DE2611767A1

DE2611767A1 - Verfahren zur vermeidung von wasserstoffbildung beim kurzschliessen von elektrolysezellen

Info

Publication number: DE2611767A1
Application number: DE19762611767
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Dobbers; Henning Dipl Chem Dr Erfurth; Helmut Dr Klotz; Franz Walczak
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1977-09-29
Also published as: FR2344650A1; NL7702857A; JPS52114497A; BE852594A

Description

509 Leverkusen. Bayerwerk

Verfahren zur Vermeidung von Wasserstoffbildung beim Kurzschließen von Elektrolysezellen

Die Bildung von Wasserstoff in Elektrolysezellen, insbesondere bei der Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren kann sehr unterschiedliche Ursachen haben, und zwar:

a) zu hohe Amalgamkonzentration;

b) Ablagerungen am Zellenboden;

c) in der Sole enthaltene Störmetalle;

d) gegebenenfalls weitere störende Einflüsse.

Der so während des Betriebs in sehr geringen Mengen gebildete Wasserstoff stellt an sich kein Problem dar.

Es wurde jedoch beobachtet, daß nach der in mehr oder weniger regelmäßigen Zeitabständen zur Durchführung von Wartungsarbeiten notwendigen KurζSchließung der Elektrolysezelle erhebliche Mengen von Wasserstoff gebildet werden, die sich in der Elektrolysezelle im Gasraum oberhalb der Sole mit dem vorhandenen Chlor vermischen« Dabei können Konzentrationen von über 4 % Wasserstoff im Chlorgas erhalten werden. Ein solche Konzentrationen überschreitendes Chlor-Wasserstoff-Gemisch kann eine Explosionsgefährdung darstellen, wenn nicht andere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

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Die Wasserstoffbildung wird sowohl bei Graphitanoden als auch bei aktivierten Ventilmetallanoden beobachtet, wobei die Wasserstoffbildung bei aktivierten Ventilmetallanoden besonders stark ist. Die Aktivierung dieser Ventilmetallanoden besteht im allgemeinen aus oxidischen Verbindungen, wie Magnetit, Edelmetalloxiden oder auch Platinaten. Durch den naszierenden Wasserstoff werden die Aktivierungsschichten reduziert, so daß die Lebensdauern der AktivierungsbeSchichtungen, erheblich verringert werden. Schließlich kann die wasserstoff haltige Atmosphäre - über eir.^ längere Exposition - zu der bekannten WasserstoffverspiUdung der Ventilmetallanode (Zwicker, Titan und Titanlegierungen 1974, Seite 338) führen.

Es wurde daher die Aufgabe erkannt, sowohl zur Verlängerung der Standzeit der Anoden in der Elektrolysezelle als auch zur Erhöhung ihrer Betriebssicherheit, die Bildung von Wasserstoff beim Kurzschließen von Elektrolysezellen zu vermeiden.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das System Anode/Elektrolysesole/Amalgamkatode ein Galvanisches Element mit einer der im Betrieb anliegenden Spannung entgegengesetzten elektromotorischen Kraft darstellt. Aufgrund dieser elektromotorischen Kraft kann nach der Kurzschließung der Anode ein dem Elektrolysestrom entgegengesetzter Strom fließen, wobei Wasserstoff entsteht.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Vermeidung von Wasserstoffbildung beim Kurzschließen von Elektrolysezellen, insbesondere von Alkalichlorid-Elektrolysezellen nach dem Amalgamverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß gleichzeitig mit der KurζSchließung der Elektrolysezelle der Stromfluß durch das galvanische Element Anode/Elektrolysesole/Amalgamkathode verhindert wird.

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Eine Lösungsmöglichkeit für die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, daß neben dem Kurzschlußschalter ein zweiter Schalter in die Anodenstromzuführung eingeschaltet wird. Dieser wird nach dem Schließen des Kurzschlußschalters zur Unterbrechung der Anodenstromzuführung geöffnet. Bevorzugt wird dieser Unterbrechungsschalter so mit dem Kurzschlußschalter verriegelt, daß er erst nach dem Schließen des Kurzschlußschalters geöffnet werden kann.

Eine weitere Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht darin, daß anstelle des Kurzschlußschalters ein Dreipunktschalter eingesetzt wird, der gleichzeitig mit dem Kurzschluß der Elektrolysezelle die Stromzuleitung zur Anode unterbricht. Dabei wird der Dreipunktschalter so ausgelegt, daß während des Schaltvorgangs die Schaltermesser mindestens in einer Schaltphase beider Arbeitskontakte geschlossen halten.

Weitere Lösungsmöglichkeiten ergeben sich für den Fachmann aus der gestellten Aufgabe. So ist es auch möglich den Kurzschlußschalter automatisch mit einem Signalgeber zu verbinden, der das Hochfahren der Anode aus der Sole veranlaßt.

Im Folgenden wird der Gegenstand der Erfindung anhand der Abbildung näher erläutert:

Figur 1 zeigt die Kurzschließung einer Elektrolysezelle nach dem Stand der Technik (z.B. Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Seite 317 ff, (1975)).

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch den Einsatz eines Dreipunktschalters zur gleichzeitigen Unterbrechung der Anodenstromführung mit der Kurzschließung.

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Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Einschaltung einer Diode in die Anodenstromzuführung.

Die in den Figuren angegebenen Ziffern bezeichnen im einzelnen:

1 Stromzuführung, 2 Anode, 3 Elektrolysesole, 4 Amalgamkathode, 5 Kurzschlußschalter bzw. Dreipunktschalter, 6 Elektrolysezelle mit Deckel, 7 Gleichrichterdiode.

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Claims

Patentansprüche

Ά . Verfahren zur Vermeidung der Wasserstoffbildung beim Kurzschließen von ElektrolysezeIlen, insbesondere zur Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der KurζSchließung der Elektrolysezelle der Stromfluß durch das galvanische Element Anode/Elektrolysesole/Amalgamkatode verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Schließen des Kurzschlußschalters durch einen zweiten Schalter die Anodenstromzuleitung unterbrochen wird.
3* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einsatz eines Dreipunktschalters als Kurzschlußschalter gleichzeitig mit der KurζSchließung die Anodenstromzuführung unterbrochen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anodenstromzuführung eine Gleichrichterdiode in Durchlaßrichtung für den Elektrolysestrom eingeschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mix Kurzschliessung der Elektrolysezelle die Anode aus der Sole entfernt wird.

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