EP0185938B1 - Korrosionssicherer Kontakt für die Salzsäureelektrolyse - Google Patents
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- EP0185938B1 EP0185938B1 EP85114829A EP85114829A EP0185938B1 EP 0185938 B1 EP0185938 B1 EP 0185938B1 EP 85114829 A EP85114829 A EP 85114829A EP 85114829 A EP85114829 A EP 85114829A EP 0185938 B1 EP0185938 B1 EP 0185938B1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
Definitions
- the present invention relates to a current contact for hydrochloric acid electrolysis cells, consisting of a metallic cap which is screwed to a bolt made of electrographite, which is hermetically sealed against the external environment and the internal aggressive atmosphere of the cell.
- FIG. 1 schematically shows a monopolar cell in which, for example, hydrochloric acid can be broken down into components C1 2 and H 2 .
- the graphite electrodes (1), (2) are connected to the graphite bolts (3), (4) via a screw thread.
- the transition to the power supply (flexible tapes) takes place via the copper screw caps (6).
- the union flange (7) and seal (8) prevent the electrolyte (9) from escaping from the cell housing (10).
- the resulting gas bubbles (13) and the electrolyte (9) are discharged together at the top (11), while fresh electrolyte is fed through an opening (12) located below.
- Anode compartment and cathode compartment are separated by a diaphragm (16).
- GB-A-1 231 044 describes current contacts between metals and graphite bolts, these screw connections having certain torques in order to achieve good electrical conductivity. Sealing of the contact is not mentioned, so that the contact point is exposed to corrosion without protection.
- the object of the present invention is therefore to provide a contact for the hydrochloric acid electrolysis which does not have the disadvantages described at the outset.
- the present invention thus relates to a current contact for hydrochloric acid electrolysis cells, consisting of a metallic cap which is screwed to an electrographite bolt, which is hermetically shielded from the external and internal environment by an inert gas, the contact point metallic cap / electrographite bolt additionally having a covering compound and / or is surrounded by an elastic ring. As a result, the outlet of the inert gas is kept low.
- the inert gas (14) can be supplied via a hose system. Nitrogen is preferably used as the inert gas. The inert gas can escape at all leaks, essentially the contact point is affected, and the inflow of a corrosive atmosphere, e.g. prevent from the cell. In order to keep the emerging quantity of inert gas low, the contact point (3-6) is also surrounded with a covering compound and / or an elastic ring (15).
- the two-sided screwing of the metallic cap with the electrographite bolt is carried out with a torque of 5 to 18 kpm, preferably 12 to 14 kpm.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromkontakt für Salzsäureelektrolysezellen, bestehend aus einer metallischen Kappe, die mit einem Bolzen aus Elektrographit verschraubt ist, welcher hermetisch gegen die äussere Umgebung und die innere aggressive Atmosphäre der Zelle abgedichtet ist.
- In Fig. 1 ist schematisch eine monopolare Zelle dargestellt, in der beispielsweise Salzsäure in die Komponenten C12 und H2 zerlegt werden kann. In der industriellen Technik sind zwar überwiegend bipolare Anordnungen gebräuchlich, jedoch besteht zwischen bipolaren und monopolaren Systemen bezüglich der vorliegenden Erfindung kein grundsätzlicher Unterschied. Die Graphitelektroden (1), (2) sind mit den Graphitbolzen (3), (4) über ein Schraubgewinde verbunden. Der Übergang zur Stromzuführung (Flexbänder) erfolgt über die Schraubkappen (6) aus Kupfer. Überwurfflansch (7) und Dichtung (8) verhindern den Austritt des Elektrolyten (9) aus dem Zellengehäuse (10). Die entstehenden Gasblasen (13) und der Elektrolyt (9) werden gemeinsam oben (11) abgeführt, während frischer Elektrolyt über eine unten befindliche Öffnung (12) zugeführt wird. Anodenraum und Kathodenraum sind durch ein Diaphragma (16) getrennt.
- Die Problematik einer solchen Anordnung besteht darin, dass die ungleichen Werkstoffe Graphit und z.B. Kupfer am Übergang einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen. Es hat auch nicht an Versuchen gefehlt, anstelle der Kupferkappe eine Kupferschelle zu verwenden. Der relativ hohe elektrische Widerstand erfährt aber in der Praxis eine zeitliche Zunahme infolge von Korrosionserscheinungen am Übergang. Die Folgen der Widerstandserhöhung infolge Korrosion sind erheblich.
- Aus der Patentschrift US-A-2 542 056 ist ein Stromkontakt bekannt, der aus einer Metallverschraubung mit einem Kohlenstoffblock besteht. Der Kontakt ist durch Gummidichtungen abgedichtet. Die Metallkappe für die Stromzuführung wird durch eine Fettfüllung geschützt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass diese Füllung nur einen ungenügenden Schutz bietet.
- In der GB-A-1 231 044 werden Stromkontakte zwischen Metallen und Graphitbolzen beschrieben, wobei diese Verschraubungen bestimmte Drehmomente aufweisen, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erreichen. Eine Abdichtung des Kontaktes wird nicht erwähnt, so dass die Kontaktstelle ohne Schutz der Korrosion ausgesetzt ist.
- In technischen Zellen sind auf jeder Elektrodenseite zahlreiche Kontakte der in Fig. 1 beschriebenen Art parallel geschaltet. Im Idealfall soll der Stromdurchgang durch jeden Kontakt mit gleichem Spannungsabfall erfolgen. In der Praxis jedoch korrodieren die Kontakte untereinander ungleichmässig. Beim Ausfall eines Kontaktes verteilt sich der Strom auf die übrigen Kontakte und die auftretende Temperaturerhöhung fördert wiederum die Korrosion. Die Kontakte müssen dann unter erheblichem Arbeitsaufwand erneuert werden, was darüber hinaus zu einem Produktionsausfall führt.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Kontakt für die Salzsäureelektrolyse zur Verfügung zu stellen, der nicht die eingangs beschriebenen Nachteile aufweist.
- Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe dadurch gelöst wird, dass man die Kontaktstelle in bisher nicht bekannter Weise hermetisch abdichtet und somit gegen Umgebungseinflüsse schützt.
- Der Erfolg dieser Massnahme ist um so überraschender, als die Graphitbolzen nach dem Stand der Technik, die mit Kunstharz imprägniert sind, also absolut gas- und flüssigkeitsdicht gelten.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Stromkontakt für Salzsäureelektrolysezellen, bestehend aus einer metallischen Kappe, die mit einem Elektrographitbolzen verschraubt ist, welcher hermetisch gegen die äussere und innere Umgebung durch ein Inertgas abgeschirmt ist, wobei die Kontaktstelle metallische Kappe/Elektrographitbolzen zusätzlich mit einer Abdeckmasse und/oder einem elastischen Ring umgeben ist. Dadurch wird der Austritt des Inertgases gering gehalten.
- In Fig. 2 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung dargestellt. Das Inergas (14) kann dabei über ein Schlauchsystem zugeführt werden. Als Inertgas kommt vorzugsweise Stickstoff in Frage. Das Inertgas kann an allen Undichtigkeiten, im wesentlichen ist die Konstaktstelle betroffen, austreten und das Einströmen einer korrosiven Atmosphäre, z.B. aus der Zelle verhindern. Um die austretende Inertgasmenge niedrig zu halten, wird die Kontaktstelle (3-6) noch mit einer Abdeckmasse und/oder einem elastischen Ring (15) umgeben.
- Um einen hohen Spannungsabfall zu vermeiden, wird die beiderseitige Verschraubung der metallischen Kappe mit dem Elektrographitbolzen mit einem Drehmoment von 5 bis 18 kpm, vorzugsweise mit 12 bis 14 kpm ausgeführt.
- Erst durch die erfindungsgemässe Inertgasfüllung sind auch kontaktverbessernde, an sich bekannte Massnahmen dauerbeständig. Unter diesen wurden Beschichtungen der Graphitringfläche mit Pb oder In mit Erfolg erprobt. Der Einsatz dieser Metalle zeigt besonders deutlich die Vorteile der Erfindung. Einerseits senken sie deutlich den Spannungsabfall, andererseits sperren sie total den Strom bei geringstem Säuredurchtritt.
- Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft erläutert, ohne dass hierin eine Einschränkung zu sehen ist.
- An einem Salzsäureelektrolyseur mit jeweils 10 Kontakten auf Anoden- und Kathodenseite in herkömmlicher Ausführung nach Fig. 1 wurden folgende Spannungsabfälle nach 1 Monat seit Inbetriebnahme gemessen:
- Die hohe Verlustleistung, als Wärme abgegeben, hatte beispielsweise beim Kontakt 9 zu einem Totalausfall dieses Kontaktes und zu einer Überlastung der übrigen geführt. Diese Kontakte wurden gegen die erfindungsgemässen gemäss Fig. 2 ausgetauscht. Dabei wurde ein dauernder Druck von 0,3 bar Stickstoff aufrechterhalten. Über eine Messdauer von länger als 1 Jahr zeigten alle Kontakte innerhalb geringer Abweichung einen jeweils vergleichbaren und praktisch zeitlich konstanten Spannungsabfall. Es gab nur Unterschiede, die durch verschiedene Kontaktverbesserungen verursacht wurden.
Claims (2)
1. Stromkontakt für Salzsäureelektrolysezellen, bestehend aus einer metallischen Kappe, die mit einem Elektrographitbolzen verschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkontakt hermetisch gegen die äussere und innere Umgebung durch ein Inertgas abgeschirmt ist, wobei die Kontaktstelle metallische Kappe/Elektrographitbolzen zusätzlich mit einer Abdeckmasse und/oder einem elastischen Ring umgeben ist.
2. Stromkontakt gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung der metallischen Kappe mit dem Elektrographitbolzen mit einem Drehmoment von 5 bis 18, vorzugsweise 12 bis 14 kpm, ausgeführt wird.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843444250 DE3444250A1 (de) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | Korrosionssicherer kontakt fuer die salzsaeureelektrolyse |
| DE3444250 | 1984-12-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0185938A1 EP0185938A1 (de) | 1986-07-02 |
| EP0185938B1 true EP0185938B1 (de) | 1988-06-01 |
Family
ID=6251897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP85114829A Expired EP0185938B1 (de) | 1984-12-05 | 1985-11-22 | Korrosionssicherer Kontakt für die Salzsäureelektrolyse |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0185938B1 (de) |
| JP (1) | JPS61136690A (de) |
| DE (2) | DE3444250A1 (de) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3515660A (en) * | 1967-11-13 | 1970-06-02 | Ppg Industries Inc | Electrode stem connector,electrode assembly and electrolytic cell including the same |
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1984
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-
1985
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- 1985-11-22 DE DE8585114829T patent/DE3563074D1/de not_active Expired
- 1985-12-04 JP JP60271702A patent/JPS61136690A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3563074D1 (en) | 1988-07-07 |
| EP0185938A1 (de) | 1986-07-02 |
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