DE2234041A1 - Stromzuleiter fuer elektrolysezellen - Google Patents

Description

• München, 26. Juni 1972 S.71/24

SOLVAY & CIE., 33, Rue du Prince Albert, Brüssel, Belgien

Stromzuleiter für Elektrolysezellen

Die Erfindung bezieht sich auf einen.Stromzuleiter für elektrisch in Serie geschaltete und mit einem flexiblen Deckel versehene Elektrolysezellen, die mindestens eine Reihe von parallelen vertikal, aufgehängten Anodenplatten aufweisen, welche mit parallelen, an mindestens einer Seitenwand der Zelle befestigten Kathodenelementen abwechseln. ·

Solche Zellen eignen sich insbesondere für die' Elektrolyse

Lösungen von
wässeriger/Alkalimetallhalogeniden für die Herstellung von

Chlor, Hypochlorit oder Chlorat, ,

Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zur Stromspeisung der Elektrolysezellen und ihrer elektrischen Serienschaltung vorgeschlagen worden, jedoch vereinigt keine dieser vorgeschlagenen Vorrichtungen die durch die Erfindung erzielten Vorteile. . , ,

Die Erfindung schafft einen Stromzuleiter, der hervorragend', zur Verwendung mit zwischenschichtartig in in Serie geschalteten Elektrolysezellen angeordneten. Metallelektroden verwendbar ist und insbesondere für diese Verwendung entworfen ist, wobei

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"besonders die extrem verkleinerten und konstanten Abstünde zwischen den /moden und den Kathoden sowie eine vollkomrx-ne Parallelität* zwischen den Elektroden sichergestellt sind.

Die Erfindung stellt außerdem einen erhöhten Energie-'.virkungsgrad in den Zellen sicher, und zwar aufgrund der Reduktion des Kontaktwiderstands und der Nähe zwischen den Anoden und einer Anoden-Sammelplatte. Weiterhin ist es durch die Erfindung möglich, jedes Risiko von Korrosion zu unterdrücken, insbesondere in den anodischen Stromzuleitungen. Auch ist eine schnelle Demontage 'der einzelnen Anodenplatten im Hinblick auf ihren Austausch möglich. Auch läßt sich der Aufwand an nicht korrodierendem Metall in den Anoden-Stromzuleitungen auf ein Minimum reduzieren. Schließlich läßt sich die thermische Dehnung der Elektrolysezellen durch die Verwendung flexibler Deckel auffangen. Die Erfindung erlaubt hierbei gleichzeitig und·in j sehr einfacher V/eise eine Sicherung der vollkommenen Dichtung zwischen dem flexiblen Deckel der Zelle und den diesen durchsetzenden Anodenträgern sowie die Befestigung der Stromzuleitung zu den Anoden.

Ein v/eiterer durch die Erfindung erzielter Vorteil ist eine schnelle Inspektion des Anoden- und des Kathodenaufbaus an ihrer Stelle ohne Ausbau aus den Zellen. Weiterhin lassen sich Gaseinschlüsse in den Kathodenplatten während der Elektrolyse vermeiden. Durch die Erfindung wird auch jede Gefahr einer Explosion in der Zelle unterdrückt, da praktisch jede Gasanhäufting in ihrem Oberteil verhindert wird.

Durch die Erfindung ist es außerdem möglich, die Zelle kompakt und mit geringem Raumbedarf, außerdem leicht transportabel, einer erhöhten Produktionskapazität zugänglich und einen erheblich reduzierten Nutzraum beanspruchend herzustellen.

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!Durch die ',iirfinciung v/ird auch ein einfaches Kurzschließen einer der Zellen, von unten oder von oben, sowie das schnelle Abhängen der Zelle ohne Unterbrechung der Serie der anderen Zellen der gleichen elektrischen Serienschaltung ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung äst ein Stromzuleiter für iilektro-"; lysezellen, die elektrisch in Serie geschaltet sind, mit einem flexiblen Deckel versehen sind und mindestens eine Reihe paralleler, vertikal aufgehängter Anodenplatten aufweisen, die mit parallelen Kathodcnelementen alternieren, welche an mindestens einer Seitenwand der Zelle befestigt sind, wobei der Stromzuleiter folgende Teile umfaßt:

a) eine über dem flexiblen Deckel im wesentlichen horizontal angeordnete Anoden-Sammelplatte, die sich auf Isolatoren einstellbarer Höhe abstützt und eine Reihe paralleler Anodenplatten trägt, "die sie über zylindrische Klemmen mit mit den Platten verlötetem Plansch oder Kragen-mit Strom speist, wobei die Platten mit der Sammelplatte lösbar verbunden sind und wobei der flexible Deckel durch für diesen Zweck vorgesehene kreisförmige köcher dicht durchsetzt wird;

b)' eine im wesentlichen vertikal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zellen der- gleichen Serie angeordnete -Kathoden-Sammelplatte, die in elektrischem Kontakt mit den parallelen Kathodenelementen der einen Zelle über die Zwischenschaltung eines Satzes von Sammelschienen st,elit, die in den Elektrolyt getaucht sind und in dichter Weise mindestens eine Seitenwand der Zelle durchsetzen, um außen einen Vorsprung- zu bilden und die Kathodenelemonte zu tragen und sie untereinander zu verbinden;

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c) cine elektrische Verbindung zwischen den Anoden- und den Kathodenoarnrnclplatten zweier in der elektrischen Serie aufeinanderfolgender Zellen, die im v/es ent lieh en aus mindestens einem Stoß flexibler Metallblätter besteht, deren gegenüberliegende Enden abnehmbar mit der Anoden-, bzw. der Kathodensammelplatte verbunden sind.

Die beschriebenen und weitere nicht erwähnte Vorteile dec Gegenstands der Erfindung werden aus der Beschreibung der Erfindung anhand eines Ausfülirungsbeispiels unter Bezugnahme auf die■Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stromauleiters, der für die elektrolytische Herstellung von Natriumchlorat in in Serie geschalteten Zellen, die mit überzogenen Titananoden versehen sind, geeignet ist. Me dargestellten Zellen enthalten mehrere Reihen von Anodenelementen und Kathodeneleme-nten, die in ineinandergreifender Schichtung angeordnet sind, und ebenso viele erfindungsgemäße Stromzuleiter. Ihre Anzahl kann z.B. von 1 bis 10 unterschiedlich sein. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht einer mit einem erfindungsgemäßen Stromzuleiter ausgerüsteten Zelle;

Pig. 2 in der linken Hälfte in Draufsicht einen der Stromzuleiter und in der rechten'Hälfte im Horizontalschnitt in einer Ebene C-C in Pig. 1 eine Reihe von ineinandergeschichteten Anoden- und Kathodenelementen;

Pig. 5 und 4 die Zelle in einem Querschnitt in einer Ebene A-A bzw. in einem Teil-Querschnitt in vergrößertem Maßstab in einer Ebene B-B in Pig. 2.

In den Figuren 1 und 2 sind nur die Endreihen und ihr Stromzuleiter sichtbar.

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Eine im wesentlichen horizontal - angeordnete Anoden-Sarpi-ael-

aus Kupfer
platte/1 ruht auf horizontalen Flanschen 2, die mit aus Stahl· bestellenden Seitenwänden/der Zelle verbunden sind, über drei Isolatoren '4, die mit je zwei voneinander unabhängigen, axialen, mit Gewinde versehenen Stiften 5 und 7 ausgerüstet sind: Der Stift 5 dient der Befestigung am Plansch 2 mit Hilfe einer Schraubenmutter 6, der Stift 7 ist mit zwei Schraubenmuttern 8,9 versehen und dient der Einstellung der horizontalen Lage der Sammelplatte 1 und damit der- Parallelität zwischen- von der Sammelplatte 1 getragenen Anodenplatten 10"und Kathodenelementen 11. Im Bestreben, mit dem Kupfer sparsam hauszuhalten, wurden der Sammelplatte 1 nur die zur 'Stromspeisung.einer Reihe der Anodenplatten 10 unbedingt notwendigen Ausmaße gegeben, so daß sie nicht unmittelbar au'f dem gegenüber von nachgiebigen Anschlüssen 12 liegenden Isolator 4 aufsitzt,.sondern über die Zwischenanordnung eines aus Stahl bestehenden, die Form eines ! aufweisenden Außenstücks 13 (Fig. 1 und 2),· dessen horizontaler Arm mit der Sammelplatte 1 über Bolzen 14 verbunden ist, während der vertikale Arm des ΐ auf dem jeweiligen Isolator 4 ruht.

Die am anderen. Ende der Sammelplatte 1 befestigten nachgiebigen Anschlüsse 12 sind entweder mit einer Gleichstromquelle oder mit einer Reihe von Kathodenelementen einer vorhergehenden Zelle der elektrischen Serie verbunden (Fig."3). Ih einer einzigen elektrischen Serienschaltung sind die Zellen in einer Reihe angeordnet, wobei die großen Seitenwände 3 einander parallel liegen. Die nachgiebigen Anschlüsse 12 bestehen aus vier Stoßen von geglühten Aluminiumblättern oder -bändern, die paarweise beiderseits der Sammelplatte 1 mit Hilfe von Bolzen 15 befestigt sind.

Die Anodenplatten 10 sind' Titanblätter, die an _t ihren beiden Flächen mit einer Platin-Iridium-Iegierung überzogen sind. Jede von ihnen ist mit ihrer Oberkante an der Unterseite dreier aus

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Titan bestehender Klemmen 16 stoßverschweißt oder -verlötet,-die an ihrer Unterseite mit einem Plansch 17 verschen sind und in die oben ein mit Gewinde versehenes axiales Sackloch gebohrt ist, in das ein eingeschlossener Stift 18 aus Stahl, der außen mit Gewinde versehen ist, eingeschraubt ist (Piß. 4).

In Richtung ihrer Dicke ist die. Sarnmelplatte 1 mit .'Dreiergruppen von ko-linearcn Lochern 19 für den Durchtritt der Stifte 18 versehen. Es gibt ebenso viele parallele Dreiergruppen v/ie Anoden in einer Reihe. Die Löcher 19 von zwei aufeinanderfolgenden Dreiergruppen sind im Hinblick aufeinander exzentrisch angeordnet, um einen verminderten Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anodenplatten 10 zu erreichen und trotzdem einen leichten Zugang zu Schraubenmuttern 20 zu haben, die durch Aufschrauben auf die je mit einer Beilagscheibe 21 und einer elastischen Scheibe 22 aus Stahl versehenen Gewindestifte 18' einen innigen Kontakt zwischen der oberen Fläche der zylindrischen Klemmen 16j die zuvor mit einer Platin-Iridium-Legierung überzogen worden ist, und der unteren Fläche der vorher bearbeiteten und versilberten Saramelplatte 1 sicherstellt. Man erhält auf diese V/eise einen hervorragenden elektrischen Kontakt zwischen den Klemmen und der Platte. Die Sammelplatte 1 ist weiterhin mit Lüftungslöehern 25 versehen» die regelmäßig über den Anodenplatten 10 vorteilt sind, um jede Überhitzung zu vermeiden und eine Luftzirkulation /λ·; Li el ion der Platte 1 und einem flexiblen Deckel 24 der Zolle sicnorcuntollen, der aus einem Titanblatt besteht, das mit Löchern für die dichte Befestigung an der Zelle und für den Durchtritt der Klemmen 16 να* sehen·ist. Die Abdichtung zwischen diesen und den flexiblen Deckel 24 wird durch eine torusförmige nachgiebige Dichtung 25 au3 einem im Handel unter der Bezeichnung Hypalon "bekannten Material sichergestellt, die in eine, in der oberen Fläche des Flansche 17 ausgenommene Ringnut eingesetzt ist, sowie durch eine Schrauben-Druckfeder 26, die koaxial um die Klenune 16 liegt und einen Druck gegen die untere Fläche der Samrnelplntte

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1 ausübt, urn damit unter Zwischenlage einer Stahl-Beilagscheibe 27 einem Druck auf dan Deckel/auszuüben, der eine Pressung der torusfürraigon Dichtung 25 zur Folge hat.

Durch ihren Druck auf den Stift 18 erfüllt die Schraubenmutter 20 eine dreifache Funktion: Sie fixiert die Anodenplatte an ihrem Träger/ sie sichert ihre Speisung mit Strom und sie garantiert gleichzeitig die Dichtigkeit zwischen der Klemme 16 und dem flexiblen Deckel 24. '

Um jedes Korrosionsrisiko' zu vermeiden, sind die obere Fläche des Flanschs 17 und die in ihm gebildete kreisförmige Hut mit einer Platin-Iridium-Legierung überzogen.

Die Außendicke aller Klemmen 16, also der Durchmesser ihres Flanschs 17, ist geringer als der Abstand zwischen den beiden Anodenplatten'10, die 'der von der Klemme 17 getragenen Anodenplatte benachbart sind. Wis noch erläutert wird, ist dies sehr vorteilhaft für die Demontage der Zelle.

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Der flexible Deckel 24-, der auf Anodenpotential /liegt, ist

von den auf Kathodenpotential/Liegenden Seitenwänden 3 der Zelle durch einen starren Rahmen 28 aus Polyvinylchlorid isoliert, der mit vertikalen Bohrungen für die Befestigung des Deckels 24 an den Wänden 3 versehen ist und außerdem das Auftreten von Stromverlusten zwischen dem Deckel und den Wänden über den Elektrolyt und eventuell aufsteigende Salze verhindert. Eine am Rand des flexiblen Deckels 24 aufliegende Widerlager-platte 29 aus plastifiziertem Stahl ist mit in regulären Abständen angeordneten Gewindestiften 30 versehen, die quer durch den Rand des Deckels 24, eine erste flache Dichtung 31 aus dem unter"der Handelsbe-. zeichnung.Hypalon bekannten Material/ den isolierenden Rahmen 7ß , eine zweite flache Dichtung 32 aus Hypalon und den mit der Seitenwand 3 zusammenhangenden horizontalen Flansch 2 verlaufen, von dem sie durch eine Manschette 33 und eine Beilagscheibe 34, die

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aus isolierendem Material bestehen, elektrisch getrennt sind. Schließlich sichert jeweils eine Schraube 35, die gegen eine Beilagscheibe 36 aus Stahl gepreßt ist, den Halt der Stifte am Plansch 2 und teilweise die Pressung des Rands des Deckels 24 unter der Widerlagerplatte 29 (Pig. 4).

Die Kathodenelemente 11 bestehen aus ebenen Stahlblechen mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 14 ^jQcm. Sie sind auf ihrer gesamten-Oberfläche mit Löchern versehen, . ■ um bei der Elektrolyse die Bildung von Wasserstoffblasen zu verhindern, und sind mit ihren Schmalseiten oder Kanten auf vier Sammelschienen 37 aus Stahl mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 14 μ H cm gelötet, die sie tragen und ■ untereinander verbinden und dabei ihre Parallelität, ihren gleichmäßigen Abstand und ihre elektrische Verbindung mit einer kupfernen Kathoden-Sammelplatte 38 außerhalb der Zelle sicherstellen; die Kathoden-SammelpILatte 38 ist parallel zu den Blechen \ der Kathodenelemente 11 angeordnet und wird ebenfalls von den vier Sammelschienen 37 getragen, an denen sie mit Hilfe von Bolzen 39 befestigt ist (Pig. 1, 2, 3). Die Sämmelschienen 37 sind selbst von den beiden Seitenwänden 3 der Zelle getragen, die senkrecht zu ihnen stehen, die sie durchsetzen und mit denen ! sie verschweißt sind. Die mit der im wesentlichen vertikal angeordneten Kathoden-Sammelplatte 38 in Kontakt stehenden Enden der Sämmelschienen 37 sind verkupfert und versilbert, um den elektrischen Kontakt zu verbessern; zum gleichen Zweck ist die in Kontakt mit den Sammelschienen 37 kommende Stirnseite der Sammelplatte 38 bearbeitet und versilbert, zumindest in den Berührungszonen.

Die Parallelität zwischen den Anodenplatten 10 und den plattenförmigen Kathodenelementen 11 wird durch die Zwischenlage von im Handel unter der Bezeichnung Teflon bekanntem Polytetraiihioräthylen etwa in Porm von Spulenkörpern 40 sichergestellt, die

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zwischen zwei benachbarten Anodenplatten 10 angeordnet cind und ihrem ausgenomrnenen Mittelteil die Basis der dazwischenliegenden Kathodenelemente 11 aufnehmen. Diese Polytetrafluoräthylen-Spulen 40 sind auf zwei Stangen· 41 aus plastifiziertem Titan aufgereiht, die an ihren beiden Enden mit einem.Gewinde versehen sind ■und durch den unteren Teil der Anodenplatten 10 einer gleichen Reihe durch hierfür vorgesehene Löcher unterhalb des Niveaus des unteren Randes der Kathodenelemente 11 verlaufen. An jedem Ende. tragen die Stangen 41. eine Schraubenmutter 42, die sie an ihrem Platz hält. Wie leicht einzusehen ist, werden die Stangen 41 in die Anodenplatten 10 nach dem Anordnen derselben in der Zelle mit ihrer Anoden-Sammelplatte 1 und dem dort befestigten flexiblen Deckel 24 und vor dem Anordnen eines .Stahlrahraens 45 eingeführt, der an einem mit der Seitenwand 3 an deren Unterteil ver-, bundenen horizontalen Plansch 44 durch seinen Umfangsflansch 45 befestigt ist, und zwar mit Hilfe .v.ori Bolzen 46 und Muttern 47. Die Dichtheit zwischen der Seitenwand 3 und dem Rahmen 43 wird durch eine flache Dichtung 48 aus Hypalon sichergestellt.

Zv/ei Gruppen von Löchern 49, die im Oberteil der Kathoden-Sammelplatte 38 (Pig. 1) ausgebildeJ_hsind_Be^|nen_ed|m_nAn|£hra^- ' ■ ben der nachgiebigen Anschlüsse 12/und nach diesem Zweck zum elektrischen Verbinden, mit der Anoden-Sammelplatte 1 der in der elektrischen Serie folgenden Zelle. ·

Zwei Gruppen von Löchern 50, die unten in der Kathoden-Sammelplatte '38 ausgebildet sind (Pig·. 1), dienen der Befestigung der Anschlüsse eines (nicht dargestellten) Kurzschlußwagens., der unter der Zellenreihe beweglich angeordnet ist und durch eine Schiene auf einer Beton-Rollbahn geführt ist·. {Datsächlich ruht jede Zelle auf Isolatoren 51 über vier Eckstützen aus Stahl, die mit Bolzen 53 an den Seitenwänden 3 befestigt sind. Dies hat zur Polge, daß unter den Zellen ausreichende Preiheit für den Lauf

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des Kurzschlußwagena- ist, dor etwa in der aus der belgischen Patentschrift 741 963 beschriebenen V/eise aufgebaut ist und mit Schaltern für langsame Unterbrechung ausgerüstet ist, wie sie aus der BE-PS 687 532 bekannt sind.

Das Herausnehmen einer Zelle aus der Schaltung vollzieht sich im Betrieb ohne die geringste Stillegung der Installation einfach durch Kurzschließung von der Unterseite her zwischen den Kathoden-Sammelplatten 38 der betreffenden Zelle und den gleichen Kathoden-Sammelplatten der in der elektrischen Serie vorhergehenden Zelle. Um dies durchzuführen, setzt man'unter der betreffenden Zelle den Kurzschlußwagen fest, der an einen Ende mit einem starren Kontaktstück unter der Form von vertikalen Äluminiumplatten und am anderen Ende mit einem flexiblen Kontaktstück unter der Form von Stoßen von biegsamen Aluminium-blättern ausgerüstet ist. Die Aluminiumplatten werden dann mit den Löchern 50 am Unterteil der Kathoden-Sammelplatten 38 der betreffenden Zelle verschraubt, während die flexiblen Blätter des Kurzschließers in der gleichen Weise am Unterteil der Kathodenplatten der vorhergehenden Zelle befestigt v/erden, woraufhin man den Schalter des Kurzschlußwagens betätigt· und einen elektrischen Kontakt zwischen der Aluminiumplatte und den Blättern herstellt. Dieses Einrücken- erfolgt unter voller Last ohne jeden Nachteil für die Zelle oder für die restliche Installation. Durch Herausschrauben .der Bolzen 39 v/erden die Sammelschienen 37 der kurzgeschlossenen Zelle sodann von den Kathoden-Sammelplatten 38 befreit,die während dieser Zeit mit den Aluminiumplatten'des Kurzschlußwagens verbunden sind, woraufhin durch Lösen der Bolzen 15 die nachgiebigen. Anschlüsse 12 von den Anodenplatten 1 der kurzgeschlossenen Zelle abgenommen werden. Nachdem ein Rohr 54 zum Zuführen des Elektrolyts in den Unterteil der Zelle und ein Rohr 55, das der gleichseitigen Abfuhr von Gas und von oben verdünntem Elektrolyt dient, unter Beachtung der erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen abgcnacht

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worden sind, wird die co abgehängte Zelle geleert und nit Hilfe einer Rollbrücke aufgehoben, um zur Wartungswerkstatt gezogen zu werden.

Soll aus irgend einem Grund, der Kurzschlußwagen freigesetzt werden, so werden über ihm mit Hilfe einer Rollbrücke horizontale Aluminiumarme einer der Länge der Anoden-Sammelplatte 1 der erhöhten Zelle vergleichbaren Länge angeordnet, die an Ort und Stelle derselben auf die freigesetzten flexiblen Anschlüsse 12 geschraubt werden und die am gegenüberliegenden Ende mit ähnlichen flexiblen Anschlüssen versehen sind, die auf der Kathoden-Sammolplatte 33 der erhöhten Zelle in die von den Bolzen 39, die jene an den Sammelschienen 37 befestigt hatten, freien Löcher eingeschraubt v/erden. Die Aluminiumarme, die sich unter Zwischenlage von Isolierträgern auf der in der elektrischen Serie vorhergehenden und der nachkommenden Zelle abstützen, können von der. Rollbrücke gelöst v/erden. Nach.dem Lösen seiner Kontakte ist der Kurzschlußwagen vollkommen frei, um eine andere Zelle aus der Schaltung zu nehmen. " ·

In der Zwischenzeit ermöglicht das Abschrauben des Rahmens 43 der in die Wartungswerkstatt gebrachten Zelle eine schnelle Inspektion ihrer^: Anodenplatten"10 und Kathodenelemente 11 und gegebenenfalls die Demontage der Stangen 41 im Hinblick auf das Herausnehmen nach oben der Anodenplatten 10 mit ihrer Sammelplatte 1 und"dem flexiblen Deckel 24 nach dessen Losschraubung. Das einfache Abschrauben der Schraubenmuttern 20 einer gleichen . Dreiergruppe der Klemmen .16 erlaubt nun die Einzeldemontage irgend einer beschädigten Anodenplatte 10, ohne die anderen Platten zu berühren; die Dimensiohierung der Klemmen 16 garantiert nämlich deren Durchtritt zwischen den beiden Anodenplatten 10, die derjenigen, die sie trägt, benachbart sind. Ist die defekte Platte ausgewechselt, so spielt sich der v/iedermontagevorgang exakt im umgekehrtere Sinne ob und die Zolle ist innerhalb kürzester Zeit bereit, ihren-Platz-in'dor. elektrischen oor-ic; wieder einzunehmen. ι · · /ι?

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Der erfindungsgemäi3e Stromzuleiter ist in allen Fällen verwendbar, in denen die Elektrolysezellen miteinander elektrisch in ,Serie geschaltet sind, und ist insbesondere in Pällen nützlich, in denen die Elektroden eine schnelle Inspektion und ge- ' gebenenfalls Auswechslung ermöglichen sollen, ohne daß der Be- I trieb der anderen Zellen der Serie unterbrochen wird.¹Ur ist i bei der Elektrolyse von Natriumchlorid-Elektrolyt und insbe- j sondere bei der elektrolytischen Herstellung von Chlorat und j bei der Herstellung von Chlor in Diaphragmazellen verwendbar, . ! in welchem Pail die Kathodenelemente aus Fächern eines Stahl- J gitters bestehen, die- ein Diaphragma aus Asbest oder aus einem polymeren Kunststoff tragen. .

Die Figuren erläutern die Erfindung anhand von Beispielen, ..· j die verschiedenen Abwandlungen unterworfen v/erden können. So ) kann beispielsweise der Körper der zylindrischen Klemme 16 ein Gewinde tragen-und mit einer Schraubenmutter versehen sein, die anstelle der Schraubenfeder 26 den gewünschten Druck auf den flexiblen Deckel 24 unter Zwischenlage der Beilagscheibe 27· sicherstellt. Diese Abwandlung, die die Montage und Demontage der Anodenanordnung geringfügig kompliziert, kann sich in bestimmten Pällen als wirtschaftlicher erweisen. Sie erlaubt gleichzeitig eine Sinzeldosierung des Drucks an jeder der zylindrischen Klemmen. ■ .

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Claims (28)

Patentansprüche

1. Stromzuleiter für elektrisch in Serie geschaltete . Elektrolysezellen, die einen flexiblen Deckel und mindestens eine Reihe von parallelen vertikal aufgehängten Anodenplatten, welche sich mit parallelen an mindestens einer Seitenwand der Zelle befestigten Kathodenelementen abwechseln, aufweisen, gekennzeichnet durch: . " ·

a) eine oberhalb des flexiblen Deckels (24) im wesentlichen horizontal angeordnete Anoden-Sammelplatte (1), die auf Isolatoren (4) verstellbarer Höhe abgestützt ist und eine Reihe von parallelen Anodenplatten (io)'trägt, die sie mit elektrischem Strom über mit einem Flansch (17) versehene Klemmen (16) speist, die einerseits mit den Anodenplatten (10). fest verbunden sind und andererseits lösbar mit der Anoden-Sammelplatte (1) verbunden sind und den flexiblen Deckel (24) durch hierfür vorgesehene Löcher dicht durchsetzen;

b) eine zwischen: zwei aufeinanderfolgenden Zellen der Serie im wesentlichen vertikal angeordnete Kathoden-Sammelplatte (38), die in elektrischem Kontakt mit einer Reihe von parallelen Kathodenelementen (11) der einen Zelle unter Zwischenschaltung eines Satzes von in den Elektrolyt eingetauchten SammelGChienen (37) steht, die mindestens eine Seitenwand (3) der Zelle dicht durchsetzen und außen Vorsprünge bilden und die die Kathodenelemente (11) tragen nnd untereinander verbinden;

c) eine Einrichtung (12) zum Herstellen einer nachgiebigen elektrischen Verbindung zwischen den Anoden-Sainmelplatten (1) und den Kathoden-Sammelplatten (38) zweier aufeinanderfolgender Zellen der elektrischen Serie,

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2. Stromzulciter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, c"..ai,". jeder der Anodenplatten (10) an mindentens zwei Klemmen (16) durch Schweißung oder Lotung an der Kante unten am Flansch (17) "befestigt ist.

3. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.?> die Klemmen (16) an ihrer dem Plansch (17) gegenüberliegenden ebenen Flache in innigem Kontakt mit der unteren Fläche der Anoden-Sammelplatte (1) stehen.

4. Stromzuleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Klemmen (16) an ihrer dem Flansch (17) gegenüberliegenden Seite mit einem axialen eingeschlossenen Stift (18) versehen ist, der die Anoden-Sammelplatte (1) durchsetzt, welche hierfür Löcher aufweist, und mit einer Klemmschraubenmutter (20) zusammenwirkt, die über eine elastische Beilagscheibe (22) Druck auf die obere Fläche der Sammelplatte (1) ausübt und den innigen Kontakt zwischen der Klemme (16) und der Platte (1) sicherstellt.

5. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Deckel (24), die mit dem Flansch (17) versehenen Klemmen (16) und die Anodenplatten (10) aus Titan oder einer Legierung auf Titanbasis bestehen.

6. Stromzuleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenplatten (10) an ihren beiden Flächen mit einem die Entladung von Chlorionen begünstigenden Katalysator überzogen sind.

7· Stromzuleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da.?· der Katalysator aus einer Platin-Iridium-Legierung besteht.

8. Stromzuleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Deckel (14) nicht unmittelbar auf den Seitenwinden (3) der Zelle ruht, sondern an ihnen mit Hilfe eines Jiaorlagcrr; (29) aus plaatifiziortem .St.·rhi an isolierten .Stiften (;;o) nofcatigt lot, die über seinem ganzen Umkreis .Druck .tu.';ü1j<mi, iukI

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zwar unter Zwischenlage eines starren isolierenden "Rahmens (28), der zwischen zwei nachgiebigen Dichtungen (31, 32) eingenetzt ist, die gegen mit den Seitenwänden (3) verbundene horizontale Plansche (2) pressen, an denen die Stifte (30) verbolzt sind.

9. Stromzuleiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Dichtungen (31, 32) und der starre isolierende Rahmen (28) aus einem chlorierten und/öder fluorierten Polymer bestehen. " .

10. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Deckel (24) am Umfang jedes seiner öffnungen für den Hindurchtritt der Flansch-Klemmen (16) -zwischen einerseits den Plansch (1?), der mit einer in einer hohlen Nut in seiner Oberseite angeordneten Dichtung (25) ausgestattet ist, und andererseits eine den Körper der Klemme (16) umgebende- flache Beilagscheibe (27) eingeklemmt ist. · . .

11. Stromzuleiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper der Klemme mit einem Gewinde versehen· und mit einer Klemm-Schräubenmutter ausgestattet, ist, die eine Kraft

flache
auf die ^Beilagscheibe ausübt.

12. Stromzuleiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeic3inet, daß der Körper der Klemme (16) von einer Schrauben-üruckfeder

(26) umgeben ist, die sich an der Unterseite (Ier Anoden-Sammel-

flache platte (1) abstützt und eine Kraft auf die/Beil'agscheibe (27)

ausübt. ,....·

13. Stromzuleiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Dichtung (25) aus einem chlorierten und/. oder fluorierten Polymer besteht.

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14. Stromzuleiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen (16) mit Flansch (17) aus Titan bestehen und ihre obere, dem Flans-ch (17) gegenüberliegende Fläche, die obere Fläche des Flanschs (17) und die umlaufende Mut, ^i^e dort eingeschnitten ist, mit einer Platin-Iridium-Legierung überzogen sind.

15. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (17) eine geringere Breite hat, als der Abstand zwischen denjenigen beiden Anodenplatten (10) beträgt, die der von ihm getragenen Platte benachbart sind.

16. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Sammelplatten (1) und die Kathoden-Sammelplat-.ten (37) aus Kupfer oder'Aluminium bestehen und an den mit den Klemmen (16) mit Flansch (17) bzw. den Sammelschienen (37) in Kontakt stehenden Flächen bearbeitet und versilbert sind.

17» Stromzuleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Kathodenelemente (11) aus einem Stahlblatt mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 14yuÖL cm besteht.

18. Stromzuleiter nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlblatt über seine gesamte Oberfläche verteilte Löcher aufweist.

19. Stromzuleiter nach Anspruch 17, dadixrch gekennzeichnet, daß sich die Unterseite der Anodenplatten (10) in der Zolle auf. einem niedrigeren Niveau befindet als dem der Unterseite der Kathodeneleraente (11) und unterhalb der Unterseite der Kathodenelemente (11) durch mindestens eine starre elektrisch isolierte und korrosionsbeständige Stange durchsetzt wird,'auf der starre, isolierende und ebenso korrosionsbeständige Abstjandsstücke (40)

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aufgesteckt sind, von denen jedes zwischen'zwei benachbarten Anodenplatten (10)angeordnet .ist und auf halbem Abοtand zwischen diesen zumindest in seinem Oberteil eine Ausnehmung aufweist,"in die die Unterseite des dazwischenliegenden Kathodenelements (11) eingreift.

20. Stromzuleiter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die starre, isolierte, korrosionsfeste Stange (41) eine zylindrische Stange aus plastifiziertem Titan ist.

21* Stromzuleiter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Abstandsstücke (40) aus Spulen au3 einemchlorierten'und/oder fluorierten Polymer bestehen. ··

22. Strorazuleiter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (37) aus Stahl mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 14/U Cl cm bestehen und am einen ihrer Enden, das aus einer gleichen Seite der Zelle vorsteht, verlcupfert und/oder versilbert sind.

23. Stromzuleiter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (37) .mit den von ihnen getragenen ■ Kathodenelementen (11) sowie mit den ebenfalls aus Stahl bestehenden, zu jenen parallelen.beiden Seitenwänden (3)· verschweißt sind. ■

24. Stromzuleiter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz von Sammelschienen (37) einer gleichen Reihe von Kathodenelementen (11) ebenso auch die Kathoden-Sammelplatte (38) trägt, die auf die verkupferten und/oder versilberten Enden der Sammelschienen (37) außerhalb der Zelle' aufgeschraubt ist.

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25. Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzoichn&t, daß die Einrichtung zum. Herstellen einer flexiblen und abnehmbaren elektrischen Verbindung aus mindestens einem Citoß (12) flexibler Blätter besteht, die zu einem Teil am Oberteil der Kathoden-Sammelplatte (38) der Zelle und zum anderen 'Heil am benachbarten Rand- der Anoden-Sammelplatte (1) der in der elektrischen Serie folgenden Zelle angeschraubt sind.

26. Stromzuleiter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden-Sammelplatte (37) außer den Löchern zum Anschrauben der Enden des Satzes der Sammelschienen (57) so¹-/ie der Stöße (12) der flexiblen Blätter am Unterteil Löcher (50) zum Herausnehmen der einen Zelle aus der elektrischen Schaltung durch Kurzschließen von unten zwischen den Kathoden-Sammelplatten (38) von zv/ei aufeinanderfolgenden Zellen aufweist.

27· Stromzuleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Sammelplatten (1.) außer den Löchern für den Durchtritt der Klemmen (16) mit Plansch (17) und gegebenenfalls für die Befestigung der Isolatoren (4) mit verstellbarer Höhe noch Löcher (23) für die Luftzirkulation aufweist, die im wesentlichen gleichmäßig unter den für die Klemmen (16) mit Plansch (17) bestimmten Löchern verteilt sind.

28. Zelle zur Elektrolyse wässeriger Lösungen von Alkalimetallhalogeniden, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Stromzuleiter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.

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