DE1197852B - Elektrolysezelle zur Herstellung von Alkalichlorat - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUtSCHES

PATENTAMT

AU SLECjE SCH RIFT

Int. α.:

COIb

Deutsche Kl»; 12 i-11/25

Nummer; 1197 852

Aktenzeichen: K 42140IV a/12 i

Anmeldetag: 12. November 1960

Aüslegetag; 5. August 1965

Vorliegende Erfindung Bezieht sich auf eine mit einem Elektrolytsammelbehältef in Verbindung stehende Elektrolysezelle zur Herstellung von Alkalichlorat aus wäßrigen Alkälichloridlösungen mit einem im wesentlichen vom Elekteolytstrom durchflössenen Reaktionsraum, der durch seitlich angeordnete, den Flüssigkeitsdurchtritt verhindernde Wandungen begrenzt und nur an den in Strömungsriehtung gegenüberliegenden Enden über freie Dufehtrittsquerschnitte mit dem außerhalb des Reäktionsraümes befindlichen Elektrolytrückführraum kommunizierend verbunden ist*

Bei der Herstellung von Aikaliehlorat durch die Elektrolyse wäßriger Alkalichloridlösungen wird das Chlorion des dissozierten AlkäliGhlörides an der Anode zu elementarem Chlor entladen, während au der Kathode vorzugsweise WässerstofFionen abgeschieden Werden. In der Nähe der Anode sind Vor allem freies Chlor und unterchlorige Säure, in Kathodennähe Wasserstoff und freies Alkali vorhanden. Letzteres reagiert mit dem Chlor zu Alkalihypochlorit, welches mit der unterchlorigen Saufe Alkalichlorat bildet. Außerdem wird indessen auch Alkalichlorat durch direkte Entladung von Hypochloritänionen an der Anode gebildet, in einer zweiten Nebenreaktion werden auch Hydroxylionen des Alkalis an der Anode ent" laden. Beide Nebenreaktionen sind unerwünscht, da sie die Stromausbeüte verschlechtern und bei Verwendung von Graphit als Anodenmateriäl die Lebensdauer der Anoden vermindern.

In der Absicht, die beschriebenen Nebenreaktionen zu unterdrücken, Wurde bis jetzt die Chloratelektrolyse in Möglichst ruhenden Elektrolyten durchgeführt, um dadurch die Bildung einer ausgeprägten, das An* dringen der Hypochlorit" und Hydroxylionen erschwerenden Diffusionsschicht an der Anöde - zu begünstigen. Dementsprechend wurden bei den bekannten Zellenkonstruktionen keine besonderen Vor* kehrungeii getroffen, um die Elektrolytbewegung im Reaktionsraum zwischen Anöde und Kathode über das mit Rücksicht auf eine ausreichende Elektrolyterneuerung notwendige Maß hinaus zu erhöhen.

Es sind zwar Elektrolysezellen bekanntgeworden, bei denen sich durch die eingangs beschriebene Ausbildung eine Umlaufströmung des Elektrolyten während des Betriebes innerhalb der Zelle einstellt, jedoch sind diese Umlaufströmungen entweder nur von geringer Intensität und/oder die Umlaufströmung wird von im Reaktionsraum befindlichen Kühleinrichtungen nachteilig beeinflußt, da infolge der Kühlung durch die Konvektion sich ein Geschwindigkeitsfeld des Elektrolyten ausbildet, welches der Umläufströmung des Elektrolysezelle zur Herstellung von
Alkalichlorat

Anmelder:

Krebs & Cö. A. G., Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Df.-Ing. R. Döring, Patentanwalt,

Braunschweig, Jasperallee 1 a

Elektrolyten entgegenwirkt und somit die Auftriebsströmung im Reaktionsraum hemmt und die Aus* bildung einet kontinuierlichen Strömung hindert.

Vorliegende Erfindung geht von den durch theoretische Überlegungen und praktische Versuche gewonnenen Erkenntnissen aus, daß eine ungestörte gerichtete Strömung im Bereich zwischen den Elektroden für den Elektrolyseprözeß besonders bei Anwendung hoher anodischer Stromdichten günstig ist.
Demgemäß geht vorliegende Erfindung von den eingangs genannten und beschriebenen Elektrolysezellen aus und kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß der Reaktionsraum der Zelle mit derart bemessenen Durchströmquerschnitten und/öder mit zusätzlichen Einrichtungen zur Förderung des Elektrolyten in Verbindung steht, daß innerhalb des Reaktionsrautties bei einer anödischen Stromdichte von mindestens etwa 5 A/dm² eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens 0,10m/Sek. auftritt,, während der Querschnitt des Elektrolytrückführraumes so bemessen ist, daß der innerhalb der Zelle zirkulierende Elektrolytstrom ihn mit wenigstens 0,1 iü/Sek. durchfließt, wobei Kühleinrichtungen im Elektrolytrückführraum und/oder im außerhalb der Zellen befindlichen Blektrölytkreislkufsystern vorgesehen sind.

Hierbei ist es zweckmäßig, für eine Gruppe oder sämtliche Elektrolysezellen einen Elektrolytsammelbehälter Vorzusehen, der zur Ausbildung eines äußeren Kreislaufes des Elektrolyten mit den Zelienüberläufen und über Zülaufleitungen mit den Zellentrogunterteilen verbunden ist, in dem gegebenenfalls Kühleinricll·- tungen untergebracht sein können.

Ein derartiger Elektrolytsammelbehälter mit Kühleinrichtungen führt dazu, daß die Elektrolysezellen selbst sehr klein ausgebildet sein können und somit nur einen geringen Platz beanspruchen, Der Sammelbehälter begünstigt ferner die gleichmäßige Umläufst» 629/361;

strömung in sämtlichen mit ihm verbundenen Elektrolysezellen. In ihm erfolgt gleichzeitig die chemische Umsetzung des Hypochlorits in das Chlorat, so daß der in den Reaktionsraum eintretende Elektrolyt, der im wesentlichen von dem Sammelbehälter zufließt, in jeder Zelle die gleiche oder annähernd gleiche Zusammensetzung aufweist.

In Versuchen wurde ermittelt, daß beispielsweise in einer Versuchszelle mit Graphitanoden und -kathoden, welche mit einer anodischen Stromdichte von 10 A/dm^a betrieben wurde und Stromausbeuten zwischen 87 und 90% ergab, die Geschwindigkeit im Reaktionsraum 0,35 m/Sek. betrug. Die stündlich infolge der Interaströmung in der Zelle umgewälzte Flüssigkeitsmenge betrug mehr als das 10Ofache des Elektrolytvolumens der Zelle.

Die Anwendung hoher anodischer Stromdichten über 5 A/dm², hoher Elektrolytgeschwindigkeiten im Reaktionsraum und die starke Internzirkulation des Elektrolyten in der Zelle bringt folgende wesentliche Vorteile mit sich:

Infolge der hohen anodischen Stromdichten können für gegebene Zellenleistung die Abmessungen der Zellen und des Zellensaales kleiner gehalten und damit die Anlagekosten gesenkt werden. Es ist bekannt, daß die Tendenz zur anodischen Entladung der beim Elektrolysevorgang gebildeten Hydroxyl- und Hypochloritionen mit steigender anodischer Stromdichte abnimmt, wodurch die Oxydationsverluste in der Zelle verringert und die Stromausbeute entsprechend verbessert wird. Außerdem bewirkt die parallel mit der Erhöhung der anodischen Stromdichte sich einstellende höhere kathodische Stromdichte einen dichteren Aufbau des durch das in der Lösung enthaltene Natriumdichromat erzeugten Diaphragmas, welches die Kathodenflächen bedeckt und die unerwünschten kathodischen Reduktionen des gebildeten Alkalihypochlorits erschwert. Die Folge davon sind niedrigere kathodische Reduktionsverluste und damit eine Verbesserung der Stromausbeute. Hohe Elektrolytgeschwindigkeit hat zur Folge, daß sich das anodisch freigesetzte elementare Chlor in kleineren Bläschen von der Anode ablöst und damit die Chlorabsorption im Elektrolyten erleichtert wird. Außerdem erleichtert die stärkere Mischbewegung im Reaktionsraum infolge der höheren Strömungsturbulenz die Bildung des Natriumhypochlorits,

ίο Durch die starke Internzirkulation, insbesondere in Verbindung mit der Verwendung eines Elektrolytsammelbehälters, erfolgt ein praktisch vollständiger Temperatur- und Konzentrationsausgleich im Elektrolyten der Zelle. Örtliche Chloridverarmung und dadurch verursachte Stromausbeuteverluste sowie Graphitverluste durch örtliche Temperaturerhöhung siud bei dieser Arbeitsweise weitgehend ausgeschlossen.

Durch die Bemessung der Durchströmquerschnitte des Reaktionsraumes kann man erreichen, daß infolge

ao der Gasentwicklung in diesem Raum und der dadurch bedingte Unterschied der spezifischen Gewichte des Rauminhaltes der Elektrolyt mit der vorgesehenen Geschwindigkeit von wenigstens 0,10 m/Sek. bewegt wird. Dabei können zur Erzeugung der angestrebten hohen Elektrolytströmung erfindungsgemäß zusätzliche Einrichtungen wie Umwälzpumpen oder ein Gaseintrag vorgesehen sein, wobei letzterer unterhalb oder im unteren Teil des Reaktionsraumes vorzunehmen ist, um die Auftriebsströmung des Elektrolyten mit zu unterstützen.

Wird eine Zelle mit der bei vorliegender Erfindung vorgesehenen hohen Stromdichte betrieben, so ergeben sich für die Abführung der beim Elektrolysevorgang freigesetzten Wärme aus dem Elektrolyten durch Einbau ausreichender Kühlflächen in der Zelle oftmals Schwierigkeiten, da die entwickelte Wärmemenge, wie nachstehendes Beispiel zeigt, bei Steigerung der anodischen Stromdichte in einer Zelle schnell zunimmt.

Anodische Stromdichte, A/dm²

Pro Zeiteinheit entwickelte Wärmemenge

6
2,7

5,1

12
8,6

15
12,9

Um den Kühlflächenbedarf auf ein erträgliches Maß zu beschränken, ist vorgesehen, den Elektrolyten außerhalb des Reaktionsraumes bei einer Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens 0,1 m/Sek. zu kühlen.

Um mit den vorgesehenen hohen Stromdichten arbeiten zu können, die erforderlich sind, um die Auflösung des auf der Kathode gebildeten Bichromatdiaphragmas zu vermeiden, welches die kathodische Reduktion verhindert, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Kathodenplatten perforiert auszubilden und nur 4ie den Reaktionsraum seitlich gegen den Elektrolytrückführraum abgrenzenden Wände als nichtperforierte Kathodenplatten auszubilden.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die den Anoden unmittelbar benachbarten Flächen des Zellentroges ebenfalls als Kathoden wirksam sind, wobei der Abstand zwischen den als Kathoden ausgebildeten Wänden des Zellentroges und den diesen unmittelbar benachbarten, neu eingesetzten Anoden vorzugsweise gleich oder kleiner als der Abstand zwischen den eigentlichen Kathoden und den Anoden gewählt wird.

Der Abstand zwischen den benachbarten Anoden und Kathoden soll gemäß der Erfindung bei neu eingesetzten Anoden kleiner als 10 mm sein, um die angestrebte Umlaufströmung des Elektrolyten zu erreichen allein auf Grund seines Auftriebes im Reaktionsraum.

Wird die Elektrolysezelle mit einer Umwälzpumpe ausgerüstet, so empfiehlt es sich, den Reaktionsraum in oder gegen die Richtung der Elektrolytströmung trichterförmig verlängert auszubilden, so daß er gegen

den Elektrolytrückführraum eine trichterförmige Öffnung bildet, in der ein den Elektrolyten in axialer Richtung förderndes Pumpenlaufrad drehbar angeordnet ist. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung des Elektrolyten im Reaktionsraum ist es dabei zweckmäßig, wenn, in Strömungsrichtung gesehen, vor dem Reaktionsraum eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete perforierte Platte vorgesehen ist.
Zweckmäßig ist es, eine Pumpe so vorzusehen, daß ihre Förderrichtung mit der Auftriebsrichtung des Elektrolyten übereinstimmt. Es ist jedoch durchaus möglich, die Pumpe so anzuordnen, daß sie den Elektrolyten entgegen der Auftriebsrichtung fördert, wenn dies aus baulichen oder anderen Gründen notwendig ist.

Eine die Auftriebsbewegung des Elektrolyten fördernde Gaseintrittsvorrichtung kann gemäß vorliegender Erfindung so ausgebildet sein, daß im unteren

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Teil des Reaktionsraumes eine perforierte Platte sowie deshalb durch eine Auskleidung wie Hartgummi, ein unterhalb der Platte angeordnetes Zuführungsrohr Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polyisobutylen für dem Elektrolyten zuzuführendes Gas vorgesehen gegen den Angriff des freien Chlors geschützt werden, sind, das unterhalb der perforierten Platte ein Polster Erfahrungsgemäß ist die Lebensdauer dieser Überzüge bildet und mit dem aufwärts strömenden Elektrolyten 5 beschränkt. Durch die lösbare Flanschverbindung ist durch die Öffnungen der Platte hindurchtritt. Bei eine leichte Auswechselbarkeit des gefährdeten Trog-Anordnung von Gaseintragvorrichtungen empfiehlt Oberteils gewährleistet. Der Elektrolyt und das bei der es sich, die Enden der Anoden auf der Einströmseite Elektrolyse entwickelte, hauptsächlich Wasserstoff des Elektrolyten zur Vermeidung von Gasstauungen enthaltende Zellengas werden über den Ablaufstutanzuschrägen. io zen 10 aus der Zelle gemeinsam abgezogen. Ein in der

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus Höhe verstellbares Überlaufwehr 12 regelt den Stand

den in der Zeichnung dargestellten Figuren und der des Elektrolyten in der Zelle. In die ringsum verlaufende

folgenden Figurenbeschreibung. Versetzung des Trogoberteils ist der die Zelle nach

Die Zeichnungen geben beispielsweise Ausbildungs- oben abschließende Zellendeckel aus elektrisch nichtformen von Elektrolysezellen wieder, die mit im Elek- 15 leitendem Material, z. B. Polyvinylchlorid o'der Steintrolytrückführraum angeordneten Kühleinrichtungen zeug, eingelegt. Die Anoden bestehen aus den parallelausgerüstet sind. epipedf örmigen Anodenkörpern 14 und den gegenüber

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Elektro- diesen abgesetzten Anodenhälsen 13 und sind von oben

lysezelle, bei der die hohen Elektrolytgeschwindig- her in die Zelle mittels gasdichter Durchführungen

keiten durch Ausnutzung der Gasabscheidung im 20 durch den Zellendeckel eingehängt.

Reaktionsraum erreicht werden; Der stromdurchflossene Raum zwischen den Anoden

F i g. 2 gibt einen Längsschnitt der Anordnung nach und Kathoden sei als eigentlicher Reaktionsraum

Fig. 1 wieder; bezeichnet, da der primäre Elektrolysevorgang, näm-

F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Zelle nach lieh die Entladung der Ionen des Alkalichlorids, fast

Fig. 1 bei abgehobenem Deckel; 25 ausschließlich an den diesen Raum begrenzenden

Fig. 4, 5 und 6 zeigen entsprechend den Dar- Anoden- bzw. Kathodenflächen stattfindet. Der rest-

stellungen der Fig. 1, 2 und 3 eine Ausbildungsform liehe vom Elektrolyten eingenommene Zellenraum ist

der Elektrolysezelle mit einer unterhalb des Reak- als Elektrolytrückführraum bezeichnet,

tionsraumes angeordneten Förderpumpe; In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 3

Fig. 7 gibt einen Querschnitt durch eine Elektro- 30 erfolgt die Umwälzströmung des Elektrolyten aus-

lysezelle wieder, bei der die Auftriebsströmung im schließlich dadurch, daß der im Reaktionsraum

Reaktionsraum durch Eintrag von Gas in den Elektro- befindliche Elektrolyt von den an der Anode bzw.

lyten erreicht wird; Kathode freigesetzten, im wesentlichen aus Wasserstoff

Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie bzw. aus Chlor bestehenden Gasbläschen durchsetzt ist

VIII - VIII gemäß F i g. 7. 35 und somit ein geringeres spezifisches Gewicht als der

In den Figuren ist der eiserne Zellentrog-Unter- im Elektrolytrückführraum befindliche Elektrolyt aufteil 1 in üblicher Weise, z. B. mittels der vier Ab- weist, durch das eine intensive Auftriebsströmung Stützungen 2, welche auf den Isolatoren 3 aufliegen, auf erzeugt wird. Dieser im Reaktionsraum hervorgedem Zellenfundament elektrisch isoliert angeordnet. rufenen Auftriebsströmung entspricht im Elektrolyt-Die Trogsohle ist zwecks guter Reinigungsmöglich- 40 rückführraum eine von oben nach unten gerichtete keit schräg ausgeführt und am tiefsten Punkt mit einem Rückführströmung, vorausgesetzt, daß der Reaktions-Ablaßventil 4 zur Entleerung der Zelle und Abführung raum vom Elektrolytrückführraum durch seitliche, des Graphitschlammes ausgerüstet. Der frische Elek- den Flüssigkeitsdurchtritt verhindernde Wandungen trolyt wird der Zelle durch das gelochte Rohr 5 zu- getrennt wird. Damit sich diese gerichtete, in sich geführt. Die Kathodendplatten6und6fl sind elektrisch 45 geschlossene Internzirkulation in der Zelle möglichst leitend mit den beiden Wandungen 7 des Zellentrog- ungestört ausbilden kann, weist die vorbeschriebene Unterteils verbunden. Die Kathodenplatten, welche Zelle erfindungsgemäß noch die folgenden charakteaus Metallen oder Graphit gefertigt sein können, ristischen Merkmale auf:

werden beispielsweise durch Schweißen, Löten, Nieten Während die Kathodenplatte 6 zwischen den Anoden oder Schrauben mit den Wandungen? verbunden, 5° perforiert ausgeführt sind, da eine hohe kathodische welche ihrerseits aus massiven Eisen oder zwecks Stromdichte von mindestens 5 A/dm² Voraus-Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit aus beidseitig Setzung ist für eine gute Ausbildung des die kathomit Eisen plattiertem Kupferblech bestehen können. dische Reduktion des Hypochlorits verhindernden Jede Trogwandung 7 weist mindestens eine Anschluß- Diaphragmas, welches durch die Zugabe von Natriumklemme 8 auf, welche an den Minuspol der Spannungs- 55 dichromat gebildet wird, werden die beiden, den quelle angeschlossen wird. Im Elektrolytrückführraum Reaktionsraum seitlich vom Elektrolytrückführraum sind zur Abführung der in der Zelle entwickelten trennenden Kathoden 6a ohne Perforation ausgeführt, Stromwärme Kühlflächen 15, z.B. in Form von um eine die Auftriebsströmung im Reaktionsraum Rohren, angeordnet. behindernde Ausgleichsströmung vom Elektrolytrück-

Auf dem Trogunterteil ist mittels lösbarer Flaschen- 60 führraum in den Reaktionsraum durch die Trennverbindung der Zellentrog-Oberteil 9 flüssigkeitsdicht wände 6a hindurch zu vermeiden, aufgesetzt. Dieser Teil des Zellentroges ist im Gasraum Der Abstand zwischen einander benachbarten dem chemischen Angriff des bei der Elektrolyse Anoden- und Kathodenflächen dl wird möglichst klein entwickelten feuchten Wasserstoffgases, welches immer gehalten und soll bei neuen Anoden 10 mm nicht überauch Chlor enthält, ausgesetzt. Außerdem weist der 65 steigen, damit die Konzentration der Gasblasen im Elektrolyt an der Oberfläche einen besonders hohen Gasraum und damit die Verminderung des spezi-Gehalt an freiem Chlor auf und wirkt deshalb hier fischen Gewichtes des Elektrolyten im Reaktionsraum besonders korrodierend. Der eiserne Trogoberteil muß möglichst große Werte erreicht.

Die Verteilung der Gasblasen im Elektrolyten soll möglichst gleichmäßig Sein, um interne Ausgleiehsströmungen im Reaktionsraum zu vermeiden. Deshalb sind die Abstände dl zwischen den Trogwandungen 7 und den diesen benachbarten Anoden in der gleichen Größenordnung wie die normalen Abstände dl zwischen Anoden und Kathoden gehalten, wodurch die Trögwandung 7 ebenfalls die Funktion einer Kathode übernimmt. Außerdem sind die Abstände zwischen benachbarten Anoden flf3 so klein als möglich, d. h. höchstens 3 mm weit zu wählen. Während im Elektrolytspalt hohe Elektrolytgeschwindigkeiten aus ehe* mischen Gründen angestrebt werden, soll die Geschwindigkeit des Elektrolyten im Elektrolytrückführraum so hoch gehalten werden, daß die Wirksamkeit der eingebauten Kühlflächen gegenüber jener bei praktisch stagnierendem Elektrolyten wesentlich verbessert wird.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 4, 5 und 6 ist die Elektrolysezelle mit einer die hohen Durchströmgeschwindigkeiten im Reaktionsraum erzeugenden Pumpe ausgerüstet. Zu diesem Zweck ist die Zelle so ausgebildet, daß der Reaktionsraum nach unten durch einen in diesem Falle im Querschnitt rechteckigen Trichter aus Eisenblech gefertigt ist. Zwei einander gegenüberliegende Trichterseiten 16 sind an den beiden zuäußerst liegenden und nicht perforiert ausgeführten Kathodenplatten 6a angeschlossen, die beiden anderen Trichterseiten 16a an den Wandungen 7 des Zellentrog-Unterteils. Die Spitze des Trichters mündet in einen kreiszylindrischen Stutzen 17, in welchem ein in axialer Richtung förderndes Pumpenlaufrad 18 rotiert.

Im speziellen Falle erfolgt der Antrieb des Pumpenlaufrades durch einen direkt mit der Pumpenwelle gekuppelten, elektrischen Antriebsmotor 19, welcher von unten her an den Boden des Zellentrog-Unterteils angeflanscht ist. Eine perforierte Platte 20 z. B. aus Kunststoff oder Eisen gewährleistet eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung des Elektrolyten über den Strömungsquerschnitt des eigentlichen Reaktionsraumes. Der Antrieb des Pumpenlaufrades 18 kann auch durch ein über dem Zellendeckel 11 angeordnetes Antriebsaggregat erfolgen, wobei die Pumpenwelle von oben her gasdicht durch den Zellendeckel und anschließend durch einen freien Zwischenraum zwischen den Anoden bis zum Pumpenlaufrad geführt wird. Desgleichen ist es denkbar, den Reaktionsraum nach oben trichterförmig zu verlängern und das Pumpenlaufrad über dem Reaktionsraum anzubringen.

In der gezeichneten Zelle ist ein von unten nach oben förderndes Pumpenlaufrad angenommen, welches den Elektrolyten aus dem Elektrolytrückführraum ansaugt und nach Durchgang durch die perforierte Platte 20 mit der angestrebten hohen Geschwindigkeit durch den eigentlichen Reaktionsraum nach oben drückt. Es ist auch möglich, das Pumpenlaufrad von oben nach unten fördern zu lassen und hierdurch die Richtung der internen Zirkulation in der Zelle umzukehren, was die Verhältnisse für die Absorption des an den Anoden entwickelten elementaren Chlors im Elektrolyten wesentlich verbessert.

Eine weitere beispielsweise Zellenkonstruktion, bei welcher erfindurtgsgemäß die Auftriebsströmung im Reaktionsraum durch den Eintrag von Gas in den Elektrolyten erhöht wird, ist in F i g. 7 und 8 dargestellt.

Die den Reaktionsraum vom Elektrolytrückführraum trennenden Kathodenbleche 6 a sind nach unten verlängert. Ein mit gleichmäßig verteilten Perforationen füf den Gäsdurchtritt versehenes, horizontal gerichtetes Blech ist mit den Kathodenblechen 60 sowie den Zelfentrogwandungen zwischen den letz* teren flüssigkeitsdicht verbunden. Das die Internzir* külation in der Zelle förderndes Gas, für welches das in den Zellen entwickelte Wasserstoffgas öder ein Fremdgas verwendet werden kättu, wird mittels des Stutzens 23 in den Raum unter dem perforierten Blech 20, wo sich ein Gaspolster bildet, eingeleitet. In das Blech 20 sind Elektrolytzirkulatiönsrohre 21 eingelassen, welche den Übertritt des Elektrolyten aus dem Elektrolytrückführraum in den Reaktionsraum ermöglichen. Um eine Stauung des in Form kleiner Blasen durch das Blech 20 tretenden Gases beim Eintritt in den eigentlichen Elektrolysespalt zwischen Kathoden und Anoden zu vermeiden, werden die unteren Enden 22 der letzteren seitlich angeschrägt. Durch den Eintrag des Gases werden die spezifischen Gewichtsunterschiede zwischen Reaktionsraum und Elektrolytrückführraum vergrößert und damit die bereits bei der erstbeschriebenen Zellenkonstruktion geschilderte Auftriebsströmung im Reaktionsraum erhöht.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Mit einem Elektrolytsammelbehälter in Verbindung stehende Elektrolysezelle zur Herstellung von Alkalichlorat aus wäßrigen Alkalichloridlösungen mit einem vom Elektrolytstroni durchflossenen Reaktionsraum, der durch seitlich angeordnete, den Flüssigkeitsdurchtritt verhindernde Wandungen begrenzt und nur an den in Strömungsrichtung gegenüberliegenden Enden über freie Durchtrittsquerschnitte mit dem außerhalb des Reaktionsraumes befindlichen Elektrolytrückführraum kommunizierend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum der Zelle mit derart bemessenen Durchströmquerschnitten und/oder mit zusätzlichen Einrichtungen zur Förderung des Elektrolyten in Verbindung steht, daß innerhalb des Reaktionsraumes bei einer anodischen Stromdichte von mindestens etwa 5 A/dm² eine mittlere Stromungsgeschwindigkeit von wenigstens 0,10 m/Sek. auftritt, während der Querschnitt des Elektrolytrückführraumes so bemessen ist, daß der innerhalb der Zelle zirkulierende Elektrolytstrom ihn mit wenigstens 0,1 m/Sek. durchfließt, wobei Kühleinrichtungen im Elektrolytrückführraum und/oder im außerhalb der Zellen befindlichen Elektrolytkreislaufsystem vorgesehen sind.

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die den Reaktionsraum seitlich gegen den Elektrolytrückführraum abgrenzenden Wände als nicht perforierte Kathodenplatten ausgebildet sind.

3. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anoden unmittelbar benachbarten Flächen des Zellentroges ebenfalls als Kathoden wirksam sind.

4. Elektrolysezelle nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den als Kathoden ausgebildeten Wänden des Zellentroges und den diesen unmittelbar benachbarten, neu eingesetzten Anoden gleich oder kleiner als der Abstand zwischen den eigentlichen Kathoden und den Anoden ist.

5. Elektrolysezelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den benachbarten Anoden und Kathoden bei neu eingesetzten Anoden kleiner als 10 mm ist.

6. Elektrolysezelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolysezelle mit einer Umwälzpumpe- ausgerüstet ist.

7. Elektrolysezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum in oder gegen die Richtung der Elektrolytströmung trichterförmig verlängert ist und gegen den Elektrolytrückführraum eine trichterförmige Öffnung bildet, in der ein den Elektrolyten in axialer Richtung förderndes Pumpenlaufrad drehbar angeordnet ist.

8. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch "gekennzeichnet, daß, in Strömungs-

richtung gesehen, vor dem Reaktionsraum eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete perforierte Platte vorgesehen ist.

9. Elektrolysezelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine den Elektrolyten entgegen der Auftriebsrichtung fördernde Pumpe.

10. Elektrolysezelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil des Reaktionsraumes eine perforierte Platte sowie ein unterhalb der Platte angeordnetes Zuführungsrohr für dem Elektrolyten zuzuführendes Gas vorgesehen sind.

11. Elektrolysezelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Anoden auf der Einströmseite des Elektrolyten zur Vermeidung von Gasstauungen angeschrägt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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