DE69005804T2 - Elektrolytische Zelle für Gas-Herstellung, die ein Stapel von senkrechten Rahmen enthält. - Google Patents

Elektrolytische Zelle für Gas-Herstellung, die ein Stapel von senkrechten Rahmen enthält.

Info

Publication number
DE69005804T2
DE69005804T2 DE69005804T DE69005804T DE69005804T2 DE 69005804 T2 DE69005804 T2 DE 69005804T2 DE 69005804 T DE69005804 T DE 69005804T DE 69005804 T DE69005804 T DE 69005804T DE 69005804 T2 DE69005804 T2 DE 69005804T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrolysis
chamber
chambers
nozzle
degassing chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69005804T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69005804D1 (de
Inventor
Lido Signorini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay SA
Original Assignee
Solvay SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay SA filed Critical Solvay SA
Publication of DE69005804D1 publication Critical patent/DE69005804D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69005804T2 publication Critical patent/DE69005804T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektrolysegerät vom Typ einer Filterpresse für die elektrolytische Erzeugung eines Gases.
  • Die Elektrolysegeräte vom Typ einer Filterpresse sind im allgemeinen aus einem Paket vertikaler Rahmen gebildet, die abwechselnd anodische und kathodische Elektrolysekammern begrenzen, in denen Elektroden vertikal angeordnet sind. Membranen mit selektiver Permeabilität oder für die Elektrolyten durchlässigen Diaphragmen können zwischen die Rahmen eingesetzt sein, um die Elektrolysekammern voneinander zu trennen. In diesen Elektrolysegeräten wird Gas an den Elektroden erzeugt, und im allgemeinen fängt man am Ausgang der Elektrolysekammern eine Emulsion von Elektrolyt im Gas auf. Die Emulsion muß in einer Entgasungskammer behandelt werden, um das Gas vom mitgerissenen Elektrolyten zu trennen.
  • In den Druckschriften EP-A-0052880 und EP-A-0053807 (OLIN CORPORATION) werden Elektrolysegeräte der oben genannten Art beschrieben, in denen zwei Entgasungskammern über dem Paket der Rahmen angeordnet sind. Eine der Entgasungskammern ist mit den anodischen Elektrolysekammern verbunden, während die andere Entgasungskammer mit den kathodischen Elektrolysekammern verbunden ist. Die Verbindung der Entgasungskammern mit den Elektrolysekammern umfaßt einerseits in den oberen Teil der Elektrolysekammern mündende und zum Überführen der Emulsion von den Elektrolysekammern zur Entgasungskammer dienende Stutzen, und andererseits ein im unteren Teil der Elektrolysekammern mündendes und zum Zurückführen des von Gas getrennten Elektrolyten in dieselben dienendes Rohr. Die Entgasungskammern stehen außerdem mit einer Einlaßleitung für unverbrauchten Elektrolyten in Verbindung.
  • Bei diesen bekannten Elektrolysegeräten hat das Vorhandensein eines Stutzens und eines Rohrs, die voneinander getrennt sind, zwischen jeder Elektrolysekammer und den Entgasungskammern einen großen Platzbedarf zur Folge und kompliziert den Aufbau des Elektrolysegeräts.
  • Die Erfindung hilft diesem Nachteil der oben beschriebenen bekannten Elektrolysegeräte ab, indem sie ein Elektrolysegerät vom Typ einer Filterpresse bereitstellt, das mit mindestens einer Entgasungskammer versehen ist, um den Elektrolyten abzutrennen, der mit dem in den Elektrolysekammern erzeugten Gas mitgerissen wird, bei welchem der Platzbedarf geringer und der Aufbau vereinfacht ist.
  • Die Erfindung betrifft daher ein Elektrolysegerät für die Erzeugung eines Gases, umfassend ein Paket vertikaler Rahmen, die einzelne nebeneinanderliegende Elektrolysekammern begrenzen, welche abwechselnd anodisch und kathodisch sind und von welchen jede mindestens eine Elektrode enthält, mindestens eine Entgasungskammer, die über dem Paket angeordnet und durch einen Stutzen, der im oberen Teil der Elektrolysekammer mündet, sowie durch ein Rohr, das im unteren Teil der Elektrolysekammer mündet, mit jeder der anodischen (oder kathodischen) Elektrolysekammern verbunden ist, und eine in die Entgasungskammer führende Elektrolyt-Einlaßleitung; erfindungsgemäß ist der Stutzen derart um das Rohr herum angeordnet, daß sich das obere Ende des Stutzens über dem oberen Ende des Rohrs befindet, und daß das Rohr mittels eines die Seitenwand des Rohrs und diejenige des Stutzens durchsetzenden Verbindungskanals mit der Entgasungskammer verbunden ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Elektrolysegerät bilden die Rahmen die Seitenwand der Elektrolysekammern. Sie können jedes Profil aufweisen, das mit dem Aufbau eines Elektrolysegeräts vom Typ einer Filterpresse kompatibel ist. Sie können unterschiedslos ein rundes oder polygonales, zum Beispiel quadratisches, trapezförmiges oder rechteckiges Profil aufweisen. Sie müssen aus einem Material ausgeführt sein, welches den Bedingungen der Elektrolyse chemisch widersteht.
  • Die Entgasungskammer ist mit der Gesamtheit der anodischen (oder kathodischen) Elektrolysekammern verbunden, in denen an der Elektrode ein Gas erzeugt wird. Sie hat zur Aufgabe, das an den Elektroden erzeugte Gas aufzufangen, den mit dem Gas mitgerissenen Elektrolyten abzutrennen und diesen Elektrolyten in die Elektrolysekammern zurückzuführen. Die Entgasungskammer ist außerdem mit einer Einlaßleitung für unverbrauchten Elektrolyten verbunden und dient somit als Durchgangskammer für die Versorgung der Elektrolysekammern mit unverbrauchtem Elektrolyten. In dem Fall, wo in sämtlichen Elektrolysekammern ein Gas erzeugt wird, kann das Elektrolysegerät zwei Entgasungskammern umfassen, wobei eine derselben mit den anodischen Elektrolysekammern in Verbindung steht, während die andere mit den kathodischen Elektrolysekammern verbunden ist.
  • Die Verbindung der Entgasungskammer mit den Elektrolysekammern umfaßt Stutzen, die mit dem oberen Teil der Elektrolysekammern in Verbindung stehen, und Rohre, die mit dem unteren Teil der besagten Kammern in Verbindung stehen. Unter dem oberen Teil der Elektrolysekammer versteht man die obere Hälfte seiner Höhe; unter dem unteren Teil der Elektrolysekammern versteht man die untere Hälfte seiner Höhe. Die Stutzen dienen zum Durchlaß des Gases von den Elektrolysekammern in die Entgasungskammer, während die Rohre dazu dienen, die Elektrolysekammern mit unverbrauchtem Elektrolyten zu versorgen und den in der Entgasungskammer vom Gas getrennten Elektrolyten dorthin zurückzuführen.
  • Erfindungsgemäß ist für jede Elektrolysekammer, die mit der Entgasungskammer verbunden ist, der Stutzen um das Rohr herum angeordnet, und sein oberes Ende oder seine Oberkante ist auf einem höheren Niveau als demjenigen des oberen Endes des Rohrs gelegen. Ein die Wand des Stutzens und diejenige des Rohrs durchsetzender Verbindungskanal stellt eine Verbindung zwischen diesem und der Entgasungskammer her. Während des Betriebs des Elektrolysegeräts stellt sich der Elektrolyt auf dem Niveau des genannten Verbindungskanals ein, so daß die Elektrolysekammern vollständig mit Elektrolyt gefüllt sind. Das aus den Elektrolysekammern austretende Gas dringt über die Stutzen in die Entgasungskammer ein, der Elektrolyt, der sich am Ausgang der Stutzen vom Gas abscheidet, sinkt in die Entgasungskammer zurück, wo er sich mit dem aus der Einlaßleitung stammenden unverbrauchten Elektrolyten mischt, und die Elektrolytmischung tritt über den genannten Verbindungskanal in jedes Rohr ein, und wird so in die Elektrolysekammern zugeführt.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrolysegeräts erhält man den Verbindungskanal zwischen dem Rohr und der Entgasungskammer, indem man einen Teil der Wand des Rohrs gegen einen Teil der Wand des Stutzens anliegend verbindet, und indem man eine Öffnung durch die verbundenen Wände hindurch anbringt. Diese Ausführungsform der Erfindung erleichtert den Aufbau des Elektrolysegeräts.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrolysegeräts enthält die Entgasungskammer eine horizontale oder schräge Trennwand, die von den Stutzen durchsetzt wird, so daß ein Hindernis im Elektrolytkreislauf zwischen dem Austritt aus den Stutzen und seinem Eintritt in das Rohr gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hat das Hindernis den Zweck, den Kreislauf des Elektrolyten in der Entgasungskammer zu verlängern, was die Homogenität der Mischung der aus den Stutzen austretenden Elektrolytanteile verbessert.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrolysegeräts mündet der Stutzen in einen im Inneren eines oberen horizontalen Längsträgers des Rahmens der Elektrolysekammer abgegrenzten Kanal, und das Rohr mündet in einen in einem unteren horizontalen Längsträger des besagten Rahmens abgegrenzten Kanal, wobei die beiden Kanäle mit der Elektrolysekammer in Verbindung stehen. Bei einer interessanten Variante dieser Ausführungsform sind die beiden Kanäle durch in der Elektrolysekammer gelegene vertikale Rohre verbunden. Bei dieser Variante der Erfindung haben die vertikalen Rohre eine doppelte Funktion. Einerseits wirken sie am Kreislauf des Elektrolyten in der Elektrolysekammer mit; andererseits bilden sie Verstrebungen, welche die Steifigkeit der Elektrolysekammer und der Elektrode verstärken.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Elektrolysegerät verringert die Anordnung des Stutzens um das Rohr herum den Platzbedarf beträchtlich, und gestattet es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die Entgasungskammer in Form eines rohrförmigen Behälters auszuführen, der in Bezug zu den Rahmen querliegend angeordnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Elektrolysegerät eignet sich für alle Elektrolyseverfahren, bei denen man in mindestens einem Teil der Elektrolysekammern ein Gas erzeugt. Die Erfindung bezieht sich ganz besonders auf Elektrolysegeräte für die Erzeugung von Chlor und wäßrigen Natriumhydroxidlösungen, bei denen die anodischen Elektrolysekammern mittels ionischer Trennwände von den kathodischen Elektrolysekammern getrennt sind. Die in den erfindungsgemäßen Elektrolysegeräten verwendeten ionischen Trennwände sind Folien, die zwischen die Elektrolysekammern eingesetzt sind und aus einem Material ausgeführt sind, das sich dazu eignet, während des Betriebs des Elektrolysegeräts von einem Ionenstrom durchquert zu werden. Dies können unterschiedslos für die wässrigen Elektrolyten durchlässige Diaphragmen oder Membranen mit selektiver Permeabilität sein.
  • Beispiele für Diaphragmen, die bei den erfindungsgemäßen Elektrolysegeräten verwendbar sind, sind Diaphragmen aus Amiant, wie beispielsweise diejenigen, die in der Patentschrift US-A-1855497 (STUART) und in den Patentschriften FR-A-2400569, EP-A-1644 und EP-A-18034 (SOLVAY & Cie) beschrieben sind, und Diaphragmen aus organischen Polymeren, wie beispielsweise diejenigen, die in den Patentschriften FR-A-2170247 (IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC) und in den Patentschriften EP-A-7674 und EP-A-37140 (SOLVAY & Cie) beschrieben sind.
  • Unter Membranen mit selektiver Permeabilität versteht man dünne, nichtporöse Membranen, die ein Ionenaustauschermaterial enthalten. Die Wahl des die Membranen bildenden Materials und des Ionenaustauschermaterials wird von der Art der Elektrolyten abhängen, die der Elektrolyse unterzogen werden, sowie von den Produkten, die man zu erhalten sucht. Grundsätzlich wird das Material der Membranen unter denjenigen Materialien ausgewählt, die imstande sind, den thermischen und chemischen Bedingungen zu widerstehen, die normalerweise während der Elektrolyse im Elektrolysegerät herrschen, wobei das Ionenaustauschermaterial in Abhängigkeit von den Elektrolysevorgängen, für welche das Elektrolysegerät vorgesehen ist, unter Anionenaustauschermaterialien oder Kationenaustauschermaterialien ausgewählt wird.
  • Im Fall von Elektrolysegeräten, die für die Elektrolyse von wässrigen Natriumchloridlösungen zur Erzeugung von Chlor, Wasserstoff und wässrigen Natriumhydroxidlösungen vorgesehen sind, sind zum Beispiel gut geeignete Membranen kationische Membranen aus einem fluorierten, vorzugsweise perfluorierten Polymer, das kationische funktionelle Gruppen, die von Sulfonsäuren, Carbonsäuren oder Phosphonsäuren abstammen, oder Gemische derartiger funktioneller Gruppen enthält. Beispiele von Membranen dieses Typs sind diejenigen, die in den Patentschriften GB-A-1497748 und GB-A-1497749 (ASAHI KASEI KOGYO K.K.), GB-A-1518387, GB-A-1522877 und US-A-4126588 (ASAHI GLASS COMPANY LTD) und GB-A-1402920 (DIAMOND SHAMROCK CORP.) beschrieben sind. Membranen, die besonders an diese Anwendung der erfindungsgemäßen Zelle angepaßt sind, sind diejenigen, die unter den Namen "NAFION" (DU PONT DE NEMOURS & Co) und "FLEMION" (ASAHI GLASS COMPANY LTD) bekannt sind.
  • Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Figur 1 ist eine teilweise abgerissene Vorderansicht einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrolysegeräts;
  • Figur 2 ist ein vertikaler Schnitt entlang der Ebene II-II der Figur 1;
  • Figur 3 zeigt ein Detail des Elektrolysegeräts der Figuren 1 und 2 in großem Maßstab und im Schnitt entlang der Ebene III-III der Figuren 1 und 2;
  • Figur 4 ist eine der Figur 2 ähnliche Ansicht eines als Einheit ausgebildeten Teilstücks einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrolysegeräts.
  • In diesen Figuren bezeichnen jeweils dieselben Bezugszeichen gleiche Bauteile.
  • In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung speziell auf einpolige Elektrolysegeräte vom Typ einer Filterpresse mit kationischen Membranen zur Erzeugung von Chlor, Wasserstoff und wäßrigen Natriumhydroxidlösungen durch Elektrolyse von wäßrigen Natriumchloridlösungen angewandt.
  • Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Elektrolysegerät wird aus einem Paket von vertikalen, abwechselnd anodischen 1 und kathodischen 2 Rahmen gebildet. Membranen mit selektiver Permeabilität 3 sind zwischen die Rahmen 1 und 2 eingesetzt, um abwechselnd anodische 4 und kathodische 5 Elektrolysekammern zu begrenzen, welche Elektroden enthalten.
  • Die Rahmen 1 und 2 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Sie werden von zwei vertikalen, mit zwei horizontalen Längsträgern 7 verschweißten Ständern 6 gebildet. Im Fall von anodischen Rahmen 1 sind die Ständer 6 und die Längsträger 7 aus Titan, während sie im Fall von kathodischen Rahmen 2 aus Nickel sind.
  • Die Elektroden sind von der Art derjenigen, die in der belgischen Patentanmeldung 08900867 (SOLVAY & Cie) beschrieben sind. Sie umfassen jeweils ein Paar vertikaler Bleche 8 aus Streckmetall, die beiderseits von mehreren horizontalen Metallstäben 9 angeordnet sind. Die Bleche 8 sind mit vertikalen Profilen 10 verschweißt, die von in U- oder Ω-Form gebogenen Metallbändern gebildet werden. Die Profile 10 sind mit den horizontalen Stäben 9 verschweißt, und diese sind mit den Ständern 6 der Rahmen verschweißt, durch welche sie hindurchführen. Sie sind gemeinsam an einer Sammelschiene 11 befestigt, die zum Anschließen an eine Stromquelle bestimmt ist. Die Stäbe 9 und die Profile 10 wirken somit zum Anschließen der Bleche 8 an die Stromquelle und zum Halten dieser Bleche im Inneren der Elektrolysekammer zusammen.
  • Das Material der Bleche 8, der Stäbe 9 und der vertikalen Profile 10 hängt vom Bestimmungsort der Elektrode ab. Im Fall der Anoden sind die Bleche 8 aus Titan und tragen einen elektrisch leitenden Überzug mit geringer Überspannung für die elektrochemische Oxydation der Chlor-Ionen, die Stäbe 9 enthalten einen in einen Mantel aus Titan eingehüllten Kern aus Kupfer, und die vertikalen Profile 10 sind aus Titan. Im Fall der Kathoden sind die Bleche 8 aus Nickel, die Stäbe 9 enthalten einen in einen Mantel aus Nickel eingehüllten Kern aus Kupfer, und die vertikalen Profile 10 sind aus Nickel.
  • Das Paket aus den Rahmen 1 und 2 und den Membranen 3 wird zwischen zwei Endflanschen 12 festgehalten, die durch nicht dargestellte Klammern verbunden sind, wobei Dichtungen 13 die Dichtigkeit sicherstellen.
  • Die Längsträger 7 der Rahmen 1 und 2 sind hohl, so daß sie innere Kanäle 14 im Fall des unteren Längsträgers, bzw. 15 im Fall des oberen Längsträgers, mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt begrenzen. Die Kanäle 14 und 15 sind durch in die Wand der Längsträger gebohrte Öffnungen 16 mit den Elektrolysekammern 4 und 5 verbunden. In jeder Elektrolysekammer 4 oder 5 sind die beiden Kanäle 14 und 15 außerdem durch vertikale Rohre 27 verbunden, die im Inneren der Elektrolysekammer zwischen den beiden Blechen 8 der Elektrode angeordnet sind.
  • Eine Entgasungskammer 17 ist über dem Paket angeordnet. Sie besitzt die Form eines rohrförmigen horizontalen Behälters, der bezüglich der Rahmen 1 und 2 querliegend angeordnet ist. Die Entgasungskammer 17 ist mit dem unteren Kanal 14 jeder anodischen Kammer 4 durch ein vertikales Rohr 18 verbunden, das an seinem oberen Ende verschlossen ist und von einer seitlichen Öffnung 19 durchsetzt wird. Durch einen vertikalen Stutzen 20 ist sie auch mit dem oberen Kanal 15 verbunden. Der Stutzen 20 ist um das Rohr 18 herum angeordnet, so daß seine Oberkante auf einem höheren Niveau als demjenigen der Oberkante des Rohrs 18 gelegen ist.
  • Die Figur 3 zeigt in horizontalem Querschnitt den Zusammenbau des Rohrs 18 und des Stutzens 20. Das Rohr 18 und der Stutzen 20 besitzen einen rechteckigen Querschnitt und man erhält sie durch Biegen eines Blechs aus Titan. Der Stutzen 20 liegt gegen diejenige Seite des Rohrs 18 an, in welche die Öffnung 19 gebohrt ist. Eine Öffnung 21 ist der Öffnung 19 des Rohrs 18 gegenüberliegend durch die Wand des Stutzens 20 gebohrt, so daß das Rohr 18 durch die beiden Öffnungen 19 und 21 mit der Entgasungskammer verbunden ist.
  • Im Inneren der Entgasungskammer 17 durchsetzen die Stutzen eine horizontale Trennwand 22. Unter der Trennwand 22 ist ein horizontales Rohr 23 angeordnet, das von Öffnungen 24 durchsetzt wird. Um es an eine Einlaßleitung (nicht dargestellt) für eine wäßrige Natriumchloridlösung anzuschließen durchquert das Rohr 23 die Stirnwand der Entgasungskammer.
  • Ein Rohrstutzen 25 mündet in den oberen Teil der Entgasungskammer. Er dient dazu, das während der Elektrolyse erzeugte Chlor abzusaugen.
  • Das Elektrolysegerät kann eine zweite Entgasungskammer (nicht dargestellt) enthalten, die der Entgasungskammer 17 ähnlich ist und mit den kathodischen Kammern 5 durch Rohre und Stutzen verbunden ist, welche den Rohren 18 und den Stutzen 20 entsprechen.
  • Während des Betriebs des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Elektrolysegeräts wird eine wäßrige Natriumchloridlösung über das Rohr 23 in die Entgasungskammer 17 zugeführt. Wenn die Natriumchloridlösung in der Entgasungskammer 17 das Niveau der Öffnungen 19 und 21 erreicht, tritt sie über die Rohre 18, die unteren Kanäle 14 und deren Öffnungen 16 in die anodischen Elektrolysekammern ein. Chlor wird auf den Blechen 8 der Anoden erzeugt und tritt unter Aufsteigen durch den Elektrolyten in den Kammern 4, den Kanälen 15 und den Stutzen 20 in die Entgasungskammer ein. Am Ausgang der Stutzen 20 scheidet sich der mit dem Chlor mitgerissene Elektrolyt von diesem ab und sinkt in die Entgasungskammer zurück, wo er sich mit dem aus dem Rohr 23 stammenden unverbrauchten Elektrolyten vermischt. Die Trennwand 22 bildet ein Hindernis, das den Weg verlängert, welcher von dem vom Chlor abgeschiedenen Elektrolyten durchströmt wird, was eine bessere Homogenität der in die anodischen Elektrolysekammern 4 zugeführten Natriumchloridlösung gewährleistet. Das vom Elektrolyten getrennte Chlor entweicht durch die Öffnung 25 aus der Entgasungskammer. Durch einen mit den Kanälen verbundenen Rohrstutzen 26 zieht man aus den anodischen Kammern 4 einen Elektrolytanteil ab, welcher der durch die Einlaßleitung 23 zugeführten Menge entspricht.
  • Parallel zur Erzeugung von Chlor in den anodischen Kammern 4 wird in den kathodischen Kammern 5 Wasserstoff erzeugt. Zu diesem Zweck führt man Wasser oder eine verdünnte wäßrige Natriumhydroxidlösung in die kathodischen Kammern 5 zu, und über die unteren Kanäle 14 entnimmt man aus diesen einen Anteil einer konzentrierten Natriumhydroxidlösung, welcher der in die Elektrolysekammern zugeführten Menge an Wasser oder verdünnter Lösung entspricht. Eine konzentrierte wäßrige Natriumhydroxidlösung wird außerdem in einer der Kammer 17 entsprechenden Entgasungskammer vom Wasserstoff getrennt und wird in die kathodischen Kammern 5 zurückgeführt.
  • Bei dem Elektrolysegerät erfüllen die vertikalen Rohre 27 eine doppelte Funktion. Einerseits dienen sie dazu, einen inneren Elektrolytkreislauf im Inneren der Elektrolysekammern zu bewirken, andererseits bilden sie Versteifungen zwischen den Blechen 8 der Elektroden, die sich einer Verformung dieser Bleche unter der Einwirkung des in den Elektrolysekammern herrschenden Drucks widersetzten. Die vertikalen Rohre 27 gestatten es infolgedessen, Elektrolysekammern mit sehr großer Breite zu verwirklichen, ohne eine Durchbiegung der Bleche 8 der Elektroden zu befürchten.
  • Bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante des Elektrolysegeräts der Figuren 1 bis 3 wird die Entgasungskammer von einem Paket nebeneinanderliegender rohrförmiger Teilstücke gebildet, die zwischen zwei Endflanschen zusammengepreßt werden. Bei dieser Variante der Erfindung kann man vorsehen, jedes Teilstück der Entgasungskammer fest mit einem Rahmen 1 des Elektrolysegeräts zu verbinden, um ein als Einheit ausgebildetes Ensemble zu verwirklichen. Die Figur 4 zeigt ein derartiges als Einheit ausgebildetes Ensemble. Es umfaßt einen anodischen Rahmen 1, ein Teilstück 17' der Entgasungskammer 17, ein Teilstück 22' der Trennwand 22, ein Rohr 18 und einen Stutzen 20. Der Zusammenhalt des als Einheit ausgebildeten Ensembles wird durch den Stutzen 20 sichergestellt, mit welchem der Rahmen 1 und die Teilstücke 17' und 22' verschweißt sind.

Claims (10)

1. Elektrolysegerät für die Erzeugung eines Gases, umfassend,
- ein Paket vertikaler Rahmen (1, 2), die einzelne nebeneinanderliegende Elektrolysekammern begrenzen, welche abwechselnd anodisch (4) und kathodisch (5) sind, und von welchen jede mindestens eine Elektrode (8) enthält,
- mindestens eine Entgasungskammer (17), die über dem Paket angeordnet und mit jeder der anodischen (4) (oder kathodischen) Elektrolysekammern durch einen Stutzen (20) verbunden ist, der mit dem oberen Teil der Elektrolysekammer in Verbindung steht, sowie durch ein Rohr (18), das mit dem unteren Teil der Elektrolysekammer in Verbindung steht, und
- eine in die Entgasungskammer (17) führende Elektrolyteinlaßleitung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (20) derart um das Rohr (18) herum angeordnet ist, daß sich das obere Ende des Stutzens (20) über dem oberen Ende des Rohrs (18) befindet, und das Rohr (18) mit Hilfe eines die Seitenwand des Rohrs (18) und diejenige des Stutzens (20) durchsetzenden Verbindungskanals (19, 21) mit der Entgasungskammer (17) verbunden ist.
2. Elektrolysegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Wand des Stutzens (20) mit einem Teil der Wand des Rohrs (18) verbunden ist, wobei der Verbindungskanal von zwei Öffnungen (19, 21) gebildet wird, die jeweils durch die verbundenen Wandteile hindurch angebracht sind.
3. Elektrolysegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskammer (17) eine horizontale rohrförmige Begrenzung umfaßt, die quer zu den Rahmen (1, 2) angeordnet ist.
4. Elektrolysegerät nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungskammer (17) ein Hindernis enthält, das eine von den Stutzen (20) durchsetzte horizontale oder schräge Trennwand (22) umfaßt.
5. Elektrolysegerät nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung für den Elektrolyten ein in der Entgasungskammer (17) angeordnetes Rohr (23) mit perforierter Wand umfaßt.
6. Elektrolysegerät nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (20) in einen Kanal (15) mündet, der im Inneren eines oberen horizontalen Längsträgers (7) des Rahmens der Elektrolysekammer abgegrenzt ist, und das Rohr (18) in einen Kanal (14) mündet, der in einem unteren horizontalen Längsträger (7) des besagten Rahmens abgegrenzt ist, wobei die beiden Kanäle mit der Elektrolysekammer in Verbindung stehen.
7. Elektrolysegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanäle (14, 15) durch im Inneren der Elektrolysekammer gelegene Rohre (27) verbunden sind.
8. Elektrolysegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (27), welche die beiden Kanäle (14, 15) verbinden, zwischen mindestens einem Paar vertikaler durchbrochener Metallbleche (8) gelegen sind, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und mindestens einen Teil der Elektrode der Elektrolysekammer bilden.
9. Elektrolysegerät nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Entgasungskammern umfaßt, von denen die eine mit den anodischen Elektrolysekammern (4) verbunden ist, und von denen die andere mit den kathodischen Elektrolysekammern (5) verbunden ist, wobei zwischen die Elektrolysekammern (4, 5) ionische Trennwände (3) eingesetzt sind.
10. Elektrolysegerät nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, für die Elektrolyse von wässrigen Natriumchlorid-Lösungen.
DE69005804T 1989-12-28 1990-12-17 Elektrolytische Zelle für Gas-Herstellung, die ein Stapel von senkrechten Rahmen enthält. Expired - Fee Related DE69005804T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT02286889A IT1237543B (it) 1989-12-28 1989-12-28 Elettrolizzatore per la produzione di un gas,comprendente un impilamento di quadri verticali

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69005804D1 DE69005804D1 (de) 1994-02-17
DE69005804T2 true DE69005804T2 (de) 1994-07-07

Family

ID=11201367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69005804T Expired - Fee Related DE69005804T2 (de) 1989-12-28 1990-12-17 Elektrolytische Zelle für Gas-Herstellung, die ein Stapel von senkrechten Rahmen enthält.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5139635A (de)
EP (1) EP0435385B1 (de)
AT (1) ATE99739T1 (de)
CA (1) CA2032000A1 (de)
DE (1) DE69005804T2 (de)
IT (1) IT1237543B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0505899B1 (de) * 1991-03-18 1997-06-25 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Bipolare filterpressenartige Elektrolysezelle
IT1247483B (it) * 1991-03-21 1994-12-17 Permelec Spa Nora Dispositivo per l'estrazione di fluidi bifase da celle di elettrolisi
US5194132A (en) * 1991-07-16 1993-03-16 Hoechst Aktiengesellschaft Electrolysis apparatus
IT1251419B (it) * 1991-10-23 1995-05-09 Solvay Cella di elettrolisi per la produzione di un gas
EP0995818A1 (de) 1998-10-12 2000-04-26 Hydrogen Systems N.V. Hochdruck-Elektrolyseeinheit
EP1528126A1 (de) * 2003-10-30 2005-05-04 Vandenborre Hydrogen Systems N.V. Integriertes Elektrolysiermodul mit internem Gas/Flüssigkeit-Abscheider
WO2006060912A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-15 Stuart Energy Systems Corporation Electrolyser and components therefor
CA2903277C (en) 2013-03-12 2021-06-15 Next Hydrogen Corporation End pressure plate for electrolysers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE370800A (de) * 1929-07-06
DE2255741C3 (de) * 1971-12-23 1982-03-25 Solvay & Cie., 1050 Bruxelles Diaphragmenserienelektrolysevorrichtung
US3928165A (en) * 1973-07-02 1975-12-23 Ppg Industries Inc Electrolytic cell including means for separating chlorine from the chlorine-electrolyte froth formed in the cell
US3968021A (en) * 1974-04-02 1976-07-06 Ppg Industries, Inc. Electrolytic cell having hydrogen gas disengaging apparatus
US3990961A (en) * 1975-11-28 1976-11-09 Ppg Industries, Inc. Annular brine head equalizer
US4339321A (en) * 1980-12-08 1982-07-13 Olin Corporation Method and apparatus of injecting replenished electrolyte fluid into an electrolytic cell
US4505789A (en) * 1981-12-28 1985-03-19 Olin Corporation Dynamic gas disengaging apparatus and method for gas separation from electrolyte fluid

Also Published As

Publication number Publication date
EP0435385B1 (de) 1994-01-05
ATE99739T1 (de) 1994-01-15
IT8922868A1 (it) 1991-06-28
CA2032000A1 (fr) 1991-06-29
DE69005804D1 (de) 1994-02-17
EP0435385A1 (de) 1991-07-03
IT8922868A0 (it) 1989-12-28
US5139635A (en) 1992-08-18
IT1237543B (it) 1993-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0717130B1 (de) Druckkompensierte elektrochemische Zelle
DE2930609C2 (de)
DE2616614C2 (de) Elektrolyseeinrichtung
DE2809332C2 (de) Monopolare Elektrolysezelle in Filterpressenbauweise
DD154831A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrolyse
EP0189535B1 (de) Elektrolyseapparat
DE1671430B2 (de) Vorrichtung zur elektrolyse waessriger alkalihalogenidloesungen
DE2856882C2 (de)
DE2809333C2 (de) Monopolare Elektrolysezelle in Filterpressenbauweise
DE69007205T2 (de) Rahmen für Elektrolyseur der Filterpressenbauart und monopolarer Elektrolyseur der Filterpressenbauart.
DE2738169A1 (de) Membran-elektrolysezelle mit monopolaren elektroden
DE3025662A1 (de) Elektrolytische zelle
EP0168600B1 (de) Bipolarer Elektrolyseapparat mit Gasdiffusionskathode
DE69005804T2 (de) Elektrolytische Zelle für Gas-Herstellung, die ein Stapel von senkrechten Rahmen enthält.
DE975825C (de) Vorrichtung zur Durchfuehrung elektrochemischer Prozesse, insbesondere zur Herstellung von UEberschwefelsaeure und ihren Verbindungen
DE3401812C2 (de) Elektrolysezelle
DE69213362T2 (de) Elektrolyseur und Herstellung davon
DE3786716T2 (de) Elektrolytische Zelle.
DE2923818A1 (de) Elektrodenabteil
DD216049A5 (de) Elektrolysezelle
DE2125941C3 (de) Bipolare Einheit und damit aufgebaute elektrolytische Zelle
DE2845832A1 (de) Vorrichtung zur diaphragma-elektrolyse
DE69921735T2 (de) Elektrolysevorrichtung mit Ionenaustauschermembran
DE69004338T2 (de) Rahmen für Elektrolyseure der Filterpressenbauart und Elektrolyseure der Filterpressenbauart.
DE2510396A1 (de) Verfahren zur elektrolyse waessriger loesungen und elektrolysezelle zur durchfuehrung des verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee