DE288224C

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Publication number: DE288224C
Application number: DENDAT288224D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-' M 288224 KLASSE 12/. GRUPPE

Neuerung an Elektrolyseuren mit liegender Kathode.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. April 1913 ab.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bilden Neuerungen an Elektrolyseuren mit liegender Kathode, insbesondere an solchen für Alkalisalzelektrolyse.

Die bei solchen Apparaten vorhandene, durch ein Diaphragma oder in anderer Weise gebildete Vorrichtung zur Ableitung des entwickelten Wasserstoffgases, welche von der Kathode getragen wird, ist gemäß der Erfindung auf der

ίο Oberseite der Kathode ohne Befestigung aufgebaut, und die Kathode ist lose verschiebbar auf Schienen gelegt, so daß dieses Kathodensystem als Ganzes beweglich ist und die Gasableitungsvorrichtung zum Zweck der Reinigung usw. leicht aus dem Apparatgehäuse herausgenommen werden kann.

Die Einstellung des Kathodensystems erfolgt hierbei durch Stellschrauben, auf welchen die die Kathode tragenden Schienen ruhen. Die Wandungen des Apparatgehäuses besitzen Öffnungen von der erforderlichen Weite, um das Herausnehmen der Gasableitungsvorrichtung zu ermöglichen.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Elektrolyseur gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. 1 in einem senkrechten Querschnitt, in Fig. 2 in einem senkrechten Längsschnitt, in Fig. 3 in einem Horizontalschnitt durch die Linie a-b (Fig. 1).

Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten bzw. Ausführungsformen des Ableitungskörpers für das Wasserst off gas. Die Zelle besteht in dem dargestellten Beispiel aus einem rechteckigen Kasten 11 aus geeignetem Material, z. B. Zement, der an den Seitenwandungen bei 14 nach dem Innern zu abgeschrägt ist. Auf dieser Abschrägung ruhen die auf Eisenschienen 3 liegenden Kathoden 2, die ein- oder mehrteilig sein können. Die Tragschienen 3 für die Kathode ruhen auf in den Boden eingelassenen verstellbaren Schrauben 5. Durch diese Schrauben kann die Kathode in jede Stellung gebracht werden. Sie kann parallel mit sich selbst gehoben und gesenkt werden, sie kann ferner beispielsweise bei ungleichmäßiger Abnutzung der Anoden dieser Ungleichmäßigkeit entsprechend schräg gestellt werden. Durch die Anordnung der Schrauben unterhalb der Tragschienen für die Kathode ist diese vollkommen frei beweglich und kann in jede beliebige, durch den Betrieb erforderliche Stellung gebracht werden.

Auf der Kathodenfläche 2 ruht das Diaphragma bzw. die Einrichtung zur Abführung des an der Kathode entwickelten Wasserstoffgases. Diese Einrichtung besteht aus Rinnen oder nach oben offenen Halbrohren, in welche nach unten offene Halbrohre derart eingesetzt sind, daß je zwei Kanten der nach unten offenen Halbrohre in je zwei verschiedenen Rinnen bzw. nach oben offenen Halbrohren aufliegen. Die für den Strom und Flüssigkeitsdurchgang notwendigen Abstände zwischen den Kanten der oberen und der inneren Wandung der unteren Halbrohre werden durch Einfügen von Klötzen oder Leisten, die zwischen die Kanten der oberen und die innere Wandung der unteren Halbrohre gelegt sind, aufrechterhalten, wobei diese Klötze ebenso wie die Halbrohre aus nichtleitendem Material bestehen. Auch müssen die Halbrohre gasdicht sein. Diese aus Halbrohren zusammengesetzte Diaphragmaschicht 4 ruht, wie oben bereits erwähnt, auf der Ka-

thode 2 und mündet durch seitliche Schlitze des Elektrolyseurkastens hindurch in mit dem letzteren verbundene, fest geschlossene Eisenbehälter 12, die an geeigneter Stelle Gasableitungsrohre 9 für den Wasserstoff tragen.

An diesen Behältern 12 sind ferner in der Höhe der Elektrode und des Diaphragmasystems lange Verschlußklappen 13 angebracht, die es gestatten, nach Ablassen des Elektrolyseurinhaltes bis zum Niveau der Kathode die letztere mit dem Diaphragma zugänglich zu machen und sie eventuell zum Zwecke der Beseitigung von Verunreinigungen, Beschädigungen u. dgl. seitlich aus dem Elektrolyseur herauszuziehen.

Der Elektrolyseur ist in bekannter Weise durch einen Deckel 6 abgeschlossen. 1 ist die Anode und 7 die Zuführungsrohre für den Elektrolyten.

In Fig. 5 ist nur eine veränderte Ausführungsform der Elemente dargestellt, die für das Diaphragmasystem zur Abführung des Wasserstoffgases dienen. Dort ist je ein oberes und unteres Halbrohr gewissermaßen vereinigt, so daß die Rohre S-förmig gestaltet sind. Auch in dieser Weise wird ein Hindurchtreten des Gases in den Anodenteil des Apparates verhindert. Das Rohr 8 mit dem Gelenkheber 8^a dient zur Abführung der gebildeten Alkalilauge.

Die Wirkung des Apparates ist folgende:
Nachdem der Elektrolyt durch das Zuflußrohr 7 in die geschlossene Zelle eingebracht ist, wird der Strom geschlossen, und an der Anode findet in bekannter Weise die Chlorentwicklung statt. Das Chlor wird durch das Rohr 16 abgeführt.

Der an der Kathode sich bildende Wasserstoff wird durch die nach unten geöffneten Halbrohre aufgefangen und nach den Seitengefäßen 12 abgeleitet. Ein Entweichen von Wasserstoff zwischen den Kanten je zweier nach unten offenen Halbrohre wird durch die Kanten der nach oben offenen Rinnen oder Halbrohre verhindert, die die aufsteigenden Gasblasen in das Innere der nach unten offenen Halbrohre ableiten. Das gebildete Alkali schichtet sich zunächst in dem Raum unter dem Elektrolyten, und man elektrolysiert nun zunächst so lange, bis die Ätzalkalischicht wenig über die Kathode reicht. Sodann wird der Gelenkheber 8^a so eingestellt, daß die möglichst konzentrierte Ätzalkalilauge dem Zufluß des Elektrolyten durch 7 entsprechend abgelassen und die Schicht Alkalilauge in dem Kathodenraum nach Möglichkeit gleichmäßig erhalten wird.

Die Neuerung ermöglicht die weitgehendste Anpassung der Verhältnisse an der Kathode gegenüber den Betriebsverhältnissen im Elektrolyseur. Es ist oben bereits darauf hingewiesen, daß durch das Aufruhen der Kathode auf Stellschrauben die Kathode praktisch in jede durch den Betrieb bedingte Lage gebracht werden kann. Durch die Verwendung von Halbrohren größeren oder kleineren Durchmessers kann für die möglichst günstige, d. h. kurze und gerade Gestaltung der Stromwege zwischen Anode und Kathode gesorgt werden, d. h. also der innere Badwiderstand nach Belieben geregelt werden. Die die Kanten der oberen Halbrohre in sich aufnehmenden Rinnen oder unteren Halbiohre verhindern ferner, daß von der Anode sich loslösende Teile in den Kathodenraum gelangen, und die Zugänglichkeit des Kathodensystems durch die seitlichen Schlitze ermöglicht es, derartige von der Anode herabgefallene Körper, die eventuell Betriebsstörungen herbeiführen können, ohne Mühe zu beseitigen bzw. überhaupt für die Reinhaltung der Kathodeneinrichtung zu sorgen.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Neuerung an Elektrolyseuren mit liegender Kathode und die Kathode überdeckenden Gasableitungen, die das Gas an einen gassammelnden Nebenraum des Elektrolyseurs abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode lose verschiebbar auf Schienen gelegt und auf der Oberseite der Kathode ohne Befestigung die Gasableitungsvorrichtung aufgebaut ist.
2. Bei der Einrichtung nach Anspruch 1 die Maßnahme, daß die die Kathode tragenden Schienen durch Stellschrauben gehoben oder gesenkt werden können, so daß die Kathode mit der auf ihr liegenden Gasableitungsvorrichtung je nach Bedürfnis des Betriebes ganz oder in einzelnen Teilen gehoben oder gesenkt werden kann.
3. Bei der Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 die Maßnahme, daß der zur Kommunikation des Haupt- und Nebengefäßes dienende Schlitz in der Höhe des Kathoden-Diaphragmasystems angeordnet und so breit gehalten ist, daß das Kathoden-Diaphragmasystem durch ihn hindurchgezogen werden kann.
4. Bei der Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 die Anordnung eines während des Betriebes verschließbaren Schlitzes an der dem Kommunikationsschlitz gegenüberliegenden Außenseite des Nebengefäßes, wobei dieser Schlitz, der zum Herausziehen des Kathoden-Diaphragmasystems dienen soll, von mindestens gleicher Breite und in der gleichen Höhe angeordnet ist, wie der Kommunikationsschlitz in der Scheidewand zwischen Elektrolyseurkasten und Nebengefäß.
5. Bei der Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4 die gasableitende Vorrichtung, bestehend aus Halbrohren, die abwechselnd mit der offenen Seite nach oben und nach

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unten auf die Kathode gelegt sind, und zwar derart, daß jedes der nach oben offenen Halbrohre oder Rinnen je eine Unter kante der beiden benachbarten, mit der Öffnung nach unten liegenden Halbrohre aufnimmt, wobei der für den Strom- und Flüssigkeitsdurchgang notwendige Abstand zwischen den Kanten der oberen Halbrohre und der inneren Wandung der unteren Halbrohre durch zwischengesetzte Stege, Klötze o. dgl. ge- ίο sichert wird.
6. Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 5, derart, daß an Stelle der Halbrohre S-förmige Rohre verwendet werden, die dachziegelartig ineinander geschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.