DE743465C

DE743465C - Elektrolytische Zelle, insbesondere zur Herstellung von Hypochloriten

Info

Publication number: DE743465C
Application number: DES145669D
Authority: DE
Inventors: Modesto Salleras
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-09-20
Filing date: 1941-06-10
Publication date: 1943-12-27
Also published as: FR971570A; BE446900A; GB615903A

Description

Es sind elektrorytische Zellen bekannt, die zwei senkrecht angeordnete voneinander elektrisch isolierte, elastisch miteinander verbundene Elektroden !enthalten, die für sich allein den den Elektrolyten enthaltenden Behälter bilden.

Die Erfindung· bezieht sich auf eine Zelle zur -elektrolytischen Herstellung· von Hypochloriten oder anderen Salzen von Sauerstoff säuren, deren Bildung· in Sekundärreakticwi unter Verbrauich der anodisch entstehenden Gase erfolgt, die durch die waagerecht an-

■ geordnete plattenförmige Anode, die ebenfalls plattenförmige, mit Zu- und Abflußöffnungen für den Elektrolyten versehene Kathode und einen zwischen die Elektroden gelegten Rahmen aus Isolierstoff gebildet ist. Das zwischen den Elektroden gebildete Gefäß ist vollkommen mit Elektrolytflüssigkeit gefüllt, so 'daß sich die bei der Elektrolyse entstehenden Gase, wie z. B. Wasserstoff, unter der oben angebrachten Kathode sammeln. Sie bilden mit dem Elektrolyten auf der Kathodenoberfläche eine Emulsion und infolgedessen ein gasförmiges Schutzdiaphragma, das die Diffusion der flüssigen Ekktrolyseprodukte, Wie z. B. Hypochlorit, nach der Kathode vermindert.

Es wird auf diese Weise die Berührung· zwischen dem Hypochlorit und der reduzierenden Kathode in wesentlichem Maße verringert und also die Reduzierung· des gebildeten Hypochlorits vermindert, d.h. der Wirkungsgrad der Elektrolyse beträchtlich erhöht.

Nach 'einer weiteren Ausführungsfoxm der Erfindung ruht ein Diaphragma, z. B. aus Glaswolle, auf der Anode und verzögert also die Berührung· des Elektrolyten, z. B. alkalische HypocHoritlösuing mit der Anode, so daß die Diffusion des Hypochlorits nach der Anode vermindert wird und einer Oxydation des Hypochlorits und Umwandlung zu Chlorat entgegengewirkt wird.

Diese Vorteile treten im besonderen Maße

ein infolge der geringen, in der Zelle vorhandenen Menge Hypochlorit, da die Gesamtmenge der sich bei dem Vorgang entwickelnden Wärme ebenfalls gering ist und infolgedessen auch die Oxydation des Hypochlorits und seine Umwandlung in Chlorat verzögert wird.

Infolge dieser verschiedenen vorteilhaften Besonderheiten ist der Energieverbrauch einer' id solchen Zelle im Verhältnis zu dem Aus bringen sehr gering, d.h. das Ausbringen ist ungefähr doppelt so groß wie das von anderen Zellen mit Graphitanoden, wie sie für das elektrolytische Herstellung von Alkalihypochloait benutzt werden.

In der Zeichnung wird im Längsschnitt in

der Fig. 1 und im Querschnitt in der Fig. 2

, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Zelle nach der Erfindung für die elsktrolytische Herstellung von Alkalihypochloritien dargestellt.

Die beiden Elektroden aus Graphit (Anode 2 uod Kathode 1) haben üblicherweise die Form !•echteckiger Platten. Diese Elektroden sind 'voneinander getrennt und elektrisch isoliert durch ein Zwischenstück 3 aus Gummi oder einem anderen genügend plastischen oder elastischen Material.

Dieses Stück 3 bildet einen viereckigen Rahmen, der vorzugsweise mit den Begrenzungskanten der Elektroden abschließt. Auf der Anode ist eine leichte Schicht von Glaswolle 4 angebracht, die bis unter die Leiste 3 ragt.

Die Verbindung der verschiedenen Bauelemente wird z. B. herbeigeführt mittels Preßschienen s mit ihren Spannschrauben 6, 7.

Die Zelle ist auf diese Weise vollkommen

geschlossen mit Ausnahme der Zuführungsöffnung 8 für den Elektrolyten und einer Aus-.

gangsöffnunig 9 für die Lösung von ClONa und für Wasserstoff.

Die Zelle arbeitet folgendermaßen: Durch ein Rohr 10, das an die Öffnung 8 anschließt, wird eine Lösung von 75 g ClNa je Liter zugefügt. Die Zufügung wird in Abhängigkeit von der Konzentration an aktivem Chlor, die in der Hypoehloritlöisung gewünscht wird, geregelt. Man schließt den elektrischen Strom, um die Elektrolyse in Gang zu bringen. Das an der öffnung 9 angebrachte Rohr Ii dient zur Entfernung der mit Wasserstoff emulgierten Hypochloritlösung. Der Apparat braucht keine Überwachung. Nach der Herstellung der gewünschten Menge Hypochloritlösung 'unterläßt man die weitere Zuführung der Chlornatriumlösung zur Zelle und öffnet den Strom.

Im folgenden sei ein Arbeitsschema für eine 50-Ampere-Zelle gegeben:

Elektrolyt: Lösung von ClNa zu 75 g je 11.

Stromstärke: 50 Ampere.
. Spannung an den Polen der Zelle: 3,5 Volt.

Nach zehnstündiger Betriebsdauer erhält man 881 einer Hypochloritlösung mit 5 g aktivem Chlor je Liter, d. h. 440 g aktives Chlor, was einem Aufwand von 3,97 kWh für ι kg aktives Chlor entspricht.

Mit dieser Zelle kann man eine Hypochloritlösung von doppelt so hoher Konzentration, d.h. 10g aktives Chlor je Liter, erhalten. In diesem Falle beträgt der notwendige Aufwand 4,63 kWh für 1 kg aktives Chlor.

In den bekannten Zellen vermindert sich im Laufe des Prozesses die Oberfläche der Anode mehr und mehr. Infolgedessen steigt die anodische Stromdichte und ebenso die Geschwindigkeit der Abnutzung des Graphits.

Im Gegensatz dazu weist die Zelle nach der Erfindung stets eine konstante anodische Oberfläche auf, d.h. bei dem Arbeitsgang· der Zelle bleibt die anodische Stromdichte konstant, und infolgedessen ist die Abnutzung des Graphits völlig regelmäßig.

Außer der Verwendung für die Herstellung von Alkalihypochloriten kann man die Zelle gemäß der Erfindung auch für die Herstellung anderer Körper durch Elektrolyse benutzen, z. B. für die Herstellung von Chloratcn, Perchloraten usw.

Claims

Patentansprüche:

i. Zelle zur elektroly ti sehen Herstellung von Hypochloriten oder anderen Salzen von Sauerstoffs äuren, deren Bildung in Sekundärreaktion unter Verbrauch der anodisch entstehenden Gase erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle durch die waagerecht angeordnete plattenförmige too Anode, die ebenfalls plattenförmige, mit Zu- und Abflußöffnungen für den Elektrolyten versehene Kathode und einen zwischen die Elektroden gelegten Rahmen aus Isolierstoff gebildet ist.
2. Elektroly tische ZeUe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Anode ruhendes Diaphragma, z. B. aus Glaswolle, vorgesehen ist.

no

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: ng

deutsche Patentschrift Nr. 597 955.

Hierzu I Blatt Zeichnungen