DE2855837C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2855837C2
DE2855837C2 DE2855837A DE2855837A DE2855837C2 DE 2855837 C2 DE2855837 C2 DE 2855837C2 DE 2855837 A DE2855837 A DE 2855837A DE 2855837 A DE2855837 A DE 2855837A DE 2855837 C2 DE2855837 C2 DE 2855837C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
cathode
fluorocarbon polymers
alloys
cover plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2855837A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2855837A1 (de
Inventor
Tokuzo Kobe Jp Iijima
Toshiharu Akashi Hyogo Jp Yamamoto
Kazuo Kishimoto
Takamichi Takasago Hyogo Jp Komabashiri
Toshiji Kobe Jp Kano
Akinori Hisanaga
Yasushi Kakogawa Hyogo Jp Samejima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP1977178714U external-priority patent/JPS5812836Y2/ja
Priority claimed from JP1978107197U external-priority patent/JPS5526015U/ja
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Publication of DE2855837A1 publication Critical patent/DE2855837A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2855837C2 publication Critical patent/DE2855837C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/06Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips
    • F16B5/0607Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other
    • F16B5/0621Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
    • F16B5/0635Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship fastened over the edges of the sheets or plates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau einer Membran in eine einen fingerartigen Auf­ bau aufweisende Elektrolysezelle zur Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallchloridlösung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Elektrolysezelle mit einer verfahrensgemäß eingebauten Membran.
Natriumhydroxid wird kommerziell in Diaphragmenzellen mit Asbest oder modifiziertem Asbest hergestellt. Nach diesem Verfahren hergestelltes Natriumhydroxid weist jedoch eine schlechte Qualität auf, und 0,9 bis 1,2 Gewichts­ prozent Natriumchlorid ist gewöhnlich in einer 50 prozenti­ gen Natriumhydroxidlösung enthalten. Das in einer derartigen Natriumhydroxidlösung enthaltene Natriumchlorid kann durch Extraktion durch Ammoniak oder durch Behandeln mit hydrati­ siertem Natriumhydroxid abgetrennt werden; werden jedoch diese Verfahren im industriellen Maßstab angewendet, so wird die Natriumhydroxidlösung bestenfalls auf 500 bis 1000 ppm gereinigt und darüber hinaus sind relativ hohe Reini­ gungskosten erforderlich. Natriumhydroxid, das in der Rayon- Industrie verwendet werden soll, darf lediglich 200 ppm oder weniger Natriumchlorid in einer 50 prozentigen Natrium­ hydroxidlösung enthalten. Daher ist es relativ schwierig, Natriumhydroxid für die Rayon-Industrie bei annehmbaren ge­ ringen Kosten herzustellen, indem das nach dem Diaphragmen- Verfahren mit Asbest oder modifiziertem Asbest hergestellte Natriumhydroxid gereinigt wird.
Wenn anstelle des Asbests oder des modifizierten Asbests für die Diaphragmen der Zellen erfindungsgemäß Ionenaustau­ schermembranen eingesetzt werden, so wird nicht nur die Quali­ tät des Produkts verbessert, sondern auch der Betrieb der elektrolytischen Anlage wird ermöglicht. Dies ergibt sich daraus, daß in dem Verdampfungssystem keine Salze ausfallen, ein Auswaschen der Schlammleitungen und der Behälter nicht erforderlich ist und der Betrieb automatisch ablaufen kann. Ein anderer Vorteil beim Übergang von Diaphragmen aus Asbest oder modifiziertem Asbest zu Ionenaustauschermembranen be­ steht darin, daß die erhaltene Zellenflüssigkeit kaum NaCl enthält. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das in den eigenen Anlagen oder innerhalb des Anlagenverbundes ver­ brauchte Natriumhydroxid direkt zugeführt werden kann, ohne daß es durch Eindampfen auf 45 bis 50% konzentriert werden muß; dagegen muß bei Verwendung von Diaphragmen aus Asbest oder modifiziertem Asbest die großen Mengen von Natriumchlorid enthaltende Zellenflüssigkeit auf 45 bis 50% konzentriert werden, und zwar selbst dann, wenn das Natriumhydroxid in den eigenen Anlagen oder innerhalb des Anlagenverbundes ver­ braucht wird; auch niedrig konzentriertes Natriumhydroxid ist zufriedenstellend. Verwendet man dagegen Ionenaustauscher­ membranen, so enthält das Natriumhydroxid im wesentlichen kein Natriumchlorid und kann daher für verschiedene Verwen­ dungszwecke unmittelbar eingesetzt werden, etwa nach dem Ab­ kühlen auf eine gewünschte Temperatur oder nach dem Vermi­ schen mit 50 prozentigem, konzentriertem Natriumhydroxid, um für die Verwendung eine gewünschte Konzentration zu er­ halten.
Es ist jedoch außerordentlich schwierig, eine Ionenaustau­ schermembran in eine Elektrolysezelle mit fingerartigem Auf­ bau und gewundenen Abschnitten einzubauen. Der unmittelbare Einbau der Ionenaustauschermembran auf die gekrümmten Oberflächen einer Kathode führt zu einer erhöhten Konzentra­ tion eines Alkalimetallchlorids in einer hergestellten Alkalimetallhydroxidlösung.
Andererseits sind hydrodynamisch permeable, perforierte Membranen als mikroporöse Membranen bekannt. Es ist eben­ falls schwierig, diese Membranen in eine elektrolytische Zelle mit fingerartigem Aufbau einzubauen, was für Diaphragmenzellen mit Asbest typisch und üblich ist, so daß die Verwendung von mikroporösen Membranen im industriellen Maßstab noch nicht üblich ist.
Aus der US-PS 39 23 630 ist eine Elektrolysezelle mit einer porösen Membran bekannt, die durch Festschweißen oder Fest­ kleben befestigt wird. Diese Befestigungsart ist jedoch un­ befriedigend, da Schwierigkeiten beim Auftreten von Falten während des Betriebs nicht ausgeglichen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum einfachen und leichten Einbau einer im wesentlichen ebenen Membran in eine Elektrolysezelle mit fingerartigem Aufbau zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen einen außerordentlich einfachen Einbau der Membran. Ferner können Elektrolysezellen mit Diaphragmen aus Asbest oder modifiziertem Asbest in Elektrolysezellen mit Kationenaustauschermembranen umge­ baut werden, wobei die erzeugte alkalische Metallhydroxid­ lösung nur geringe Mengen von Alkalimetallchloriden enthält. Erfindungsgemäß kann Alkalimetallhydroxid hoher Qualität hergestellt werden, das kaum Alkalimetall­ chloride enthält, in dem ein Einbaurahmen für Kationenaustauschermembranen verwendet wird. Das erfin­ dungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung stellen keine Gefährdung der Gesundheit oder Belastung der Umwelt aufgrund des Asbests dar, da die Diaphragmen aus Asbest oder modifiziertem Asbest durch Ionenaustauschermem­ branen ersetzt werden. Ferner kann ein Alkalimetallhydroxid durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wirtschaftlich herge­ stellt werden.
Erfindungsgemäß können nicht nur Elektrolysezellen mit finger­ artigem Aufbau gemäß "Chlorine Its Manufacture, Properties and Uses", Herausgeber J. S. Sconce, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1962, S. 93 verwendet werden, sondern auch Elektrolysezellen, die aus abgeflachten Rohren aufge­ baut sind. Derartige Elektrolysezellen mit abgeflachtem Rohr­ aufbau werden ebenfalls im allgemeinen als Elektrolysezel­ len mit fingerartigem Aufbau bezeichnet. Als Alkalimetalle können beispielsweise Natrium und Kalium verwendet werden.
Bei einer Elektrolysezelle mit derartigem Aufbau ist eine Anode gewöhnlich an einer elektrisch leitfähigen Boden- oder Seitenplatte angeordnet und befestigt. Um die Horizon­ talflächen einer Kathode, die einer Anode nicht gegenüber­ liegen, abzudecken, ist ein Membraneinbaurahmen vorgesehen. Wenn somit die Anode an der Bodenplatte angeordnet ist, deckt der Einbaurahmen die Horizontalflächen der Kathode ab. Wenn der Membraneinbaurahmen elektrisch leitfähig ist, wird er gewöhnlich durch Einsetzen einer Dichtung, Beschichtung oder durch irgendeine andere geeignete Einrichtung gegen­ über der Kathode isoliert.
Erfindungsgemäß kann der Einbau der im wesentlichen flachen Membran an den gekrümmten Flächen der Kathode durch Vorsehen eines Umschlags oder Randes an dem Einbaurahmen erleichtert werden. Der Rand ist 90° bis 30°, gegenüber dem ebenen Abschnitt des Membraneinbaurahmens geneigt. Besonders bevor­ zugt ist eine Neigung von 90°, da weder eine Ausdehnung noch eine Kontraktion der Membran erforderlich ist.
Vorzugsweise wird zumindest der Rand in der Nähe der Boden­ platte oder der Seitenplatte angeordnet, in der die Anode mit 60° bis 30° eingelassen ist; dadurch wird der Zusammenbau der Anode und der Kathode, an der die Membran befestigt ist, erleichtert. Falls die Neigung geringer als 90° ist, muß die Membran nach außen erweitert werden, um sie an den Winkel des Randes anzupassen. Je kleiner der Win­ kel ist, umso stärker muß die Membran aufgeweitet werden. Während eine aufgeweitete Membran aus einem Polymerisat durch Hitzeverformung leicht hergestellt werden kann, ist es rela­ tiv schwierig, eine ebene Membran aufzuweiten. Daher wird der Winkel des Randes entsprechend den Schwierigkeiten beim Herstellen der Membran und im Hinblick auf den Wirkungsgrad im Betrieb gewählt. Daher ergibt sich der untere Grenzwert von 30° nicht aus der Theorie sondern aus der Praxis. Umge­ kehrt muß bei der Wahl eines Winkels größer als 90° die an dem Rand zu befestigende Membran kontrahiert oder gefaltet werden. Ferner muß berücksichtigt werden, daß der Betriebs­ wirkungsgrad der zusammengebauten Anoden und Kathoden ge­ stört werden kann, wenn der Winkel des Randes in der Nähe der in der Boden- oder Seitenplatte eingelassenen Anode größer als 90° ist.
Die Membran wird an dem Rand des Membraneinbaurahmens mit Hilfe einer mechanischen Befestigungseinrichtung eingebaut und befestigt. Als mechanische Befestigungseinrichtung werden Bolzen zum Verschrauben verwendet. Eine bessere Halterung wird durch die Verwendung einer Deckplatte und Bolzen erzielt. Gegebenenfalls können auch Muttern, Beilagscheiben, Tellerfedern oder dergleichen ver­ wendet werden. Ferner können als Befestigungseinrichtung Klammern zum Festklemmen verwendet werden. Eine wirksame Befestigung wird in diesem Fall insbesondere durch die ge­ meinsame Verwendung einer Deckplatte und von Klammern er­ zielt. Die Befestigung durch Klammern ist bevorzugt, da in diesem Fall keine Bohrungen in der Membran erforderlich sind. Ein erhöhter Wirkungsgrad wird durch die Verwendung von mit der Deckplatte verbundenen Klammern erzielt. Eine gemeinsame Verwendung von Bolzen und Klammern führt zu einer wirkungsvollen Befestigung. Beispielsweise kann an dem gekrümmten Teil, an dem die Membran mit Hilfe von Klam­ mern allein oder mit Hilfe der Deckplatte nur sehr schwer befestigt werden kann, die Befestigung durch Bolzen alleine oder zusammen mit der Deckplatte erfolgen, während an dem geraden Teil die Befestigung lediglich durch Klammern oder zusammen mit der Deckplatte erfolgt.
Die Membran kann an dem Rand auch ohne Verwendung der Deck­ platte befestigt werden, doch ist die Befestigung mit der Deckplatte einfacher und vollständiger. In den Fällen, wo keine Deckplatte verwendet wird, muß der zu befestigende Teil der Membran verstärkt werden, beispielsweise durch vor­ heriges Verdicken dieses Teils bei der Herstellung der Membran oder durch zwei oder mehrfaches Falten der Membran und heißsiegeln. Eine bessere Befestigung wird ferner da­ durch erzielt, daß die Bolzen oder Klammern in kürzeren Ab­ ständen angeordnet werden als bei Verwendung der Deckplat­ te. Wenn eine mikroporöse Membran verwendet wird, ist eine ungenügende Befestigung im Vergleich zur Ionenaustauscher­ membran nicht notwendigerweise problematisch, da die mikro­ poröse Membran von Hause aus hydrodynamisch permeabel ist.
Der Membraneinbaurahmen, die Deckplatte sowie die anderen Bauteile müssen aus Materialien hergestellt werden, die et­ wa gegenüber dem Anolyten widerstandsfähig sind. Als derar­ tige Materialien kommen Titan, Zirkon, Tantal oder deren Le­ gierungen, wie Titan-Palladium, Titan-Tantal und Hastelloy® (hochfeste, korrosionsbeständige Nickellegierungen) in Frage. Ferner können organische Materialien, wie glasfaserver­ stärkter Kunststoff (GFK), hitzebeständiges Polyvinylchlo­ rid, Polypropylen, Fluorkohlenstoffpolymerisate oder mit Fluorkohlenstoffpolymerisaten oder Kautschuk beschichtete Metalle, verwendet werden. Beispiele für Fluorkohlenstoff­ polymerisate sind Polymerisate des Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Perfluoralkylvinyläther, deren Copolymere sowie Polytrifluorchloräthylen und Polyfluorvinyliden.
Wenn der Membraneinbaurahmen aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, so wird eine Dichtung als Isolator zwi­ schen dem Rahmen und der Kathode angeordnet; andernfalls wird zumindest auf die Oberfläche der Kathode eine Beschichtung aufgebracht. Wenn der Membraneinbaurahmen aus Kunststoff be­ steht, werden vorzugsweise Beilagscheiben verwendet. Die Deckplatte besteht vorzugsweise aus einem Metall, und die aus Kunststoff bestehende Deckplatte wird vorzugsweise mit Beilagscheiben verwendet. Für die Bolzen, Muttern, Beilag­ scheiben, Klammern und die mit Klammern einstückige Deck­ platte werden Metalle verwendet, wie Titan, Tantal und eine Titan-Tantal-Legierung. Organische Materialien, beispiels­ weise Bolzen aus einem Fluorkohlenstoffpolymerisat, können ebenfalls verwendet werden.
Um eine vollständigere Befestigung und Abdichtung zu erzie­ len, wird vorzugsweise eine Polyfluorkohlenstoffdichtung (z. B. PTFE) zwischen dem Rand und der Membran und gegebenen­ falls zusätzlich zwischen der Membran und der Deckplatte angeordnet. Als Dichtung wird beispielsweise eine dünne PTFE-Folie als poröse Folien- oder Banddichtung verwen­ det. Eine dünne, nicht aus Teflon bestehende Folie eines Fluorkohlenstoffpolymerisats, wie das Copolymerisat von Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen, kann ebenfalls verwen­ det werden. Zur Verbesserung der Befestigung und Abdichtung können zusätzlich zu der Dichtung weitere Dichtungsmittel, wie PTFE-Paste und Silikonfett, verwendet werden.
Eine zylinderförmige Membran ist bevorzugt. Diese wird bei­ spielsweise durch Extrusion, durch Heißsiegeln oder durch Verkleben mit Hilfe eines Klebstoffs hergestellt.
Wenn eine Kationenaustauschermembran verwendet wird, kann die Konzentration der Zellenflüssigkeit (Konzentration des Natriumhydroxids) auf über 30 bis 40% gesteigert werden.
Für Kationenaustauschermembranen können beispielsweise Polyfluorkohlenstoffe mit einer Sulfonsäuregruppe, einer Sulfonamidgruppe oder mit einer Carboxylsäuregruppe verwen­ det werden.
Wenn im Rahmen der Erfindung mikroporöse Membranen einge­ setzt werden, so wird in vorteilhafter Weise der Rückfluß von OH vermindert, da die Strömungsmenge pro Flächeneinheit der Membran erhöht wird und die Natriumhydroxid-Konzentra­ tion in der Zellenflüssigkeit bei der gleichen Sauerstoff­ konzentration in dem Chlor erhöht werden kann. Die Betriebs­ kosten können daher aufgrund der Abnahme der Zellenspannung und der Zunahme der Konzentration der Zellenflüssigkeit vermindert werden. Obwohl es schwierig ist, das Verfahren unter Verwendung von Ionenaustauschermembranen auf Elektro­ lyseanlagen zu übertragen, in denen eine Salzlauge unter­ irdischer Herkunft eingesetzt wird, können die Betriebs­ kosten bei der erfindungsgemäßen Verwendung von mikroporö­ sen Membranen vermindert werden.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Vertikalschnittansicht einer Elektrolysezelle mit fingerartigem Aufbau, wobei der Membraneinbaurahmen die Kathodenflächen senk­ recht zu einer Anodenrichtung zwischen den Katho­ den abdeckt, an denen die Membran befestigt ist,
Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils der Membranbe­ festigung an dem Einbaurahmen,
Fig. 4 und 8 perspektivische Vertikalschnittansichten einer Elektrolysezelle mit fingerartigem Aufbau, wobei die Membran festgeklemmt ist,
Fig. 5 und 9 vergrößerte Teilschnittansichten der Fig. 4 bzw. 8,
Fig. 6 und 10 Schnittansichten eines Teils der Membranbe­ festigung an dem Einbaurahmen,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Klammer,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht von mit der Deckplat­ te einstückigen Klammern,
Fig. 12 eine perspektivische Vertikalschnittansicht einer Elektrolysezelle mit fingerartigem Aufbau, wobei der eine Rand in der Nähe der mit der Anode ver­ sehenen Bodenplatte um etwa 45° und der andere Rand um etwa 90° zum ebenen Teil des Membraneinbaurah­ mens geneigt und wobei die Membran an den Rändern befestigt ist,
Fig. 13 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Fig. 12 und
Fig. 14 eine Querschnittsansicht der Membranbefestigung an dem unteren Rand (an dem Rand in der Nähe der Boden­ platte, in der die Anode eingelassen ist).
Beispiel 1
Gemäß Fig. 1 sind zylinderförmige Membranen 4 an Umschlägen oder Rändern 7 befestigt, die etwa 90° gegenüber dem ebenen Abschnitt 7 a eines Membraneinbaurahmens geneigt sind. Die Membranen sind im wesentlichen parallel zu den vertikalen Flächen 11 der Kathoden angeordnet und mit Hilfe von Bolzen und Muttern 3 unter Verwendung von Deckplatten 2 an den Rändern befestigt, wobei eine Packung 6 oder Dichtung zwi­ schen dem Rand und der Membran vorgesehen ist (Fig. 3). Dadurch werden die Kathodenkammer 8 und die Anodenkammer 9 völlig gegeneinander isoliert (Fig. 2). Die Membraneinbau­ rahmen 1 sind derart angeordnet, daß die zu einer Richtung der in der Bodenplatte 13 eingelassenen Anode 12 senkrechten Kathodenflächen 10 durch den ebenen Abschnitt 7 a des Ein­ baurahmens abgedeckt werden. Die Bodenplatte 13 ist gegen­ über dem Kathodenkasten 5 durch einen dazwischen angeordne­ ten Isolator 14 isoliert. Als Membran wird eine Kationenaus­ tauschermembran "Nafion 315®" verwendet.
Der Anodenkammer wird eine salzsäurehaltige Natriumchlo­ ridlösung und der Kathodenkammer entionisiertes Wasser zuge­ führt; der Elektrolysezelle wird dann ein Strom von 2000 A pro Anode zugeführt. Die Anodenstromdichte beträgt 25 A/dm2. Die Salzlauge ist 3-normal bezüglich der NaCl-Konzentra­ tion und die HCl-Konzentration der Salzlauge beträgt 0,2 n. Nach einem 7tägigen kontinuierlichen Betrieb ist die NaCl-Konzentration in dem Katholyten 20 ppm und die NaOH-Konzentration in dem Katholyten 16%.
Beispiel 2
Gemäß Fig. 4 ist eine zylinderförmige Membran 4 im wesent­ lichen parallel zu den Vertikalflächen der Kathode ange­ ordnet und mit Hilfe einer Deckplatte 2 und Klammern 15 an den Rändern 7 befestigt, die um etwa 90° gegenüber dem ebenen Abschnitt 7 a des Membraneinbaurahmens 1 geneigt sind. An dem gekrümmten Abschnitt erfolgt die Befestigung mit Hilfe von Bolzen und Muttern. Zwischen dem Rand und der Membran ist eine Packung oder Dichtung 6 vorgesehen (Fig. 6). Dadurch sind die Kathodenkammer und die Anoden­ kammer voneinander isoliert (Fig. 5). Bei dieser Ausfüh­ rungsform werden eine geeignete Anzahl Klammern gemäß Fig. 7 in gewünschten Abschnitten verwendet, um die Befesti­ gung und Abdichtung sicherzustellen. Der Betriebswirkungs­ grad ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 verbessert.
Beispiel 3
Gemäß Fig. 8 und 9 ist eine zylinderförmige Membran 4 im wesent­ lichen parallel zu den Vertikalflächen der Kathode ange­ ordnet und an den Rändern 7 befestigt, die um etwa 90° gegen­ über dem ebenen Abschnitt 7 a des Membraneinbaurahmens ge­ neigt sind; zur Befestigung werden dabei mit der Deck­ platte 16 einstückige Klammern verwendet (vgl. Fig. 10 und 11). An dem gekrümmten Teil erfolgt die Befestigung mit Hilfe einer U-förmigen Deckplatte 2 a an den Rändern 7 mittels Bolzen und Muttern, wobei zwischen der Deckplatte 2 a und den Rändern 7 eine Packung oder Dichtung vorgesehen ist. Die zum Einbau der Membran in der Elektrolysezelle erforderliche Arbeit und Zeit sind wesentlich verringert.
Beispiel 4
Gemäß Fig. 12 wird eine zylindrische Membran 4, bei der ein Rand aufgeweitet ist, parallel zu den Kathodenflächen angeordnet und danach an den Rändern 7 befestigt; der untere Rand ist um etwa 90° und der obere Rand, (in der Nähe der Bodenplatte, in der die Anode eingebettet ist) ist um etwa 45° gegen den ebenen Abschnitt 7 a des Membraneinbaurahmens 1 geneigt. Die Membran wird mit Hilfe von Klammern und der Deckplat­ te an den Rändern befestigt und abgedichtet. An dem gekrümm­ ten Abschnitt erfolgt die Befestigung durch Schraubenbol­ zen. Zwischen dem Rand und der Membran ist eine Packung oder Dichtung 6 vorgesehen (Fig. 14). Dadurch wird die Kathodenkammer 8 gegenüber der Anodenkammer 9 isoliert (Fig. 13). Der Zusammenbau des Kathodenkastens mit der darin angeordneten Membran und der Bodenplatte mit der darin eingelassenen Anode wird durch Drehung des Kathoden­ kastens um 180° bewirkt. Durch die Neigung des Randes 7 um 45° gegenüber dem ebenen Abschnitt 7 a wird der Zusammen­ bau der die Anode aufnehmenden Bodenplatte und des Kathoden­ kastens mit der Membran wesentlich vereinfacht und er­ leichtert.

Claims (9)

1. Verfahren zum Einbau einer Membran in eine einen finger­ artigen Aufbau aufweisende Elektrolysezelle, welche zur Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallchloridlösung dient, wobei die Elektrolysezelle mit einer Mehrzahl von Anoden (9) sowie dazwischen angeordneten Kathodenkästen (5) versehen ist, und jeweils eine Membran (4) zwischen den aneinanderliegenden Flächen der Anoden (9) und Katho­ den (5) angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Anoden (9) nicht gegen­ überliegenden oberen und unteren horizontalen Flächen (10) der Kathodenkästen (5) mit Hilfe von Einbaurahmen (1) ab­ gedeckt werden, welche mit entsprechenden gegenüber einem ebenen Teil des Einbaurahmens unter einem Winkel von 30 bis 90° geneigten vorspringenden Rändern (7) versehen sind, daß die eine zylindrische Form aufweisenden Kat­ ionenaustauschmembranen (4) im wesentlichen parallel zu den vertikalen Flächen (11) der Kathodenkästen (5) ange­ ordnet werden, und daß die Membranen (4) mit Hilfe von Deckplatte (2) und Bolzen (3) durch Verschrauben an den Rän­ dern (7) der Einbaurahmen (1) befestigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (4) an den Rändern (7) der Einbaurahmen (1) mittels Klammern (15, 16) befestigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (15, 16) mit der Deckplatte (2) zusammenwirken.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (16) mit der Deckplatte (2) verbunden sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für den Membraneinbaurahmen Titan, Zirkon, Tantal oder deren Legierungen, Hastelloy® (hochfeste, korrosionsbeständige Nickellegierungen), glas­ faserverstärkter Kunststoff (GFK) , hitzebeständiges Polyvi­ nylchlorid, Polypropylen, Fluorkohlenstoffpolymerisate oder mit Fluorkohlenstoffpolymerisaten oder Kautschuk beschichtete Metalle verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Bolzen (3) Titan, Zirkon, Tantal oder deren Legierungen, Hastelloy® oder Fluorkohlenstoffpolymerisate verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Klammern (15, 16) Titan, Zirkon, Tantal oder deren Legierungen, Hastelloy® oder Fluorkohlenstoffpolymerisate verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Deck­ platte Titan, Zirkon, Tantal oder deren Legierungen, Hastelloy®, glasfaserverstärkter Kunststoff, hitzebeständiges Polyvinylchlorid, Polypropylen, Fluorkohlenstoffpolymerisate oder mit Fluorkohlenstoffpolymerisaten oder Kautschuk be­ schichtete Metalle verwendet werden.
9. Elektrolysezelle mit einer gemäß dem Verfahren der An­ sprüche 1 bis 8 eingebauten Membran.
DE19782855837 1977-12-26 1978-12-22 Verfahren und vorrichtung zum einbau einer membran in eine elektrolysezelle Granted DE2855837A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1977178714U JPS5812836Y2 (ja) 1977-12-26 1977-12-26 塩化アルカリ電解槽用膜取付け装置
JP1978107197U JPS5526015U (de) 1978-08-03 1978-08-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2855837A1 DE2855837A1 (de) 1979-07-12
DE2855837C2 true DE2855837C2 (de) 1987-08-13

Family

ID=26447246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782855837 Granted DE2855837A1 (de) 1977-12-26 1978-12-22 Verfahren und vorrichtung zum einbau einer membran in eine elektrolysezelle

Country Status (4)

Country Link
CA (1) CA1107684A (de)
DE (1) DE2855837A1 (de)
FR (1) FR2412735A1 (de)
GB (1) GB2013242B (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5524963A (en) * 1978-08-10 1980-02-22 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Diaphragm fixing device
US4229277A (en) * 1979-08-30 1980-10-21 Olin Corporation Glove-like diaphragm structure for electrolytic cells
US4283264A (en) * 1979-09-14 1981-08-11 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Electrolytic cell separator, tubular member component thereof and methods for manufacturing and using such separator and component
JPS5719390A (en) * 1980-07-11 1982-02-01 Asahi Glass Co Ltd Method for mounting ion exchange membrane to electrolytic cell
JPS5723078A (en) * 1980-07-17 1982-02-06 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Diaphragm type electrolytic cell having bag-shaped diaphragm
JPS5741386A (en) * 1980-08-22 1982-03-08 Chlorine Eng Corp Ltd Electrolytic cell by ion exchange membrane method
JPS5891179A (ja) * 1981-11-24 1983-05-31 Chlorine Eng Corp Ltd イオン交換膜法電解槽
US4877499A (en) * 1984-11-05 1989-10-31 The Dow Chemical Company Membrane unit for electrolytic cell
DK501585A (da) * 1984-11-05 1986-05-06 Dow Chemical Co Membranenhed til en elektrolytcelle
US4894128A (en) * 1986-05-05 1990-01-16 The Dow Chemical Company Membrane unit for electrolytic cell
US4940518A (en) * 1988-09-26 1990-07-10 The Dow Chemical Company Combination seal member and membrane holder for a filter press type electrolytic cell
US4892632A (en) * 1988-09-26 1990-01-09 The Dow Chemical Company Combination seal member and membrane holder for an electrolytic cell
US4886586A (en) * 1988-09-26 1989-12-12 The Dow Chemical Company Combination electrolysis cell seal member and membrane tentering means for a filter press type electrolytic cell
US4898653A (en) * 1988-09-26 1990-02-06 The Dow Chemical Company Combination electrolysis cell seal member and membrane tentering means
US4915803A (en) * 1988-09-26 1990-04-10 The Dow Chemical Company Combination seal and frame cover member for a filter press type electrolytic cell
JP3480988B2 (ja) * 1994-07-01 2003-12-22 ジャパンゴアテックス株式会社 フッ素系高分子固体電解質膜のためのシール兼補強用膜材及びそれを用いたフッ素系高分子固体電解質膜及びそのメッキ方法
US5945192A (en) * 1995-06-29 1999-08-31 Japan Gore-Tex, Inc. Sealing assembly for a solid polymer ion exchange membrane

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1797377A (en) * 1928-09-29 1931-03-24 Westinghouse Electric & Mfg Co Electrolytic cell
US3878082A (en) * 1974-02-19 1975-04-15 Basf Wyandotte Corp Diaphragm cell including means for retaining a preformed sheet diaphragm against the cathode
US3923630A (en) * 1974-08-16 1975-12-02 Basf Wyandotte Corp Electrolytic cell including diaphragm and diaphragm-support structure
US3980544A (en) * 1975-07-14 1976-09-14 Olin Corporation Apparatus and method for securing a fabricated diaphragm to electrodes in an electrolytic cell

Also Published As

Publication number Publication date
CA1107684A (en) 1981-08-25
DE2855837A1 (de) 1979-07-12
FR2412735B1 (de) 1985-03-15
GB2013242A (en) 1979-08-08
GB2013242B (en) 1982-06-16
FR2412735A1 (fr) 1979-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2855837C2 (de)
DE2616614C2 (de) Elektrolyseeinrichtung
EP0428171B1 (de) Elektrolysezelle zur Herstellung von Peroxo- und Perhalogenatverbindungen
DE2646463A1 (de) Plattenelektrode fuer eine elektrolysezelle
CH632530A5 (de) Elektrolytische filterpressenzelle.
DE2735237A1 (de) Bipolare einheit fuer eine elektrolysezelle
DE2827266A1 (de) Verfahren zur elektrolyse in einer membranzelle unter einhaltung eines durch druckbeaufschlagung erzielten gleichmaessigen abstands sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2545328A1 (de) Dichtung fuer eine elektrolytische zelle und verfahren zu ihrer herstellung
DD209853A5 (de) Elektrolysezelle und dichtung fuer eine elektrolysezelle
EP1103636A1 (de) Elektrolyseplatte
DE2604033A1 (de) Diaphragmaelektrolysezelle
DE2432546A1 (de) Bipolare elektroden mit eingebauten rahmen
DE2265306A1 (de) Verfahren zur reparatur von beschaedigten kationenaktiven permselektiven membranen
DE2841148C2 (de)
DE2816067A1 (de) Diaphragmazelle
DE3401812C2 (de) Elektrolysezelle
DE69818771T2 (de) Diaphragma Chlor-Alkali Elektrolysezelle
DE2813800A1 (de) Vakuumunterstuetztes verfahren zur montage elektrolytischer zellen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3116391C2 (de)
DD201919A5 (de) Elektrolysezelle fuer ein ionenaustauschmembran-verfahren
DE2125941C3 (de) Bipolare Einheit und damit aufgebaute elektrolytische Zelle
DE3940978A1 (de) Verfahren zur elektrochemischen regenerierung von chromschwefelsaeure
DE2454827B2 (de) Elektrolysezelle
CH642113A5 (de) Elektrolytische zelle mit einer anzahl anoden und kathoden.
DE2659581A1 (de) Fluorierte kationenaustauschermembran und deren verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: VOSSIUS, V., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. TAUCHNER, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HEUNEMANN, D., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee