DE917364C - Elektrolytische Zelle zur Herstellung von Alkalilauge und Chlor - Google Patents

Description

• Elektrolytische Zelle zur Herstellung von Alkalilauge und Chlor Bei einer gebräuchlichen Art horizontal angeordneter Amalgamzellen zur elektrolytischen Zersetzung von Alkalichloridlösung zwecks Gewinnung von Alkalilauge und Chlor strömt das als Kathode dienende Quecksilber in dünner Schicht auf der möglichst ebenen, schwach geneigten Bodenfläche d,irch die Zelle, während die der Chlorabscheidung dienenden Graphitanoden in einem gewissen Abstand darüber angebracht sind. Dabei ist man bemüht, diesen Abstand möglichst klein zu halten, da mit zunehmendem Abstand eine entsprechend höhere Zellenspannung erforderlich ist, was zudem eine häufig unerwünschte Steigerung der Wärmeentwicklung in der Zelle zur Folge hat. Da sich der Abstand zwischen den Elektroden während der Elektrolyse infolge des Angriffs auf die Unterseiten der Graphitanoden vergrößert, muß man die Anoden von Zeit zu Zeit bis zum ursprünglichen günstigen Abstand nachstellen. Zu diesem Zweck müssen in umständlicher, den Betrieb unterbrechender Weise die Zellen geöffnet, Abstandsleisten, die auch beim ersten Einbau neuer Anoden Verwendung finden, eingelegt, die Zellen wieder geschlossen, die Anoden gesenkt, die Zellen geöffnet, die Abstandsleisten entfernt und die Deckel dann endgültig wieder aufgebracht werden. Man kann auch auf das Einlegen von Abstandsleisten verzichten und sich mit dem Senken des Zellendeckels, mit dem die Anoden verbunden sind, etwa durch Einlegen einer dünneren Dichtung, begnügen; dabei ist es aber nicht einfach, den günstigsten Abstand zu treffen. Die Anoden bestehen gewöhnlich aus in der Zelle horizontal angeordneten Graphitplatten, die mit senkrecht darauf stehenden Stäben aus Graphit fest verbunden sind. Diese Stäbe dienen zur Zuführung des Stromes und gleichzeitig zur Befestigung der Anoden am Zellendeckel. Die Stäbe sind in Durchbohrungen des Deckels mittels Dichtungsmittel dauerhaft eingefügt oder mittels einer Stopfbüchse eingepaßt. In beiden Fällen muß die Verbindung mit dem Deckel derart sein, daß sie nicht lediglich gegen Gasdurchtritt abdichtet, sondern auch das Gewicht des ganzen Anodenkörpers aufnimmt und trägt.
• Es wurde gefunden, daß die erwähnten Schwierigkeiten entfallen und sich der gewünschte günstige Abstand zwischen den Elektroden in wesentlich einfacherer Weise einhalten läßt, wenn man die Graphitanoden nicht oder nicht ausschließlich hängend im Zellendeckel anordnet, sondern ihnen in der Zelle Stützen aus elektrisch nicht leitendem Stoff zuordnet, mittels deren sie in dem gewünschten Abstand von der Quecksilberoberfläche gegen die Zellenwandung, vorzugsweise gegen den Zellenboden, abgestützt sind. Diese Art der Anordnung bietet nicht nur die Möglichkeit, von vornherein bei der Bestückung der Zellen mit neuen Graphitanoden einen für die Betriebsweise der Zelle möglichst günstigen Abstand zwischen Anode und Kathode ohne Schwierigkeit einzustellen, sondern es wird auch das Tieferstellen der im Betrieb befindlichen Graphitanoden wesentlich vereinfacht und sogar ohne Betriebsunterbrechung ermöglicht. Einen besonderen Vorteil bedeutet es dabei, daß man bei der Einpassung der Anodenstäbe in den Zellendeckel, die jetzt praktisch nur noch der Stromzuführung dienen, auf eine starre Einkittung oder auf Stopfbüchsen verzichten kann, da ja das Gewicht des Anodenkörpers von den Stützen in der Zelle aufgenommen wird. Es genügt zur Abdichtung des Anodenstabes ein durchbohrter Gummistopfen.
• Die aus Glas, Hartgummi oder einem anderen nichtleitenden Stoff bestehenden Stützen können beispielsweise als Stifte mit flachem oder kegelförmigem Kopf nach Art von Holzschrauben ausgebildet sein und mit dem Kopf nach außen in den Zellenboden eingelassen werden. Man kann sie auch in der seitlichen Zellenwandung oder in der Anode an deren Unterseite befestigen. In letzterem Fall bildet man sie zweckmäßig mit halbkugelförmigem Kopf, also ähnlich wie Rundkopfniete, aus. Der Kopf kann auch Stromlinienform haben. Zur Aufnahme der Stifte versieht man die Anode mit genügend tiefen Bohrungen. Die Höhe des Kopfes wird entsprechend dem gewünschten Abstand zwischen Quecksilberoberfläche und Anodenunterseite gewählt. Es hat sich gezeigt, daß der gleichmäßige Abbau der Anodenunterseite durch die Stützen nicht beeinträchtigt wird. Man kann daher das Nachstellen der Anode leicht dadurch bewirken, Saß man den Stift jeweils so weit in die Bohrung nachdrückt, bis der Kopf wieder an der Anode anliegt. Zweckmäßig ist es, die Anodenplatte vollständig zu durchbohren und die Stifte so lang zu wählen, daß sie die Bohrungen ganz durchdringen. Die Durchmesser der Bohrungen und der Stifte lassen sich so aufeinander abstimmen, daß sich die Anoden während der Elektrolyse zufolge ihres Eigengewichts ständig auf den ursprünglichen Ab- stand senken oder durch leichten Druck auf die Anodenstäbe im gewünschten Ausmaß senken lassen.
• Bei der durch die Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform ruht der aus einer mit sechs Längsschlitzen versehenen Graphitplatte bestehende Anodenkörper i (Abb. i) auf Glasstützen 2, die aus einem halbkugelförmigen Kopf 211 und einem daran angesetzten, beispielsweise etwa 8 mm dicken und etwa 7o'mm langen Stift 2b bestehen. Die Stifte sind durch Bohrungen 3 in die etwa 6o mm starke Anodenplatte eingeschoben.- Um ein Herausfallen der Stifte während des Einsetzens in die Zelle zu verhindern; können über die herausragenden Stiftenden Gummiringe gezogen werden. Der Durchmesser des Kopfes an seiner breitesten Stelle, wo er mit dem Glasstift verbunden ist, beträgt etwa 2o mm; bei einer Dicke: des Glasstiftes von etwa 8 mm liegt die Graphitplatte also auf einer etwa 6 mm breiten Rundfläche auf dem Glaskopf auf. Bei diesen Abmessungen findet der Abbau der Unterseite der Anoden auch an der Berührungsfläche zwischen Graphit und Glas statt, so daß kein störender Graphitwulst stehenbleibt. Die den Abstand zwischen Anode und Zellenboden bestimmende Höhe des Kopfes wird zwischen etwa 6 und 8 mm gewählt.
• Abb..2 zeigt den Anodenkörper innerhalb der Zelle q.. Durch die gestrichelte Linie a ist die Quecksilberoberfläche und durch die gestrichelte Linie b die Elektroly toberfläche angedeutet. Die der Stromzuführung zum Anodenkörper dienenden Stäbe 5 sind mittels Gummistopfen 6 gasdicht durch den Zellendeckel 7 hindurchgeführt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolytische Zelle zur Herstellung von Alkalilauge und Chlor aus Alkalichloridlösung mittels Graphitanoden und strömendem Quecksilber als Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß den Graphitanoden Stützen aus elektrisch nichtleitendem Stoff zugeordnet sind, mittels deren die Anoden in bestimmtem Abstand von der Quecksilberoberfläche gegen die Zellenwandung; vorzugsweise gegen den Zellenboden, abgestützt sind.
2. 2. Elektrolytische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen als Stifte mit flachem oder kegelförmigem Kopf ausgebildet und mit dem Kopf nach außen in den Zellenboden eingelassen sind.
3. 3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen als Stifte mit zweckmäßig halbkugelförmigem Kopf ausgebildet und mit dem Kopf nach außen in die Unterseite der Graphitanoden eingelassen sind. q.. Elektrolytische Zelle nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte in die Anoden durchdringende Bohrungen derart eingepaßt sind, daß die während der Elektrolyse dem Abbau unterliegenden Anoden bis zu dem ursprünglichen Abstand von der Quecksilberoberfläche absinken oder sich von Zeit zu Zeit herabdrücken lassen.