DD297191A5 - Gestell fuer einen elektrolyseur vom typ filterpresse und monopolarer elektrolyseur vom typ filterpresse - Google Patents

Abstract

Gestell fuer einen Elektrolyseur vom Typ Filterpresse mit einem vertikalen Rahmen * der einen Elektrolyseraum (13) begrenzt, einer Elektrode im Elektrolyseraum, die ein Paar vertikale Bleche (6) hat, die einander gegenueber angeordnet sind, horizontalen oder schraegen Metallstaeben * die zwischen den Blechen (6) angeordnet sind, und vertikalen U- oder V-Metallprofilen * die zwischen den Staeben und den Blechen eingefuegt sind, wobei die Profile (8) paarweise symmetrisch beiderseits der Staebe (7) angeordnet und miteinander durch vertikale Platten (11) verbunden sind, die sich so an die Staebe (7) anschlieszen, dasz sich im Raum (13) vertikale Gaenge (12) ergeben. Fig. 2

Description

Hierzu 8 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft Elektrolyseure vom Typ Filterpresse für die elektrolytische Erzeugung eines Gases und beim Bau dieser Elektrolyseure verwendete Gestelle.

Elektrolyseure vom Typ Filterpresse bestehen im allgemeinen aus einem Paket vertikaler Gestelle, die im Wechsel anodische und katodische Elektrolyseräume begrenzen, in denen Elektroden vertikal angeordnet sind. Zwischen den Gestellen können zur Trennung der Elektrolyseräume selektiv durchlässige Membranen oder elektrolysedurchlässige Diaphragmen eingesetzt werden.

Die Erfindung betrifft hauptsächlich Gestelle, die beim Bau von Elektrolyseuren dieser Art eingesetzt werden, wobei diese Gestelle jeweils einen vertikalen Rahmen zur Begrenzung eines Elektrolyseraums haben. Dieser enthält eine aus einem Paar vertikaler, durchbrochener, einander gegenüberliegender Bleche gebildete Elektrode. Zwischen den Blechen sind horizontale Metallstäbe eingesetzt und an diesen durch entsprechende Verbindungselemente befestigt. In Gestellen dieser Art diesen die Metallstäbe und die Verbindungselemente dazu, die Blecht» der Elektrode im Elektrolyseraum abzustützen, und sind an ihrem Anschluß an eine Stromquelle beteiligt. Sie müssen so konzipiert sein, daß sie einen vertikalen Umlauf des Elektrolyten und der Elektrolyseprodukte zwischen den Blechen der Elektrode ermöglichen. Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, den Stäben einen Querschnitt zu geben, der kleiner als der Abstand zwischen den Blechen ist, und für die Verbindungselemente vertikale Stäbe zu verwenden, die zwischen den horizontalen Stäben und den Blechen der Elektrode eingefügt werden. Die vertikalen Stäbe können sehr unterschiedliche Fi ofile haben (DE-A-2821984; JP-A-58-123885). In der Patentschrift JP-A-58-123885 wird

vorgeschlagen, für die vertikalen Stäbe in Form einer Dachrinne gebogenes Bandmaterial zu verwenden. Bei den bekannten

Gestellen bilden die horizontalen Stäbe und die vertikalen Stabe im Elektrolyseraum eine gitterförmige Anordnung, die einer Vereinheitlichung der Elektrolysebedingungen abträglich ist. Dieser Nachteil wird besonders dann deutlich, wenn bei der Elektrolyse an der Elektrode ein Gas erzeugt wird, da diese gitterförmige Anordnung ein Hindernis für einen Umlauf des Gases

und des Elektrolyten im Elektrolyseraum darstellt.

Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil der oben beschriebenen bekannten Gestelle und bietet ein Gestoll mit einer neuen Konzeption an, das den natürlichen Umlauf des Gases und des Elektrolyten während der Elektrolyse erleichtert und die Elektrolysebedingungen innerhalb des Elektrolyseraumes vereinheitlicht. Die Erfindung betrifft demzufolge ein Gestell für einen Elektrolyseur vom Typ Filterpresse, wobei dieses Gestell umfaßt:

- einer) vertikalen Rahmen, der einen Elektrolyseraum begrenzt,

- eine Elektrode im Elektrolyseraum mit einem Paar vertikaler, durchbrochener, einander gegenüber angeordneter Bleche und

- eine Stromzufuhr zur Elektrode, wobei diese Stromzufuhr horizontale oder schräge Metallstäbe hat, die zwischen den Blechen angeordnet sind, und Verbindungselemente der Stäbe mit dan Blechen, wobei die Verbindungselemente erfindungsgemäß vertikale Profilpaare in U- oder V-Form haben, die symmetrisch beiderseits der Stäbe angeordnet und miteinander durch vertikale Platten verbunden sind, die so an die Stäbe angefügt sind, daß sich im Elektrolyseraum vertikale Gänge ergeben.

In dem erfindungsgemäßen Gestell kann der Rahmen jedes Profil haben, das mit der Herstellung eines Elektrolyseurs vom Typ Filterpresse vereinbar sit. Es kann unterschiedslos ein kreisrundes oder polygonales, z.B. ein quadratisches, trapezförmiges oder rechteckiges Profil haben. Es muß aus einem Material hergestellt werden, das chemisch beständig gegenüber den Elektrolysebedingungen ist. Es kann zum Beispiel aus Titan oder aus Nickel hergestellt werden, je nachdem ob es in einem Elektrolyseur für die Elektrolyse wäßriger Natriumchloridlösungen einen Anoden- oder einen Katodenraum bilden soll. Die die Eloktrode bildenden Bleche können zum Beispiel Bleche mit Öffnungen, Bleche aus Streckmetall oder Netze sein. Die Wahl des Materials der Bleche hängt davon ab, wofür die Elektrode vorgesehen ist. Wenn die Elektrode zum Beispiel als Katode für die Erzeugung von Wasserstoff in einer Zelle zur Elektrolyse von Wasser oder wäßrigen Lösungen dienen soll, können die Bleche aus Eisen, Stahl, Nickel oder jedem anderen leitenden, bei der elektrolytischen Wasserstofferzeugung aktiven Material sein, wie zum Beispiel denjenigen, die in den Patenten EP-A-8476, FR-A-2460343, EP-A-113931, EP-A-131978 (SOLVAY & Cie) beschrieben sind. Wenn die Elektrode als Anode bei der Erzeugung von Chlor in einer Zelle zur Elektrolyse einer wäßrigen Natriumchloridlösung dienen soll, können die Bleche vorteilhafterweise auf einem filmbildenden leitenden Material bestehen, das unter Titan, Tantal, Niobium, Zirconium, Wolfram und den Legierungen dieser Metalle ausgewählt wird und das einen aktiven leitenden Überzug aus einem Material hat, das unter Platin, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und den Legierungen und Verbindungen dieser Metalle, insbesondere ihren Oxiden, ausgewählt wird. Elektroden, die speziell an die Erzeugung von Chlor durch Elektrolyse wäßriger Natriumchloridlösungen angepaßt sind, sind solche, bei denen das Material des aktiven Überzugs ein Gemisch aus Rutheniumoxid und Titandioxid oder eine der Verbindungen enthält, die in den Patenten BE-A-769677, BE-A-769678, BE-A-76979, BE-A-776709, BE-A-785605 (SOLVAY & Cie) beschrieben sind. Die Metiillstäbe haben eine Dicke, die kleiner ist als der Abstand zwischen den die Elektrode bildenden Blechen. Sie sind horizontal oder schräg zwischen den Blechen angeordnet, mit denen sie durch vertikale U-förmige Metallprofile verbunden sind, unter der Bezeichnung „U- oder V-förmige Profile" werden Profile mit balligem Querschnitt verstanden, die die Form einer Dachrinne haben. Erfindungsgemäß können die Profile damit einen halbrunden, halbovalen oder halbpolygonalen Querschnitt haben.

Die Stäbe und die Profile wirken zusammen, um zwischen einer Stromquelle und den Blechen der Elektrode während eines Elektrolysevorgangs den elektrischen Strom zu transportieren. In einer Variante kann der Zweck ihres Zusammenwirkens auch darin bestehen, die Bleche der Elektrode im Rahmen abzustützen. Der ballige Querschnitt verleiht den Profilen im übrigen eine gute Biegefestigkeit, so daß diese ebenfalls als Verstärkungen für die Bleche der Elektrode dienen. Die Stäbe und die Profile müssen aus einem Strom leitenden Material bestehen und während der Elektrolyse beständig yogenüber der chemischen Umgebung sein. Es werden vorteilhafterweise Verbundstäbe benutzt, die eine Seele aus einem Metall oder einer Legierung, die Strom gut leiten (zum Beispiel aus Kupfer oder aus Aluminium), mit einem Überzug aus Titan oder Nickel haben. Derartige Verbundstäbe können zum Beispiel durch einen gleichzeitigen metallurgischen Fließpreßvorgang hergestellt werden. Die vertikalen Profile können aus metallischem Bandmaterial, zum Beispiel aus Titan oder Nickel, bestehen, das gebogen wird, damit es das oben festgelegte geforderte U- oder V-Profil erhält. Die vertikalen Platten können aus allen Werkstoffen bestehen, die den Beanspruchungen mechanischer, thermischer und chemischer Art, die normalerweise in den Elektrolyseuren herrschen, gewachsen sind. Sie können aus Metall oder aus einem polymeren Material sein.

Die U- oder V-Profile sind symmetrisch, paarweise, beiderseits der Stäbe angeordnet. Die beiden Profile jedes Paares sind miteinander durch die vertikalen Platten verbunden, die sich so an die Stäbe anschließen, daß sich ein vertikaler Gang ergibt. Dieser mündet in den Elektrolyseraum an dessen beiden Enden, vorzugsweise in der Nähe des Rahmens. Bei dem erfindungsgemäßen Gestell wird der Raum zwischen den beiden Blechen der Elektrode damit durch Gänge abgeteilt, so daß der Elektrolyt während der Elektrolyse zwischen den Gängen durch das an der Elektrode erzeugte Gas zu einer aufsteigenden Bewegung und in diesen Gängen zu einer absteigenden Bewegung gezwungen wird. Daraus ergibt sich innerhalb des Elektrolyseraums ein interner Umlauf des Elektrolyten, der für eine Vereinheitlichung der Bedingungen der Elektrolyse günstig ist. Erfindungsgemäß darf damit der Innenraum der Gänge nicht Ort einer Gasfreisetzung sein. Dazu muß der Innenraum der Gänge von den Elektroden getrennt werden. Außerdem müssen die Seiten der Profile und der Platten, die in die Gänge gerichtet sind, aus einem Material bestehen, das während des Betriebes der Elektrolyseurs nicht an der Elektrolysereaktion teilnimmt. In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gestells hat der Rahmen zwei vertikale Ständer die durch zwei horizontale Holme verbunden sind, die so konzipiert sind, daß sie zwei Innenkanäle bilden, die an ihren entsprechenden Wänden, die im Elektrolyseraum gegenüberliegen, Öffnungen haben. Einer der Kanäle ist an eine Einlaßleitung eines Elektrolyten und der andere Kanal ist an eine Ablaßleitung der Produkte der Elektrolyse angeschlossen. In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gestells dienen die Kanäle der Holme dazu, den Elektrolyten im Elektrolyseraum zu verteilen und die sich aus der Elektrolyse ergebenden Produkte daraus zu entnehmen. Vorzugsweise ist der Kanal des unteren Holms an die Einlaßleitung des Elektrolyten und der Kanal des oberen Holms an die Entnahmeleitung der Elektrolyseprodukte angeschlossen. Das erfindungsgemäße Gestell soll in einen Elektrolyseur des monopolaren Typs eingefügt werden.

Die Erfindung betrifft damit ebenfalls einen Elektrolyseur des monopolaren Typs, eine Filterpresse, der ein Paket erfindungsgemäßer Gestelle hat, die wechselweise Anoden- und Katodenelektrolyseräume begrenzen. Die E^rfindung gilt ganz besonders für Elektrolyseure des Typs, bei denen die Elektrolyseräume durch ionendurchlässige Trennwände getrennt sind. Die Trennwände sind Folien, die zwischen den benachbarten Gestellen des Pakets eingesetzt und aus einem Material verwirklicht sind, durch das während des Betriebs des Elektrolyseurs ein lonenstrom fließen kann. Sie können unterschiedslos für wäßrige Elektrolyte durchlässige Diaphragmen oder selektiv durchlässige Membranen sein.

Beispiele für Diaphragmen, die in den erfindungsgemäßen Elektrolyseuren verwendet werden können, sind Diaphragmen aus Asbest, wie sie im Patent US-A-1855497 (STUART) und In den Patenten FR-A-2400569, EP-A-1644 und EP-A-18034 (SOLVAY & Cie) beschrieben wurden, und Diaphragmen aus organischen Polymeren, wie sie in den Patenten FR-A-2170247 (IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC) und in den Patenten EP-A-7674 und EP-A-37140 (SOLVAY & Cie) beschrieben wurden. Unter selektiv durchlässigen Membranen werden dünne nicht poröse Membranen verstanden, die einen lonenaustauscherstoff enthalten. Die Wahl des Material, aus dem die Membranen bestehen, und des lonenaustauscherstoffes hängt von der Art der Elektrolyten der Elektrolyse und von den Produkten ab, die gewonnen werden sollen. Im allgemeinen wird das Material der Membranen unter solchen Stoffen gewählt, die gegenüber den Wärmebedingungen und den chemischen Bedingungen, die normalerweise während der Elektrolyse im Elektrolyseur herrschen, beständig sind, wobei der lonenaustauscherstoff unter Anionenaustauscherstoffen oder Kationenaustauscherstoffen In Abhängigkeit von den Elektrolysevorgängen gewählt wird, für die der Elektrolyseur bestimmt ist.

Bei Elektrolyseuren, die für die Elektrolyse wäßriger Natriumchloridlösungen zur Erzeugung von Chlor, Wasserstoff und wäßrigen Natriumhydroxidlösungen vorgesehen sind, sind geeignete Membranen beispielsweise Kationenmembranen aus fluoriertem, vorzugsweise perfluoriertem Polymer, das aus Sulfonsäuren, Karbonsäuren oder Phosphonsäuren abgeleitete kationische Funktionsgruppen oder Gemische aus derartigen Funktionsgruppen enthält. Beispiele für Membranen dieser Art sind in den Patenten G8-A-1497748und uB-A-1497749 (ASAHI KASEIKOGYO, K.K.), GB-A-1518387, GB-A-1522877 und US-A-4126588 (ASAHI GLASS COMPANY LTD) und GB-A-1402920 (DIAMOND SHAMBROCK CORP.) beschrieben. Membranen, die für diese Anwendung der erfindungsgemäßen Zelle besonders geeignet sind, sind unter den Namen 'NAFION' (DU PONT DE MEMOURS & Co.) und 'FLEMION' (ASAHI GLASS COMPANY LTD) bekannt.

Die erfindungsgemäßen Elektrolyseure finden eine besonders vorteilhafte Anwendung bei der Herstellung von Chlor und wäßrigen Natriumhydroxidlösungen durch Elektrolyse wäßriger Natriumchloridlösungen.

Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der nachfolgenden Beschreibung.

Fig. 1: ist eine geöffnete Vorderansicht einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gestells; Fig. 2: ist ein Horizontalschnitt nach Ebene H-Il der Figuren 1 und 3; Fig.3: ist ein Vertikalschnitt nach Ebene Ill-Ill der Figuren 1 und 2; Fig. 4: ist eine Ansicht einer Einzelheit von Figur 2 in großem Maßstab; Fig. C. ist eine Schnittansicht des Rahmens des Gestells der Figuren 1 bis 3 entsprechend der mittleren vertikalen Ebene V-V der Figuren 2 und 3;

Fig. 6: ist eine Ansicht einer besonderen Ausführungsform einer Einzelheit von Figur 5 in großem Maßstab; Fig. 7: zeigt in einem vertikalen Längsschnitt eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrolyseurs.

In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszahlen identische Elemente.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung speziell auf monopolare Elektrolyseure vom Typ Filterpresse mit Kationenmembranen für die Herstellung von Chlor, Wasserstoff und wäßrigen Natriumhydroxidlösungen durch Elektrolyse wäßriger Natriumchloridlösungen angewendet.

Das in den Figuren 1 bis 5 dargestellte erfindungsgemäße Gestell soll einen Anodenraum des Elektrolyseurs bilden. Es hat einen vertikalen Rahmen, der generell mit der Bezugszahl 1 bezeichnet wird, mit annähernd quadratischem Querschnitt. Der Rahmen 1 hat zwei vertikale Ständer 2 und 3 aus Titan, die an zwei Holmen 4 und 5, die ebenfalls aus Titan bestehen, angeschweißt sind. Der vom Rahmen 1 umschriebene Raum 13 stellt einen Anodenelektrolyseraum dar. Dieser enthält eine Anode, die aus einem Paar vertikaler Bleche 6 aus Streckmetall gebildet wird, die beiderseits mehrerer horizontaler Metallstäbe 7 angeordnet sind. Die Bleche 6 sind an vertikale Profile 8 angeschweißt, die im übrigen an die horizontalen Stäbe 7 angeschweißt sind. Die Stäbe 7 sind an die Stäbe 2 und 3 des Rahmens angeschweißt, durch den sie verlaufen. Sie sind zusammen an einer Verbindungsstange 24 befestigt, die mit einer Stromquelle gekoppelt werden soll. Die Stäbe 6 und die Profile 8 wirken so mit bei der Kopplung der Bleche 6 mit der Stromquelle und bei der Abstützung dieser Bleche innerhalb des Rahmens 1.

Die Bleche 6 sind Bleche aus Titan mit einem stromleitenden Überzug mit niedriger Überspannung für die elektrochemische Oxydation der Chloridionen. Derartige Überzüge sind in der Elektrolysetechnik allgemein bekannt. Die Stäbe 7 haben eine Kupferseele in einer Titanhülle. Die vertikalen Profile 8, die besser auf den Figuren 2,3 und 4 zu sehen sind, bestehen jeweils aus einem Titanband, das in Form eines U oder Ω gebogen ist, so daß es die Form einer Dachrinne aufweist. Sie sin dan den Blechen 6 mit dem axialen mittleren Teil 9 des U und an den Stäben 7 mit ihren Randbändern 10 (Figur 4) befestigt. Die vertikalen Profile 8 sind paarweise symmetrisch beiderseits der Stäbe 7 angeordnet. Die beiden Profile 8 jedes Paares sind durch vertikale Platten 11 verbunden, die sich zwischen den benachbarten Stäben 7 erstrecken, so daß zwischen den beiden Blechen 6 ein vertikaler Gang 12 entsteht. Die vertikalen Platten 11 sind Titanfolien, die an die Randbänder 10 der Stäbe 8 (Figur 4) angeschweißt sind. Jeder Gang 12 ist so von den die Anode bildenden Blechen 6 getrennt, so daß er während der Elektrolyse einer wäßrigen Natriumchloridlösung bei Kontakt mit den Blechen 6 nicht Ort der Entstehung von Chlor sein kann. Das obere und untere Ende der Profile 8 weisen zu den Holmen 4 und 5 des Rahmens 1 einen bestimmten Abstand auf, so daß die Gänge 12 in den Elektrolyseraum an ihren beiden Enden münden.

Die Holme 4 und 5 und der Ständer 3 des Rahmens 1 sind so konzipiert, daß sie Innenkanäle mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt bilden, die dazu dienen, in den Elektrolyseraum 13 eine wäßrige Natriumchloridlösung einzuführen bzw. die sich aus der Elektrolyse (von Chlor und einer verdünnten wäßrigen Natriumchloridlösung) ergebenden Produkte daraus

abzuleiten. Dazu haben die Holme 4 und 5 Öffnungen 14, die an ihren sich im Raum 13 gegenüberliegenden Wänden gleichmäßig verteilt sind. Der untere Holm 6 hat einen Stutzen 16 für den Eintritt der zu elektrolysierenden wäßrigen Natriumchloridlösung in seinen Kanal 16. Der Kanal 17 im oberen Holm 4 dient als Entgasungsraum, damit das Chlor von der den Elektrolyseraum 13 verlassenden verdünnten wäßrigen Natriumchloridlösung getrennt wird. Er mündet in den im Ständer 3 gebildeten Kanal 18 mit einem Stutzen 19 für die Gewinnung des Chlors und einem Stutzen 20 für die Gewinnung der verdünnten Natriumchloridlösung. Eine Schwelle 21 zwischen den Kanälen 17 und 18 dient dazu, die Lösung im Kanal 17 auf einem konstanten Niveau zu halten.

Wenn das in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Gestell in einem Elektrolyseur in Betrieb ist, ist der Elektrolyseraum 13 bis zum oberen Stand der Schwelle 21 mit einer wäßrigen Natriumchloridlösung gefüllt. Eine wäßrige Natriumchloridlösung wird kontinuierlich in den Kanal 16 über den Stutzen 15 eingeführt, gelangt über die öffnungen 14 in den Elektrolyseraum 13 und wird in diesem durch das Chlor, das an den Blechen 6 der Anode erzeugt wird, von unten nach oben bewegt. Im Raum 13 wird in den vertikalen Gängen 12 kein Chlor freigesetzt, so daß die Dichte der sich hier befindenden Lösung größer als die der Emulsion im übrigen Teil des Raums 13 ist. Es stellt sich so im Raum 13 ein interner Elektrolytumlauf her: der über den Kanal 16 in den Raum gelangende Elektrolyt erhält zwischen den Blechen β eine aufsteigende Bewegung, ein Teil wird mit dem Chlor über den Kanal 17 abgeführt und ein anderer Teil wird unten an Raum 13 über die Kanäle 12 zurückgeführt. Der interne Elektrolytumlauf in Raum 13 ist für eine bessere Homogenisierung und damit für einen optimalen energetischen Wirkungsgrad des Elektrolysevorgangs vorteilhaft.

In Kanal 17 wird das Chlor von der wäßrigen Natriumchloridlösung getrennt und über den Stutzen 19 abgeleitet. Die wäßrige Lösung passiert die Schwelle 21 und gelangt in den vertikalen Kanal 18, von dem aus sie über den Stutzen 20 abgeleitet wird. In der folgenden Beschreibung der Figuren 1 bis 5 wurde die Erfindung auf ein Gestell eines Anodenraumes des Elektrolyseurs angewendet. Bei einem für einen Katodenraum des Elektrolyseurs bestimmten Gestells sind die Ständer 2 und 3 und die Holme 4 und δ des Rahmens 1 aus Nickel, die Bleche 6 bilden eine Katode und sind aus Nickel (und haben eventuell einen leitenden Überzug mit niedriger Überspannung für die Verringerung der Protonen), die Stäbe 7 sind aus Nickel oder haben eine Seele aus Kupfer in einer Nickelhülle und die Profile 8 und die Platten 11 sind aus Nickel.

In der modifizierten Ausführungsform des Gestdlls, die in Figur 4 dargestellt ist, sind zwischen den Blechen 6 und dem Mittelteil 9 jedes der Profile 8 Zwischenteile 22 eingefügt. Diese Zwischenteile 22 bestehen aus einem stromleitenden Material und sind an die Bleche 6 und an die Profile 8 angeschweißt. Sie können unterschiedslos aus Stangen bestehen, die sich über die gesamte Höhe der Profile 8 erstrecken, oder aus Klötzchen, die in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Ihre Funktion besteht darin, zwischen den Blechen 6 und den Profilen 8 einen beträchtlichen Abstand herzustellen, so daß der Elektrolytfluß zwischen den Blechen und den Profilen möglich ist.

Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gestells ist speziell für Membranelektrolyseure vorgesehen, bei denen es notwendig ist, eine wirksame Benetzung der Membran durch den im Elektrolyseraum 13 enthaltenen Elektrolyten zu gewährleisten.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gestells, bei dor auch eine wirksame Benetzung der Membran durch den Elektrolyten gewährleistet werden soll. Bei dieser Ausführungsform hat der Mittelteil 9 der Profile Bohrungen. Eine vertikale Trennwand 32 zwischen den beiden Schenkeln 33 des Profils trennt den Gang 12 von einem vertikalen Kanal 34. Der zwischen dem Mittelteil 9 und der Trennwand 32 gelegene Teil der Schenkel 33 kann eventuell durchbrochen sein, um die Verbindung zwischen Raum 13 und Kanal 34 zu erleichtern.

In einer zusätzlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gestells, die in Figur 7 dargestellt ist, ist der Rar. j 23 der Öffnungen 14 des oberen Holms 4 des Gestells 1 so abgeschrägt, daß sich der Querschnitt der Öffnung von unten nach oben verringert. Durch diese Ausführungsform der Erfindung wird während der Elektrolyse die Bewegung des Gases aus dem Raum 13 in den Kanal 17 beschleunigt.

Der in Figur 8 dargestellte Elektrolyseur besteht aus einem Paket vertikaler Gestelle, die im Wechsel Anodengestelle 25 und Katodengestelle 25' sind. Die Anodengestelle 25 sind so wie sie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 beschrieben wurden. Die Katodengestelle 25' gleichen den Anodengestellen 25, bei denen die Bestandteile aus Titan durch gleiche Teile aus Nickel ersetzt wurden. Diese Nickelteile der Gestelle 25' haben die gleichen Bezugsnummern wie ihre Entsprechungen bei den Gestellen 25, haben jedoch einen Primärindex ('). Die Gestelle 25 und 25' werden durch Kationenmembranen 26 getrennt, die so im Wechsel Anoden- und Katodenelektrolyseräume begrenzen. Das Paket der Gestelle 25 und 25' und der Membranen 26 wird zwischen Endflanschen 27 gehalten, die durch nicht dargestellte Zugstangen verbunden sind, wobei die Abdichtung durch Dichtungen 28 gewährleistet wird. Die vertikalen Verbindungsstäbe 24 (Figur 1) der Anodengestelle 25 sind mit einer Stromschiene gekoppelt, die an die Plusklemme einer Gleichstromquelle angeschlossen ist, wobei die Verbindungsstäbe, die Stromschiene und die Stromquelle auf Figur 7 nicht zu sehen sind. Ähnlich sind die Katodengestelle 25' an eine gemeinsame Stromschiene angeschlossen, die mit der Minusklemme der Gleichstromquelle verbunden ist. Im übrigen münden die Stutzen 15 der Anodengestelle 25 (Figuren 1 und 5) in einen gemeinsamen Einlaßsammler einer wäßrigen Natriumchloridlösung, wobei dieser Sammler sowie die Stutzen 15 auf Figur 7 nicht zu sehen sind. Ähnlich münden die entsprechenden Stutzen der Katodengestelle 25' in einen gemeinsamen Einlaßsammler für Wasser oder eine verdünnte wäßrige Natriumhydroxidlösung. Die Stutzen 19 und 20 der Anodengestelle 25 münden in zwei allgemeine Sammler 29 bzw. 30, wobei der Sammler 29 zur Ableitungι des in den Anodenräumen 13 erzeugten Chlors und der Sammler 30 zur Ableitung der verdünnten Natriumchloridlösung dient. Ähnlich münden die Stutzen 19' und 20' der Katodengestelle 25' in zwei allgemeine Sammler 29' bzw. 30', wobei der Sammler 29' zur Ableitung des in den Katodenräumen 13' erzeugten Wasserstoffs und der Sammler 30' zur Ableitung einer konzentrierten wäßrigen Natriumhydroxidlösung dient.

Während des Betriebs des Elektrolyseurs liegt der hydrostatische Druck in den Elektrolyseräumen 13 der Anodengestelle 25 gewöhnlich unter dem in den Räumen 13' der K&todengestelle 25'. Daraus ergibt sich, daß die Membranen 26 gegen die Bleche 6 der Anoden gedruckt werden. Wegen ihres balligen Querschnitts wirken die vertikalen Profile 8 wirksam einer Durchbiegung der Bleche 6 entgegen.

Umgekehrt wirken bei einem Elektrolyseur, der mit einer positiven hydrostatischen Druckdifferenz zwischen den Anodenräumen 13 und den Katodenräumen 13' betrieben wird, die vertikalen Profile 8' der Gestelle 25' einer Durchbiegung der Bleche 6' der Katoden entgegen.

Claims (10)

1. Gestell für einen Elektrolyseur vom Typ Filterpresse, mit:

- einen vertikalen Rahmen (1), dereinen Elektrolyseraum (13) begrenzt;

- einer Elektrode im Elektrolyseraum, die ein Paar vertikale, durchbrochene Bleche (6) umfaßt, die einander gegenüber angeordnet sind;

- einer Stromzufuhr für die Elektrode, die horizontale oder schräge Metallstäbe (7) umfaßt, die

. zwischen den Blechen (6) und Verbindungselementen der Stäbe mit den Blechen angeordnet sind;

dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente vertikale U- oder V-Metallprofile (8) haben, die symmetrisch beiderseits der Stäbe (7) angeordnet und miteinander durch vertikale Platten (11) verbunden sind, die sich an die Stäbe (7) so anschließen, daß im Elektrolyseraum (13) vertikale Gänge (12) entstehen.

2. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Profile (8) mit ihren Längsschenkeln (33,10) an die Stäbe (7) und an ihrem Mittelteil (9) an die Bleche (6) angeschweißt sind.

3. Gestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten der Profile (8) und der Platten (11), die in die Gänge (12) gerichtet sind, aus einem Material bestehen, das an der Elektrolysereaktion nichi teilnimmt.

4. Gestell nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (9) der Profile (8) Bohrungen (31) hat und eine vertikale Abtrennung (32) zwischen den beiden Schenkeln (33) des Profils (8) den vertikalen Gang (12) von einem vertikalen Kanal (34) trennt, der längs des Mittelteils (9) des Profils (8) verläuft.

5. Gestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (Dzwei vertikale btänder (2,3) hat, die durch zwei horizontale Holme (4,5) verbunden sind.

6. Gestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (4,5) Innenkanäle (16,17) bilden, die Öffnungen (14) an ihren entsprechenden Wänden haben, die sich im Elektrolyseraum (13) gegenüberliegen, wobei die Kanäle (16,17) mit Leitungen für den Einlaß und für die Ableitung eines Elektrolyten in Verbindung stehen.

7. Gestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) des unteren Holms (5) an die Einlaßleitung des Elektrolyten und der Kanal (17) des oberen Holms (4) an die Ablaßleitung des Elektrolyten angeschlossen ist.

8. Gestell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßleitung des Elektrolyten einen Innenkanal (18) eines Ständers (3) des Gestells (1) umfaßt.

9. Elektrolyseur des monopolaren Filterpressentyps mit einem Paket von Gestellen (25,25') als Begrenzung der im Wechsel anodischen (13) und katodischen (13') Elektrolyseräume mit vertikalen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß er Gestelle entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 8 hat.

10. Elektrolyseur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er abwechselnd mit den Gestellen (25,25') selektiv durchlässige Membranen (26) hat.