DE2248552A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von halogenaten - Google Patents

Description

Patentanwalt«!

Dip! liig F. Weidmann,
Hooker Chemical Corporation oipl lng.H.Weiclimann₁Dipl.Phys.&rJ(.Fincke

CTin^re-Falls, N.Y. 14502/ _Oip|'m« p.A.Welckinann. Olpl.Chem.E.Huber

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, _Oip|m« p.A.Welckinann. Op

3 mmhm 27, Mhbtr. »'^ 248552

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung· von Halogenaten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur Elektrolyse von Metallhalogenid-Lösungen zu-Metallhydroxiden, ,Halogen und Wasserstoff, wobei das Metallhydroxid und das Halogen unter Bildung von Metallhypohalogeniten reagieren und das Hypohalogenit in Metallhalogenat und Halogenid umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren unter Verv/endung von dimensional stabilen Anodenstrukturen in einer speziellen Anordnung an der Anodenseite,
zusammen mit Vorrichtungen für die intercellulare Umwandlung
von Hypohalogeniten in Halogenate, speziellen Typen von Abstandshaltern zwischen Anoden und Kathoden, sowie verbesserten elektrischen Verbindungen zwischen den Zellen„

Seit der Entwicklung-von dimensional stabilen Anoden, die beispielsweise aus Röhrenmetallen gemacht werden, Z₀B₀ Titan, ■welches auf seiner elektrolytisch aktiven Oberfläche mit einem Edelmetall oder einem Edelmetalloxid bzw„ einem Äquivalent ^: (z.B. Platin, Platin-Iridium 70:30) überzogen'ist, wurden verschiedene elektrolytische Zellenanordnungen und Verfahren vorgeschlagen, wobei diese Anoden die bislang verwendeten Kohlenstoff anöden ersetzen, wie sie beispielsweise in Diaphragma-Zellen zur Herstellung von Chlor und Natronlauge zur Anwendung !armen_o Ein beträchtlicher Vorteil der neuen Anoden bei dieser Verwendung ist ihre dimensionale Stabilität» Während Graphitelektroden
erodiert oder oxidiert werden, so daß während der Lebensdauer. der Elektroden die Zwischenräume wechseln und sie ziemlich
häufig ersetzt werden müssen (ζ·Β_ο alle 6 Monate bis i Jahr)_s erhält man mit den dimensional stabilen Anoden eine bessere
kontrolle der Stromdichte, des Elekbrodenswischenraums und der elektrochemischen Reaktionen„ In einigen Patenten und Publikationen wurde vorgeschlagen, daß man diese Anoden auch zur' Herstellung von Alkalibalogenaben (z.B. Natriumchlorat) aus wäßrigen Halogenidlösungen verwenden kanu. Es v/urde nun gefunde-n, daß bei Verx^endung

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der erf indungsgemä^r.en Vorrichtung übe preschende Vorteile erhalten weTden, da die Herstellung der Hrlogenate völlig innerhalb der elektrolytischen Zellenvorrichtung stattfinden kann, wobei die Abstände von Anode und Kathode während dor Lebensdauer der Zellen akkurat aufrechterhalten bleiben und eine Öffnung der Zellen zum Ersatz der Anoden nur alle ?.-^c> Jahre erforderlich ist. Werfen der Abwesenheit von Kohlenstoff-Anoden und Diaphragmen ist es nicht erforderlich, fri'her zu reinigen. Wie bereits erwähnt, werden die Kohlenstoff-Anoden in unregelmäßigen Geschwindigkeiten verbraucht und- die Diaphragmen sind oft blockiert. Bei der Herstellung von Halogen und Natronlauge in einer Diaphragma-Zelle muß das Diaphragm·;! häufig erneuert werden - ebenso wie die Kohlenstoff-Anoden; daher ersetzt man die Diaphragmen üblicherweise gleichzeitig mit den Anoden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wirksame und wirtschaftliche Vorrichtung zur Herstellung von Halogenaten aus Halogenid-Lösungen. Die Anoden und Kathoden bleiben ausgerichtet; es erfolgt kein Kurzschluß oder gegenseitiger Abrieb. Der Seiteneingang der Anoden bewirkt Ersparnisse bei den Kupferverbindungen und Sammelschienen, da sie nicht die Extra-Distanz zu einer Position unterhalb der Zellen laufen massen. Hitseaustousch-Vοrrichtuηgeη i.η νerεchiοdeηeη Teilen der Zellen (einschließlich der Anoden, Kathoden und Zellenoberteile) erlauben gewünschtenfalls die Regulierung der Temper¹;, tür en des Elektrolyten und der in die Reaktion eingesetzten Lösungen, so da ^ man die

b e s t e η Re a kl; i ο η s t e rnp e r · t ur en ν e rw e η de η und die Z e 11 e η b e s t an d-

t eile vo r i ? b e n ι ä^!! i g e η T e η ρ e r <ΐ t u r e η s c "h i > t sen k an η. Die Installierung

und Entfernung der Anoden und Kathoden ist zwar nicht häufig erforderlich; .sie kann jedoch einfach und ohne Zerstörung der Elektroden bewirkt werden. Teile der Struktur mit wichtigen Punktionen Ivben häufig auch Sekundär-Funktionen, z.B. Verstärkung, Ausrichtung, Isolierung und Schutz. Die Vorrichtung erfordert nur wenig Wartung oder rberwrchung und funktioniert k ο η t i τι u i e r 1 i c h , w ο b e i m ? η i η d er Kontrolle nur geringe X nderun^en ρ e r i ο d i s c h d ur c h f i 5 h r e η m u^r<.

Die Erfindung soll nun r^nh^nd der beigefügten Abbildungen näher erläutert werden.

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Figur 1 zeigt teilweise einen Schnitt und teilweise einen Seitenaxifrie der erfindungsgemä.Cen elektrochemischen Zellenvorrichtung.

Figur 2 zeigt teilweise einen Schnitt und teilweise einen SeitenaufriB der elektrochemischen Zellenvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die elektrische Verbindung zu einer anderen Zelle dargestellt ist.

Figur 3 ist eine vergrößerte Ansicht von Teilen der Anoden-Kathoden -Anordnung gemäß Fig. 1.

Figur 4- ist eine modifizierte perspektivische Ansicht von !Peilen von zwei Anoden-Kathoden-Anordnungen, wobei die Leitungen für den Aufwärtsfluß der Reaktionsprodukte und der abgelenkte Abwärtspfad der Produkte während des Kreislaufs dargestellt sind,

Figur 5 ist ein vergrößerter Teilschnitt der Endansicht der Anoden-Kathoden-Vorrichtung, wobei die inaktive Seite der Anode, die Abstandshalter und die Kathodenoberfläche sowie das Kathodeninnere gezeigt sind.

Figur 6 ist ein vergrößerter Teilaufriß vom Ende der Vor- .· richtungen zur Befestigung der Anodenleitung und Seitenplatte, welche gegenüber dem Zellengehäuse isoliert und Elektrolyt-fest ist.

Die vorliegende Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezieht sich auf die Herstellung von Natriumchlorat aus einer wäßrigen Lösung- von Natriumchlorid; selbstverständlich geschieht dies nur aus Gründen der Einfachheit, denn man kann mit den hier beschriebenen Methoden auch andere Halogenate herstellen, z.B. Natriumbromat und Kaliumjodat. Desgleichen können verschiedene äquivalente Strukturen anstelle der beschriebenen, eingesetzt werden, wie sie dem hier zur Rede stehenden Fachmann ohne weiteres geläufig sind.

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Die elektrolytische oder elektrochemische Zelle 11 besteht Eius zwei Teilen, dem Oberteil 13» in welchem das Hypochlorit zurückgehalten und in Chlorat umgewandelt wird, sowie dem Unterteil bzw. elektrolytic-chen Teil 15» in welchem Natriumchlorid und Wasser zwischen den aktiven Elektrodenoberflächen elektrolysiert v/erden, wobei in den gröPeren Zwischenräumen zwischen den inaktiven Elektrodenoberflächen das Hypochlorit in Chlorat umgewandelt wird. Im Unterteil, in dessen "aktivem elektrolytiscb.em" Teil die elektrolytische Reaktion des Natriumchlorids.und des V/assers unter Bildung von Natriumhydroxid, Chlor und Wasserstoff stattfindet und in dem Chlor und Natriumhydroxid mindestens teilweise unter Bildung von Natriurahypochlorit reagieren, bestehen

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die hauptsächlichen elektrolytischen Strukturen 16 aus Anoden und Kathoden 19. Die elektrisch aktiven Flächen der Anoden und Kathoden sind durch einen kleinen Zwischenraum 21 getrennt, in dem sich der Elektrolyt 23 befindet, eine praktisch gesättigte wäßrige Lösung von Natriumchlorid, die üblicherweise Natriumchlorat zusammen mit Natriumhypochlorit zwischen den Elektroden und in den Aufgangswegen enthält. Das Chlorid wird durch elektrischen Gleichstrom in Natriumhydroxid, Chlor und Wasserstoff umgewandelt. Die Dichte des Gemischs aus Gas und Flüssigkeit ist niedriger als diejenige der Elektrolyt-Flüssigkeit in anderen Zellenteilen; deshalb bewegt .sich das elektrolisierte Material durch die Auf-: wärtsloitung 25 nach oben in den Oberteil 27» aus dem das Gas (praktisch völlig aus Wasserstoff bestehend) durch die öffnung entfernt wird, v/ährend die Flüssigkeit nun durch die Abwärtsleitungen 31 absteigt, welche bei 33» 35 und Zl abgelenkt werden, wobei die Ablenkvorrichtungen abwechselnd angeordnet sind (vgl. Fig. 2 und 4). Es sind zw~r in jedem Zellenbereich zwischen den Elektrodengruppierungen jeweils ;' Ablenkvorrichtungen eingezeichnet· man kann jedoch puch eine andere Anzahl von Ablenkvorrichtung^ (3-11 oder mehr) verwenden. Gewünschtenfalls kann man weitere Ablenkvorrichtuno-en in den Zellenteilen zwischen den Anoden anbringen. Die Ablenkvorrichtungen verhindern den Kurzschluß, d.h. die Hypochlorit-Lösung krnn nicht direkt zum Zellenboden herabfallen, wodurch die für die Umwandlung der Hypochlorit-Lösung in Chloret zur Verfügung stehende Reaktionszeit vergrößert wird. Die Ablenkvorric"itun~en können ?ucb zur Regulierung der Temper "tar Mar ^pochlorit-Lösnng dienen, 3.3. durch erhitzte Ablenkvorrichtnnron oder Trennwände "⁷^ odor Hitzevorric^tungcsn

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(nicht gezeigt), welche sich im Oberteil der Zelle befinden. In ähnlicher Weise dienen die Aufgangsleitungen 25, welche durch zwei umschlossene Versteifung- und Stabilisierungs-Vorrichtungen J8 zusammengefaßt sind, zur förderung des Kontakts zwischen Chlor und Natriumhydroxid, um die Bildung des Natriumhypochlorits sowie auch von etwas Natriumchlorat zu begünstigen. Natürlich trennen sie auch die aufwärtsgehende Flüssigkeit von der abwärtsfliegenden Flüssigkeit.

Die ChIorat-Lösung ,fällt durch den vergrößerten Zwischenraum 4-0 (elektrochemisch inaktiv) zwischen die Hinterseiten der Anode, und man kann einen Teil derselben durch den Ausgang 4-2 entfernen. Das übrige Material verbleibt in der Zelle und seine Ghlorat-Konzentration wird dadurch weiter gesteigert, daß zwischen den Elektroden ein Teil-Fluß stattfindet, so daß mehr Hypochlorit entsteht und schließlich die Chlorat-Konzentration wesentlich ansteigt. Die Auffüllung von üblicherweise gesättigter itfäfiriger Natriumchlorid-Lösung erfolgt direkt in die Zelle oder in einen Kreislaufstrom, der dem Elektrolyt durch die im Abstand befindlichen Düsen 4-6 und.4-8 am Zellenoberteil oder in einigen Fällen durch einen (nicht gezeigten) Einlaß am Boden zugefügt wird.

Die Anoden-Konstruktion ist verhältnismäßig einfach hergestellt; sie besteht primär aus einem Röhrenmetall, oft in Blattform, das mit einem Edelmetall überzogen ist, 'wobei die Anode durch Kanäle und/oder Winkel verstärkt ist und mit einem Leiter von positivem elektrischem Potential verbunden ist, der ebenfalls zur Festigung der Anode beiträgt. Anstelle von festen Blatt-Anoden kann man auch perforierte Metalle, expandierte Metalle und Gitter verwenden. Die Ziffer 4-1 bezeichnet die Röhrenmetallr-Seite der Anode 17, die Ziffer 59 die Edelmetall- oder Edelmetalloxid-Schicht bzw. Überzug auf der aktiven Seite derselben. Die Anode wird verstärkt und flach gehalten durch horizontale und vertikale Kanäle 4-J bzw. 4-5 aus Titan. Mit Titan bekleidete Leiterstäbe 4-7 erstrecken sich horizontal und verleihen der Anode ein positives elektrisches Potential. Uie erwähnt, umgibt die Titcn-Umkleidung 51 den Kupferkern 4-9. Die Verstärkun^svorrichtun^en können mit den Titan der Anodenbasis verschweigt, z.B. punktseschwei'' t, verlötet oder sonst verbunden sein (bei-

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Süielswoise bei SO und >°), desgleichen mit den Leiterstäben (bei 5^ und 56). ähnlich werden die Stäbe bei >? und. ^CO an den' Anoden gehalten. Wie aus Fig. S, 1, 2 und 3 ersichtlich wird, ' sind Anodenpaare durch Leiterst-ibe 47 mit Abdeckvorrichtungen ^ΓΓ;· verbunden, so da; sie an der Stelle der Seite 5^ der elektrochemischen Zelle befestigt sind. Ein außerhalb der Zelle befindlicher elektrischer Leiter "?^r-⁷ verbindet mit einer ElektrizitHtsnuelle: er v/ird in fester Verbindung mit dem Kupferkern des Leiterstabes gehalten, von dem die Titanumkleidung entfernt wurde, oder ruf dem sich diese nie befand. Die Leiter sind nls massive Stäbe gezeigt, auch die zur Verstärkung der x\noden dienenden Winkel und Kanäle sind massiv. Gewünschtenfalls kann man aber auch Kühlwasser oder eine andere Wärraeübertragungsflüssigkeit durch diese Vorrichtungen zirkulieren lassen, um zur Regulierung der Elektrolyse-Temperaturen und -Bedingungen beizatragen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich wird, sind die im Abstand befindlichen elektrischen Verbindungen £S jeweils auf einem Paar Leiterstäbe 4-7 befestigt; zwei solche Leiter werden für jede Anode verwendet, eine über der anderen. Auf diese Weise befinden sich die Anoden über den Kathoden und die Elektrizität wird n^r;he der Ober- und Unterseite der Anoden geleitet, so ck^r man die besten Verteilungseffekte und minimale Verluste infolge Widerstand erzielt. Die Bedeckungsvorrichtung oder Platte 53* hat eine Dichtung 61, die durch ein geeignetes Adhäsiv (z.B. ABS-Zement) dicht auf der gesamten inneren Oberfläche gehalten wird, so da'¹ jeder chemische Kontakt und elektrolytische Aktion auf der Innenseite der Platte verhindert wird und der Kontakt zwischen Deckplatte und Zellenwand Elektrolyt-fest und isoliert ist. Ferner kann man zur Verhinderung des Leckens und des elektrischen Kurzschlusses entlang der Leiterstäbe oder Röhren 4-7 Plansche 63 aus geeigneten synthetischen organischen Pl-r-.stikmaterialien, z.B. Polytetrafluorethylen oder andere hitzereaistente Plr\stikmaterialien, vorsehen, zunr;nmen mit O-Ringen S? und rp und einen Titan-Ring 59, der fest mit dem Tit--η- umkleideten St.ib U-? durch die Schweißstellen bei S8 verbunden ist. Durch Anziehen der Schrauben 71» die durch eine Basis oder eine stabile Vorrichtung gedreht werden, welche durch Schrauben utvI nieten ⁷2 und '⁷4 mit dem Leiter verbunden ist, wobei die erstfron-unten Sc'iroiiben gegen

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Stahl oder andere feste Vorrichtungen 7:5 fähren, wird Kraft durch die Isolatoren 75 auf die Deckplatte 53 übertragen 'vnd es werden O-Ringe gegen die Seiten der Ringe 65 und 59 und die Dichtung 61 gepreßt, so da¹:·, das Lecken des Elektrolyten und der Kurzschlui der Zeil- verhindert wird. Die O-Ringe sind aus Viton A oder Silicongummi oder einem anderen geeigneten Plastik. Sie v/erden in dichter Toleranz hergestellt, so daß sie in der beschriebenen Anwendung eine gute Abdichtung bewirken ohne zu große Zerstörung der genau passenden Anodenteile. Durch Befestigung der Schrauben 71 befinden sich die Anoden-Verbindungsstäbe ^zf7 fest an der Deckvorrichtung 33 und werden genau in der Zelle an der Eingangsseite gehalten. Wie pus Fig. 1 und 2 ersichtlich wird, befinden sich am anderen Ende der Anode, d.h. an der von der Eingargsseite der Zelle 'ibgeivandten Seite, Abstandshalter 77 aus PVDC oder CPVC (nneh-chloriertes PVC), um die richtigen Abstände zwischen den Anoden-Verbindungsstäben und demzufolge die Anoden-Position ex'kt aufrechtzuerhalten, wobei sie gegen Polytetrafluorethylen (Teflon)-Abstandshalter gepreßt v/erden, die später beschrieben v/erden sollen. Natürlich können diese Abstandshalter rmch aus anderen geeigneten Elektrolyt-resistenten Materialien hergestellt werden, die so geformt sind, daß sie zu den Verbindungsstäben oder Röhren passen.

Die Kathoden-Anordnung besteht aus zwei miteinander ver-. bundenen aktiven Kathoden. Wie r.us Pig. J und ^LV ersichtlich wird, v/erden die Kathoden 1°, die üblicherweise aus Eisen oder einer Legierung, wie StAl bzw. rostfreien Stahl, bestehen, zusammengehalten, indem sie mit Abstandshaltern "7° verschweigt oder in anderer I-Jei^s befestigt sind: diese sind rr.bwechselnd .ingeordnet, so da.' Leitungen für Kühlwasser oder andere Kühlmittel entstehen, die durch die Kathoden-Anordnungen zirkulieren und im allgemeinen horizontal vorn Boden bis zun oberen Ende fliefen. In Pig. 2 sind obere und untere Ssmmelrohre Sl und 83 sowie d^s Ausgangsrohr 85 von der Sammelleitung ?1 gezeigt, durch welches d?s Kühlwasser oder ein anderes V/ärme":ustr.usch-Medium zum Inneren der Kathodenanordnung transportiert wird. Die Kathoden-Anordnung ist mit der Seitenwand der Zelle gegenüber derjenigen befestigt, durch welche die Anoden-Vorrichtunr ein^ebrut und. abgenommen werden k-.nn. Die Befestigunp* der Kathoden mit der Metallwxnd P·¹^ (vorzugsweise ~us Stahl) des Teils £9 des Zellengehr'uses (das

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insgesamt als Teil der Kathode betrachtet werden kann) erfolgt durch geeignete Mittel, z.B. Verschweißen, Verechrauben etc.

Um die gewünschte Lücke 21 zwischen der aktiven Anode und der Kathoden-Oberflache aufrechtzuerhalten, befinden eich in der Kathode die Nuten 91» in denen sich Abstandshalter bzw. Kabel 93 ^us geeigneten synthetischen organischen Polymeren (•vorzugsweise Polytetrafluorethylen) befinden, welche um die Kathoden-Vorrichtung angebracht werden, bevor man die Anode in die Zelle einbaut. Die Kabel können vorzugsweise am oberen Ende der Kathode-Vorrichtung verbunden oder zusammen verschmolzen oder in anderer geeigneter Weise zusammgehalten werden. Wie aus Fig. 3 und H- ersichtlich wird, sind die Teflon-Kabel durch eine zusammenpre.ßbare Muffe 95 fest zusammengebunden, welches dann verdreht wird, um sie an der Stelle zu halten, worauf sie durch Anwendung von Hitze verschmolzen werden (oder man kann sie zuerst erhitzen und dann verpressen). Die Teflon-Kabel haben außerhalb der Nuten die gewünschte Distanz, um die aktive Kathoden-Oberfläche im richtigen Abstand von der Anode zu halten und den richtigen Zwischenraum 21 zu gewährleisten. Sie schützen mich die Überzüge auß Platin, Platin-Iridium oder anderen Metallen auf den Titan-Anoden vor Schaden durch Kratzer auf der Kathoden-Oberfläche, wenn die Anoden installiert oder entfernt werden, da die Kabel ■ als Leitob^erflachen fungieren» Sie bewirken die Teilung der Zwischenräume 21 in separate vertikal-auegerichtete Passagen, wodurch vorzugsweise Elektrolyt in die Teile gebracht wird, wo die Elektrolyse am schnellsten abläuft: denn in diesen Teilen bewirken die entwickelten Gase die schnellste Anhebung der Hypochlorit-Lösung durch die Elektrolyt-Säume. Die TeiJon-Kabel verhindern auch einen Kurzschluß der Zelle. Es ist \vichtig, daß die Zwischenräume zwisehen Anode und Kathode nicht unter einem gewissen Minimum liegen, z.B. 0,08 cm: es ist jedoch nicht besonders wichtig, daB der Abstand unterhalb einem Maximum liegt, z.B. 0,3 cm. Üblicherweise liegt der Bereich zwischen 0,08 und 0,2S cm, vorzugsweise 0,08-0,IF- cm. Der maximale Abstand wird beschränkt durch die Befestigung der Leiterstäbe mit der Vorrichtung 55 und durch die zwischen den entgegengesetzten Enden "befindlichen Abstandshalter 77. Oft besteht die Wixrkung der Umhüllung und der Abstandshalter dr.rin, avf die Anoden fest freien die »uf der Ksthoden-ArOrdnung befindlichen Plastik-

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Kabel gehalten v/erden, wodurch ein exakter und optimaler Zwischenraum aufrechterhalten wird. Abgeschrägte hohle zylindrische unterstützende Abstandshalter und Isolatoren 78, die durch Bolzen 109 gehalten werden, dienen zur Aufrechterhaltung der gewünschten Distanz zwischen dem Oberteil der Kathoden-Vorrichtung und der Aufwärtsleitung-Struktur, wobei auch ein Kurzschluß der Elektroden verhindert wird. Ein bevorzugtes Konstruktionsmaterial für die Abstandshalter ist Trovidur HT(PVDG).

Während der Elektrolyse wird in dem elektrolytischen Zwischenraum zwischen den Elektroden ein Genisch aus Natriumhypochlorit, Natriumhydroxid, Chlor und Viasserstoff hergestellt. Die Gase bev/irken, daß die Lösung leichter als eine Gas-freie Lösung ist und demzufolge zu einem oberen Elektroden-Kammerbereich 97 über den Elektroden aufsteigt, von wo sie durch umschlossene Aufwärtsleitungen 25 in einen oberen Teil 27 geleitet v/erden; von hier gehen die Gase in den Oberraum 90, aus dem sie durch den Ausgang 29 abgezogen v/erden (sie enthalten üblicherweise weniger als 0,5 # OhlorX Die Wände der Aufwärtsleitungen 38 bestehen vorzugsweise aus Titan, jedoch kann man in einigen Fällen auch elektrolytresistentes Plastik verwenden. Der Teilungskanal 103 hält die Aufwärtsleitungen in Position und dient als Träger für die Winkel 105, auf denen sich die Ablenkvorrichtungen 33» 35 und , 37 befinden oder damit verbunden sind. Der Abstandshalter 78 aus Trovidur oder Polyvinylidenchlorid 78 ist in Fig. 4 nicht gezeigt, um die Struktur der Elektroden besser aufzeigen zu können.

Der elektrolytische Teil der Zelle, die Unterhälfte 15, besteht im wesentlichen aus einem mit Stahl umhüllten Gehäuse 89, welches als Kathode fungiert. An einem Ende der Reihe von Elektroden-Anordnungen kann eine Anode mit der Kathodenwand der Zelle verbunden sein, so da^r- die Elektrolyse hier stattfindet und em anderen Ende kann nur ein einziges Anoden-Kathoden-Paar vorhanden sein. Natürlich kann man die Struktur der Aufwärtsleitungen dieser Teilzellen gegenüber den speziell gezeigten modifizieren; es ist jedoch nicht nötig, diese Modifikationen im Detail zu zeilen, d^r- sie nur einen kleinen Teil der elektrolytischen Effekte repräsentieren und ihre Wirkung praktisch dieselbe ist v/i« bei den bereits rcezeigten Zellenteilen. Der unter ο BAD 0RK5INAL 309815/110?

Te.il der Zelle wird mit dem Boden durch eine geeignete Elektrolytfeste Flansch-Verbindung mit den Boden verknüpft (110). Die pcanze Zelle v/ird durch Kanalvorrichtungen 111 getragen, die auf festen Pfeilern 113 ruhen.

Der obere Teil der Zelle 13 besteht aus Glasfaser-verstärktem Polyesterharz oder anderem geeigneten Plastik, vorzugsweise des Typs, der unter der Bezeichnung Hetron (auf Basis von Chlorendsäure) vertrieben wird, umgeben mit einem Elektrolytresistenten Plastik, z.B. Trovidur HT. Das Harz, und das Plastik sind gegenüber chemischen Angriffen resistent und feuerhemmend. Auch besitzt das Harz eine ausreichende Stärke, um das Elektrolyt-Volumen in der Zelle zu halten und den hierdurch entwickelten Drucken bei verschiedenen Reaktionstemperoturen zu widerstehen. Die Hetron-Wände 115 werden durch ganze oder eingegossene Kanäle 117 verstärkt, die mit einem Polyester- oder Folyäther-Schaummaterial gefüllt sind, z.B. Hetroform (ein Polymeres auf Basis von Chlorendsäure). Anstelle des Verschmelzen^ von Teilen mit den Wänden kann man sie auch damit zementieren. Die Schaumfüllung trägt zur Stärke und zum geringen Gewicht bei; ferner wird hierdurch die Gestalt der Verstärkungskanäle aufrechterhalten. Wie erwähnt, sind diese Kanäle primär horizontal, jedoch kann man auch vertikale Einheiten verwenden, wie bei 121. Die Zellendecke 123 neigt sich gegen ein Ende, so daß man eine wirtschaftlichere Konstruktion, eine leichtere Reinigung und eine bessere Sichtbarkeit von Teilen derselben erhält.

Da die Stellung der Anoden und Kathoden ganz genau sein sind Verzerrungen durch Beanspruchung beim Erwärmen und Abkühlen zu vermeiden. Ein Grund für Verzerrungen bei Verwendung von elektrooptischen Zellen liegt in der Exp-.nsion und Kontraktion der Elektrizitäts-trv.genden Samraelschienen. Durch Versuche wurde bestätigt, dal"· eine Schiene der gezeigten Art die Zsllenwände nicht übermäßig beansprucht, d.h. es werden Verzerrungen der Elektroden gegeneinander vermieden trotz der 5e,ite~s.n-Seite~- Vsrbindungen der Srmrnelschienen. Fü'irt eine Sammelschiene Elektrizität von den Kathoden einer Zelle zu den Anoden der nächsten, no v/ird die floche Inoden-Vorricbtuns; symmetrisch, und ont(tGP.;enrtoG3t::t r-ebofron (vgl. 129 und 131). Auch wenn sie

fest mit den Anode- und Kathode-Verbindungen 133 und 135 verschr?.ubt ist, wird die Expansion und Kontraktion durch Bewegung der Biegungsteile 129 und I3I aufgenommen und nicht auf die Zellen oder deren Elektroden übertragen.

Erfindung geraäf läßt sich die Anoden-Gruppe ohne Schaden leicht auf- und abbauen. Dies beruht größtenteils auf den Teflon-AbstondshPlt-'rn, jedoch auch auf den oberen Führungsvorrichtungen ^Q2, zwischen denen und der Kathoden-Vorrichtung die Anoden-Vorrichtung durchgeführt werden kann. Die Führungsvorrichtung wirkt auch als Ablenker, i-ielche den absteigenden Elektrolyten vor dem Zusammenstoß mit den Anoden-Verstarkungskanälen 4-3 xvegleitet und einen glatteren Fluß gewährleistet»

Bei der Durchführung des Verfahrens wird die Zelle mit Natriumchlorid-Lösung der gewünschten Konzentration(üblicherweise gesättigt) beschickt; gewünschtenfalls läßt man Kühlwasser durch die Kathoden und die Anoden-Leitungen oder Kanäle zirkulieren, und stellt den Strom an. In dem Zwischenraum ohne Diaphragma zwischen Anode und Kathode werden Natriumhydroxid, Chlor und Wasserstoff gebildet, und das Natriumhydroxid und Chlor reagieren unter Bildung von Natriumhypochlorit. Wasserstoff und das wäßrige Natriumhypochlorit steigen entlang den Elektroden auf, und zwar durch die aufsteigenden Leitungen bis nahe am oberen Teil der Zelle, von dem Wasserstoff abgezogen werden kann; die zuerst nur verdünnte Natriumhypochlorit-Lösung dreht dann \\rieder nach unten um und fließt entlang den Ablenk-Vorrichtungen und zwischen den Elektroden-Anordnungen zum Zellenboden. Nach ausreichender Zirkulierung des Elektrolyten entlang der Elektroden ist die Konzentration des aus dem Hypochlorit gebildeten Natriumchlorats hoch.genug, um etwas Lösung als Produkt abziehen zu'können. Ein Heil der abgezogenen Menge wird mit gesättigter Natriumchlorid-Lösung gemischt oder durch Zugabe von Natriumchlorid-Kristallen erneut gesättigt, mit Salzsäure oder Chlor oder Mischungen derselben angesäuert, gewünschtenf alls erhitzt oder gekühlt (üblicherweise gekühlt) , und n-?he dem oberen oder unteren Ende der Zelle wieder zurückgeleitet. Auf di«se V/eise wird d^s Verfahren kontinuierlich durchgeführt. TJei anderen Ausführung formen der Erfindung gibt man Hatrium-

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Chlorid und S^.ure direkt in die Elektrolyt-Zelle und gibt kein daraus entferntes Chlorat wieder in die Zelle. Bevorzugte Reaktionsbedingungen sind die folgenden: Stromdichte 4-5 Ampere/ 2,5 cm" oder auch beträchtlich höher, Spannung ca. 3-5 Volt, Zwischenraum zwischen Anode und Kathode 0,08-0,3 cm. Die Konzentration des Natriumchlorids in der wäßrigen Elektrolyt-Lösung beträgt 100-150 g pro Liter, die Konzentration von Natriumchlorat 300-520 g/Liter. Der pH-Wert des Elektrolyten wird bei etwa 6-6,5 gehalten, indem man Salzsäure oder Chlor zum im Kreislauf gefahrenen Elektrolyten gibt, so daß der wieder eingeleitete Elektrolyt einen pH-Wert von etwa 4—5 hat. Der Stromwirkungsgrad beträgt etwa 95 %·

Im folgenden Beispiel ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Herstellung von Natriumchlorat erläutert; selbstverständlich kann man sie auch zur Herstellung anderer Metallhalogenide verwenden. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile auf das Gewicht und alle Temperaturen auf ⁰C.

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Beispiel

Γη eine elektrolytische Zelle des Typs, wie er in den !Figuren 1-6 gezeigt ist (ca. 120 χ 240 cm, Höhe 24-0 cm) und die mit Anoden aus Platin- oder Platin/Iridium-überzogenem Titan und Kathoden aus rostfreiem Stahl ausgerüstet ist, wobei das Zellengehäuse aus Weichstahl und der Zellenoberteil aus mit Trovidur HT,überzogenem Hetron-Polyesterharz besteht, gibt man eine ausreichende Menge wäfrige Natriumchlorid-Lösung, so daß die Zelle bis auf etwa 15 cm vom unteren Ende des Zellenoberteils gefüllt ist. Das Hetron-Harz ist vorzugsweise Glasfaser-verstärkt und feuerhemmend. Trovidur-HT ist ein chloriertes Polyvinylchlorid, welches praktisch frei von Weichmachern ist und sich für die Verwendung bei hohen Temperaturen eignet. Der bevorzugte Überzug auf den Titan-Anoden besteht aus einer Platin-Iridium-Komposition 70:30. Die Ablenkvorrichtung, Wände, Leiter, Isolatoren, Trennvorrichtungen sowie die anderen Teile sind so aufgebaut und zusammengesetzt, wie es vorstehend für die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde; sie haben die bevorzugten Dimensionen, die für eine Zelle der angegebenen Größe geeignet sind. " '

Eine Sole-Lösung, welche 310 g/Liter Natriumchlorid enthält, wird als Anfangslösung durch die Zelle geleitet; dieselbe Lösung wird dann zum Auffüllen verwendet. Die Eingangstemperatur der Sole ist etwa Zimmertemperatur (15-2O⁰C); sie wird jedoch bald auf die Zellentemperatur erwärmt, die so ist, daß die aus der Zelle abgezogene !Flüssigkeit etwa 70 C heiß ist. Chlorgas wird zusammen mit der Auffüllungssole oder mit dem im Kreislauf gefahrenen Elektrolyten eingeleitet; es dient zum Ansäuern der die Elektrolyt-Zone betretenden Flüssigkeit. Das Ansäuern wird soweit durchgeführt, daQ die abgehende Flüssigkeit einen pH-Wert von 6,1 fet.

Nachdem die Zirkulation des Elektrolyten begonnen hat und die Zelle zu arbeiten beginnt, wird die' Spannung der Zelle so eingestellt, di^r< sie 4.12 Volt beträgt, bei einer Stromdichte

von ^l'r Amp./2,5 cn'. Steigt der Geh.?It an Nrtriumchlorot im

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zirkulierenden Elektrolyten auf 420 g/Liter, so entnimmt man

Flüssigkeit °us dem zirkulierenden Strom und füllt mit Sole auf. Entnahme und Auffüllen erfolgen kontinuierlich.. Analyse der entfernten Flüssigkeit: 1?5 g/Liter Nr.Cl, 420 g/Liter HaClO, und 2,4 g/Liter NnOCl. Das vom oberen Teil des Apparats entfernte Gas (1-4-faches Volumen des aktiven unteren Teils) enthält 1,6 % Chlor und 3,0 % Sauerstoff; ,jedoch kann der Chlorgehalt bei den besten Veicsuchen auf weniger als 0,5 # vermindert werden, im allgemeinen enthält das Gas weniger als 2,0 % Chlor.

Man laßt die Zelle weiterarbeiten und reguliert Zugabe und Entnahme so, dal? das elektrolytische Gleichgewicht aufrechterhalten bleibt und man Zellenflüssigkeit der angegebenen analytischen Zusammensetzung entnehmen kann. Unter diesen Bedingungen ist die Zellenwirksamkeit etwa 95 & oder besser. Die verschiedenen Best-andteile der Zelle widerstehen den Verfahrensbedingungen und den Chemikalien, mit denen sie in Kontakt kommen, so gut, daS Reparaturen und Ersatz auch in einem Zeitraum über 1 Jahr nicht erforderlich sind.

In ähnlicher Weise führt man das Verfahren bei den anderen Bedingungen durch, wie sie in der Beschreibung dargelegt sind; diese modifizierten Versuche liefern ebenfalls in wirksamer Weise Natrium- und andere Metrll-chlorate.

Die Erfindung soll daher nicht auf die im Beispiel beschriebenen Details beschränkt werden; für den Fachmann ist es kl°r, daß verschiedene Äquivalente und Modifikationen möglich sind, ohne vom Geist der Erfindung absuv/eichen.

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Claims (1)

1. P a t e η t c. η s ;p r ü c h e

   1. Vorrichtung zur Herstellung eines Halogenats, bestehend aus einer elektrol,Ttisc?ien Zelle mit Vorrichtungen um mehrere raonopol?re dimensional stabile Anoden und Kathoden im Abstand zueinander su halten, wobei die Anoden sich auf einer Seite der Zelle befinden und von dieser Seite der Zelle entfernbar sind, Vorrichtungen zur Zuführung von positiven und negativen elektrischen Potentialen an die Anoden und Kathoden, Vorrichtungen zur Aufnahme eines Halogenid-Slektrolyten in der Zelle, so da,': er den Strom zwischen Anoden und Kathode« leitet und hierdurch mindestens teilweise zu' Hypohalogenit und gasförmigen Elektrolyse-Produkten elektrolysiert wird, Vorrichtungen, welche die Hypohalogenit- und gasförmigen Elektrolyseprodukte swischen den Anoden und Kathoden durch die Zelle aufwärts leiten, Vorrichtungen zum Abziehen eines gasförmigen Elektrolyseprodukts vom Zellenoberteil, Vorrichtungen, welche Hypohalogenit nach unten entlang von Ablenkungsvorrichtungen bis zum unteren Zellenteil leiten, wobei diese Vorrichtungen d?s Hypohalogenit lange genug aufhalten, so daß es in Chloret uingewr-ndelt wird, bevor es den Zellenboden erreicht, Vorrichtungen zum Abziehen der Ghlorat-haltigen Flüssigkeit aus der Zelle, nachdem sie durch die Leitung mit den Ablenkvorrichtungen abgestiegen ist, sowie Vorrichtungen zur Auffüllung von Halogenid in die Zelle, um das bei der Herstellung des abgezogenen Chlorats verbrauchte Halogenid zu ersetzen.

   2. Vorrichtung gemä- Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da¹? die diinensional-stabilen monopolaren Anoden eine aktive Oberfläche aus Platin, Platin-Iridium-Legierung oder Rutheniumoxid haben und aus einem Höhrenmetall, nämlich Titan, Tantal oder Niob bestehen, praktisch in Blattform vorliegen und vertikal in der J51ektrol7/t-Zelle angeordnet sind, wobei die Elektrizität durch ein leitendes Metall, näialich Kupfer, Aluminium oder Eisen, welches mit Titan "bedeckt ist, zu den Anoden geleitet wird, und die Anoden durch mehrere Kanäle und/oder Winkel aus Titan oder mit Titan überzogenem Metall verstärkt sind»

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   3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden aus Flatin-Iridium-Legierung auf der aktiven Oberfläche über einer Titan-Blattbasis bestehen, wobei der elektrische' Strom durch mehrere mit Titan umhüllte Kupferteile zu den Anoden getragen wird und die Verstärkung der Anoden mindestens teilweise durch mehrere Kanäle und/oder Winkel aus Titan bewirkt wird, die sich an der nicht-aktiven Oberfläche jeder Anoden befinden, mit denen auch die Titan-bedeckten Leiter verbunden sind, wobei die Anoden durch isolierende Verbindungen mit Platten an der Seite der elektrolytischen Zelle befestigt sind, welche zur Aufrechterhaltung der gewünschten Anoden-Position gegenüber den Kathoden beitragen und durch welche das positive elektrische Potential über Titan-umkleidete Kupferteile an die Anoden geleitet wird, wobei die Anoden an dem dieser Seite entgegengesetzten Ende durch Abstandshalter zwischen.den gegenüberliegenden Enden der Titan-bedeckten Leiter getrennt sind,

   4·. Torrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen Anoden und Zellenwand mit der Zellenwand durch eine Deckplatte in Flüssigkeits-festern Kontakt befestigt sind, so daß eine öffnung in der Zellenwand ausgeschlossen ist, wobei die Deckplatte Löcher enthält, durch welche die Anoden-Verbindungen laufen und diese Anoden-Verbindungen aus Röhren oder Stäben von leitfähigem Material bestehen, während sich auf jeder Anoden-Verbindung ein Ring befindet, der dort festgehalten wird und sich im Inneren der Zelle befindet, wenn die Anoden in der Zelle sind, wobei mehrere Dichtungs-O-Ringe, Isoliervorrichtungen und Dichtungsvorrichtungen aus Elektrolyt-resistentem synthetischem organischem Plastik zur Kompression der Elektrolyt-resietenten synthetischen organischen Plaotik-O-Ringe zwischen dem Ring und den Dichtungsvorrichtungen und zwischen den Vorrichtungen und dtr Deckplntten-Innenwand oder einem Überzug bzw, einer Dichtung darauf, ferner Vorrichtungen zur Befestigung der 0-Ringe gegen den Ring und die Dichtungsvorrichtungen sowie gerben die Dichtungsvorrichtung-en und die innere Deckplatte bzw, den Überzug oder die darauf befindliche Dichtung und sur Isolierung der Anoden-.. Verbindung von der Deckplatte der elektrolytischen Zelle und zur Verhinderung des Leckens des Elektrolyten durch die Deckplatte vorhanden sind.

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   5. Vorrichtung gemäü Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dn^r· die Anoden-Verb indungen so angeordnet sind, daß sie die Anoden verstärken, und daß sie hohl und mit einer isolierten Quelle für Kühlwasser "befestigt sind, so ds.^ die Anoden während des Verfahrens gekühlt werden können und man eine v/irksamere Slektrolyse erhält.

   6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dal? die Kathoden hohl und aus Metallblättern gebildet sind, wobei jede eine aktive Oberfläche gegenüber einer Anode hat und von der Anode durch Plastik-Abstandshalter getrennt ist, wobei die Kathoden so angeordnet sind, daß zwei aktive Blattflächen in Sandwich-Form innere Abstandshalter verstärken, welche darin abwechselnd angeordnet sind, so daß der innere Fluß des Kühlmittels durch die Kathode zur Erzielung einer wirksamen Elektrolyse gewährleistet ist. - ■ .

   7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daR die Kathoden aus. Eisen oder Weichstahl, die inneren Ablenkungsvorrichtungen aus Weichstahl sind ^ die Kathoden auf den den Anoden gegenüberliegenden aktiven Seiten Nuten haben, die Plastik-Abstandshalter aus flexiblen Polytetrafluoräthylen-Kabeln bestehen, welche durch die Zwischenräume laufen und _: in den Nuten sind, wobei sie die gewünschte Distanz zu den Anoden halten, so daß die Anoden und Kathoden die richtige Positior zueinander halten, wobei zwei Enden dieser Kabel verbunden, verpre£t, verschmolzen oder in anderer Weise fest zusoamengehalten werden.

   8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb der elektrolytischen Zellenteile mit Anoden-Kathoden-Paaren aufwärts führende Sammelleitungen befinden, die Mischungen aus Hypohslogenit- und Gas-förmigen Reaktionsprodukten der Elektrolyse von Halogenid und Metallhydroxid durch G.'jsflu°- aufwärts leiten, wodurch die weitere Reaktion von Halogen und Metallhydroxid-unter Bildung von Hypo-ialogenit bewirkt und die Bildung von Halogenr.ten unterstützt wird, wobei diese Leitungen im oberer· Teil der Vorrichtung enden, in der sich ein Gas^usla¹" für den Abgang von Gss-förmigem. Material befindet, '.während mehrere abwechselnd angeordnete Ab-

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   lenkvorrichtungen die durch das aufsteigende Gas zum Kopfteil nach oben gebrrerenen Elektrolyse-Produkte zwischen den aufsteigenden Leitungen zu dem elektrolytischen Teil der elektrolytischen Zelle absinken lassen, so dai während der Passage durch die mit Ablenkungsvorrichtungen versehenen Zellenteile das Hypohalogenit in Halogen3t umgewandelt werden kann. .

   °. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dadie aufsteigenden Leitungen mit Polytetrafluorathylen, Titan oder Polyvinylchlorid (PVDC) umhüllt sind und sich praktisch vertikal erstrecken, die abwechselnd angeordneten Ablenkungsvorrichtungen Blattforra haben und sich praktisch horizontal erstrecken, wobei mindestens drei Ablenkvorrichtungen für jede Abwärts-Passage der elektrolysierten Flüssigkeit zum Elektrodenteil der Zelle vorhanden sind und diese Ablenkvorrichtungen so angeordnet sind, daß sie durch die Wände der aufsteigenden Leitungen verstärkt werden und die Position dieser Wände unterstützen und sie an ihre Stelle um die aufsteigenden Leitungen und die Ablenkvorrichtungen halten, wobei der Oberteil der Zelle aus einem Glasfaser-verstärkten Polyester besteht, der mit Polyvinylchlorid (PVDC) umhüllt ist, durch welches das Gas-förmige Elektrolys9-Produkt, Wasserstoff, zum Ausgang gelangt.

   10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daP, die Wände der aufsteigenden Leitungen aus Titan sind, daⁿ das Glasfaser-verstärkte Polyesterharz auf ChIorendsäiire oder Chlorendsäureanhydrid basiert, welches man durch Umsetzung dieser Säure oder des Anhydrids mit einem Kondensationsprodukt einer höheren aliphatischen Säure oder eines Äthers und einem niederen Alkylendiol oder Polyol erhält, wobei das Volumen des Qberteils der Zelle . etwa das 1-4-fache des Elektrodentsils der Zelle beträgt und die Wände der Passage der Aufstiegsleitungen aus Titan sowie die ;\blenkvorrichtungen aus Titan-Blatt bestehen.

   11. Vorrichtung geraäi' Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, da f.'· man für den .Elektrolyten einen Stahltεnk verwendet, der ein Teil der Kathodenstruktur der Zelle ist, in Kombination mit einem Elektrolyt-reslatenten Plastik-Oberteil aus Glasfaser-verstärktem Polyesterharz, wobei dieses Oberteil ganze Sippen aus Glasfrser-

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   verstärktem Polyesterharz bat, die in praktisch horizontaler Richtung nach außen abstehen, so ds P; es gegen den Druck des enthaltenen Elektrolyten gestärkt wird, wobei Oberteil und Tank durch eine synthetische Plastik- oder elastomere Abstands-Dichtung Elektrolyt-dicht zusammengehalten bzw. verflanscht sind, so daß das Lecken zwischen den Planschen verhindert wird.

   12. Vorrichtung zur Herstellung eines Halogenats, bestehend aus einer elektrolytischen Zelle mit Vorrichtungen.um mehrere monopolare dimensional stabile Anoden und Kathoden im Abstand zueinander zu halten, wobei die Anoden sich auf einer Seite der Zelle befinden und von dieser Seite der Zelle entfernbar sind, Vorrichtungen zur Zuführung von positiven und negativen elektrischen Potentialen an die Anoden und Kathoden, Vorrichtungen zur Aufnahme eines Halogenid-Elektrolyten in der Zelle, so daß er den Strom zwischen Anoden und Kathode leitet und hierdurch mindestens teilweise zu Halogen, Metallhydroxid und Wasserstoff elektrolysiert werden, worauf Halogen und Hydroxid unter Bildung von Hypohalogenit, Halogenid irad Wasser reagieren, Abstandsvorrichtungen und Leitungen, welche das Hypohalogenit und die Gasförmigen Elektrolyse-Produkte zwischen den Anoden und Kathoden durch die Zelle aufwärts leiten, Vorrichtungen zur Entfernung des Wasserstoffs am Zellenoberfceil, mehrere mit Ablenkvorrichtungen versehene Leitungen zusammen mit Leitungen, durch welche das mindestens teilweise elektrolysierte Produkt aufsteigt, um die HypoTialogenit-Lösung nach unten zum Bodenteil der Zelle zu leiten, wodurch die Lösung lange genug aufgehalten wird, um Ohiorat zu bilden, wobei die mit Ablenkvorrichtungen versehenen Leitungen Titan-Wände haben, welche auch die Wände für die Aufwärtsleitung der Elektrolyse-Produkte sind und welche die Ablenkvorrichtungen verstärken, Vorrichtungen zum Abziehen der Chlorat-haltigen Flüssigkeit aus der Seile, nachdem sie durch die Leitung mit den Ablenkvorrichtungen abgestiegen ist, sowie Vorrichtungen zur Auffiillung von Halogenid in die Zelle, um das bei der Herstellung des abgezogenen Ghlorats verbrauchte Halogenid zu ersetzen.

   15. ■ Vorrichtung sur Herstellung von Natriumchlorat, bestehend aus ein^r elektrolytischen Zelle mit Vorrichtungen für mehrere Anoden und Kathoden, Vorrichtungen ..zur.. Übermittlung eines positiven

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   und negativen elektrischen Potentials an Anoden und Kathoden, Vorrichtungen, welche einen Elektrolyten aus einer "wäßrigen Natriumchlorid-Lösung in der Zelle halten_v so daß er Strom zwischen Anode und Kathode leitet und hierdurch mindestens' teilweise zu Natriumhydroxid, Chlor und Wasserstoff elektrolysiert wird, welches dann unter Bildung von Notriumhypochlorit und Gasförmigem'VJb sserst off reagiert, Vorrichtungen, welche Ifetrrumhypochlorit und Wasserstoff nach oben durch die Zelle und von den Elektroden wegleiten, Vorrichtungen zum Abslehen des Wasserstoffs aus dem Zellenkopf, sowie innerhalb des Zellenkörpers mehreren Ablenkvorrichtungen, welche die Hypochlorit-Lösung (ohne den entfernten Wasserstoff) nach unten zum Bod.enteil der Zelle über mindestens eine S-Route leiten, und zwar in einer solchen Geschwindigkeit, deR das Natriumhypochlorit in Natriumchlorat, Natriumchlorid und Wasser umgewandelt wird, Vorrichtungen zum 'Abziehen der Natriumchlorat-haltigen Flüssigkeit aus der Zelle, nachdem sie durch die Leitung mit den Ablenkvorrichtungen abgestiegen ist, sowie Vorrichtungen zur Auffüllung von Natriumchlorid in die Zelle, um das bei der Herstellung des abgezogenen Natriumchlorats verbrauchte Halogenid zu ersetzen.

   14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13) dadurch gekennzeichnet, daß · die Vorrichtungen, welche die Natriumhypochlorit-Lösung und den Wasserstoff aufv/ärts durch die Zelle und von den Elektroden wegleiten, mehrere Korridore entlang der Elektroden enthalten, die sich praktisch über die gesamte Breite der Zelle erstrecken, wobei mehrere Passagen getrennt durch eine Verstärkungs-Abtrennunge- und Abstands-Vorrichtung getrennt sind, so daß der in der Elektrolyse entwickelte Wasserstoff das gebildete Natriumhydroxid, Chlor und Hypochlorit bei oder nahe benachbarten Elektroden-Teilen aufwärts durch die Röhren trägt, so da ^ri der Kontakt und die Vfeterreaktion zwischen Chlor und Natriumhydroxid gefördert wird.

   V). Vorrichtung zur Herstellung eines Halogenats, bestehend aus einer elektrolytischen Zelle rait Vorrichtungen,um mehrere monopolare dimensional stabile Anoden und Kathoden im Abstand zueinander zu halten, wobei die Anoden sich auf einer Seite der

   Zelle bei inde ι t und von dieser Seite der Zelle entfernbar sind,

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   Vorrichtungen zur Zuführung von positiven und negativen elektrischen Potentialen an die Anoden und Kathoden, Vorrichtungen zur Aufnahme eines Halogenid-Elektrolyten in der" Zelle, so dai: er den Strom zwischen .Anoden und Kathoden leitet und hierdurch mindestens teilweise zu Hypohalogenit und gasförmigen Elektrolyse-Produkten elektrolysiert wird, und Vorrichtungen zum Abziehen der Ohlorat-haltigen Flüssigkeit aus der Zelle,- xtfobei die Abstandshalter zwischen Anode und Kathode 'aus mehreren Polytetrafluoräthylen-Kabeln bestehen, welche derart zwischen Kathode und Anode gehalten werden, daß sie um eine zweiseitige Kathode, bei der die beiden Seiten sich praktisch parallel gegeneinander befinden, und zwischen der Seite dieser Kathode und benachbarten Anoden herumlaufen, so daß der Zwischenraum zwischen den Elektroder durch die Dicke der Kabel reguliert wird.

   16·. -Vorrichtung zur Herstellung von Natriumchlorat, bestehend aus einer elektrolytischen Zelle mit mehreren Anoden und Kathoden, die praktisch parallel angeordnet sind, sowie als Abstandshalter zwischen Anode und Kathode mehreren Elektrolyt-resistenten Plastik-Kabeln, die miteinander verbunden, verpreßt oder verschmolzen sind.

   17. Mehrerei Zellen gemäß Anspruch 1, die serienweise .in einer horizontalen Ebene mit den Anoden und Kathoden angeordnet sind,! wobei sich die elektrischen Verbindungen in der gleichen Richtung wie die Zellenserien befinden und Sammelschienen mit den Anoden verbunden sind, wobei der Elektrizitätsfluß durch die Anoden auf eine gegenüberliegende Kathodenwand der Zelle verläuft, von wo er durch eine weitere Sammelschiene läuft, welche mit den Anoden der nächsten Zelle und einer ähnlichen darin befindlichen Kathode verbindet.

   18. _ Hehrere Zellen gemäß. Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, da³ die elektrischen Verbindungen zwischen, den Zellen aus doppelt gebeulten Kupferstrippen' bestehen, die um eine Horizontr:.lachse gebeugt sind, die sich im rechten Winkel zur Verbindungsrichtung zwischen den Zellen befindet und die ähnlich in entgegengesetzter Richtung gebeugt sind, so daP- eine geschlossene Kurve oder Polygonal~Gest:;lt entsteht, wobei die Biegungen Expansions- und Kontrr.ktionßkrpfte -ruf der Zelle und den Verbindungen ^!l Vbsorbiororr'

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   und Eur dimensionalen Integrität der Zellen beitragen·

   -' Verfahren zur Elektrolyse einer Hatriumchlorid-Iiösung in Chlor, Wasserstoff und Natriumhydroxid und, anschließender Umwandlung in rTatriumhypochlorit und dann in Natriumchlorat, dadurch gekennzeichnet, daß man Gleichstrom durch mehrere monopolare dimensionbistabile Anoden und mehrere ähnliche Kathoden in einer Stromdichte von 4—6 Ampere/2,5 ein" bei einer Spannung von 3-5 Volt, leitet, wobei der Zwischenraum zwischen Anode und Kathode auf 0,08 - 0,5 cm und die Konzentration des Natrium-Chlorids in der wäßrigen Elektrolyt-Lösung auf 10-15 g/100 ml gehalten wird, worauf man die Elektrolyse-Produkte (einschließlich des Gas-haltigen Elektrolyts) aus dem Elektrodenbereich . entfernt und ihn durch Schwerkraft-Differentirikrrft über umhüllte Korridore aus Elektrolyt-resistentem Material aufwärts zur Spitze einer mit Ablenkvorrichtungen versehenen Umkehrζone der ^lektrolyt-Zelle leitet, das Masserstoffgas, welches weniger als 2,0$ Chlor enthält, aus der Zelle entfernt, die Flüssigkeit über eine mit Ablenkvorrichtungen versehene Route zum Zellenboden zurückleitet, wobei das Hypochlorit in Chlorat überführt wird, worauf man den das Chlorat enthaltenden Elektrolyten am Zellenboden abzieht und praktisch gesättigte wäßrige Natriumchlorid-Lösung oder Natriumchlorid-Kriatalle in die Zelle gibt,: um die aus der Zelle entfernten Materialien zu kompensieren.

   2o> Verfahren zur Installierung und Entfernung von nionopolaren dimensionastabilen Anoden aus einer elektrolytischen Zelle, dadurch* gekennzeichnet, daf· man Kabel aus Slektrolyt-resistenten synthetischem organischem Plastik über den Oberflächen von Kathodenpaaren, die zu entsprechenden Anoden passen, anbringt und die Anoden zwischen den Kathoden .installiert oder entfernt, wobei der Kontakt zwischen den Anoden- und Kathoden-Oberflächeη verhindert wird, während ein Kontakt zwischen den Anoden und den synthetischen organischen Plastik-Teilen stattfindet.

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