DE2430444A1

DE2430444A1 - Bipolare elektrolysezellen mit perforierten metallanoden

Info

Publication number: DE2430444A1
Application number: DE2430444A
Authority: DE
Inventors: Oronzio De Nora; Vittorio De Nora
Original assignee: Oronzio de Nora Impianti Elettrochimici SpA
Current assignee: De Nora SpA
Priority date: 1973-06-25
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1975-01-23
Also published as: US3930981A; JPS5033180A; GB1416294A; FR2234386A1; IT989421B

Description

■-... PATENTANWALT«

PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER

DR.-ING. WOLFRhM BUNTE DR. WERNER KINZEBACH 2430444

Ρ-·ΟΟΟ MÜNCHEN 4O. MAUCKSTRAaSK »2 · F(RNRUF (OSO) 37 88 S3 · TKLBX B11B20S ISAR D POSTANSCHRIFT! D-βΟΟΟ MÜNCHEN 43. POSTFACH 7·Ο

M 15338 · München, den 25. Juni 1974

Oronzio DeNora Impianti Elettrochimici S.p.A., Mailand / Italien

Via Bistolfi 35

"Bipolare Elektrolysezelleijmit perforierten Metallanoden"

Die Erfindung betrifft eine Gaslenkvorrichtung für gaserzeugende Elektrolysezellen und ein Verfahren zur Lenkung von Gasen, insbesondere bei Diaphragmen enthaltenden E-lektrolysezeilen, die mit dimensions stabilen Anoden versehen sind, um die anodischen Gase aus dem Zwischenelektrodenspalt zu entfernen und um eine Störung oder Zerstörung des Diaphragmas durch die während des Elektrolyseverfahrens freigesetzten Gase zu vermeiden, wobei der Stromwirkungsgrad verbessert und die Zellenspannung abgesenkt wird.

84/1310

Sie kann bei Zellen zur Herstellung von Haloge'ngasen aus Alkalimetallhalogeniden, zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser, zur Herstellung von Chloraten, Hypochloriten, für die HCl-Elektrolyse und für andere Elektrolyseverfahren verwendet werden, bei denen an der-Anode oder Kathode ein Gas freigesetzt wird.

Bei der Verwendung von vertikalen oder im wesentlichen vertikalen Anoden und Kathoden bei Elektrolyseverfahren und -zellen, steigen die Gasblasen im Zwischenelektrodenabstand zwischen den Anoden und Kathoden auf und wandern zum oberen Teil des Spalts. Wenn sich die Gasblasen dem oberen Teil der Zelle Hähern, ist die Ansammlung von Blasen so groß, daß der St rom wirkungsgrad stark vermindert wird und daß die Bewegung gegen den oberen Teil der Zelle hin zu einer Zerstörung der Diaphragmen neigt. Diese Gasblas enakkunaulie rung gegen das obere Ende der Anoden hin hat deshalb die Höhe vertikal angeordneter Anoden tind Kathoden in erheblichem Maße begrenzt, da in dem Fall, in dem Anoden mit einer Höhe von mehr als ca. 1 m verwendet wurden, die Menge an Gasblasen im Elektrolyt gegen den oberen Teil des Spalts hin so groß war, daß der Fluß des Elektrolysestroms durch den oberen Teil des Spalts praktisch unterbrochen wurde. Die vorliegende Erfindung

. 409884/1310 , .

löst dieses Problem, indem die an der Anode freigesetzten Gase durch die Anode hindurchgelassen.und von den Anodenoberflächen und vom Zwischenelektrodenabstand in den Elektrolytraum hinter der aktiven Oberfläche der Anoden abgeleitet werden.

Auch in Zellen dieses Typs war die Höhe der Zelle wegen der Akkumulierung von Gasen im Elektrodenzwischenraum und wegen der Zerstörung der Diaphragmen in der Nähe des oberen Teils der 1 m hohen Zellen, auf ungefähr 1 m beschränkt. Verwendet man jedoch angenähert jeden 2/3.m entlang dem Zwischenelektrodenabstand ablenkende Wände, so daß die Gase vom Spalt weggelenkt werden, kann die Höhe dieser Zellen auf 2 oder 4 m oder höher vergrössert werden.

Mit dem Begriff "dimensionsstabile Anoden", der im Vorliegenden verwendet wird, sollen Metallanoden beschrieben werden, die aus Ventilmetallen, wie Titan, Tantal, Zirkonium, Molybdän, Niob und Wolfram und Legierungen davon gebildet sind und die darauf einen elektrisch leitenden, elektrokatalytischen Überzug tragen, der den Strom über längere Zeiträume hinweg auf den Elektrolyten übertragen kann-, ohne daß eine Passivierung eintritt und der bei der Herstellung von Chlor in der Lage ist, die Bildung von Chlor-

409884/1 310

molekülen aus den bei einem Chloridelektrolyse-Verfahren freigesetzten Chloridionen zu katalysieren. Typische elektrisch leitende elektrokatalytische Überzüge enthalten Gold, Silber, Platin, Palladium, Iridium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Eisen (Magnetit), Nickel, Chrom, Kupfer, Blei, Mangan oder Mischungen davon im metallischen Zustand oder als Oxyde, Nitride, Carbide und Sulfide dieser Metalle. Andere elektrokatalytische Überzüge können verwendet werden.

Die "Vorderseite" oder äas "Gesicht" der Anoden ist die Oberfläche der Anoden, die den Kathoden gegenüberliegt und die eine Wand des ZwischenelektrodenraumsMldet, wobei die andere Wand die Kathode ist.

Die "Rückseite" oder "Rückfläche" der Anöden ist die andere Seite der Anoden, die von den Kathoden abgewendet ist.

Die Erfindung ist brauchbar bei allen Formen von Elektroly se verfahren und -zellen, die vertikal angeordnete, dimensions stabile Anoden und Kathoden verwenden, die Durchgänge aufweisen, durch die der Elektrolyt und Gase von der Vorder-,zur Rückseite der Anoden passieren können und die Ablenkwände aufweisen, um die Gase

k09884/1310

durch die Anoden und in den Elektrolyten auf die Rückseite der

f Anoden abzulenken.

Sie ist besonders brauchbar bei Vorrichtungen und Verfahren, in denen dimensions stabile Anoden mit Diaphragmen verwendet werden, um die Elektrolyseprodukte abzutrennen. Diese Diaphragmen sind, normalerweise aus Asbestfasern oder -flocken hergestellt, die aus Lösung auf den Kathod'enschirmen abgeschieden sind, oder sie sind aus gewebtem Asbesttuch hergestellt. Die Diaphragmen müssen porös genug sein, daß der Elektrolyt unter dem zwischen dem Anolyt und Katholyt gehaltenen Druckabfall durch sie hindurchfliesst und daher müssen die Asbestfasern locker gewebt oder abgeschieden sein, um die gewünschte Porösität zu schaffen. Die Diaphragmen sind üblicherweise durch das Druckdifferential (Druckabfall) zwischen dem Anolyt und dem Katholyt gegen die Kathodenschirme in Lage gehalten und sie besitzen eine geringe mechanische Stärke. Die während des Elektrolyseverfahrens gebildeten Gase, die entlang den Oberflächen der Diaphragmen aufsteigen, beeinträchtigen jedoch die Asbestfasern und tragen Teile der Fasern weg und erodieren und zerstören somit allmählich die Diaphragmen in einem Ausmaß, daß die Zelle abgebaut und neue Diaphragmen eingesetzt werden müssen.

409884/1310 ''

Wenn in Elektrolysezellen dimensions stabile Metallanoden mit Diaphragma-bedeckten Kathoden verwendet werden, ist es wünschenswert, daß sowohl die Anoden als auch die Kathoden eine lange Lebensdauer besitzen, so daß eine Demontage der Zellen, um Diaphragmen zu ersetzen oder um abgenützte oder passivierte Anoden zu ersetzen, weitgehend unnötig wird.

Die Akkumulierung von Gasblasen im Zwischenelektrodenbereich, insbesondere gegen den oberen Teil eines vertikal angeordneten Spalts hin, vermindert die Leitfähigkeit des Elektrolyten an diesem Punkt, wodurch der Spannungsabfall durch den Spalt erhöht wird und wodurch auch gegen den oberen Teil des Zwischenelektrodenspalts eine grössere Zerstörung der Diaphragmen hervorgerufen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die" Schaffung dimensions stabiler Ventilmetallanoden, die die aufsteigenden Gase von der Vorderseite der Anode und vom Zwischenelektrodenspalt ableiten, um die Akkumulierung von Gasblasen im oberen Teil des Zwischenelektrodenspalts zu vermeiden und eine Störung der Diaphragmen durch die aufsteigenden Gasblasen zu verhindern; es werden auch dimensionsstabile Ventilmetallanoden geschaffen, die geriffelt oder mit Schlitzen versehen sind, die netzartig oder stabförmig sind und die den Fluß anodischer Gase vertikal entlang den geriffelten oder mit Abständen versehenen Staboberflächen fördern und die die Gase vom Zwischen-

elektrodenabstand zwischen der Anode und der. Kathode wegführen; es werden auch erfindungsgemäss vertikal befestigte oder leicht geneigte, geriffelte, netzartige oder stabförmige, dimensionsstabile Ventilmetallanoden mit Lenkwänden geschaffen, die aufsteigende Anodengase vom Zwischenelektrodenspalt zwischen den Anoden und den Kathoden ablenken, und mit Schlitzen oder Durchgängen durch die an diese Lenkwände oder Ablenkplatten angrenzenden

. vei^sehen sind ·
Anoden/ um ein Vermischen oder Wiedervermischen der anodischen.

und kathodischen Produkte zu verhindern und um in Zellen mit Diaphragmen eine Störung und Erosion der Diaphragmen durch die aufsteigenden Anodengase zu vermeiden. An den Kathodenschirmen können ebenfalls Ablenkwände vorgesehen sein. Erfindungsgemäss werden auch dimensionsstabile Ventilmetallanoden mit einer Vorrichtung zur automatischen Ablenkung von an den Anoden einer Elektrolysezelle gebildeten, vertikal aufsteigenden Gasblasen durch Perforationen, Schlitze oder Löcher in den Anoden aus dem Zwischenelektrodenspalt zwischen den Anoden und Kathoden einer Elektrolysezelle heraus geschaffen, so daß die Leitfähigkeit des Elektrolyten in diesem Spalt nicht durch die Akkumulierung von Gasblasen in der Nähe des oberen Teils des Spalts vermindert wird und daß die Zerstörung der.Diaphragmen kleiner gehalten wird. Erfindungsge-

409884/1310

mäss wird auch eine bipolare Elektrolysezelle mit hohlwellförmigen Anoden und Kathoden mit Ablenkwänden auf den Anoden zur Ablenkung von Gasen aus dem Zwischenelektrodenspalt heraus und in den hohlen Raum hinter den Anoden und weg von den Anoden geschaffen, wodurch die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe gelöst wird. Es wird auch eine Elektrolysezelle und ein Verfahren zur Bedienung der Zelle geschaffen, wodurch die obigen Verbesserungen erreicht werden.

Die anliegenden Zeichnungen erläutern beispielhaft vereinfachte Ausführungsformen der Erfindung, die jedoch viele andere Formen als die speziell dargestellten annehmen können.

1'"¹Ig. 1 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht einer aus drei Einheiten bestehenden bipolaren Zelle mit dimensionsstabilen Anoden mit erfindungsgemässen Ablenkwänden;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Zelle;

Fig. 3 ist eine Endansicht der in Fig. 1 dargestellten Zelle;

409884/1310

Fig. 4 ist ein Querschnitt ungefähr entlang der Linie 4-4 von Fig. 1; '

Fig. 5 und 6 sind: detaillierte Querschnittsaufsichten auf Modifika-

.i I

tionen der im vorliegenden beschriebenen neuen Anode;

Fig. 7 und 8 sind perspektivische Ansichten von Stab- und Siebanoden, die sowohl auf· der Vorder- wie auf der Rückseite der Anode Ablenkwände aufweisen^urid die Schlitze oder andere Öffnungen besitzen, um die Anodengase von der Vorderseite auf die

J - - l

Rückseite der Anoden zu lenken;

Fig. 9 ist eine teilweise perspektivische Ansicht einer vertikalen

Stabanode mit Lenkwänden, um die Gase durch und weg von der Anode zu leiten; . _f

Fig. 10 ist eine Aufsicht einer netzförmigen Metallanode mit diamantförmigen öffnungen, wobei der obere Teil jeder der diamantförmigen Öffnungen bezüglich der Anodenvorderseitenebene nach vorne

geneigt ist und worin der untere Teil der diamantförmigen Offnungen bezüglich der Ebene der Anode nach hinten geneigt ist;

409884/1310

Fig. Π ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie-11-11 von Fig. 10; - ·

Fig. 12 ist eine Aufsicht einer typischen hohlen, rechteckigen Anode, die bei monopolaren Diaphragma-Elektrolysezellen verwendet wird;

■ill'.·· : ' . > -il-,

Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang der Linie 13-13 von Fig. 12.

Fig. 1 bis 9 erläutern eine bipolare Zelle mit drei Einheiten, die eine positive Endeinheit B, eine mittlere Einheit C und eine negative Endeinheil D aufweist. Nur eine mittlere Einheit C wurde erläutert, jedoch ist offensichtlich, daß eine beliebige Anzahl von mittleren Einheiten C, C, etc. verwendet werden kann. Die Einheit B besteht aus einer positiven (Anode) Endplatte 11, vorzugsweise aus Stahl, an die die positiven.elektrischen Verbindungen 12 befestigt sind. Die Plattellist mit einem Titan-, Tantal- oder einem anderen Ventilmetallüberzug 13 versehen, der gegenüber dem Elektrolyt und den in der Zelle auftretenden Elektrolysebe-

■ ι ' lil ■ . ·

409884/1310

dingungen resistant ist und die Anoden 14 in Stab- oder anderen Formen sind auf Ablenkstangen 14a (Fig. 2, 4, 5, 6 und 7) getragen und durch Titanverbindungen 15 mit dem Titanüberzug verbunden, was ausführlicher in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, und wodurch gute elektrische Bedingungen zwischen den Titanüberzügen 13, der Endplatte 11 und den Anodenstäben 14 oder anderen Formen von Anoden sichergestellt sind. Die Platten Ha und 13 zwischen den Endeinheiten B und den mittleren Einheiten C, C und der Endeinheit D bilden eine bimetallische Trennwand zwischen

■ ι ι

diesen Zelleinheiten, wobei diese Trennwände Ventilmetall 13

auf der Ariodenseiie und Stahl oder ein anderes Eisenmetall 11 a

• . I" ■ -h ■ ι

auf der Anodenseite aufweisen. Der Titan- oder andersartige Ventilmetallüberzug 13 ist an die Platten 11 und 11a durch Sandwich-Schweissen, notfalls unter Verwendung von dazwischenliegenden Sandwich-Metallen, oder durch Nieten oder durch Vakuum gehaltene Verbindung oder durch irgendeine andere Verbindung, die einen guten Metall—metallelektrischen Kontakt zwischen den Katholyt-beständigen Platten 11, Ha etc. und den Anolyt-beständigen Platten 13 mit Ventilmetallüberzug sicherstellt, befestigt. Gleiche bimetallische Platten Ha und 13, die die bipolare Verbindung zwischen den Zelleinheiten B und C, C und D etc. bilden, sind zwischen jeder Einheit

40988 A/1 310

-12-- · ■

der bipolaren Zelle vorgesehen. Titan, Tantal oder andere Ventilmetalle oder Legierungen dieser Metalle können für den Überzug 13, die Anodenstäbe 14 und die Ablenkstangen 14a und 14c (Fig. 7 und 8) verwendet werden. Nur die Anodenstäbe oder Vorderseiten 14 sind mit einem elektrokatalytischen Überzug versehen. Die in Fig. 1 bis 9 dargestellten Anoden und Kathoden sind in Hohlwellenoder Fingerform wie dargestellt zusammengesetzt, um eine große Anoden- und Kathoden-Oberfläche in einem kleinen Raum, zu schaffen.

Die stählerne kathpdische Endplatte 11a jeder der bipolaren Zelleinheiten B, C, C Und D trägt die Stahlschirmkathoden-Wellen oder -Finger 16 auf geschweißten Stahlstreifen oder Vorsprüngen 17, die die elektrische Verbindung zwischen den Kathodenfingern und der Stahlplatte 11a (Fig. 1 und 3) bilden. Eine Abstandsbox 18, die die Seitenwände jeder rechtwinkligen Zelleinheit B, C, C und D usw.

(Überzug)

bildet, erstreckt sich zwischen der Auskleidung'13 und einem quadratischen Rohr 19, das die Katholytabteilung 110, die zwischen der Innenseite der Kathodenfinger 1 6 und den Platten 11a gebildet ist, umgibt. Die Abstandsboxen sind mit einem Titanüberzug 18a oder mit einer Polyester- oder einer anderen Auskleidung versehen, die ge-

409884/1310

genüber dem Anolyt und den korrodierenden Bedingungen, die in einer elektrolytischen Zelle herrschen, resistent ist und sie sind mit passenden Flanschen 18 b versehen. Gummidichtungen 111 dichten die Verbindungsstellen zwischen den Flanschen 18 b, den Platten 11 und 11 a und dem quadratischdh Rohr 19 ab, so daß eine fluiddichte, rechtwinklige, kastenartige Struktur zwischen den Platten 11 und 11a und dem quadratischen Rohr 1 9 in jeder der Einheiten B, C, C und D der bipolaren Zelle gemäss Fig. 1 gebildet wird, die die Anodenstäbe 14 und die Kathoden wellen 16 aufnimmt. Die Konstruktion ist so beschaffen, daß durch Lösen der Haltestäbe 121 a eine oder mehr Zelleinheiten aus einer Mehrfacheinheitenzelle entfernt und durch neue Einheiten ersetzt werden können, ohne daß man die anderen Einheiten in der Zelle demontiert. Innerhalb jedes Kathodenfingers 16 sind zickzackförmig gebogene Stahlverstärkungen 112 in Abständen einger schweißt, um ein Zusammenfallen der Schirmkathoden wellen oder -finger 1 6 zu verhindern, wenn Asbest oder ein anderes Diaphragmamaterial unten Vakuum auf den Schirmkathodenfingern abgeschieden wird. Die Stahlschirmkathoden well en oder -finger 16 sind an der Spitze und am Boden geschlossen und sind mit einem Diaphragmamaterial 16. a (Fig. 5 und 6), normalerweise entweder gewebte As-

bestfasern oder unter Vakuum aufgebrachte Asbestflocken, überzo-

: ■ I ι ·

409884/1310 ' '

gen. Das Diaphragmamaterial bedeckt die Seitenwände sowie die

Spitze und den Boden der Kathoden wellen oder -finger 16. Die Diaphragmen sind nur teilweise und schematisch in den Fig. 5 und 6 dargestellt, jedoch ist es offensichtlich, daß die-Kathodenwellen 1 6 in den Zellen vollständig mit Diaphragmen überzogen sind. Die Diaphragmen trennen-die Anolytabteilung von der Katholytabteilung ab und halten die in jeder dieser Abteilungen gebildeten Gase getrennt, wie dies auf dem Gebiet der Diaphragmazellen üblich ist. Bei der Herstellung von Chlor und Ätznatron aus einer Natriumchloridsole bewahren die Diaphragmen das an der Anode freigesetzte Chlor von einem Yermischen mit an der Kathode gebildetem Natriumhydroxyd und Wasserstoff.

! ι

Die Ablenkplatten 14 a, die die Stäbe 14 von den hinteren Anoden-

i .

platten stützen, sind an ihrer unteren Kante 14 b an den Anodenschirm oder -stäbe 14 (Fig. 7 und 8) angeschweißt, um die Gase (Chlor im Fall von Natriumchloridelektrolyse), die entlang den Ano-

1 t

denstäben 14 aufsteigen, von den Anodenschirmen oder -stäben weg und in die . Räume 14 e auf der Rückseite der Anoden abzulenken

» ' i ' III.

und die Ablenkt)Ieehe 14 c auf der Vorderseite der Anoden, die

. ■ . ι ; ι ι ·

aus Ventilmetall oder Kunststoff bestehen können, sind an ihrer

■ ' .. . ■ ,..!■ i ■- I ■.-■ ■ ■ ;

■ · i I i - -.- i t .' .: i !t . l" Ii ;i

■ι I

409884/1310

oberen Kante 14 d an dem Anodenschirm oder -stäben oder an den Anodenblechen 14 a befestigt. Die Anodenbleche können entweder auf der Vorder- oder auf der Rückseite der Anoden oder auf beiden Seiten angeordnet sein und sie können in einem Winkel von 20 bis 80 (vorzugsweise ungefähr 45 ) mit der Anode verbunden sein und können an ihrer unteren Außenseite 14 C am Diaphragma anliegen, um die Gase (Chlor), die entlang den Anoden 14 aufsteigen, vom Zwischenelektrodenspalt zwischen den Anoden und Kathoden abzuleiten, um eine Störung der Diaphragmen auf den Kathodenschirmen zu vermeiden und um die Menge an Gasblasen im oberen Teil des Zwischenelektrodenspalts zu verringern, wo sie dazu neigen, die Leitfähigkeit des Elektrolyten im Zwischenelektrodenspalt zu vermin dem. :

Verwendet man die in den Fig. 1 bis 9 dargestellte Zelle zur Elektrolyse von Natriumchloridsole, um Chlor, Ätznatron und Wasserstoff herzustellen, fließt der elektrolysierende Strom durch den Zwischenelektrodenspalt von den Anodenstäben 14 zu den Kathodenwellen An den Anodenstäben wird Chlor freigesetzt, die Sole fließt durch die die Kathoden wellen 1 6 umschließenden Diaphragmen und in den Diaphragmen werden auf den Kathodenob'erflächen Ätznatron und

409884/1310

Wasserstoff gebildet.

Chlor (oder andere anodische Gase) das an den Anodenstäben freigesetzt ist und das durch den Elektrolyt aufsteigt, wird durch die Ablenkbleche 14 c aus dem Zwischenelektrodenspalt weg in den Raum 14 e auf der Rückseite oder hinteren Seite der Anoden gelenkt

und wird dort wiederum durch Ablenkstäbe 14 b von den Anoden weg-

gelenkt und entweicht durch die Chlordurchlässe 113 zu den Solebehältern 114 auf der Oberseite jeder Zelleinheit B, C, C, D und fließt aus den Chlorauslässen 115 zum Chlorgewinnungssystem. Eine Rohrverbindung 116 (Fig. 2) speist Sole vom Ende jedes der SoIebehälter 114 in die Räume zwischen den Stabanoden und Kathoden der Zelleinheiten B, C und D ein. Das Einspeisrohr 116 erstreckt sich vorzugsweise bis nahe an den Boden jeder der Zelleinheiten B, C und D und speist in der Nähe des Bodens Sole in die Zellen ein. Sichtgläser 116 a zeigen den Solenstand in den Einspeistanks 114 an.

An den Kathodenfingern freigesetztes Natriumhydroxyd und Wasserstoff fliessen in den Katholytraum zwischen den Diaphragmen, die die Kathodenfinger 16 und die Endplatten 11a umgeben und in das quadratische Rohr 19 (Fig. 1 und 2), das den Katholytraum umgibt und einen Teil davon bildet. Der Wasserstoff fließt nach oben durch die

409884/1310

■"-.■"' :.■"■'■■ ' -17-

LÖcher 19 a (Fig. 2 und 4) in den horizontalen Schenkel am oberen Teil·des quadratischen Rohrs 19 und durch die Wasserstoffaus-IaSSe-II 7 hinaus und die ausgebeutete Sole, die Natriumhydroxyd (ungefähr 11 - 12 %) enthält, fließt durch die Löcher 19 b (Fig. 1) in den vertikalen Schenkeln des quadratischen Rohrs 19 und aus dem Katholytauslaß 118 (Fig. 1 und 3) heraus. Eine Kniestückverbindung 118 c (Fig. 1), die mit dem Katholytauslaß 118 in Verbindung steht oder eine Teleskopverbindung (nicht gezeigt) ist einstellbar, um den Spiegel des Katholyten in der Kätholytabteilung zu kontrollieren, vorzugsweise indem man das Kniestück 118 . c um das Auslaßrohr 118 gelenkig verbindet, so daß der Katholytspiegel stets ausreichend unterhalb des Anolytspiegels liegt, so daß ein ausreichender Fluß von den Anolytabt eilung en durch die Diaphragmen in die Katholytabteilungen sichergestellt wird. Ein Abfluß 118 a erlaubt, die Zelleinheiten zu entleeren, wenn sie nicht in Betrieb sind und Trennwände 118 b an jedem Ende des unteren horizontalen Schenkels des quadratischen Rohrs 19 verhindern das Eindringen von Katholyt in diesenSehenkel.

Die Zeil einheit en B, C und D sind auf I-Profilträgern 119 (Fig. 2) , die von Isolatoren 119 a getragen sind, befestigt. Syenitplatten 120,

4Q9884/T310

die auf die oberen Flächen der I-Profile 119 geklebt sind, isolieren die mit Titan ausgekleideten Boxen der Zelleinheiten B, C und D von den metallenen I-Trägern und erlauben ein Gleiten der schweren Elemente der Zelleinheiten auf den Syenitplatten 120 während der

l -ι

Montage oder Demontage der Einheiten ohne allzu große Reibung. Die rechtwinkligen Seitenrahmen 18 und die Endplatten 11 und 11a sind durch Haltestäbe 121 a zusammengehalten, die mittels Durchführungsisolatoren, wie in Fig. 1 und 5 gezeigt, in geeigneter Weise von ihren umgebenden Teilen isoliert sind. Die provisorischen Bolzen 121, die in Fig. 5 gezeigt sind, werden nur während des Zusammenbaus des Elektrolysierers oder während des Ersatzes einer oder mehrerer Einheiten verwendet, um die Einheiten gegeneinander festzuhalten und werden vor der Inbetriebnahme der Zelle entfernt, um Kurzschlüsse zu vermeiden. .Während des Betriebs der Zelle halten die Haltestäbe 121 a, die von ihren umgebenden Teilen geeignet abisoliert sind, die terminalen Endplatten 11 und 11a und die rechtwinkligen Rahmen 18, die die Elektrolytkammer jeder Zelleneinheit bilden zusammen mit den Flanschen 18 b in Kontakt mit den Gummidichtungen 111. Die Haltestäbe 121 a erstrecken sich von der positiven terminalen Endplatte 11 der Einheit B bis zur negativen terminalen Endplatte 11 a der terminalen Einheit D unabhängig von der Anzahl der mittleren Einheiten C in der bipolaren Zellenzusammenstellung.

I I

409884/1310

Der elektrolysierende Strom fließt folglich vom positiven Ende 1 2 durch die Endeinheit B, durch die mittleren Einheiten C, deren Anzahl von 1 bis 20 oder mehr, abhängig von der Größe und der Verwendung der bipolaren Zelle variieren, und durch die terminnlo Einheit D zum negativen Ende 12 a des Stromkreises. Die Anodenstäbe 14 oder andere Formen von Anoden sind vorzugsweise aus Titan hergestellt, das in geeigneter Weise mit einem elektrokatalytischen, leitenden Überzug, wie einem Metall aus der Platingruppe oder gemischten Oxyden von Titan-und Metalloxyden der Platingruppe überzogen sind. Andere Ventilmetalle und andere Überzüge können verwendet werden. Stabanoden sind in Fig. 7 und Siebanoden sind in Fig. 8 dargestellt. Die Kathodenwellen oder*-finger 16 sind vorzugsweise stählernes Schirmmaterial oder ein anderes Eisenmetall, ähnlich den derzeit in Diaphragmazellen verwendeten Kathodenschirmen. Jedoch können auch andere Metalle für die Anoden und Kathodenwellen verwendet werden, abhängig vom zu elektrolysierenden Material und den herzustellenden Endprodukten.

Die Stabanoden'14 oder andere Formen von Anoden-und Kathodenschirmen 16 sind vorzugsweise als einheitliche geschlossene Endwellen oder Finger ausgebildet, die ineinandergreifend zusammen-

4098-84/1310

gesetzt und mit gleichförmigen Abständen versehen sind, wie dies in Fig. 1 , 5 und 6 dargestellt ist, um einen inn wesentlichen gleichförmigen Zwischenelektrodenspalt zwischen den Anodenoberflächen und den Kathodenoberflächen zu schaffen. Die Anodenstäbe 14 und Kathodenwellen 16 können zusammenbewegt -werden, indem man die Platten 11 und 11a mit den darauf befestigten Anoden 14 und Kathoden 1 6 horizontal zueinander bewegt, um die ineinandergreifenden Anoden- und Kathodenwellen·, die in Fig. 1,2,5 und 6 dargestellt sind, zu bilden oder indem man den Anodenstäben und Kathoden wellen in der vertikalen Richtung eine leichte Konizität gibt, wodurch die Anodenstäbe und Kathoden durch vertikales Einsetzen der Kathodenwellen zwischen die Anodenstabwellen ineinandergepaßt werden können. Die Anoden- und Kathodenwellen 14 und 16 müssen nicht so lang oder so tief wie dargestellt sein. Man kann auch flachere Wellen benützen, jedoch schaffen die dargestellten tie'feren Wellen größere Anoden- und Kathodenoberflächen innerhalb von Zelleinheiten derselben quadartischen Fläche als dies flachere Wellen schaffen wurden und di( Ablenkbleche 14c auf der Vorderseite der Anode und 14b auf dor Rückseite der Anodenstäbe 14 leiten die Anodengase aus dem Zwischenelektrodenspalt weg und in den Elektrolytraum 14 e auf der Rückseite der Anoden hinein, um das Ansammeln von Gasblasen gegen den oberen Teil des Zwi-

409884/1310

schenelektrod.ensp.alts hin zu vermindern und eine Zerstörung der

.■■"".- f

Diaphragmen zu vermeiden, so daß die Zellen höher gebaut'werden können, als wenn die Ablenkbleche nicht verwendet würden.

Fig. 9 zeigt die Anodenstäbe 14, die auf Titanablenkblechen 14 b durch Schweißen oder auf irgendeine andere geeignete Weise befestigt sind. Die Ablenkbleche 14 b sind an die Titanstützstäbe 14 a (vgl. auch Fig. 2) geschweißt, die durch die Titanverbindungen 15 auf den Überzugsplatten 13 befestigt sind, die einen Teil jeder bimetallischen Trennwand bilden. Gase, die im zwischen den Kathodenschirmen 16 und den Anodenstäben 14 gebildeten Zwischenelektrodenspalt aufsteigen, gehen durch die Öffnungen zwischen den Stäben 14 hindurch und werden durch die Ablenkbleche 14 b von den Anodenstäben 14 weg und in die Räume 14 e auf der Rückseite der Anodenstäbe und weg vom Zwischenelektrodenspalt gelenkt. Ablenkbleche (nicht gezeigt) können auch zwischen den Anoden 14 und den Diaphragmen 16 a befestigt werden. '

Mit den in der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendeten Worten "Wellen" oder "Finger" sollen die StabwellenausfÜhrungsformen gemäß Fig. 1 bis; 5 und 7 öder die plattenförmigen, schirmförmigen oder netzförmigen Metallanodenwellen der Fig. 8, 10 und 11 (im folgenden beschrieben) beschrieben werden. ' ' '

409884/1310 < -

Um eine gute elektrische Verbindung zwischen den anodischen und den,kathodischen Abschnitten der Zelle sicherzustellen, sind die anodischen Metalle, wie Titan, Tantal oder andere Ventilmetalle vorzugsweise an die stählernen Trennplatten 11 und 11a Sandwichverschweißt, um bimetallische Trennwände 11 bis 13 zwischen den Zelleinheiten zu bilden. Diese Trennwände bilden den anodischen und kathodischen Pol jeder einzelnen Zelleinheit. Geeignete Zwischenmetalle (intermediate metals), wie Kupfer, Blei usw. können verwendet werden, um, falls nötig, die Sandwich-Schweissung zu bilden. Andere Einrichtungen, wie ein durch Vakuum gehaltener elektrischer Konfakt oder Bolzen, die durch die bimetallischen Trennwände hindurchgehen, und die gute elektrische Verbindungen zwischen den bipolaren Elementen schaffen, können verwendet werden.

Wie in Fig. 6 dargestellt, liegen die Anodensiebe oder -stäbe 14 in Wellenform vor, die mit der mit einer Titanauskleidung versehenen Platte 13 verbunden sind und zwar durch Titanablenkstützen 14 a, die an hohlen Titanzylindern 15 befestigt sind, die

wiederum an die Platte 13 geschweißt sind. Die Zylinder 15 können

A09884/1310 ^" " ' '

auf der Innenseite mit einem Schraubgewinde versehen sein, und die Titanbolzen 15 a können verwendet werden, um die Ablenkträger 14 a, die die Ablenkbleche 14 b tragen, an die Stäbe 14 geschweißt sind, mit den Zylindern 15 und Platten 13 zu verbinden, wobei man Titanstreifen 122 dort verwendet, wo die Titanablenkträger angeschweißt sind. Die Stäbe oder das Sieb 14 sind an den Ablenkblechen 14 b angeschweisst. Die Stahlkathodenwellen 16 sind mit den Platten 11 a durch Stahlstreifen 17 verbunden, die an die Platten 11 a und an die Krümmung (through) der Wellen 16 geschweisst sind. Die Kathodenwellen sind vollständig mit einem Diaphragmamaterial überzogen, wie gewebtem Asbest, Asbestfasern o.dgl., das teilweise bei 16 a

in Fig. 5 und 6 dargestellt ist. In der abgeänderten Art der Verbindung zwischen den Stahlplatten 11a und den in Fig. δ dargestellten Anodonwellen, sind Löcher 122, ein Stück weit in die Platten 11a gebohrt und mit Schraubgewinden versehen. Hohle .Titanbolzen 15 sind in diese Löcher eingesehraubt und sind nach dem Festziehen an die Titanplatten 13 geschweisst, um eine fluiddichte Verbindung sicherzustellen und .Titanbolzen 15 ä sind verwendet, um die Titanstreifen 14 a mit den Ablenkblechen 14 b, die die Anodenstäbe 14 tragen, und mit den hohlen Titanbolzen 15 zu verbinden. Titanstreifen 122 b verteilen die Spannung auf das Anodensieb oder auf die Ablenkträger 14 a und Stäbe 1.4. Die Titanstäbe 14 können geriffelte Titanplatten sein, die

409884/1310

mit Löchern und Ablenkblechen versehen sind, um die anodischen Gase aus dem Zwischenelektrodenspalt wegzul4iten, oder es können ähnliche Tantal- oder andere Ventilmetall-Platten sein; die Stäbe sind mit einem leitenden elektrokatalytischen Überzug versehen, der eine Passivierung des Titans verhindern kann und der bei der Verwendung zur Chlorherstellung die Entladung der Chloridionen auf den Anodenoberflächen katalysieren kann. Der Überzug kann auf einer oder auf beiden Seiten der Anodenstäbe sein und befindet sich vorzugsweise auf der Vorderseile der Anodenstäbe 14, gegenüber den Kathoden 16. ■ „

Diaphragmen können auf den Anodenstäben 14 oder den Kathodenwellen 16, oder sowohl auf den Anodenstäben uhd den Kathodehwellen vorgesehen sein.

Die Fig. Io urid Π stellen eine gestreckte Plattenmetalltyp-Anode dar, die aus Titan, Tantal oder einem anderen Ventilmetall hergestellt ist und die mit einem elektrisch leitenden, elektrokatalytischen Überzug (in den Zeichnungen nicht dargestellt) auf mindestens der Vorderseite der Anode versehen ist. Die überzogene Vorderseite jeder Anode wird in einer Elektrolysezelle, wie in Fig. 1 bis 9 ein-

40 9 8 8 4/1310

schließlich dargestellt, gegenüber einer Kathode befestigt. Diese Anoden sind mit diamantförmigen Öffnungen 131 versehen, in denen der untere zentrale Teil a jeder diamantförmigen Öffnung bezüglich der vertikalen Mittelebene der Anode nach hinten gedrückt wurde und bei denen der obere zentrale Teil c jeder diamantförmigen Öffnung bezüglich der vertikalen zentralen Ebene der Anode nach vorne gedrückt wurde. Die Ecken b und d jeder diamantförmigen öffnung liegen angenähert in der vertikalen Ebene der Anode. Die untere Hälfte b-a-d jeder diamantförmigen Öffnung ist gegen die Rückseite der Anode geneigt oder gedrückt, während die obere Hälfte b-c-d jeder diamantförmigen öffnung gegen die Vorderseite der Anode hin geneigt oder gedrückt ist, so daß Gase, die auf der b-a-d-Hälfte jeder der diamantförmigen Öffnungen freigesetzt sind, durch diese Öffnungen auf die Rückseite oder hintere Seite der Anode hindurchgehen und durch die nach vorne geneigte obere Hälfte b-c-d der Anode hinter die Anode abgeleitet und in den Elektrolyt raum auf der Rückseite der Anode, weg von der Kathode, wie durch die Pfeile in Fig. Io und 11 dargestellt, weggeleitet werden. In Fig. 10 zeigen die festen Abschnitte der Pfeile den Weg der Gase entlang den Teilen b-a-d jeder öffnung an und der gepunktete Teil der Pfeile zeigt den Weg der Gase hinter den Teilen b-c-d jeder öffnung und von der Kathode weg, an.

409884/1310

so daß die Hauptmenge des entlang den Teilen b-a-d freigesetzten Gases, die nach der Rückseite der Anode hin geneigt sind, beim Einlaß in die diämantförmige Öffnung durch die Teile b-c-d, die nach der Vorderseite der Anode hin geneigt sind, auf die Rückseite der Anode abgelenkt werden. Auf diese Weise wird die Hauptmenge der entlang der überzogenen Vorderseite der Anoden freigesetzten

t t - 1

Gase durch die Öffnungen in den Anoden hindurchgeleitet und nach

: I ■ , 1 ^!

der Rückseite der Anoden, von den Kathoden und ihren Diaphragmen hinweg, abgeleitet.

Während in den Fig. 10 und 11 diämantförmige Öffnungen 131 dargestellt sind, können auch quadratische, runde, dreieckige, hexagonale oder anders geformte Öffnungen in Anoden 130 vorgesehen sein, wobei der untere Teil jeder-Öffnung nach der Rückseite der Anode hin und der obere Teil jeder öffnung nach der Vorderseite der Anode hin geneigt oder gedrückt sein kann, um dasselbe Ziel, das in Verbindung mit Fig. 10 und 11 beschrieben wurde, zu erreichen, nämlich die auf der Vorderseite jeder Anode freigesetzten Gase durch die darin befindliche öffnung zu leiten und sie nach der Rückseite jeder Anode abzulenken.

409884/1310

; < .■-.■■" ^ · ■ · 2"430"44r

Die Anodentypen aus gedehntem Metall der Fig. 10 und 11 körinen zu Anoden mit Wellenform, dargestellt in Fig. 1 bis 9, gebogen werden oder können flach verwendet werden.

Fig. 12 und 13 erläutern die Grundlagen dieser Erfindung bei dor Anwendung auf eine typische dimensionsstabile Anode, wie sie in monopolaren Diaphragmazellen verwendet wird, bei der Titan- oder andere geeignete Ableitbleche 132 auf den Vorderseiten 134 von hohlen, rechtwinkligen Anoden 135 mit sieb-, stab- oder netzförmigen Metallflächen, angewendet sind. Die anodischen Gase, die entlang jeder Vorderseite 134 der Anoden 135 aufsteigen, werden durch die Ablenkbleche 132 in Schlitze 133 in den AnQdenoberflächen und in das hohle Innere der Anoden 135 abgelenkt, wo sie durch die hohlen Anoden zum oberen Teil des Elektrolyten aufsteigen. Die Anoden 135 sind zwischen mit Diaphragmen bedeckten Kathoden befestigt und die Ablenkbleche 132 lenken die anodischen Gase von den mit Diaphragmen überzogenen Kathoden 136 weg. Die in Fig. 12 und 13 dargestellte Anodenkonstruktion entspricht der in der U.S. Patentschrift No. 3 707 454 dargestellten, jedoch können die Anoden dieser Figuren verschiedene Formen annehmen, wie sie derzeit in monopolaren Diaphragmazellen "verwendet werden.

AQ98847T3 10

Die Au s füh rungs form en der Erfindung, die in Fig. 1 bis 13 dargestellt sind, dienen nur zur Erläuterung und zahlreiche Modifikationen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die dargestellten Zellen können als unipolare Einzelzellen oder als bipolare Mehrfachzöllen verwendet werden und obgleich Titan und Stahl als Konstruktionsmetalle beschrieben wurden, können zahlreiche verschiedene und andere Metalle für die Anoden und Kathoden der Zelleinheiten verwendet werden. Beispiele anderer geeigneter Anodenmetalle sind die Ventilmetalle, Blei, Silber und deren Legierungen und Metalle,

die PbO₀, MnO ,-Fe_O usw. enthalten oder damit überzogen sind 2 2 ο 4

und Beispiele anderer geeigneter Kathodenmetalle sind Kupfer, Silber, rostfreier Stahl usw. Die verwendeten Metalle sollten geeignet sein, den korrodierenden oder anders beschaffenen Bedingungen zu widerstehen, die in den Anolyt- oder Katolyt-Abteilungen der Zelle beim Betrieb mit einem bestimmten Elektrolyten herrschen. Während auf den Kathoden, der Anode oder bei beiden normalerweise Diaphragmen verwendet werden, können die Zellen für bestimmte Zwecke auch.ohne Diaphragmen verwendet werden, so beispielsweise zur Herstellung von Chlorat, Perchlorat, Hypochlorit und Perjodat und für andere Elektrolyseverfahren, .bei denen eine Diaphragma-Abtrennung der Elektrolyse-

i - ;,'■'■'■ ι - ι :! I '

409884/1310

produkte nicht erforderlich ist. Die Diaphragmen können aus jede.m für diesen Zweck geeigneten Material gebildet sein, einschließlich Asbest, Gummi oder mit Kunstharz imprägniertem Asbest, permeabilitäts-selektiven Membranen, Membranen aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Perfluorsulfonsäure und anderen synthetischen oder natürlichen Membran- oder Diaphragma-Materialien.

409884/1310

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Entfernung anodischer Gase aus dem Zwischenelektrodenspalt zwischen den hohlen Anoden und den mit einem Diaphragma überzogenen Kathoden in einer Elektrolysezelle mit im wesentlichen vertikal befestigten dimensionsstabilen hohlen Anoden und mit Diaphragmen überzogenen Kathoden, dadurch gekennzeichnet, daß man die an den Anoden (14, 130, 135) freigesetzten Gase im wesentlichen vertikal entlang den AnodenVorderseitren nach oben leitet, die Gase durch Öffnungen in den¹ Anodenvorder sei ten hindurchleitet, die Gase auf die Rückseite der Anode aus dem Zwischenelektrodenspalt weg leitet und die Gase 'aus dem oberen Teil des hinter den Anoden befindlichen Raums entfernt. '

2.) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase durch Ablenkbleche auf der Rückseite der Anöden {1A\ 130, 135) auf die Rückseite der Anoden b

3.) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase durch Ablenkbleche auf der Vorderseite der Anoden auf die Rückseite der Anoden ablenkt.

«09884/1 310 .. ,.. _: -.

4.) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß man-tJie Gase durch auf der Vorder- und Rückseite der. Anoden befindliche Ablenkbleche (14a, 14b, 14c, 132) auf die Rückseite der Anoden ablenkt.

5.) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Anoden freigesetzten Gase durch diamantförmige öffnungen (131) in den'Anoden hindurchgeleitet und von der Vorderseite auf die Rückseite der Anoden abgelenkt werden,

6.) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Anoden freigesetzten Gase im wesentlichen vertikal entlang den Anodenstäben (14) nach oben steigen und nach der Rückseite der Anodenstäbe vom Zwischenelektrodenspalt weg durch Ablenkbleche weggelenkt werden, die sich-vom Zwischenelektrodenspalt weg und von den Anodenstäben nach oben erstrecken.

7.) Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase von den Anoden nach innen und in einem Winkel von angenähert 45 von der vertikalen Ebene der Anodenstäbe nach oben abgelenkt werden.

84/ 131 0

(&)) Elektrolysezelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie im

wesentlichen vertikal befestigte_/dimensions stabile hohle ■Metallanoden (14, 130, 135) und Kathoden (16, 136) aufweist, die einen Zwischenelektrodenspalt bilden, einen elektrisch leitenden, elektrokatalytischen Überzug auf den dimensionsstabilen Anoden die

dem Spalt zugekehrt sind, aufweist, im Spalt ein Diaphragma, das die Kathoden bedeckt, aufweist, Durchgänge durch die Anoden zum Auslaß von an den Anodenvorderseiten gebildeten anodischen Gasen nach der Rückseite der Anoden hin aufweist und Ableitbleche aufweist, die die anodischen Gase nach oben und vom Zwischenelektrodenspalt weg leiten.

9.) Zelle gemäss Anspruch 8, worin die Zelle bipolar ist und die Anoden'und Kathoden in Wellenform vorliegen.

10.) Zelle gemäss Anspruch 8, worin die Ableitbleche auf der Rückseite der Anoden angeordnet sind.

11.) Zelle gemäss Anspruch 8, worin die Ableitbleche auf der Vorderseite der Anoden angeordnet sind.

4 09884/1310

12.) Zelle gemäss Anspruch 8, worin die Ableitbleche auf der Vorderseite und auf der Rückseite der Anoden angeordnet sind.

13.) Zelle gemäss Anspruch 8, worin die Durchgänge durch die Anoden diamantförmige Öffnungen (131) sind und worin der obere Teil der diamantförmigen Öffnungen bezüglich der mittleren lon.gitudinalen Ebene der Anoden nach vorne und der untere Teil der diamantförmigen Öffnungen bezüglich der mittleren longitudinalen Ebene der Anoden nach hinten angeordnet sind, so daß die aus dem unteren Bereich der diamantförmigen Öffnungen freigesetzten Gase durch die diamantförmigen Öffnungen hindurchgehen und vom Zwischenelektrodenspalt weggelenkt werden.

14.) Zelle gemäss Anspruch 8-, worin die. Anoden aus im wesentlichen vertikal angeordneten Stäben (14) gebildet sind, die an den Ableitblechen befestigt sind.

.15.) Zelle gemäss Anspruch 14, worin die Anodenstäbe aus Titan bestehen, das mit. einem elektrisch leitenden, elektrokatalytischen Überzug versehen ist und die Ableitbleche nichtleitend sind."

409884/ 131 0

16.) Zelle gemäss Anspruch 15, worin die Anodenstäbe ausgewählt

t sind unter runden, ovalen, quadratischen und diamantförmigen

Stäben.

17.) Bipolare Elektrolysevorrichtung, die im wesentlichen vertikal befestigte hohle, wellenförmige Anoden und Kathoden aufweist, die dazwischen einen Zwischenelektrodenspalt bilden, wobei sich in den Anoden vertikale Rillen befinden, durch die an der Anode

. ι

freigesetzte Gase aufsteigen, und wobei Gasdurchleitungen durch

die Anoden und Ableitbleche zur Ableitung der anodischen Gase vom Zwischenelektrodenspalt weg angeordnet sind.

18.) Elektrolysiervorrichtung gemäss Anspruch 17, worin die Anoden aus vertikal befestigten Stäben gebildet sind.

19.) Elektrolysezelle mit im wesentlichen vertikal befestigten dimensions stabilen Metallanoden mit einem darauf befindlichen elektrisch leitenden elektrokatalytischert' Überzug und diamantförmigen Gasdurchlässen durch die Anoden, worin der obere Teil der diamantförmigen Öffnungen bezüglich der mittleren longitudinalen Ebene der Anoden nach vorne und der untere Teil der diamantförmigen Öffnungen bezüglich der mittleren longitudi-

409884/1310

-Si I

; . ■-■ . -35- ■ ' ■ · ■ ■

nalen Ebene der Anoden nach hinten geneigt sind, so daß vom unteren Bereich der diamantförmigen Öffnungen freigesetzte Gase durch die diamantförmigen Öffnungen durchgehen und vom Zwischenelektrodenspalt weggeleitet werden.

2ÖJ Verfahren zur Entfernung anodischer Gase aus dem Zwischenelektrodenspalt zwischen den Anoden und den Diaphragma-bedeckten -Kathoden¹ bei,einer mpnopolaren Diaphragma-Elektrolysezelle mit durch Diaphragmen überzogenetiKathoden und rechtwinkligen, hohlen, perforiert en. Anoden in den Zwischenräumen zwischen den Kathoden, dadurch gekennzeichnet, daß man die an den Anoden freigesetzten Gase im wesentlichen vertikal entlang¹ den Anodenvorderseiten nach oben leitet, einen Teil der Gase durch Öffnungen in den Anoden in deren hohles Innere leitet, einen Teil der Gase vom Zwischenelektfodenspalt weg und in den rechtwinkligen, höhlen Raum innerhalb der Anoden leitet und einen Teil der Gase aus dem Inneren des höhlen" Raums am oberen Teil der rechtwinkligen hohlen Anoden entfernt.

21.) Monopolare Diaphragmazelle mit von' Diaphragmen¹ übe'raogenen Kathoden und dimensions stabilen rechtwinkligen hohleh perforierten Metallanoden zwischen den Kathoden, die einen Zwischenelektroäen-

'40 9 88 47 1 31 0

spalt zwischen den Anoden und Kathoden bilden, mit einem elektrisch leitenden elektrokatalytischen Überzug auf dem Äußeren der dimensionsstabilen rechtwinkligen hohlen Anoden auf der dem Spalt gegenüberliegenden Seite, wobei zum Auslaß von an den Anodenvorderseiten gebildeten anodischen Gasen nach der Rückseite der Anodenvorderseiten '.hin Durchlässe durch die überzogenen Anodenvorderseiten und Ableitvorrichtungen zur Ableitung der anodischen Gase in die rechtwinkligen hohlen Räume in den Anoden und nach oben durch die rechtwinkligen hohlen Räume in den Anoden und vom Zwischenelektrodenspalt weg, vorgesehen sind.

22.) Verfahren zur Herstellung von Chlor in einer Elektrolysezelle mit hohlen perforierten, ineinandergreifenden Ventilmetallanoden in Fingerform, die sich von"der säure-resistenten Seite einer bimetallischen, tragenden Trennwand, die auf einer Seite säure-resistent

und auf der anderen Seite alkali-resistent ist, erstrecken und mit hohlen, perforierten Kathoden in Fingerform, die sich von der alkali-resistenten Seite der bimetallischen Trennwand erstrecken, wobei

Anoden- und Kathoden-Finger ineinandergepaßt sind und zwischeneinander einen Elektrolysespalt bilden und die ein Diaphragma zwischen Anoden- und Kathoden-Fingern aufweisen, wobei die Zelle mit einem Elektrolyt gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man von den

^r ' J > 1 ι · I ι ■ · . . I · ι

409884/1310

Anodenfingern zu den Kathoden fingern einen Elektrolysestrom durchleitet, der an der Anode Anodengase freisetzt, 'und einen Teil der Gase durch den Elektrolyt im Elektroden spalt nach oben leitet, einen weiteren Teil der Gase durch die perforierten Anodenfinger durch den Elektrolyt hinter den Anodenfingern nach oben leitet, beide Teile der anodischen Gase oberhalb des oberen Teils der Anoden ableitet und in einen Gasaufnahmeraum auf dem oberen Teil der Zelle führt, die Kathodenflüssigkeit und Kathodengase hinter den Kathodenfingern ableitet und den' Spiegel der Flüssigkeit hinter den Kathodenfingern unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Elektrolysespalt hält..

409884/1310

Leerseite