EP0280359B1 - Dichtung für die Elektrodenrahmen einer Membranelektrolyse - Google Patents

Dichtung für die Elektrodenrahmen einer Membranelektrolyse Download PDF

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EP0280359B1
EP0280359B1 EP88200266A EP88200266A EP0280359B1 EP 0280359 B1 EP0280359 B1 EP 0280359B1 EP 88200266 A EP88200266 A EP 88200266A EP 88200266 A EP88200266 A EP 88200266A EP 0280359 B1 EP0280359 B1 EP 0280359B1
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EP
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membrane
gasket
frame
sealing
core frame
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EP88200266A
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Peter Andres
Manfred Bodenburg
Wolfgang Türke
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GEA Group AG
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Metallgesellschaft AG
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Publication date
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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
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a seal for the pressed-together electrode frame of a membrane electrolysis for the production of sodium hydroxide solution, hydrogen and chlorine from a NaCl brine, the edge of the membrane lying between the two-part seal.
  • the membrane used for this electrolysis generally has ion exchange properties, so that water can also pass through in addition to the sodium migrating through the membrane.
  • the consequence of the water transport property of the membrane is that problems can occur when sealing the membrane electrolysis device. In particular, care must be taken that no water escapes through the narrow side of the membrane. In order to prevent this, the membrane in the sealing area must be pressed together. If rubber seals are used on both sides of the membrane, the seals expand under the contact pressure parallel to the membrane surface and lead to damage or destruction of the membrane by this movement.
  • the invention has for its object to find a seal that can transmit perpendicularly acting on the membrane, sufficiently high forces, but without such a change in shape of the seal occurs, which transmits large forces acting parallel to the membrane.
  • the seal must also be resistant to the liquid present in the electrolysers, since this is an unsaturated saline solution which, in addition to chlorate and chlorous acid, contains dissolved and gaseous chlorine at a pH of about 4.5.
  • the object is achieved in that at least one sealing part consists of a core frame and at least one sealing frame made of graphite placed on the core frame and the core frame and the sealing frame are surrounded by a film cover made of polytetrafluoroethylene.
  • the core frame which e.g. consists of asbestos, especially the better handling of the sealing part, since the sealing frame made of graphite is usually thin and narrow.
  • the foil cover ensures the corrosion resistance of the sealing part.
  • Pressing pressures in the range from 700 to 2000 N / cm 2 and preferably 900 to 1500 N / cm 2 are used for sealing. At these not too high pressing pressures, it is usually sufficient to form only one sealing part of the two-part seal located on both sides of the membrane in the manner according to the invention and to use a rubber seal for the other sealing part.
  • the sealing frame made of graphite can be made rather narrow, so that the sealing area of the rubber seal is also narrow and is not significantly deformed parallel to the membrane surface.
  • the drawing shows a vertical section through the sealing area of a membrane electrolyzer, the parts being shown pulled apart.
  • the frame of the anode A and also the cathode K consists of a square tube, but e.g. a round tube is also possible.
  • a rubber seal (2) is located between the membrane (1) and the cathode compartment.
  • the sealing part (3) between the membrane (1) and the anode tube consists of a flat core frame (4) made of asbestos, the two attached sealing frames (5,6) made of graphite and the foil cover (7) made of PTFE.
  • the sealing frame (5) facing the anode A can also be dispensed with.
  • the casing (7) ensures that the chlorine formed on the anode plates (10) does not destroy the sealing part (3).
  • the hydrogen formed on the cathode plate (11) and the sodium hydroxide solution formed there are much less aggressive, so that the rubber seal (2) can be used in this area.
  • the rubber seal (2) can also be replaced by a seal corresponding to the sealing part (3).
  • the parts are shown pulled apart; they are pressed together in the direction of arrows (8) and (9).
  • the graphite sealing frames (5, 6) ensure that no noteworthy forces act perpendicular to the contact pressure on the membrane (1) in the sealing area, which could damage the membrane.
  • the rubber seal (2) on the one hand and the sealing part (3) on the other hand squeeze the membrane (1) in the sealing area so that no liquid can pass through the membrane to the outside.
  • special graphite can preferably be used, which has a certain elasticity only in the direction of the arrows (8) and (9), but not perpendicular to it.
  • the thickness of the graphite sealing frame (5,6) is usually in the range of 0.5 to 2 mm.
  • the PTFE sleeve (7) is preferably 0.3 mm thick.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dichtung für die aufeinandergepreßten Elektrodenrahmen einer Membranelektrolyse zur Erzeugung von Natronlauge, Wasserstoff und Chlor aus einer NaCI-Sole, wobei die Membran mit ihrem Rand zwischen der zweiteiligen Dichtung liegt.
  • Die für diese Elektrolyse verwendete Membran hat im allgemeinen lonenaustauscheigenschaften, so daß neben dem durch die Membran wandernden Natrium auch Wasser hindurchtreten kann. Die Wassertransporteigenschaft der Membran hat zur Folge, daß bei der Abdichtung der Membranelektrolysevorrichtung Probleme auftreten können. Es muß insbesondere dafür gesorgt werden, daß kein Wasser durch die Schmalseite der Membran nach außen tritt. Um dies zu unterbinden, muß die Membran im Dichtungsbereich zusammengepreßt werden. Verwendet man auf beiden Seiten der Membran Gummidichtungen, so dehnen sich die Dichtungen unter dem Anpreßdruck parallel zur Membranfläche aus und führen durch diese Bewegung zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Membran.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu finden, die senkrecht auf die Membran wirkende, ausreichend hohe Kräfte übertragen kann, ohne daß dabei aber eine solche Formänderung der Dichtung auftritt, welche große, parallel zur Membran wirkende Kräfte überträgt. Die Dichtung muß gleichzeitig auch gegen die in den Elektrolyseuren vorhandene Flüssigkeit beständig sein, da es sich hierbei um eine ungesättigte Kochsalzlösung handelt, die neben Chlorat und chloriger Säure bei einem pH-Wert von etwa 4,5 gelöstes und gasförmiges Chlor enthält. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens ein Dichtungsteil aus einem Kernrahmen und mindestens einseitig auf den Kernrahmen aufgesetztem Dichtungsrahmen aus Graphit besteht und der Kernrahmen und der Dichtungsrahmen mit einer Folienhülle aus Polytetrafluorethylen umgeben sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Dichtung dient der Kernrahmen, der z.B. aus Asbest besteht, vor allem der besseren Handhabbarkeit des Dichtungsteils, da der Dichtungsrahmen aus Graphit üblicheweise dünn und schmal ausgebildet ist. Die Folienhülle sorgt für die Korrosionsbeständigkeit des Dichtungsteils.
  • Zum Abdichten werden Preßdrücke im Bereich von 700 bis 2000 N/cm2 und vorzugsweise 900 bis 1500 N/cm2 angewandt. Bei diesen nicht allzu hohen Preßdrücken genügt es zumeist, nur ein Dichtungsteil der zweiteiligen, beiderseits der Membran befindlichen Dichtung in der erfindungsgemäßen Weise auszubilden und für das andere Dichtungsteil eine Gummidichtung zu verwenden. Der Dichtungsrahmen aus Graphit kann nämlich ziemlich schmal ausgebildet werden, so daß der Dichtungsbereich der Gummidichtung ebenfalls schmal ist und nicht nennenswert parallel zur Membranfläche verformt wird.
  • Einzelheiten der Dichtung werden mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt 'einen senkrechten Schnitt durch den Dichtungsbereich eines Membranelektrolyseurs, wobei die Teile auseinandergezogen dargestellt sind.
  • Der Rahmen der Anode A und auch der Kathode K besteht aus einem Vierkantrohr, doch ist z.B. auch ein Rundrohr möglich. Zwischen der Membran (1) und dem Kathodenraum befindet sich eine Gummidichtung (2). Der Dichtungsteil (3) zwischen der Membran (1) und dem Anodenrohr besteht aus einem flachen Kernrahmen (4) aus Asbest, den beiden aufgesetzten Dichtungsrahmen (5,6) aus Graphit und der Folienhülle (7) aus PTFE. Auf den der Anode A zugewandten Dichtungsrahmen (5) kann in manchen Fällen auch verzichtet werden. Die Hülle (7) sorgt dafür, daß das an den Anodenplatten (10) gebildete Chlor den Dichtungsteil (3) nicht zerstört. Der an der Kathodenplatte (11) gebildete Wasserstoff und auch die dort entstehende Natronlauge sind viel weniger aggressiv, so daß in diesem Bereich mit der Gummidichtung (2) gearbeitet werden kann. Die Gummidichtung (2) kann aber auch durch eine dem Dichtungsteil (3) entsprechende Dichtung ersetzt werden.
  • In der Zeichnung sind die Teile auseinandergezogen dargestellt; sie werden im Betrieb in Richtung der Pfeile (8) und (9) zusammengepreßt. Die Graphitdichtungsrahmen (5,6) sorgen dafür, daß auf die Membran (1) im Dichtungsbereich keine nennenswerten Kräfte senkrecht zum Anpreßdruck wirken, welche zu Beschädigungen der Membran führen könnten. Durch die Gummidichtung (2) einerseits und das Dichtungsteil (3) andererseits wird die Membran (1) im Dichtungsbereich so abgequetscht, daß keine Flüssigkeit durch die Membran nach außen treten kann. Für die Dichtungsrahmen (5,6) aus Graphit kann man vorzugsweise speziellen Graphit verwenden, der nur in Richtung der Pfeile (8) und (9) eine gewisse Elastizität, jedoch nicht senkrecht dazu besitzt.
  • Für den Kernrahmen (4) aus Asbest kann man z.B. eine Stärke von etwa 2 mm wählen, die Stärke der Graphitdichtungsrahmen (5,6) liegt zumeist im Bereich von 0,5 bis 2 mm. Die PTFE-Hülle (7) ist vorzugsweise 0,3 mm stark.

Claims (2)

1. Dichtung für die aufeinandergepreßten Elektrodenrahmen einer Membranelektrolyse zur Erzeugung von Natronlauge, Wasserstoff und Chlor aus einer NaCI-Sole, wobei die Membran mit ihrem Rand zwischen der zweiteiligen Dichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dichtungsteil aus einem Kernrahmen und mindestens einseitig auf den Kernrahmen aufgesetztem Dichtungsrahmen aus Graphit besteht und der Kernrahmen und der Dichtungsrahmen mit einer Folienhülle aus Polytetrafluorethylen umgeben sind.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kemrahmen aus Asbest besteht.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4940518A (en) * 1988-09-26 1990-07-10 The Dow Chemical Company Combination seal member and membrane holder for a filter press type electrolytic cell
DE19750313A1 (de) * 1997-11-13 1999-05-27 Gore W L & Ass Gmbh Elektrolysezellenanordnung und Verfahren zum Abdichten einer Elektrolysezelle
DE19750314A1 (de) * 1997-11-13 1999-05-27 Gore W L & Ass Gmbh Elektrolysezellenanordnung und Verfahren zum Abdichten einer Elektrolysezelle
DE102004041043B3 (de) * 2004-08-25 2006-03-30 Klinger Ag Laminiertes Dichtungsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
CN102936736A (zh) * 2012-11-19 2013-02-20 扬州中电制氢设备有限公司 包边隔膜垫片

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3984304A (en) * 1974-11-11 1976-10-05 Ppg Industries, Inc. Electrode unit
US4013535A (en) * 1976-06-07 1977-03-22 The B. F. Goodrich Company Electrolyte separator tensioning device
US4217199A (en) * 1979-07-10 1980-08-12 Ppg Industries, Inc. Electrolytic cell
US4332661A (en) * 1980-11-05 1982-06-01 Olin Corporation Cells having gasket lubricating means
US4431502A (en) * 1980-11-05 1984-02-14 Olin Corporation Sealing means for filter press cells
US4441977A (en) * 1980-11-05 1984-04-10 Olin Corporation Electrolytic cell with sealing means
GB2098238B (en) * 1981-05-07 1984-10-24 Electricity Council An electrochemical cell
US4344633A (en) * 1981-05-22 1982-08-17 Diamond Shamrock Corporation Gasket for electrolytic cell
US4610765A (en) * 1984-09-24 1986-09-09 The Dow Chemical Company Seal means for electrolytic cells
US4721555A (en) * 1985-08-02 1988-01-26 The Dow Chemical Company Electrolysis cell seal means

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DE3705926C1 (de) 1988-08-18
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AU1209988A (en) 1988-09-01
ATE57718T1 (de) 1990-11-15
EP0280359A1 (de) 1988-08-31
DE3860841D1 (de) 1990-11-29

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