DE686756C

DE686756C - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von UEberschwefelsaeure und Persalzen

Info

Publication number: DE686756C
Application number: DE1937O0023046
Authority: DE
Original assignee: OESTERR CHEM WERKE
Current assignee: OESTERR CHEM WERKE
Priority date: 1937-05-21
Filing date: 1937-06-23
Publication date: 1940-01-15
Also published as: US2177626A; CH206425A; BE427248A; GB512966A

Description

Eine bekannte Vorrichtung zur Durchführung elektrolytischer Prozesse, wie z. B. zur Gewinnung von Überschwefelsäure und deren Salzen, die aus filterpressenartig vereinigten Zellen besteht, weist in jeder der.durch ein Diaphragma geteilten Zellen eine als Kammer ausgebildete, vom Kühlwasser durchflossene Kathode auf, während die Anodenplatte durch Anpressung an die Kathode der benachbarten Zelle kühl gehalten wird.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, die Kühlung der Anoden bei filterpressenartig vereinigten elektrolytischen Zellen wirksamer zu gestalten, dadurch, daß für eine

>5 unmittelbare Berührung der die Kathode kühlenden Flüssigkeit mit der Anode der anschließenden Zelle Sorge getragen wird. Demgemäß besteht das Verfahren gemäß der Erfindung zur elektrolytischen Darstellung von Überschwefelsäure und Persalzen in filterpressenartig vereinigten elektrolytischen Zellen im Wesen darin, daß die Kühlflüssigkeit einen von der Anode einer Zelle und der Kathode einer anschließenden Zelle gebildeten Hofalraum durchfließt, so daß sowohl die Kathoden als auch die Anoden der Zellen von der Kühlflüssigkeit unmittelbar bespült werden.

Als' besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Kathoden als Schalen auszubilden, deren freie Oberfläche durch die Anode der anschließenden Zellen abgedeckt ist. Die Kathoden können aber beispielsweise auch als Kammern ausgebildet sein, in welchem Falle jedoch erfindungsgemäß die der Anode der nächsten Zelle anliegende Wand mit Durchbrechungen versehen ist, um der Kühlflüssigkeit auf einem Teil der Oberfläche der Anode die unmittelbare Berührung mit dieser zu ermöglichen.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die Einzelzellen übereinander statt nebeneinander angeordnet, wodurch eine Flüssigkeitsführung (Elektrolyt bzw. Anolyt und Katholyt) durch Schwerewirkung ermöglicht wird. ₄g

- Der Elektrolyseur kann je nach dem angewandten Elektrolysierverfahren aus Diaphragmenzellen oder aus diaphragmenlosen Zellen aufgebaut sein. Die Elektroden können bipolar geschaltet werden. Trotz des Um-

Standes, daß sich Kathode und Anode mir auf einem beschränkten Querschnitt berühren, erfolgt der Stromübergang von der Kathode zu der Anode einwandfrei. Soll die Elektr»| lyse mit Hilfe von in Reihen geschaltet** Elektroden durchgeführt werden, so wird de£- Stromübergang zwischen Kathode und Anode der benachbarten Zelle durch zwischengeschaltete Isolierungen verhindert. ίο Die Erfindung ermöglicht es, zufolge der wirksameren Kühlung der Anoden die Ausbeute zu erhöhen. So kann man beispielsweise in einer aus drei Zellen aufgebauten Vorrichtung 30- bis 35%ige Überschwefelsäurelösungen mit 80O/0 Stromausbeute erhalten. Ebenso ergibt sich bei der Herstellung von Persalzlösungen, wie z. B. Lösungen von Ammoniumpersulfat, eine Ausbeutesteigerung.

In der beiliegenden Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Abb. ι zeigt eine einfache Zellenreihe ohne Diaphragma. Die Kathoden, die als Schalen ausgebildet, also nach einer Seite offen sind, sind mit 1 bezeichnet. Sie können aus Blei oder aus Graphit hergestellt sein. Die offene Seite der Schale ist mit einem dünnen Anodenblech 2, beispielsweise aus Platin, abgedeckt, das die Anode für die nächste Zelle bildet. Die von der Kathode 1 und der Anode 2 gebildeten Hohlräume 3 werden von Kühlwasser durchflossen, das durch die Rohre W₁ bis W₆ bzw. W₁' bis W/ zu- bzw. abgeleitet wird. Die Kathoden- und Anodenpaare sind in gleicher Weise wiederholt, und die Zwischenräuime, welche die Elektrolysenräume 4 bilden, sind mit Hilfe der Isolierringe 5, beispielsweise Steinzeugringe, gebildet. Innerhalb dieser Elektrolysenräume erfolgt die Stromleitung durch den Elektrolyten, der durch die Rohre E₁ bis E₆ in die Räume 4 eintritt und aus diesen durch die Rohre Zf₁' bis E_e' austritt. Der Querschnitt der Zellen kann beliebig gewählt werden; zweckmäßig haben die Zellen runden Querschnitt. Die Flüssigkeitsverbindung der Zellen untereinander kann derart erfolgen, daß der Elektrolyt dieElektrolysenräume nacheinander durchläuft, so daß der Elektrolyt sämtliche Zellen durchfließt. Man kann aber auch derart arbeiten, daß jede Zelle ihren eigenen Zufluß und Abfluß für den Elektrolyten besitzt. Die einzelnen Elektroden und Isolierrahmen bzw. -ringe sind zu einem filterpressenartigen Aufbau flüssigkeitsdicht verschraubt (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung von im wesentlichen gleichen Aufbau wie Abb. 1 mit dem Unterschied, daß die Zellen als Diaphragmazellen ausgebildet sind. Die Diaphragmen 6 sind zwischen den Isolierrahmen 7 und 8 eingeklemmt. Anolyt und Katholyt werden in die durch die Diaphragmen geschaffenen ,Anoden- bzw. Kathodenräume9 bzw. 10 ein-

t. Die Zellen können auch in diesem ,.-,,jfc hinsichtlich der Flüssigkeitsführung :5f|l'iiiereinandergeschalt€t sein, so daß der ■Äno.lyt sämtliche Anodenräume und der Katholyt sämtliche Kathodenräume durchfließt, oder gemäß Abb. 2 anodisch und kathodisch mit gesonderten Zu- und Abläufen arbeiten. Die Abb. 3 und 4 zeigen eine Ausbildung der Vorrichtung als stehende Apparatur. Damit sichergestellt wird, daß die obenliegenden Elektroden gut von der Flüssigkeit bespült werden und der Stromübergang richtig vor sich gehen kann, muß das Flüssigkeitsniveau mindestens in einer Ebene mit der Elektrodenfläche oder in einer höheren Ebene liegen. Wie die Zeichnung zeigt, wird dies durch entsprechende Gestaltung (Eintiefung) der oberen Elektroden nach dem dargestellten Beispiel der Kathoden 1 erzielt, wobei Sammelräume 11 zur Aufnahme entwickelter Gase geschaffen werden. Die Schaltung der Zellen hinsichtlich der Flüssigkeitsführung ist bei der stehenden Anordnung ebenso einfach wie bei der liegenden Anordnung nach den Abb. 1 und 2 und hat den Vorteil, daß die Flüssigkeitsbewegung durch die Schwerkraft erfolgt. Um die Apparatur übersichtlich und leicht zugänglich zu gestalten, werden die Zuführungen W₁, W₂ usw. und Abführungen W₁', W₂' usw. für die Kühlflüssigkeit gegenüber jenen (E₁, E* usw. bzw. E₁', E.{ usw.) der Elektrolyten zweckmäßig versetzt angeordnet. Die Abführungen für das Kühlwasser reichen bis knapp unter die Anodenflächen, um die Bespülung der Anoden mit dem Kühlwasser zu gewährleisten.

Nach Abb. 4 ist die Kathode 1 als Kammer ausgebildet, deren an die Anode 2 anliegende Wand mit Öffnungen 12 versehen ist. Das Diaphragma 6 hat eine schalenförmige Form. Bei der stehenden Anordnung der Zellen nach den Abb. 3 und 4 können die Isolierungsringe oberhalb der Überläufe des Elektrolyten mit beispielsweise bogenförmigen Ausnehmungen versehen sein, so daß die. Kathoden und allenfalls die Diaphragmen zugänglich sind. In diesem Falle müssen also no die Zellen nicht geschlossen sein.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur elektrolytischen Darstellung von Überschwefelsäure und Persalzen in filterpressenartig vereinigten elektrolytischen Zellen unter Kühlung der Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit einen von der Anode einer Zelle und der Kathode 'einer anschließenden Zelle gebildeten Hohlraum durchfließt, so daß sowohl die Kathoden

als auch die Anoden der Zellen von der Kühlflüssigkeit unmittelbar bespült werden.
2. Aus Zellen filterpressenartig aufgebaute Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden die Form von Schalen aufweisen, deren freie Oberfläche durch die Anoden der anschließenden Zellen abgedeckt sind oder als Kammern ausgebildet sind, deren der Anode der anschließenden Zelle benachbarte Wand Durchbrechungen aufweist, wobei der zwischen Kathode und der Anode der anschließenden Zelle gebildete Hohlraum zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelzellen übereinander angeordnet sind, wobei die oberen Elektroden derart gestaltet, z. B. eingetieft sind, daß die Berührung des Elektrolyten mit der oberen Elektrode unter Schaffung von zur Aufnahme gebildeter Gase dienenden Sammelräumen sichergestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen