CH417544A - Filter press type electrolyzer - Google Patents

Filter press type electrolyzer

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CH417544A
CH417544A CH453161A CH453161A CH417544A CH 417544 A CH417544 A CH 417544A CH 453161 A CH453161 A CH 453161A CH 453161 A CH453161 A CH 453161A CH 417544 A CH417544 A CH 417544A
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CH
Switzerland
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electrolyte
separating
electrolyser
gas separation
cell block
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Application number
CH453161A
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German (de)
Inventor
Nat Schulz Werner Dr Rer
Original Assignee
Demag Elektrometallurgie Gmbh
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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
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

  

      Elektrolyseur    der     Filterpressbauart       Die     Erfindung        betrifft        einen        Elektrolyseur        der          Filterpressbauart    mit     umlaufendem        Elektrolyten.     



       Elektrolyseure    werden vorzugsweise zur elektro  lytischen     Spaltung    von Wasser und     wasserhaltigen          Flüssigkeiten    in Wasserstoff und     Sauerstoff    ge  braucht.  



  Der     Umlauf    der     Elektrolytflüssigkeit    durch die  Zellen und     Gasausscheldungsgefässe    erfolgt bei     be-          kannten        Elektrolyseuren    durch Rohre und im     Zellen-          block        angeordnete        Kanäle    -und zwar derart,     dass        der     Elektrolyt     meist    von     unten,den        Zellen        zugeführt,

      der  mit Gasen     angereicherte    Elektrolyt ;an der Oberseite  des     Elektrolysieurblockes        in    der     Abscheidung    der.  Gase aus dem Elektrolyten dienende     Gasabscheider          gefässe    abgeführt wird,

   worauf die     Elektrolytflüssig-          keit        erneut    den Zellen     zustirömt.    Von den     erwähnten          Gasabscheidegefässen    ist stets mindestens     eines    für  jede     abzuscheidende        Gasart    vorhanden, damit die  erzeugten Gase     ohne        Vermischung        gewonnen    werden       könnten.     



  Da die     Zellen        eines.    Blockes im     allgemeinen        in:     Serie geschaltet     sind,    bilden die Zu-     -und        Abführka-          näle        einen    unerwünschten     elektrischen    Nebenschluss.

    Durch entsprechende     Ausbildung    der Querschnitte  und     Anomdriung,der        Elektrolytkanäle    bzw. der Rohr  leitungen ist es zwar möglich, diese     unerwünschten,     über die     Gasabscheidegefäss    e und deren Zuleitungen       erfolgenden        elektrischen    Kurzschlüsse gering zu hal  ten,

       wenngleich    sich     die    Forderung nach     Verhinde-          rung    des unerwünschten Stromüberganges über die       Rohrleitungen    der     Gasabscheidegefässe        nicht    mit der  Forderung nach     unbeeinflusstem        strömungstechnisch          günstigem        Durchlauf    des     Elektrolyten        koordinieren     lässt.  



  Die über die     Rohrleitungen        auftretenden    elektri  schen     Nebenschlüsse    und     die    dadurch bedingten.     Ent            laduagen,    die die Ursache     einer        ausserhalb        der    Zellen       auftretenden    Bildung gefährlicher Mischgase sind,       sind        in    den     Zuführkanälen    für die     Elektrolytflüssig-          keit    grösser als in d en     ProduktenmAbleitungskanälen,

       da die     in    dem     Elektrolyten        ,enthaltenen    Gase dessen       Leitfähigkeit        vermindern.    Nach wie vor bleibt     aber          trotzdem    der Umstand     bestehen,,    dass über die     Rohre     und Kanäle der     Zuführungs-        bzw.        Abfühntngsleitun-          gern    ein Stromübergang     erfolgt,    der     in        ,

  den        Nebenger          räten,    wie     Gasabscheidegefäss    en zur     Abscheidung     der Gase aus dem     Elektrolyten,    usw., zu     unerwünsch.-          tenelektrischen    Entladungen     führt.     



  Um nun bei     Elektrolyseuren    der     Filterpressbauart          auftretende.    elektrische     Nebenschlüsse        zu    beseitigen,  ohne dass durch diese Massnahme jedoch eine     Be-          hinderung    des     Elektrolytumlaufes        eintritt,    wird ge  mäss vorliegender     Erfindung        vorgeschlagen,    zwi  schen den der     Abscheidung,

  der    Gase aus dem     Elek-          trolyten    dienenden     Abscheideigefässen    und dem Zel  lenblock     bzw.    den     Zellenblöcken    des     Elektrolyseurs     elektrisch     isolierende        Trennstrecken        in    den Zu- und  Ableitungen d es     Elektrolyten        vorzusehen.     



  Mit der Bildung     von;        Mischgasen        ausserhalb    der  Zellen ist die Wirkung von elektrischen Neben  schlüssen in -den     Gas-Elektrolyt-Ableitungs-        und        Zu-          leitungskanälen    gemeint.

   Die     dort    erfolgende Gasent  wicklung wird :durch die     Erfindung        zwar        nicht    ganz  verhindert, jedoch stark herabgesetzt, weil bei der       Anordnung    von     Isolierstrecken,

          .eine        geringere        Anzahl     von     Elektrolytkan.älen    zur Speisung der     Zellen    aus  reicht und daher d     me        Möglichkeit    von     Nebenschlüssen     von     vornherein    entsprechend     geringer    ist.  



  Die isolierenden Trennstrecken     können        paus        eIek-          trisch    nicht leitenden Rohren oder     Rohrstücken,    wel  che     in    den Zu- und     Abfuhrleitungen    angeordnet sind,  bestehen.

             Vorteilhafterweise        kann    die     in    der     Rückleitung     des     Elektrolyten        vorgesehene        isolierende    Trenn  strecke     gleichzeitig        als        Restgas-Ausscheidungsgefäss.     für     die    in dem Elektrolyten oft noch     enthaltenden     Restgase ausgebildet     sein.     



  Um auch elektrische Nebenschlüsse     durch    den       umlaufenden    Elektrolyten     völlig        auszuschalten,        wird     zu den gemachten Vorschlägen     ergänzend        empfohlen,          in    der     Mitte    des     Zellenblockes    z.

   B. den Pluspol     an-          zulegen;    so dass     dann    die     Endzellen        dies        Elektroly-          seurblockes        gleiches    Potential     aufweisen.    Die     Endzel-          len    sind     dann        Minuspole.        Ein    über den Elektrolyt       erfolgender        Stromübergang        auf    die     Nebengeräte    hat       

  -dann    infolge der     Gleichheit    der     Pole        keinerlei        stö-          rende    Einflüsse. An sich aber     kann:    das Übertreten  der     Spannurig        lediglich    durch die     Elektrolyt-Flüssig-          keit,        sofern        Vorkehrungen        ,gegen    das     Berühren        (Erde)     getroffen sind,     hingenommen    werden.  



  In den Figuren     ist    die     Erfindung        in    zwei     Ausfüh-          rungsbeispielen        dargestellt.        Einzelheiten    des Auf  baues der     Elektrolyseure        sind    nicht     @dargestellt,    da  diese für     das        Verständnis    der     Erfindung    an sich     un,          wesentlich    sind.  



  Der aus den     Zellen    1 bestehende Block des     Elek          trolyseurs    ist     in,        bekannter    Weise nach     Art    der Filter  pressen aufgebaut.

   Die     Zufuhr    des     Elektrolyten    aus  dem der     Gasabscheidung        dienenden        Abscheidegefäss     2 in den     Zellenblock    1 und     der        Durchgang        :des    Elek  trolyten durch     den    Zellenblock 1     erfolgt        in        Richturig     der     angedeuteten    Pfeile.  



  Der Zuführung des Elektrolyten dient die Lei  tung 3. Die     Abführung    des mit     erzeugten    Gasen     an-          gereicherten        Elektrolyten        erfolgt    über die Leitung 4.  



  In diesen     Leitungen    3 und 4     sind        isolierende          Trennstrecken    aus nicht leitenden     Rohrstücken    5, 5'       eingesetzt,    damit über das der     Abscheidung    der Gase  aus dem     Elektrolyten    dienende Gefäss kein     urer-          wünschter    elektrischer     Schluss    erfolgt.

   Die isolie  rende     Trennstrecke    in d er     Elektrolyt-Zuführung    5' ist       vorteilhafterweise    als     Resigasabscheider    6 ausgebil  det.  



  Dieser     Restgasabs.cheider        besteht        aus        einem        Ge-          fäss,        in    welches das aus     einem    isolierenden Werkstoff  (Kunststoff,     Keramik)    bestehende Rohr 5',     welches          ,den    Übergang des elektrischen     Stromes    zu dem der       Gasabscheidungdienenden        Gefäss    2     verhindern    soll,

         einragt.    Die aus dem     Elektrolyten        abgeschiedenen     Restgase ziehen durch die     Rohrleitung    7 zum     Gas-          sammelgefäss    oder zum Gaskühler ab,

       während    der       Elektrolyt        durch    die oberhalb der     Einmündung    des  isolierenden Rohres 5'     angeordnete        Leitung    3 dem         Zellenblock    des     Wasserzersetzers        wieder        zugeführt          wind.     



  Das     Ausscheiden        d'er        Restgase    :aus dem Elektro  lyten ist insofern von     Bedeutung,    weil bei     nicht    völlig  ausgeschiedenen Gasen     infolge    der     auftretenden    Ver  mischung :des Elektrolyten     ausserhalb    der Kathoden  und     Anodenräume    :diese Restgase zur     Bildung    von       Knallgas    führen     können.     



  In     Fig.    2 ist dargestellt, wie durch     entsprechendes          Anlegen    der Pole ;an     @die        Zellen;        schädliche        Neben,          schlüsse    über den     Elektrolyten        vermieden    werden       können.    In .diesem     Fall    wird z.

   B. der     Pluspol    in der  Mitte des     Zellenblockes    1     angelegt,    so     dass    an den       Endzellen        dann.        eine        Minusspannung        anliegt.     



  Durch die     vorliegende        Erfindung    kann die Bil  dung von     Mischgasen    und sonstiger schädlicher oder       unerwünschter    Produkte     weitgehend    vermieden wer  den, da     .ausserhalb    des     Ze#llenblocke;s        keine    elektri  sche     Entladung        ;auftreten    kann.



      Electrolyser of the filter press type The invention relates to an electrolyser of the filter press type with circulating electrolyte.



       Electrolysers are preferably used for the electrolytic splitting of water and water-containing liquids into hydrogen and oxygen.



  The circulation of the electrolyte liquid through the cells and gas separation vessels takes place in known electrolyzers through pipes and channels arranged in the cell block in such a way that the electrolyte is usually fed to the cells from below,

      the electrolyte enriched with gases; on the top of the electrolysis block in the deposition of the. Gas separator vessels serving the electrolyte are discharged,

   whereupon the electrolyte fluid flows back to the cells. At least one of the gas separation vessels mentioned is always available for each type of gas to be separated so that the gases produced can be obtained without mixing.



  Since the cells of a. Blockes are generally connected in series, the supply and discharge channels form an undesirable electrical shunt.

    By appropriately designing the cross-sections and anomalies, the electrolyte channels or the pipelines, it is possible to keep these undesirable electrical short-circuits occurring via the gas separation vessel and their supply lines low,

       although the requirement to prevent the undesired transfer of current via the pipelines of the gas separation vessels cannot be coordinated with the requirement for the electrolyte to pass through the electrolyte in a flow-related manner.



  The electrical shunts occurring through the pipelines and the resulting ones. Discharges, which are the cause of the formation of dangerous mixed gases outside the cells, are larger in the feed channels for the electrolyte fluid than in the products.

       since the gases contained in the electrolyte reduce its conductivity. As before, however, the fact remains, that a current transfer takes place via the pipes and channels of the supply and discharge lines, which

  the ancillary devices, such as gas separation vessels for separating the gases from the electrolyte, etc., leads to undesirable electrical discharges.



  In order to now occur in electrolysers of the filter press type. To eliminate electrical shunts, but without this measure resulting in an obstruction of the electrolyte circulation, it is proposed according to the present invention, between the deposition,

  of the gases from the electrolyte-serving separation vessels and the cell block or the cell blocks of the electrolyzer provide electrically insulating separating sections in the feed and discharge lines of the electrolyte.



  With the formation of; Mixed gases outside the cells means the effect of electrical shunts in the gas-electrolyte discharge and supply channels.

   The gas development that takes place there is: although not completely prevented by the invention, it is greatly reduced because the arrangement of insulating sections,

          A smaller number of electrolyte channels is sufficient to feed the cells and therefore the possibility of shunts is correspondingly lower from the outset.



  The isolating separating sections can consist of electrically non-conductive pipes or pipe sections which are arranged in the supply and discharge lines.

             The insulating separating section provided in the return line of the electrolyte can advantageously serve as a residual gas separation vessel at the same time. be designed for the residual gases often still contained in the electrolyte.



  In order to also completely switch off electrical shunts caused by the circulating electrolyte, it is recommended in addition to the suggestions made, in the middle of the cell block z.

   B. apply the positive pole; so that the end cells of this electrolyzer block then have the same potential. The end cells are then negative poles. Has a current transfer to the secondary devices via the electrolyte

  -then no disturbing influences due to the equality of the poles. In itself, however, the crossing of the Spannurig can only be accepted by the electrolyte liquid, provided precautions have been taken to prevent contact (earth).



  In the figures, the invention is shown in two exemplary embodiments. Details of the construction of the electrolysers are not shown because they are essential for understanding the invention.



  The block of the electrolyser consisting of cells 1 is constructed in a known manner to press the type of filter.

   The supply of the electrolyte from the separating vessel 2 used for gas separation into the cell block 1 and the passage of the electrolyte through the cell block 1 takes place in the direction of the arrows indicated.



  Line 3 is used to supply the electrolyte. The electrolyte enriched with generated gases is discharged via line 4.



  In these lines 3 and 4, insulating separating sections made of non-conductive pipe sections 5, 5 'are used, so that no undesirable electrical short-circuit occurs via the vessel used to separate the gases from the electrolyte.

   The isolating separating distance in the electrolyte feed 5 'is advantageously designed as a Resiga gas separator 6.



  This residual gas separator consists of a vessel in which the pipe 5 ', which is made of an insulating material (plastic, ceramic) and is intended to prevent the transition of the electrical current to the vessel 2 used for gas separation,

         enters. The residual gases separated from the electrolyte are drawn off through the pipe 7 to the gas collecting vessel or to the gas cooler,

       while the electrolyte is fed back to the cell block of the water separator through the line 3 arranged above the junction of the insulating tube 5 '.



  The elimination of residual gases: from the electrolyte is important because if the gases are not completely eliminated, due to the mixing that occurs: the electrolyte outside the cathode and anode spaces: these residual gases can lead to the formation of oxyhydrogen.



  In Fig. 2 it is shown how by appropriate application of the poles; to @the cells; harmful bypasses through the electrolyte can be avoided. In .this case z.

   B. applied the positive pole in the middle of the cell block 1, so that at the end cells then. a negative voltage is present.



  With the present invention, the formation of mixed gases and other harmful or undesirable products can be largely avoided, since no electrical discharge can occur outside the cell block.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Elektrolyseur :der Filterpressbauart mit umlau fendem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen, den, der Abscheidung von Gasen aus dem Elektrolyten dienenden, Abscheidegefässen und dem Zellenblock bzw. PATENT CLAIM Electrolyser: of the filter press design with circulating electrolyte, characterized in that between the separating vessels used to separate gases from the electrolyte and the cell block or den Zellenblöcken des Elektroly- seurs elektrisch isolierende Trennstrecken in den Zu- und Ableitungen des Elektrolyten vorgesehen sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrolyseur nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ; The cell blocks of the electrolyzer are provided with electrically insulating separating sections in the feed and discharge lines for the electrolyte. SUBClaims 1. Electrolyser according to claim, characterized in that; die isolierenden Trennstrecken -der Zu- und Ableitungen aus elektrisch. nicht leiten den Rohren oder Rohrstücken bestehen. 2. Elektrolyseur nach Patentanspruch und Unter anspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die in der Elektrolyt-Rückführungsleitung, angeordnete isolie rende - Trennstrecke als Restgas-Ausscheidungsgerät su.sgebildet ist-. the isolating separating distances - the supply and discharge lines from electrical. do not direct the pipes or pipe pieces. 2. Electrolyser according to claim and sub-claim <B> 1 </B> characterized in that the isolating section arranged in the electrolyte return line - is formed as a residual gas separation device - see below. 3. Elektrolyszur nach Unteranspruch 2, :dadurch gekennzeichnet, dass das als isolierende Trennstrecke ausgebildete Restgas-Ausscheidungsgerät aus einem mit mehreren Zu- und Ableitungen versehenen Ge- fäss besteht. 3. Elektrolyszur according to dependent claim 2, characterized in that the residual gas separation device designed as an insulating separating section consists of a vessel provided with several inlet and outlet lines. 4. Elektrcolyseur nach Patentanspruch, dadurch .gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines gleichen Potentials an :den Endzellen des Elektrolyse ;rs ein Gegenpol in der Mitte des Zellenblockes angelegt ist. 4. Electrcolyzer according to claim, characterized in that to achieve the same potential at: the end cells of the electrolysis; rs an opposite pole is applied in the center of the cell block.
CH453161A 1960-05-06 1961-04-17 Filter press type electrolyzer CH417544A (en)

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CH453161A CH417544A (en) 1960-05-06 1961-04-17 Filter press type electrolyzer

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009021506A1 (en) * 2009-05-15 2011-01-13 Culture, James, Colorado Springs Method and device for producing a hydrogen-containing gas mixture

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