DE3705926C1 - Dichtung fuer die Elektrodenrahmen einer Membranelektrolyse - Google Patents
Dichtung fuer die Elektrodenrahmen einer MembranelektrolyseInfo
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung für die, mit Drücken
von 700 bis 2000 N/cm2 aufeinandergepreßten,
Elektrodenrahmen einer Membranelektrolyse zur Erzeugung
von Natronlauge, Wasserstoff und Chlor aus einer
NaCl-Sole, wobei die Membran mit ihrem Rand zwischen der
zweiteiligen Dichtung liegt.
Dichtungen dieser Art, die auch aus zwei zusammenwirkenden
Teilen bestehen können, sind aus der
DDR-Patentschrift 2 43 052 bekannt. Einlagige elastische
Dichtungen für Membranelektrolysevorrichtungen kennt man
z.B. aus der DE-AS 25 50 224, der DE-OS 30 25 662 und der
DD-PS 2 09 853.
Die für diese Elektrolyse verwendete Membran hat im
allgemeinen Ionenaustauscheigenschaften, so daß neben dem
durch die Membran wandernden Natrium auch Wasser
hindurchtreten kann. Die Wassertransporteigenschaft der
Membran hat zur Folge, daß bei der Abdichtung der
Membranelektrolysevorrichtung Probleme auftreten können.
Es muß insbesondere dafür gesorgt werden, daß kein Wasser
durch die Schmalseite der Membran nach außen tritt. Um
dies zu unterbinden, muß die Membran im Dichtungsbereich
zusammengepreßt werden. Verwendet man auf beiden Seiten
der Membran Gummidichtungen, so dehnen sich die Dichtungen
unter dem Anpreßdruck parallel zur Membranfläche aus und
führen durch diese Bewegung zu Beschädigungen oder
Zerstörungen der Membran.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu
finden, die senkrecht auf die Membran wirkende,
ausreichend hohe Kräfte übertragen kann, ohne daß dabei
aber eine solche Formänderung der Dichtung auftritt,
welche große, parallel zur Membran wirkende Kräfte
überträgt. Die Dichtung muß gleichzeitig auch gegen die in
den Elektrolyseuren vorhandene Flüssigkeit beständig sein,
da es sich hierbei um eine ungesättigte Kochsalzlösung
handelt, die neben Chlorat und chloriger Säure bei einem
pH-Wert von etwa 4,5 gelöstes und gasförmiges Chlor
enthält. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
daß mindestens ein Dichtungsteil aus einem Kernrahmen und
mindestens einseitig auf den Kernrahmen aufgesetztem
Dichtungsrahmen aus Graphit besteht und der Kernrahmen und
der Dichtungsrahmen mit einer Folienhülle umgeben sind.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtung dient der Kernrahmen,
der z.B. aus Asbest besteht, vor allem der besseren
Handhabbarkeit des Dichtungsteils, da der Dichtungsrahmen
aus Graphit üblicherweise dünn und schmal ausgebildet ist.
Die Folienhülle sorgt für die Korrosionsbeständigkeit des
Dichtungsteils, sie kann z.B. aus Polytetrafluorethylen
(PTFE) hergestellt sein.
Zum Abdichten werden Preßdrücke im Bereich von 700 bis
2000 N/cm2 und vorzugsweise 900 bis 1500 N/cm2
angewandt. Bei diesen nicht allzu hohen Preßdrücken genügt
es zumeist, nur ein Dichtungsteil der zweiteiligen,
beiderseits der Membran befindlichen Dichtung in der
erfindungsgemäßen Weise auszubilden und für das andere
Dichtungsteil eine Gummidichtung zu verwenden. Der
Dichtungsrahmen aus Graphit kann nämlich ziemlich schmal
ausgebildet werden, so daß der Dichtungsbereich der
Gummidichtung ebenfalls schmal ist und nicht nennenswert
parallel zur Membranfläche verformt wird.
Einzelheiten der Dichtung werden mit Hilfe der Zeichnung
erläutert. Die Zeichnung zeigt einen senkrechten Schnitt
durch den Dichtungsbereich eines Membranelektrolyseurs,
wobei die Teile auseinandergezogen dargestellt sind.
Der Rahmen der Anode A und auch der Kathode K besteht aus
einem Vierkantrohr, doch ist z.B. auch ein Rundrohr
möglich. Zwischen der Membran (1) und dem Kathodenrahmen
befindet sich eine Gummidichtung (2). Der
Dichtungsteil (3) zwischen der Membran (1) und dem
Anodenrohr besteht aus einem flachen Kernrahmen (4) aus
Asbest, den beiden aufgesetzten Dichtungsrahmen (5, 6) aus
Graphit und der Folienhülle (7) aus PTFE. Auf den der
Anode A zugewandten Dichtungsrahmen (5) kann in manchen
Fällen auch verzichtet werden. Die Hülle (7) sorgt dafür,
daß das an den Anodenplatten (10) gebildete Chlor den
Dichtungsteil (3) nicht zerstört. Der an der
Kathodenplatte (11) gebildete Wasserstoff und auch die
dort entstehende Natronlauge sind viel weniger aggressiv,
so daß in diesem Bereich mit der Gummidichtung (2)
gearbeitet werden kann. Die Gummidichtung (2) kann aber
auch durch eine dem Dichtungsteil (3) entsprechende
Dichtung ersetzt werden.
In der Zeichnung sind die Teile auseinandergezogen
dargestellt; sie werden im Betrieb in Richtung der
Pfeile (8) und (9) zusammengepreßt. Die
Graphitdichtungsrahmen (5, 6) sorgen dafür, daß auf die
Membran (1) im Dichtungsbereich keine nennenswerten Kräfte
senkrecht zum Anpreßdruck wirken, welche zu Beschädigungen
der Membran führen könnten. Durch die Gummidichtung (2)
einerseits und das Dichtungsteil (3) andererseits wird die
Membran (1) im Dichtungsbereich so abgequetscht, daß keine
Flüssigkeit durch die Membran nach außen treten kann. Für
die Dichtungsrahmen (5, 6) aus Graphit kann man
vorzugsweise speziellen Graphit verwenden, der nur in
Richtung der Pfeile (8) und (9) eine gewisse Elastizität,
jedoch nicht senkrecht dazu besitzt.
Für den Kernrahmen (4) aus Asbest kann man z.B. eine
Stärke von etwa 2 mm wählen, die Stärke der
Graphitdichtungsrahmen (5, 6) liegt zumeist im Bereich von
0,5 bis 2 mm. Die PTFE-Hülle (7) ist vorzugsweise 0,3 mm
stark.
Claims (3)
1. Dichtung für die, mit Drücken von 700 bis 2000 N/cm2
aufeinandergepreßten, Elektrodenrahmen einer
Membranelektrolyse zur Erzeugung von Natronlauge,
Wasserstoff und Chlor aus einer NaCl-Sole, wobei die
Membran mit ihrem Rand zwischen der zweiteiligen Dichtung
liegt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein
Dichtungsteil aus einem Kernrahmen und mindestens
einseitig auf den Kernrahmen aufgesetztem Dichtungsrahmen
aus Graphit besteht und der Kernrahmen und der
Dichtungsrahmen mit einer Folienhülle umgeben sind.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kernrahmen aus Asbest besteht.
3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Folienhülle aus
Polytetrafluorethylen besteht.
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