DE2749969A1

DE2749969A1 - Elektrolysezelle

Info

Publication number: DE2749969A1
Application number: DE19772749969
Authority: DE
Inventors: Neil Warren Stillman
Original assignee: Diamond Shamrock Corp
Current assignee: Diamond Shamrock Corp
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1978-05-18
Also published as: JPS5361574A; NL7805035A; FR2370800A1; NZ185656A; SE7712705L; DE2749969C3; DE2749969B2; AU507752B2; IL53345A0; US4100052A; ES464027A1; IT1091781B; FI773365A; ZA776721B; DK499977A; AU3049877A; NO773838L; GB1567817A; BE867520A; BR7707538A

Description

DR. IK(J. KAVIJUSTHOI·'!·' HH. H. ν. IMiCIIMANN I)H. JN<;. D. IiKIIHKNS I)IIMi. IN<;. It. (M)KT/.

ΡΑΤΕΝΤΛΝλνΛΐ.ΤΚ SOOO Ml N(MIKN I)O sei. WKi 11:HSTH assi: 2

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27Λ9969

1A/G-50 011

Patentanmeldung

Anmelder: DIAMOND SHAMROCK CORPORATION 1100 Superior Avenue Cleveland, Ohio 44114, U.S.A.

Titel:

"Elektrolysezelle"

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DH. ING. KAVUKSTIIOKK

I)H. 15. γ. Ι'ΚίΊΙΜΛΝΝ I)U. ING. 1). ItKIIIIKNS »um-, im;, κ.coKiv.

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TKI.KUIIAMMK I Ι-ΙΙΟΤΚΟΤΙ·ΛΤΚ1>ΙΤ

1A/G-50 011

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle zur wirtschaftlichen Herstellung von Halogen als biocides Mittel aus verdünnten Halogenidlösungen für die Behandlung von Abwässern und sonstigen Flüssigkeiten, insbesondere von Swimming-pools und Kühltürmen. Die erfindungsgemäße Zelle kann vorgesehen werden im Pumpenkreislauf von Swimming-pools oder Kühltürmen.

Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle besteht aus einer Wanne, die an den Wasserkreislauf angeschlossen ist und eine Reihe von parallelen ebenen Elektrodenplatten aufweist und die Flüssigkeit durch diese Platten strömt und dabei es infolge des Stromdurchgangs zu einer Chlorentwicklung kommt.

Chlor wird seit einiger Zeit als biocides Mittel für Abwässer wie auch Wasser aus Swimming-pools und Kühltürmen angewendet und darüberhinaus auch in vielen Fällen dem Trinkwasser zugesetzt. Bisher geschah das im allgemeinen durch eine chemische Behandlung der Wässer unter Verwendung von z.B. Hypochlorit. Diese Zugabe von Chemikalien mit biocider Aktivität wird zunehmend kostspieliger und die immer strenger werdenden Vorschriften

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betreffend den Transport von giftigen oder gefährlichen Chemikalien machen die Herstellung an Ort und Stelle erforderlich oder führen sogar zu anderen Behandlungen. Elektrochemische Herstellungsverfahren bringen eine Lösung dieses Problems, da sie in kleinen Einheiten innerhalb bestehender Prozesse in wirtschaftlicher und ökologischer Hinsicht arbeitsfähig sind und darüberhinaus einen geringen Energiebedarf haben. Die elektrochemischen Verfahren können ganz allgemein in geschlossenen Systemen arbeiten, so daß sich die Entwicklung oder der Austritt von Neben- oder Abfallprodukten mit großer Genauigkeit regeln läßt.

Schließlich sind große Mengen von Salzwasser leicht verfügbar, so daß man durch Elektrolyse von Seewasser einfach und billig Hypochloritlösungen herstellen kann. Häufig finden sich Aiü^pn, wo elektrischer Strom erzeugt

und
wird₍auch Swimmingpools und Wasseraufbereitungsanlagen

in Gegenden, wo nur Frischwasser verfügbar ist. Dazu kommt noch, daß die billige Chlorgewinnung durch Elektrolyse behindert wird durch geringe Stromausbeuten und die Ansatabildung an der Kathode. Aus diesem Grund wurden bisher sehr viel höhere Konzentrationen in den Chloridlösungen für die Herstellung von Chlor angewandt, welches dann den zu behandelnden Flüssigkeiten zugesetzt wird. Während in solchen Anlagen die Stromausbeute im allgemeinen gut ist, so wird die wohldosierte Zumischung immer kostspieliger und beeinträchtigt dadurch die Wirtschaftlichkeit der elektrolytischen Chlorgewinnung für diese Zwecke. Solche Anlagen wurden auch immer komplizierter und es liegen immer weniger Erfahrungswerte mit solchen Anlagen vor.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine Elektrolyse-

Ti 3 Ιο^ΘΠ

zelle für die Herstellung vontchlor)aus einem Elektrolyten mit sehr geringen Konzentrationen an Halogenid, welche

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sich in den Pumpenkreislauf derartiger Anlagen integrieren läßt.

Mit der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle soll an Ort und Stelle in wirtschaftlicher und umweltfreundlicher Weise biocid wirksames Halogen auch in kleinen Anlagen hergestellt werden können.

Eine Elektrolysezelle nach der Erfindung weist in einer Wanne die entsprechenden Anschlüsse zum Wasserverteilungssystem auf und enthält eine Vielzahl von ebenen, in Abstand voneinander angeordneter Elektrodenplatten parallel zueinander, welche an einer Seite einen Überzug besitzen, so daß in einer Richtung die Ionenwanderung begünstigt wird. Schließlich sind die entsprechenden Elektrodenanschlüsse vorgesehen. Das sich entwickelnde Haigen löst sich in dem Flüssigkeitsstrom des Verteiler- · systems. Die Salzkonzentration in der Flüssigkeit soll zumindest 0,5 g/l betragen.

Es wurde festgestellt, daß ein Verfahren zur Herstellung von Halogen (Chlor) aus einer verdünnten Halogensalzlösung (Natriumchloridlösung) in ausreichender Menge für biocide Wirksamkeit in der Flüssigkeit folgende Stufen umfassen kann: Es wird der Flüssigkeit so viel Halogenid zugesetzt, daß man eine Konzentration von zumindest 0,5 g/l erhält. Innerhalb des Flüssigkeits-Verteileuystems wird nun eine Elektrolysezelle vorgesehen, die eine Vielzahl von ebenen, voneinander im Abstand und parallel zueinander angeordneten Elektrodenplatten aufweist, weiche auf einer Seite einen Überzug besitzen, der ein Ionenpotential ,in einer Richtung unter der Wirkung des elektrischen Stroms hervorruft, inv der nicht alle Elektroden an die

Stromquelle angeschlossen sind. Sie Zelle wird nicht kontinuierlich betrieben sondern im Hinblick auf die

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biocide Aktivität wird eine entsprechende Menge Halogenid aus der verdünnten Lösung elektrolytisch gespalten. Das Flüssigkeitsverteilungssystem, in das die Zelle eingeschlossen ist, soll kontinuierlich arbeitsfähig sein, auch wenn die Zelle nicht in Betrieb ist, um die Elektrodenplatten sauber zu halten.

Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zelle wird in den beiliegenden Figuren schematisch dargestellt.

Pig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Elektrolysezelle zur Bildung eines biocid wirksamen Halogenstroms (Chlor) durch Elektrolyse einer verdünnten Lösung eines Halogenide (Salz);

Pig. 2 zeigt eine Seitenansicht nach 2-2 aus Pig. 1; Pig. 3 ist eine Seitenansicht nach 3-3 der Fig. 1 und

Pig. 4 zeigt schematisch den Einbau einer erfindungsgemäßen Zelle im Rahmen des Wasserkreislaufs zur Chlorierung des Wassers eines Swimmingpools.

Die Zelle 10 nach Fig. 1 ist bipolar und ist aufgebaut aus einer Wanne 12 aus Isoliermaterial, welches gegenüber der Flüssigkeit widerstandsfähigkist, wie Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polypropylen oder Polyäthylen. An einer Seite der Wanne 12 befinden sich Stromverteiler H, die den Stromanschluß von einer äußeren Stromquelle zu den Elektrodenplatten bewirken. So können beispielsweise zwei derartige Stromverteiler mit den Elektrodenplatten 16 verbunden sein, während ein dritter Stromverteiler durch die Wanne 12 zu der

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Mittelelektrodenplatte geht. Diese Stromverteiler sind an die entsprechenden Klemmen geschaltet. Die Stromverteiler brauchen - wie aus Figur 2 und 3 entnommen werden kann - nur wenig über die Elektrodenplatten 16 und 18 sich erstrecken.

Es wird angenommen, daß die Polarität von keiner großen Bedeutung ist, solange die Mittelelektrode 18 entgegengesetzte Polarität besitzt wie die Endelektroden 16. Selbstverständlich können sich auch die beiden Endelektroden auf unterschiedlicher Polarität befinden. In diesem Fall entfällt dann die Mittelelektrode.

Die Endelektroden 16 und die Mittelelektrode 18 sind eben und sind innerhalb der Wanne 12 parallel zueinander und im Abstand voneinander entlang der Aohse der Flüssigkeitsströmung durch die Zelle 10 angeordnet. Zwischen den Endelektroden 16 und der Mittelelktrode 18 (Fig. 2) können sich mehrere bipolare Elektroden 20 befinden. Auch diese sind eben und in der Wanne 12 parallel zueinander und im Abstand voneinander fixiert. Die Konstruktion der Zelle erscheint nun wie eine Kolonne mit Zulauf 22 auf einem Ende und Ablauf 24 auf dem anderen Ende. Beide sind verbunden mit dem Flüssigkeitsverteilungssystem» so daß die Flüssigkeit die Zelle laminar zwischen den Elektrodenplatten durchströmen kann. Wie Fig. 3 entnommen werden kann, entspricht der Zulauf und Ablauf 22, 24 fast der gesamten Höhe der Mittelelektrode 18, um den Bereich geringer Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Zelle minimal zu halten. Dadurch wird eine gute Reinigungswirkung der Flüssigkeitsströmung zur Entfernung von Ansätzen und Abscheidungen gewährleistet.

Die Montage und Ausrichtung der Elektroden 16, 18 und 20 innerhalb der Wanne 12 kann auf verschiedenste Weise erfolgen. So kann man in zwei Seiten der Wanne 12

in Schlitze 21 etwa 3,173 mm tief und einer Breite entspre-

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chend den Elektroden 16, 18, 20 vorsehen, so daß diese da hineinpassen und die Wanne 12 somit eine geschlossene Elektrolysezelle 10 bildet. Die Elektroden können dicht fixiert werden, um gleichmäßigen Abstand zu gewährleisten und der Flüssigkeit eine entsprechende Strömung durch diese Abstände zwischen Zulauf 22 und Ablauf 24 zu gestatten.

Es wurde festgestellt, daß der Abstand der Elektroden 16, 18, 20 etwa 0,635 bis 12,7 mm betragen kann, wobei der Elektrodenabstand bevorzugt etwa 1,9 mm ist. Ist der Elektrodenabstand zu gering, so ist der Strömungswiderstand für den Elektrolyten so hoch, daß damit die Leistungs fähigkeit der Zelle beeinträchtigt werden kann.

Jede Zelle 10 enthält eine Anode, eine Kathode und eine Anzahl von bipolaren Elektroden 20. Eine bipolare Elektrode hat eine anodisch wirksame Beschichtung auf einer Seite, so daß sie auf der einen Seite als Kathode und auf der anderen Seite als Anode v/irksam ist und eine Übertragung eines ionischen Potentials quer durch diese bipolare Elektrode nur in einer Richtung möglich ist. Die bipolare Elektrode 20 kann aus einem Substrat aufgebaut sein, welches ein üblicher elektrisch leitender und elektrokatalytisch wirksamer Werkstoff ist, der dem Elektrolyt zu widerstehen vermag, wie ein Ventilmetall (Aluminium, Hafnium, Molybdän, Niob, Tantal, Titan, Wolfram, Vanadium, Zirkonium und deren Legierungen). Bevorzugt als Ventilmetall wird wegen der Kosten, der Verf ügbarkeit und der elektrischen und chemischen Eigenschaften Titan. Dieses Substrat wird für eine bipolare Elektrode 20 oberflächlich ein Edelmetall, ein Edelmetalloxid alleine oder in Verbindung mit einem Oxid eines Ventilmetalls oder andere elektrokatalytisch wirksame, korrosionsbeständige Stoffe enthalten (US-PS 3 632 498 und 3 711 385). Diese Überzüge finden sicfl^u£uf einer Seite jeder bipolaren Elektrode 20, um einen Durchgang dea Ionenpotentials

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nur in einer Richtung zu gestatten und die bipolare Konfiguration der Zelle 10 zu verbessern. Eine bipolare Konfiguration kann definiert werden als eine Elektrolysezelle, in der die Stromzufuhr nur zu wesentlich weniger als den vorhandenen Elektroden erfolgt und diese Elektroden nicht direkt an die Stromquelle angeschlossen» auf einer Seite als Anode und auf der anderen Seite als Kathode wirken, so daß das ionische Potential durch dieses Bauteil nur in einer Richtung fließen kann.

Die bipolare Elektrode 20 muß ausreichend dick sein, um über die ganze Betriebsfähigkeit der Zelle ausreichenden Zusammenhalt zu gewährleisten. Im allgemeinen entspricht eine Stärke von 0,508 bis 1,524 mm. Derartige Elektrodenkonstruktionen werden im allgemeinen als dimensionsstabile Anoden bezeichnet, sind allgemein bekannt und werden in der Industrie in großem Umfang angewandt (US-PS 3 917 518).. Die bipolaren Elektroden 20 und gegebenenfalls auch die Mittelelektrode 18 und/oder die Endelektroden 16 können in dieser Weise ausgeführt sein.

Die Anordnung der Elektroden 16, 18, 20 kann auf verschiedene Weise stattfinden. Nach einer Ausführungsform ist die Mittel elektrode 18 eine doppelt beschichtete Anode und die Endelektroden 16 sind Kathoden. In diesem Fall sind die bipolaren Elektroden 20 so angeordnet, daß die beschichteten Flächen den Endkathoden zugekehrt sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Mittelelektrode 18 die Kathode und die Endelektroden 16 die Anoden, die auf einer Seite eine Beschichtung tragen. Die bipolaren Elektroden 20 zwischen Mittelelektrode und Endelektroden kehren die beschichtete Fläche der kathodischen Mittelplatte 18 zu. Bei dieser Ausführungsform erfolgt der elektrische Anschluß an die Stromquelle zu der Mittelelektrode 18 und zu den Endelektroden 16. Die bipolaren

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Elektroden 20 sind ionisch aufgeladen, so daß sie in einer bipolaren Konfiguration zur Überführung des ionischen Potentials wirksam sind.

Die Kathoden können wie üblich aus beliebigen elektrisch leitenden, korrosionsbeständigen Werkstoffen bestehen, wie Eisen, Flußstahl, korrosionsbeständer Stahl, Nickel, mit korrosionsbeständigem Stahl plattierten Kupfer oder mit Nickel plattiertem Kupfer. Die Stärke der Kathoden soll in dem gleichen Bereich wie die der Anode liegen. Die Zelle 10 und insbesondere die Elektroden 16, 18, 20 werden im Hinblick auf die angestrebte Halogenmenge für die biocide Wirksamkeit bemessen. Für eine kleine Anlage innerhalb des Wasserkreislaufes entspricht z.B. eine Anodenfläche in der Größenordnung von 11,61 bis 14,19 dm (180 bis 220 sq.in).

In der Fig. 4 ist ein Verteilungsystem für einen

eine Swimmingpool gezeigt, in wiehern erfindungsgemäße Zelle integriert ist. Das Flüssigkeits-Verteilungssystem dient zum Transport eines beliebigen Teils oder der gesamten Flüssigkeit, die behandelt werden soll, einschließlich einem Rücklaufystem für einen Swmmingpool, ein Kühlmittelsystem für große Kraftwerke und Rücklaufsysteme für die Abwasseraufbereitung. Die zu lösende Aufgabe ist die Zurverfügungstellung von bioeid wirksamem Chlor(für Swimmingpools)durch die Elektrolysezelle. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, andere Halogene wie Jod als bioeid wirksames Mittel zu erzeugen. Nach Fig. kommt der Zulauf 22 aus dem Swimmingpool, wobei in dieser Leitung eins Pumpe 28 und ein Filtergefäß 30 vorgesehen ist. In dem Filtergefäß können Teilchen über die Rückwaachleitung 32 gehalten werden, und das Wasser wird über die Speiseleitungen 34 wieder eingeleitet. Die Elektrolysezelle 10 steht über den Ablauf 24 mit dem Swimmingpool in Verbindung,und zwar nach dem Filterge-

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faß 30. Ein Regelgerät 36 kann auf die Pumpe 28 wirken sowie auf den Betrieb der Zelle 10 je nach dem Bedarf. Die Dimensionierung der Elektrolysezelle 10 für die ausreichende Halogenbildung für die biocide Wirksamkeit in einem Swimmingpool mit einem Fassungsvermögen von etwa 757 hl beträgt etwa 31,75 x 76,2 χ 152,4 mm und hat eine gesamte Anodenfläche in der Größenordnung von etwa 13,87 dm².

Bei diesem speziellen Anwendungsgebiet der Chlorierung von Badewasser wird für die Beeinflussung der Elektrolysezeit und Tätigkeit der Pumpe eine entsprechende Automatik angewandt. So kann es sich bei dem Regelgerät 36 um eine Programmierung auf 24 h für die Pumpe 28 und eine Programmierung von 15 min für die Elektrolyse handeln. Der Elektrolysezelle 10 wird Gleichstrom über einen Gleichrichter entsprechend geringer Spannung und Stromdichte zugeführt. Diese geringe Spannung verringert die Möglichkeit für vagabundierende Ströme in dem ESctrolyt, was zur Sicherheit des Betriebes beiträgt. Dadurch werden zwei Grundprobleme überwunden, in der Hauptsache der nivelierende Effekt und das Konzentrationsgefälle. Durch Zugabe von Chemikalien ist die Halogenkonzentration höher und nach Zugabe der Chemikalien in das Badewasser fällt die Konzentration, wobei ein nivelierender Effekt eintritt. Da die dem Badewasser zuzusetzenden Chemikalien in einem sehr kleinen Bereich des Swimmingpools zugesetzt werden, so tritt ein Konzentrationsgefälle derart auf,daß lokal hohe Konzentration und niedere Konzentration herrscht. Die Elektrolysezelle 10 nach der Erfindung bewirkt eine eher gleichmäßige Halogenkonzentration, da die Zugabe über lange Zeit stattfindet. Auch durch Einführung des Halogens in das Verteilungssystem anstelle in das stehende Wasser wird die Konzentration sehr viel schneller/und sehr viel gleichmäßiger sein.

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Dies alles führt zu geringeren Augenentzündungen der Schwimmer und ergibt ein sehr klares Wasser. Die bisher in Swimmingpools gegebenen Chemikalien enthielten inerte Elemente, die in Wasser nicht vollständig löslich waren und damit zu einer Trübung des Wassers führten, wohingegen die Elektrolysezelle nach der Erfindung reines Halogen liefert, welches momentan in der Flüssigkeit des Verteilersystems gelöst wird.

Die Elektrolysezelle arbeitet bei einer Spannung von 10 bis 50 V, vorzugsweise etwa 20 bis 30 V. Die Betriebsweise soll nicht kontinuierlich sein, so daß Ablagerungen an den Kathodenflächen vermieden werden. Zwischen den Betriebszeiten der Zelle werden die Elektroden durch die Flüssigkeit des Verteilungssystems gewaschen. So kann man z.B. nach einer Elektrolysezeit von etwa 1 bi3 30 min den Strom abstellen, jedoch die Pumpe weiter laufen lassen, so daß Elektrolyt durch die Zelle gepumpt wird, und zwar nochmals 1 bis 60 min, was eine Reinigung der Elektrodenflachen bewirkt. Dieser Zyklus kann beliebig oft wiederholt werden. Es wird angenommen, daß auch kürzere Zyklen zulässig sind, um den Halogengeha.lt auf dem für die biocide Aktivität erforderlichen Niveau zu halten.

Ist einmal ein Programm für ein bestimmtes Schwimmbecken festgelegt, so wird dieses automatisch chloriert, wofür nur noch geringfügige Tätigkeiten vom Bedienungspersonal erforderlich sind. Wenn sich einmal der Chlorgehalt in unerwünschter Weise ändert, so bewirkt das Regelsystem durch eine besondere Flexibilität eine Neueinstellung mit sehr geringer Verzögerung und die Aufrechterhaltung entsprechender Konzentration über lange Zeit ist im allgemeinen möglich durch direkte Zugabe von Chemikalien zu dem Badewasser.

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Die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten ist im allgemeinen 75»7 bis 265 l/min in den Elektrodenzwischenräumen. Damit wird auch weitgehend eine Ablagerung von Peststoffen an den Kathodenflächen vermieden und die Möglichkeit einer Stromableitung herabgesetzt. Die Strömungsgeschwindigkeit durch die Zelle beträgt im allgemeinen mehr als 0,6 m/s.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle ist deren Arbeitsfähigkeit auch bei sehr geringen Konzentrationen an Halogenid in dem System. Die Halogenidkonzentration soll im allgemeinen zwischen 0,5 und 5 g/l liegen. Für die Herstellung von Chlor heißt das, daß die Natriumchloridkonzentration zwischen 0,5 und 5 g/l liegen soll, jedoch können - wie oben bereits angedeutet zur Herstellung anderer Halogene auch andere Halogenide elektrolysiert werden. Die bevorzugte Salzkonzentration ist 1 bis 3 g/l.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert.

Beispiel 1

Es wurden zwei Zellen mit Wannen aus Polyacrylat angewendet, und zwar für Zelle 1 mit einer beschichteten Anodenfläche von 12,77 dm² (US-PS 3 632 498 und 3 711 385) für einfach-bipolare Anordnung und für Zelle 2 11,74 dm für doppelt-bipolare Anordnung. Die Kathoden bestanden jeweils aus korrosionsbeständigem Stahl der Spezifikation 316. In den folgenden Tabellen I und II sind die Ergebnisse bei stehender bzw. umgepumpter Flüssigkeit zusammengefaßt. Für die Versuche mit umgepumpter Flüssigkeit wurde ein 15-1-Vorratsgefäß angewandt.

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TABELLE I

Zelle

Na.Cl g/l

1,0 1,0 2,0 2,0

0,8 0,8 0,8 0,8

50 25 50 20

1,6 3,6 3,0 3,1

min

Strom-Ausbeute

5 1 1

48$

CO CD CT) CD

TABELLE II

Zelle

NaCl g/l Strom-Ausbeute

1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 1,0 1,0 1,0

50	1,7	5	51
50	1,7	10	51
50	1,7	15	46
50	1,7	20	43
50	2,4	5	65
50	2,4	10	57
50	2,4	15	53
50	2,4	20	49
50	3,2	5	66
50	3,2	10	58
50	3,2	15	55
50	3,2	20	52
25	2,8	5	55
25	2,8	10	47
25	2,8	15	44
25	2,8	20	41

CD CD C7> CD

Beispiel 2

Das Wasser eines Schwimmbeckens mit einem Fassungsvermögen von 454 hl (12 000 gallons) wurde erfindungsgemäß behandelt und dazu eine NaCl-Konzentration von 1,11 g/l und ein Rest-Chlorgehalt von 3,48 ppm eingestellt. Die Elektrolysezelle enthielt eine anodische Mittelelektrode und 5 bipolare Elektroden sowie an jeder Seite eine kathodische Endplatte, Anodenfläche 12,9 dm . Elektrolysebedingungen: Gleichstrom 6 A, 25 V. Eine Pumpe mit einem Leistungsvermögen von 189 l/min wurde für die Chlorerzeugung vorgesehen. Die Chlorerzeugung wurde in kontinuierlichem Betrieb gehalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.

TABELLE III

ppm Cl

am ...	Tag	im Becken	in der Zelle
O		3,48	3,64
1		0,80	1,75 23 V, 3,25 A
5		1,20	1,84 Stromausbeute 28,2$
6		0,40	0,92
7		0,20	0,70
8		< 0,10	warmes V/asser führte zu gerin gem Rest-Chlorgehalt. Zuspeisung von trockenem Cl
11		0,36	0,70 3,25 A 1,06 g/l NaCl

Beispiel 3

Eine Elektrolysezelle enthielt eine kathodische Mittelelektrode, 5 bipolare Elektroden und an jeder Seite eine anodische Endelektrode. Es wurde ein Zeitgeber für 15 min

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vorgesehen und eingestellt auf eine Elektrolysezeit von 12 min und eine Pause von 3 min* Ein 24-h-Zeitgeber war eingestellt auf 12h Betrieb und 12 h Pause für den Chlorierungszyklus. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV zusammengefaßt. Es wird darauf hingewiesen, daß eine nicht kontinuierliche Betriebsführung der Zelle die Ergebnisse wesentlich verbessert.

	TABELLE	IV	t,72 g/l NaCl
am ... Tag	ppm Cl im Becken in	der Zelle	4,5 A
O			Zeitgeber: 8 h ein T6 h aus 1,68 g/l NaCl
1	2,7	4,2	Stromausbeute 55 bis 60# 2,5 A, 1,48 g/l NaCl
6		mm	2,5 A
13	2,3	3,4	2,5 A
16	1,3	2,0
19	1,6	3,2
23	2,1	3,2
26	1,4	2,5
Beispiel 4

Es wurde eine Elektrolysezelle für Schwimmbecken verschiedener Größe,wie in Beispiel 2 beschrieben, installiert mit Ausnahme, daß der Zeitgeber auf die in der Tabelle V angegebenen Programme eingestellt war und die Ergebnisse über eine Arbeitszeit von 12 Wochen aufgezeichnet worden sind, Die Ziffernwerte sind Mittelwerte über eine angenommene Arbeitszeit von 1 Woche.

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41,6 hl

ein/aus min

Betriebszeit h/Tag

Cl in ppm

45,42 hl

ein/au3 min

Betriebszeit h/Tag

Cl in ppm

58,7 hl

ein/aus min Betriebszeit

Cl in ppm

h/Tag

68,1 hl

ein/aus min

Betriebszeit h/Tag

Cl in ppm

	TABELLE ,V	6. Woche	8. Woche	12. Woche
1. Woche	3. Woche	7,5/7,5 8 24,0 3,0 1,8	7,5/7,5 8 20,5 3,5 1,6	7,5/7,5 8 22,5 4,0 2,0
7,5/7,5 8 26,0 4,0 2,0	7,5/7,5 88 26,0 4,0 2,0	5/10 12 25,0 4,0 1,6	5/10 12 26,0 3,5 1,6	6/9 12 27,0 3,5 1,0
5/10 12 22,5 5,0 1,0	5/10 12 24,5 5,0 1,6	6/9 10 30,0 2,5 2,0	7/8 10 23,0 4,0 1,6	7/8 10 26,5 2,75 2,0
5/10 10 26,5 3,0 2,0	5/10 10 30,0 3,0 1,6	7,5/7,5 12 22,5 2,25 2,0	7,5/7,5 12 22,0 3,0 1,6	7,5/7,5 12 23,0 2,5 2,0
7,5/7,5 12 25,0 3,25 1,6	7,5/7,5 12 24,0 3,0 2,0

-Vt- 27A9969

Wie oben bereits darauf hingewiesen, eignet sich die erfindungsgemäße Elektrolysezelle nicht nur für das Chloren des Wassers aus Schwimmbecken, sondern zur Erzeugung von biocid wirksamem Halogen bei der Abwasserbehandlung oder für Kühlwasser, insbesondere von Kernkraftwerken in Gegenden, wo diese Abwasser mit natürlichen Gewässern oder dergleichen Frischwasser in Berührung kommen sollen. Die Dimensionierung der Zellen erfolgt im Hinblick auf die benötigte Halogenmenge, so daß eine weitgehendste Abstimmung der Halogenerzeugung für biocide Wirksamkeit an den jeweiligen Bedarf der Abwasser erzeugenden Anlagen möglich ist. Dadurch wird ein Transport von Rohchemikalien mit allen damit verbundenen Risiken und Auflagen vermieden. Trotz so geringer Halogenidkonzentrationen erreicht man doch die Erzeugung von Halogen ausreichender biocider Wirksamkeit in dem in Rede stehenden flüssigen System.

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Claims

JH. IN»;. Κ λντIiKSTIIOKF NOOOMUW(UIKn OO »U.K. ν. 1'ΚΓΙΙΜΛΝΝ HC.I WKlilKllKTIIASSK 2 I)H. ΙΝ(;. II. IJKIIHKNS τ»..»«» «08») O02031 ΐ)ΐΐ·ΐ..ΐΛ«;.Η..;οκτκ τκ,.κχ » ** οτο TKI.XOJIAMMK I 1·ΔΤΚΝΤΑΝΛ\'ΛΙ.ΤΚ PWlTKCTl-ATKKT mOKCIIEX 1A/O-50 011 Anmelder: DIAMOND SHAMROCK Patentansprüche

1. Elektrolysezelle zur Herstellung von Halogen, insbesondere als biocid wirksames Mittel, in Form einer Wanne mit einer Zu- und einer Ableitung innerhalb eines Flüssigkeits-Verteilungssystems, dessen Flüssigkeit die Zelle durchströmen soll, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von ebenen, zueinander parallelen und im Abstand voneinander angeordneten Elektroden, die an einer Seite eine Beschichtung tragen, daß der Durchtritt ionischen Potentials in einer Richtung ermöglicht ist, und nicht alle der Elektroden direkt mit der Stromquelle verbunden sind.

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Endelektroden, eine Mittelelektrode und 1 bis 30, vorzugsweise 6 bis 20 bipolare Elektroden vorgesehen sind.

3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Endelektroden und die Mittelelektrode an die Stromquelle angeschlossen sind.

4. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die bipolaren Elektroden

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einen Überzug eines elektro-katalytisch wirksamen, korrosionsbeständigen Materials auf der der Kathode zugekehrten Seite besitzen.

5. !elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Zulauf- und Ablauföffnung für die zu behandelnde Flüssigkeit an den beiden Enden der Elektrolysezelle fast so groß sind wie die Mittelelektrode.

6. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden eine Stärke von 0,508 bis 1,524 mm aufweisen.

7. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Elektrodenabstand zwischen 0,635 und 12,7 mm liegt und vorzugsweise etwa 1,9 nra ist.

8. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden innerhalb der Wanne, welche eine Vielzahl von etwa 3,175 mm tiefen Schlitzen besitzt, fixiert sind.

9. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 8, dadurch

gekennzeichnet , daß die gesamte Anoden-

2 fläche zwischen etwa 11,61 und 14,19 dm liegt.

10. Verfahren zum Betreiben der Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 9 durch Elektrolyse einer verdünnten Halogenidlösung für die Erzeugung von biocid wirksamem Halogen, dadurch gekenn zeichnet, daß man der zu behandelnden flüssigkeit Halogenid für eine Konzentration von zumindest 0,5 g/l

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zusetzt und bei einer Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Elektroden von etwa 0,3 bis 0,9 ni/^si einer Spannung von etwa 10 bis 50 V und einer Stromdichte von etwa 0,3

bis 19 A/dm mit Unterbrechungen elektrolysiert.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Flüssigkeitsströmung durch die Elektrolysezelle 1 bis 30 min elektrolysiert und dann die Plüssigkeitsströmung weitere 1 bis 60 min aufrecht erhält und dieses Programm entsprechend oft wiederholt.

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