DE580849C

DE580849C - Vorrichtung zur Durchfuehrung elektrolytischer Prozesse

Info

Publication number: DE580849C
Application number: DE1930580849D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-09-03
Filing date: 1930-09-03
Publication date: 1933-07-17

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIH 17. JULI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12 h GRUPPE

Anton Kratky in Wien

Vorrichtung zur Durchführung elektrolytischer Prozesse

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. September 1930 ab

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung elektrolytischer Prozesse, bei denen eine künstliche Kühlung der Elektroden, insbesondere der Anode, erforderlieh ist.

Es sind bereits Elektrolyseure mit wassergekühlten Elektroden bekanntgeworden, doch bedient man sich bei diesen sehr komplizierter Schlangenrohrleitungen, die entweder um die Elektroden gelegt oder in diese eingebaut werden. Der Bau solcher Elektroden gestaltet sich aber sehr schwierig und daher sehr teuer; zudem sind solche Kühlvorrichtungen nicht besonders wirksam.

Eine starke Kühlung der Elektroden, insbesondere der Anode, ist aber unbedingtes Erfordernis, weil von ihrer "Stärke die Material- und Stromausbeute abhängt. Die Kühlung der Elektroden soll auch möglichst ohne Kühlmaschinen durchführbar sein, um die Fabrikationsanlage nicht unnötig zu verteuern.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, und as zwar eine einzelne elektrolytische Zelle mit der Kathode der anschließenden Zelle, dargestellt. Es zeigen:

Fig. ι die Zelle im Mittelschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. ι und

Fig. 3 eine Draufsicht.

Zweckmäßig werden mehrere solcher Zellen

(Bauelemente) filterpressenartig zu einem Zellenblock vereinigt. Da jede Zelle etwa 6 Volt aufnimmt, bilden z. B. 36 solcher gleichartiger Zellen (Bauelemente) eng aneinandergepreßt eine Vorrichtung (Elektrolyseur) für eine Spannung von etwa 220-Volt.

Jede einzelne Elektrolysenzelle besteht aus einer Kathode a, einem rahmenförmigen Gefäß e aus Porzellan, Hartgummi, Glas ο. dgl., einem Diaphragma k und aus der Anodenplatte/. . -

Die Kathoden sind kastenförmig, also hohl, ausgebildet, und zwar zur Aufnahme von Kühlwasser. Dieses kann von Zeit zu Zeit erneuert werden oder zweckmäßiger ständig durchfließen.

In dem Hohrraum zwischen Diaphragma und Kathode befindet sich der Katholyt, im inneren Hohlraum zwischen Diaphragma und Anodenplatte dagegen der Anolyt. Die Zufuhr des Katholyten erfolgt durch die Öffnung / mittels Trichters g.

Das elektrolytisch gewonnene Produkt (z. B. Überschwefelsäure) verläßt die Zelle bei n. Gekühlt wird der Katholyt durch das Kühlwasser der hohl ausgebildeten Kathode. Die Kühlwirkung wird durch hohle wassergekühlte Kapseln b an der Kathode verstärkt, die auch durch dadurch erzielte Verkleinerung des Abstandes zwischen Kathode und Anode einen Spannungsgewinn mit sich bringen.

Die Kühlung des Anolyten erfolgt durch die Anodenplatte, die durch Anpressen an die Kathode der nächstfolgenden Zelle kühl gehalten ist. Zweckmäßig wird der Elektrolyt konstant durch die Zelle geschickt, und zwar nach der Richtung Kathode-Diaphragma-Anode. ,

Durch das Ansatzrohr d der Kathode findet der Zufluß des Kühlwassers statt, bei c der Abfluß. Jede Kathode und jeder Rahmen (zur Aufnahme des Elektrolyten und des Diaphragmas) hat zwei Ansätze ο. (Pig. 2 und 3) zum Einhängen in einen gemeinsamen Batterierahmen (wie bei Filterpressen).

Der Hohlraum der Kathode wird erfindungsgemäß so bemessen, daß er größer ist als der Katholytenraum, wodurch eine besonders intensive Kühlung (auch ohne Benutzung von Eiswasser) erreicht wird. Eine Kühlmaschine ist daher entbehrlich.

Die Vorzüge des einzelnen Bauelementes (Elektrolysenzelle) sind seine große Einfachheit (es besteht nur aus vier Hauptteilen und zwei Nebenteilen, Trichter und Dichtungsmaterial) seine leichte Zerlegbarkeit und damit die Möglichkeit einer leichten Reinigung und Reparatur, sein geringer "innerer, elektrischer Widerstand, ferner die leichte Erzielbarkeit hoher Stromkonzentrationen (mehr als 300 Ampere per Liter Anolyt).

Die Möglichkeit einer besonders starken Kühlung ist hier wie bei keiner anderen ähnlichen Vorrichtung in hervorragendem Maße gegeben.

Beispiel "I

Darstellung von Überschwefelsäure durch anodische Oxydation von Schwefelsäure geeigneter Konzentration mit Anodenplatten von 30 X 40 cm.

Bei Einhaltung einer anodischen Stromdichte von etwa 0,7 Ampere pro Quadratzentimeter (840 Ampere) resultieren in etwa einer Stunde 160 Liter einer Überschwefelsäurelösung von etwa 28 °/„ bei einer Stromausbeute von etwas mehr al« 70 °/₀. Tempe- · ratur des Anolyten: 19⁰C.

Beispiel II

Darstellung einer Ammonpersulfatlösung durch elektrolytische Behandlung einer Amtnonsulfatlösung geeigneter Konzentration.

Bei Einhaltung einer anodischen Stromdichte von etwa 0,9 Ampere pro Quadratzentimeter resultiert eine etwa 35°/oige Ammonpersulfatlösung bei einer Stromausbeute von über 80 °/o.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zur Durchführung elektrolytischer Prozesse, bei denen eine künstliche Kühlung der Elektroden, insbesondere der Anode, erforderlich ist, bestehend aus einem rahmenförmigen Gefäß, das durch ein darin ausgespanntes Diaphragma in zwei Räume zur Aufnahme des Katholyten und des Anolyten geteilt ist, einer Kathode auf der einen Seite und einer glatten Platte aus geeignetem Material als Anode auf der anderen Seite dieses Gefäßes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (α) als Kammer ausgebildet ist, in die Kühlwasser geleitet wird, wodurch die die Anode bildende Platte (J) der benachbarten Zelle gleichzeitig gekühlt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (a) seitlich Kapseln (b) aufweist, die einerseits den Abstand zwischen den Elektroden einer Zelle verringern, wodurch der innere. elektrische Widerstand herabgesetzt wird, und die andererseits die Oberfläche der Kammer vergrößern, so daß die Kühlung des Elektrolyten gesteigert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Raum der Kathoden (a) .größer gestaltet ist als der Katholyten- und Anolytenraum, um die Kühlung der Elektrolyten auch ohne Benutzung von Eiswasser zu verstärken bzw. zu ermöglichen.
4. Die Vereinigung mehrerer Vorrichtungen (Bauelemente) nach den Ansprüchen ι bis 3 zu einem Zellenblock für die Verwendung von Netzspannungen von einem Vielfachen derjenigen (etwa 6 Volt) einer einzelnen Zelle und zur Gewinnung¹ größerer Produktionsmengen pro Zeiteinheit (Erreichung höherer Kapazität).

Hierzu t Blatt Zeichnungen