DE1050740B

DE1050740B - Schaltung zur Abstimmung der Stromstärken in den Primär- und Sekundärzellen einer Chloralkali-Elektrolysieranlage

Info

Publication number: DE1050740B
Application number: DENDAT1050740D
Authority: DE
Inventors: Augsburg Dr. Heinrich Voit
Original assignee: Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals Meister Lucius S. Brüning, Frankfurt/M
Publication date: 1959-02-19

Description

Bei der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren wird in einer Primärzelle Quecksilber mit elektrolytisch abgeschiedenem Alkalimetall beladen. Das entstandene Amalgam wird in einer Sekundärzelle mit Wasser zur Umsetzung in Alkalilauge, Wasserstoff und Quecksilber gebracht. Bei dem Sekundärprozeß wird Energie frei, die nutzbar gemacht werden kann. Es ist bekannt, die Sekundärzelle mit der Primärzelle in Serie zu schalten, so daß die Gegenspannung der als elektrochemisches Element wirkenden Sekundärzelle die Gesamtspannunig der Einheit der Primär-Sekundär-Zelle herabsetzt.

Auf Grund von unvermeidlichen Fehlzersetzungen in der Primärzelle ist der Elektrolysierstrom in dieser Zelle immer etwas größer, als im Idealfall für den Vorgang der Elektrolyse und damit für die gebildete Alkalimenge notwendig wäre. Diesem Umstand muß durch emc etwas geringere Stromstärke in der Sekundärzelle Rechnung getragen werden. So ist es bekannt, zum Abgleich der Stromstärken in den Primär- und Sekundärzellen einer Chlocralkali-Elektrolysieranlage jeweils eine anodisohe Zusatzelektrode in der Primärzelle nicht über die entsprechende Sekundärzelle, sondern über einen Nebenschluß direkt mit der äußeren Stromquelle, die den Elektrolysierstrom liefert, zu verbinden.

Letztere Schaltung hat aber den Nachteil, daß bei einer Einheit Primär-Sekundär-Zelle die Quecksilber-Amalgam-Elektroden von Primär- und Sekundärzelle auf verschiedenem elektrischem Potential liegen. Der entsprechende Potentialunterschied ist gleich der Spannung der Einheit Primär-Sekundär-Zelle. Beim Betrieb einer Chloralkali-Elektrolysieranlage, bei der nach bereits vorgeschlagener Schaltung die elektrochemische Energie der Sekundärzellen nutzbar gemacht wird, ist es somit notwendig, die Quecksilber-Amalgam-Strömung zwischen Primär- und Sekundärzelle jeder Einheit zweimal derart zu unterbrechen, daß die Amalgamelektroden der Primär- und Sekundärzelle jeder einzelnen Einheit nicht elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Dieser Nachteil einer elektrischen Unterbrechung der Quecksilber-Amalgam-Strömung wird durch die im nachfolgenden beschriebene Erfindung vermieden.

Der Erfindungsgedanke beruht darauf, daß der an sich bekannte Nebenschluß, der unter Umgehung der Sekundärzelle von einer anodischen Zusatzelektrode der Primärzelle ausgeht, nicht — wie vorgeschlagen — innerhalb einer Einheit Primär-Sekundär-Zelle verläuft, sondern von einer Einheit Primär- Sekundärzelle zu einer benachbarten anderen Einheit gelegt wird.

Es wird daher ein Schaltung zur Abstimmung der Stromstärken in den Primär- und Sekundärzellcn Schaltung

zur Abstimmung der Stromstärken

in den Primär- und Sekundärzellen

einer Chloralkali-Elektrolysieranlage

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning,

Frankfurt/M., Brüningstr. 45

Dr. Heinrich Voit, Augsburg,
ist als Erfinder genannt worden

einer Chloralkali-Elektrolysieranlage vorgeschlagen, bei der eine anodische Zusatzelektrode der jeweiligen Primärzelle unter Umgehung der entsprechenden Sekundärzelle im Nebenschluß mit dem entsprechenden, den gesamten Elektrolysierstrom führenden Teil verbunden ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß bei mindestens einer Einheit Primär-Sekundär-Zelle alle Anoden der Primärzelle direkt mit der äußeren Gleichstromquelle, die den Elektrolysierstrom liefert, verbunden sind und daß bei den Primär- und Sekundärzellen der übrigen Einheiten der an sich bekannte, jeweils notwendige Nebenschluß von der anodischen Zusatzelektrode der Primärzelle einer Einheit zu der Primärzellenkathode einer anderen Einheit führt.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß das Primärzellenanodenpotential der Einheit, von der der Nebenschluß ausgeht, möglichst wenig — vorzugsweise um die Sekundärzellenspanung — verschieden ist von dem Primärzellenkathodenpotential der benachbarten Einheit, zu der der Nebenschluß führt.

Bei der vorgeschlagenen Schaltung ist eine elektrische Unterbrechung der Quecksilber-Amalgam-Strömung innerhalb einer Einheit Primär-Sekundär-Zelle nicht mehr erforderlich, weil nunmehr die

4-5 Quecksilber-Amalgam-Elektroden von Primär- und Sekundärzelle einer Einheit auf Grund der Schaltung automatisch auf gleichem elektrischem Potential liegen.

In der Zeichnung ist der einfachste Fall dieser

Schaltung dargestellt. A bedeutet die äußere Gleichspannungsquelle, die den Elektrolysierstrom liefert. Die einzelnen Einheiten B_r, bestehend aus je einer Primär- und je einer Sekundärzelle, sind durch gestrichelte, die Primärzellen C_r durch strichpunktierte und die Sekundärzellen D_r durch nicht unterbrochene

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Umrandungen gekennzeichnet. Die Primärzelle C₁ der ersten Einheit B₁ (der Einheit, deren sämtliche Primärzellenanoden direkt mit dem Pluspol der äußeren Spannungsquelle A verbunden sind) hat keine besondere Zusatzelektrode, die letzte Einheit B_n (die Einheit, deren Primärzellenkathode direkt mit dem Minuspol der äußeren Spannungsquelle A verbunden ist) hat statt einer als elektrochemisches Element wirkenden Sekundärzelle eine kurzgeschlossene Sekundärzelle D_n.

Die Zusatzelektroden sind mit E_r bezeichnet. Der Index ν deutet wie bei den Primär- und Sekundärzellen die Zugehörigkeit zu der y-ten Einheit an. Vorzugsweise wird je eine Anode der Primärzellen als Zusatzelektrode verwendet. Die Ströme, die durch die Nebenschlußverbindungen F_v und durch die Zusatzelektroden E_v__{i t} fließen, können durch entsprechende Dimensionierung der der Kathode zugewandten Oberflächen der Zusatzelektroden E_{v + ±} variiert werden. Der Hauptteil des Elektrolysierstromes fließt jeweils über die Verbindungsleitung G_v und über die zeichnerisch durch einen längeren dicken Strich zusammengefaßten Anodenf/,, _{+ 1} der Primärzellen C_{v + 1}. Durch die Verbindungsleitungen J, K und L_v fließt der gesamte Elektrolysierstrom.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Abstimmung der Stromstärken in den Primär- und Sekundärzellen einer Alkalichlorid-Elektrolysieranlage, bei der eine anodische Zusatzelektrode der jeweiligen Primärzelle unter Umgehung der entsprechenden Sekundärzelle im Nebenschluß mit dem entsprechenden, den gesamten Elektrolysierstrom führenden Teil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einer Einheit Primär-Sekundär-Zelle alle Anoden der Primärzelle direkt mit der äußeren Gleichstromquelle, die den Elektrolysierstrom liefert, verbunden sind und daß bei den Primär- und Sekundärzellen der übrigen Einheiten der an sich bekannte, jeweils notwendige Nebenschluß von der anodischen Zusatzelektrode der Primärzelle einer Einheit zu der Primärzellenkathode einer anderen Einheit führt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärzellenanodenpotential der Einheit, von der der Nebenschluß ausgeht, möglichst wenig — vorzugsweise um die Sekundärzellenspannung — verschieden ist von dem Primärzellenkathodenpotential der benachbarten Einheit, zu der der Nebenschluß führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen