CH228920A - Zelle für die elektrolytische Gewinnung von Perverbindungen. - Google Patents

Description

  Zelle für die     elektrolytische    Gewinnung von     Perverbindungen.            Die        Anmelderin    hat sich ,die Aufgabe ge  stellt, für die Erzeugung von     Perverbindun-          gen,    wie     Perschwefelsäure,        Persulfat,    Per  borat und dergleichen Zellen zu verwenden,  welche eine bessere     Ausnutzung    der     aufge-          wen(deten    elektrischen Energie     gewährleisten.     



  Zu diesem Zweck werden an sich be  kannte, mit strömendem Elektrolyten und  mit     gekühlten    Elektroden versehene Zellen  verwendet, bei welchen der     Kathodenraum     oberhalb des Anodenraumes     angeordnet    und  von diesem durch ein     Diaphragma        getrennt     ist.     Erfindungsgemäss    wird dieses Dia  phragma so angeordnet,     :

  dass    der Abstand  zwischen     Diaphragma    und Anode an der  Eintrittsstelle des     Elektrolyten    in den Ano  denraum -der     langgestreckten    Zelle kleiner  ist als .an der Austrittsstelle des     Elektrolysen-          produktes.    Hierbei kann der     Abstand    zwi  schen den Elektroden an allen Stellen der       leiche    sein.

   Durch die erfindungsgemässe  g     o     Massnahme kann der     Vorteil    erzielt werden,    ,dass die     Stromkonzentration    im     Anolyten     vom Zellenanfang bis zum Zellenende     konti-          nuierlich    abnimmt, wobei     zugleirh,die        höchste     Stromkonzentration an der     Stelle    vorhanden  sein kann, an der ,die beste Kühlwirkung be  steht.

   Dies,     kann    erreicht werden, wenn die  Kühlfläche in jedem     Abschnitt    der Anode  ,die gleiche ist, die zu kühlende     Anolytmenge     am Auf     ang    des     Anodenraumes    aber geringer  ist als an dessen Ende. Vermindert sich aber  die Stromkonzentration mit zunehmendem  Gehalt des Elektrolyten an     Aktivsauerstoff,     so     können    einerseits die     Zersetzungsverluste     zurückgedrängt werden, während anderseits  ein hoher Durchsatz pro     Zeiteinheit    erzielt  werden kann.

   Zweckmässig wird so     gearbei-          tet,    dass die Stromkonzentration an der     Aus-          trittsstelle    des Elektrolyten aus der Zelle  nicht     unter    400 Ampel     Anolyt    sinkt.  



  Es hat sich ferner als     vorteilhaft    erwie  sen, die Elektroden in     Richtung    der     Länb        -          achseder    Zelle gegen die     Austrittsstelle    des           Anolyten    hin leicht geneigt anzuordnen.

    Durch diese Massnahme gelingt es, nicht nur  eine gleichmässige Strömung des Elektrolyten  in der Zelle zu erzielen, sondern auch die  Neigung des     Diaphrab        nas    und der Anode,  in Richtung der     Zellenquerachse    von den       Seiten    zur     Mitte    der Zelle hin eine Stauung  des molekular .an der Anode entstehenden  Sauerstoffes hervorzurufen und somit eine  Behinderung -des Stromdurchganges durch  die Zelle zu verursachen, weitgehend zu     ver-          meiden.     



  Weiter können     Diaphragma    und Anode  rinnen- oder     wannenförmig    ausgebildet sein.  Dadurch kann der -an der Anode     molekular     entstehende Sauerstoff entlang dem Dia  phragma nach aussen entweichen, ohne die  Stromverbindung zwischen Kathode und  Anode zu stören.  



  In der     beigefügten    Zeichnung ist eine  Zelle ge=mäss der Erfindung     beispielsweise          dargestellt,    und zwar zeigt     Fig.    1 dieselbe  im Längsschnitt und     Fig.    2 .dieselbe im Quer  schnitt nach der Linie     X-X    in     Fig.    1.  



  A     bedeutet    -den Unterteil der     la.nbge-          streckten    Zelle.<I>B</I> ist der auf<I>A</I> aufgesetzte  Oberteil der Zelle. Beide Teile können z. B.  aus Steinzeug bestehen.     K    bedeutet     die    Ka  thode, J das     Diaphrauma,    welches gleich  zeitig den Boden des Zellenoberteils bildet,       G'    .die Anode.  



  Die Kathode kann z. B. aus Röhren aus  Blei oder dergleichen bestehen, die je nach  Art des     verwendeten        Diaphragmas    quer zur  Zellenlängsachse oder in Richtung dieser  Achse verlaufen können. Die Kathode kann  z. B. auch aus     gekühlten,    geriffelten     Blei-          platten    bestehen, die mit senkrechten Boh  rungen für den Abzug des     kathodisch    gebil  deten Wasserstoffes versehen sind. Der     Ka-          tholyt    kann ausserdem noch durch Einbau  eines Kühlkastens L oder durch Kühlschlan  gen oder dergleichen gekühlt werden.  



  Das     Diaphragma    kann aus     beliebigem,     hierfür     geeignetem    Material, z. B. aus kera  mischem Material,     bestehen.        Mit        Vorteil    wer  den     Diaphraggmen    verwendet, die .aus     Xunst-          stoaffen,    z. B.     Polvinylverbindungen,    Poly-         acry        lsä.ureverbindunzen    oder dergleichen, oder  aus Kautschuk oder künstlichen kautschuk  artigen Stoffen bestehen.

   Die     Diaphragmen     können in Form von Geweben,     Platten    oder  dergleichen     angewendet    werden.  



  Die     Anode    kann mit Vorteil derart aus  gebildet sein, dass sie eine     rinnenartige    oder  wannenartige Gestaltung besitzt. Die Aussen  ränder können z. B. durch     Aufbördelunc    ein  störungsfreies Durchlaufen des Elektrolyten  ohne Gefahr des     Vberlaufe@s        gewährleisten.     Der mit dem Elektrolyten in Stromleitung  stehende Teil der Anode besteht zweckmässig  aus Platin. Das Platin kann z. B. in Form  dünner     Querstreifen    oder Längsstreifen unter       Freilassung    von Zwischenräumen auf das  Grundmaterial, das z.

   B. aus Aluminium  oder     Tantal    bestehen kann, durch Aufwalzen  oder     dergleichen    aufgebracht sein. Die durch  Platin nicht abgedeckten     l@l'etallflächen    kön  nen z. B. bei     Verwendung    von Aluminium als       CTrcmdmeta.l.l,eloxiert    oder durch einen Lack  überzug     zezen    den     Anbtiff    des Elektrolyten  geschützt sein. Unterhalb der Anode ist ein  Kühlraum D     vorgesehen,    .durch den ein Kühl  mittel, z. B. Wasser oder sonstige Kühlflüs  sigkeit zwecks .direkter Kühlung der Anode       -eleitet    wird. Die Kühlwirkung kann durch  Vergrösserung der zu kühlenden Flächen,  z.

   B. durch Anbringen von     Kühlrippen    am  Anodenboden, verstärkt werden. Unterhalb  der Anode können auch halbe Rohre G oder  dergleichen     vorgesehen    sein, durch welche       Kühlmedium    geleitet wird. Bei Vorhanden  sein derartiger Anordnungen kann man ge  gebenenfalls auf einen     Kühlkasten    D ver  zichten.  



  Die Herstellung von     Perverbirndungen,     z. B.     Perschwefelsäure,    mit Hilfe der Zelle       emäss    Erfindung  g<B>o</B>     #    kann z. B. wie folgt.     vor-          genommen        o        werden:

       Der     Katholvt    wird in den Oberteil der  Zelle bei P     (Fig.    1) eingeführt, gekühlt und  gleichzeitig von sich     ka.thodisch    abscheiden  den     Sch%vermetallionen    gereinigt und von  Resten vorhandenen Wasserstoffsuperoxyds,  die durch Senkung des Anodenpotentials die       anodische    Stromausbeute herabsetzen wür-      den, .durch     katho.disehe        Zerstörung    derselben  befreit und dann in den Anodenraum zwi  schen     Diaphragma    und Anode     einströmen    ge  lassen.

   Dies kann derart geschehen, dass der  gekühlte     Katholyt    mit     Hilfe    eines Hebers     S     knapp     oberhalb    des     Diaphragm@as    in den  Anodenraum gebracht wird,     während    nur       der    Rest, ein     verschwindend    kleiner Teil, di  rekt durch das     Diaphragma    in den Anoden  raum gelangt. Man kann     stattdessen    aber  auch so verfahren, dass man einen Teil des       Katholyten,    z.

   B. etwa     '/6,        direkt,durch    das       Diaphragma    in den     Anodenraum    einwandern  und den Hauptteil, z. B.     4/"        mittels    Heber in  den Anodenraum strömen lässt. Man kann  ferner auch so vorgehen, dass man     das    Dia  phragma gegen den Zellenanfang hin bei     Q     so durchlässig ausbildet, dass z.

   B. die Haupt  menge des     Katholyten    an diesem     Teil    des       Diaphragmas        durchtritt,    während die rest  liche Menge, durch das übrige     Diaphragma        in     den Anodenraum gelangt. Um eine gleich  mässige Strömung des Elektrolyten in der  Zelle zu erzielen, hat es sich als     vorteilhaft     erwiesen, die übereinander liegenden Elektro  den in der Strömungsrichtung des     Anolyten     geneigt anzuordnen.

   Die Abführung des     Ano-          lyten    erfolgt an der der     Eintrittsstelle    des       Katholyten    in den Anodenraum gegenüber  liegenden Stelle R.  



  Der an der Anode molekular     entstehende     Sauerstoff kann entlang dem     Diaphragma     nach aussen entweichen, ohne die Stromver  bindung zwischen Kathode und Anode  wesentlich zu stören. Dies kann dadurch er  leichtert werden, dass sowohl Anode als auch       Diaphragma    in Richtung der Zellenquerachse  von den     Seiten    zur Mitte hin geneigt, etwa  warmen- oder     rinnenförmig    ausgebildet     sind.     



       Selbstverständlich    können mehrere Zel  len zu einem Aggregat vereinigt, z. B. hin  tereinander geschaltet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Zelle für .die elektrolytische Gewinnung von Perverbindungen mit strömendem Elek trolyten und mit gekühlten Elektroden,.

   wobei der durch ein Diaphragma vom Ano denraum getrennte Kathodenraum oberhalb .des Anodenraumes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Diaphragma und Anode an -der Eintritts stelle des Elektrolyten in den Anodenraum der langgestreckten Zelle kleiner ist als an der Austrittsstelle des Elektrolysenproduktes. UNTERANSPRüCHE 1.

   Zelle nach Patentansprüch,dadurch ge kennzeichnet, dass der Abstand zwischen -den Elektroden an .allen Stellen :der gleiche ist. 2. Zelle nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden in Rich tung,der Längsachse der Zelle :gegen die Aus trittsstelle des Elektrolysenproduktes hin leieht geneigt angeordnet sind.

   3. Zelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dis Anode und das Diaphragma rinnenförmig ausgebildet sind. 4. Zelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode und das Dia phragma wannenförmig .ausgebildet sind.

   5. Zelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, d:ass das Diaphragma so durchlässig ausgebildet ist, dass der Elektro lyt mindestens teilweise vom Kathodenraum durch das Diaphragma hindurch in den Ano denraum strömen kann.