DE7110972U - Vorrichtung zur herstellung von bleichlauge durch elektrolyse einer waessrigen kochsalzloesung - Google Patents

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DR.-ING. EUGEN MAIER

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7 STUTTGART 1, PISCHEKSTR. 19

DRESDNER BANK AO STUTTGART NR. 3B08BO POSTSCHECK STQT. asSOO

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Firma CILLICHEMIE Ernst Vogelmann 71 Heilbronn, Bottwarbahnatraße 7ο

Vorrichtung zur Herstellung von Bleichlauge durch Elektrolyse einer wäflrigen Kochsalzlösung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Bleichlauge aur Desinfektion von in einer Hauptwasserleitung strömendem Wasser durch Elektrolyse eines aus wäßriger Kochsalzlösung bestehenden Elektrolyten in einer kontinuierlich durchströmte«; Elektrolysezelle.

Bei einer bekannten Torrichtung dieser Art wird die Elek-

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trolyeezelle unmittelbar mit konzentrierter Kochsalzlösung aus einem festes Kochsalz enthaltenden Solebehälter beaufschlagte Die umwälzung erfolgt dabei im Naturumlauf aufgrund der in der Zelle durch elektrische Aufheizung entstehenden höheren Temperaturen und der Wasserstoffgasentwicklungο Bei diesem bekannten Gerät wird die Elektrolyse durch Verstellen der aa des Elektrode»» angelegten elektrischen Spannung und der sich entsprechend ergebenden Stromstärke gesteuert« Man macht sich dabei zu Nutze, daß sich die Elektrolytströmung durch eine Art Selbstregelung der jeweils in der Zeiteinheit erzeugten Bleichlaugenmenge anpaßt.

Messungen der Ausbeute an erzeugtem Aktivchlor haben jedoch gezeigt, daß diese Anpassung im allgemeinen nicht optimal erfüllt istc Während theoretisch aus 3,3 g Kochsalz e^wa 1 g Aktivchlor gewonnen werden kann, ergab sich bei den an der bekannten Zelle durchgeführten Messungen ein Verbrauch von 1o bis 3o Grame Kochsalz zur Erzeugung von 1 g Aktivchlor. Sas heißt aber, daß gleichzeitig mit der Bleichlauge bzw, mit dem Aktivchlor große Kochsalzmengen in das zu desinfizierende Wasser gelangten» Für Schwimmbäder, deren Wasser lediglich in ?i!Veranlagen gereinigt und mittels der

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beschriebenen Geräte deeinfiziert und nicht ständig erneuert wird, hat dies den Nachteil, daß sich mit der Zeit eine zunehmende Kocheelzkonzentration ergibt. Dieser Kachteil wirkt sich besonders dann aus, wenn etwa bei Hochbetrieb in das Wasser der betreffenden Bade? erhöhte Chlormengen zugesetzt werden müssen, Abgesehen davon, daß salzhaltiges Badewasser häufig unerwünscht iatj besteht hierbei zusätzlich eine erhöhte Korrosionsgefahr in den Zuleitungen und Armaturen»

Sie Chlovausbeute wird bei dem bekannten Gerät auch noch dadurch verschlechtert, daß zylindrische stabförmige Elektroden verwendet werden. Der Verlauf des elektrischen Feldes ist zwischen derartigen Elektroden stark inhomogen» Dies führt dazu, das die Salzlösung insbesondere in AuSenbereich der Zelle an den Elektroden vorbeiströmen kann, ohne elektrolysiert zu'werden_o *

Schließlich bringt die Verwendung einer Eonstantspannungsquelle erhebliche Nachteile mit sich. Die Chlorerzeugungsrate ist über die Farady-Sonstante unmittelbar mit der den Elektrolyten durchsetzenden Stromstärke verknüpft. Andererseits ist die bei einer bestimmten Spannung auftretende

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Stromstärke von der Ionenbeweglichkeit abhängig. Letztere ist um so höher, je höher die Temperatur des Elektrolyten ist. Das bedeutet, daß bei dem bekannten Gerät bei Leistungsänderungen und insbesondere während des Anfahrvorgangs mit einer zwangsläufig auftretenden Temperaturänderung eine unerwünschte Änderung der Stromstärke einhergeht. Dies kann sogar zu einem instabilen Verhalten des Gerätes führen= Is wurde beobachtet, daß die Stromstärke beim Anfakrvorgang bei gewissen Startbedingungen laufend anstieg, und nur durch mehrmalige nachträgliche Änderung der Spannung auf einen zulässigen Wert stabilisiert werden konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens zu schaffen, mit welcher die oben angeführten FachteiIe des bekannten Gerät' vermieden werden können.

Die Vorrichtung soll insbesondere dazu öieuen, den aus einer ungesättigten Kochsalzlösung konstanter Konzentration bestehenden Elektrolyten im Zwangsumlauf mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit durch die Elektrolysezelle zu leiten, und Zwischen den Elektroden eine nach

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Maßgabe des Elektrolyttiurchsatzes bestimmte, konstante elektrische Strernstärke aufrechtzuerhalten. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der Kochsalzgehalt des Elektrolyten in einen Bereich zwischen 1 und 5 $> liegt.

Es hat sich zwar gezeigt, daß der elektrische Hutseffekt der Zelle bei Verwendung einer derart verdünnten Kochsalzlösung niedriger ist ale bei hohen Salzkonzentrationen. E_r liegt in praktischen fällen bei 3o bis 5o £. Der Rest der elektrischen Energie wird im wesentlichen in Wärme angewandelt. Es wurde jedoch festgestellt, daß ait der erfindungsgemäßen Vorrichtung fast die theoretisch möglichen Ausbeuten erreicht werden können.

Die in der Zelle auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung einiger cn/sec eaohen es möglich, daθ eventuell an der Kathode entstehender Kalkschlamm ait der I Strömung mitgeführt wird. Ud z-u vermeiden, daß eich mit i der Zeit an einer dar Elektroden Kalk niederschlägt, wird vorteilhafterweise die Richtung des elektrischen Stromes in bestimmten Zeltabständen umgekehrt. Diese Zeitabstände werden in praktischen Fällen in eier Größenordnung einiger Hi- j nuten gewählt. <

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Die Vorrichtung zur Durchführung des obenbeschriebenen Verfahrens weist vorteilhafterweise einen eine konzentrierte Kochsalzlösung enthaltenden Solebehälter auf, der mit einem Dosierkopf verbunden ist, welch letzterer zusätzlich über eine von der Hauptwasserleitung abgezweigte ffebeuleitung mit Wasser zur Verdünnung der gesättigten Kochsalzlösung beaufschlagt ist, und dessen Ausgang mit der Eintrittsöffnung der Elektrolysezelle verbunden 1st. Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß in der Hauptwasserleitung zwischen der Abzweigstelle der Hebenleitung und der mit der Aastrittsöffnung der Elektrolysezelle verbundenen Einmündung eine Blende, Düse od. dgl. angeordnet ist. Schließlich sind gemäß der Erfindung die Elektroden der Zelle mit den Klemmen einer Konstantstromquelle verbindbar. Der Doslerkopf 1st vorteilhafterweise 3O bemessen, daß sich etwa eine zehnfache Verdünnung der aus dem Solebehälter entnommenen Lösung ergibt.

An einem solchen Gerät kann bei gegebener Stromstärke durch den Elektrolyten und gegebenem Druck in der Hauptwaeeerlei-

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tung Θ.ίη für allamal eins optimale Einstellung des Blendenquerschnitts vorgenoffifflan wsrden_c ^- Slettrclytdurchsata usad die Stromstärke werden auf qI^ r/eise der gewünschten E^zeugangerate an Bleichlaugö angepaßt- Das Gerät wird nach erfolgter einmaliger Eiuetellucg ständig bei gleicher Leistung betrieben= üaterachiedliehe tägliche Mengen an Bleichlsuge s,B_e bsi xsQtx oder weniger st&rker Verschmutzung eines Schwimmbeckens können darch unterschiedlich lange tägliche Betriebszsiien dee Geräts erzeugt werden« Za diesem Zweck wird vorteilhafte-Tweise eine einstellbare Zeitschaltuhr -verwendet ₉

Da gemäß dor Erfindung als Elektrolyt eine stark verdünnte Kochsalzlösung Terwendet wird, entsteht bsi der Elektrolyse ein erhebliches Maß &n Yerlustwärse, die beispieleweise durch den Elektrolyten selbBt abgeführt varden kam?, Die Eigenkühluag reicht bei derartigen Zellen jedoch seist nicht aua. Daher sind in einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungegetaäßen Vorrichtung die Elektroden hohlzylindrisch ausgebildet und zueinander konzentrisch angeordnet und je« weilo auf der des Blektrod^nzwisehenrauffi abgewandten Seite vcu e.lneta S-Ühlnittel beaufschlagt. Die Küiiliaittelzufuhr kanc vortoilhEfter-weioe dadurcL. erfolgen, daß ein sweiter

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▼ο« Eaaptwasserkreislauf abgeEwelgter ffebenstroa als KfQiI-waaserstroa entlang den Elektroden geleitet wird.

Ia der Zeichnung ist in scheaatischer Weise ein AusfUhruagsbeispiel der erfindangsgeaafieQ Slektrolyseselle la Schnitt dargestellt.

Die Elektrolyseselle 2 befindet sich In einea eeh&use 4, welches einstückig alt eiuea an die Hauptwaeserleitung 6 angeschlosseaea Mischkopf 8 verbunden ist. Ia dea Mischkopf 8 zweigt eine Hebenleitung 1o ab, die über ein ü&gnetveatil en eiaea alt einen Solebehälter verbundenen Dosierkopf fahrt. Durch das dea Doslerkopf fiber die lebealeitang to angefahrte Hasser wird eine etwa 3o-9bge loche» lslöstang sa eiasr etwa 5~£lgee LSsaag verdttaat. Diese wird ober die i«itung 1o* der Elektrolysezelle 2 ougeführt. Sie durchetrBat den Zwischanraua 2o «wischen den beiden Elektroden 22, 24. Dabei bildet sich durch Elektrolyse und craohliesseade ohealsche Uasetsung das gewtlnsohte Batriuahypoohlorlt. Der Elektrolyt tritt durch die öffnungen 26 la dea aa die Hauptwasserleitang 6 angeschlossenen Mischkopf 8 aus.

Ua den für den Zwangsumlauf in der !oberleitung 1o erforderlichen Druckabfall su erzeigen, ist in dea Mischkopf 8

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zwischen der Abzweigstelle 28 der Hebenleitung 1o und der AuBtrltteöffnung 26 eine Blende 3o angeordnet. Darüber hinaus ist der Mischkopf 8 als Venturirohr ausgebildet, an dessen engster Stelle eich die Austrittsöffnung 26 befindet.

Sie fcöhlssylioärisohes Elektroden 22, 24 der Zelle 2 sind aneinander konzentrisch angeordnet und elektrisch gegeneinander isoliert in dem zylindrischen Kunststoffgehäuse 4 angeordnet. Der Mantel dieses Gehäuses bildet mit der äußeren Elektrode 24 einen Ringraun 31, der über eine Anzahl Boh rungen 32 mit dem Hohlraum 34 der innere α Elektrode 22 ver bunden ist. Der Ringraum 31 steht über die Leitung 36 mit der Abzweigöffnung 28 in Verbindung, und der Hohlraum 34 mündet über die Bohrung 38 in den Misohkopf 8. Dadurch wird ein zweiter Nebenatron; von dem Hauptwasserkreielauf abgezweigt und zur Kühlung an den Elektroden 22, 24 vorbeigeführt (Pfeile 4o).

Die elektrischen Anschlüsse 42, 44 der Elektroden 22, 24 sind durch den Boden des Gehäuses 4 hindurchgeftihrt.

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Claims (3)

- 1ο A 11 127 8. Mai 1972 - me Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Bleichlauge durch Elektrolyse eines aus wäßriger Kochsalzlösung bestehenden Elektrolyten in einer zwei Elektroden aufweisenden Elektrolysezelle, deren AustritteÖffnung mit einer Hauptwasser leituLg verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine von der Haup«wasserleitung abgezweigte Hebenleitung (1o) mit Wasser zur Verdü -nung der gesättigten Kochsalzlösung aufweist und in 2er Hauptwasserleitung zwischen der Abzweigstelle (28) der Nebenleitung (1o) und der mit der Austrittsöffnung (26) der Elektrolysezelle (2) verbundenen Einmündung eine Pleude (?o), Düse od. dgl. angeordnet ist. ,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden (22, 24) hohlzylindrich ausgebildet und zueinander konzentrisch angeordnet sind und jeweils auf der dem Elektrodenzwischenraum (2o) abgewandten Seite von einem Kühlmittel (4o) beaufschlagt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

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zeichnet , daß ein zweiter vom Hauptwaeserkreielauf (6) abgezweigter Hebenstrom (4o) als Kühlwasseretroin eüxlang des Eleictrodea (22, 24} geleitet ist.