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DE3144372A1 - Verfahren zur herstellung eines diaphragmas fuer elektrolysezellen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines diaphragmas fuer elektrolysezellen

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Publication number
DE3144372A1
DE3144372A1 DE19813144372 DE3144372A DE3144372A1 DE 3144372 A1 DE3144372 A1 DE 3144372A1 DE 19813144372 DE19813144372 DE 19813144372 DE 3144372 A DE3144372 A DE 3144372A DE 3144372 A1 DE3144372 A1 DE 3144372A1
Authority
DE
Germany
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diaphragm
diaphragm support
slurry
suction pressure
frequency
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19813144372
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English (en)
Inventor
Werner Dr. 4358 Haltern Kleinloh
Werner Dr. 4370 Marl Thronberens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huels AG
Original Assignee
Chemische Werke Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Chemische Werke Huels AG filed Critical Chemische Werke Huels AG
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Priority to EP82108396A priority patent/EP0078901B1/de
Priority to DE8282108396T priority patent/DE3262157D1/de
Priority to US06/435,551 priority patent/US4475985A/en
Priority to CA000414987A priority patent/CA1195886A/en
Priority to JP57193585A priority patent/JPS5884989A/ja
Priority to NO823716A priority patent/NO823716L/no
Publication of DE3144372A1 publication Critical patent/DE3144372A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
    • C25B13/05Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on inorganic materials
    • C25B13/06Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on inorganic materials based on asbestos
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Diaphragmas für Elektrolysezellen, die zum Elektrolysieren z. B. von Alkalimetall-Halogeniden in wäßriger Lösung benutzt werden.
Es verfolgt den Zweck, den Aufbau des schichtförmigen Diaphragmas, das aus einer Suspension mit hohem Feststoffgehalt an Diaphragma-Material auf einem hohlen Diaphragmaträger niedergeschlagen wird, zu vergleichmäßigen.
Solche Diaphragmen werden nach dem folgenden beispielhaften Verfahren hergestellt, das anhand eines für die Chloralkali-Elektrolyse geeigneten.Diaphragmas erläutert wird; das Diaphragma wird in diesem Falle auf einen Diaphragmaträger aufgebracht, der in der Elektrolysezelle später als Kathode geschaltet wird.
Der Diaphragmaträger ist ein Hohlkörper, der mehrere scheibenförmige Gitterflächen für die Abscheidung des Diaphragma-Materials hat. Die Innenräume dieser Scheiben sind untereinander verbunden und bilden den Hohlraum der Kathode, der im Elektrolysebad den Katholyt enthält. Auf der Außenseite der stark gegliederten Diaphragmafläche im Elektrolysebad befindet sich der Anolyt. Der Hohlkörper hat im' allgemeinen zwei Öffnungen, eine kleinere für den Austritt des Katholyten und eine größere, aus der der Wasserstoff entweicht, wenn der fertig beschichtete Diaphragmaträger als Kathode im Elektrolysebad benutzt wird.
Eine Mischung aus kurzen und langen Asbestfasern, z. B.
Chrysotil-Asbest, die gegebenenfalls Fasern aus organischen, synthetischen Polymeren oder andere organische und anorganische Zusätze enthalten kann, wird in kochsalzhaltiger,
;: I'O "j 3H4372" ^-- o. z. 3765
verdünnter Natronlauge, die der Zusammensetzung der Zellenlauge entspricht und eine kleine Menge von oberflächenaktiven Substanzen enthält, aufgeschlämmt und in ein hinreichend großes Becken gegeben.
An den Katholyt-Aüsgang des noch unbeschichteten Diaphragmaträgers wird über einen Saugschlauch eine Saugpumpe angeschlossen und der Diaphragmaträger wird in das Becken mit der Aufschlämmung des Diaphragma-Materials gehängt, · wobei der Diaphragmaträger in der Aufschlämmung vollständig untertaucht. Die scheibenförmigen Gitterflächen stehen vertikal. Mit Hilfe der Saugpumpe vird die Aufschlämmung durch die Gitterflächen des Diaphragmaträgers gesaugt und in einen Auffangbehälter gepumpt. Das Diaphragma-Material setzt si«ch auf den Gitterflachen ab und baut dort das schichtförmige Diaphragma auf, das durch die Strömung der Flüssigkeit atif der Gitterfläche verdichtet wird. Die abgepumpte Aufschlämmung wird später zum Ansetzen des folgenden Bades verwendet.
20
Der fertig beschichtete Diaphragmaträger wird in einem Ofen getrocknet und - in Abhängigkeit von der Art der Zusätze zur Aufschlämmung - bei erhöhter Temperatur behandelt, wodurch das Diaphragma in sich gebunden wird.
Damit ist der Beschichtungsprozeß des Diaphragmaträgers abgeschlossen, und ein gebrauchsfertiges Diaphragma liegt vor. Einzelheiten zu dem Verfahren sind z. B. enthalten in DE-AS 2*! 01 9Λ2, DE-OS 26 08 398, DE-OS 27 56 720, DE-OS 28 3^ 556, US-l·. 180.^9, EP-I 664, EP-I8 03^.
30
Entscheidende Bedeutung für die Eigenschaften des Diaphragmas während des späteren BlektroIysevorganges in der Elektrolysezelle hat die Art und der Ablauf der Anschwemmung des Diaphragma-Materials auf dem Diaphragma.— träger. Solange das Diaphragma eine Fläche bis etwa
2
0,2m hat, wie es für Elektrolysezellen im Labormaßsta"b benutzt wird, ist es leicht, eine gleichmäßige Diaphragmaschicht aufzubringen. Großtechnische Zellen dagegen haben
'i-''"'- ": 31Ü372
ο.ζ. 3765
eine Diaphragmaflache bis zu 60 m . Bei derartig großen Diaphragmen beobachtet man immer wieder Unterschiede im Aufbau und im Verhalten des Diaphragmas sowohl innerhalb einer dieser großflächigen Beschichtungen als auch zwischen mehreren Diaphragmen, die unter unveränderten Bedingungen nacheinander hergestellt wurden. Solche Unterschiede machen sich nächteilig bemerkbar im elektrischen Wirkungsgrad der Elektrolysezellen, in ihrer Gebrauchsdauer und in der Zusammensetzung der Elektrolyseprodukte.
Die gewünschten gleichmäßigen Diaphragmen sind charakterisiert durch eine möglichst konstante Schichtdicke und eine möglichst konstante Packungsdichte des Diaphragma-Materials, sowie durch einen möglichst konstanten Strömungswider—
15 stand auf der gesamten Fläche.
Diese Bedingungen sollen sowohl innerhalb des Diaphragmas auf einem Diaphragmaträger als auch zwischen den Diaphragmen atif mehreren Trägern eingehalten werden, was sich nur über einen hinreichend gleichmäßigen und reproduzierbaren Anschwemmprozeß erzielen läßt und bei großqn Diaphragmen bisher nur unvollkommen erreicht wird.
Damit stellt sich die Aufgabe, den AnschwemmVorgang des Diaphragma-Materials auf dem Diaphragmaträger wirksam zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, das durch folgende Maßnahmen gekennzeichnet ist:
- Der Diaphragmaträger wird während des Anschwemmvorganges des Diaphragma-Materials in der Aufschlämmung in vertikaler Richtung mit festgelegter Frequenz ,■ Amplitude und Geschwindigkeit gehoben und gesenkt.
_ Die Standhöhe der Aufschlämmung wird ständig gemessen.
- Der obere Umkehrpurikt der Oberseite des Diaphragmaträgers liegt in einem vorgegebenen Abstand unterhalb der Standhöhe des Bades.
- Der untere Umkehrpunkt der Unterseite des Diaphragmaträgers kann einen Mindestabstand vom Boden des Anschvemmbeckens nickt unterschreiten.
- Der Saugdruck innerhalb des Hohlraumes des Diaphragma-. trägers wird gemessen und auf einem vorgegebenen Wert
konstant gehalten.
Zum Heben und Senken des Diaphragmaträgers wird ein Kran benutzt, mit dem der Diaphragmaträger in das Becken eingebracht vird, an dem er während des gesamten Anschwemmvorganges hängt und mit dem er aus.dem Becken entnommen wird.
Während des Durchsaugens der Aufschlämmung durch die Gitterflächen des Diaphragmaträgers sinkt die Standhöhe der Aufschlämmung im Becken langsam ab. Die Standhöhe vird nach einem bekannten Verfahren ständig gemessen, z. B. mit einem Schwimmer-Meßgerät oder mittels einer Gaseinperlung. Von diesem Meßgerät wird die veränderliehe Lage des oberen Umkehrpunktes der Pendelbewegung in bekannter Weise abgegriffen und auf ein Steuergerät gegeben. Am Steuergerät werden die Frequenz und die Amplitude der Pendelbewegung sowie die untere Grenzlage eingestellt.
Das Steuergerät bestimmt nach bekannten Verfahren die Drehrichtung, die Drehzahl und die Laufdauer des Kranmotors.
Der Saugdruck der Pumpe wird mittels eines üblichen Druckfühlers im Hohlraum des Diaphragmaträgers gemessen und mittels eines bekannten Regelventils auf einen vorge-
] .: : -j 3H4372
- 7 - O.ζ. 3765
gebenen ¥ert geregelt. Der Druckfühler wird vorzugsweise in der Wasserstoff-Auslaßöffnung des Diaphragmaträgers angebracht.
Die Frequenz der vertikalen Pendelbewegung liegt zwischen 0,1 bis 10 min , die Amplitude zwischen 10 cm und 100 cm. Im oberen Umkehrpunkt der Pendelbewegung befindet sich die Oberseite des Diäphragmaträgers 10 bis 25 cm unter der Standhöhe des Bades. In der unteren Grenzlage befindet sich die Unterseite des Diaphragmaträgers mindestens 30 cm oberhalb des Bodens des Anschwemmbeckens.
Die Weg-Zeit-Kurve der Pendelbewegung ist beispielsweise die Kurve einer Sägeζahn-Schwingung oder einer Trapez-Kippschwingung, jeweils mit fallender Mittellinie. Die Heb- und Senkgeschwindigkeit des Diaphragmaträgers beträgt 2 bis 20 cm/s. Während der Zeitabschnitte einer Schwingungsphase, die nicht auf die Hub- und Senkbewegung entfallen, befindet sich der Diaphragmaträger im oberen oder unteren Umkehrpunkt der Schwingung in Ruhe. Die Ruhezeit kann auf die beiden Umkehrpunkte weitgehend beliebig verteilt werden; bevorzugt wird die gleichlange Aufteilung auf beide Umkehrpunkte.
Die Dauer des Anschwemmvorganges richtet sich nach Größen wie gewünschter Dicke des Diaphragmas auf dem Diaphragmaträger und Feststoffgehalt der Aufschlämmung, die für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich sind. Dieser Zeitbereich kann jedoch in zwei oder mehrere Abschnitte geteilt werden, in denen die für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Merkmale geändert werden; auch eine kontinuierliche Änderung dieser Merkmale während des Anschwemmvorganges ist möglich.
Bei der Aufteilung des Anschwemmvorganges in zwei Zeitabschnitte baut sich in ersten Zeitabschnitt die untere Schicht des Diaphragmas auf den Gitterflächen auf, der
3Ί44372
°·ζ· 3765
Strömungswiderstand '■"·->- '^ Lttcrfl r;chp;i ist noch, gering und das entstehende Diaphragma ist empfindlich gegen Strömungskräfte. Folglich sind der Saugdruck und die Pendelfx-equenz klein. Im zweiten Abschnitt ist das Diaphragma bereits dicker geworden, der Strömungswiderstand ist gestiegen, und das Diaphragma ist weniger empfindlich gegen Strömungskräfte. Der Saugdruck und die Pendelfrequenz werden deshalb erhöht. Die Grenze zwischen diesen beiden Abschnitten ist erreicht, sobald eine vorgegebene Menge der Aufschlämmung in den. Auffangbehälter gepumpt worden ist.
Der Saugdruck der Pumpe, mit der die Aufschlämmung . durch die Gitterflächen des Diaphragmaträgers gesaugt wird, wird auf einen vorgegebenen Fert eingestellt. Während des ersten Abschnittes des Anschwemmvorganges liegt er zwischen 10 und 100 mbar unterhalb des Luftdruckes in der Umgebung, wenn eine der bisher für Diaphragmen in der Chloralkalielektrolyse geeignete Aufschlämmung von Asbestfasern eingesetzt wird. Die Pendel-
_ 1 frequenz liegt zwischen 0.1 und 2 min
Im zweiten Zeitabschnitt wird der Saugdruck auf 100 bis 5OO mbar unter den Luftdruck der Umgebung erhöht. Die Pendelfrequenz in diesem Teilabschnitt liegt zwischen 2 und 10 min" .
Es hat sich als zweckmäßig.erwiesnn, das erfindungsgemäße Verfahren soweit wie möglich mittels bekannter Hilfsmittel der Meß-, Regel- und Steuerungstechnik automatisch ablaufen zu lassen, damit es von unkontrollierbaren Einflüssen möglichst freigehalten wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind: 35
- Die Position des Diaphragmaträgers beim Anschwemmen ist innerhalb des Beckens reproduzierbar und wird auf die sich ändernde Standhöhe der Aufschlämmung bezogen.
■ ο.ζ. 3765
- Der hydrostatische Druck im Anschwemmbecken, der den ' Anschwemmvorgang trotz konstant gehaltenem Saugdruck besonders im Anfangsbereich beeinflußt, ist für alle Anschwemmvorgänge reproduzierbar.
- Kein Diaphragmaträger kann versehentlich zu nahe an die Standhöhe der Aufschlämmung gehoben oder aus der Aufschlämmung teilweise herausgehoben werden.
- Kein Diaphragmaträger kann versehentlich auf den Beckenboden aufstoßen.
- Durch die Beseitigung bisher vorliegender Störeinflüsse werden die Schwankungen des Saugdruckes recht klein.
15
- Amplitude und Frequenz der vertikalen Pendelbewegung des Diaphragmaträgers werden exakt eingehalten.
- Je nach dem Ausmaß der Automatisierung des Verfahrens kann der Personaleinsatz herabgesetzt werden.
Diese Vorteile wirken sich im Aufbau des Diaphragmas folgendermaßen aus:
- Das Diaphragma-Material wird wesentlich gleichmäßiger auf die Gitterflächen aufgetragen; Schichtdicke und Packungsdichte schwanken innerhalb des Diaphragmas auf einem Diaphragmaträger und zwischen den Diaphragmen auf mehreren Trägern deutlich weniger als vorher. .30
- Zwischen den Teilen der Gitterfläche treten keine Asbestbrücken mehr auf; beim bisher notwendigen manuellen Abstreifen dieser Brücken wurde das noch frische Diaphragma oft beschädigt.
Die entscheidenden Verbesserungnn der Chloralkalielektrolyse mittels der nach, dorn erf LnriuugsgemtUVm Vorfnhron hergestellten Diaphragmen" sind;
°·ζ· 3765
- Die Chlorausbeute im Zellengas steigt und der Gehalt an unerwünschtem Sauerstoff im Chlorgas fällt.
- Die Konzentration von unerwünschtem Na-hypochlorit in der Zellenlauge wird geringer.
- Der elektrische Yirkungsgrad der Elektrolysezelle steigt,
- Die Gebrauchsdauer der Diaphragmen nimmt zu. 10
- Der reproduzierbare Anschvemmvorgang erlaubt die Zuordnung von Parameteränderungen dieses Vorganges zum Verhalten des Diaphragmas während der Elektrolyse. Der Einfluß des Feststoffgehaltes der Aufschlämmung auf die Zellenspannung (bei fester Stromdichte) läßt sich gut erkennen. Die Zellenspannung läßt sich gezielt herabsetzen und über längere Zeit niedrig halten.
Beispiel
20
Das erfindungsgemäße Verfahren verläuft beispielsweise
wie folgt:
In ca. 20 m Zellenlauge wird eine Asbestaufschlämmung hergestellt, wie sie in DE-AS 2k 01 °Λ2 angegeben worden ist. .
Der hohle Diaphragmaträger mit Gitterflächen wird am Katholytausgang an die Saugpumpe angeschlossen.. In den Wasserstoffausgang wird der Druckfühler eingesetzt. Der
2
Diaphragmaträger mit ca. 60 m Diaphragmafläche wird. mittels eines Kranes in die Aufschlämmung eingetaucht.
Der Saugdruck der Pumpe wird auf 4 5 mbar unter den Luftdruck der Umgebung eingestellt und geregelt. Die vertikale Pendelbewegung des Diaphragmaträgers hat eine
_ -j
Frequenz von 1 min und eine Amplitude von 30 cm. Die
j,-: : 3U4372 "- ήή - O.Z. 3765
Geschwindigkeit der Heb- und Senkbevegung beträgt 6 cm/s. Im oberen Umkehrpunkt liegt die Oberseite des Diaphragmaträgers 20 cm unter der allmählich absinkenden Standhöhe der Aufschlämmung. Im oberen und unteren Umkehrpunkt verweilt der Diaphragmaträger für jeweils ca.
3 25 S-. Unter diesen Bedingungen werden ca. 2,5 m der Aufschlämmung durch die Gitterflächen hindurchgesaugt und in den Auffangbehälter gepumpt; dabei sinkt die Standhöhe um etwa 30 cm. Dieser Vorgang dauert etwa 15 min.
Anschließend wird der Saugdruck auf 350 mbar unter den Luftdruck der Umgebung erhöht; die Pendelfrequenz wird auf 3 min heraufgesetzt. Die Amplitude sowie die Heb- und Senkgeschwindigkeit bleiben unverändert. Im oberen und unteren Umkehrpunkt verweilt der Diaphragmaträger für jeweils ca. 5 s.
3 Fahrend der folgenden 30 min werden weitere ca. 7>5 m der Aufschlämmung durch die Gitterflächen gesaugt und in den Auffangbehälter gepumpt, wobei die Standhöhe um weitere ca. <?0 cm sinkt. Damit ist der erfindungsgemäße Anschwemmvorgang beendet.
Der frisch beschichtete Diaphragmaträger wird aus dem Becken herausgehoben. Außerhalb des Beckens wird der Saugdruck im Hohlraum des Diaphragmaträgers für weitere 3 Stunden aufrechterhalten und das Diaphragma wird vorgetrocknet. Danach wird der beschichtete Diaphragmaträger bei etwa 95 C im Ofen getrocknet und je nach Zusammensetzung der Aufschlämmung einer erhöhten Temperatur ausgesetzt.
·:_.;--: \ 3H4372
λλ O. Z. 3765
.i. cli der Rrfi'·'"" """'" o hr.-.-.■■-<-» ?f.<-n τ ton.
mit bisher üblichen Diaphragmen
In eine Gruppe von 35 Zellen einer Chloralkalielektrolyse-
Anlage mit ca. 50 m Diaphragmafläche je Zelle wurden nach dem erfindungsgsmäßen Verfahren hergestellte Diaphragmen eingesetzt. Zum Vergleich wurde eine andere Gruppe von 3h Zellen dieser Anlage mit Diaphragmen ausgerüstet, die nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellt worden waren, d. h. mit unkontrollierter Vertikalbewegung des Diaphragmaträgers und mit stark schwankendem Saugdruck während des Anschwemmvorganges. Die Zusammensetzung der Aufschlämmung des Diaphragma-Materials wurde für alle Zellen unverändert gelassen mit Ausnahme des Feststoff— gehaltes, der von 11 g/l bis 17 g/l variiert wurde.
Bei der Vorbereitung und dem Betrieb dieser beiden Zellengruppen wurden die in Tabelle 1 und Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse erhalten. Innerhalb jeder der beiden Zellengruppen wurden in Abhängigkeit vom Feststoffgehalt der Aufschlämmung die Zellen zur besseren Vergleichbarkeit in jeweils drei Untergruppen zusammengefaßt.
Der elektrische Wirkungsgrad und der spezifische Energieverbrauch wurden ermittelt aus der von den Zellen abgegebenen Menge Chlorgas und der in die Zellen eingespeisten elektrischen Energie. Bei beiden Zellengruppen schwankte die Auslastung in dem für derartige Großanlagen üblichen
30 Bereich.
¥ie der Vergleich der beiden Zellengruppen bezüglich des elektrischen ¥irkungsgrades und der Zellenspannung zeigt, kann man bei einem Feststoffgehalt der Aufschlämmung von weniger,, als 12 g/l mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Diaphragmen bereits bei 3»32 V ZeI-
1 en spannung einen elektrischen Wirkungsgrad von $6 0Jo erreichen, wogegen man mit nach dem üblichen Verfahren hergestellten Diaphragmen bei etwa der gleichen Zellenspannung nur auf $k- °/o kommt. Diese Verbesserung mag ge— ringfügig erscheinen, sie hat jedoch für die Wirtschaftlichkeit der Chloralkali-Elektrolyse eine entscheidende Bedeutung, zumal sie mit vergleichsweise geringem Aufwand erzielt wurde.
Bei nach dem üblichen Verfahren hergestellten Diaphragmen ist keine Beziehung zwischen spezifischem Energieverbrauch und Feststoffgehalt der Aufschlämmung zu erkennen. Bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Diaphragmen dagegen ist diese Abhängigkeit deutlich zu sehen; unterhalb 12 g/l Feststoffgehalt beträgt der spezifische Energieverbrauch 2610 kWh je Tonne Chlor, oberhalb 13 g/l Feststoffgehalt dagegen 2660 kWh je Tonne Chlor. Auch dieser Unterschied ist für großtechnische Anlagen erheblich.
Bei der Sauerstoff-Konzentration im Chlorgas und bei der Chlorat-Konzentration in der Zellenlauge ist sowohl der Mittelwert als auch die Spannweite für die erfindungsgemäß hergestellten Diaphragmen deutlich kleiner als für
25 die üblichen Diaphragmen.
Während der Laufzeit des Versuches wurden von den erfindungsgemäß hergestellten Diaphragmen keine ausgewechselt, während von den nach dem üblichen Verfahren hergestellten Diaphragmen insgesamt vier Stück wegen allmählich schlechter gewordener Eigenschaften des Diaphragmas erneuert wurden.
3H4372
O.Z. 3765
Tabelle 1
Vergleich, der Diaphragmen; Diaphragma-Werte
Diaphragma hergestellt dem Zellen
nach bisher
erfindungs üblichen kg pro Zelle
gemäßen Verfahren kg
Verfahren kg
Anzahl der Zellen 34
in der Zellengruppe 35
Diaphragma-Masse 113,0
Mittelwert 110,2 5,8
Standardabweichung 3,8 103 bis 125
Spannweite 104 bis 122
- 13 -
O.Z. 3765
Tabelle 2; Vergleich der Diaphragmen; Betriebsdaten nach verschieden langen Laufzeiten der Zellen (x Mittelwert; R Spannweite)
Lauf
zeit
Tage
Diaphragma herges
erfindungsgemäßen
. Verfahren
12-13 >13 1,7
1 ,2 bis 2jO
teilt nach dem
bisher üblichen
Verfahren
12-13 92,7
93,8
94,5
94,5
7 keine
3
4
ff/1
Feststoffgehalt
der Aufschlämmung
<12 96,1
95,9
96,Λ
96,0
96,3
96,0
95,8
96,4
0,17
0,1 bis 0,3
O2 93,0
93,8
94,4
94,3
3,37
3,35
3,34
3,34
7
Elektrischer
Wirkungsgrad
Ki Ut UJ -»
Ut OnUi M
95,6
96,0
96,λ
95,9
3,35
3,36
3,37
3,38
3,40
3,39
3,39
3,40
93,0
94,2
94,7
94,3
3,32
3,33
3,34
3,34
2750
2700
2680
2670
V
Zeilenspannung bei
2 kA/m
12
35
56
75
3,31
3,32
3,32
3,32
2630
2640
2640
2650
2670
2660
2670
2660
keine
keine
keine
3,31
3,30
3,31
3,32
MMMM
ON On ON-O
CC 00 CO O
1<VK je
t Chlor
Spezifischer Energie
verbrauch bei 2 kA/m^
12
35
56
75
2610
2620
2610
2610
2690
2650
2650
2670
2,6
,7 bis 3
Vol—°/o
Sauerstoff-Konzen- χ
tration im Chlorgas R
0,25
0 ,2 bis 0
°'/l
Na-Chlorat-
Konzentration in χ
der Zellenlauge R
Ausgewechselte
Diaphragmen
60
QO
120

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zur Herstellung eines Diaphragmas für Elektrolysezellen, das aus einer Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt an Diaphragma-Material auf einem hohlen Diaphragmaträger angeschwemmt wird, anschließend getrocknet und gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur nachbehandelt wird,
    gekennzeichnet durch
    - periodisches Heben und Senken des Diaphragmaträgers mit festgelegter Frequenz, Amplitude und Geschwindigkeit innerhalb der Aufschlämmung während des Anschwemmvorganges ,
    - ständiges Messen der Standhöhe der Aufschlämmung,
    - Einhalten eines vorgegebenen Abstandes der Oberseite des Diaphragmaträgers im oberen Umkehrpunkt der Pendelbewegung von der momentanen Standhöhe der Auf— s chiämmung,
    - Einhalten eines Mindestabstandes der Unterseite des Diaphragmaträgers vom Boden des Anschwemmbeckens,
    - Einhalten eines vorgegebenen Saugdruckes innerhalb des Hohlraumes des Diäphragmaträgers.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, 25 gekennzeichnet durch
    - eine Frequenz der vertikalen Pendelbewegung des Diaphragmaträgers zwischen 0,1 und 10 min <>
    3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, 30 gekennzeichnet durch
    - eine Amplitude der vertikalen Pendelbewegung des Diaphragmaträgers zwischen 10 cm und 100 cm.
    h. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» 35 gekennzeichnet durch
    - eine Geschwindigkeit des Diaphragmaträgers während des Hebens und Senkens von 2 bis 20 cm/s.
    - 2 - " "" O.Z. 3765
    5· Verfahren nach Anspruch .1 bis h, gekennzeichnet durch
    - einen Abstand von 10 bis 25 cm der Oberseite des Diaphragmaträgers im oberen Umkehrpunkt von der
    5 momentanen Standhöhe der Aufschlämmung.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» gekennzeichnet durch
    - einen Abstand von mindestens 30 cm der Unterseite
    des Diaphragmaträgers vom Boden des Anschwemmbeckens.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch
    - einen Saugdruck im Hohlraum des Diaphragmaträgers zwischen 10 und 5OO mbar unterhalb des Luftdruckes
    der Umgebung,
    8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» gekennzeichnet durch
    - Aufteilen des Anschwemmvorganges in mehrere Zeitab s chni 11 e und
    - stufenweises Vergrößern des Saugdruckes und der Pendelfrequenz zwischen den Zeitabschnitten.
    25 9· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch ·
    - einen in zwei Zeitabschnitte geteilten Anschwemmvorgang, wobei der erste Zeitabschnitt etwa das erste Viertel des gesamten Vorganges umfaßt, - eine Pendelfrequenz von 0,1 bis 2 min. im ersten Abschnitt bei einem Saugdruck zwischen 10 und 100 mbar,
    - eine Pendelfrequenz von 2 bis 10 min im zweiten Abschnitt bei einem Saugdruck zwischen 100 und 5OO
    35 mbar. ,
DE19813144372 1981-11-07 1981-11-07 Verfahren zur herstellung eines diaphragmas fuer elektrolysezellen Withdrawn DE3144372A1 (de)

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DE19813144372 DE3144372A1 (de) 1981-11-07 1981-11-07 Verfahren zur herstellung eines diaphragmas fuer elektrolysezellen
EP82108396A EP0078901B1 (de) 1981-11-07 1982-09-11 Verfahren zur Herstellung eines Diaphragmas für Elektrolysezellen
DE8282108396T DE3262157D1 (en) 1981-11-07 1982-09-11 Process for producing a diaphragm for electrolytic cells
US06/435,551 US4475985A (en) 1981-11-07 1982-10-21 Process for the production of a diaphragm for electrolytic cells
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JP57193585A JPS5884989A (ja) 1981-11-07 1982-11-05 電解セル用隔膜の製造方法
NO823716A NO823716L (no) 1981-11-07 1982-11-08 Fremgangsmaate til fremstilling av et diafragma for elektrolyseceller.

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