DE274964C

DE274964C -

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Publication number: DE274964C
Application number: DE1913274964D
Authority: DE
Priority date: 1913-02-20
Filing date: 1913-02-20
Anticipated expiration: 1933-02-21
Also published as: GB18102A; GB17089A; DE286917C; FR19876E; FR468645A

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 274964 ~ KLASSE 12/. GRUPPE

SIEMENS & HALSKE AKT-GES. in BERLIN.

Verfahren und Vorrichtung zur Elektrolyse von Halogenalkalien.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Februar 1913 ab.

Das vorliegende Verfahren zur Elektrolyse von Chloralkalien gehört in die Reihe derer, die nach dem horizontalen Diaphragmenprinzip arbeiten, bei denen also die Anoden oberhalb und die Kathoden unterhalb des als Filter wirkenden Diaphragmas angeordnet sind und die Salzlösung infolge ihres hydrostatischen Druckes kontinuierlich und langsam ·—· d. h. den zu verwendenden Stromstärken angepaßt

ίο — das Diaphragma durchdringt. Gleichzeitig wird bei diesen Verfahren zweckmäßig das Prinzip der Schichtenbildung, wie es beim Glockenverfahren ausschließlich benutzt wird, mitverwendet, wodurch von vornherein eine gewisse Höhe der über dem Diaphragma liegenden Salzlösung und dadurch ein gewisser hydrostatischer Druck bedingt ist.

Obwohl dieser hydrostatische Druck in praxi nicht groß ist (etwa 100 bis 200 mm Wassersäule), so ist doch eine teilweise Kompensierung dieses Druckes erforderlich,' um eine langsame, der Stromdichte entsprechende Filtrierung des Elektrolyten durch das Diaphragmenfilter zu erreichen. Dies bewerkstelligt man bis jetzt durch zwei Mittel:

i. Man kompensiert den hydrostatischen Druck der über dem Diaphragma befindlichen Salzlösung nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren durch einen hydrostatischen, etwas kleineren Gegendruck (Verfahren von Le Sueur, Carmichaels, Bein, Billiter). Durch passende Einstellung dieses Gegendruckes ist man in der Lage, die Filtriergeschwindigkeit den Stromverhältnissen und der gewünschten Laugenkonzentration entsprechend zu bemessen.

Der Vorteil dieser Methode ist, daß die Filterdicke sehr klein genommen werden kann und demnach die Zersetzungsspannung relativ gering wird. Die Nachteile sind einerseits die Schwierigkeit, den Wasserstoff seitlich zu entfernen (was neuerdings durch Billiter befriedigendgelöst erscheint), andererseits die schwierige konstruktive Gestaltung des kommunizierenden Nebenraumes.

2. Man kompensiert den hydrostatischen Druck der über dem Diaphragma stehenden Salzlösung ohne Zuhilfenahme eines hydrostatischen Gegendruckes lediglich durch die Beschaffenheit und Dicke des Filtermaterials und läßt den Wasserstoff unmittelbar in die Atmosphäre treten (Verfahren von Hargreaves und Billiter).

Dieses Verfahren bedingt von vornherein eine relativ große Filterdicke, da lediglich die Reibung des Elektrolyten innerhalb der Filterschicht als Kompensierung des hydrostatischen Druckes dient. Ein Nachteil des Verfahrens liegt dementsprechend in der durch das relativ dicke Filter gegebenen Spannungserhöhung und ferner darin, daß bei unreinen Salzen die Filterdicke allmählich zunimmt und die hierdurch bedingte Verringerung der Filtergeschwindigkeit durch Erhöhen des hydrostatischen Druckes oder durch ein teilweises Vakuum unterhalb des Filters behoben werden muß. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, bei Erreichung einer gewissen Stärke der Filterschicht eine Saugwirkung auf den Inhalt des unteren Raumes auszuüben, so daß wieder eine Erhöhung der verlangsamten Filtriergeschwindigkeit eintritt.

Gemäß der Erfindung werden die erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren dadurch vermieden, daß man zur Kompensierung des hydrostatischen Druckes der Salzlösung den ärostatischen Gegendruck des entstehenden Wasserstoffes benutzt. Durch diesen Gegendruck wird die Filtriergeschwindigkeit verringert. Dies wird dadurch erreicht, daß in dem Abzugsrohr des Wasserstoffes eine Ventilvorrichtung angeordnet ist, die dem Wasserstoff zwar stetig, jedoch nur bei bestimmtem Druck gestattet, in die Atmosphäre auszutreten. Der Druck, unter welchem der Wasserstoff im Kathodenraum steht, ist etwas kleiner zu bemessen als der hydrostatische Druck des Elektrolyten, und er wird durch das Ventil so geregelt, daß die Filtriergeschwindigkeit des Elektrolyten den Stromverhältnissen entspricht. Das Verfahren gestattet, von vornherein ein sehr dünnes und demnach für den Elektrolyteri leicht durchdringbares Filter, z. B. aus Asbestgewebe, zu verwenden, so daß nur eine geringe Zersetzungsspannung erforderlich ist. Wird das Filter allmählich durch Verunreinigungen dichter, wodurch die Filtriergeschwindigkeit abnehmen würde, so ist es nur nötig, das Ventil auf geringeren Wasserstoffdruck einzustellen, um die normale Filtriergeschwindigkeit zu erreichen. Die Regelung der Filtriergeschwindigkeit kann in so weiten Grenzen stattfinden, daß die Ablagerung von Schlamm auf dem Filtertuch auf praktisch lange Zeit keinen Einfluß auf den Betrieb ausübt. Daher braucht eine Entfernung des Schlammes und Unterbrechung des Betriebes nur in großen Zeitabständen zu erfolgen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Elektrolyse von Halogenalkalien gemäß dem horizontalen Diaphragmenprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kathodenraum entstehende und diesen erfüllende Wasserstoff auf einem veränderlichen Überdruck über dem Atmosphärendruck gehalten wird, um durch teilweise Aufhebung des hydrostatischen Druckes des über dem Diaphragma stehenden Elektrolyten die Fltriergeschwindigkeit zu regeln.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in dem Abzugskanal des Kathodenraumes für den Wasserstoff angeordnete, zweckmäßig einstellbare Ventilvorrichtung, welche eine derartige Drosselung des abziehenden Wasserstoffes bewirkt, daß dieser sich in dem Kathodenraum auf dem gewünschten Druck hält.