DE2515372B2 - Elektrolytische Diaphragmazelle mit horizontalen Elektroden - Google Patents
Elektrolytische Diaphragmazelle mit horizontalen ElektrodenInfo
- Publication number
- DE2515372B2 DE2515372B2 DE2515372A DE2515372A DE2515372B2 DE 2515372 B2 DE2515372 B2 DE 2515372B2 DE 2515372 A DE2515372 A DE 2515372A DE 2515372 A DE2515372 A DE 2515372A DE 2515372 B2 DE2515372 B2 DE 2515372B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cell
- chamber
- chlorine gas
- liquid
- anolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrolytische Zelle, die elektrolytische Kammern besitzt, die
horizontal durch ein Diaphragma jeweils in eine Anolytkammer mit einer im wesentlichen horizontalen
Anode über dem Diaphragma und in eine Katholytkammer mit einer im wesentlichen horizontalen Kathode
unter dem Diaphragma aufgeteilt ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf spezielle
Vorrichtungen zum Abziehen des Chlorgases.
Viele elektrolytische Prozesse, d. h. Prozesse in einer Diaphragmazelle und in einer Zelle mit permionischer
Membran, benötigen bei der Elektrolyse von Alkalichlorid-Solen zur Erzeugung von Chlor, Wasserstoff
und entweder Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid einen Solendruck, um den Elektrolyten
durch das Diaphragma oder die permionische Membran hindurchzutreiben. Dies ist besonders bei elektrolytischen
Prozessen der Fall, bei denen entweder modifizierte Diaphragmen, z. B. solche mit verschiedenartigen
Zusätzen zur Verlängerung ihrer Lebensdauer oder abgewandelte permionische Membranen
verwendet werden.
Zusammengesetzte bipolare Elektrolysiervorrichtung, d. h. bipolare Elektrolysiervorrichtungen mit einer
Vielzahl von bipolaren elektrolytischen Zellen, wobei jede in eine Anolyt- und eine Katholytkammer
durch ein horizontales Diaphragma oder eine horizontale permionische Membran abgeteilt ist und die
Anolytkammer einer Zelle über dem Diaphragma oder der Membran der Zelle und die Katholytkammer
der Zelle unter dem Diaphragma oder der Membran angeordnet sind und eine Vielzahl derartiger Zellen
eine auf der anderen aufgebaut sind, liefern einen hohen Betrag an Elektrodenfläche pro Einheit Bodenfläche.
Dennoch wird in derartigen zusammengesetzten, bipolaren, horizontalen Zellen eine Wirtschaftlichkeit
der Konstruktion und der Verfahrensweise durch eine geringe Höhe der einzelnen Zellen verwirklicht.
Aus diesem Grund könnte eine große einzelne Zelle zur Erzeugung eines höheren Solendrukkes
die Wirtschaftlichkeit der zusammengesetzten, ϊ bipolaren, horizontalen Zellenanordnung ausgleichen.
Zusätzlich findet diese horizontale Zellenanordnung bei Umsetzungen in Quecksilberzellen Verwendung.
Derartige Umsetzungen, die aufgrund von Um-
Hi weltschutz-Überlegungen notwendig wurden, erfolgen
in einer elektrolytischen Zelle, wie einer ursprünglichen Quecksilberzelle mit einer horizontalen
Anode über einer horizontalen Kathode und einem horizontalen Diaphragma oder einer permioni-
ΐϊ sehen Membran dazwischen.
Die bestehende Zellenbauweise und die Sammelschienen der QuecksiJberzellen erschweren die Verwendung
von Druckeinrichtungen für den Elektrolyten innerhalb einer derartigen elektrolytischen Zelle.
-'» Ein Weg zur Verstärkung des Flusses des Elektrolyten durch die permeable Sperre besteht darin, ein
Vakuum an die Katholytseite anzulegen. Dennoch kann auch diese Versorgung mit Vakuum an de; Katholytseite
Chlorgas durch die permeable Sperre zie-
_'"> hen, wodurch sich das nebeneinander Vorliegen von
Chlorgas und Wasserstoff gas innerhalb der Katholytkammer ergibt. Dies ist aber aus Gründen der Sicherheit
unerwünscht.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine
i« verbesserte elektrolytische Zelle unter Vermeidung
der zuvor geschilderten Nachteile zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrolytische Zelle mit einer elektrolytischen
; ι Kammer, die durch ein Diaphragma horizontal in eine
Anolytkammer mit einer im wesentlichen horizontalen Anode über der Sperre und in eine Katholytkammer
mit einer im wesentlichen horizontalen Kathode unter der horizontalen Sperre aufgeteilt ist, mit Mit-
Hi teln zum Beschicken der Anolytkammer mit einer Alkalichloridsole,
mit Mitteln, um einen elektrischen Strom durch die Zelle fließen zu lassen, wobei Chlorgas
an der Anode erzeugt wird, mit einem Mittel zum Ansammeln des Chlorgases in der Anolytkammer,
ι -, wobei dort ein Chlorgaspolster unter Überdruck aufrechterhalten
wird, Mittel zum Abziehen des Chlorgases unter Aufrechterhaltung des Überdrucks des
Gaspolsters aus der Anolytkammer zu einem eine Flüssigkeit enthaltenen Tank und ist gekennzeichnet
mi durch ein mit der abwärtsführenden Rohrleitung innerhalb
des Tanks in Verbindung stehendes, nach oben verlaufendes Rohrstück und einen darüber unterhalb
des Pegels der Flüssigkeit angeordneten Glokkenboden.
vi Die erfindungsgemäße elektrolytische Zelle wird
betrieben, indem man die Anolytkammer mit einer Alkalihalogenidsolc beschickt; einen elektrischen
Strom durch die Zellen mit einer Stromstärke fließen läßt, die hoch genug ist, um einen ausreichenden Was-
1,0 serstoffgasdruck an der Kathode zu erzeugen, damit
dem uneingeschränkten Fluß des Elektrolyten durch die permeable Sperre von der Anolyt- zur Katholytkammer
entgegengewirkt wird; ein Halogengas an der Anode erzeugt und das Gas in der Anolytkammer
h> über dem Anolyten ansammelt, um ein Halogengaspolster
in dieser Kammer aufrechtzuerhalten; und daß man das Halogengas von der Anolytkammer zu einem
eine Flüssigkeit enthaltenden Tank abzieht, wobei das
Gas aus den Zellen in die Flüssigkeit gefördert und ein ausreichender Flüssigkeitspegel in dem Tank über
dem Pegel der Anolytflüssigkeit in den Zellen aufrechterhalten wird, so daß der Fluß der Anolytflüssigkeit
durch die permeable Sperre hindurch gegen den Druck des Wasserstoffgases zu der Anolytkammer erhöht
wird.
Vorzugsweise wird die Anolytkammer mit einer Natriumchlorid- oder einer Kaliumchloridsole beschickt.
Die Erfindung wird nunmehr noch näher anhand der Figuren erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische, teilweise im Ausschnitt
wiedergegebene Ansicht einer Vorrichtung, um einen hohen Chlorpartialdruck innerhalb der
Anolytkammer einer elektrolytischen Zelle zu erzielen.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 mit einer angeschlossenen horizontalen
Zelle.
Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Darstellung einer horizontalen, bipolaren Diaphragmazelle in
Kombination mit der Vorrichtung von Fig. 1.
Fi g. 4 ist eine teilweise aufgeschnittene Darstellung einer umgewandelten Quecksilberzelle in Kombination
mit der Vorrichtung von Fig. 1.
In einer elektrolytischen Zelle (1) mit ei icr horizontalen,
permeablen Sperre (11) wird die aektrolytische Kammer durch diese permeable Sperre (11) in
eine Anolytkammer (21) über dieser Sperre und in eine Katholytkammer (31) unter dieser Sperre aufgeteilt.
Innerhalb einer derartigen Zelle (1) sind die Elektroden (23,33) im wesentlichen parallel zueinander
und zu der permeablen Sperre (H) angeordnet, wobei sich die Anode (23) in der Anolytkammer (21)
über dieser Sperre und die Kathode (33) in der Katholytkammer (31) unter dieser Sperre (1) befindet. Derartige
Zellen werden im nachhinein als horizontale Zellen oder Zellen mit horizontaler Bauweise bezeichnet.
Moderne Zellen mit horizontaler Bauweise zeichnen sich auch durch einen geringen vertikalen Abstand
zwischen der Anode (23) und dem Oberteil (25) der Anolytkammer (21) aus. Aufgrund dessen ist der
Abstand über der Anode (23) für die Anolytflüssigkeit zur Erzeugungeines hydrostatischen Druckes begrenzt.
Die Größe des vertikalen Abstandes kann weniger als 61 cm. häufig weniger als 45,7 cm und sogar
weniger als 30,5 cm betragen. Eine derartige Höhe ist aber unzureichend, um einen ausreichenden Solendruck
zu erzielen, um den Elektrolyten durch die permeable Sperre hindurch zu treiben.
Bei der Arbeitsweise in einer horizontalen elektrolytischen Zelle (1) wird die Anolytkammer mit einer
Solenlösung mit etwa 275 bis etwa 325 oder noch mehr g/l Natriumchlorid beschickt. Diese Solenlösung
kann gesättigt oder sogar übergesättigt sein. Ein elektrischer Strom fließt durch die Zelle (1) von der Anode
(23) durch den Elektrolyten zu und durch die permeable Sperre (11) zu der Kathode (33). An der Anode
(23) wird Chlorgas entwickelt, und die Anolytflüssigkeit fließt durch die permeable Sperre (11) zu der Katholytkammer
(31). Innerhalb der Katholytkammer (31) wird ander Kathode (33) Wasserstoffgas gebildet
und eine Katholytflüssigkeit aus Natriumhydroxid und Natriumchlorid wird erhalten.
Eine Katholytflüssigkeit. die etwa 120 bis 150 g/l Natriumhydroxid und etwa 175 bis etwa 225 g/l Natriumchlorid
in einer Diaphragmazelle und etwa 80 bis etwa 440 g/l Natriumhydroxid und etwa 0,10 bis
etwa 10 g/l Natriumchlorid in einer mit einer permionischen
Membran ausgerüsteten Zelle enthält, wird "> von der Katholytkammer rückgewonnen. Zusätzlich
kann ein Teil der Anolytflüssigkeit von der Anolytkammer entfernt werden, wobei sie mit frischer Sole
auf konzentriert oder gesättigt und zu der Anolytkammer im Kreislauf rückgeführt wird.
in Die beschriebene Arbeitsweise in einer derartigen
elektrolytischen Zelle ist jedoch nicht auf Natriumchloridsolen beschränkt, vielmehr können auch andere
Alkalihalogenidsolen verwendet werden, beispielsweise Kaliumchloridsolen.
ι ·Ί Mit den erfindungsgemäßen Einrichtungen wird die
Arbeitsweise der elektrolytischen Zelle dadurch erleichtert, daß man ein Chlorgaspolster (41) an dem
Oberteil (25) der Anolytkammer (21) schafft. Das Chlorgaspolster (41) ist bei einem erhöhten Druck in
-'» der Weise vorhanden, daß ein hydrostatischer Druck
innerhalb der Anolytkammer (21) geschaffen wird. Der Druck des Chlorgaspolsters kann z. B. etwa 0,135
bis etwas 1,35 kg/cm2 abs betragen.
Der hydrostatische Druck verstärkt den Fluß der
r> Elektrolyten durch die permeable Sperre (11). Das Chlorgaspolser (41) wird bei einem erhöhten Druck
gehalten, währenddessen das Chlor aus der Anolytkammer (21) abgezogen wird.
In der Regel wird das Chlorgaspolster (41) inner-
Hi halb der Anolytkammer (21) dadurch aufrechterhalten,
daß man das Chlorgas in eine Flüssigkeitssäule fördert. Wie z. B. in den Fig. 2, 3 und 4 zu sehen,
kann das Chlorgas aus der Anolytkammer (21) der Zelle (1) zu einem eine Flüssigkeit enthaltenden Tank
i> (51) abgezogen und in die Flüssigkeit (53) in dem
Tank (51) gefördert werden. Ein Pegel (55) der Flüssigkeit (53), der zur Erzeugung eines hydraulischen
Druckes innerhalb der Anolytkammer (21) ausreicht, wird innerhalb des eine Flüssigkeit enthaltenden Tan-
Hi kes (51) aufrechterhalten. Dieser Druck reicht aus,
um den Elektrolyten aus der Anolytkammer (21) zu und durch die permeable Sperre (11) in der Katholytkammer
(31) zu befördern, wodurch der Fluß des Elektrolyten durch die Sperre (11) erhöht oder ver-
r> stärkt wird. Bei dieser Verfahrensweise ist der hydrostatische
Druck ausreichend, um den Elektrolyten durch die Sperre (11) hindurch gegen den Druck des
gebildeten Chlors zu drücken, wodurch ein hoher Kathodenstromwirkungsgrad
erhalten wird.
>(i Der obere Pegel (55) der Flüssigkeit (53) in dem
Tank (51) befindet sich ausreichend über dem Pegel des Gasauslasses (59) in dem Tank (51), um das
Chlorgas in eine bestimmte Flüssigkeitssäule zu fördern, wodurch ein hydrostatischer Druck innerhalb
v. der Anolytkammer (21) erzeugt wird. Beispielsweise kann der obere Pegel (55) der Flüssigkeit (53) in dem
Tank (51) von etwa 0,31 m bis etwa 1,22 m und mehr,
d. h. 1,52 oder 1,83 m über dem Pegel des Gasauslasses (59) in dem Tank (51) sein. Der Pegel (55) der
wi Flüssigkeit (53) kann beispielsweise durch eine bewegliche
Röhre oder Leitung (60) reguliert werden, wobei der Druck des Chlorgaspolsters geregelt wird.
Dabei kann ein höherer Druck vorgesehen sein, beispielsweise dann, wenn das Diaphragma besonders
h> dicht ist oder wenn die Stromdichte hoch ist. Das
Chlorgas wird mittels einer Einrichtung zur Gasrückführung (54) in dem oberen Teil des Tankes (51)
rückgewonnen. Die überlaufende Flüssigkeit, z. B. die
Sole, wird von der beweglichen Röhre oder Leitung (60) rückgewonnen.
In Fig. 3 wird eine Ausführungsform einer verbesserten
elektrolytischen Zelle (1) gemäß der Erfindung gezeigt. Die hier gezeigte Zelle ist eine horizontale
Zelle (3), d. h. eine Elektrolysiervorrichtung mit mehreren zusammengesetzten, bipolaren Diaphragmazellen.
Während nur 2 derartige Zellen in der Figur gezeigt werden, können auch 5 oder mehr, z. B. 11
oder 15 oder 20 Zellen innerhalb einer Elektrolysiervorrichtung
vorhanden sein. Diese Zellen (3) besitzen eine bipolare Bauweise, d. h. die Kathode (33) einer
Zelle ist elektrisch in Reihe mit der Anode (23) der direkt darunter liegenden Zelle geschaltet. Dies kann
durch ein übliches Mehrfachbauteil, z. B. eine bipolare Baueinheit (61), bewerksteiiigt werden. Eine
derartige bipolare Einheit (61) umfaßt die Kathode (33) einer Zelle (3), ein undurchlässiges Gehäuse mit
einem metallischen, horizontal verlaufenden Boden oder Fläche (62) und die Anode (23) der nächsten
benachbarten Zelle (3).
Während der Arbeitsweise in einer derartigen Zelle wird ein Solendruck innerhalb der Anolytkammer
(21) mit Hilfe eines Chlorgaskissens (41) in dem oberen Teil der Anolytkammer (21) aufrechterhalten.
Eine Chlorgasleitung (43) erstreckt sich von der Anolytkammer (23) zu dem eine Flüssigkeit enthaltenden
Tank (51). Der Pegel des Einlasses (75) der Rohrleitung (43) der Anolytkammer (21) wird als der Überflußpegel
der Zelle bezeichnet.
Innerhalb des Tankes (51) wird das Chlorgas in der Weise gefördert, daß das Chlorgas statt weniger großer
Blasen viele kleine Bläschen bildet. Erfindungsgemäß wird das Chlorgas in ein aufwärts gerichtetes
Rohrstück (58) mit einem Glockenboden (59) oder dergleichen gefördert. Wie in den Figuren gezeigt,
kann der Glockenboden (59) mit gerippten Kanten verschen sein, um den Chlorgasstrom in kleine Bläschen
aufzuteilen. Dabei wird ein gleichmäßiger Druck von etwa 0,135 bis etwa 1,35 kg/cm2 abs. innerhalb
der Anolytkammer (21) erhalten. Es ist jedoch auch möglich, das Chlorgas abwärts in eine Flüssigkeit
durch eine abwärts gerichtete Röhre durch ein Gitter oder Netz zu leiten.
Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Zelle mit den Einrichtungen zum Chlorgasabzug kann
außerdem in Quecksilberzellen (5) verwendet werden, wodurch sie für eine Diaphragmazellenarbeitsweise
umgewandelt sind. Eine derartige Quecksilberzellenumwandlung ist in Fig. 4 gezeigt. In typischer
Weise haben derartige Quecksilberzelleii (5) eine geneigte metallische Ebene oder Fläche (35), um das
Quecksilber fortzuführen. Die kathodischen Stromzuleitungsschienen (81) schicken den Strom zu der geneigten
Fläche (35). Die geneigte Fläche (35) ist besonders häufig aus Eisen, Kobalt, Nickel, Stahl,
rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material hergestellt, das nicht leicht durch naszierenden Wasserstoff,
Natriumhydroxid oder Quecksilber angegriffen wird. In der Regel besitzt der Boden (35) ein Gefälle
von etwa V,% bis etwa 2% in der Richtung des Quecksilberflusses. In einer Quechsilberzelle, die in
eine Diaphragmazelle umgebaut ist, sollte ein ausreichendes Gefälle aufrechterhalten werden, um die
Zellflüssigkeit an einem Ende der Zelle sich sammeln zu lassen, aber das Gefälle sollte wiederum nicht so
groß sein, daß das entgegengesetzte Ende der Zelle trocken läuft. Beispielsweise kann das Gefälle des Bo-
dens etwa V4 bis etwa '/2% betragen.
Die Anoden (23) werden in typischer Weise an den Zellenoberteil (83) aufgehängt und befinden sich ir
einem ausreichenden Abstand von dem Zellenbodet (35), um einen Abstand von etwa 2,15 mm bis etw;
3,2 mm über dem Quecksilber, d. h. einen Abstanc von etwa 3,8 mm bis etwa 7,6 mm über dem Zellenboden
zu schaffen. Eine typische Quecksilberzelle (5 umfaßt außerdem Mittel zur Solenbeschickung unc
Quecksilberbeschickung an dem höher gelegener Ende der Zelle, Mittel zur Rückgewinnung der Sole
und des Quecksilbers an dem tieferen Ende der Zelle sowie Mittel zur Chlorrückgewinnung entlang der gesamten
Länge der Zelle.
Wenn es notwendig ist, eine Quecksilberzelle füi eine Diaphragmazellenarbeitsweise umzubauen, wird
eine elektrolytisch permeable Kathode (33) geschaffen, die einen Abstand von dem Zellenboden (35) hat
Die elektrolytisch permeable Kathode (33) ist in der Regel etwa 5,1 cm bis etwa 12,7 cm von dem Zellenboden
(35) entfernt und wird von ihm durch U-förmige Ständer oder Bügel (37) gehalten. Diese Ständer
oder Bügel (37) können perforiert sein, um die Zellflüssigkeit entlang der Gesamtlänge der Zelle (35) bi
zu den Mitteln zur Rückgewinnung (71) der Zellflüssigkeit fließen zu lassen. Die U-förmigen Ständer oder
Bügel (37) können mit der Zelloberfläche (35) beispielsweise durch miteinander Verschweißen oder
Verschrauben zusammengehalten werden. Alternativ können die Ständer oder Bügel (37) einfach auf der
Bodenfläche (35) aufliegen. Die Kathode (33) kann mit diesen Bügeln (37) beispielsweise durch Verschweißen
oder Verschrauben verbunden sein. Andererseits kann die Kathode (33) auch genau auf dem
Oberteil dieser Bügel aufliegen.
Diese Bügel (37) können einen elektrischen Strom von den Kathoden (33) zu den kathodischen Stromzuführungsschienen
(81) leiten. Andererseits können auch elektrische Verbindungsleitungen (85) den elektrischen
Strom von den Kathoden (33) zu den kathodischen Stromzuführungsschienen (81) leiten. Der
elektrische Kontakt kann mittels Klemmen (86) an dem Zellenboden, die mit der Kathode (33) zum Eingriff
kommen, oder mittels Klemmen an der Kathode die mit den Leitungen (85) am Zellenboden (35) zum
Eingriff kommen, geschaffen werden.
Eine permeable Sperre ist über der Kathode (33) vorgesehen. Diese permeable Sperre (11) definiert die
obere Begrenzung der Katholytkammer (31) sowie die untere Begrenzung der Anolytkammer (21).
In einem derartigen Quecksilberzellenumbau (5) werden die Anoden (23) über der üblichen Lage der
Anode innerhalb einer Quecksilberzelle angehoben damit der Einbau der Kathode (33) und der permeablen
Sperre (11) in dieser umgebauten Zelle (5) ermöglicht wird. Dabei können die Kathoden (33), die
ursprünglich für die Verwendung in Quecksilberzellen gefertigt wurden, aufgearbeitet und beim Einsatz in
Diaphragmazellen oder Zellen mit permionbclieri
Membranen verwendet werden. Daher bewirkt ein derartiger Zellenumbau eine Kostensenkung. In der
Regel werden die Anoden (23) in einem Abstand von etwa 1,59 mm bis etwa 19,05 mm über den Kathoden
(33) und im allgemeinen weniger als 9,53 mm über den Kathoden (33) angeordnet, wenn die permeable
Sperre ein abgelagertes Asbestdiaphragma ist. Dennoch kann die Anode, wenn diese Sperre ein Asbestpapierdiaphragma,
z. B. ein 1,27 mm Asbestpapier-
diaphragma ist, in einem engen Abstand über der Kathode angeordnet sein, der etwa 1,27 mm bis etwa
3,18 mm beträgt.
In einem derartigen Zellenumbau wird das üblicherweise für eine Quecksilberzellenarbeitsweise verwendete
Zellenoberteil (83) aus Metall oder einem stabilen Kunststoff ersetzt, um die Aufnahme des unter
Druck stehenden Chlorgaspolsters (41) zu ermöglichen.
Bei der Arbeitsweise in der Zelle gemäß Fi g. 3 oder 4 wird eine Sole mittels entsprechender Mittel zur Solebeschickung
(77) in die Zelle (3, 5) gefördert. Ein elektrischer Strom fließt von der Anode (23) durch
die permeable Sperre (11) zu der Kathode (33), wobei Chlor an der Anode (23) und Wasserstoff an der Kathode
(33) erzeugt wird. Das an der Anode (33) gebildete Chlorgas wird durch eine Gasleitung (43) mit
dem Einlaß (75) unter erhöhtem Druck entfernt, beispielsweise bei einem Druck von etwa 0,135 kg/cm2
abs. bis etwa 1,35 kg/cm2 abs. innerhalb eines eine
Flüssigkeit (53) enthaltenen Tanks (51). Die Abführung des Chlorgases in diesem Tank (51) erfolgt über
eine Chlorgasleitung (43), welche das Chlor in die Flüssigkeit (53) leitet. Die Abwärtsleitung des in die
Flüssigkeit geförderten Gasstromes wird mittels einer Glockenbodenanordnung (58,59) bewerkstelligt. Bei
dieser Arbeitsmethode wird der Druck des Chlorgaspolsters (41) zwischen etwa 0,135 und etwa 1,35 kg/
cm2 abs. gehalten, wodurch der Fluß der Anolytflüssigkeit zu der perrneablen Sperre verstärkt wird.
Die Flüssigkeit (53) innerhalb des Tanks (51) kann entweder Sole oder Wasser sein. Besonders häufig ist
diese Flüssigkeit eine Sole, die entweder gesättigt oder verdünnt ist. Eine Sole wird aufgrund des Überlaufes
in den Tank (51) aus der Zelle (1, 3 oder 5) durch die Leitung (43) und den Rückfluß in die Zelle aus
dem Tank (51) über die Leitung (43) bevorzugt. Häufig wird ein beträchtlicher Überschuß an Sole, insbesondere
bei Arbeitsweisen bei hohen Stromdichten, z. B. über etwa 400 Ampere pro 929 cm2 und besonders
etwa über 600 oder sogar 800 oder noch mehr Ampere pro 929 cm2 zu der Zelle gefördert, z. B. ein
400%iger oder 600%iger oder sogar ein 800%iger
Überschuß an Sole. Dieser Überschuß an Sole kann über die Leitung (43) und den trichterförmigen Bo
denteil (57) mit der beweglichen Röhre (60) rückgewonnen und zusammen mit der frischen Sole der Zelle
(1, 3 oder 5) im Kreislauf zugeführt werden.
Bezugszeichenliste
1 Elektrolytische Zelle
3 Horizontale Zelle
5 Quecksilberzelle
11 permeable Sperre, Diaphragma, permionische
Membran
21 Anolytkammer
23 Anode
25 Oberteil von 21
31 Katholytkammer
33 Kathode
35 Bodenfläche der Zelle, Gesamtlänge der Zelle
37 U-förmiger Ständer oder Bügel
41 Chlorgaspolster oder -kissen
43 Chlorgasrohrleitung
51 Flüssigkeit enthaltender Tank
53 Flüssigkeit
54 Einrichtung zur Gasrückführung
55 Pegel von 53
57 trichterförmiger Bodenteil von 51
58 nach oben verlaufender Röhrenteil von 43
59 Gasauslaß oder Glockenboden
60 bewegliche Röhre
61 bipolare Baueinheit
62 horizontale Fläche oder Boden 65/67 Deckenteil
68 elektrische Leitungsmittei
69 Stützbauteile
71 Mittel zum Entfernen bzw. Rückgewinnen der
Zellflüssigkeit
73 Mittel zum Entfernen bzw. Rückführen des
73 Mittel zum Entfernen bzw. Rückführen des
Wasserstoffs
75 Einlaß der Chlorgasleitung 43
75 Einlaß der Chlorgasleitung 43
77 Mittel zur Solebeschickung
78 Einrichtung zum Sprühen, Blasen oder Spritzen der Sole
79 öffnungen
81 Strom-Zuleitungs- oder -Zuführungsschienen
83 Zellenoberteil
85 elektrische Verbindungsleitungen
86 Klemmen oder Anschlüsse
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrolytische Zelle mit einer elektrolytischen Kammer, die durch ein Diaphragma horizontal in eine Anolytkammer mit einer im wesentlichen horizontalen Anode über der Sperre und in eine Katholytkammer mit einer im wesentlichen horizontalen Kathode unter der horizontalen Sperre aufgeteilt ist, mit Mitteln zum Beschicken der Anolytkammer mit einer Alkalichloridsole, mit Mitteln, um einen elektrischen Strom durch die Zelle fließen zu lassen, wobei Chlorgas an der Anode erzeugt wird, mit einem Mittel zum Ansammeln des Chlorgases in der Anolytkammer, wobei dort ein Chlorgaspolster unter Überdruck aufrechterhalten wird, Mitteln zum Abziehen des Chlorgases unter Aufrechterhaltung des Überdrucks des Gaspolsters aus der Anolytkammer zu einem eine Flüssigkeit enthaltenden Tank, gekennzeichnet durch ein mit der abwärtsführenden Rohrleitung (43) innerhalb des Tanks (51) in Verbindung stehendes, nach oben verlaufendes Rohrstück (58) und einen darüber unterhalb des Pegels (55) der Flüssigkeit (53) angeordneten Glockenboden (59).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US460414A US3893897A (en) | 1974-04-12 | 1974-04-12 | Method of operating electrolytic diaphragm cells having horizontal electrodes |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2515372A1 DE2515372A1 (de) | 1975-10-16 |
DE2515372B2 true DE2515372B2 (de) | 1980-06-04 |
DE2515372C3 DE2515372C3 (de) | 1981-02-12 |
Family
ID=23828610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2515372A Expired DE2515372C3 (de) | 1974-04-12 | 1975-04-09 | Elektrolytische Diaphragmazelle mit horizontalen Elektroden |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3893897A (de) |
JP (1) | JPS5248116B2 (de) |
BE (1) | BE827842A (de) |
CA (1) | CA1069462A (de) |
DE (1) | DE2515372C3 (de) |
FR (1) | FR2267390B1 (de) |
GB (1) | GB1463289A (de) |
NL (1) | NL7504094A (de) |
SE (1) | SE400315B (de) |
ZA (1) | ZA751804B (de) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS534796A (en) * | 1976-07-05 | 1978-01-17 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Electrolysis of pressurized alkali halide |
FR2426747A1 (fr) * | 1978-05-26 | 1979-12-21 | Solvay | Procede d'electrolyse dans une cellule a diaphragme non mouillable |
FR2426746A1 (fr) * | 1978-05-26 | 1979-12-21 | Solvay | Procede d'electrolyse dans une cellule a diaphragme non mouillable |
US4256551A (en) * | 1978-11-02 | 1981-03-17 | Imperial Chemical Industries Limited | Electrolytic process |
US4204920A (en) * | 1978-12-06 | 1980-05-27 | Allied Chemical Corporation | Electrolytic production of chlorine and caustic soda |
US4247376A (en) * | 1979-01-02 | 1981-01-27 | General Electric Company | Current collecting/flow distributing, separator plate for chloride electrolysis cells utilizing ion transporting barrier membranes |
EP0077982B1 (de) * | 1981-10-22 | 1987-04-29 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Elektrolyseverfahren und elektrolytische Zelle |
EP0110425A3 (de) * | 1982-12-06 | 1985-07-31 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Elektrolytisches Verfahren für eine wässrige Alkalimetall-Halogenidlösung und Elektrolysezelle dafür |
JPS59193290A (ja) * | 1983-04-16 | 1984-11-01 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 電解槽 |
JPS6059086A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 電解方法 |
DE3401637A1 (de) * | 1984-01-19 | 1985-07-25 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Verfahren zum elektrolysieren von fluessigen elektrolyten |
DE3425862A1 (de) * | 1984-07-13 | 1986-01-23 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Elektrolysezelle mit horizontal angeordneten elektroden |
US4758317A (en) * | 1986-11-20 | 1988-07-19 | Fmc Corporation | Process and cell for producing hydrogen peroxide |
JPH0778525A (ja) * | 1993-09-07 | 1995-03-20 | Hitachi Ltd | 透明導電膜用材料とそれを用いた透明導電膜の製法 |
US8882972B2 (en) | 2011-07-19 | 2014-11-11 | Ecolab Usa Inc | Support of ion exchange membranes |
US8562810B2 (en) | 2011-07-26 | 2013-10-22 | Ecolab Usa Inc. | On site generation of alkalinity boost for ware washing applications |
US11505481B2 (en) | 2017-04-20 | 2022-11-22 | Michael Siegert | Multi-purpose bio-electrical modules and procedures |
SG11202104626YA (en) * | 2018-11-26 | 2021-06-29 | Agency Science Tech & Res | An electrochemical reactor system comprising stackable reaction vessels |
CN112725832A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 阳光电源股份有限公司 | 一种水电解制氢控制方法、系统及控制器 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2882210A (en) * | 1955-07-01 | 1959-04-14 | George N Jenks | Electrolytic water purification process |
US3623970A (en) * | 1968-01-30 | 1971-11-30 | Georg Haas | Compact ozonizer for water lines |
US3736322A (en) * | 1971-07-19 | 1973-05-29 | Lockheed Aircraft Corp | Chlorinator cell with internal pressure regulation |
-
1974
- 1974-04-12 US US460414A patent/US3893897A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-03-21 ZA ZA00751804A patent/ZA751804B/xx unknown
- 1975-04-02 CA CA223,667A patent/CA1069462A/en not_active Expired
- 1975-04-07 NL NL7504094A patent/NL7504094A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-04-09 DE DE2515372A patent/DE2515372C3/de not_active Expired
- 1975-04-10 SE SE7504149A patent/SE400315B/xx unknown
- 1975-04-10 FR FR7511235A patent/FR2267390B1/fr not_active Expired
- 1975-04-11 GB GB1490975A patent/GB1463289A/en not_active Expired
- 1975-04-11 BE BE155328A patent/BE827842A/xx unknown
- 1975-04-11 JP JP50044180A patent/JPS5248116B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7504094A (nl) | 1975-10-14 |
ZA751804B (en) | 1976-10-27 |
BE827842A (fr) | 1975-10-13 |
CA1069462A (en) | 1980-01-08 |
JPS5248116B2 (de) | 1977-12-07 |
GB1463289A (en) | 1977-02-02 |
SE400315B (sv) | 1978-03-20 |
DE2515372C3 (de) | 1981-02-12 |
FR2267390A1 (de) | 1975-11-07 |
JPS50143799A (de) | 1975-11-19 |
DE2515372A1 (de) | 1975-10-16 |
AU7960575A (en) | 1976-09-30 |
US3893897A (en) | 1975-07-08 |
FR2267390B1 (de) | 1977-11-10 |
SE7504149L (sv) | 1975-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2515372C3 (de) | Elektrolytische Diaphragmazelle mit horizontalen Elektroden | |
DE2629506A1 (de) | Elektrolysezelle fuer die herstellung von alkalimetallhydroxiden und halogenen | |
EP0182114B1 (de) | Elektrolyseapparat mit horizontal angeordneten Elektroden | |
DE3025662A1 (de) | Elektrolytische zelle | |
DE2930609A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen erzeugung von halogenen und dafuer geeignete elektrolysezelle | |
DE4444114A1 (de) | Druckkompensierte elektrochemische Zelle | |
DE1671430A1 (de) | Vorrichtung fuer elektrochemische Umsetzung | |
DE2827266A1 (de) | Verfahren zur elektrolyse in einer membranzelle unter einhaltung eines durch druckbeaufschlagung erzielten gleichmaessigen abstands sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
EP1073780B1 (de) | Elektrolyseapparat zur herstellung von halogengasen | |
DE1467067A1 (de) | Elektrolytische Zelle | |
DE2248552A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von halogenaten | |
DE10203689A1 (de) | Kathodischer Stromverteiler für Elektrolysezellen | |
DE2845832A1 (de) | Vorrichtung zur diaphragma-elektrolyse | |
DE2125941C3 (de) | Bipolare Einheit und damit aufgebaute elektrolytische Zelle | |
DE2255741C3 (de) | Diaphragmenserienelektrolysevorrichtung | |
DE2737086C3 (de) | Elektrolysierverfahren und bipolare Elektrolysiervorrichtung | |
EP0241633B1 (de) | Verfahren zur Elektrolyse von Alkalichlorid-Lösungen | |
DE706834C (de) | Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Alkalihydroxydloesungen | |
DE10306342B4 (de) | Elektrolysevorrichtung | |
DE1567964A1 (de) | Kathodenstruktur fuer elektrolytische Zellen | |
EP0170092B1 (de) | Elektrolysezelle mit horizontal angeordneten Elektroden | |
DE2030610B2 (de) | Alkalielektrolyse-diaphragmazelle | |
DE2653538B2 (de) | Elektrolytische Diaphragma-Zelle und Verfahren zu ihrer Montage | |
DE898890C (de) | Zelle zur Elektrolyse der Loesungen von Alkalicarbonat oder sich aehnlich verhaltenden Salzen | |
DE4318533A1 (de) | Bipolare Elektrolysezelle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |