DE2616482A1 - Elektrolyseur - Google Patents
ElektrolyseurInfo
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- 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
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
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Description
Patentanwälte \
fOlpl-Ing. R. BEETZ ββη.
fOlpl-Ing. R. BEETZ ββη.
Dr.-In3. R. » Π. E T 2 Jf.
tll OB «he η 21, itelnsdorfetr. 1·
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
530-(P64633/2)-HdSl
6098*5/0706 ORIGINAL INSPECTED
2b 16482
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
2610482
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
609845/0706
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
6098 4 5/0706
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
BOqiU S/0706
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*
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«
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
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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2C1G4B2
eine
7> 8, ^Draufsicht von Schalt ims s Varianten fu*r
7> 8, ^Draufsicht von Schalt ims s Varianten fu*r
Blöcke, gemäß der Erfindung;
e ine
* 10/Di'aufsieht einer Kassettenverbindung der Blöcke,
* 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
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
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;
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·
609ft/.B/0706
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)
609«/,B/0706
2616A82
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·
609845/0706
26 1 b482
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
609B hB/0706
2b iü482
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·
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-
6098/«5/0706
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-
6098/, 5/0706
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-
6098^,8/0706
^ 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
609R/, 5/0706
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
60984S/0706
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-
6098^5/0706
2b 1ü4B^
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
609«45/0706
2b1b4B2
Belastbarkeit
denen die Strömt der Elektrode^ 2^0 bis 3OO kA betragt·
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«
609845/0706
Claims (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.609845/0706Leerseite
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DE (1) | DE2616482A1 (de) |
FR (1) | FR2307888A1 (de) |
IN (1) | IN142092B (de) |
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- 1976-04-14 FR FR7611081A patent/FR2307888A1/fr active Granted
- 1976-04-14 DE DE19762616482 patent/DE2616482A1/de not_active Withdrawn
- 1976-04-26 IN IN725/CAL/76A patent/IN142092B/en unknown
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