweisen beschrieben worden. So hat man beispielsweise die Anodenbasen ausgewechselt und an ihrer Stella eine aus einem einzigen Stück bestehende Basis eingesetzt, an der darauf oder hindurchgehend die Anoden befestigt werden können. Die Topfkathode und die Zellenabdeckimg kann dabei ohne Änderung beibehalten werden. Trotzdem ist auch bei diesen Zellen ein beträchtlicher Anoden-Kathoden—Spalt vorhanden. Obwohl die Anoden vertikal genauer ausgerichtet werden können, ist der Spalt festgelegt und nicht gleichförmig, was darauf zurückzuführen ist, daß die Kosten für den Werkstoff >2er wirksamen Anodenflächen und der Anodenanschluiäbolzen so groß sind, daß eine "massive" Anode, d. h. eine Anode mit ausreichender Abmessung, um die Anolytkammer zur Verringerung des Anoden-Kathodenspaltes im wesentlichen zu füllen, wirtschaftlich nicht tragbar ist. Weiterhin bleibt die den mit dem Diaphragma' überzogenen Kathoden innewohnende Unregelmäßigkeit bzw. Ungleichförmigkeit erhalten, wozu noch eine mögliche Unebenheit der wirksamen Anodenfläche hinzukommt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Elektrode der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher der Spalt zwischen den Elektroden in einer Elektrolysezelle auf einfache Weise verringert werden kann, um dadurch den Wirkungsgrad zu verbessern.
BAD OBGJNAL
-^e 109837/1503
Diese Aufgabe wird bei der Elektrode der eingangs beschriebenen Art durch wenigstens ein an dem Anschlußbolaen und/oder der dem Anschlußbolzen gegenüberliegenden Elektrodenfläche elektrisch leitend festlegbares Verbindungsglied und durch wenigstens ein direkt mit der Elektrodenfläche oder dem Verbindungsglied und/oder dem Anschlußbolzen zusammenwirkend angeordnetes Abstandseinsteilstück zur Fixierung des Abstandes zwischen Elektrodenfläche und Anschlußbolzen gelöst.
Die erfindungsgemäße Elektrode kann i/i einer Elektrolysezelle im zusammengezogenen Zustand angeordnet werdeu. Durch die Beweglichkeit des Verbindungsgliedes kann sich die Elektrode danach ausdehnen, wobei die wirksame Elektrodenfläche von dem Anschlußbolzen wegbewegt wird, so daß der Spalt zwischen der Elektrode, die sich nun ausgedehnt hat, und der benachbarten Elektrode in der Zelle verringert ist. Dabei kann die erfindungsgemäße Elektrode als Anode, Kathode oder als Anode und Kathode eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Elektrode hat den Vorteil, daß die Querschnittsabmessung des Anschlußbolzens nur noch von der Stromdichte j jedoch nicht mehr von der gewünschten Spaltbreite abhängig ist. Der Anschlußbolzen kann, da er von der wirksamen Elektrodenfläche räumlich getrennt ist, aus einem Material hergestellt werden, das einen minimalen Spannungsabfall aufweist, wodurch die Wärmeentwicklung stark: verringert wird. Die Teile des Anschlußbolzens, die mit dem Elektrolyten in Kontakt kommen, brauchen nur mit einem Überzug aus Röhrenmetall, beispielsweise Titan, Tantal oder deren Legierungen versehen werden.
Einflußgrößen für die Bestimmung des Materials zur Herstellung der Verbindungsglieder sind beispielsweise die VerSchweißbarkeit mit dem Anschlußbolzen und/oder- der Elektrodenfläche,
109-837/1603 bad
die Elastizität, die Resistenz gegenüber dein korrosiven Zelleni'ustand und die elektrische Leitfähigkeit, da durch die Glieder der gesamte Strom zwischen Anschlußbolzen und Elektrodenfläche fließt. Weiterhin läßt sich die erforderliche Vorspannung durch die Formgebung beeinflussen. Ms zweckmäßig hat sich die Herstellung der Verbindungsglieder aus blech- oder stabförmigeni Röhrenmetal] erwiesen, wobei in bestimmten Fällen auch ein Kern aus elektrisch gut leitendem Material vorgesehen werden kann.
ψ Die Elektrodenflächen müssen elektrisch gut leitend, dem Elektrolyten gegenüber resistent sein und elektrokatalytisch wirken. ZweckmKßigerweise stellt man die· Elektrodenflachen aus Röhrennietall, wie Ti, Ta oder deren Legierungen, her, wobei sie in den Bereichen, wo Chlor freigesetzt wird, mit dem elektrokatalytisch aktiven überzug aus einem EdelmotalJ oder einem Edelmetalloxyd oder einem anderen geeigneten Material überzogen sind. Für die Elektrodenfläche kann massives Blech oder durchlässiges Material verwendet werden, beispielsweise geschäumtes Material, das dann vorteilhaft ist, wenn die Zelle bei ganz kleinen Spaltbreiten arbeitet, so daß die Chlorfreisetzung und die Elektrolytumwälzung sowohl in der Anolytkammer als auch
^ von der Anolytkammer durch das Diaphragma in den Katholyteii nicht beeinträchtigt wird.
Wenn bei bestimmten Anordnungen die Anode tatsächlich in Kontakt mit dem Diaphragma gehalten werden soll, werden nur jene Teile der Anodenfläche beschichtet, die mit dem Diaphragma nicht in Berührung .stehen. Man-kann jedoch auch den Überzug in den Kontaktbereichen desaktivieren. Durch diese Anordnung wird - verhindert, daß in Kontakt mit dem Diaphragma erzeugtes Chlor durch das Diaphragma zwangsweise hiudurchgeführt wird.
Ist die Elektrode mit zwei wirksamen Elektrodenflachen versehen, so sind ziveckinäßigerweise die elektrisch leitenden
BAD
109837/1503
Verbindungsglieder aus elastischem Material hergestellt und an dem Anschlußbolzen sowie an den zum Anschlußbolzen symmetrisch angeordneten Elektrodenflächen befestigt.
Die Verbindungsglieder können auf Zug vorgespannt befestigt sein, wobei die Abstandseinsteilstücke in Führungen an den Elektrodenflächen einschiebbar sind. Die Führungen können jedoch auch an den Verbimhmgsgliederii selbst angeformt sein.
Wenn die Verbindungsglieder auf Druck vorgespannt befestigt sind, sind klammerartige Abstandseinsteilstücke über daran
ausgebildete, erstehende Fortsätze schiebbar, wobei die Elektrodenflachen jeweils di^-ch Schlitze geteilt sind, die sich nach Entfernen der Abstand&ninstellstücke schließen.
Eine weitere bevorzugt e. /»usführungsf orm der erfindungsgemäßen Elektrode besteht darin, daß an der Elektrode bzw.. an den Elektroden befestigte Verbindungsglieder wenigstens eine Ausnehmung aufweisen, die mit wenigstens einem durch den Anschlagbolzen gehenden Schraubenbolzen in Eingriff bringbar ist, und daß die Verbindungsglieder durch auf den Schraubenbolzen geschraubte MuI lern noch Einstellung des gewünschten Abstandes zwischen der Elektrodenfläche bzw. den Elektrodenflächen und dem Anschlußbolzen festlegbar sind.
Als besonders zweckmäßig hat sich eine erfindungsgemäße Elektrode herausgestellt, die auf ihren wirksamen Elektrodenflachen mit Abstandshaltern aus elektrisch nicht leitendem elastischem Material versehen ist..
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Elektrode werden anhand der Verwendung als Anode in einer Diaphragmazelle für die Elektrolyse von Natriumchlorid lösung en ex-läutert.
BAD ORIGINAL
109837/1503
Der Einbau der erf indungsgeinäßen Anode ist äußerst einfach, da sie im zut-animengezogpnen Zustand wenig Platz einnimmt , so daß sie mit- den mit dem Diaphragma überzogenen Kathoden nicht in Berührung kommt, wenn die.se um die Anodenaiiordnung angeojdnor wird. Danach kann die Anode auf einfache Weise ausgedehnt weiden, wodurch der Spalt zwischen Anode und Kathode sehr stark verringert oder im wesentlichen ganz beseitigt werden kann.
Im Vergleich mit einer Zelle mit einer direkt, am Anschlußbolzen angebrachten Anodenf lache der herkömml ichen Aj~t , bei welcher der Spalt zwischen Anode und Kathode etwa 13 mm beträgt, wird bei der mit erfindungsgemäßen Anoden ausgerüsteten Zelle ein Spaimuiigs^c.vinn von o,3 V bei einet' Stromdichte von o,155 A/cm (1 A/sq in) erzielt. Die;.:: bedeutet, daß die mit erfindungsgemäßen Anoden ausgerüsteten Zellen mit St roindiclit en arbeiten können, die um den Faktor 1,33 größei- sind als die bei Elektrolysezellen mit dimensioiisstabi len Anoden.
Weiterhin kann freigesetztes Chlorgas durch die Anodenfläche hindurchtreten, so daß die Zelle auch bei einem Aiioden-Ka thodenabstand von im wesentlichen Null arbeiten kann, wobei gleichzeitig aus der Natriumhydroxydlösung ein Produkt gewonnen wird, bei welchem ein wesentlich geringeres Verhältnis von Chloret zu Atzstoff erreicht wird, als es bei Anoden mit undurchlässigen wirksamen Flächen erreichbar ist, die direkt an dem Anschlußbolzeii angebracht sind. Erfindungsgemäß können Natriumhydroxydlösungen stärkerer Konzentration erzeugt werden als es üblicherweise der Fall .ist, wobei der gleiche Chloratpegel beibehalten wird. Das führt zu hohen Einsparungen bei der Weiterbehandlung, beispielsweise bei den Verdampfungsstufen, die zur Konzentration der Atzlo&ung erforderlich sind.
Wegen der Verringerung der Wärmeerzeugung in der Zelle kann, wie bereits erwähnt, bei höherer Stromdichte gearbeitet werden, ohne daß ein Sieden eintritt, was wiederum dazu führt,
BAD ORIGINAL
109837/1503
daß die Produkticmsquote pro FLächenoinheit, di«; fli.e ZeLIe einnimmt, erhöht wird. Außerdem ergeben sich ßinspnrmögLichkeiten hinsichtlich der Baumaterialien. Es ist riämLich möglich, dun erforderlichen Elektrolysestrom der wirksamen Fläche der Anode; über AnschLußbolzcti von kleinen· Durchmesser· zuzuführen, was bei den bisher verwendeten Anordnungen mit einem Auoden-Ka Ihodon-Spa 1 t von L'J mm nicht möglich war. Weiterhin bestellt, keinerlei Abhängigkeitsvorhä Itnis niehx· zwischen dem Durchmesser· des Aiiodenanschlußbo Izcns und der Spaltbreite. Schließlich ergibt sich noch ein weiterer Vorteil bei der erfindungsgemäßen Elektrode dadurch, daß die wirksamen Elelctrodenf1ächen lösbar an dem Anschlußbolzen angebracht werden können, so daß, falls eine Neuboschichtung der Elektrodenfläche erforderlich wird, ein einfaches Auswechseln möglich ist und Anschlußbolzen wie auch erneuerte Elektrodenfläche getrennt weiterverwendet werden können.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anode im zusammengezogenen bzw. verengten Zustand gegenüber von Kathoden.
Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung wie Pig«. I mit aufgeweiteter Anode.
Fig. 3 zeigt teilweise im Schnitt eine weitere Ausführungsform einer Anode im erweiterten Zustand«
Fig. h zeigt eine Draufsicht auf die Anode von Fig. 3 im zusammengezogenen Zustand.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Elektrode.
';-1Ütt> OfHQiNAL 101837/1503
— Io -
Fig. 6 zeigt auseinandergezogeu eine weitere Ausführung-; form einer Elektrode.
Fig. 7 zeigt in einer Draufsicht die Elektrode gemäß Fig. ij.
Fig.- 8 zeigt eine Ji. i.uf sieht auf eine abgeänderte Au.-. iuln im;!, , form der erfindung--gemäßen Elektrode im /iusaniinengo^ogeiitm Zustand.
Fig. 9 zeigt die Elektrode von Fig. 8 im erweiterten Zustand.
Die in Fig. L im zusammengezogenen Zustand gezeigte Anode besteht aus einem Anschlußbolzen 1 und zwei * i.t i ; aiiitüi Anodeiiflachen 3j die an dem Aiischlußbo Lzen 1. durch bewegliche, elektrisch leitende Verbindungsglieder 5 angebracht, sind» Der Abstand zwischen jeder Anodeiir.rbeitsflache und der gegenüberliegenden mit einem Diaphragma 7 überzogenen Kathode 9 ist relativ groß und liegt in der Größenordnung von etwa l'j mm. Die Anode wird in der Basis Ii in Lage gehalten, ei ie gegenüber der übrigen Zelle durch eine elektrisch isolierende und korrosionsfeste Schicht 13» üblicherweise aus Kautschuk, geschützt ist. Die Schicht 13 dient zusammen mit. einem Flansch 15 an. dem Anodenaiischlußbolzen 1 als !compressible Dichtung, wodtirch ein Lecken des Elektrolyten durch die Öffnung in der Anodenbasis, welche den Anschlußbolzen aufnimmt, verhindert wird.
Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. I1 jedoch hat sich jetzt die Anode durch flexible, bewegliche Ver.bindungs- und Leitungsglieder 5 erweitert, so daß der Anoden-Katiiodea-Spalt im wesentlichen völlig beseitig* ist.
Fig. 3 und k zeigen eine erfindungsgemäße Anode im erweiterten bzw. zusammengezogenen Zustand sowie d;\e Einrichtung, mit welcher die Erweiterung erreicht wird. Cn Fig. 3 sind die
BAD OfüGJNAL
109837/1S03
wirksamen Anodonf läciien 3 von dem Anotlenanschlußbolzen 1 getrennt, bl<-.:lien jedoch damit in elektrischer Verbindung über bewegliche YerbindungsgJ icder 5· JHe VerbiiidungsR] i eder, «Mo aus einem in eine zweckmäßige--Gt-jrtalt- gebogenen T/1' tanbl ech bestehen, sind mit Schlitzen 19 für die Aufnahme von korro.'-i.tm.«- feslen Abstandssi alien 17 versehen. Heim Zusammenbau «ler Zeil«; sind die Stäbe 17 nicht eingesetzt (Fig. k) . infolge der Vorspannung des Verbindungsgliedes in Richtung des AnschlußboJAeiis befindet .3ich die Anode in zusammengelegtem bzw. zusainmojijrezogcnwii Zustand. Nach Ei nbrij.<ren dei~ Kathode um bzw. über die Anodenbasis hat- man eine sich abwechselnde· Anordnung von Anoden und Kathoden mit einem beträchtlichen Aiioden-Kathoden-SpaJt zwischen jeder Elektrode der Anordnung. Für ein leichteres Einsetzen winklig zugeschnittene Abslandssiälio 17 werden dann in die Schlitze 19 eingeführt, wodurch sich die wirksamen Anodnif1öchen um einen Abstand von dem Anodenanschl ußholxeii 1 wegbewogen, der durch die Breit η dqr Abstandsstäbt» 17 f es* Igel egt ist. Im Betrieb bleiben die Stäbe an Ort und Stelle. Falls aus irgendeinem Grund die Zelle zerlegt werden po.11, entfernt man die Abslandsstäbe 17j wodurch sich die Anode infolge der Vorspannung des Verbindungsgliedes 5 zusammendrückt, und die Demontage leicht vorgenommen werden kann .
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Anodeiiauf bau von Fig. 3 sind die Abstandsstäbo I7 entfernt oder nicht eingesetzt. Man erkennt den in diesem Zustand gegebenen geringen Abstand zwischen dem Anschlußbolzen, den Verbindungsgliedern und den wirksamen Flächen. Der Aiischluftbolzen braucht nicht aus einem einzigen Material hergestellt zu sein, sondern kann beispielsweise aus einem Kupferkern 23 bestehen, der von «jiiier Titnnumliüllung umgeben ist. In Fig* ^ sind weiterhin, vor den Elektrodenf1äclien vorstehende Abstandshalter 25 g< zei gi , die über der ganzen wirksamen Anodenflache verteilt sein können und aus einem
BAD OWGWAL 109837/1503
elektrisch nicht leitenden Material bestehen. Der Zweck der Abstandshalter ist darin zu sehen, daß ein gleichförmiger Anoden-Iiathoden-Spalt über der gesamten Trennfläche aufrechterhalten werden soll und daß jegliche Möglichkeit eines metallischen Anoden-Kathodenkontaktes mit" einem daraus sich ergebenden Kurzschluß ausgeschlossen sein soll. Obwohl die beweglichen Verbindungsglieder für eine gleichmäßige Ausweitung der Anodenarbeitsfläche bezüglich einer vertikalen Mittellinie sorgen, können Unregelmäßigkeiten an der wirksamen Fläche selbst, an dem Diaphragma oder dem Kathodengitter, welches das Diaphragma trägt, Änderungen des Anoden-Kathoden-Spaltes hervorrufen. Durch die Verwendung der vorstehenden Abstandshalter wird diese Ungleichförmigkeit verringert, da die wirksame Anodenfläche gegen die mit Diaphragma überzogene Kathode gedrückt wird, und zwar durch die zwangsweise ausgeübte Kraft der Stäbe 17 in Fig. k oder durch die Federwirkung gemäß Fig. 8 und 9, wodurch sich die Anodenfläche entsprechend dem Anoden-Kathoden-Spalt ausrichtet.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der Elektrode bestehen die beweglichen Verbindungsstücke 5 ebenfalls aus Titan. Die Verbindungsglieder sind aus einem einzigen Blech so ausgeformt, daß sie, wenn sie an dem Anschlußbolzen 1 xind der Elektrodenfläche 3 angeschweißt sind, eine Vorspannung in Richtung auf den Anschlußbolzen 1 haben. Jede wirksame Elektrodenfläche 3 trägt 'auf ihrer Innenseite Kanäle 27 für die Aufnahme von Abstandsstäben 17. Die Erweiterung der Elektrode erfolgt wie bei der Ausführungsform von Fig. 3 und k,.
Bei der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Elektrode ist eine zwangsweise Einstellung des Abstandes der wirksamen Elektrodenfläche 3 von dom Elektrodenanschlxißbolzen 1 möglich. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, besteht das Verbindungsglied 5 für jede wirksame Fläche 3 aus zwei Materialbändern, die an der Seite
BAD OfHGHNAU
109837/1503
der wirksamen Fläche angebracht sind, die dem Anschlußbolzen gegenüberliegt. Die Anschlußglieder 5 brauchen nicht flexibel oder elastisch zu sein, sind jedoch mit Ausnehmungen in Form von Schlitzen 33 versehen. Für jeden Schlitz ist ein ent-.sprechender mit Gewinde versehener Vorsprung 29 an dem Anschlußbolzen 1 vorgesehen. Aus Fig« 7» wo die Elektrode im zusammengebauten Zustand gezeigt ist, ist zu ersehen, daß das Verbindungsglied 5 durch dio Schlitze 33 über den Vorsprüngen 29 zu sitzen kommt, wobei die gewünschte Lage durch Muttern fixiert werden kann. Obwohl diese Ausführungsform im Aufbau etvas aufwendiger ist als die vorhergehenden, hat sie den Vorteil, daß die wirksano Elektrodenflache 3 für eine Neubeschichtung oder andere Arbeitsgänge leicht entfarnt werden kann, da das Verbindungsglied an dem Anschlußbolzen nicht dauerhaft befestigt ist, wie dies beispielsweise beim Schweißen der Fall ist.
Bei der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsform sind die Verbindungsglieder in einer vom Anschlußbolzen wegweisenden Richtung vorgespannt, so daß es erforderlich ist, die Elektrode im zusammengezogenen Zustand zu halten. Flexible Verbindungsglieder 5» die durch Schweißen an den wirksamen Elektrodenflachen /und dem Elektrodenanschlußbolzen 1 angebracht sind, sind an Stellen 35i wie insbesondere in Fig. 9 zu sehen, umgebogen, so daß sie Lippen bilden, über welchen Klammern 37 (Fig. 8) angeordnet werden können, um die Elektrode in zusammengezogenem Zustand zu halten. Um der Anodenflache eine geeignete Bewegung zu ermöglichen, ist jede Flache in zwei Abschnitte geteilt,' wobei ein kleiner Spalt 39 in der Mitte, wie in Fig. 8 zu sehen ist, gehildet wird. Nach dem Einbau in die Zelle entfernt man die Klammern 37, so de«ß die Elektrode die in Fig. 9 gezeigte, auegeweitete Lage einnimmt.
BAD ORiGJNAL
f09837/t503

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Elektrode für Elektrolysezellen, insbesondere Diaphragmazellen, mit einem Anschlußbolzen und wenigstens einer wirksamen Slektrodenflache, die mit dem Anschlußbolzen elektrisch leitend verbunden ist, gekennzeichnet durch wenigstens ein an dem Anschlußbolzen (l) und/oder dur dem Anschlußbolzen (l) gegenüberliegenden Elektrodenfläche (3) elektrisch leitend festlegbares Verbindungsglied (5) und durch wenigstens ein direkt mit der Elektrodenfläche (3) oder dem Verbindungsglied (5) und/oder dem Anschlußbolzen (l) zusammenwirkend angeordnetes Abstandseinstellstück (17, 37, 29, 33) zur Fixierung des Abstandes zwischen Elektrodenfläche und Anschlußbolzeii (5)·
    2. Elektrode nach Anspruch 1 mit zwei wirksamen Elektrodenflächen } dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Verbindungsglieder (5) aus elastischem Material bestehen und an dem Anschlußbolzen (l) sowie an den zum Anschlußbolzen (1) symmetrisch angeordneten Elektrodenflächen (3) befestigt sind.
    3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (5) auf Zug vorgespannt befestigt sind und die Abstandseinstellstückö (17) in Führungen (19, 27) an den Elektrodenflachen (3) einschiebbar sind. .
    k. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (19) an den Verbindungsstücken (5) angeformt &ind.
    BAD ORJ&NAl
    109837/1S03
    5. Elektrode nach Anspruch U1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (5) auf Druck vorgespannt
    * befestigt sind, die klammerartigen Abstandseinstellstücke (37) über daran ausgebildete abstehende Fortsätze (35) schiebbar sind und die Elektrodenflächen (3) jeweils durch Schlitze (39) geteilt sind, die sich nach Entfernen der Abstandseinsteilstücke (37) schließen.
    6. Elektrode naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Elektrode bzvr. an den Elektroden befestigte Verbindungsglieder (5) wenigstens eine Ausnehmung (33) aufweisen, die. mit wenig»lens einem durch den Anschlagbolzen (1) gehenden Schraubenbolzen (29) in Eingriff bringbar ist, und daß die Verbindungsglieder (5) durch auf den Schraubenbolzen geschraubte Muttern (3I) nach Einstellung des gewünschten Abstandes zwischen der Elektrodenfläche bzw. den fclcktrodenflachen (3) und dem Anschlußbolzen (1) festlegbar sind.
    7. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch auf den wirksamen Elektrodenflächen (3) angebrachte Abstandshalter (25) aus elektrisch nicht leitendem Material.
    109837/1503
    BAD ORIGINAL
    Leerseite
DE2109091A 1970-02-26 1971-02-25 Elektrode für Elektrolysezellen Expired DE2109091C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1433370A 1970-02-26 1970-02-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2109091A1 true DE2109091A1 (de) 1971-09-09
DE2109091B2 DE2109091B2 (de) 1974-07-04
DE2109091C3 DE2109091C3 (de) 1975-02-20

Family

ID=21764842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2109091A Expired DE2109091C3 (de) 1970-02-26 1971-02-25 Elektrode für Elektrolysezellen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3674676A (de)
JP (1) JPS5035031B1 (de)
CA (1) CA932698A (de)
DE (1) DE2109091C3 (de)
FR (1) FR2080780B1 (de)
GB (1) GB1326673A (de)
NL (1) NL150523B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2828892A1 (de) * 1977-07-01 1979-01-11 Oronzio De Nora Impianti Monopolare diaphragma-elektrolysezelle
DE2828621A1 (de) * 1977-06-30 1979-01-11 Oronzio De Nora Impianti Elektrolysezelle und elektrolyseverfahren
DE2837818A1 (de) * 1977-08-31 1979-03-08 Ugine Kuhlmann Anode fuer eine elektrolytische apparatur ohne diaphragma
DE3116391A1 (de) * 1980-07-28 1982-05-27 Kanegafuchi Kagaku Kogyo K.K., Osaka Verfahren zur elektrolyse einer waessrigen alkalimetallchloridloesung

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981790A (en) * 1973-06-11 1976-09-21 Diamond Shamrock Corporation Dimensionally stable anode and method and apparatus for forming the same
FR2237984B1 (de) * 1973-07-06 1978-09-29 Rhone Progil
US3928166A (en) * 1974-03-01 1975-12-23 Diamond Shamrock Corp Dimensionally adjustable anode-dimensionally stable diaphragm combination for electrolytic cells
US3932261A (en) * 1974-06-24 1976-01-13 Olin Corporation Electrode assembly for an electrolytic cell
US4008143A (en) * 1974-06-24 1977-02-15 Olin Corporation Electrode assembly for an electrolytic cell
US3956097A (en) * 1974-07-05 1976-05-11 Electronor Corporation Titanium blankets and anode constructions for diaphragm cells
US4044218A (en) * 1974-10-11 1977-08-23 Diamond Shamrock Corporation Dimensionally stable anode and method and apparatus for forming the same
US3941676A (en) * 1974-12-27 1976-03-02 Olin Corporation Adjustable electrode
US4014775A (en) * 1975-02-04 1977-03-29 Olin Corporation Diaphragm cell having uniform and minimum spacing between the anodes and cathodes
US3960697A (en) * 1975-02-04 1976-06-01 Olin Corporation Diaphragm cell having uniform and minimum spacing between the anodes and cathodes
US4033849A (en) * 1975-05-09 1977-07-05 Diamond Shamrock Corporation Electrode and apparatus for forming the same
US4026785A (en) * 1975-12-22 1977-05-31 Olin Corporation Adjustable electrode
US4028214A (en) * 1976-01-28 1977-06-07 Olin Corporation Adjustable electrode
US4118306A (en) * 1976-02-02 1978-10-03 Diamond Shamrock Technologies S. A. Anode constructions for electrolysis cells
US4048046A (en) * 1976-06-16 1977-09-13 The B. F. Goodrich Company Electrolytic cell design
GB1557827A (en) * 1976-06-21 1979-12-12 Imi Marston Ltd Electrode
US4056458A (en) * 1976-08-26 1977-11-01 Diamond Shamrock Corporation Monopolar membrane electrolytic cell
US4080279A (en) * 1976-09-13 1978-03-21 The Dow Chemical Company Expandable anode for electrolytic chlorine production cell
US4628596A (en) * 1976-12-29 1986-12-16 Currey John E Electrolytic cell with reduced inter-electrode gap
US4120773A (en) * 1977-08-25 1978-10-17 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Compressible self guiding electrode assembly
GB2007260B (en) * 1977-09-22 1982-02-24 Kanegafuchi Chemical Ind Method of electrolysis of alkai metal chloride
US4096054A (en) * 1977-10-26 1978-06-20 Olin Corporation Riserless flexible electrode assembly
US4154667A (en) * 1978-01-03 1979-05-15 Diamond Shamrock Corporation Method of converting box anodes to expandable anodes
IT1118243B (it) * 1978-07-27 1986-02-24 Elche Ltd Cella di elettrolisi monopolare
DE3069489D1 (en) * 1979-05-02 1984-11-29 Ici Plc Expandable electrode suitable for use in an electrolytic cell of the diaphragm or membrane type, and said electrolytic cell
JPS5662979A (en) * 1979-10-27 1981-05-29 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Holding method of interpole distance in electrolytic cell
US4315805A (en) * 1979-11-08 1982-02-16 Ppg Industries, Inc. Solid polymer electrolyte chlor-alkali process
JPS6017833B2 (ja) * 1980-07-11 1985-05-07 旭硝子株式会社 電極
FI72150C (fi) * 1980-11-15 1987-04-13 Asahi Glass Co Ltd Alkalimetallkloridelektrolyscell.
US4560461A (en) * 1982-04-08 1985-12-24 Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. Electrolytic cell for use in electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions
DE3223701A1 (de) * 1982-06-25 1983-12-29 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Membran-elektrolysezelle mit vertikal angeordneten elektroden
US4448663A (en) * 1982-07-06 1984-05-15 The Dow Chemical Company Double L-shaped electrode for brine electrolysis cell
JPS5917762U (ja) * 1982-07-22 1984-02-03 クロリンエンジニアズ株式会社 電解用陽極
US4568439A (en) * 1984-06-05 1986-02-04 J. A. Webb, Inc. Electrolytic cell having improved inter-electrode spacing means
US4853101A (en) * 1984-09-17 1989-08-01 Eltech Systems Corporation Porous separator comprising inorganic/polymer composite fiber and method of making same
US5100525A (en) * 1990-07-25 1992-03-31 Eltech Systems Corporation Spring supported anode
IT1263900B (it) * 1993-02-12 1996-09-05 Permelec Spa Nora Migliorata cella di elettrolisi cloro-soda a diaframma poroso e processo relativo
IT1291525B1 (it) * 1997-04-10 1999-01-11 De Nora Spa Anodo per cella elettrochimica a diaframma
US5928710A (en) * 1997-05-05 1999-07-27 Wch Heraeus Elektrochemie Gmbh Electrode processing
SE9800698D0 (sv) * 1998-03-05 1998-03-05 Permascand Ab Device for electrochemical cell
ITMI20020416A1 (it) * 2002-03-01 2003-09-01 De Nora Elettrodi Spa Anodo per cella elettrolitica a diaframma
ITMI20031269A1 (it) * 2003-06-24 2004-12-25 De Nora Elettrodi Spa Nuovo anodo espandibile per celle a diaframma.
ITMI20050108A1 (it) * 2005-01-27 2006-07-28 De Nora Elettrodi Spa Anodo adatto a reazioni con sviluppo di gas
CN102051632B (zh) * 2009-10-28 2012-08-22 中国石油化工股份有限公司 隔膜电解槽扩张阳极自由态组装方法
CN103088361A (zh) * 2012-12-13 2013-05-08 苏州新区化工节能设备厂 设于电解槽内的扩张阳极
CN113089073B (zh) * 2021-03-30 2022-04-01 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 电化学抛光用柔性电极及内腔结构电化学抛光方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1907812A (en) * 1929-02-05 1933-05-09 Ig Farbenindustrie Ag Electrolytic cell
DE563393C (de) * 1929-02-05 1932-11-04 I G Farbenindustrie Akt Ges Elektrolytische Zelle
NL239909A (de) * 1958-06-06
GB1045816A (en) * 1964-11-05 1966-10-19 David J Evans Res Ltd Improvements in or relating to electrodes for electrolytic cells
US3379634A (en) * 1965-05-24 1968-04-23 Air Force Usa Zero gravity electrolysis apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2828621A1 (de) * 1977-06-30 1979-01-11 Oronzio De Nora Impianti Elektrolysezelle und elektrolyseverfahren
DE2828892A1 (de) * 1977-07-01 1979-01-11 Oronzio De Nora Impianti Monopolare diaphragma-elektrolysezelle
DE2837818A1 (de) * 1977-08-31 1979-03-08 Ugine Kuhlmann Anode fuer eine elektrolytische apparatur ohne diaphragma
DE3116391A1 (de) * 1980-07-28 1982-05-27 Kanegafuchi Kagaku Kogyo K.K., Osaka Verfahren zur elektrolyse einer waessrigen alkalimetallchloridloesung

Also Published As

Publication number Publication date
FR2080780A1 (de) 1971-11-19
GB1326673A (en) 1973-08-15
DE2109091C3 (de) 1975-02-20
NL150523B (nl) 1976-08-16
FR2080780B1 (de) 1974-02-22
CA932698A (en) 1973-08-28
JPS5035031B1 (de) 1975-11-13
US3674676A (en) 1972-07-04
NL7102537A (de) 1971-08-30
DE2109091B2 (de) 1974-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2109091A1 (de) Elektrode fuer Elektrolysezellen
DE69015518T2 (de) Elektrode für Elektrolyse.
DE2930609C2 (de)
DE2355876C2 (de) Bipolare Elektrode
DE1948803B2 (de) Elektrolytische zelle zur verwendung bei der elektrolyse von alkalimetallhalogenloesungen
DE2823556A1 (de) Elektrolysezellen-reihe aus einer vielzahl von elektrolysezellen-einheiten
DE60302610T2 (de) Ionenaustauschmembran-Elektrolyseur
DE2656650A1 (de) Bipolare elektrode fuer eine elektrolysezelle
EP1417356B1 (de) Elektrolysezelle, insbesondere zur elektrochemischen herstellung von chlor
DD243516A5 (de) Monopolare und bipolara chlorzellen und elektrodenstrukturen fuer diese
DE2837252A1 (de) Kompressibler elektrodenaufbau fuer elektrolysezellen
DE2059868A1 (de) Elektrodenplatte fuer die Elektrolyse
CH635369A5 (de) Bipolare elektrode und verfahren zu deren herstellung.
DE10234806A1 (de) Elektrochemische Zelle
DE2645121C3 (de) Elektrolysezelle
DE1947157B2 (de) Elektrolysezelle, mit elektroden tragender abnehmbarer seitenwand
DE69218328T2 (de) Elektrode für Elektrolyse
DE2538000B2 (de) Bipolare Elektrodenkonstruktion für eine membranlose Elektrolysezelle
EP2746429A1 (de) Elektrolysezelle
DE2923818A1 (de) Elektrodenabteil
DE1467075A1 (de) Anode zur elektrolytischen Herstellung von Chlor
DE69303424T2 (de) Elektrolysezelle
DE2125941C3 (de) Bipolare Einheit und damit aufgebaute elektrolytische Zelle
DE2616483A1 (de) Elektrodenblock
EP0753604B1 (de) Anode zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ELTECH SYSTEMS CORP., BOCA RATON, FLA., US

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: FRHR. VON UEXKUELL, J., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. GRAF ZU STOLBERG-WERNIGERODE, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. SUCHANTKE, J., DIPL.-ING. HUBER, A., DIPL.-ING. VON KAMEKE, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 2000 HAMBURG