DE265168C

DE265168C -

Info

Publication number: DE265168C
Application number: DENDAT265168D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei der Elektrolyse von Salzlösungen, insbesondere bei Lösungen der Alkalichloride mit horizontaler Anordnung Kathoden zu verwenden, die den Anodenraum nicht völlig abschließen, sondern Zwischenräume frei lassen, durch welche die Lösung ungehindert zirkulieren kann. Bei dieser Anordnung hatte man aber damit zu kämpfen, daß sich Niederschläge von Magnesia, Kalk usw., die sich aus der Salzlösung abscheiden, sobald diese in die alkalische Schicht eindringt, auf den Membranen bzw. den Kathodendecken ablagern, statt mit der Lösung aus der Zelle abzufließen. Diese Ablagerungen können sich im Laufe der Zeit so weit anhäufen, daß sie sogar die Zwischenräume zwischen den Kathoden stellenweise oder durchweg überbrücken, die gleichmäßige Verteilung der Zirkulation über die ganze Fläche stören und einen elektrischen Widerstand bilden, dessen Überwindung nutzlosen Spannungsverbrauch verursacht. Außerdem hat man mit dem Übelstand zu kämpfen, daß sich Gaspolster oberhalb der Kathode bilden, die zu Spannungssteigerangen und sogar zu Stromunterbrechungen führen können.It has already been suggested in the electrolysis of saline solutions, particularly in Solutions of alkali chlorides with horizontal arrangement to use cathodes, which the Do not completely close off the anode space, but leave gaps free through which the Solution can circulate freely. With this arrangement, however, you had to fight that there are precipitates of magnesia, lime, etc., arising from the saline solution as soon as this penetrates the alkaline layer, on the membranes or the cathode ceilings instead of flowing out of the cell with the solution. Over time, these deposits can accumulate to such an extent that that they even bridge the gaps between the cathodes in places or throughout, disturb the even distribution of the circulation over the entire surface and one form electrical resistance, the overcoming of which causes useless voltage consumption. In addition, one has to struggle with the problem that gas cushions form above the cathode, which lead to voltage increases and can even lead to power interruptions.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Einrichtung, durch die die erwähnten beiden Übelstände behoben werden, und zwar für die in der Hauptpatentschrift beschriebene Kathodenanordnung. Es geschieht dadurch, daß man die osmotische Membran m, mit welcher man die Kathode bedeckt oder einhüllt, zu beiden Seiten steil abfallen läßt. Es ist zwar schon bekannt, bei nicht streifenförmigen Kathoden die Gasschirme, welche die Kathoden bedecken, als ebene, etwas geneigte Fläche auszubilden, hierdurch wird aber nicht verhindert, daß die entwickelten Gase größere Gaspolster oberhalb der Kathoden bilden, auch kann der Schlamm, der auf die Membranen niederfällt, ruhig auf denselben liegenbleiben. Im Gegensatz hierzu wird bei dem Erfindungsgegenstand der Wasserstoff gezwungen, sich in dem stark verjüngten Räume oberhalb jeder streifenförmigen Kathode zusammenzudrängen, so daß der größte Teil der Membran mit Flüssigkeit und nicht mit Wasserstoffgas in Berührung steht, auch gleitet der Schlamm, der sich auf den Membranen absetzt, infolge der starken Neigung der Seitenflächen ab.The subject of the present invention is a device by means of which the mentioned two deficiencies are eliminated, specifically for the cathode arrangement described in the main patent specification. It is done by allowing the osmotic membrane m, with which the cathode is covered or enveloped, to fall off steeply on both sides. It is already known to design the gas screens that cover the cathodes as a flat, slightly inclined surface in the case of non-strip-shaped cathodes, but this does not prevent the gases developed from forming larger gas cushions above the cathodes the membrane falls down, rest quietly on it. In contrast to this, in the subject of the invention, the hydrogen is forced to compress in the strongly tapered space above each strip-shaped cathode, so that most of the membrane is in contact with liquid and not with hydrogen gas, and the sludge that is on the membranes also slides settles, due to the steep slope of the side surfaces.

Die Zeichnung stellt beispielsweise Ausführungsformen dar.The drawing shows examples of embodiments.

Man verwendet zur Herstellung der Kathoden K dabei zweckmäßigerweise, wie auf Fig. ι und 2 skizziert wird, umgekehrte T-Eisen oder Winkeleisen und benutzt als Gasschirm vorteilhafterweise Asbestpappe, Asbestgewebe o. dgl. Die Gasschirme können völlig geschlossene Schläuche bilden oder auch Schläuche, die an ihrer Unterseite stellenweise oder der ganzen Länge nach geöffnet sind, oder auch unten offene Rinnen.To produce the cathodes K, it is expedient to use inverted T-irons or angle irons, as is outlined in FIGS are open on their underside in places or along their entire length, or also open gutters at the bottom.

Der Schlamm, der sich auf die Membran ab-The sludge that settles on the membrane

6060

setzt, gleitet infolge der Neigung ihrer Seitenwände nunmehr ungehindert ab und wird mit der Lösung aus der Zelle abgeführt.sets, now slides unhindered due to the inclination of its side walls and is with the solution drained from the cell.

Die Gase, welche sich bei der Elektrolyse entwickeln, sammeln sich oben an und können infolge der sich nach oben verjüngenden Form des Querschnittes der Gasschirme die Stromlinien nicht mehr stark einschnüren oder gar abschneiden. Immerhin ist es zweckmäßig,The gases that develop during electrolysis accumulate at the top and can due to the upward tapering shape of the cross-section of the gas shields, the streamlines no longer constrict or cut off. After all, it is useful

ίο auch hier das Entweichen des elektrolytisch entwickelten Wasserstoffes dadurch zu erleichtern, daß man die Firstlinie der Kathodendecken nach der Seite, an welcher der Wasserstoff austreten soll, schwach ansteigen läßt.ίο also here the escape of the electrolytic developed hydrogen by making the ridge line of the cathode ceiling easier to the side on which the hydrogen is to emerge, can rise slightly.

Um dies erreichen zu können, ohne daß der Abstand der Kathoden von den Anoden nach dieser Seite kleiner wird, und ohne Anode oder Kathode neigen zu müssen, was für die ruhige Schichtbildung schädlich wäre, ist es zweckmäßig, bloß der Membran die erforderliche Neigung zu erteilen, während die Kathode horizontal bleibt. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch herbeigeführt werden, daß man die Kathode aus zwei Winkelseien zusammensetzt und durch ein Zwischenstück r trennt, dessen oberer Rand, wie auf Fig. 4 und 4a ersichtlich, die erforderliche Neigung besitzt. Man kann auch das Zwischenstück, wie auf Fig. 5 und 5a gezeichnet ist, nach unten fortsetzen und gewinnt dadurch unterhalb der Kathode noch einen Raum, in dem sich Kathodenlauge ansammelt. Läßt man diesen Raum mit dem Raum, welcher sich oberhalb der horizontalen Teile des Winkeleisens befindet, etwa durch Bohrungen oder Ausnehmungen in den horizontalen Teilen der Winkeleisen kommunizieren, so erzeugen die innerhalb der Membran aufwärts gleitenden Wasserstoffblasen eine Zirkulation innerhalb der Membran, welche einerseits das Entweichen des Wasserstoffs noch befördert und anderseits zu einem völligen Konzentrationsausgleich innerhalb der Membran führt und deshalb sehr vorteilhaft wirkt.In order to be able to achieve this without the distance between the cathodes and the anodes becoming smaller towards this side, and without having to incline anode or cathode, which would be detrimental to the smooth layer formation, it is expedient to merely give the membrane the required inclination while the cathode remains horizontal. This can expediently be brought about by assembling the cathode from two angle bars and separating it by an intermediate piece r , the upper edge of which, as can be seen in FIGS. 4 and 4a, has the required inclination. The intermediate piece, as shown in FIGS. 5 and 5a, can also be continued downwards, thereby gaining a space below the cathode in which cathode liquor collects. If this space is allowed to communicate with the space above the horizontal parts of the angle iron, for example through bores or recesses in the horizontal parts of the angle iron, the hydrogen bubbles sliding upwards within the membrane create a circulation within the membrane, which on the one hand allows the escape of the hydrogen is still conveyed and, on the other hand, leads to a complete equalization of the concentration within the membrane and therefore has a very beneficial effect.

Zur Herstellung der Zwischenstücke verwendet man vorteilhafterweise isolierende Materiale, wie Glas, Zement, Schiefer, Porzellan usw. Ordnet man eine Platte aus isolierendem Material nach Fig. 6 auch unterhalb der Kathode an, so kann man zur Herstellung des Gasschirmes feinmaschige Drahtnetzgewebe benutzen. To produce the intermediate pieces, insulating materials are advantageously used, such as glass, cement, slate, porcelain, etc. Arrange a plate of insulating Material according to FIG. 6 also below the cathode, so you can for the production of the Use gas shields, fine-meshed wire netting.

Um solche Kathoden nun leicht in Zellen verschiedenartiger Konstruktion einführen zu können, ist es zweckmäßig, die einzelnen Kathoden nach Fig. 7 aus zwei unabhängigen Teilen, einem horizontalen Teil K (der mit r und m versehen sein kann) und einem vertikalen Teil H, der vorteilhafterweise durch Einschrauben in die Enden von K mit demselben verbunden werden kann. Um dieses Einschrauben zu erleichtern, ist es vorteilhaft, nur den horizontalen Teil der Kathode mit der Membran m zu umgeben.In order to be able to introduce such cathodes easily into cells of different construction, it is expedient to separate the individual cathodes according to FIG. 7 from two independent parts, a horizontal part K (which can be provided with r and m ) and a vertical part H, the can advantageously be connected to the same by screwing into the ends of K. In order to facilitate this screwing in, it is advantageous to surround only the horizontal part of the cathode with the membrane m .

Claims

Patent Claims: g

1. Strip-shaped cathodes covered with gas shields according to the patent 263432, characterized in that these screens taper upwards and on their sides drop down below the 'cathode for the purpose of sliding off to cause the sedimentation of the sludge and to prevent the top from settling collecting gases can occupy a larger cross-section.

2. Embodiment of the cathode according to claim 1, characterized in that the cathodes with a strip, which is preferably made of insulating material, are connected, the upper edge of which can have the slope required for easy escape of the gas.

3. embodiment of the cathode according to claim 1, characterized in that the strips also continue below the cathode and the spaces above and communicate below the cathode

(e.g. through bores or recesses) for the purpose of a circulation within bring about the membrane.

4. embodiment of the cathode according to claim 1, characterized in that fine-meshed wire mesh can be used as the membrane.

1 sheet of drawings.