DE2616482A1 - Elektrolyseur - Google Patents

Description

Patentanwälte \
fOlpl-Ing. R. BEETZ ββη.

Dlpl-»ng. K. LAMPRECHT

Dr.-In3. R. » Π. E T 2 Jf.
tll OB «he η 21, itelnsdorfetr. 1·

530-25.-469P 14. 4. 1976

Georgy Mikirtyehevieh Kamarian, Moskau - UdSSR

EIEKiTKOLYSEUB

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrochemische Einrichtungen, Insbesondere auf Elektrolyse ure.

Die Erfindung kann zur Elektrolyse von .Alkallmetall~ Chloridlösungen unter .Abscheidung von Chlor, Wasserstoff und Alkalien (Laugen) oder Chloraten ausgewertet werden.

Zur Zeit werden zur Elektrolyse von Alkalimetall-Chioridlösungen sowohl unipolare als auch bipolare Elektrolyseure verwendet*

In der Industrie werden . Elektrolyse ure großer

Einzelleistung angestrebt.

Der Einsatz von Elektrolyseuren großer Einzelleistung reduziert die Gesamtzahl der Elektrolyse ure in einer Elektrolysenhalle, was es gestattet, dia Ausdehnung von Verbindungswegen (Rohrleitungen fUr die Zuführung von Salzlösung, Abführung von Chlor u. ä.) zu verkürzen, den Arbeltsaufwand für die Bedienung der Elektrolyse ure zu verringern und die Ausbringung

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je Flächeneinheit der Elektrolysenhalle zu vergrößern·

Ea ist ein Elektrolyseur (s. DB-ES 3 591 48^, Kl. 204-252) bekannt, de* Elektroden enthalt, deren eine die eine Stromverteilungsbasis mit daran angeordneten Elektroden-(Anoden) Elementen aufweisende Anode und deren andere die eine Stromverteilungsbasis mit daran angeordneten EIektrodan-(Katoden)jilementen aufweisende Katode ist»

Die Stromverteilungsbasis der Anode wird als Boden des Elektrolyseurs und die Stromverteilungsbasis der Kathode als üehä use wandung des Elektrolyse urs genutzt« Auf die Kathode ne Iemente ist ein Diaphragma aufgebracht·

ISe 1 Verwendung dieses Elektrolyse urs zur Herstellung von Chloraten fehlt das Diaphragma (s· US-PS-J 707 454, Ki. 204-242)·

. Es ist auch ein Elektrolyseur -(u.a.PS-3 46l 057, £1· 204-258) bekannt, der ein Gehäuse enthalt, in dem unipolare Elektroden - Anode und Kaitode - untergebracht sind·

Als Stromverteilung basis für die beiden Elektroden - Anode und Kathode - wird eine vertikal angeordnete Platte verwendet*

Die Elektrodenelemente der Anode sind an der blatte in einigem Abstand νone inander in der Welse angeordnet, daß die Elektrode in Draufsicht die Form eines Kammes aufweist·

Die Elektrodenelemente der Kathode sind an der anderen Platte in einigem Abstand voneinander angeordnet, so daß sie in Draufsicht auch einen Kauf bilden·

R η Q s 4 κ / η 7 π 6

ORIGINAL /NSPECTED

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Im EXektroXyseur sind die EXektroden derart angeordnet, daß die EXektrodeneXemente der Anode in den haum zwischen den EXektrodeneXetnenten deje Kathode und die EXektrodeneXemente der Kafrode in den Kaum zwischen den EXektrodeneXementen der Anode hineingehen·

Is ist noch ein EXektroXyseur (s_# GB-PS

1 3^5 254, KX. C7B) bekannt, der zwei unipoXare EXektroden Anode und Kathode - enthäXt, deren jede eine StxomverteiXungs·- basis mit daran angeordneten EXektrodeneXementen auiweist· Zwischen der Anode und Kathode Xiegen bipoXare BXektroden, deren jede eine StromverteiXungsbasis und Elektroden- (Anoden- und K8thoden)EXemente aufweist, die an den einander abgekehrten Selten der StromverteiXungsbasis befestigt sind·

Die EXektrodeneXemente der üatiode sind m i'orm von HohX-stäben aus einem StahXnetz hergesteXit, die an der StromvertelXungsbasis befestigt sind·

Die EXektrodeneXemente der Anode sind gXelchfaXXs in i'orp von üohXstäben aus einem l'itannetz mit einer darauf aufgetragenen aktiven Anodenmasse hergesteXit·

Es gibt noch einen bekannten EXektrοXysour (s. US-FS 3 849 280, ϋχ· 20^1-256), der ein Gehäuse enthäxt, in dem zwei unipoXare EXektroden - Anöden und Kathode - angeordnet sind, deren gede eine StromverteiXungsDasis mit daran DeXe st igten EleitrodeneXementen aufweist« Zwischen der Anode und Kathode Xiegen bipoXare EXektroden, deren jede eine StromverteiXungsbasis und

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GRIQiNAL INSPECTED

Elektrodeneleraente De sitzt, die auf beiden Selten der Stromverteilungsbasis befestigt sind·

DLe Elektrodenelemente de* Anode sind in FoJcm von Slebblechen aus Titan mit einer auf sie aufgebrachten aktiven Anodenmasse ausgeführt» Die Elektrodenelemente der üafaode sind in i'orm von Hohlstäben ausgeführt, die an einem Nat ζ befestigt sind, das seinerseits an der Stromverteilungsbasis angeordnet ist·

.Bei den oben betrachteten Elektrolyseuren ist aber die Stromvertellungsbasis in Form einer monolithischen Platte ausgeführt, was die Herstellung von Elektrolyseuren großer Einze!leistung behindert*

Dies ist darin begründet, daß die Vergrößerung der Stror belastung der Elektrode unter .Beibehaltung gleicher stromdichte eine Vergrößerung von Längsabmessungen aer Elektroden, d,h, eine Vergrößerung der Elektrodenhöhe oder -länge, erfordert·

Die Vergrößerung der Elektroden nach der Hohe wird durch den Zuwachs der Gasfüllung im ü'lektrolysenraum gehemmt, weil hierbei der Widerstand des Elektrolyts steil anwächst, die Ungleichmäßigkeit der Stromverteilung zunimmt, was im-Ergebnis einen erhöhten Stromverbrauch zur ii'oige hat·

Die Vergrößerung der üIektrodenlänge und die entsprechende Vergrößerung der Zahl aer Anoden- und Kaüiodeneiemente fuhren

.Gewichtsbelastung

zu einer beträchtlichen / der Elektroden, was eine Komplizier ung des Montageverfahrens für den Elektrolyseur hervorruft und die Anwendung von schweren Hebe- und Transport anlagen

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erfolder Hch mach*·

Darüber hinaus nehmen die Schwierigkeiten bei der Erreichung einer erforderlichen Emetellgenauigkelt für die Elektrode! erheblich ζ tu

Die Leistungssteigerung des Elektrolyseurs durch Vergrößerung der Längenabmessungen der bestehenden Elektrodenkonstruktionen ist also beschränkt*

lter Erfindung liegt die .Aufgabe zugrunde, einen. Elektrolyseur zu schaffen, dessen Elektrode derart

ausgeführt ist, daß sie gestattet, die Leistung des Elektro-

sowie

lyseurs zu erhöhen /die Montage und die Demontage des Elektrolyseurs bei gleichzeitiger Senkimg der Herstellungskosten der Elektroden und Vereinfachung ^iron ^^er>en Herstellung ^u ver—

e infachen·

Diese ,aufgäbe wird dadurch gelöst, daß bei dem Elektrolyt se ur, der mindestens zwei tragende Stromverteilungsbasen mit daran angeordneten Elektrodenelementen aufweisende Elektroden enthält, gemäß der Erfindung mindestens eine Elektrode derart ausgeführt ist, daß sie mindestens zwei tragende Stromverteilung^ basen mit daran angeordneten Elaktrodenelementen aufweisende Blöcke, die miteinander durch die Seitenflächen ihrer tragenden ^tromverteiluungsbasen gekoppelt sind, enthält, wobei die mitein» ander gekoppelten tragenden Stromvertellungsbasen der Blöcke eine tragende Stromverteilungsbasis der Elektrode bilden· Die vorliegende Erfindung gestattet es, Elektrolyseure

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großer Einzelleistung zu schaffen» Dies wird dadurch erreicht, daß im Elektrolyse ur die Elektroden aus einzelnen Blöcken bestehen} und dies erlaubt, die Länge der Elektrode bis zu einem beliebigen erforderlichen Wert zu vergrößern·

Außerdem gestattet die vorliegende Erfindung, den Vorgang der Einstellung der Elektroden im Elektrolyse or mit erforderlicher Genauigkeit, d.h. den Zusammenbau des Elektrolyse uss, zu vereinfachen· Dies wird dadurch erreicht, daß der Zusammenbau des Elektrolyseurs durch eine sukzessive Anordnung von einzelnen die Elektrode zusammensetzenden Blöcken zustande kommt deren Maße die Große der Elektrode im ganzen erheblich unter—

Eine
schreiten·/darartlge getrennte Anordnung von Elektrodenblocken gestattet es, jeden Block und folglich die gesamte Elektrode im ganzen mit erforderlicher Genauigkeit, d.h. mit vorgegebenem Abstand,zwischen den Elektrodenelementen zu montieren, was einen minimalen Stromverbrauch ermöglicht*

Die vorliegende Erfindung gestattet auch, die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit für einzelne Blöcke herabzusetzen, was das Herstellungsverfahren für die Elektroden vereinfacht* und deren Kosten senkt»

Die vorliegende Erfindung gestattet auch, die Reparatur des Elektrolyse ur s zu vereinfachen und zu verbilligen* Dies wird dadurch erreicht, daß im Falle einer Störung der Arbeit eines Abschnitts der Elektrodenflache nicht die gesamt

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Elektrode, sondern lediglich derjenige seiner Blöcke ersetzt wird, in dem der unwirksame Abschnitt der Elektrodenfläche liegt,-i'alls Elektrolyse ure vom Diaphragmatyp zur Anwendung kommen,

gestattet außerdem die vorliegende Erfindung, bei Gewin-Alkalien (Laugen)
von / und Chlor die Qualität des Diaphragmas zu verbessern» Dies wird dadurch erreicht, daß das Diaphragma für Öeden Block getrennt, d.h. auf eine geringere Ka*odenf lache, aufgetragen wird, was erlaubt, die Herstellung des Diaphragmas zu verbessern«

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Beschreibunf ihrer AusfuhrungsbeispieIe und beiliegender Zeichnung näher erläutert« Es zeigt:

i'ig. 1 Seitenansicht eines bipolaren Elektrolyseurs mit

einer zum !Teil abgenommenen Seitenwand, gemäß der Erfindung;

eine

Flg_# S/Blöcke enthaltende Anode des bipolaren Elektrolyseurs in . ksometrißcher Ansicht gemäß der' Erfindung; eine^

i'ig· 5/Blöcke enthaltende Kafrode des bipolaren Elektrolyseurs in isometrischer Ansicht· gemäß der Erfindung; eine

Flg. 4/Blb'cka enthaltende bipolare Elektrode des bipolarej

ElektrolyseUTs in isometrischer-Ansicht gemäß der'Erfindung;

eine
tfiS· 5/Draufsicht des bipolaren Elektrolyseurs mit einem

zum !eil abgenommenen Deckel, gemäß der Erfindung;

Fig# 6 einen Schnitt Vl-VIvon ü'ig« 5, gemäß der Erfindung;

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eine
7> 8, ^Draufsicht von Schalt ims s Varianten ^fu*r

Blöcke, gemäß der Erfindung;

e ine
* 10/Di'aufsieht einer Kassettenverbindung der Blöcke,

gemäß der Erfindung;

eine
Flg. 11/Ansicht Xn Pf e ilr icht ung A nach i'lg. 10, gemäß

der Erfindungj

eine
Fig· 12/Draufsicht einer anderen Variante des bipolaren

Elektrolyse Urs, gemäß der Erfindung;

i'lg· 13 einen Schnitt XlIl-XlIlvon Ji¹Ig·

12, gemas der Erfindung;

Flg· 14· einen unipolaren Elektrolyseur, teilweise weggechen,>

/in Seltenansicht, gemäß der Erfindung;

wegge brechen, 15 dto·, teilweise / in Draufsicht, gemäß der

Erfindung}

'ig· 16 eine andere Variante des unipolaren Elektro-

weggebrochen
teilweise / ι'·, in Seitenansicht, ge maß der Erfindung;

ib'ig· 17 dto· in Draufsicht mit einem zum Teil abgenommene; Deckel, gamaß der Erfindung·

Der erfindungsgemäße Elektrolyseur soll an Hand von iusführungsbe!spielen der bipolaren und unipolaren Elektrolyse ure beschrieben werden«

Der bipolare Elektrolyseur enthält ein üeha'use 1 (irig· 1,

mit einem Bloohschuß 2· Im Gehäuse 1 sind unipolare Elektroden-eine/ eine/

(Anode 3 und/Käöoda 4 - untergebracht, zwischen denen bipolare Elektroden 5 liegen· Der Elektrolyse uc ist von oben mit a ine ta

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·> 9 —

Deckel 6 abgeschlossen·

Die Anode 3 des bipolaren Elektrolyse tu?s enthüll; drei ' Blöcke 7, 8, 9 (Ji'ig. 2)· Jeder Block 7, 8, 9 weist jeweils eine Stromverteilungsbasis 10, 11, 12 auf, die aus einem Blech eines elektrisch leitenden Werkstoffes, beispielsweise aus Bimetall Stahl-Titan, ausgeführt ist. An jeder Stromverteilungsbasis 10, 11, 12 sind je vier Anodenelemente 13 angeordnet, die in gleicher Abständen voneinander liegen« Die Anodenelemente 13 sind in ü'orm von Lochblechen aus Titan mit einer darauf aufgebrachten aktiven Anodenmasse, beispielsweise aus ßutheniumdioxid, ausgeführt, wobei am ersten und vierten Anodenelement 13 jedes Blocks 7t 8» ^f die aktive Masse nur von der Innenseite aufgetragen ist« An die Stromverteilungsbasen 10, 11, 12 sind Stromschienen 14 angeschlossen· Die Verbindung der Blöcke 7» 8, 9 kommt durch iiusammenwirkung einer Rippe 13 mit einem Schlitz 16 zustande₉ die an den Seitenflächen der Stromverteilungsbasen 10, 11, 12 ausgeführt sind·· Die miteinander gekoppelten tragenden Stromver-

-1

teilungsbasen 10, 11, 12 der Blöcke 7» 8, 9 bilden eine tragende Stromvertellungsbasis der Anode 3 (Fig· 1)·

Die Kattx»de 4 des bipolaren Elektrolyseurs enthält drei Blöcke 17, 18, 19 (i'ig· 3)· Jeder Block 17, 18, 19 hat jeweils eine aus Stahlblech ausgeführte tragende Stromvertellungsbasis 20, 21, 22_# An jeder Stromvertellungsbasis dO, 21, 22 ist ein Katiodennatz 23 mit drei Katihodenelementen 24 befestigt, die in gleichen Abstanden voneinander angeordnet sind·

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Das iiaihodennetz 23 und die Kaüiodeneleniönte 24 sind aus einem Stahlnetz hergestellt. Dia Katiodenelemente sind in Form von Hohlstäben ausgeführt· -An die Stromverteilungsbasen 20, 21, 22 sind Stromschienen 25 angeschlossen. Dia Verbindung der Blöcke 17t 18> 19 untereinander kommt analog da* Varbmdung der Blöcke 7, 8, 9 Ci¹Ig. 2) durch Eingriff, zwischen einer Rippe 26 (S¹Ig. J) und einem Schlitz 27 zustande, dia an den Seitenflächen der tragenden Stromverteilungsbasen 20, 21, 22 ausgeführt sind· Die miteinander verbundenen tragenden Strora,-vartailungsbasan 20, 21, 22 der Blöcke 17» "18, 19 bilden eine tragende Stroovertellungsbasis der Kathode 4 (Fig. 1).

■Ute bipolare Elektrode 5 des bipolaren Elektrolyseurs enthält drei Blöcke 28, 29, ^O (Fig. 4). Jeder Block 28, 29, 30 hat jeweils eine tragende S tr ο Diver te ι lungs basis 31» 32, 33» die aus Bimetall, beispielsweise aus Stahl-Titan, hergestellt ist» An jeder Stromverteilungsbasis 31, 32, ^ sind seitens des (Dltan-Übarzuges je vier Anodenelomente 34-» die in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind, und ^an der abgewandten Seite ein Katodennatz 35 mit drei Kauaodenelementen 36 befestigt, die in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Die Anodenelemente 34 sind anlog den Anodenelementan 13 (Fig. 2) der Anode 3 (Ii¹Ig. 1) ausgeführt. Dia Kattiodanelemente 36 (Fig. 4) sind analog den Eafoodenelementen 24 (Fig. 3) der Kathode 4 (Flg. 1) ausgeführi Die Verbindung der Blöcke 28, 29, 30 (Flg. 4) untereinander kommt analog, . zur Verbindung der Blöcke 7, 8, 9 (Flg. 2)

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durch Eingriff eines Rippe 37 (Flg. 4) mit

einem Schlitz 38 zustande, die an den Seitenflächen der tragender Stromverteilungsbasen 31, 32, 33 ausgeführt sind· Die miteinander verbundenen tragenden Stromverteilungsbasen 31» 32, 33 der Blöcke 28, 29, 30 bilden eine tragende Stromvarteilungsbasis der bipolaren Eloktroda 3 Ci¹Ig* 1)·

Der bipolare Elektrolyseur meist Stutzen 39 (Fig* 5) zur Ableitung von Katiodenprodukten in Pfeilrichtung B auf ·

Die Katirodenelemente 24 oder 36 (Fig. 2, 3, 4) sind zwisehen den Anodenelementen 13, 34 angeordnet* Sa die Anzahl der Katinodenelemente 24 in den Blocken 17, 18, 19 und der Kafrodenelementa 36 in den Blöcken 28, 29, 3° um Eins kleiner als die Anzahl der Anodeneleme&te 13 ta den Blöcken 7» 8» 9 und der Anodenelemente 34 in den Blöcken 28, 29, 30 ist, fehlen die KatiOdenelemente zwischen den äußeren Anodenelementen 13 (E¹Ig· 3) der benachbarten Blöcke 7 und 8 oder 8 und 9 und zwischen den äußeren Anodenelementen 34 der benachbarten Blöcke 28 und 29 oder 29 und 30 _#

Da* bipolare Elektrolyseur weist einen am Deckel 6 (Fig_# 6) angeordneten Stutzen 40 für die Zuführung des Elektrolyts in Pfeilrichtung O bzw. einen Stutzen 41 zur Ableitung von Anodenprodukten in Ffeilrichtung D auf»

In i'ig. 7 bis 9 sind andere Schalt ungs variant en der Elektrodenblöcke dargestellt·

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In Fig· 7 kommt die Verbindung de* Blöcke mit HiXfe eines FÜXlstoffes 42 zustande, der zwischen den Seitenflächen der Stromve*tellungsbasen 33 und 32 oder 32 und 31 liegt. Die Seiten flächen der Stromverteilungsbasen 33 und 32 (32 und 31)» zwischen denen der Mullstoff 42 liegt, sind konkav ausgeführt· ils Füllstoff wlid em chemisch und wärmebeständiges Material» dessen Schmelztemperatur oberhalb der Temperatur des Elektrolysenvorganges liegt, beispielsweise Rubrax-Goudron mit einer Er—

Ein woJchungstemperatur von 13O⁰O, eingesetzt·/derartiges Material wird m schmelzflüssigem Zustand in den Saum zwischen den Seiten flächen der Stromverteilungsbasen 3~^> und 32 (32 und 31) eingegössen und stellt nach der Erstarrung den Füllstoff 4-2 dar·

in Flg. 8 kommt die Verbindung der Blöcke mit Hilfe eines Luftdruckrohres 43 zustande, das in Ringnuten 44 und 45 eingesetzt ist, die an den Seitenflächen der benachbarten Stromverteilungsbasen 33 und 32 oder 32 und 31 ausgeführt sind, Das Rohr 43 ist aus einem unter den Verhältnissen von Elektrolyse beständigen elastischen Stoff, beispielsweise Gummi, hergestellt.

In Flg. 9 kommt die Verbindung der Blöcke durch Zusammenwirken von rechteckigen Rippen 46 mit Schlitzen 4-7 miteinander, die an den Seitenflächen der benachbarten Stromverteilungsbasen 33 und 32 (32 und 31) ausgeführt₅sind, zustande. Auf die Oberflächen der Rippen 46 und der Schlitze 47 ist ein Schutzüberzug, beispielsweise eine (nicht gezeigte) Polyvmylchloridschicht

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aufgebracht.

In i'lg. 10 kommt die Verbindung der Blöcke mit Hilfe einer Kassette 48 re elite ckiger Form mit beltenwänden 49 und zwei inneren Trennwänden 50 m Form von Doppel-T-Trägern zustande, die den Innonraum der Kassette 48 in drei Abteilungen teilen· In diese Abteilungen werden die Blöcke 28, 29» 3° eingesetzt» Die Seitenflächen ihrer Stromvarteilungsbasen 311 32, 33 treten in die Nuten der Wände 49 und der Trennwände 50 hinein· Die Kassett 48 ist aus einem chemisch beständigen Stoff, beispielsweise Titan, hergestellt.

Fig. 11 zeigt die Seitenansicht der gleichen Kassette in Pfeilrichtung A nach Fig· 10.

Die andere Variante des bipolaren Elektrolyseurs (Fig·

12) stellt einen EIektrolyseur vom Typ-Filtgr-i'resse dar·

_m . eine

Der Elektrolyseur enthält unipolare Elektroden -»/Katode eine
51 und/Anode 52, zwischen denen bipolare Elektroden 53 liegen· Die bipolaren Elektroden 53 sind erfmdungsgemäß aus einzelnen, mit Hilfe einer Kassette 54 verbundenen Blöcken ausgeführt· Die Kassette 54 ist konstruktiv analog zur Kassette 48 (S¹Ig. 1O) ausgeführt, hat aber im Unterschied zu dieser zwei Abteilungen, in die die Blöcke der bipolaren Elektrode 53 eingesetzt sind» Das Gehäuse des Elektrolyseurs ist aus einzelnen, beispielsweise aus Titan hergestellten, Trommelschüssen 55 ausgeführt·

die · die die

kathode 51t/bipolare Elektroden 53i/Anode 52 und/Trommel-

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schlisse 55 sind zu einem einheitlichen KompJax mit Hilfe von Tragplatten 56, 57 und Ankerschrauben 58 zusammengefügt. Zwischen den Trommelschüssen ^ und der Kathode 511 äen bipolaren Elektroden 52 ®n& der Anode 52 liegen abdichtende Isolierstoffzwischenlagen 59· ße* Elektrolyseur ist von oben mit Dackeln 50 abgeschlossen, deren Zahl durch die der im Eloktrolyseur verwendeten bipolaren Elektroden 53 bedingt ist» An jedem Deckel 60 sind ein Stutzen 61 für die Zuführung des Elektrolyts und ein Stutzen 62 zur Ableitung von Anodenprodukten angeordnet*

An der Seltenwand · jedes Trommelschusses ^ ist ein Stutzen 63 (Fig* 13) zur Ableitung von Kaü-odenprodukten angeordnet*

In 3?ig* 14 ist ein unipolarer Elektrolyseur dargestellt, der eine Anode 64 und eine Kathode 65 enthält· Zwischen der Anode 64 und der Kafoode 65 liegt eine abdichtende isolier stoffzwische· lage 66* Die Anode 64 weist eine tragende Stromverteilungsbasis 67 auf, an der Anodenelemente 68 befestigt sind. An die Stromverteilüngsbasis 67 der Anode 64, die gleichzeitig als Boden des Elektrolyseurs fungiert, sind Stromschienen 69 angeschlossen· Dia Stromverteiiungsbasis 67 ist aus einem Metallblech, zum Beispiel Stahlblech, ausgeführt und gegen die Einwirkung des

Elektrolyts durch einen Schutzüberzug, beispielsweise ein dünnes Titanblech (nicht angedeutet), geschützt· Die Anodeneleiaente 68 sind aus Lochbleohan ΐοη Titan mit einer auf sie aufgetragenen aktiven Anodenmasse, beispielsweise aus Ruths-

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261GAB2 - 15 -

niumdioxid (nicht gezeigt), hergestellt·

Dia Katiode 65 enthält zwei Blöcke 7° und 71 (U¹Ig. 15)· Die Blöcke 70 und 71 weisen jeweils aus einem Stahlblech ausgeführte tragende Stromverteilungsbasen 72 und 73 auf· An jede* Stromverteilungsbasis 72, 73 ist ein Kafaodennetz 74 mit Kaltodenelementen 75 befestigt. Das Ka^odennatz 74 und die Katfrodenelöment© 75 sind aus einem Stahlnetz heigestellt· Die Ktörjodenelemente 75 sind in i'orm von Üohlstäben ausgeführt und in gleichen Abständen voneinander angeordnet· An die Stromverteilungsbasen 72, 73 sind Stromschienen 76 angeschlossen. An die Seitenflächen der Stromverteilungsbasen 72, 73 sind Außenflansche 771 78 mit Schraubenlöchern angeschweißt· Zwischen den flanschen 77 und 78 liegt ame Dichtung 79. Die Blöcke 7O₁ 71 sind miteinander mittels Schrauben 80 verbunden. Die miteinander hermetisch gekoppel ton Stromverteilungsbasen 72 und 73 bilden die Gehäusewandung des elektrolyseurs. Der Elektrolyseur ist mit einem Deckel 81 abgeschlossen, an dem ein Stutzen 82 für die Zuführung des Elektrolyts und ein mutzen 83 zur Abführung von Anodenprodukten angeordnet sind· Die Stutzen 84 und 85 zur Ableitung von Kafcodenprodukten m Pfeilrichtung Έ sind an den Stromverteilungsbasen 72, 73 angeordnet.

Eine andere Variante des unipolaren Elektrolyseurs enthalt eine Anode 86 (Flg. 16) und eine Kathode 87« Zwischen der Anode 86 und der Katjhode 87 liegt eins abdichtende Isolier zwischenlage 88. Die Anode 86 hat eine tragende Stromvertellungs-

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^ 6 16 4 8 2

basis 89, an der Anodeneleraente 90 befostigt sind» Δη. die Stromverteilungsbasis 89 der «Anode 86, die gleichzeitig als Boden des Elektrolyse urs auftritt, sind Stromschienen 91 angeschlossen. Die Stromverteilungsbasis 89 ist aus einem Metallblech, beispielsweise Stahlblech, ausgeführt und gegen die Einwirkung des Elektrolyts durch einen Schutzüberzug, beispielsweise ein dünnes (nicht gezeigtes) Titanbieah, geschützt· Die Anodenelemente 90 sind aus Lochblechen von Titan mit einer auf sie aufgetragenen aktiven Anodenmasse, beispielsweise aus Rutheniumdioxyd, ausgeführt·

Die Kathode 87 enthält vier Blöcke 92, 95t 94» 95 (Flg. 17)· Die Blocke 92, 93» 94» 95 weisen jeweils tragende Stromvertellungsbasen 96, 97, 98, 99 auf, an denen ein Kathodennetz 100 mit Kafcodenelementen 1O1 befestigt ist» Die Stromvertellungsbasen 9?» 98 der Blöcke 93, 94 haben in Draufsicht ein Doppe1-T-Profil· Aa den Stromverteilungsbasen 97» 98 ist das Kafrodennetz iOO mit den Kaftodenelementen 101 von den gegenüberliegenden Seiten der Wandung des Doppel-T-Trägers befestigt· Das Ka^odennetz 100 and die KaüOdenelaments 101 sind aus einem Stahlnetz hergestellt. Die Kaflhodenelemente 1O1 sind in JFoum von Hohlstäben ausgeführt und in gleichen Abstanden voneinander angeordnet· An die Stromverteilungsbasen 96, 97, 98, 99 sind Stromschienen 1O2 angeschlossen. An die Seltenflächen der Stromvertellungsbasen 96, 97» 98, 99 sind Innenflansche 10^, 1O4, 105, 1O6, 107, 1O8 angeschweißt. Zwischen den Flanschen 103, 1O4, IO5, 1O6, 1O7 und

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108 liegen Dichtungen 109. Die BXöoke 92, 93, 94» 95 sind miteinander mit Hilfe von I¹Je agplat ten 110, 111 und Anke rs eh* a üben 112 verbunden· Die miteinander hermetisch gekoppelten Stromverteilungsbasen 96, 97, 98, 99 bilden die Gehäuse wandung des Elektrolyse urs· Dq£ Elektrolyseur ist mit einem Deckel 113 abgeschlossen, an dem ein Stutzen 114 für die Zuführung des Elektrolyts und em Stutzen 115 zur Ableitung von Anodenprodukten angeordnet sind· An den Stromverteilungsbasen 96, 97» 98, 99 sind entsprechende Stutzen 116, 117» 118, 119 ζω? Abführung von Kaihodenprodukten in Pfeilrichtung i¹ angeordnet·

folgt.

Auf dem Boden des Gehäuses 1 (Fig. 1) werden Blöcke 7, 8, 9 Qi'lg· 2) der Anode 3 (Fig. 1)| ^erst die äußeren Blocken 7 und 3 Cfe'ig· 2) und dann der mittlere Block 8, angeordnet. Die Verbindung der Blöcke kommt durch Zusammenwirken der Rippen 15 mit den Schlitzen 16 zustande.

Dann werden die bipolaren Elektroden 5 (E¹Ig* 1) montiert. Die Montage jeder bipolaren Elektrode 5 auf dem Boden des Gehäuses 1 erfolgt analog der Montage der Anode 3» d.h. zuerst werden die äußeren Blöcke 28, 3° (Fig· 4) und dann der mittlere Block 29 montiert. Die Verbindung der Blöcke 28, 29, 30 kommt durch Zusammenwirken der Rippen 37 mit den Schlitzen 38 zustande[-

.Zuletzt .'- wird die ^aibode 4 (Flg. 1) montiert. Die Montage der üattiode 4 erfolgt auch analog zur Montage der

6H9<3 f, ¹S /0705

Anode 3, d.h. zuerst wenden die äußeren Blöcke 17, 19 (S¹Ig. 3) und dann der mittlere Block 18 montiert·

Im Montage verfahren werden die gleichen Abstande zwischen den üaftPdenelementen 24, 36" (Fig· 5) und Anodenelementen 13i 34 mit Hilfe von den Abstand zwischen den Xaitoden- und Anodenelementen fixierenden speziellen Schablonen eingehalten*

In der Verblndungszone der Blöcke 7, 8 und 8, 9 (tu der Zeichnung durch den Deckel 6 verdeckt) sowie der Blocke 30» 29 und 29, 28 (in der Zeichnung durch den Deckel 6 verdeckt) wicd zwischen den äußeren inodenelementen 13 der benachbarten Blöcke 7$ 8 und 8, 9 sowie zwischen den äußeren Anodenelementen 34 der benachbarten Blöcke 3°> 29 und 29, 28, wo die Kathodenelemente fehlen, ein Umwälzraum für den Elektrolyt gebildet·

Nach der Montage der Elektroden 3t 4, 5 (ü'ig· 1) wird der Elektrolyseur vom Deckel 6 abgeschlossen·

Die Montage der anderen Variante des bipolaren Elektrolyse urs geschieht wie folgt·

Auf einer (nicht gezeigten) Montageplatte werden die Kafeode 51 (2Pig· 12) und die Anode 52 montiert, zwischen denen die !rommelschüsse^ mit den abdichtenden Zwischenlagen 59 und

die

die Kassetten 54 angeordnet werden.Danach werdenAattiode 51, die die

Anode 52,/Trommeischüsse ^ mit den abdichtenden Zwischenlage η und die Kassetten 54 zu einem einheitlichen Komplex mit Hilfe

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der Tragplatten 5⁶> 57 uncL der Ankerschrauben 58 hermetisch. zusammengefügt. .· In die Abteilungen aeder Kassette 54 weiden die Blöcke de* bipolaren Elektrode 53 eingesetzt.

frommelschüsse 55» Kathode 511 Anode 52 und bipolare Elektroden 53 bilden eine Beine abgeschlossene* Sektionen, die von oben mit den Deckeln 60 abgedeckt werden·

Die Montage des unipolaren Elektrolyseurs., erfolgt folgendermaßen.

Zuerst wird die Anode 64 O?ig. 14) zusammengebaut· Die Anodenelemente 68 werden mittels Schablone an der tragenden Stromverteilungsbasis 67 angeordnet, die zugleich als Boden des Elektrolyseurs dient, und an dieser befestigt.

Nach dem Umfang der Basis 67 wird die abdichtende Isolierstoffzwischenlage 66 verlegt· Auf die Zwischenlage 66 werden die Blöcke 70 und 71 O?ig· 15) der !Schade 65 (Flg. 14) gesetzt. Die Verbindung der Blocke 70» 71 kommt mittels U'lans ehe κ 77, 78, die an die tragenden Stromverteilungsbasen 72, 73 angeschweißt sind, und mittels Schrauben 80 zustande. Die hermetische Abdichtung '< der Verbindung wird durch ein e Dichtung 79 erreicht. Die in dieser Weise gekoppelten Basen 72, 7^ bilden die (iehäusewandung des Elektrolyseurs.

Uach der Zusammenschaltung der Blöcke 70, 71 zu einer einheitlichen (ieamtheit wird der Elektrolyseur von oben durch den Deckel 81 abgeschlossen«

Die Montage der anderen Variante des unipolaren Elektro-

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lyseurs geschieht folgenderweise·

Zuerst wird die Anode 86 (3?ig· 16) zusammengebaut. Die .Anodenelemente 90 werden mittels Schablone an aer tragenden Stromverteilungsbasis 89 angeordnet, die zugleich als Boden des Elektrolyseurs auftritt, und an dieser befestigt· Nach dem Umfang der Basis 89 wird die Zwischenlage 88 verlegt· Auf die Zwischenlage 88 werden die mittleren üaftiodenblöcke 95 und 94-(Fig· 17) und dann die äußeren Kattodenblöcke 92 und 95 gesetzt·

Danach werden sämtliche Blöcke 92, 93» 94» 95 mittels Tragplatten 110, m und Ankerschrauben 112 zu einem einheitlichen üomplea: zusammengefügt. - - Zur hermetischen Abdichtung wird zwischen den flanschen IO3 und

104, 105 und 106, 1O7 und 108, die an die tragenden Stromverteilungsbasen 96, 97» 98, 99 der Blöcke 92, 93» 94, 95 ange* schweißt sind, die Dichtung IO9 verlegt·

Die hermetisch verbundenen tragenden Basen 96, 97, 98, bilden die Gehäuse wandung des Elektrolyse urs» .Nach der Zusammenschaltung der Blöcke 92, 93, 94, 95 zu einem einheitlichen üomplex wird der Elektrolyseur vom Deckel 113 abgeschlossen«

Die vorliegende Erfindung gewährleistet eine Reihe technischer und ökonomischer vorteile·

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Schaffung von bipolaren und unipolaren Elektrolyse ure η Dedeutend größerer Leistung, als bisher. Durch die

Erfindung tonnen Elektrolyse ure geschaffen werden, bei

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Belastbarkeit
denen die Strömt der Elektrode^ 2^0 bis 3OO kA betragt·

Darüber hinaus ermöglicht die vorliegende Erfindung einen Austausch von ülektrodenblöcken bei bipolaren Elektrolyse uren, ohne α«η Elektrolyseur auseinanderzunehmen, was den Betrieb erleichtert und die Stillstandszeiten sowie die Produktionsverluste herabsetzt«

Die vorliegende Erfindung gestattet auch, eine optimal» Typenkonstruktlon des Elektrolyseurs für einen weiten Belastungsbereich zu schaffen«

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Claims (1)

1. Elektrolyse ur, der mindestens zwei tragende Sfcromverteiiungsbasen mit daran angeordneten Elektrodenelementen aufweisende Elektroden enthält, dadurch gekennzeichnet ,daß mindestens eine Elektrode (3, 4, 5; 51, 52, 53» 65, 87) derart ausgeführt ist, daß sie mindestens zwe tragende Stromverteilungsbasen (10, 11, 12, 20, 21, 22, 31, 32, 33» 72, 73i 96, 97» 98, 99) mit daran angeordneten Elektrodenelementen (13, 24, 34» 36, ?5, 1O1) aufweisende Blöcke (7, 8, 9, 17, 18,'19, 28, 29, 30, ?0, 71, 92, 93, 94-, 95) enthält, die miteinander durch die Seltenflächen ihrer tragenden Stromverteilungsbasen (10, 11, 12, 20, 21, 22, 31, 32, 33, 72*. 75, 96, 97» 98, 99) verbunden sind, wobei die miteinander verbundenen tragenden Stromvertellungsbasen (10, 11, 12, 20, 21, 22, 31, 32, 33, 72, 73, 96, 97, 98, 99) der Blöcke (7, 8, 9, 17, 18, 19 28, 29, 30, 70, 71, 92, 93, 94, 95) eine tragende Stromvorteilungsbasis der Elektrode (3, 4, 5, 51, 52, ^₉ 65, 87) bilden.

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