DE684796C

DE684796C - Einrichtung zum Elektrolytumlauf in elektrolytischen Zellen, insbesondere Wasserzersetzern

Info

Publication number: DE684796C
Application number: DES125961D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alarich Von Pichler
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1936-10-22
Filing date: 1937-02-06
Publication date: 1939-12-06
Also published as: DE672851C; CH202843A; DE699491C; GB503483A; FR827579A; BE423953A; CH201612A

Description

Einrichtung zum Elektrolytumlauf in elektrolytischen Zellen, insbesondere Wasserzersetzern Für den Betrieb elektrolytischer Apparate, insbesondere Wasserzersetzer, ist es zur Vermeidung größerer Energieaufwendungen infolge Elektrolytentmischung während des Betriebes und zu Kühlzwecken erforderlich, den Elektrolyt in einen möglichst ununterbrochenen Umlauf zu setzen. Zu diesem Zweck ist bereits bekannt, durch Pumpeinrichtungen entweder dauernd oder von Zeit zu Zeit die Elektrolytanteile wieder miteinander zu vermischen oder durch geeignete Kühlvorrichtungen, meist in Verbindung mit der Gasabscheidung, den heißen Elektrolyten durch Konvektion in Bewegung zu bringen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, selbsttätige Wasserzulaufeinrichtungen für den Elektrolytumlauf zu verwenden, wobei z. B. in das Elektrolytnachfüllgefäß durch den ausfließenden Ergänzungselektrolyten Elektrolyt aus dem Zersetzer gezogen wird.
Die Erfindung betrifft eine neue Einrichtung zum Elektrolytumlauf in elektrolytischen Apparaten, insbesondere in Wasserzersetzern. Sie besteht darin, daß die Gasabführungsleitung in einem oder beiden Gasräumen mit einer Flüssigkeitsrückleitung mittels eines Einsatzstücks verbunden ist, dessen seitlicher Ansatz nahe über dem Flüssigkeitsspiegel liegt, derart, daß die durch das abströmende Gas mitbewegte Flüssigkeit in die Flüssigkeitsrückleitung strömt bzw. die aus dem Gas abgeschiedene Flüssigkeitsmenge durch diese Rückleitung abgeleitet wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist den besonderen Vorteil auf, daß sie mit einfachen Mitteln hergestellt und in einfacher Weise in den Zersetzer eingebaut werden kann; ferner sind zu deren Betrieb keinerlei Regulierorgane notwendig. Da die Einrichtung selbsttätig nach den jeweils vorherrschenden Betriebsverhältnissen arbeitet, wird z. B. bei hohen Belastungen und dementsprechend großer Gaserzeugung eine der Belastung entsprechende verstärkte Elektrolytzirkulation erreicht.
In Fig. z ist eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Fig. a gibt den die Gasabführung und Flüssigkeitsrückleitung bewirkenden Teil g der Fig. x in Verbindung mit einer Flüssigkeitsbremse h in vergrößertem Maßstab wieder. In Fig. r st#Ilt p den Behälter dar, in den der gaserzeugende Zellenkörper b in bekannterWeise eingebaut ist. Das entwickelte Sauerstoagas wird aus dein Zellenkörper durch geeigncti-# Leitungen c direkt abgeführt, während der Wasserstoff aus den entsprechenden Zellen in einen vorgesehenen, nicht mit Flüssigkeit gefüllten Raum d des Behälters ca strömt. Aus diesem Raun wird durch eine Gasabührungsleitung e der erzeugte Wasserstoff in der Weise abgeführt, daß unter Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung die Gasabführungsleitung mit einer Elektrolytrücklaufleitung f verbunden ist, wobei, hervorgerufen durch das abströmende Gas, Flüssigkeit in diese Rücklaufleitung einströmt bzw. der aus dem Gas abgeschiedene Elektrolyt darin in den Zeilenkörper zurückfließt. Das die Gasableitung e und die Flüssigkeitsrückleitung f .verbindende Zwischenstück g bewirkt die Gasabführung aus dem Raum d des Behälters a und ist mit seinen Einlaufstutzen nahe über der Oberfläche des Elektrolytspiegels angeordnet (Fig. i und 2). Das entwickelte Gas entweicht durch diesen Einlaufstutzen des Zwischenstücks g und befördert durch seine Ausströmenergit, Elektrolyt mit in diese Einrichtung. Der Elektrolyt fließt, wenn er den geringen Widerstand des nach unten gebogenen Ansatzrohres überwunden hat, in der Rücklaufleitung f zum gaserzeugenden Zellenkörper zurück. Auch der innerhalb der Gasableitung e sich aus dem Gas abscheidende Elektrolyt gelangt auf dem gleichen Wege wieder in die Zellen. Zum Zwecke des gleichmäßigen Zuströmens des Elektrolyten zu der Öffnung des Ansatzes des Zwischenstücks g wird zweckmäßigerweise eine Zulaufbremse lt vorgesehen (Fig. 2). Diese Einrichtung verhindert, daß bei zu hohem Elektrolytstand oder starken Schwankungen des Elektrolytspiegels die Öffnung des Teils g abwechselnd geschlossen und geöffnet wird. Bei richtiger Bemessung dieser Flüssigkeitszulaufbremse lt wird ein ununterbrochener Flüssigkeitsstrom in Umlauf gesetzt. Die Flüssigkeitsbremse selbst besteht in einem kleinen Behälter, in den der Abströmstutzen des Zwischenstücks g hineinragt und der in den Elektrolyt so eingesetzt ist, daß sein oberer Rand daraus noch hervorragt. Selbstverständlich ist dieses kleine Gefäß am Boden in geeigneter Weise durchbrochen, so daß Elektrolyt einströmen kann. Der durch das ausströmende Gas bewegte Elektrolytanteil wird dieser vorgeschalteten Flüssigkeitsbremse entnommen, so daß darin der Elektrolytspiegel immer etwas niedriger ist als außerhalb dieses Gefäßes. 'Mit dieser Einrichtung werden die durch die Gaserzeugung und den Gasdruck auftretenden häufigen Schwankungen und Bewegungen des ElelLtrolytspiegels abgeschwächt und verzögert und beeinflussen die Ausströmöffnung des Teils g nur noch in sehr untergeordneterz und den Gasabfiuß nicht mehr behinderndem Maße.
Für eine vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist v;#i%htig, daß der Elektrol;#tspiefel auf der Abströi-:iseite des Gases stets steigende Tendenz hat. Hierdurch wird Gier E lektrolvtr iicl;- bzw. -umlauf v,.tsentlich verstärkt. Zti diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Einstellung der Druckausgleichsorgane der Zersetzeranlage so vorzunehmen, claß der Elektrolyt in vorgenanntem Sinne beeinflußt wird. Ist die erfindungsgemäße Einrichtung auf beiden Seiten, d. h. sowohl auf der Wasserstoff- als auch auf der Sauerstoffseite des Zersetzers angeordnet, so wird die beabsichtigte steigende Tendenz des Elektroly tspiegels durc 1i Anordnung eines kommunizierenden Elektrolyta.uagleichsgefäßes i, wie in Fig. i dargestellt, erreicht. Dieses Gefäß i steht mit der Wasserstoffableitung e durch die Leitung k in Verbindung, und der darin eingestellte Flüssigkeitsspiegel, der immer etwas über den Elektrolytflächen in dem -#%asserstoff- und Sauerstoffraum des Gaserzeugers liegt, wird durch ein Elektrolytnachfüllgefäß l in bekannter Weise konstant gehalten. Die Verbindung des Elektrolytausgleichsgefäßes i mit den Wasserstoff-bzw. Sauerstoffräumen des Zersetzers wird durch die Leitungen in bzw. st hergestellt, wobei die Leituni n gleichzeitig zur selbsttätigen Zuführung des Ergänzungselektrolyten dient. Es ist auch möglich, das Ergänzungselektrolytgefäß in den Zetsetzer selbst einzubauen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Elektrolytumlauf in elektrolytischen Zellen, insbesondere in @Vasserzersetzern, bei der die Gasabführungslcitung mit einer Flüssigkeitsrückleitung derart verbunden ist, daß die durch das abströmende Gas mitbewegte oder sich daraus abscheidende Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsrückleitung in die Zelle bzw. den Zersetzer zurückströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gassabführungsleitung eines oder beider Gasräume mit der Flüssigkeitsrückleitung mittels eines Einsatzstücks verbunden ist, dessen Abströmöffnung unterhalb oder unmittelbar über dem Elektrolyt-Spiegel liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck eines gleichmäßigen Abflusses des Gases und der Flüssigkeit durch das Einsatzstück (g) vor der Abflußöffnung ein als Flüssigkeitsbremse ausgebildetes Gefäß (h) angebracht ist.
3. Verfahren zur Erzielung eines Elektroly tumlaufs unter Anwendung der Einrichtungen nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet daß bei Anordnung der Elektrolytumlaufeinrichtung in einem Gasraum des Zersetzers, z. B. auf der Wasserstoffseite, der Elektrolytspiegel in diesem Raum mittels geeigneter Einrichtungen, wie z. B. Druck- oder Flüssigkeitsausgleichsorgane, im Vergleich mit dem Flüssigkeitsspiegel im anderen Gasraum, z. B. auf der Sauerstoffseite, dauernd erhöht wird. T. Verfahren zur Erzielung eines ElektrolVtumlaufs unter Anwendung der Einrichtungen nach den Ansprüchen Z und z, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Elektrol-,-tumlaufeinrichtung in beiden Gasräumen des Zersetzers der Elektrolytspiegel in diesen Räumen mittels geeigneter Einrichtungen, wie z. B. einer außerhalb des Zersetzers vorhandenen Ausgleichseinrichtung, die mit dem Elektrolyten im Zersetzer hydraulisch in Verbindung steht, dauernd erhöht wird.