EP0953069B1 - Zellendeckel für elektrolysezellen - Google Patents

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EP0953069B1
EP0953069B1 EP98902977A EP98902977A EP0953069B1 EP 0953069 B1 EP0953069 B1 EP 0953069B1 EP 98902977 A EP98902977 A EP 98902977A EP 98902977 A EP98902977 A EP 98902977A EP 0953069 B1 EP0953069 B1 EP 0953069B1
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apparatus cover
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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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to corrosion-resistant apparatus covers, in particular cell covers for electrolytic cells, with an improved wall lining.
  • the proposed Liner that is easier to remove is particularly suitable for use new or used lids of electrolytic cells made using the amalgam process work.
  • a cover for an electrolysis cell is already known from EP-A 655 520, which is lined with titanium.
  • plastic films are also used to cover the cells (so-called “Membrane cover”).
  • the invention has for its object a device cover with corrosion-resistant Liner to create the disadvantages of the known constructions does not have, the lid with a more easily removable lining made of plastic or metal.
  • current feedthroughs for example, when using it as an electrolytic cell cover.
  • the object is achieved in that on prepared i.e. tailored, drilled or chamfered plastic plates the implementations for the Anodes are attached, e.g. by welding. After placing it on the steel cover the anode sleeves slip out of the holes by suitable Holding devices prevented, e.g. by holding plates or screw connections.
  • the invention relates to an apparatus cover with a corrosion-resistant lining and at least one electrical feedthrough, characterized in that that the lining is made of plastic and on the current lead-through with a cover wall protruding sleeve is firmly and gastight connected that the sleeve with a releasable fastener is fixed to the lid wall, and that the space between the current feedthrough and the sleeve using a releasable sealant is sealed, the feedthrough opposite the sleeve and the cover is electrically insulated.
  • An additional sealant running around the sleeve is preferred in the apparatus cover provided that prevents the escape of corrosive gases.
  • the fastening means for fastening the Sleeve on the cover a clamping ring which engages in a groove on the sleeve, or a Union nut which engages in a thread on the sleeve.
  • the sealant is on the feedthrough pulled down so far that it also leads through the interior of the Encloses sleeve and electrically insulated.
  • lining and the top wall Insulating layer made of a closed-pore polymer foam, in particular of polyurethane foam, e.g. in plate form.
  • the lining of the apparatus cover consists of plastic, in particular polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene (FEP), perfluoroalkoxy polymers (PFA) or (PVC, PVC-HT).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • FEP polytetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene
  • PFA perfluoroalkoxy polymers
  • PVC PVC, PVC-HT
  • the cell covers can be as described with plastics, e.g. PVDF, FEP, PFA, PVC.
  • the large area Lining plates and sleeves for anode feedthroughs can be placed under optimal conditions, e.g. by welding.
  • the Surface of the metal cell cover can be covered with an additional coating Corrosion protection. In particular come as a material for a coating DD lacquers or epoxy resins in question.
  • the lids can also be coated on all sides with a suitable coating as corrosion protection be provided.
  • the proposed detachable connections are particularly for cladding Metallic covers of electrolytic cells for the production of chlorine after Amalgam process suitable.
  • the invention also relates to the use of the apparatus cover according to the invention as a housing cover for electrolysers, especially for chlor-alkali electrolysis, e.g. B. after the amalgam process.
  • Fig. 1 shows a side view of an embodiment of the invention Apparatus cover.
  • Fig. 2 shows a detail corresponding to a section A-A 'in Figure 1 in the area of Sleeve 5 and the current feedthrough 12th
  • Fig. 3 shows an alternative detail according to a section A-A 'in Figure 1 in Area of sleeve 5.
  • Fig. 1 shows a segment of a lid of an electrolytic cell in which chlorine after Amalgam process is made, with a loose cover 2 made of plastic and a conventional anode bushing 12 through the lid 1.
  • the plate-shaped covering 2 e.g. made of PVDF, FEP, PVC
  • the sleeve 5 for the anode bushing 12 see FIG. 2
  • the Cell cover 1 placed on the liner 2 the sleeves 5 through holes 3 range in the top wall 1.
  • additional insulation 4 is provided as a barrier to harmful gases.
  • Fig. 2 shows a section through a sleeve 5 with anode bushing 12.
  • Brackets for example clamping rings 6 made of plastic or metal into a groove 13 in the sleeve 5 prevents the sleeves 5 from the holes 3 slide out in cover 1. Slipping out can alternatively z. B. also by a Screw connections 16, 17 can be prevented (see Fig. 3).
  • Sealing the Anodes 12 are made, for example, by means of a rubber washer 8, which with the Flange 9 and the screw connections 10 are pressed onto the upper edge of the sleeve 5 e.g. to seal the reaction space from the environment.
  • the further one Seal 7 is intended to prevent e.g. when cleaning the top of the lid Moisture gets between the lining 2 and the cell cover 1. To avoid of corrosion on the underside of the cover 1, this is with a suitable Provide corrosion protection 11.
  • Fig. 3 shows a section through a sleeve 5 with anode bushing 12, in which the Sleeve is fixed with the help of a union nut 17.
  • the rubber seal is pulled down in the inner region 15 of the sleeve 5 around the bushing 12 secure against a short circuit with the sleeve 5 if it is made of metal.

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Description

Die Erfindung betrifft korrosionsbeständige Apparatedeckel, insbesondere Zellendeckel für Elektrolysezellen, mit einer verbesserten Wandauskleidung. Die vorgeschlagene, einfacher lösbare Auskleidung eignet sich besonders für den Einsatz an neuen oder gebrauchten Deckeln von Elektrolysezellen, die nach dem Amalgamverfahren arbeiten.
Für das Verkleiden von Elektrolysezellendeckeln aus Metall, die für den Einsatz im Amalgamverfahren geeignet sind, sind wenigstens drei verschiedene Verfahren bekannt:
Das Aufbringen einer nicht lösbaren Verkleidung von Gummi auf einen konventionellen Stahldeckel oder die innere Verkleidung des Deckels mit nicht lösbaren Blechen aus Titan.
Aus EP-A 655 520 ist bereits ein Deckel für eine Elektrolysezelle bekannt, der mit einer Auskleidung aus Titan versehen ist.
Desweiteren werden auch Kunststoffolien zur Abdeckung der Zellen verwendet (sogenannte "Membrandeckel").
Der Nachteil von gummierten Deckeln ist, daß sich an gummierten Deckeln durch Reaktion mit Chlor dioxin- und fliranhaltige Reaktionsprodukte bilden können. Ein weiterer Nachteil besteht in der aufwendigen Instandsetzung solcher Deckel. Soll ein gummierter Deckel neu beschichtet werden, so muß zunächst die Gummierung z.B. durch Kälte zum Sprödbruch gebracht werden und die am Deckel anhaftenden Gummireste müssen anschließend durch Abmeißeln entfernt werden.
Zellendeckel mit Titanauskleidung weisen folgende Nachteile auf. Die Verkleidung von Stahldeckeln mit Hilfe von Titanblechen ist vergleichsweise aufwendig und teuer wegen der vielen Schweißnähte an den Anodendurchführungen im Zellendeckel. Bei einer geringfügigen Beschädigung der Titanauskleidung gelangt feuchtes Chlor an den Zellenstahldeckel, wonach eine starke Korrosion des Stahlteiles einsetzt. Eine fachgerechte Reparaturschweißung an der Titanauskleidung ist wegen mangelhafter Gasbeschleierung des Spaltes zwischen Titanauskleidung und korrodiertem Stahldeckel praktisch nicht möglich.
Der Austausch eines Stahldeckels gegen einen "Membrandeckel" aus Kunststoff ist sehr kostspielig und praktisch schwer durchführbar, da u.a. die Konstruktion für die Stromzuführung geändert werden müßte. Überdies erweisen sich Membrandeckel als nachteilig, da sie die Möglichkeit begrenzen die Anoden vertikal zu verstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Apparatedeckel mit korrosionsbeständiger Auskleidung zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Konstruktionen nicht aufweist, wobei der Deckel mit einer leichter lösbaren Auskleidung aus Kunststoff oder Metall zu versehen ist. Insbesondere gilt es dabei Stromdurchführungen, beispielsweise bei der Verwendung als Elektrolysezellendeckel, zu berücksichtigen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf vorbereiteten d.h. zugeschnittenen, gebohrten oder angefasten Platten aus Kunststoff die Durchführungen für die Anoden angebracht werden, z.B. durch Schweißen. Nach dem Auflegen auf die Stahldeckel wird ein Herausrutschen der Anodenhülsen aus den Bohrungen durch geeignete Haltevorrichtungen verhindert, z.B. durch Haltebleche oder Verschraubungen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Apparatedeckel mit korrosionsbeständiger Auskleidung und wenigstens einer elektrischen Stromdurchführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus Kunststoff besteht und an der Stromdurchführung mit einer über die Deckelwand hinausragenden Hülse fest und gasdicht verbunden ist, daß die Hülse mit einem lösbaren Befestigungsmittel an der Deckelwand fixiert ist, und daß der Raum zwischen der Stromdurchführung und der Hülse mit Hilfe eines lösbaren Dichtmittels abgedichtet ist, wobei die Stromdurchführung gegenüber der Hülse und dem Deckel elektrisch isoliert ist.
Bevorzugt ist im Apparatedeckel ein zusätzliches die Hülse umlaufendes Dichtmittel vorgesehen, das ein Ausdringen korrosiver Gase verhindert.
In einer besonderen Ausführung ist das Befestigungsmittel für die Befestigung der Hülse am Deckel ein Spannring, der in eine Nut an der Hülse eingreift, oder eine Überwurfmutter, die in ein Gewinde an der Hülse eingreift.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist das Dichtmittel an der Stromdurchführung so weit heruntergezogen, daß es die Stromdurchführung auch im Innenbereich der Hülse umschließt und elektrisch isoliert.
Bevorzugt ist zwischen der Auskleidung und der Deckelwand eine zusätzliche Isolierschicht aus einem geschlossenporigen Polymerschaum, insbesondere aus Polyurethanschaum, z.B. in Plattenform, vorgesehen.
Die Auskleidung des Apparatedeckels besteht aus Kunstoff, insbesondere Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen-co-hexafluorpropylen (FEP), Perfluoralkoxypolymeren (PFA) oder (PVC, PVC-HT).
Die Zellendeckel können wie beschrieben mit Kunststoffen, z.B. PVDF, FEP, PFA, PVC, verkleidet werden. Die großflächigen Platten der Auskleidung und die Hülsen für die Anodendurchführungen können unter optimalen Bedingungen miteinander verbunden werden, z.B. durch Schweißen. Die Oberfläche des Zellendeckels aus Metall kann mit einem zusätzlichen Überzug als Korrosionsschutz versehen werden. Als Material für einen Überzug kommen insbesondere DD-Lacke oder Epoxidharze in Frage.
Bei Beschädigung der Auskleidung ist nach ihrer Entfernung vom Zellendeckel eine Reparatur der Auskleidung unter vereinfachten Bedingungen möglich, da die Auskleidung vom Zellendeckel leicht lösbar ist. Der konstruktiv beeinflußbare Spalt zwischen Auskleidung und Deckel erlaubt zudem eine Überprüfung der Auskleidung auf Dichtigkeit.
Die Deckel können zusätzlich allseitig mit einem geeigneten Anstrich als Korrosionsschutz versehen werden.
Versuche mit losen Kunststoffverkleidungen zeigten, daß auch sie trotz des hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kunststoffes gut für Auskleidungen von Deckeln geeignet sind.
Die vorgeschlagenen lösbaren Verbindungen sind insbesondere zur Verkleidung von metallischen Deckeln von Elektrolysezellen zur Herstellung von Chlor nach dem Amalgamverfahren geeignet.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Apparatedeckels als Gehäusedeckel für Elektrolyseure, insbesondere für die Chlor-Alkali-Elektrolyse, z. B. nach dem Amalgamverfahren.
Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert, ohne daß die Erfindung im einzelnen eingeschränkt ist.
Fig. 1 zeigt in einer seitlichen Aufsicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparatedeckels.
Fig. 2 zeigt ein Detail entsprechend einem Schnitt A-A' in Figur 1 im Bereich der Hülse 5 und der Stromdurchführung 12.
Fig. 3 zeigt ein alternatives Detail entsprechend einem Schnitt A-A' in Figur 1 im Bereich der Hülse 5.
Beispiel
Fig. 1 zeigt ein Segment eines Deckels einer Elektrolysezelle, in der Chlor nach dem Amalgamverfahren hergestellt wird, mit einer losen Verkleidung 2 aus Kunststoff und einer üblichen Anodendurchführung 12 durch den Deckel 1. Praktischerweise wird i. a. die plattenförmige Verkleidung 2, z.B. aus PVDF, FEP, PVC, mit der Hülse 5 für die Anodendurchführung 12 (siehe Fig. 2) vor der Montage auf den Zellendeckel 1 miteinander gasdicht verbunden, z.B. durch Verschweissen. Anschließend wird der Zellendeckel 1 auf die Auskleidung 2 gelegt, wobei die Hülsen 5 durch Bohrungen 3 in der Deckelwand 1 reichen. Zwischen Zellendeckel 1 und Verkleidung 2 ist zusätzlich eine Isolierung 4 als Barriere für Schadgase vorgesehen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Hülse 5 mit Anodendurchführung 12. Durch geteilte Halterungen, beispielsweise Spannringe 6 aus Kunststoff oder Metall eingreifend in eine Nut 13 in der Hülse 5, wird verhindert, daß die Hülsen 5 aus den Bohrungen 3 im Deckel 1 herausrutschen. Das Herausrutschen kann alternativ z. B. auch durch eine Schraubverbindung 16, 17 verhindert werden (siehe Fig.3). Die Abdichtung der Anoden 12 erfolgt beispielsweise durch eine Gummischeibe 8, die mit Hilfe des Flansches 9 und der Schraubverbindungen 10 auf die Oberkante der Hülse 5 gepreßt wird, z.B. zwecks Abdichtung des Reaktionsraumes von der Umgebung. Die weitere Dichtung 7 soll verhindern, daß z.B. bei der Reinigung der Oberseite des Deckels Feuchtigkeit zwischen Auskleidung 2 und Zellendeckel 1 gelangt. Zur Vermeidung von Korrosion an der Unterseite des Deckels 1 wird dieser mit einem geeigneten Korrosionsschutz 11 versehen.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Hülse 5 mit Anodendurchführung 12, bei der die Hülse mit Hilfe einer Überwurfmutter 17 fixiert ist. In diesem Beispiel ist die Gummidichtung im Innenbereich 15 der Hülse 5 heruntergezogen um die Durchführung 12 vor einem Kurzschluß mit der Hülse 5 zu sichern, wenn diese aus Metall gefertigt ist.

Claims (9)

  1. Apparatedeckel mit korrosionsbeständiger Auskleidung (2) und wenigstens einer elektrischen Stromdurchführung (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (2) aus Kunststoff besteht und an der Stromdurchführung (12) mit einer über die Deckelwand (1) hinausragenden Hülse (5) fest und gasdicht verbunden ist, daß die Hülse (5) mit einem lösbaren Befestigungsmittel (6) an der Deckelwand (1) fixiert ist, und daß der Raum zwischen der Stromdurchführung (12) und der Hülse (5) mit Hilfe eines lösbaren Dichtmittels (8) abgedichtet ist, wobei die Stromdurchführung (12) gegenüber der Hülse (5) und dem Deckel elektrisch isoliert ist.
  2. Apparatedeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches die Hülse umlaufendes Dichtmittel (7) vorgesehen ist.
  3. Apparatedeckel nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (6) ein Spannring ist, der in eine Nut (13) an der Hülse (5) eingreift.
  4. Apparatedeckel nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (6) eine Überwurfmutter (16) ist, die in ein Gewinde (17) an der Hülse (5) eingreift.
  5. Apparatedeckel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel (8) die Stromdurchführung (12) auch im Innenbereich (15) der Hülse umschließt und elektrisch isoliert.
  6. Apparatedeckel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auskleidung (2) und der Deckelwand (1) eine zusätzliche Isolierschicht (4) aus geschlossenporigen Polymerschaum, insbesondere Polyurethanschaum vorgesehen ist.
  7. Apparatedeckel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (2) aus einem Kunststoff, aus der Reihe PVDF, FEP, PFA, oder PVC besteht
  8. Apparatedeckel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Deckels (1) mit einer zusätzlichen Korrosionsschutzschicht (11) versehen ist.
  9. Verwendung des Apparatedeckels nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Gehäusedeckel für Elektrolyseure, insbesondere für die Chlor-Alkali-Elektrolyse, z. B. nach dem Amalgamverfahren.
EP98902977A 1997-01-10 1998-01-03 Zellendeckel für elektrolysezellen Expired - Lifetime EP0953069B1 (de)

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