DE898890C - Zelle zur Elektrolyse der Loesungen von Alkalicarbonat oder sich aehnlich verhaltenden Salzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen für die Elektrolyse von Flüssigkeiten, wie Alkalicarbonatlösungen, zwecks Gewinnung von Alkalihydroxydlösungen.

Zur Elektrolyse von Alkalichloriden ist eine Zelle mit waagerechtem Diaphragma und einem länglichen Reaktionsraum mit an gegenüberliegenden Seiten derselben angeordneten Flüssigkeitsein- bzw. -austritten vorgeschlagen worden. Diese bekannten

ίο Einrichtungen haben den Nachteil, daß' die Flüssigkeit durch den Reaktionsraum in ungeregeltem Strom und dabei in einer ungleichmäßigen Verteilung läuft. Dadurch ergeben sich örtliche Überlastungen und beträchtliche Störungen, so daß die Stromausbeute sinkt.

Die Erfindung löst die Aufgabe, im Reaktionsraum der Zelle eine gleichmäßig gegen das Diaphragma gerichtete Flüssigkeitsströmung herbeizuführen, dadurch, daß als Anoden eine Reihe von in Richtung der Strömung der Flüssigkeit zu dem Diaphragma geneigt, im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Platten vorgesehen werden. Hierbei werden erfindungsgemäß als Kathoden Flachstäbe verwandt, die hochkant zumDiaphragma gestellt sind. Das Diaphragma wird hierbei zwischen den Oberkanten der Kathodenstäbe und der unteren Kante der Anodenstäbe eingespannt gehalten. Vorzugsweise wird 'dabei nach der Erfindung das Gehäuse des Reaktionsraumes etwa in der Ebene des Diaphragmas unterteilt, so daß letzteres

nach Auseinandernehmen des Gehäuses leicht herausgenommen werden kann. Die Anodenstäbe werden vorteilhaft mit dem oberen und die Kathodenstäbe mit dem unteren Gehäuseteil verbunden. Vorzugsweise wird der eine Gehäuseteil mit einem schräg zur Ober- bzw. Unterseite abgebogenen Flansch versehen, dessen eine Kante gegen den Rand 'des Diaphragmas dichtend drückt. Weiter erstreckt sich die Erfindung darauf, daß ίο mit der elektrolytischen Zelle ein Behälter verbunden wird, der zum Ausscheiden von in der Zelle gebildeten Stoffen aus der Flüssigkeit dient und dem die zu verarbeitende Rohflüssigkeit zuläuft. Die Flüssigkeit strömt hierbei im Kreislauf durch iS Zelle und Abscheidebehälter, und innerhalb des Kreislaufs kann die Flüssigkeitstemperatur nach Bedarf erhöht oder gesenkt werden; ferner kann im Kreislauf eine Filterung 'der Flüssigkeit vorgesehen werden.

so Der Gasdruck im Anoden- und Kathodenraum der Zelle kann durch Anordnung von Regelorganen in gewollter Weise unabhängig voneinander eingestellt werden.

Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß Wirbelbildung im Anolytraum verhindert wird und der Anolyt in gleichmäßigem Strom durch den Anodenraum fließt.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt eine für den Betrieb einer elektrolytischen Zelle erforderliche Einrichtung;

Fig. 2 ist ein im wesentlichen mittlerer Längsschnitt einer Zelle nach Fig. i; Fig. 3 stellt einen Schnitt nach Linie IH-III der Fiig, 2 in Pfeilrichtung dar;

Fig. 4 und 6 sind Teilansichten der in Fig. 2 und 3 dargestellten Zelle;

Fig. 5 zeigt einen Teil einer Planansicht einer bei der Zelle verwandten Dichtung; Fig. 7 und 8 sind Teilansichten ainer Vorrichtung zum Halten der Diaphragmen in der Zelle;

Fig. 9, ,io und 11 sind Querschnitte der in Fig. 7 und 8 dargestellten Diaphragmen;

Fig. 12 zeigt eine Oberansicht eines Endteiles einer Zelle mit Vorrichtungen zum Abziehen der Flüssigkeit aus der Zelle-;

Fig. 13 ist ein Längsschnitt einer in Fig. 12 dargestellten Zelle;

Fig. 14 stellt eine Ansicht gegen das Ende einer in Fig. 12 dargestellten Zelle dar;

Fig. 15 ist ein senkrechter Schnitt eines Filters eines in Fig. 1 dargestellten Elektrolyseurs;

Fig. ιό ist ein Querschnitt durch das Filter nach Linie XVI-XVI der Fig. 15.

In Fig. ι ist 1 eine elektrolytische Zelle, welche .besonders vorteilhaft für die Elektrolyse von Natriumcarbonatlösung, beispielsweise zur Herstellung von Natriumhydroxyd und Natriumbicarbonat Benutzung findet. '

Aus einem Behälter 2 wird die zu elektrolysierende Lösung in die Zelle 1 geleitet und die elektrolysierte Lösung wieder zurückgeführt. Für die Elektrolyse einer Elektrolytlösung, wieNatriumcarbonatlösung, wird vorteilhaft ein Kreislaufverfahren angewandt, das durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zölle möglich ist. Ein Teil der Elektrolytlösung wird bei einstellbarer Geschwindigkeit wiederholt durch die Zelle in Umlauf gehalten.

Der Behälter 2, der oben offen sein kann, ist mit einem konischen· Boden und einem von einem Ventil 4 beherrschten Austrittsrohr 3 versehen. Oben mündet ein Zuführungsrohr 5 mit einem Ventil 6 in den Behälter 2 und unterhalb des auf gleicher Höhe gehaltenen Flüssigkeitsspiegels ein Rohr 10. Dieses steht mit einer Rohrleitung 7 in Verbindung, die von einem Ventil S "beherrscht wird und zu einer Pumpe 9 führt. Die Druckseite der Pumpe 9 ist durch ein Rohr 12 mit einem indirekten Wärmeaustauscher 13 verbunden. Der Wärmeaustauscher besitzt Ein- und Austrittsrohre 14, 15 für das Erhitzermittel, durch welches die Flüssigkeit erhitzt wird. Von dem Wärmeaustauscher 13 führt ein Rohr 18 zu einem Filter 19. Dieses Filter hat vor-. zugsweise die in Fig. 15 und 16 dargestellte Bauart. 8g Von dem Filter 19 führt ein Rohr 20 für das Filtrat zu der Zelle 1. Durch ein in der Rohrleitung 18 angeordnetes Ventil 21 wird die Flüssigkeitszufuhr zu dem Filter 19 geregelt. An die Rohrleitung 18 ist noch eine als Umgang dienende Rohrleitung 22, die von einem Ventil 23 beherrscht wird, angeschlossen.

Die Zelle 1 wird mit dem Behälter 2 durch ein Rohr 24 verbunden, welches mit einem Ventil 25 ausgerüstet ist. Das Rohr 24 ragt in den Behälter 2 vorteilhaft unter den Flüssigkeitsspiegel. In dem Behälter 2 ist ferner eine Kühlschlange 26 vorgesehen, die an ihrem Eintritt ein Ventil 217 und an ihrem Austritt ein Ventil 28 besitzt.

Die Rohre 20 und 24 sind, wie in der Zeichnung dargestellt, mit der Anolytkammer der Zelle verbunden. Ein Rohr 29 steht mit der Katholytkammer der Zelle 1 zwecks Abziehens der Katholytlösung in Verbindung.

Durch Anwendung einer Zelle mit waagerechtem Diaphragma kann' die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyts durch die Poren des Diaphragmas mittels einer Einrichtung zum Regeln des Gasdruckes im Kathoden- und im Anodenraum' geregelt werden, wie Fig. 1 zeigt.

Das Rohr 30 verbindet die Gaszone in der Anolyt- no kammer der Zelle 1 mit einer Kammer 31, die mit dem Behälter 2 durch eine Rohrleitung 32 in Verbindung steht. Ein Rohr 33, welches mit der Gaszone in der Katholytkammer der Zelle 1 verbunden ist, führt zu einer Kammer 34, die mit dem Behälter 2 durch ein Rohr 35 in Verbindung steht. Die Flüssigkeit aus dem Behälter 2 gelangt in die Kammer 31 und 34, in denen der Flüssigkeitsspiegel dieselbe Höhe hat wie in dem Behälter 2. An den Enden der Rohre 30 und 33 sind Verlängerungen 36 und 37 'gasdicht angebracht, deren Stellung in bezug auf die Flüssigkeitshöhe in den Kammern 31 •und 34 eingestellt wird, um die gewünschte Druckdifferenz zu erhalten, die durch einen Differentialdruckmesser 38 angezeigt wird. Ein Arm des Druckmessers ist mit der Gaszone der Anolytkam-

mer der Zelle I durch ein Rohr 39 und der andere Arm mit der Gaszone der Katiholytkammer durch ein Rohr 40 verbunden. Der Druck der Anolytkammer einer Zelle kann etwas höher gehalten werden als der Druck der Katholytkammer, indem das freie, offene Ende des Rohres 36 in einer größeren Entfernung unterhalb der Flüssigkeitshöhe mündet als das freie, offene Ende des Rohres 37. Der Anodenkammerdruck kann gegebenenfalls niedriger sein als der Druck der Kathodenkammer. Diese verschiedenen Drücke werden durch entsprechende Einstellung der Verlängerungsrohre 36, 37 hergestellt.

Bei der in Fig. 1 (dargestellten Apparatur wird ¹S beispielsweise eine Natriumcarbonatlösung in den Behälter 2 durch das Rohr 5 eingeführt und die Flüssigkeitshöhe oberhalb der Kühlschlange 26 und dem Enden des Rohres 10 aufrechterhalten. Die Carbonatlösung wird durch die Rohre 10 und 7 mittels der Pumpe 9 abgezogen. Die Lösung fließt dann durch den Erhitzer 13, in welchem sie auf eine Temperatur von etwa 60 auf etwa 80° gebracht wird, bevor sie in die Anolytkammer der Zelle 1 gelangt. Die erhitzte Carbonatlösung wird in die Zelle ι geleitet und dort elektrolysiert, um Natriumhydroxyd in der Katholytkammer und Natriumbicarbonat in der Anolytkammer zu bilden.

Die Carbonatlösung gelangt fortlaufend durch das Rohr 20 in die Zelle 1, und die Anolyt- und Katholytlösungen werden dauernd durch die Rohre 24 bzw. 29 aus der Zelle abgezogen. Die Zuführung in die Anolytkammer und der Abzug aus der Anolytkammer kann auch absatzweise erfolgen. Mittels des Ventils 21 oder 23 kann die der Zelle zuzuführende Lösungsmenge geregelt werden. Das Ventil 25 in der Rohrleitung 24 kann zur Regelung des Abzuges der Anolytlösung aus der Zelle dienen. Die Anolytlösung kann mit einer bestimmten Menge Carbonatlösung durch die Zelle wieder in Umlauf gesetzt werden, bis die gewünschte Konzentration von Bicarbonat in der Anolytlösung erreicht ist. Die Durchflußgeschwindigkeit der Carbonatlösung durch das Diaphragma kann so geregelt werden, daß man eine erhebliche Konzentration von Natriumhydroxyd in der Katholytlösung bekommt. Es können Konzentrationen von Natriumhydroxyd' bis zu etwa 25% anfallen. Das Verfahren kann so eingestellt werden, daß man einen bevorzugten Bereich von Hydroxyd von etwa n bis etwa 18% erhält. Hydroxydkonzentrationen über 25% neigen dazu, den festen kaustischen Bestandteil an der Kathode auszuscheiden.

Die Katholytlösung aus der Zelle, welche durch das Rohr 29 abgezogen wird, braucht nicht durch die Zelle in Wiederumlauf gebracht werden. Bei der Verwendung einer waagerechten Zelle erhält das Rohr 29 einen Wasserverschluß, um das- Entweichen von Gas mit der Katholytlösung zu verhindern. Sämtliche Gase, die aus der Anolytkammer und aus der Katholytkammer der Zelle abgezogen werden, gelangen gegebenenfalls durch die Rohre 41 bzw. 42 in die nicht in der Zeichnung dargestellten Gasbehälter. Bei der Elektrolyse von Natriumcarbonatlösung erhält man Wasserstoff aus der Katholytkammer und Sauerstoff aus der Anolytkammer als wertvolle Nebenprodukte.

Die bei der Elektrolyse von Natriumcarbonatlösung anfallende Anolytlösung, die Natriumbicarbonat und bedeutende Anteile des nicht umgesetzten Natriumcarbonats enthält, gelangt aus der Zelle ι in den Behälter 2 und wird durch den Erhitzer 13 an die Zelle zurückgeführt. Durch die Erhitzung der durch die Zelle strömenden Flüssigkeit wird erreicht, daß das Bicarbonat in Lösung gehalten wird und Konvektionsströme in der Zelle vermieden werden. Falls erforderlich, wird die Flüssigkeit im Behälter 2 mittels der Kühlschlange 26 gekühlt, um das Natriumbicarbonat in dem Behälter auszukristallisieren. Das sich abscheidende Bicarbonat setzt sich auf den Boden des Behälters 2 ab und kann durch das Ventil 4 abgezogen werden.

Eine geeignete Konzentration der Natriumcarbonatlösung, die anfänglich in das System eingeführt wird, kann beispielsweise etwa 0,18 bis 0,24 kg je Liter Wasser betragen. Verwendet man eine Lösung dieser Konzentration, so kann die Temperatur in dem Behälter 2 auf etwa 25 bis 28⁰ gebracht werden. Die Temperatur in dem Behälter 2 kann jedoch auch höher oder niedriger sein.

Die Einrichtung kann auch ohne Kühlen der Flüssigkeit arbeiten. In diesem Fall wird die Flüssigkeit in dem ganzen Kreislauf warm, z. B. auf etwa 60 bis 80° gehalten.

Die zu elektrolysierende Natriumcarbonatlösung wird durch eine Rohrleitung 43 unter Regelung durch das Ventil 44 beherrscht und dem Rohr 7 zugeführt. Die Lösung kann auch durch das Rohr 5 in den Behälter 2 eingeleitet werden, um eine konstante Flüssigkeitshöhe im Behälter 2 aufrechtzuerhalten und die Alkalikonzentration in der an die Zelle gelieferten Lösung konstant zu halten.

Die Höhe der Lösung in der Anolytkammer der Zelle ι kann während des Umlaufes mittels einer schwenkbaren Verbindung 45 in dem Rohr 24 eingestellt werden. Diese bewegliche Verbindung besteht aus einem kurzen Abzweig, der mit dem Rohr 25 durch einen Drehring verbunden ist. Auf diese Weise kann durch Schwenken des Rohres 45 in dem Drehpunkt das Rohr 24 gehoben oder gesenkt werden.

Erforderlichenfalls kann die Flüssigkeit in dem Behälter 2 in Bewegung gehalten werden. Zu diesem Zweck ist eine Pumpe 46 vorgesehen, deren Zuführung mit der Rohrleitung 7 und deren Druckseite mit dem Oberteil des Behälters 2^! durch eine Rohrleitung 47 in Verbindung steht. Das Auslaufende des Rohres 47 wird vorzugsweise in Höhe des Flüssigkeitsspiegels verlegt und tritt tangential in den vorzugsweise zylindrischen Behältern ein, wodurch eine kreisförmige, waagerechte Bewegung entsteht. Der Wiederumlauf der Lösung durch den Behälter 2 kann zu gleicher Zeit mit dem Wiederumlauf der Lösung durch die Zeile 1 vorgenommen werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in der Einrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines ununter-

brochenen Kreisstromes vorgesehen. Der Kreisstrom kann während des Abzugs der Elektrolyseprodukte und Zuführung frischen Elektrolyts und ferner bei Vorhandensein einer Druckdifferenz zwischen Anolytkammer und Katholytkammer aufrechterhalten werden.

In Fig. 2 und' 3 ist eine waagerechte Zelle dargestellt. Die Zelle besteht aus einem Gehäuse, in welchem ein Diaphragma 50 waagerecht gelagert ist, wodurch die Zelle in eine Anodenkammer 51 und in eine Kathodenkammer 52 geteilt wird; Ein wichtiges Merkmal bei der Zelle, insbesondere bei der Anode, ist die Anordnung der Elektrodenoberflächen in derselben, die erheblich dazu beiträgt, die Elektrolytlösung und Elektrolysenprodukte in die entsprechende Richtung zu leiten.

Das Gehäuse besteht aus rechtwinkligen Rahmen S3 und 54, vorzugsweise aus Profileisen. Der eine Schenkel des Rahmens 53 ist an den Oberteil 55 geschweißt und der eine Schenkel des Rahmens 54 an den Unterteil 56 der Zelle. Die aufrecht stehenden Schenkel der Winkeleisen 53, 54 sind schräg nach innen angeordnet,, derart, daß die liegenden Schenkel 57, 58 einen Winkel von etwa 3⁰ zum Diaphragma 50 bilden. Zweck dieser Rahmenausbildung ist, eine dichtere Verbindung zwischen den Rahmen zu erhalten. Der obere Rahmen ist etwas größer .als der untere Rahmen, so daß, wenn die Rahmen zusammengeschraubt werden, die innere Kante des Flansches 57 sich gegen die Oberfläche des Flansches 58 anlegt. Der Flansch 58 überlappt das Diaphragma und sichert dadurch die richtige Lage desselben.

Die Rahmen 53, 54 sind mittels. Schrauben 61, die die in den Flanschen 57, 58 angebrachten Löcher 59, 60 durchsetzen, miteinander verbunden, wobei die Schrauben von den Flanschen in geeigneter Weise isoliert sind.

Die Anode der Zelle besteht .aus einer Anzahl Metallstäben oder -platten 67, die in einer verhältnismäßig geringen Entfernung voneinander angeordnet sind und sich von einer Seite der Anodenkammer 51 zu der anderen unmittelbar über dem Diaphragma 50 erstrecken. Die Stäbe 67 bestehen vorzugsweise aus Flachstahl und' sind nach unten in einer Strömungsrichtung der Elektrolytlösung der Anodenkammer 51 geneigt angeordnet. Der Eintritt der Elektrolytlösung befindet" sich beispielsweise bei 70, 71 und der Austritt für die Anolytlösung bei 72. Die Stäbe 67 neigen sich nach unten in der Richtung zu dem Austritt 72. Eine Teilans'icht des Anodenrahmens mit Ansicht des Diaphragmas von oben ist in Fig. 6 dargestellt. Die ■ oberen Kanten der Stäbe 67 liegen vorzugsweise unterhalb der Eintritte 70, 71 und Austritt 72 und des Flüssigkeitsspiegels 73 der Elektrolytlösung.

Die oberen Kanten der Stäbe 67 liegen gegen Laschen 74, 75 an, die mit den gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 53 verschweißt sind. Der mittlere Teil eines jeden Stabes 67 ist mit einer Lasche 76 verschweißt, die sich durch die Mitte der ganzen Anolytkammer erstreckt. Die Lasche 76 ist mit Querverbindungen 77 verschweißt, die wiederum mit dem Oberteil 55 der Zelle verschweißt sind. Die Neigung der Stäbe 67 beträgt vorzugsweise 30⁰ zur Waagerechten.

Der letzte Querstab 67 in der Anolytkammer 51 in nächster Nähe des Austrittes 72 ist vorzugsweise vertikal, angeordnet und liegt genügend von der Rahmenwand entfernt, um eine Spülung der Diaphragmenoberfläche zu gestatten.

Die Kathode der Zelle besteht aus einer Reihe von senkrecht angeordneten Laschen 80, die parallel zu den Laschen 67 liegen. Die Laschen 80 ruhen auf Seitenstäben 82, 83 und sind mit diesen fest verbanden. Der mittlere Teil, der Stäbe 80 liegt auf einem mittleren Balken 84, der sich durch die Mitte der Katholytkammer von einem Ende derselben bis zum anderen erstreckt. Der Balken 84 ist mit einer Reihe von Tragstücken 85 fest verbunden, die auf dem Boden 56 der. Zelle aufliegen. Die oberen Kanten der Stäbe 80 liegen vorzugsweise etwas unter der Oberkante des Rahmens 54. Zwischen den Kathodenstäben 80 sind Abstandshalter 87 und 88 angeordnet (Fig. 4). Die Decke 55 der Zelle wird von einem Paar Klemmen 90 durchsetzt, die mit der mittleren Lasche 76 verbunden sind. Der Boden 56 der Zelle wird von einem Paar Klemmen 91 durchsetzt, die mit dem mittleren Stab 84 verbunden sind. Die mit der elektrischen Stromzuführung verbundenen Klemmen 90 und 91 sind so angeordnet, daß der Strom gleichmäßig verteilt wird.

Die Anolytkammer 51 ist mit einem. Kanal 92 und die Katholytkammer 52 mit einem Kanal 93 verbunden. Diese Kanäle 92, 93 sind mit den in Fig. 1 dargestellten Rohrleitungen 39, 29 verbunden.

Das Andrücken und Halten des Diaphragmas 50 erfolgt durch eine. Platte aus Gummi oder einem alkalibeständigen Isoliermittel, Eine solche Platte ist in Fig. 5 dargestellt. Die Platte besitzt einen ioo Rand 94, welcher als Dichtung zwischen den Flanschen 57 und 58 der Rahmen der Zelle dient. Die Platte ist mit Schlitzen 94 und Schraubenlöchern 96 versehen. Der sich in die Zelle erstreckende Rand 94 ermöglicht eine sichere Dichtung und Isolierung zwischen den Flanschen 57 und 58. Die vollen Streifen 97 zwischen den Schlitzen 95 liegen quer zu den Kathoden- und Anodenstäben 80 und 67 und werden gegen das Diaphragma 50 durch die unteren Kanten der Stäbe 67 nach unten gedrückt. An Stelle der Schlitze 95 können auch Löcher vorgesehen sein.

Eine andere Form von Andrückmitteln für das Diaphragma ist in Fig. 7 und 8 gezeigt. Zwischen den geneigten Stäben 67 sind Streifen 98 aus Gummi oder einem anderen alkalibeständigen Material von verhältnismäßig geringer Breite und einer Stärke, die im wesentlichen dem Abstand in der Anode gleichkommt, um die untere Kante eines jeden Stabes gebogen, wobei die Enden eines Streifens in anschließende Räume zwischen den Stäben 67 eingesetzt sind. Die Streifen 98 werden in Abständen verteilt, wie aus Fig. 8 ersichtlich, die einen Teil der Anode in Aufsicht von dem Diaphragma aus darstellt. In den ungeraden Reihen R₁ und R₃ z. B. liegen die Streifen auf den Stäben a, b, c, d, e usw. In den geraden Reiheni?₂ usw. liegen die Streifen

auf den Stäben a, b'', c', d', e', f usw. Die untere gebogene Oberfläche der Streifen 98 drückt gegen das Diaphragma einer Zelle. Jeder Anodenstab wird dadurch teilweise bedeckt und elektrisch isoliert. Diese Anordnung der Streifen 98 ergibt eine um etwa 50% größere Oberfläche der Stäbe 67 als die in Fig. 5 gezeigte Anordnung.

In Fig. 9 ist ein Diaphragma dargestellt, welches aus zwei Lagen Asbestfasern oder vorzugsweise Asbestpapier 101 besteht, die zwischen zwei Schichten aus gewebtem Asbest oder Asbesttuch 102 liegen. Fig. 11 zeigt ein Diaphragma, bei welchem das Fasermaterial, wie in Fig. 9 dargestellt, auf ein Drahtsieb 103 von etwa acht Maschen je 6,5 cm² gelegt ist. Das in Fig. 10 gezeigte Diaphragma kann in ähnlicher Weise auf ein Drahtsieb gelegt werden, welches auf den Kathodenstäben 80 ruht. Das Diaphragma sowie die Andrückmittel od'. dgl. zwischen den Elektroden sind zwischen den Unterkanten der Stäbe 67 und den Oberkanten der Stäbe 80 eingeklemmt.

Fig. 12, 13 und 14 zeigen die Befestigungsmittel für eine Zelle der beschriebenen Bauart. Das Austragende der Anolytkammer 105, durch welche eine Elektrolytlösung geführt wird, ist mit einer rechtwinkligen Öffnung 106 in der Endwand 107 versehen, die sich im wesentlichen über die ganze Breite der Zelle erstreckt. An die Öffnung 106 schließt sich eine Austraghaube 108 an, die aus Seitenwänden 109, 1,10, Deckel 11 und Boden 112 besteht und nach außen in einer verhältnismäßig kleinen Endwand 113 verjüngt verläuft. Der Boden 112 der Haube kann auf dem Flansch 114 des Anodenrahmens liegen. In dem, Flansch 114 sind Stiftschrauben 115 angebracht, die den Flansch 116 des Kathodenrahmens durchsetzen. Die Schraube 115 ist durch ein Isolierglied 117 gegen Flansch 116 isoliert.

In der Endwand 113 der Haube 108 ist ein Auslaßrohr 119 vorgesehen. Dieses Rohr entspricht dem, Rohr 72 in Fig. 2. Bei Anwendung der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung kann das Rohr 119 mit dem Rohr 24 durch ein drehbares Glied 45 verbunden werden.

Wie in Fig. 13 gezeigt, kann bei Verwendung von Druckstreifen 98 auf den Anodenstäben 67 eine Dichtung 120 zwischen dem Rahmen vorgesehen werden. Die Dichtung besteht aus Gummi oder ähnlichen Stoffen, die nicht von den alkalischen Lösungen angefressen werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Filter 19- hat vorzugsweise die in Fig. 15 und ΐ·6 gezeigte Bauart. Vorteilhaft werden zwei Filter verwandt, von denen das gebrauchte nach dem Herausnehmen gereinigt wird. Das dargestellte Filter besteht aus einem äußeren Gehäuse 125 von vorzugsweise zylindrischer Form. Das Gehäuse 125 besitzt oben einen Eintritt X26 und unten einen Auslaß 127. Anschließend an den Einlaß 126 ist ein Schaublech 128 vorgesehen. Konzenirisch in dem Gehäuse 125 und zu dem Auslaß 127 liegt ein gelochtes Rohr 129, welches sich von dem Auslaßende des Gehäuses 125 bis zu einer verhältnismäßig geringen Entfernung von dem: Eintrittsende erstreckt. Das Rohr 129 ist am oberen Ende 130 verschlossen, Konzentrisch mit dem Rohr 1:29 und im wesentlichen von derselben Länge ist ein zylindrisches Sieb 131 angeordnet, welches Abstandsrippen 132 besitzt. Der Raum 133 zwischen dem Sieb 131 und dem Rohr 129 ist mit einem Filtermaterial ausgefüllt. Vorzugsweise dienen als Filterstoff zwei Teile Sand und ein Teil Asbestfaseriges. Diese Art von Filter gestattet ein ununterbrochenes Fließen der Flüssigkeit durch dasselbe.

Bei der in Fig. 2 bis 6 dargestellten Zelle fließt die zu elektrolysierende Flüssigkeit zu einem Ende der Anolytkammer 51, beispielsweise durch die Eintritte 70 und 71. Die Elektrolytlösung fließt durch dlie Poren des Diaphragmas zwischen den Stäben 80 abwärts. Das Gummiandrückmaterial 97 oder 98 in Fig. 13 sichert die innige Berührung zwischen den Kathodenstäben 80 und dem Diaphragma 50, welche mit der Elditrolytlösung gesättigt und mit dieser in konstanter Berührung während des Durchlaufens der Lösung durch die Zelle gehalten wird.

Das Gas aus der Anolytkammer wird durch das Rohr 92- abgezogen. Das an der Kathode erzeugte Gas und die Katholytlösung strömen aus der Zelle durch das Rohr 93 und trennen sich. Bei der Elektrolyse von Natriumcarbonatlösung kann eine Stromstärke von etwa 0,40 bis 0,75 Amp. je 6,5 cm² benutzt werden. Die Zellen können mit etwa 200 bis 5000 Amp. betrieben werden. Vorzugsweise wird eine Stromstärke von etwa 0,65 Amp. je 6,5 cm² und ein Zellenstrom von etwa 1000 Amp. angewandt. Mehrere Zellen können in Serie geschaltet werden.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zelle zur Elektrolyse der Lösungen von Alkalicarbonat oder sich ähnlich verhaltenden Salzen zwecks Gewinnung von Alkalihydtoxyd und den sauren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß die über dem waagerecht liegenden Diaphragma in dem an gegenüberliegenden Wänden mit Zu- und Ablauf für die zu elektrolysierende Lösung versehenen Anodenraum angeordnete Anode aus einer Vielzahl von Platten besteht, die quer zur Strömungsrichtung gestellt und gegen den Zulauf geneigt sind.

2. Zelle nadi Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Flachstäben bestehenden Kathoden im wesentlichen senkrecht zum¹ Diaphragma angeordnet sind.

3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma zwischen der Oberkante der Kathodenstäbe und der unteren Kante der Anodenstäbe eingespannt gehalten wird.

4. Zelle nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Reaktion«- raumes etwa in der Ebene des Diaphragmas unterteilt ist.

5. Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenstäbe mit dem oberen und die Kathodenstäbe mit dem unteren Gehäuseteil verbunden sind.

6. Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gehäuseteil mit einer schräg zur Ebene des Diaphragmas abgebogenen Flansch versehen ist, dessen eine Kante gegen den Rand des Diaphragmas dichtend drückt.

7. Zelle nach einem oder mehreren der Ansprüche ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Anodenstäbe voneinander durch nichtleitende, vorzugsweise elastische A'bstandsstücke (90) getrennt ,sind, die gleichzeitig das Diaphragma in einem gewollten Abstand von den Anodfenkammern (7) halten.

8. Zelle nach einem oder mehreren der Ansprüche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der elektrolytisdien Zelle ein Behälter verbunden ist, der zum Ausscheiden von in der Zelle gebildeten Stoffen aus der Flüssigkeit dient und dem die zu verarbeitende RohfLüssigkeit zuläuft.

9. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Umlauf zwischen der elektrolytischen Zelle und dem Behälter Mittel zum Erhöhen oder Erniedrigen der Temperatur der Flüssigkeit vorgesehen sind.

10. Zelle nach einem oder mehreren der An-Sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in Anoden und Kathoden der Zelle durch Anordnung von Regelorganen unabhängig voneinander einstellbar ist.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 517994,

302712.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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