DE810274C - Verbesserungen in und in Beziehung mit der Elektrolyse - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1951

P 33909 IVb j 12I D

Solvay & Cie, Brüssel

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von elektrolytischen Zellen mit einer flüssigen Elektrode und insbesondere auf Verbesserungen von Zellen dieser Art für die Elektrolyse von wäßrigen Alkalichloridlösungen unter Verwendung einer fließenden Quecksilberkathode.

Viele Apparaturformen sind für die Elektrolyse von Alkalichloriden unter Verwendung einer Quecksilberkathode vorgeschlagen worden. Eine für geeignet befundene Form besteht aus einem bedeckten, trogförmigen Gefäß mit glattem, ebenem Boden, lang im Vergleich zu seiner Breite und unter einem schwachen Winkel zur Horizontalen angeordnet, so daß die Quecksilberkathode entlang der ebenen Fläche des Bodens als eine ununterbrochene Fläche fließen kann. Beim Fortschreiten der Elektrolyse wird das Quecksilber in Amalgam übergeführt. Der Bequemlichkeit halber soll jedoch die Elektrode als aus Quecksilber bestehend bezeichnet bleiben, und das Wort Quecksilber wird im nachstehenden auch in diesem Sinne gebraucht, wenn sich nicht aus dem Zusammenhang die engere Bedeutung ergibt. In Zellen dieser Art bestehen die Anoden gewöhnlich aus Graphitplatten oder -blöcken, welche so an durch den Zellendeckel gehenden Kohlenstoffstäben befestigt sind, daß ihre unteren Oberflächen im wesentlichen parallel zu und in einer kleinen Entfernung oberhalb der Quecksilberkathode angeordnet sind. Der Deckel ist mit der Zelle gasdicht verbunden. Zu diesem Zweck kann er an dem Trog durch Verbolzen und unter Verwendung eines geeigneten Dichtungsmittels befestigt sein, um die Verbindung gasdicht zu machen. Wenn der Deckel genügend schwer ist, kann er auch selbst die Dichtung bewirken durch Pressung auf ein geeignetes plastisches, dichtendes Material zwischen ihm und den Seiten. Der Deckel ist auch mit Austrittsleitungen versehen, durch welche das an der Anode ent-

wickelte Chlor abgezogen wird. Beim Betrieb der Zelle werden Quecksilber und eine Alkalichloridlösung durch die Zelle in Mengen fließen gelassen, welche von den Arbeitsbedingungen abhängen. Die lineare Fließgeschwindigkeit der Alkalichloridlösung in der Zelle ist verhältnismäßig gering. Im allgemeinen ist sie weniger als 2 cm/Sek. und gewöhnlich zwischen 0,25 und 1 cm/ Sek. Der Flüssigkeitsstand in der Zelle ist so eingestellt, daß er nicht bis an den Deckel reicht. Infolgedessen bleibt noch ein beachtlicher Raum, worin das an der Anode entwickelte Chlor sich sammeln kann und von wo es durch vorgesehene Leitungen abgezogen wird. Das aus der' Quecksilberkathode entstandene Amalgam und die verbrauchte Sole werden durch geeignet angebrachte Leitungen ebenfalls abgezogen.

Bei fortgesetzter Benutzung werden die unteren Flächen der Graphitplatten verbraucht. Um wirksame Arbeitsbedingungen aufrechtzuerhalten, ist es üblich, von Zeit zu Zeit die Höhe der Graphitplatten neu einzustellen, um die Abnutzung auszugleichen. Dies erforderte bisher das Aufbrechen und Wiederneumachen der Abdichtung zwischen dem Deckel und den Seitenwänden der Zelle bei jedesmaliger Neueinstellung und machte infolgedessen die Unterbrechung des elektrolytischen Prozesses notwendig.

In der britischen Patentschrift 597 387 wird eine elektrolytische Zelle beschrieben und beansprucht, welche aus einem unteren Teil besteht, der eine flüssige Elektrode zu tragen vermag, welche schwerer als der Elektrolyt ist. Ferner besitzt die Zelle einen oberen Teil, welcher feste Elektroden trägt, welche mit ihren unteren Oberflächen ein kurzes Stück oberhalb der oberen Oberfläche der flüssigen Elektrode und im wesentlichen parallel dazu angeordnet sind. Das neue Kennzeichen dieser Zelle besteht in der Anordnung von Mitteln, welche außerhalb der Zelle zur Einstellung der Höhe der festen Elektrode angeordnet sind, und aus Mitteln, welche den oberen Teil mit dem unteren Teil in einer Art verbinden, daß eine vertikale Bewegung des einen Teils im Verhältnis zum anderen möglich ist.

Wenn auch die Zellen gemäß dieser Anmeldung den bisher verwendeten beträchtlich überlegen sind, so hat sich doch als schwierig herausgestellt, sie ohne Abänderung für die Durchführung des verbesserten Verfahrens zu gebrauchen, welches in der britischen Patentschrift 597 388 beschrieben und beansprucht ist. In dieser Anmeldung ist gezeigt, daß bemerkenswerte Vorteile bei der Elektrolyse von wäßrigen Natrium- und Kaliumchloridlösungen unter Verwendung einer Quecksüberkathode mit darüber angeordneten festen Elektroden erzielt werden, wenn der Elektrolyt veranlaßt wird, durch den Zwischenelektrodenraum mit hoher Geschwindigkeit zu fließen. Bei den bekannten Arten elektrolytischer Zellen für die Elektrolyse wäßriger Lösungen ist die Anwendung einer hohen Strömungsgeschwindigkeit im Zwischenelektrodenraum schwierig, weil der Elektrolyt dabei auch in den Raum zwischen der oberen Oberfläche der festen Elektroden und dem Zelldeckel gelangt.

Es wurde nun gefunden, daß diese Schwierigkeit überwunden und andere Vorteile verwirklicht werden können durch die Verwendung einer Zelle, welche die bevorzugten Merkmale der Patentschrift 597 387 aufweist, in Verbindung mit der Anordnung fester Elektroden im oberen Teil der Zelle von solchen Ausmaßen, daß sie im wesentlichen den ganzen Querschnitt der Zelle oberhalb des Elektrolytstands einnehmen, wodurch die horizontale Längsströmung des Elektrolyts auf den Zwischenelektrodenspalt beschränkt ist.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrolytische Zelle aus zwei Teilen. Der untere umfaßt eine längliche flache, die Quecksilberelektrode tragende Oberfläche. Der obere trägt eine Zusammenstellung von festem Elektrodenmaterial, dessen untere Oberfläche sich in kleiner Entfernung oberhalb und im wesentlichen parallel zu der oberen Oberfläche der Quecksilberelektrode befindet und so angeordnet ist, daß er das Entfernen eines flüssigen oder gasförmigen Mittels in Abständen entlang der Zelle aus dem Zwischenelektrodenraum gestattet und die Längsströmung der Flüssigkeit durch die Zelle, außer durch den Zwischenelektrodenraum, verhindert. Beide Teile sind mit Dichtungsmitteln und mit außerhalb der Zelle angebrachten Mitteln versehen, um die Höhe des Zwischenelektrodenraums einstellen zu können.

Vorteilhafterweise besteht der untere Teil der Zelle aus einem trogartigen Gefäß, welches mit einer flachen, zum Tragen der Quecksilberelektrode geeigneten Fläche und mit einer schmalen Rinne um die Quecksilber tragende Fläche herum versehen und geeignet ist, Quecksilber aufzunehmen. Der obere Teil besteht aus einem Deckel, in welchen die Zusammenstellung der festen Elektroden eingepaßt und welcher mit einem starren, nach unten über die festen Elektroden hinaus herabhängenden Rand versehen ist. Dieser Rand paßt lose in die Rinne des trogartigen Gefäßes, wenn der Deckel in seine Lage gebracht wird.

Ferner ist vorteilhafterweise die Rinne mit einem elastischen deformierbaren Dichtungsmaterial versehen, welches gleichzeitig mit dem Rand und einer Rinnenwand in Verbindung ist und so zur Bildung einer verbesserten Abdichtung beiträgt. Geeigneterweise besteht die Dichtung aus Schwammgummi oder einem endlosen aufgeblasenen Gummischlauch.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung bei einer Zelle mit fließender Quecksilberkathode. Hier bildet die Rinne einen Teil der Abdichtung, welche sich rund um den Umfang des Zellbodens befindet, über welchen die Quecksilberkathode fließt, wobei auch das Quecksilber selbst zur Bildung der Abdichtung beiträgt. Wie bei den bekannten Ausführungsformen kann die feste Elektrode einer solchen Zelle vom Zelldeckel herabhängen. Es sind ebenfalls die geeigneten elektrischen Anschlüsse und Mittel zur Einführung und Entfernung des Elektrolyts, des Quecksilbers und der Elektrolyseprodukte vorgesehen. Geeigneterweise bestehen Rand und Deckel aus Hartgummi, Beton oder anderem isolierenden, gegen Chlor widerstandsfähigen Material. Sie können auch aus Metall, z. B. Stahl, sein, welches mit einem solchen schützenden und isolieren- iao den Material ausgekleidet ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der trogförmige Teil, welcher außer Berührung mit dem Elektrolyt gehalten wird, aus geeignetem Metall, z. B. Stahl, bestehen. Der Rand erstreckt sich in die Rinne hinein, las und zwischen der inneren Wand der Rinne und dem

Rand ist ein endloser Streifen von Schwammgummi oder ein endloser aufgeblasener Gummischlauch eingelassen, welcher gegen Rinnen wand und Rand sich anpreßt.

Wie in der Patentschrift 597 387 angegeben, können verschiedene äußere Mittel zur Einstellung der Höhe des Zwischenelektrodenspalts angewendet werden. Hervorragend geeignet sind die in dieser Erfindung erwähnten Einstellschrauben. An deren Stelle können keilförmige Glieder zwischen die Wand des trogartigen Gefäßes und einen sich seitwärts erstreckenden Rand rund um den Deckel in einer solchen Weise eingelassen sein, daß eine Bewegung der Keile in horizontaler Richtung eine vertikale Bewegung des Deckels zur Folge hat.

Eine ähnliche Wirkung kann dadurch herbeigeführt werden, daß der vorspringende Rand des Deckels auf Nocken ruht, welche auf festen horizontalen Achsen mittels einer durch Hebel drehbaren Kette bewegbar sind. Nach einer anderen Ausführungsform wird der Deckel durch eine Mehrzahl hydraulischer Kolben getragen, welche in Abständen an seinem Umfang herum angeordnet sind. Die vertikale Einstellung des Deckels erfolgt dann durch Zu- oder Abfuhr von Wasser zu bzw. von den Kolben. Dieses Verfahren zur Einstellung der Höhe des Deckels gestattet eine besonders glatte und allmähliche Bewegung des Deckels als Ganzes, so daß der Zwischenelektrodenspalt innerhalb sehr enger Grenzen eingestellt werden kann.

In Verbindung mit dem obigen Merkmal wurde gefunden, daß beträchtliche Vorteile erzielt werden können, wenn die üblicherweise in elektrolytischen Zellen mit fließenden Quecksilberkathoden als Anoden benutzten Graphitplatten durch Graphitblöcke ersetzt werden, welche dicht an den Deckel und die Innenwand des Randes passen und mit geeigneten Auslässen versehen sind, um das Austreten der gasförmigen Elektrolyseprodukte zu gestatten. Dabei erstreckt sich jeder Auslaß bis zu einer Höhe über der Zelle, welche größer ist als der Druck des Elektrolyts unter ihm. Ein derart ausgerüsteter Apparat ist zur Ausführung des Verfahrens nach Patentschrift 597 388 besonders geeignet. In dieser Patentschrift wird ein Verfahren zur Elektrolyse wäßriger Alkalichloridlösungen unter Verwendung einer Quecksilberkathode beschrieben, in welchem die Strömung des Elektrolyts in dem Raum zwischen Anode und Kathode auf einer linearen Geschwindigkeit gehalten wird, welche beträchtlich über die normalerweise angewendete hinausgeht und z. B. wenigstens 7,5 cm/Sek. beträgt. In vielen Arten von elektrolytischen Zellen, wie sie unter Verwendung einer fließenden Quecksilberkathode zur Elektrolyse von Alkalichloridlösungen dienen, können diese Bedingungen nur schwierig eingehalten werden, wenn nicht eine unerwünscht starke Neigung der Zelle angewendet wird, weil dann nämlich der Elektrolyt nicht nur in dem engen Raum zwischen den Elektroden, sondern auch in dem Raum zwischen den Anodenplatten und dem Zelldeckel strömt. Wenn daher unter solchen Umständen das Fließen des Elektrolyts in der Zelle verstärkt wird, so wird bloß das Fließen in dem verhältnismäßig weiten Raum zwischen den Anoden verstärkt und nur eine geringe Änderung in dem Fließen im Zwischenelektrodenspalt bewirkt. Werden dagegen die Anoden dicht schließend an den Deckel und die Innenwände des Deckels angeordnet, so wird diese Möglichkeit beseitigt. Die der Zelle zugeführte größere Menge an Elektrolyt ist jetzt gezwungen, mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch den Zwischenelektrodenraum zu strömen. Die Vergrößerung der Gestalt der Anoden bei den bisher bekannten Zellenarten konnte nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen, weil ein vergrößerter Druck zur Zirkulierung des Elektrolyts notwendig ist, wodurch eine entsprechende Erhöhung des Gasdrucks in der Zelle hervorgerufen wird. Eine entsprechende Abdichtung des Deckels, welche sowohl diesem Druck standhält wie auch zeitweilige Einstellungen gestattet, konnte nicht geschaffen werden. Andererseits hat sich aber ergeben, daß mit der Zellenart gemäß der Erfindung eine Abdichtungsart ermöglicht ist, welche nicht nur leichtere Einstellungen zuläßt als bisher, sondern auch dem Druck standhält, wie er in Verbindung mit großer Elektrolytgeschwindigkeit im Zwischenelektrodenspalt auftritt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann wie bei den bekannten Zellen eine Mehrzahl von Anoden vorgesehen sein. Der ganze Raum zwischen dem Zelldeckel und den Oberflächen der Anoden kann mit einem Kissen aus Schwammgummi ausgefüllt sein, welches mit 2-Chlorbutadien-i, 3-polymerisat oder einem anderen gegen chlorhaltige Salzlaugen widerstandsfähigen Material überzogen ist. In dem Kissen sind Löcher vorgesehen, durch welche die anodentragenden Stangen hindurchgehen. Die Stangen selbst können mit einem äußeren Gewinde und einer Gegenmutter versehen sein, wodurch die Anoden im Deckel gehoben werden können, um das Kissen gegen ihre oberen Oberflächen anzupressen und dadurch zu verhindern, daß der Raum über ihnen einen Weg für die Sole bilden kann. Anfänglich kann das Kissen dicht zusammengepreßt werden. Entsprechend der fortschreitenden Abnutzung der Anoden können die Gegenmuttern gelockert werden, so daß die Anoden gesenkt werden, aber doch noch das Kissen ausreichend zusammenpressen, um den über ihnen befindlichen Raum für die Sole zu verschließen. Unabhängige Durchlässe zum Entweichen des entwickelten Chlors können dadurch vorgesehen sein, daß die tragenden Stangen hohl sind und sich oberhalb des Deckels der Zelle bis zu einer solchen Höhe erstrecken, daß Sole während des Betriebs der Zelle nicht aus ihnen austreten kann. Statt dessen können auch getrennte Leitungen vorgesehen sein, welche sich von der unteren Anodenfläche durch den Anodenblock, das zusammengedrückte Kissen und den Deckel erstrecken. In jedem Fall soll sich die Chlorleitung zu einem über die ganze Breite der wirksamen Anodenfläche sich erstreckenden Durchlaß öffnen, so daß gute Entfernung des Chlors gesichert ist. Die oberen Teile der Chlorleitungen vereinigen sich zu einem Hauptstrang, durch welchen das Chlor abgezogen wird.

In einer bevorzugten Form der Erfindung wird die Anode von einer Mehrzahl von Blöcken gebildet, welche sich über die ganze Breite des Deckels erstrecken und sich dicht der Gestaltung der Innenseite des Dekkels anpassen. Die Blöcke sind voneinander durch kurze Zwischenräume getrennt, um Auslaßmöglichkeiten für das Chlor zu schaffen. Dazu ist eine Anzahl

von Leitungen vorgesehen, welche sich vom Deckel nach oben erstrecken, um das in den Zwischenräumen zwischen den angrenzenden Anodenblöcken emporsteigende Chlor abzuziehen. Die Blöcke können gewünschtenfalls an dem Anodendeckel durch eine harzartige klebende Zusammensetzung befestigt sein. Je eine Leitung kann entsprechend jedem Zwischenraum zwischen anstoßenden Anodenblöcken vorgesehen sein. Statt dessen kann auch an jedem zweiten oder jedem ίο dritten Spalt eine Leitung vorgesehen sein, wobei dann eine enge Rinne auf der inneren Oberfläche des Deckels oder auf der oberen Oberfläche der Anodenblöcke angeordnet ist, so daß das in einem nicht mit Auslaß versehenen Spalt emporsteigende Chlor zu dem Auslaß des anstoßenden Spaltsgelangenkann. WenneineAbleitung an j edem zweiten Spalt vorgesehen ist, soll die Rinne entweder von dem Spalt, welcher oberhalb oder welcher unterhalb, aber nicht von beiden führen, während wenn eine Ableitung bei jedem dritten Spalt vorgesehen ist, soll die Rinne von jedem anstoßenden Spalt auf beiden Seiten, aber nicht zwischen anstoßende Spalte, welche keine Ableitungen haben, führen. Auf diese Weise kann das Gas immer aus dem Zwischenelektrodenraum entweichen, ohne daß dabei auch ein Weg für die Sole geschaffen wird, welcher sich der Länge nach durch die Zelle erstrecken würde. Im Hinblick auf die Enge der Rinnen und das durch sie entweichende Gasvolumen wird in ihnen ein hoher Widerstand gegen den Durchfluß der Sole vorhanden sein. Daher wird die Sole kontinuierlich in den Zwischenelektrodenraum strömen und nicht durch die Rinnen abgelenkt werden.

Im Betrieb einer Zelle gemäß der Erfindung werden Quecksilber und Elektrolyt veranlaßt, durch das trogartige Gefäß zu fließen, und der Strom wird eingeschaltet. Die Quecksilberkathode wird nicht nur über den flachen Boden des Gefäßes strömen, sondern auch den Raum in der Kanalrinne ausfüllen, welcher nicht durch den Gummischlauch oder den Rand bereits eingenommen ist. Auf diese Weise wird die Abdichtung zur Verhinderung des Entweichens von Chlor verstärkt und die Gummidichtung gegen Korrosion geschützt. Nichtsdestoweniger können in der Lage des Deckels Einstellungen vorgenommen werden und damit auch in der Lage der am Deckel befestigten Anode. Diese Einstellungen können sogar ohne Unterbrechung der Elektrolyse vorgenommen werden. Durch die Anordnung eines elastischen deformierbaren Dichtungsmaterials in der Rinne kann die Ablenkung des Quecksilber-Stroms von der ebenen Fläche zu der Rinne auf einen kleinen Betrag verringert werden. Es ist offenbar, daß dieser letztere wünschenswerte Umstand noch leichter verwirklicht werden kann, wenn die Dicke der Seiten des Deckels nur ein klein wenig geringer ist als die Breite der Rinne.

Während des Betriebs einer Zelle nach der Erfindung wird Chlor mit dem Fortschreiten der Elektrolyse entwickelt. Die erzeugten Gasblasen werden von der Sole mitgenommen, bis sie den nächsten Spalt zwischen den Anodenblöcken erreichen, und hier werden sie aus der Lösung entweichen. Im allgemeinen wird aber der Elektrolyt aus einer Sole bestehen, in welcher Gasblasen suspendiert sind. Um den größten Nutzen aus der Anwendung hoher Solegeschwindigkeit zu erzielen, ist es wesentlich, das Verhältnis des Gasvolumens zum Solevolumen in irgendeinem gegebenen Elektrolytvolumen so niedrig wie möglich zu halten, um nicht den Leitungswiderstand je Volumen Elektrolyt untunlich zu vergrößern. Augenscheinlich wird der Wert, zu welchem dieses Verhältnis steigen kann, abhängen von der Stromdichte, der Solegeschwindigkeit und der Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durchlässen, durch welche das Chlor abgezogen werden kann. Vorzugsweise wird die Zelle nach dem Verfahren betrieben, welches in der britischen Patentschrift 597 388 beschrieben ist, wonach an keiner Stelle des Zwischenelektrodenspalts das Gasvolumen, gemessen bei der Zelltemperatur, mehr als 2O°/₀ des Elektrolytvolumens beträgt. Vorzugsweise ist es nicht mehr als zwischen 5 bis 10%.

Die nicht maßgerechten Diagramme erläutern bestimmte Formen elektrolytischer Zellen gemäß der Erfindung als Beispiele, welche zur Durchführung einer Elektrolyse wäßriger Alkalichloridlösungen mit fließender Quecksilberkathode geeignet sind. In den Zeichnungen stellt dar

Fig. ι einen senkrechten Schnitt gemäß Linie I-I der Fig. 3 durch eine besondere Ausführungsform der neuen Elektrolysezellen,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform dieser Zellen, welche andere Mittel zur Entfernung des bei der Elektrolyse gebildeten Chlors als die erste Ausführungsform besitzt, und

Fig. 3 eine teilweise weggeschnittene Aufsicht auf eine Zelle von der in Fig. 1 gezeigten Art.

Nach den Zeichnungen, bei welchen die gleichen Bezugszeichen auch die gleichen Teile angeben, bestehen die Zellen aus einem trogartigen Gefäß 1 mit ebenem Boden, über welchem Quecksilber 2 fließen kann. Darüber kann in gleicher Richtung mit dem Quecksilber ein wäßriger Elektrolyt 3 strömen. Rund um den Umfang des ebenen Bodens ist eine Rinne i^a angeordnet. Jede Zelle hat einen Deckel 4, welcher eine Anzahl fester Anodenblöcke 5 trägt. Sie hängen an Kohlenstoffstangen 6, welche durch öffnungen des Deckels hindurchgehen und durch welche den Anoden durch nicht gezeichnete Mittel Strom zugeführt wird. In Zeichnung 1 ist die Verbindung der Stangen mit dem Deckel als abgedichtet dargestellt durch ein Dichtungsmittel 7. Es kann aber auch jedes andere geeignete Mittel, um die Verbindung gasdicht zu machen, angewendet werden.

Vom Deckel 4 hängt ein Rand 8 abwärts, dessen untere Kante in die Rinne i^a eintaucht. Ein endloser aufgeblasener Gummischlauch 9 ist zwischen der Innenwand der Rinne und dem Deckelrand angeordnet. Wenn die Zelle in Betrieb ist, wird die Rinne mit Quecksilber gefüllt sein, und die Anordnung von Rand 8 und Schlauch 9 wird eine durch das Quecksilber verstärkte Abdichtung bilden. Der Gummischlauch wird in dieser Weise vor der Einwirkung des Elektrolyts geschützt sein, welcher gelöstes Chlor enthält, und zwar durch die über ihm befindliche Quecksilberschicht. Von jeder Seite des Deckels 4 erstreckt sich seitlich eine Anzahl von Öhren 10, nur eines ist auf jeder Seite dargestellt, von welchen jedes auf dem oberen Rand des Zellkör-

pers ι ruht. Dieses Gefäß ι besteht geeigneterweise aus Stahl. Es kann aber auch Beton dazu verwendet werden. Deckel 4 und Rand 8 können aus mit Hartgummi überzogenem Stahl bestehen. Geeignete, nicht dargestellte Mittel zum Zuführen und Ableiten von Quecksilber und Elektrolyt sind ebenfalls an dem jeweils geeigneten Zellenende vorgesehen und bilden öffnungen in dem Teil der Zelle zwischen dem Ende der Anode und der Rinne i°.

to Schlauch 9 ist mit nicht dargestellten Mitteln ausgerüstet, durch welche das Schlauchinnere entleert oder mit Wasser unter Druck gefüllt werden kann. Durch die Verwendung dieses aufblähbaren Schlauchs wird eine hohen Drucken widerstehende Abdichtung erhalten, welche wiederholt angebracht und entfernt werden kann entsprechend den Betriebserfordernissen der Zelle. Vorteilhafterweise wird kaltes Wasser als Druckmittel für den Schlauch 9 verwendet und ein Kreislauf des Wassers aufrechterhalten, um den abdichtenden Schlauch kühl zu halten und damit seine Gebrauchsfähigkeit beträchtlich zu verlängern.

Um im einzelnen auf die Fig. 1 und 3 einzugehen, soll festgestellt werden, daß die Anodenblöcke 5 dazu bestimmt sind, den ganzen Querschnitt der Zelle oberhalb der Ebene ihrer unteren Flächen ganz auszufüllen, außer daß zwischen anstoßenden Blöcken ein Spalt freigelassen wird, welcher sich über den ganzen Querschnitt der Zelle erstreckt, worin Chlor zu einer aus einer Anzahl von Gasableitungen 11, von welchen eine gezeichnet ist, emporsteigt. Über jedem Spalt ist eine solche Ableitung angeordnet. Jede der Abführleitungen erhebt sich über der Zelle bis zu einer Höhe, die größer ist als der hydrostatische Druck der Sole unmittelbar unter ihr, bevor sie sich mit einer nicht gezeichneten Hauptleitung verbindet. Sie bildet daher zusammen mit den Spalten unmittelbar unter ihr einen selbständigen Auslaß, durch welchen Chlor aus der Zelle abgezogen werden kann.

Weil die Blöcke im wesentlichen den ganzen Raum über dem Zwischenelektrodenspalt ausfüllen und die Höhen der verschiedenen Ableitungen wie beschrieben bestimmt werden, ist kein anderer Weg für die Strömung des Elektrolyts vorhanden. Der Elektrolyt muß daher zwischen den Elektroden fließen* trotz des verhältnismäßig hohen Widerstands in dem Zwischenelektrodenspalt.

Bei der Inbetriebnahme solcher Zellen wird Schlauch 9 leergemacht und der Boden des Gefäßes 1 mit Quecksilber überflutet, um die Rinne i^a anzufüllen und den Schlauch 9 zu bedecken. Dann wird der Deckel 4 mittels der Schraubenbolzen 12 in eine Stellung herabgelassen, welche annähernd den korrekten Zwischenelektrodenspalt gibt, und Schlauch 9 wird gefüllt. Der Rand 8 wird dann gegen Schlauch 9 drücken und dadurch den Raum innerhalb der Zelle von der Atmosphäre abdichten. Einstellungen in der Höhe der Anode können dann erforderlichenfalls durch Bewegung der Schraubenbolzen 12 gemacht werden. Wenn die Bolzen 12 in den Öhren 10 gehoben werden, wird das Gewicht der Anodenzusammenstellung den Rand 8 veranlassen, den Gummischlauch 9 zu deformieren, und damit den Zwischenelektrodenspalt verringern. Wenn der Zwischenelektrodenspalt im Anfang zu klein ist, kann er durch Herunterdrehen der Bolzen 12 in den Öhren 10 vergrößert werden. Dabei bewirkt die Elastizität des Schlauchs 9, daß eine sichere Abdichtung erhalten bleibt. In gleicher Weise können Einstellungen während des Betriebs der Zelle vorgenommen werden, " falls infolge von Abnutzung derAnodenspalt zu weit wird.

In Fig. 2 ist der untere Teil 1 der Zelle gezeigt, welcher die fließende Quecksilberkathode 2 trägt, oberhalb derer sich der wäßrige Elektrolyt 3 befindet. Die Zelle besitzt einen Deckel 4 mit Rändern 8, welche mit dem Deckel aus einem Stück sind und sich in die Rinne i° des Grundteils 1 erstrecken. Die feste Anode 5 ist an Rohren 14 angehängt, welche sich durch den Deckel 4 in die feste Anode 5 erstrecken und in der Höhe 17 eines vertikalen Schlitzes enden, welcher durch die ganze Breite der Anode 5 hindurchgeht und sich von der unteren Oberfläche der Anode durch einen Teil ihrer Dicke aufwärts erstreckt. Infolgedessen bilden die hohlen Rohre 14, welche die Anode tragen, Verbindungswege zu dem Zwischenelektrodenspalt und gestatten die Entfernung des bei der Elektrolyse gebildeten Chlors aus dem Zwischenelektrodenraum.

Bei den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Konstruktionen ist die Strömung des Elektrolyts auf den Zwischenelektrodenraum durch den Umstand beschränkt,daß die Anode 5 von einer solchen Größe ist,daß sie sehr dicht an dem Deckel4 und den Rändern 8 anliegt., Infolgedessen kann nur in dem Zwischenelektrodenraum das Fließen des Elektrolyts vor sich gehen. Die Beschränkung des Strömens des Elektrolyts auf den Zwischenelektrodenraum wird bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform durch andere Mittel erreicht. Die Anode 5 ist bei dieser Ausführungsform nicht so wie bei den Konstruktionen gemäß Fig. 1 und 3 ausgebildet, so daß ein größerer Zwischenraum zwischen den Seiten und dem oberen Teil der Anode und dem Deckel 4 sowie den herabhängenden Rändern 8 vorhanden ist. Dieser Raum ist mit gegen Chlor widerstandsfähigem Material 16, vorzugsweise elastischer Natur, ausgefüllt, z. B. mit Schwammgummi, welcher mit 2-Chlorbutadien-i, 3-polymerisat, Polyäthylen (Polythen), chloriertem Polythen ö. dgl. überzogen ist.

Die erfindungsgemäßen Zellen sind für eine schnelle Soleströmung geeignet und gestatten die Einführung der Sole in die Zellen unter überatmosphärischem Druck. Die Höhe über dem Boden der Zelle, bis zu welcher die Chlorabführleitungen, das sind Rohre 11 in Fig. ι und 3 und Rohre 14 in Fig. 2, sich erstrekken müssen, werden durch den hydrostatischen Druck der Sole am Einlaß zur Zelle bestimmt. Dieser Druck seinerseits hängt von der Größe des Zwischenelektrodenspalts und der Solegeschwindigkeit ab. Bei befriediegender Arbeitsweise mit großer Solegeschwindigkeit entspricht der hydrostatische Druck der Sole etwa 42 mm je Meter Länge der Zelle. Es ist bequem, alle Auslässe von gleicher Höhe zu machen, obwohl ersichtlich ist, daß die Höhe der Auslässe am Austrittsende der Sole nicht so hoch wie am Eintrittsende zu sein brauchen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrolytische Zelle, bestehend aus zwei Teilen, von denen der untere eine längliche, ebene, eine

   Quecksilberelektrode tragende Oberfläche besitzt und der obere eine Zusammenstellung festen Elektrodenmaterials trägt, dessen untere Oberfläche nur in kurzer Entfernung oberhalb und im wesentlichen parallel zu der oberen Oberfläche der Quecksilberelektrode und im übrigen derart angeordnet ist, um das Abziehen eines ■ flüssigen oder gasförmigen Mittels aus dem Zwischenelektrodenraum zu gestatten und keine andere Längsströmung der

   ίο Flüssigkeit durch die Zelle mit Ausnahme durch den Zwischenelektrodenraum zuzulassen, wobei die beiden genannten Teile mit Abdichtungsmitteln und mit außerhalb der Zelle angebrachten Mitteln versehen sind, um die Höhe des Zwischenelektrodenraums einzustellen.
2. 2. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, wobei der obere Teil aus einem Deckel besteht mit herabhängenden starren Rändern, innerhalb dessen eine Graphit-Elektroden-Zusammenstellung eingepaßt

   ao ist, welche im wesentlichen den ganzen Querschnitt der Zelle oberhalb des Zwischenelektrodenraums ausfüllt, und wobei die Graphit-Elektroden-Zusammenstellung mit Auslassen versehen ist, welche •zu Gasabführleitungen im Deckel führen, um die

   as Entfernung des Gases aus dem Zwischenelektrodenraum zu erlauben.
3. 3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, wobei eine andere Längsströmung als durch den Zwischenelektrodenraum dadurch verhindert ist, daß ein elastisches Material den Raum zwischen dem oberen Teil der Zelle und der von ihm getragenen festen Elektrodenzusammenstellung ausfüllt.
4. 4. Elektrolytische Zelle nach einem der Ansprüche

   ι bis 3, wobei der obere Teil aus einem Deckel mit herabhängendem starrem Rand besteht, welcher sich bis unterhalb der festen Elektrodenzusammenstellung erstreckt, und der untere Teil von einem trogartigen Gefäß gebildet wird, welches mit einer Rinne versehen ist, welch letztere die Quecksilber tragende Fläche umgibt und den starren Rand des Deckels aufzunehmen vermag.
5. 5. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 4, wobei die Rinne unterhalb der Quecksilber tragenden Fläche mit einer deformierbaren elastischen Dichtung versehen ist, welche die Wand der Rinne und den Rand berührt.
6. 6. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 5, wobei die Abdichtung aus einem aufgeblähten Gummischlauch besteht.
7. 7. Elektrolytische Zelle nach einem der Ansprüche 4 bis 6, geeignet für die kontinuierliche Elektrolyse einer wäßrigen Alkalichloridlösung, wobei diese Zelle Mittel besitzt, um Quecksilber und frischen Elektrolyt an einem Ende des trogartigen Gefäßes zuzuführen, und Mittel,' um Amalgam und verbrauchten Elektrolyt am anderen Ende des Gefäßes abzuleiten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   O 984 8.