DE19740673A1 - Electrolytic unit for electrochemical process, e.g. for producing chlorine from aqueous alkali-halogenide solution - Google Patents
Electrolytic unit for electrochemical process, e.g. for producing chlorine from aqueous alkali-halogenide solutionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyseapparat zur Durch führung elektrochemischer Prozesse mit wenigstens einer plattenförmigen Elektrolysezelle, die ein Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse Einrichtungen zum Zuführen des Elektroly sestromes und der Elektrolyseeingangsstoffe und Einrichtun gen zum Abführen des Elektrolysestromes und der Elektrolyse produkte und eine Anode und Kathode aufweist, wobei die Ano de und die Kathode von einer Trennwand voneinander getrennt und mit der jeweils zugeordneten Rückwand des Gehäuses elek trisch leitend verbunden ist.The invention relates to an electrolysis apparatus for through management of electrochemical processes with at least one plate-shaped electrolysis cell, which has a housing, the housing means for supplying the electroly sestromes and the electrolysis input materials and furnishings conditions for discharging the electrolysis current and the electrolysis Products and an anode and cathode, the Ano de and the cathode separated from each other by a partition and elek with the respectively assigned rear wall of the housing is tric conductive connected.
Ein solcher Elektrolyseapparat mit mehreren nebeneinander in einem Stapel angeordneten und in elektrischem Kontakt ste henden plattenförmigen Elektrolysezellen mit jeweils eigenem Gehäuse ist beispielsweise aus der EP 0 189 535 B1 der An melderin bekannt. Dieser Elektrolyseapparat dient zur Her stellung von Chlor aus wäßriger Alkali-Halogenidlösung. Grundsätzlich sind solche Elektrolyseapparate aber allgemein zur Durchführung elektrochemischer Reaktionen geeignet, bei denen Gase entwickelt werden, beispielsweise bei der Chlor alkalielektrolyse, der Wasserelektrolyse oder der Salzsäure elektrolyse oder bei galvanischen Prozessen, bei denen Schichten auf Trägermaterialien abgeschieden werden sollen, bei denen häufig ebenfalls eine Gasbildung stattfindet, bei spielsweise die kathodische Wasserstoffentwicklung als Ne benreaktion oder als Reaktion an der Gegenelektrode.Such an electrolysis apparatus with several side by side in arranged in a stack and in electrical contact plate-shaped electrolysis cells, each with its own Housing is for example from EP 0 189 535 B1 known. This electrolysis apparatus is used for manufacturing provision of chlorine from aqueous alkali halide solution. In principle, however, such electrolysis devices are general suitable for carrying out electrochemical reactions, at where gases are developed, for example with chlorine alkali electrolysis, water electrolysis or hydrochloric acid electrolysis or in galvanic processes in which Layers should be deposited on carrier materials, in which gas formation frequently also occurs at for example, the cathodic hydrogen evolution as Ne reaction or as a reaction at the counter electrode.
Für diese Zwecke werden nicht nur Elektrolyseure in Hänge stapelbauweise, sondern auch Elektrolyseapparate in Filter pressenbauart eingesetzt.For these purposes, not only are electrolysers hanging stack construction, but also electrolysis equipment in filters press design used.
Bei der Gasentwicklung während eines solchen elektrochemi schen Prozesses werden in der Regel kleine Primärblasen mit einem Blasendurchmesser von etwa 1 µm bis 20 µm gebildet, die sich aufgrund dieses geringen Blasendurchmessers durch eine geringe Auftriebsgeschwindigkeit auszeichnen. Dies führt insbesondere bei koaleszenzgehemmten Stoffsystemen zu einer hohen Verweilzeit der Gase im Elektrolytraum bzw. im aktiven Elektrodenbereich. Wird die Stromdichte erhöht, so füllt sich der Elektrolytraum zunehmend mit Gas. Aufgrund der steigenden Schwarmbehinderung der Gasblasen untereinan der infolge höherer Gasgehalte werden die Blasen noch lang samer. Deshalb füllt sich die Zelle vom Zellenkopf her mit steigender Stromdichte immer mehr mit Schaum, wodurch die Zirkulation bzw. die Vermischung der Flüssigkeit, insbeson dere im Schaumbereich, immer mehr behindert wird und schließlich nahezu vollständig zum Erliegen kommt. In jedem Fall bedingt der Schaum eine verminderte Vermischungsleistung des frisch eintretenden Elektrolyten mit dem im Elek trodenraum vorhandenen Elektrolyten. Somit sind diese Elek trochemischen Reaktoren bezüglich ihrer maximalen Stromdich te aufgrund geringer Gasvolumenstromdichten begrenzt.In the gas development during such an electrochemical small bubbles are usually included in the process a bubble diameter of about 1 µm to 20 µm, which are due to this small bubble diameter a low buoyancy rate. This leads in particular to coalescence-inhibited material systems a high residence time of the gases in the electrolyte space or in active electrode area. If the current density is increased, so the electrolyte space is increasingly filling with gas. Because of the increasing swarm obstruction of the gas bubbles Due to the higher gas contents, the bubbles become long samer. Therefore, the cell fills up from the cell head increasing current density more and more with foam, causing the Circulation or the mixing of the liquid, in particular in the foam area, is becoming more and more obstructed and eventually comes to a complete standstill. In each In this case, the foam causes a reduced mixing performance of the freshly entering electrolyte with that in the electr existing electrolyte. So these are elec trochemical reactors for their maximum current te limited due to low gas volume flow densities.
Die Schaumbildung kann sich darüber hinaus noch unterschied lich auswirken. Zum einen bedingt die mit zunehmender Strom dichte sinkende Elektrolytmenge im betreffenden Zellenvolu men eine ungleichmäßige Konzentrationsverteilung, wodurch die Stromdichteverteilung aufgrund des zunehmenden Elektro lytwiderstandes in Bereichen mit hohen Schaumanteilen inho mogen wird. Das hat unmittelbar eine höhere Zellspannung zur Folge. Zum anderen ist die maximale Stromdichte durch den hohen Gasgehalt in der Zelle ebenso limitiert wie die Le bensdauer von aktiven Zellenkomponenten, wie Diaphragmen, Membranen oder Elektrolytkatalysatoren zur Verminderung von Überspannungen.Foaming can also differ effect. On the one hand, this is due to the increasing current dense decreasing amount of electrolyte in the cell volume concerned an uneven concentration distribution, whereby the current density distribution due to the increasing electro resistance in areas with high foam content will like. This immediately has a higher cell voltage Episode. Secondly, the maximum current density through the high gas content in the cell as well as the Le lifetime of active cell components, such as diaphragms, Membranes or electrolytic catalysts to reduce Surges.
In Diaphragmaelektrolyseverfahren kann Schaum zu einer man gelnden Benetzung des Diaphragmas führen, wodurch sich bei spielsweise in der Chloralkali-Elektrolyse oder der alkali schen Wasserelektrolyse die Produktgase in der Zelle vermi schen und explosive Gemische entstehen können. Bei Membran elektrolyseverfahren wird die Membran in Schaumzonen nur un zureichend benetzt, was eine geringere Lebensdauer und in der Regel eine geringere Stromausbeute bedeutet.In diaphragm electrolysis processes, foam can become one effective wetting of the diaphragm, resulting in for example in chlor-alkali electrolysis or alkali water electrolysis reduces the product gases in the cell and explosive mixtures can arise. With membrane The membrane is only electrolysed in foam zones adequately wetted, resulting in a shorter lifespan and usually means a lower current yield.
Aufgabe der Erfindung ist des deshalb, eine Lösung zu schaf fen, mit der mit möglichst einfachen Mitteln eine Schaumbil dung verhindert wird.The object of the invention is therefore to create a solution fen, with the foam as simple as possible dung is prevented.
Diese Aufgabe wird bei einem Elektrolyseapparat der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Ge häuse der jeweiligen Elektrolysezelle wenigstens in einer von der Trennwand begrenzten Gehäusehälfte hydrophobe Ein bauten vorgesehen sind.This task is the beginning of an electrolysis apparatus designated type according to the invention solved in that in Ge housing of the respective electrolytic cell at least in one half of the housing delimited by the partition hydrophobic buildings are provided.
Mit der Erfindung wird auf überraschend einfache Weise eine Lösung zur Verfügung gestellt, mit der die vorerwähnte schädliche Schaumbildung verhindert werden kann. Die hydro phoben Einbauten haben den Effekt, die Gasgehalte in den elektrochemischen Reaktoren drastisch zu verringern, was da zu führt, daß das im Reaktor befindliche Elektrolytvolumen erhöht wird. Dadurch wird die Lebensdauer der aktiven Teile der Reaktoren, wie Elektroden, Diaphragmen oder Membranen erhöht, da die Stromdichteverteilung, verglichen mit Reakto ren ohne solche koaleszenzfördernden Einbauten, homogener wird. Ein weiterer positiver Effekt ist, daß durch die hy drophoben Einbauten das Reaktorvolumen kleiner werden kann. Liegen nämlich hohe Schaumgehalte in elektrochemischen Zel len ohne hydrophobe Einbauten vor, dann darf ein kritisches Volumen nicht ,unterschritten werden, da sonst die Stromdich teverteilung noch inhomogener und die Lebensdauer aktiver Zellenkomponenten zu klein wird. Dieses kritische Volumen ist bei Elektrolysen mit koaleszenzfördernden hydrophoben Einbauten kleiner. Dadurch können aufgrund des sinkenden Ma terialeinsatzes die Investitionskosten für die Elektrolyse zelle selbst gesenkt und der Platzbedarf der elektrochemi schen Reaktoren minimiert werden.With the invention is a surprisingly simple way Solution provided with which the aforementioned harmful foaming can be prevented. The hydro phobic internals have the effect that the gas contents in the electrochemical reactors to drastically reduce what's there leads to the fact that the electrolyte volume in the reactor is increased. This will extend the life of the active parts the reactors, such as electrodes, diaphragms or membranes increased since the current density distribution compared to Reakto ren without such coalescence-enhancing internals, more homogeneous becomes. Another positive effect is that the hy drophobic internals the reactor volume can become smaller. There are high foam contents in the electrochemical cell len without hydrophobic internals, then a critical Not fall below the volume, otherwise the current distribution even more inhomogeneous and the service life more active Cell components becomes too small. This critical volume is used in electrolysis with coalescence-promoting hydrophobic Fixtures smaller. Due to the falling Ma the investment costs for electrolysis cell itself lowered and the space required for electrochemistry reactors are minimized.
Ein weiterer positiver Effekt ist, daß durch die Verringe rung des Schaumgehaltes in der Elektrolysezelle Druckschwan kungen vermindert werden, die sich auf eine Membran oder ein Diaphragma lebensdauermindernd auswirken, da diese Druck schwankungen zu einer mechanischen Belastung dieser Zellen komponenten führen. Hierzu gibt es bereits andere Lösungsan sätze, wie die Integration eines Gas/Elektrolyt-Separations kanales im Kopf der Elektrolysezelle (US-PS 5,571,390). Die ser Lösungsansatz hat aber den entscheidenden Nachteil, daß nur Druckschwankungen minimiert werden, alle anderen Vortei le, wie beispielsweise die Homogenisierung der Stromdichte und eine damit verbundene Verlängerung der Lebensdauer akti ver Zellenkomponenten, werden nicht beeinflußt, da das eigentliche Problem, die Schaumbildung im elektroaktiven Be reich, unverändert bestehen bleibt. Weiterhin hat der Ein satz von hydrophoben Einbauten den Vorteil, daß sich die Stromspannungscharakteristik verbessert. Dadurch wird der spezifische Energiebedarf der Verfahren gesenkt, der in der Regel den größten Anteil an den Produktkosten ausmacht. Another positive effect is that through the rings Foam content in the pressure swan electrolysis cell kungen be reduced, which affects a membrane or a Diaphragm reduce lifespan, as this pressure fluctuations to a mechanical load on these cells components. There are already other solutions for this phrases like integrating a gas / electrolyte separation channel in the head of the electrolysis cell (US Pat. No. 5,571,390). The However, this approach has the decisive disadvantage that only pressure fluctuations are minimized, all other advantages le, such as the homogenization of the current density and an associated extension of the lifespan ver cell components are not affected, because the real problem, the foaming in the electroactive loading remains rich, unchanged. Furthermore, the one set of hydrophobic internals the advantage that the Voltage characteristics improved. This will make the specific energy requirements of the process reduced in the Usually accounts for the largest proportion of product costs.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die hydrophoben Einbauten im Bereich der Entstehung der Pri märblasen angeordnet sind. Die Einbauten sind grundsätzlich in die Elektrolysezelle integriert, wobei diese sowohl zwi schen der Elektrode und der Membran bzw. dem Diaphragma hin ter der Elektrode oder im Rückraum der Elektrode angeordnet sein können. Wesentlich ist lediglich, daß das entwickelte Gas mit den hydrophoben Einbauten sofort nach dessen Bildung in Kontakt kommt, wobei der optimale Zustand dann erreicht wird, wenn die Konzentration der hydrophoben Einbauten am Ort der Entstehung der Primärblasen besonders hoch ist.In a particularly advantageous embodiment it is provided that the hydrophobic internals in the area where the Pri marbles are arranged. The internals are basic integrated in the electrolytic cell, this between both between the electrode and the membrane or the diaphragm ter of the electrode or arranged in the back of the electrode could be. It is only essential that the developed Gas with the hydrophobic internals immediately after its formation comes into contact, the optimal condition then being reached is when the concentration of the hydrophobic internals on The location of the formation of the primary bubbles is particularly high.
So kann, wie experimentell nachgewiesen wurde, der Schaum gehalt im Anodenraum einer Chloralkalielektrolysezelle bei einer Stromdichte von 7 kA/m2 um rund 55% von 70 bis 75% auf unter 20% gesenkt werden.As has been experimentally proven, the foam content in the anode compartment of a chlor-alkali electrolysis cell can be reduced by around 55% from 70 to 75% to below 20% at a current density of 7 kA / m 2 .
Die hydrophoben Einbauten sind bevorzugt in Form von Siebge weben, Drahtgestricken, Netzen oder Füllkörpern ausgebildet. Dabei sind die Anforderungen an das Material der hydrophoben Einbauten chemische, mechanische und thermische Beständig keit in Bezug auf die in der Elektrolysezelle auftretenden Temperaturen, Drücke und eintretenden bzw. gebildeten Me dien.The hydrophobic internals are preferably in the form of sieves weave, knitted wire, nets or packing. The requirements for the material are hydrophobic Built-in chemical, mechanical and thermal resistant speed in relation to those occurring in the electrolysis cell Temperatures, pressures and entering or formed me serve.
Es ist desweiteren bevorzugt, eine möglichst gleichmäßige räumliche Verteilung der hydrophoben Einbauten in der Elek trolysezelle zu erreichen. Dabei soll ein möglichst großer freier Strömungsquerschnitt bzw. ein hoher Lückengrad erhal ten bleiben. Deshalb sollten die Einbauten ein geringes Eigenvolumen einnehmen. Dazu ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Leerraumanteil im Gehäuse der Elektrolysezelle etwa zwi schen 60 bis 98% beträgt.It is furthermore preferred to have the most uniform possible spatial distribution of the hydrophobic internals in the elec to reach the trolytic cell. The largest possible Get a free flow cross-section or a high degree of gap stay. Therefore, the internals should be a minor Take your own volume. For this purpose, it is advantageously provided that the proportion of empty space in the housing of the electrolytic cell is approximately between two is between 60 and 98%.
Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, daß die offene Sieb fläche der Siebgewebe, Drahtgestricke oder Netze im Bereich von 30 bis 80% liegt.It is also advantageously provided that the open sieve area of the screen mesh, wire mesh or nets in the area is from 30 to 80%.
Hydrophobe Einbauten dieser Art können auch in ggf. der Elektrolysezelle nachgeschaltete Gas/Elektrolyt-Separations einrichtungen eingebracht werden. Da die wesentliche Separa tion bereits in der Zelle selbst erfolgt, können die Appa ratdimensionen kleiner werden, wodurch ebenfalls die Inve stitionskosten und der Platzbedarf kleiner werden.Hydrophobic internals of this type can also be used in the Electrolysis cell downstream gas / electrolyte separation facilities are introduced. Because the essential Separa tion already in the cell itself, the appa Council dimensions become smaller, which also makes the inv stition costs and space requirements become smaller.
Ferner ist vorteilhaft vorgesehen, daß zusätzlich zu den hydrophoben Einbauten strömungsbeeinflussende Einbauten vor gesehen sind. Diese Einbauten können beispielsweise als Strömungsplatten ausgebildet sein, von denen eine beispiels weise im oberen Bereich angeordnet sein kann, um die Be nutzung der Trennwand zu verbessern, während im unteren Be reich eine Strömungsplatte angeordnet sein kann, die auf grund der Dichtdifferenz eine interne Zirkulation und somit eine Vermischung des Elektrolyten zur Folge hat. Dies ver bessert die Konzentration zur Verteilung in der jeweiligen Kammer.It is also advantageously provided that in addition to hydrophobic internals flow-influencing internals are seen. These internals can, for example, as Flow plates may be formed, one of which, for example can be arranged in the upper area to the Be to improve use of the partition, while in the lower loading rich a flow plate can be arranged on an internal circulation due to the density difference and thus mixing of the electrolyte results. This ver improves the concentration for distribution in the respective Chamber.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in:
Fig. 1 einen Schnitt durch zwei nebeneinander angeordnete Elektrolysezellen eines Elektrolyseapparates, Fig. 1 shows a section through two adjacently arranged electrolysis cells of an electrolyzer,
Fig. 2 bis 4 verschiedene Beispiele für hydrophobe Ein bauten in einer Elektrolysezelle. Fig. 2 to 4 different examples of a hydrophobic built in an electrolytic cell.
Ein allgemein mit 1 bezeichneter Elektrolyseapparat zur Durchführung elektrochemischer Prozesse weist mehrere, ne beneinander in einem Stapel angeordnete und in elektrischem Kontakt stehende plattenförmige Elektrolysezellen 2 auf, von denen beispielhaft zwei solche Elektrolysezellen 2 nebenein ander angeordnet dargestellt sind. Jede dieser Elektrolyse zellen 2 weist ein Gehäuse aus zwei Halbschalen 3, 4 auf, die mit flanschartigen Rändern versehen sind, zwischen denen mittels Dichtungen 5 jeweils eine Trennwand (Membran oder Diaphragma) 6 eingespannt ist. Die Einspannung der Trennwand 6 kann ggf. auch auf andere Weise erfolgen. A generally designated 1 electrolysis apparatus for carrying out electrochemical processes has a plurality of plate-shaped electrolysis cells 2 arranged next to one another in a stack and in electrical contact, of which two such electrolysis cells 2 are shown arranged next to one another by way of example. Each of these electrolysis cells 2 has a housing made of two half-shells 3 , 4 , which are provided with flange-like edges, between each of which a partition (membrane or diaphragm) 6 is clamped by means of seals 5 . The partition 6 can optionally also be clamped in another way.
Über der gesamten Tiefe der Gehäuserückwände 4A der jeweili gen Elektrolysezelle 2 sind beim dargestellten Ausführungs beispiel parallel zueinander eine Mehrzahl von Kontaktstrei fen 7 angeordnet, die durch Schweißen oder dergl. an der Außenseite der betreffenden Gehäuserückwand 4A befestigt oder aufgebracht sind. Diese Kontaktstreifen 7 stellen den elektrischen Kontakt zur benachbarten Elektrolysezelle 2, nämlich zur betreffenden Gehäuserückwand 3A, her, an welcher kein eigener Kontaktstreifen vorgesehen ist.Across the entire depth of the housing rear walls 4 A of the respective electrolysis cell 2 , a plurality of contact strips 7 are arranged in parallel in the illustrated embodiment, for example, which are fastened or applied by welding or the like to the outside of the relevant housing rear wall 4 A. These contact strips 7 establish electrical contact with the adjacent electrolytic cell 2 , namely with the relevant rear wall 3 A, on which no separate contact strip is provided.
Innerhalb des jeweiligen Gehäuses 3, 4 sind jeweils an die Trennwand 6 angrenzend eine ebenflächige Anode 8 und eine ebenflächige Kathode 9 vorgesehen, wobei die Anode 8 bzw. die Kathode 9 jeweils mit fluchtend mit dem Kontaktstreifen 7 angeordneten Versteifungen verbunden sind, die als Stege oder sonstige Verbindung ausgebildet sind und der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Diese Stege stellen gleichzeitig die elektrische Verbindung der Anode bzw. Kathode 8, 9 zur jeweiligen Gehäuserückwand her.Within the respective housing 3 , 4 , a planar anode 8 and a planar cathode 9 are provided adjacent to the partition 6 , the anode 8 and the cathode 9 each being connected to stiffeners arranged in alignment with the contact strip 7 , which as webs or other connection are formed and are not shown for the sake of clarity. These webs simultaneously establish the electrical connection of the anode or cathode 8 , 9 to the respective rear wall of the housing.
Die Gehäusehälfte 3 bildet gemeinsam mit der Trennwand 6 und der Kathode 9 eine Kathodenkammer, die Gehäusehälfte 4 mit der Trennwand 6 und der Anode 8 eine Anodenkammer.The housing half 3 together with the partition 6 and the cathode 9 form a cathode chamber, the housing half 4 with the partition 6 and the anode 8 form an anode chamber.
Zur Zuführung der Elektrolyseprodukte ist eine geeignete Einrichtung für die jeweilige Elektrolysezelle 2 vorgesehen, eine solche Einrichtung ist in den Zeichnungen nicht darge stellt. Ebenfalls ist in jeder Elektrolysezelle eine Ein richtung zum Abführen der Elektrolyseprodukte vorgesehen, diese ist jedoch ebenfalls nicht angedeutet.A suitable device for the respective electrolytic cell 2 is provided for supplying the electrolysis products, such a device is not shown in the drawings. A device for removing the electrolysis products is also provided in each electrolysis cell, but this is also not indicated.
Die Elektroden (Anode 8 und Kathode 9) sind derart gestal tet, daß sie das Elektrolyseeingangsprodukt bzw. die Aus gangsprodukte frei durchfließen bzw. durchströmen lassen, wozu Schlitze oder dergl. vorgesehen sein können. Die Anein anderreihung mehrerer plattenförmiger Elektrolysezellen 2 geschieht in einem Gerüst, dem sogenannten Zellengerüst. Die plattenförmigen Elektrolysezellen werden zwischen den beiden oberen Längsträgern des Zellengerüstes so eingehängt, daß ihre Plattenebene senkrecht zur Längsträgerachse steht. Da mit die plattenförmigen Elektrolysezellen 2 ihr Gewicht auf den Oberflansch des Längsträgers übertragen können, besitzen sie an der oberen Plattenkante auf jeder Seite einen krag armartigen oder vergleichbaren Halter.The electrodes (anode 8 and cathode 9 ) are designed in such a way that they allow the electrolysis input product or the output products to flow through or flow freely, for which purpose slots or the like can be provided. The lining up of several plate-shaped electrolytic cells 2 takes place in a framework, the so-called cell framework. The plate-shaped electrolytic cells are suspended between the two upper longitudinal beams of the cell frame so that their plate plane is perpendicular to the longitudinal beam axis. Since the plate-shaped electrolytic cells 2 can transmit their weight to the upper flange of the side member, they have a cantilever-like or comparable holder on the upper plate edge on each side.
Der Halter erstreckt sich horizontal in Richtung der Plat tenebene und ragt über die Randung der Flansche hinaus. Bei den in das Gerüst eingehängten plattenförmigen Elektrolyse zellen liegt die Unterkante des kragarmartigen Halters auf dem Oberflansch auf.The holder extends horizontally in the direction of the plat plane and protrudes beyond the edge of the flanges. At the plate-shaped electrolysis suspended in the frame cells lie on the lower edge of the cantilever-like holder the upper flange.
Die plattenförmigen Elektrolysezellen 2 hängen vergleichs weise wie Ordner in einer Hängekartei im Zellengerüst. Im Zellengerüst stehen die Plattenflächen der Elektrolysezellen in mechanischem und elektrischem Kontakt, so als ob sie ge stapelt seien. Elektrolyseure dieser Bauform werden Elektro lyseure in Hängestapelbauart genannt. In einer anderen Aus führungsform werden die Elektrolysezellen nach dem Filter pressenprinzip im Zellengerüst eingehängt und mittels ent sprechender Spannvorrichtungen gegeneinander gepreßt.The plate-shaped electrolysis cells 2 hang comparatively like files in a hanging file in the cell frame. The plate surfaces of the electrolysis cells are in mechanical and electrical contact in the cell frame, as if they were stacked. Electrolysers of this type are called electrolyzers in a hanging stack type. In another embodiment, the electrolysis cells are hung on the filter press principle in the cell frame and pressed against one another by means of appropriate clamping devices.
Durch Aneinanderreihung von mehreren Elektrolysezellen 2 in Hängestapelbauweise mittels bekannter Spanneinrichtungen werden die Elektrolysezellen 2 über die Kontaktstreifen 7 jeweils mit benachbarten Elektrolysezellen in einem Stapel elektrisch leitend verbunden. Von den Kontaktstreifen 7 fließt der Strom dann durch die Halbschalen über Stege oder Wellbänder in die Anode 8. Nach Durchtritt durch die Trenn wand 6 wird der Strom von der Kathode 9 aufgenommen, um über Stege oder Wellbänder in die andere Halbschale bzw. deren Rückwand 3A zu fließen und hier in den Kontaktstreifen 7 der nächsten Zelle überzutreten. Auf diese Art und Weise durch setzt der Elektrolysestrom den gesamten Elektrolysezellen stapel, wobei er an der einen Außenzelle eingeleitet und an der anderen Außenzelle abgeleitet wird.By stringing together a plurality of electrolytic cells 2 in a hanging stack by means of known tensioning devices, the electrolytic cells 2 are each connected in an electrically conductive manner to adjacent electrolytic cells in a stack via the contact strips 7 . The current then flows from the contact strips 7 through the half-shells via webs or corrugated strips into the anode 8 . After passing through the partition wall 6 , the current is taken up by the cathode 9 in order to flow via webs or corrugated strips into the other half-shell or the rear wall 3 A thereof and to pass into the contact strip 7 of the next cell. In this way, the electrolysis current stacks the entire electrolysis cells, whereby it is introduced on one outer cell and discharged on the other outer cell.
Um während der Durchführung des elektrochemischen Prozesses in dem Elektrolyseapparat 1 eine Schaumbildung zu vermeiden, ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Gehäuse der je weiligen Elektrolysezelle 2 hydrophobe Einbauten angeordnet sind. Diese hydrophoben Einbauten können beispielsweise in Form von Siebgeweben, Drahtgestricken, Netzen oder Füllkör pern ausgebildet sein, wie im einzelnen aus den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Diese hydrophoben Einbauten sind in Fig. 2 bis 4 angedeutet und dort allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet.In order to avoid foaming during the implementation of the electrochemical process in the electrolysis apparatus 1 , it is now provided according to the invention that 2 hydrophobic internals are arranged in the housing of the respective electrolysis cell. These hydrophobic internals can be formed, for example, in the form of screen fabrics, wire mesh, nets or Füllkör cores, as shown in detail from FIGS . 2 to 4. These hydrophobic internals are indicated in FIGS. 2 to 4 and there are generally designated by the reference number 12 .
Diese hydrophoben Einbauten 12 sind vorzugsweise in der Ano denkammer angeordnet. Sie können verschiedene geometrische Gestaltungen aufweisen, diese sind im einzelnen in Fig. 2 bis 4 dargestellt.These hydrophobic internals 12 are preferably arranged in the anode chamber. They can have different geometrical designs, these are shown in detail in FIGS. 2 to 4.
Zusätzlich zu diesen hydrophoben Einbauten 12 können auch noch strömungsbeeinflussende Einbauten vorgesehen werden, wie am besten aus Fig. 1 hervorgeht. Diese Einbauten können mit den erfindungsgemäßen hydrophoben Einbauten 12 sinnvoll kombiniert werden. Beispielhaft sind zwei verschiedene Strö mungsplatten gezeigt. Im oberen Bereich der Anodenkammer ist eine Strömungsplatte 13 angeordnet, die die Benetzung der Trennwand 6 verbessert, während im unteren Teil der Anoden kammer eine Strömungsplatte 14 dargestellt ist, die aufgrund der Dichtedifferenz eine interne Zirkulation und somit eine Vermischung des Elektrolyten zur Folge hat. Dies verbessert die Konzentrationsverteilung in der betreffenden Kammer.In addition to these hydrophobic internals 12 , flow-influencing internals can also be provided, as best shown in FIG. 1. These internals can be usefully combined with the hydrophobic internals 12 according to the invention. Two different flow plates are shown as examples. In the upper region of the anode chamber, a flow plate 13 is arranged, which improves the wetting of the partition 6 , while in the lower part of the anode chamber, a flow plate 14 is shown, which due to the density difference has an internal circulation and thus a mixing of the electrolyte. This improves the concentration distribution in the relevant chamber.
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