DE2837818C2 - Anode für eine elektrolytische Apparatur ohne Diaphragma - Google Patents

Description

sehe Verbindung der Anode mit der Stromzuführung bei großem Durchgangsquerschnitt an der Bodenfläche gewährleistet ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsform näher erläutert

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anode.

F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt durch die Anode von Fig. 1; ίο

Gemäß Fi g. 1 trägt ein Schaft ein Paar von parallelen Anodenplatten 2, 2', die untereinander an ihren freien Enden durch Verbindungselemente 3,3' verbunden sind, die im dargestellten Ausführungsbeispiel U-förmig sind. Die Anodenplatter. 2, 2' besitzen einen gestrichelten Teil, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von Fig.! anzeigt, daß sie aus Streckmetall sind. Die Anodenplatten 2,2' sind mit dem Schaft 1 durch U-förmige Verbindungselemennte 4,4' verbunden, deren Schenkel an den Anodenplatten 2, 2' und deren Stege an dem Schaft 1 längs zwei diametral gegenüberliegenden Mantellinien angeschweißt sind. Eines der Enden des Schaftes 1 ist durch einen Stopfen 5 geschlossen, während das andere Ende des Schaftes 1 eine Abflachung, die eine elektrische Verbindung 7 aufnimmt und eine Schulter 8 besitzt die eine Nut 9 aufweist die zur Aufnahme einer torischen Dichtung 10 bestimmt ist um die Dichtigkeit sicherzustellen. Die Abflachung 6 besitzt darin angebrachte Bohrungen 11, die zur Aufnahme von Druckbolzen von Stromzuleitungen dienen.

Vorteilhaft wird der zylindrische Schaft 1, wie an sioh bekannt aus mit Titan umhülltem Kupfer und werden die anodischen Platten 2, 2' und die Verbindungselemente 4,4' zum Ermöglichen eines leichten Durchgangs von bei der Elektrolyse entstehenden Gasen aus einem perforierten Metall oder Streckmetall hergestellt. Vorteilhaft ist auch die Trennung zwischen der Dichtfunktion und der Funktion der elektrischen Verbindung vorgenommen.

Der Querschnitt des zylindrischen Schaftes ST wird durch folgende Formel gegeben:

SA ■ DA DC

Natriumchlorat mit einer elektrolytischen Apparatur enthaltend 35 Anoden, deren jede eine Abmessung von 750 χ 400 mm und eine Stärke von 46 mm aufweist einen Nennstrom von 60 kA mit einer Stromdichte von 40 A/dm², einer maximalen Stromsiärke von 2400 A, einer Klemmenspannung von 2,8 bis 3 V, einen Faraday'schen Wirkungsgrad von 95% und einen elektrischen Energieverbrauch von 4500 bis 4800 kWh/t Der Spannungsabfall zwischen der Stromzuführung und dem aktiven Teil der Anode beträgt nur wenige mV.

Vergleichsweise ermöglicht es eine elektrolytische Apparatur, die Anodeneinrichtungen gemäß der FR-PS 23 03 093 verwendet einen Nennstrom von 30 bis 40 kA, eine Klemmenspannung von 3,2 bis 3,4 V, eine Faraday'sche Ausbeute von 95% und einen elektrischen Energieverbrauch an Gleitstrom von 5100 bis 5400 kWh/t zu erhalten. Der Spannungsabfall zwischen der Stromzuführung und dem aktiven Teil der Anode beträgt 200 mV.

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scheinbare Anodenoberfläche (gesamte Anodenfläche einschließlich der Oberfläche eventueller Perforatiohen)
Anodenstromdichte

Stromdichte in dem Material, aus dem der Schaft besteht.

Für Schäfte aus mit Titan ummanteltem Kupfer liegt in der Praxis der Durchmesser des Schaftes zwischen etwa 20 und 40 mm.

Die Dicke einer Anode, d. h. der Abstand zwischen den anodischen Platten einer Anode, liegt im allgemeinen zwischen 40 und 60 ram Die Oberfläche einer Anodenplatte liegt im allgemeinen zwischen 0,1 und 0,4 m².

Bei der Verwendung in elektrolytischen Apparaturen ohne Diaphragma zur Herstellung von Chloraten ermöglichen es die erfindungsgemäßen Anoden, bei Nominalströmen zu arbeiten, die bis über 200 kA gesteigert werden können, wobei immer extrem kleine Spannungsabfälle auftreten. Anders ausgedrückt ermöglicht es die Erfindung, außerordentlich ökonomisch in bezug auf den elektrischen Energieverbrauch zu arbeiten.

Beispielsweise erhält man bei der Herstellung von Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

len. Dabei wird aber nicht ausgeschlossen, daß an der

Patentanspruch: wirksamen Elektrodenarbeitsfläche Unregelmäßigkei

ten auftreten, weshalb eigens Abstandshalter vorgese-

Anode für hohe Nominalströme bis über 200 kA hen sind, welche diese Unregelmäßigkeiten verringern für eine elektrolytische Apparatur ohne Diaphrag- 5 sollen.

ma, die zur Herstellung von Alkali- und Erdalkali- Solche Unregelmäßigkeiten sollen bei der aus der

chloraten verwendbar ist, mit einem elektrisch lei- DE-OS 26 20 345 bekannten weiteren spreizbaren Elektenden korrosionsfesten zylindrischen Schaft, der in troden dadurch vermieden werden, daß zwischen den vorgegebenem Abstand zueinander zwei parallele, Elektrodenarbeitsflächen flexible Verbinder vorgesean ihren Enden verbundene Anodenplatten trägt, 10 hen sind, welche es gestatten, die Elektrodenarbeitsflä- und an einem Ende durch einen korrosionsfesten chen zum Elektrodenbolzen hin und von diesem weg zu Stopfen verschlossen ist, während das andere Ende verstellen, wobei in der Elektrodenarbeitsfläche eine einen Abschnitt für die Stromzufuhr und eine Ab- Spannungskraft aufrecht erhalten werden solL Ebenso dichtung gegen die Wandung des Elektrolysegefä- wie die Elektrode gemäß der DE-OS 21 09 091 ist auch ßes aufweist, dadurch gekennzeichnet, 15 diese Elektrode verhältnismäßig aufwendig und komplidaß der Schaft (1) längs zwei diametral gegenüber- ziert im Aufbau, ohne daß die bezweckte Erzielung eiliegenden Mantellinien mit den Stegen von zwei ner einwandfrei ebenen Erstreckung der Elektrodenfläelektristii leitenden korrosionsfesten und im wesent- chen damit gesichert ist

liehen U-förmigen Verbindungselementen (4, 4') Aus der DE-OS 24 27 8912 ist des weiteren eine di-

verschweißt ist, deren Schenkel mit den Anodenplat- 20 mensionsstabile Elektrode bekannt, bei der an diametral ten (2,2') verschweißt sind und daß das andere Ende gegenüberliegenden Seiten einer zylindrischen Anodendes Schaftes eine Abflachung (6) aufweist und eine steigleitung Metallfolien angebracht sind, die mit ihren Schulter (8) mit einer Nut (9) zur Aufnahme einer ebenen Hauptflächen parallel zueinander angeordnet Dichtung besitzt und mittels an entgegengesetzten Enden ausgebildeten

25 U-förmigen Abwinkelungen miteinander verbunden

sind.

Durch die GB-PS 14 35 683 ist es bei solchen dimensionsstabilen Elektroden mit an der Anodensteigleitung

Die Erfindung betrifft eine Anode für hohe Nominal- angebrachten parallelen Anodenplatten auch bekannt, ströme bis über 200 kA für eine elektrolytische Appara- 30 diese zu reparieren bzw. zu erneuern. Um eine Beschätur ohne Diaphragma, die zur Herstellung von Alkali- digung der Titanumhüllung der Anodensteigleitung zu und Erdalkalichloraten verwendbar ist vermeiden, wird der mit dieser verbundene Teil der An-

Bisherige Anodenanordnungen für elektrolytische odenplatten wieder verwendet und durch neue Teile zu Apparaturen ohne Diaphragma sind allgemein in der einer vollständigen wieder einsatzfähigen Elektrode er-FR-PS 23 03 093 beschrieben. Diese Anodenanordnun- 35 gänzt Dies kann beispielsweise in der Form geschehen, gen werden durch Anoden in L-Form gebildet, die auf daß zwischen die mit der Anodensteigleitung verbuneinen leitenden Boden geschraubt sind, der mit elektri- denen wieder verwendeten Anodenplattenteile U-förschen Verbindungselementen zur Stromzuführung zum mige Verbindungselemente eingesetzt und einerseits aktiven Teil der Anode versehen ist. mit der Steigleitung, andererseits die Stoßstellen zwi-

Andere Anodenanordnungen, die in Elektrolysezellen 40 sehen den alten und den neuen Anodenplattenteilen ohne Diaphragma verwendbar sind, sind in der FR-PS überbrückend mit diesen verbunden, insbesondere ver-7141 272 beschrieben. Sie werden aus einem Boden ge- schweißt werden. Damit wird zwar die Wiederverwenbildet, der mit Vorsprüngen in Form von Stäben verse- dung der verhältnismäßig teuren Titan umhüllten Annen ist, die wenigstens eine Oberfläche haben, die plan odensteigleitung ermöglicht, die Verbindung der bereits gearbeitetist, auf denen jeweils eine Anode befestigt ist. 45 gebrauchten mit den neu hinzugefügten Teilen erfor-Auch bei derartigen Systemen ist der Boden nrt eiektri- dem aber eine sehr genaue und damit verhältnismäßig sehen Verbindungselementen zur Stromzuführung zu komplizierte Arbeitsweise, wenn eine Verbindung erden Anoden versehen. reicht werden soll, bei der die Anodenplatten die erfor-Derartige Anodenanordnungen führen zu einer Be- derliche völlig ebene und zueinander genau parallele grenzung der nominalen Arbeitsleistung der elektrolyt!- 50 Erstreckung aufweisen.

sehen Apparatur auf etwa 50 000 A aufgrund der Art Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, mit einfader elektrischen Verbindung der Anoden mit den chen Mitteln eine Anode für elektrolytische Apparatu-Stromzuführungen und aufgrund der Schwierigkeit, ge- ren ohne Diaphragma zu schaffen, die es ermöglicht, mit nügende Durchgangsquerschnitte in der vorhandenen Strömen bis zu 200 kA und mehr zu arbeiten, die aber Bodenfläche anzuordnen. 55 nur zu geringen Spannungsabfällen führt Erfindungsge-

Desweiteren können die Spannungsabfälle zwischen maß wird diese Aufgabe bei einer Anode gemäß dem den Stromzuführungen und dem aktiven Teil der Anode Oberbegriff des Patentanspruchs mit den im Kennzei-200 mV bei einem Nennstrom der elektrolytischen Ap- chen angegebenen Merkmalen gelöst paratur von 30 kA erreichen, wodurch der Energiever- Sowohl die U-förmige Verbindung der Anodenplat-

brauch stark beeinträchtigt wird. eo ten als auch insbesondere die U-förmigen Verbindungs-

Des weiteren erfordert diese Konstruktionsweise au- elemente sind sehr einfach ausgebildet und damit wenig ßerordentlich teure Anodenträger. aufwendig, vor allem aber wird durch die U-förmigen

Aus der DE-OS 21 09 091 ist auch eine Elektrode be- Verbindungselemente eine sehr gute Stromzufuhr von kannt, bei welcher die den sog. dimensionsstabilen Elek- der Steigleitung zu den Anoden und zugleich ein großes troden angeblich anhaftenden Unregelmäßigkeiten 65 Maß an Stabilität und Maßgenauigkeit der Anode sidurch Verwendung eines zur Fixierung des Abstandes chergestellt. Vorteilhaft ist insbesondere auch die Auszwischen Elektrodenflächen und Anschlußbolzen die- bildung des unteren Endes der Anodensteigleitung als nenden Abstandeinstellstückes vermieden werden sol- flache Stromschiene, da hierdurch eine sehr gute elektri-