DE2431406A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der chlorerzeugung aus chlorhydrat zur verwendung in einer metall-chlor-speichervorrichtung fuer elektrische energie - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung der chlorerzeugung aus chlorhydrat zur verwendung in einer metall-chlor-speichervorrichtung fuer elektrische energie

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Description

^1' I
dr. ing. H. NEGENDANK (-i073) · DIPL.-ING. H. HATTCK · dipl.-fhys. W. SCHMITZ DIPL.-ING. E. GRAALFS · dipl.ing. W. WEHNERT
HAMBURG-MÜNCHEN
25 683
ZTJSTEIiLTJNGSANSCHRIFT; HAMBURG 36 · NEUER WALL
TEL. SB 74 28 VND 8β 4110
TBLBGR. NKQEDAPATENT HAMBURG MÜNCHEN 15 · MOZAHTSTR.
TBI.. 0 38 03 86
ENERGY DEVELOPMENT ASSOCIATES TBI,BGH. NEQEDAPATBNT MÜNChbn
Madison Heights, Michigan/USA
Hamburg, den 28. Juni
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat zur Verwendung in einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie
Chlorhydrat, Cl3 · SH3O, wurde bereits als Chlorquelle für Metall-Chlor-Batterien mit hoher Energiedichte, insbesondere denjenigen mit Zink- und einer Chlorelektrode, eingesetzt. In der US-PS 3 713 888 ist die Wirkungsweise einer solchen Batterie mit hoher Energiedichte und die Verwendung von Chlorhydrat zur Chlorerzeugung während des Aufladens der Batterie beschriebe n.
Bei den bekannten Verfahren, die Chlorhydrat als Chlorquelle für Metall-Chlor-Batterien verwenden, wird das Chlorgas dadurch erzeugt, daß das Hydrat mit einem Elektrolyten in Kontal?:t gebracht wird, der eine Temperatur aufweist, die über der Zersetzungstemperatur des Hydrates liegt. Der Elektrolyt wird
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zu den Batteriezellen, normalerweise durch Durchgänge in Kohlenstoff- oder Graphitelektroden zurückgeführt, um auf diese Weise das gelöste oder dispergierte Chlor freizusetzen. Nach der Umwandlung des Chlors in Chlo^dionen wird das Chlorhydrat wieder mit dem sich bildenden Elektrolyten in Kontakt gebracht und das Verfahren wird wiederholt. Normalerweise sind Mittel vorgesehen, um die Temperatur des Chlorhydrates unter seinem kritischen Punkt zu halten, wenn Chlor nicht gebraucht wird, und es sind andere Mittel zum Erhitzen des Hydrates vorhanden, um die Freisetzung des Chlors in den Elektrolyten, der zur Batterie zurückgeführt werden soll, zu unterstützen. Darüber hinaus können absorbierende oder lösende Ilittel vorgesehen sein, um das Chlor, in der Form von 31asen, fein zu dispergieren und um den Lösungsvorgang im wäßrigen Elektrolyten vor der Zurückführung zur Batterie zu unterstützen. Gelöstes Chlor v/ird dabei als reaktionsfähiger angesehen als Chlor in Form von Blasen in der Batterie.
Um die Freisetzung an Chlorhydrat während der Hntladezeiten zu steuern, sind in der Vergangenheit vergleichsweise komplexe Steuereinrichtungen vorgeschlagen worden. Es wurden Sensoren angeordnet, um zu bestimmen, wann die Elektrodenabteilung mehr Chlor benötigt. Eine Anzeige derSensoren, daß Chlor benötigt wird, führte zum Beginn der Tätigkeit einer Pumpe und zum Öffnen einer Reihe von Ventilen, so daß auf diese V/eise der Elektrolyt von der Batterie entfernt, durch die Chlorhydratquelle hindurchgedrückt und zur Elektrodenäbteilung zurückgeführt werden konnte.
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Infolge der Verwendung der Batterien hoher Snergiedichte ±m Kraftfahrzeugen, sollte die Vorrichtung zum Zuführen des Chlors zuverlässig und billig sein, eine mininale Größe und so wenig arbeitende Teile wie möglich besitzen. Bekannte derartige Vorrichtungen, die einzelne elektronisch gesteuerte Ventile und Llotoren aufweisen, besitzen mehrere Teile, die ausfallen können und sind darüber hinaus teurer als die erfindungsgemäße Vorrichtung. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugr-unde, eine einfachere, billigere und weniger störanfällige Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen.
Die vorliegende Erfinduing schlägt ein Verfahren zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat und zur Zuführujng des Chlors zu einer Uetall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie, in der ein elektrischer Strom erzeugt wird, wenn das Chlor in Chloridionen und das Iletall in Metallionen übergeführt wird,Vor, das eine Verbesserunggpgenüber den bislang verwendeten Steuerverfahren darstellt. LIit dem Begriff "IJetall-Chlor" ist gemeht, daß die Reaktionen während des Aufladens und Entladens für das Metall an einer Elektrode und für Chlor an der anderen Elektrode (der Zelle) stattfinden. Die Zellen sind zu einer Batterie von Zellen zusammengefaßt, die als Elektrodenabteilung bezeichnet wird. Bei den Verfahren zur Erzeugung und Zuführung von Chlor, das das Zuführen eines wäßrigen Metalllialogenid-Elektrolyten
von einer Batterie zu einer Chlorhydratquelle bei einer niedrigeren Temperatur umfaßt, so daß ein Teil des Chlorhydrates in Chlor und Wasser· überführt wird, das Entfernen des Chlors und
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des Wassers von der Hydratquelle mit dem Elektrolyten, das Lösen von mindestens einem Teil des Chlors in dem Wasser vom Hydrat enthaltenden Elektrolyten und das Zurückführen des Elektrolyten mit dem gelösten Chlor und dem Wasser zur Elektrodenabteilung zur weiteren Entladung und Umsetzung des Chlors in Chlorid, weist die vorliegende Erfindung die folgenden verbesserten Verfahrensschritte auf: Stoppen des Elektrolytflusses in die Hydratquelle, wenn der Druck in der Hydratquelle oder im Speicher infolge der Chlorerzeugung aus dem Hydrat ansteigt und wenn der Inhalt des Hydratspeichers dazu neigt, aus dem Elektrolyteinlaß auszufließen und danach, wenn der Druck infolge der Entfernung des erzeugten Chlors aus dem Hydratspeicher absinkt, Fließenlassen des Elektrolyten aus der Batterie in den Speicher. Dieses Verfahren wird wiederholt und liefert eine gute Steuerungsmöglichkeit für die Chlorzuführung zur Batterie aus dem Chlorhydrat. Eine bevorzugte Einrichtung zur Verhinderung des Eintretens des Elektrolyten in den Hydratspeicher ist ein Absperrventil, das mit einer Pumpe zusammenwirkt, sowie ete Vielzahl TOn anderen Ventilen, um das Verfahren automatisch ohne enge Überwachung ausführen zu können.
Die vorliegende Erfindung und ihre Wirkungsweise geht aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit de8 beigefügten Zeichnung hervor, die
ein Schemaplan einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie und eine Vorrichtung zur gesteuerten Zugabe von Chlor an eine Elektrolytzuführung für die Elelctrodonabteilung ist. 409885/0919
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Eine Elektrodenabteilung, die sich aus alternierenden Elektroden aus Metall, beispielsweise Zink, in Plattenform und Graphit zusammensetzt, durch die Chlor geführt wird und in der Zink in Zinkionen und Chlor in Chloridionen übergeführt wird, was mit der Erzeugung von Elektrizität verbunden ist, umfaßt leitungen, Rohre o.a. 13 und 15 für die Zuführung und Abführung des Elektrolyten. Die Leitung 15 umfaßt eine Entlüftung 17 mit einer Öffnung 19, die gewöhnlich in der Nahe des Auslasses der Elektrodenabteilung angeordnet ist, wenn der Druck an einem derartigen Ort geringfügig höhrer ist als der atmosphärische Druck. Die leitung 15 steht mit der Pumpe 21 in Verbindung, die vorzugsweise eine Verdrängerpumpe ist. Die Pumpe 21, die während der Zeit arbeitet, in der sich das Batteriesystem entlädt, pumpt den Elektrolyten von der Elektrodenabteilung durch die leitung 15 und führt ihn in die leitung 23 ab, von der er durch eine lösungsvorrichtung oder einen Absorber 25 und danach durch die Einlaßleitung 13 zum Elektrodenstapel in der Elektrodenabteilung geführt wird.Auf diese Weise zirkuliert, während sich das Batteriesystem entlädt, der Elektrolyt mit dem gewünschten Gehalt an darin gelöstem Chlor und mit etwas d isper giert em Chlor kontinuierlich durch die Zellen. Eine derartige Zirkulation trägt dazu bei, den Chlorgehalt der Elektrolytzuführung zu den Graphitelektroden über die ganze Elektrodenabteilung einheitlich zu halten und auf diese Weise eine einheitlichere lösung des Zinks herbeizuführen. In der leitung 23 befindet sich ein einstellbares Ventil 27, das so eingestallt werden kann, da£ es zur
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Steuerung des Anteils an Elektrolyt beiträgt, der durch die Rückführleitung (leitungen 15, 23 und 13) gepumpt wird, im Vergleich zu demjenigen Anteil, der durch einen Behälter mit Chlorhydrat gepumpt wird. Dieses Ventil dient darüber hinaus dazu, die Leitungsdrücke in der Rückführleitung zu steuern.
Wenn sich der gewünschte Chlorgehalt im zirkulierenden Elektrolyten befindet, besteht kein Bedarf für den Zusatz von weiterem Chlor, es sei denn, es wird in der Elektrodenabteilung verbraucht. Chlor wird jedoch während der Operation des Batteriesystems, wenn sich dieses entlädt, immer verbraucht, so daß es für diese Zeiträume wünschenswert ist, eine beständige Zuführung oder einen beständigen Chlorzufluß im richtigen Ausmaß zu besitzen, um die Chlorkonzentration im Elektrolyten auf den gewünschten Stand ansteigen zu lassen. Es wurde herausgefunden, daß die Sättigung mit Chlor oder ein geringer Überschuß über die Sättigung eine besonders günstige und wünschenswerte Konzentration des Chlors im wäßrigen Elektrolyten (gewöhnlich wäßriges Zinkcblorid) darstellt. Hit der vorliegenden Erfindung kann eine derartige konstant« Zuführungsrate aufrechterhalten werden. Hinzu kommt, daß, wenn die elektrische Entladung des Batteriesystems unregelmäßig verläuft, nur eine ausreichende Chlorgasmenge dem zirkulierenden Elektrolyten zugeführt wird, so daß dieser mit Chlor gesättigt oder geringfügig übersättigt ist. Mit der vorliegenden Erfindung können diese Ziele erreicht werden, ohne daß Heßfühler und ähnliche Steuer Vorrichtungen erforderlich sind.
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Wenn in der Elektro- tzuf ührung zur Elektrodenabt ei-lung ein Mangel an Chlor besteht, liefert die Pumpe 21 etwas Elektrolyt zur Leitung 29 und danach zum Hydratspeicher 31. Der Elektrolyt tritt mit dem Chlorhydrat oder einem Teil desselben in Kontakt und verursacht dessen teilweise Zersetzung, wodurch Chlor freigesetzt wird. Wie man in der Zeichnung erkennen kann, passiert der Elektrolyt infolge der aus der Chlor erzeugung (und des Segle it wassers) herrührenden Druckentwicklung im Speicher die Leitung 33» wenn das Absperr- oder Rückschlagventil 35 geschlossen Ibt. Danach dringen Elektrolyt und gasförmiges Chlor durch das Drosselventil 37 in den Absorber oder die Lösungsvorrichtung 23 ein, in der das Chlor in engen Kontakt mit dem Elektrolyten gebracht wired, was durch das Hindurchdringen durch kleine öffnungen oder feine Durchgänge in Kontakt mit dem Elektrolyten verursacht werden kann, und der. angereicherte Elektrolyt wird über die Leitung 13 zum Zellenstapel zurückgeführt. In Fällen, in denen eine Vermischung in der Leitung 33 vorgenommen wird oder in denen in dieser Leitung eine ausreichende Lösung oder Dispersion erbalten wird, kann der Absorber weggelassen oder modifiziert werden. In diesen Fällen kann der Elektrolyt und das Chlor direkt über die Leitung 33 in die Leitung 23, stromab vom Ventil 27 oder in die Leitung 13 kurz vor der Rückführung zur Elektrodenabteilung zurückgeführt werden.
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Das vorliegende System ist narrensicher, erfordert nur eine geringe oder gar keine Wartung bzw. Kontrolle von außen und ist sehr wirtschaftlich. Die Pumpe 21 kann in kontinuierlichem Betrieb gehalten werden, ob das Batteriesystem nun aufgeladen oder entladen wird, oder sie kann während Leerlaufzeiten abgestellt werden. Wenn ein intermittierender Betrieb gewünscht wird, kann es wünschenswert sein, Mittel (nicht gezeigt) für das Abschließen der Entlüftungsöffnung vorzusehen, um auf diese Weise unnötigen Chlorverlust während der Perioden, wo keine Entladung stattfindet, zu vermeiden. Bei Normalbetrieb sind die Ventile 27 und 37 so eingestellt, daß sie das gewünschte Verhältnis an Gegendrücken im geschlossenen System liefern, so daß, wenn der Druck in der Leitung 13 infolge Chlorverbrauches in der Batterie während der Entladung fällt und ein derartiger Druckabfall an den Hydratspeicher durch das Ventil 37 und die Leitung 33 weitergegeben wird, die durch das Ventil 37 verursachte Drosselung wünschenswerterweise einen Elektrolyt- und Gasfluß vom Hydratspeicher zurück zur Elektrodenabteilung ermöglicht, ohne jedoch eine Rückführung des zurückfließenden Elektrolyten zum Hydratspeicher durch die Leitung 33 zuzulassen. Mit anderen Worten, der Druckabfall durch das Ventil 27 gleicht die Summe der Druckabfälle durch das Ventil 37 infolge des Leitungswiderstandes 33 und des des Hydratspeichers während des Flusses nach dem öffnen des Ventils 35 aus, so daß der rückfließende*Elektrolyt nicht in den Hydratspeicher, mit Ausnahme der Leitung 39 und dem Ventil 35» eindringt und Chlor una Elektrolytlösung vom Hydratspeicher natürlich nicht durch die Leitung 23 oder die Leitung 29 in Richtung auf die Pumpe 21 zurückgeführt werden.
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Wenn das Ventil 35 geöffnet ist, findet ein Druckausgleich zwischen dem Druckabfall durch das Ventil 27 und demjenigen durch die Ventile 35 und 37 und den Durchflußwiderständen der Leitungen 29 und 33 zusammen mit dem geringen Durchflußwiderstand, der durch die Ausbildung des HydratSpeichers verursacht wird, statt, so daß auf diese Weise eine Zuführung durch den Hydratspeicher und eine Rückführung zur Rückführleitung ohne nicht wünschenswerte Rückführung möglich wird. Nachdem derartige Einstellungen einmal für Normalbetrieb getroffen worden sind, brauchen sie normalerweise nicht mehr geändert zu werden, mit Ausnahme von geringfügigen Regulierungen während des Betriebes des Batteriesystems.
Während der elektrischen Entladung wird Chlor verbraucht, so daß der Druck im System absinkt. In diesem Stadium ermöglicht das Absperrventil 35 den Durchfluß des Elektrolyten in den Hydratspeicher und die Chlorbildung. Dadurch findet wiederum im System eine Druckerhöhung statt, die das Schließen des Ventiles 35 verursacht, so daß der Elektrolyt weiterhin der Elektrodenabteilung zugeführt wird, bis das gesamte Chlor im wesentlichen verbraucht ist. Zu diesem Zeitpunkt fällt der Druck ab, so daß der Elektrolyt wieder durch das Rückschlagventil 35 in den Hydratspeicher fließen kann, so daß die Operation wiederholt wird.
Die Entlüftung 17 ist in der Zeichnung in schematischer Weise gezeigt und befindet sich an einer passenden Stelle für die Entlüftung von Chlorgas. Die Entlüftung kann sich
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jedoch ebenfalls an anderen Stellen im System befinden oder kann ganz entfallen. Ihre Nützlichkeit läßt sich am besten in Systemen beweisen, in denen immer ein geringer Überschuß an nicht gelöstem Chlor im Elektrolyten besteht, sogar dann, wenn dieser die Elektrodenabteilung durchflossen hat. In derartigen Fällen werden durch die kontinuierliche Entlüftung schädliche öase oder verdampfte Flüssigkeiten, die sich während der elektrolytischen Reaktion gebildet haben können und die, wenn ihre Konzentration zu hoch wird, die elektrochemische Reaktion störend beeinflussen und eine Abnahme der elektrischen Entladungskapazität bewirken, entfernt. Die Entlüftung kann darüber hinaus in den Zellen selbst, in einem Rohrverteiler,in der Elektrodenabteilung und vor dem Einlaß zur Elektrodenabteilung angeordnet sein. Auch in denjenigen fällen, in denen keine schädlichen Grase entlüftet werden müssen, ist ein geringer Entlüftungseffekt (mit einer sehr kleinen öffnung) von Nutzentum ein Haß für den Materialfluß durch das System aufrecht zu erhalten und um zum !Teil dazu beizutragen, Stagnation oder Abscheidungen auf Systemteilen infolge vollständigen Stillstandes zu verhindern.
Die Entlüftung ist vorzugsweise mit einem Rückschlagverschluß versehen, um auf diese Weise bei Undichtigkeiten einen Rückfluß von Luft in das System zu verhindern. Darüber hinaus können, wenn es wünschenswert ist, Mittel zum Auffangen des entlüfteten Chlors und anderer entlüfteter Gase vorgesehen werden, und es können die Verunreinigungen entfernt und das Chlor in die Leitungen zurückgeführt werden.
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Das vorliegende System wurde in bezug auf das Entladen des Batteriesystems beschrieben, kann jedoch, soweit es die Entlüftung betrifft, ebenfalls während des Aufladensangewendet werden. Es ist jedoch klar, daß während des Aufladens, bei dem Chlor anstatt verbraucht produziert wird, kein Bedarf für die Freisetzung von Chlor aus dem Hydratspeicher besteht, sondern Chlor-hydrat durch das Kühlen des Elektrolyten und die Reaktion von Chlor und Wasser unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen gebildet wird.
Die verwendeten Konstruktionsmaterialien sind gegenüber wäßrigem Zinkchlorid, das feuchtes Chlor enthält, beständig. Obgleich auch Eisen und Stahl gebräuchliche Materialien sind, werden vorzugsweise Ventilteile aus Titan, Titanlegierungen, PoIytetrafluoräthylen oder ähnlichen beständigen Metallen, Legierungen oder Kunststoffen verwendet. Obgleich normalerweise wäßriges Zinkchlorid als Elektrolyt verwendet wird, können auch andere Metallelektroden Verwendung finden, beispielsweise solche aus Eisen, Nickel, Chrom sowie deren Legierungen, und es können andere inerte Elektroden anstelle des Graphits für die Chlorelektrode Anwendung finden. Die Temperatur des Elektrolyten liegt normalerweise-in einem Bereich von 15 bis 50 C. Die Temperatur des Hydratspeichers wird normalerweise unter 5 C gehalten und kann bis auf -20 C heruntergehen. Sie liegt vorzugsweise bei -5 C bis +5 C. Im System herrscht ein
zu positiver Druck, der normalerweise von einem Zoll WS bis/ einer
at reicht und vorzugsweise von 0,5 bis 5 lbs./Zoll , obgleich auch viel höhere Drücke durch die bevorzugten Verdrängerpumpen
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hervorgerufen werden können. Anstelle der beschriebenen Pumpenart können auch Zentrifugelpumpen mit geeigneten Kenngrößen Anwendung finden.
Der Anteil des zirkulierenden Elektrolyten, der durch den Hydratspeicher dringt, beträgt im Durchschnitt 0,1 bis 10 %, vorzugsweise 1 bis 6 $> vom gesamten Elektrolytvolumen, wenn sich das Batteriesystem kontinuierlich entlädt. Das Rückschlagventil hindert das Fließen des Elektrolyten in den Hydratspeicher, sobald infolge des hohen Druckes im Hydratspeicher der Umkehrfluß initiiert wird. Normalerweise reicht bereits ein Zoll WS Druckdifferenz aus, um das Schließen des Absperrventiles zu verursachen, jedoch können auch weniger empfindliche Ventile, beispielsweise solche, die eine Druckdifferenz von 0,5 lbs./Zoll erfordern, zufriedenstelled angewendet werden. Natürlich sind die absoluten Durchflußgeschwindigkeiten im System von der Größe des Batteriesysteras abhängig. Normale, auf der Elektrolytzirkulation durch die Elektrodenabteilung basierende Durchflußgeschwindigkeiten reichen von etwa 0,1
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bis etwa 3,0 cm /Min./cm Elektrodenfläche. Die Elektrolytkonzentration kann von 10 bis 40 Gew-r-^b, vorzugsweise 15 bis 35 Gew.-% Sättigung Metallhalogenid in Wasser reichen. Das bevorzugte Metallhalogenid ist Zinkchlorid.
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Claims (1)

- 13 Patentansprüche ' 1 . Verfahren zur Steuaxing der Erzeugung und Zuführung von Chlor aus einem Speieherabtei1, das einen Elektrolyteinlaß und -auslaß und eine darin befindliche Chlorhydratquelle aufweist, in einer Speichervorrichtung für elektrische Energie mit einer Elektrodenabteilung, die einen Stapel von Zellen umfaßt, welche Metall-Chlor-Elektroden aufweisen, wobei während der Entladungsphase der Vorrichtung Chlor in Chloridionen und das Metall in Metallionen übergeführt wird, gekennzeichnet durch das Zusetzen eines wäßrigen Metallhalogenid-Elektrolyten von der Elektrodentabteilung zu einer Chlorhydratquelle , die sich auf einer niedrigeren Temperatur als der Elektrolyt befindet, um auf diese Weise einen Teil des Chlorhydrates in Chlor und Wasser zu überführen, das Entfernen des Chlors und Wassers von der Hydratquelle mit dem Elektrolyten, das Lösen von mindestens einem Teil des Chlors im Elektrolyten, der Wasser vom Hydrat enthält, und das Zurückführen des Elektrolyten mit gelöstem Chlor und Wasser zur Elektrodenabteilung, wobei der Elektrolytfluß in die Hydratquelle gestoppt wird, wenn der Druck im Speicherabteil infolge der Chlorerzeugung aus dem Hydrat ansteigt und dazu führt, daß der Hydratspeicherinhalt aus dem Elektrolyteinlaß auszufließen und, droht / wenn der Druck infolge der Entfernung des von der Hydratquelle erzeugten Chlors absinkt, der Elektrolyt daraufhin von der Elektrodenabteilung in den Hydratspeieher geschickt wird. 409885/0919 243MG6 2. Verfahren nach ANspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytzuführung zum Hydratspeicher warm ist,und daß das Stoppen des Elektrolytflusses zur Hydratquelle und die Wiederaufnahme des Fließens, wenn der Druck infolge der Entfernung des aus der Hydratquelle erzeugten Chlors- absinkt, kontinuierlich während der Entladung der Vorrichtung wiederholt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Elektrolyten kontinuierlich aus der Elektrodenabteilung heraus und in die E^ektrodenabteilung zurück zirkuliert. k. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das in Chlorgas, das/dem Elektrolyten, der die Hydratquelle verläßt, nicht gelöst ist, in einer Lösungszone im Elektrolyten oder in einem zusätzlichen zirkulierenden Elektrolyten gelöst wird. 5· Verfahren nach Anspruch kf dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des Elektrolyten durch die Speicherabteilung zirkulieren läßt und daß der Fluß des Elektrolyten in die Speieherabteilung und aus dieser heraus durch Drosselungen der Durchgänge im Elektrolyteinlaß und -auslaß der Speicherabteilung gesteuert wird. 6. Verfahren zur Erzeugung von Chlor aus einer Chlorhydratquelle, die in einer Speicherabteilung mit Einlaß- und Auslaßeinrichtungen angeordnet ist, wobei die Speicherabteilung an eine Elektrodenabteilung mit Einlaß- und Auslaßeinrichtungen ange- 409885/0919 .../15 2A3U06 schlossen ist und die Elektrodenabteilung einen Stapel von Zellen mit Metall- und Chlorelektroden aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte:
1. Zirkulierenlassen eines wäßrigen Metallhalogenid-Elektrolyten durch die Speicherabteilung und zurück zur Elektrodenabteilung;
2. Erzeugen von Chlor durch das Zersetzen des Chlorhydrates und Ermöglichen eines Druckaufbaus in der Speicherabteilung;
3. Stoppen des Elektrolytflusses in die Speicherabteilung , wenn der Inhalt desselben aus dem Einlaß der Spei eher abteilung herauszufließen droht;
k. Fließenlassen des Elektrolyten von der Auslaßeinrichtung der Elektrodenabteilung an der Einlaßeinrichtung der Speicherabteilung vorbei, wobei die Spei eher abteilung passiert wird, und Weiterführen des Flusses zu der Einlaßeinrichtung der Elektrodenabteilung zurück, um auf diese Weise das Chlor in der Lösung reagieren zu lassen und den Chlorgehalt des Elektrolyten zu reduzieren; und
5· Rückkehr zu Schritt 1.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren eine Pumpe zur Anwendung kommt, wobei die Hochdruckseite der Pumpe in unmittelbarer Nähe der Einlaßeinrichtung der Speicherabteilung angeordnet und die Niederdruckseite an die Auslaßeinrichtung der Elektrodenabteilung angeschlossen ist.
8. Vorrichtung zur Steuerung der Erzeugung und Zuführung von Chlor aus einer Chlorhydratquelle wähend der Entladung einer Speichervorrichtung für elektrische Energie, die eine
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Elektrodenabteilung mit einem Stapel von Metal 1-Chlor-Elektroden und einen Einlaß und Auslaß aufweist, die durch eine erste Leitung so miteinander verbunden sind, daß eine kontinuierliche Elektrodenabteilungsschleife entsteht, dadurch gekennzeichnet, deß die Vorrichtung des weiteren eine Speicherabteilung mit einem Einlaß und einem Auslaß aufweist, die die Ch1orhydratquelle enthalten kann, Pumpmittel, um einen Elektrolyten in der kontinuierlichen Schleife fließen zu lassen, eine zweite Leitung, die für den Elektrolytfluß vom Auslaß der Elektrodenabteilung zum Einlaß der Speieherabteilung vorgesehen ist, in der zweiten Leitung angeordnete Drosselmittel, über die Rückfluß aus dem Einlaß der Speicherabteilung infolge des Druckaufbaus in der Speicherabteilung, wenn sich das Chlorhydrat zersetzt, verhindert werden kann, und eine dritte Leitung, die den Auslaß der Speieherabteilung mit dem Einlaß der Elektrodenabteilung verbindet und über die die Zersetzungsprodukte des Chlorhydrates und der Elektrolyt zur Elektrodenabtellung fließen können.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpmittel wähsnd des Entladens kontinuierlich pumpen, und daß die Drosselmittel in der zweiten Leitung durch ein Absperrventil gebildet werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren eine lösungsbewirkende Einrichtung aufweist, die in der kontinuierlichen Elektrodenabteilungsschleife vorhanden
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ist und abstromseitig vom Auslaß der Speicherabteilung angeordnet ist und das Mischen des aus dem Chlorhydrat stammenden Chlors mit dem zirkulierenden Elektrolyt sowie das Lösen darin bewirken kann,
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren zwei einstellbare Ventile aufweist, von denen das erste in der kontinuierlichen Elektrodenabteilungsschleife und abstromseitig von der zweiten Leitung und das zweite Ventil in der dritten Leitung angeordnet ist, und djß das erste einstellbare Ventil den Elektrolytfluß von der kontinuierlichen Elektrodenabteilungsschleife unterbrechen kann, indem es diesen durch die Speicherabteilung fließen läßt, wenn, der Elektrolyt kein Chlor mehr aufweist, und daß das zweite einstellbare Ventil den Elektrolyten in der Speicherabteilung solange zurückhalten kann, bis zusätzliches Chlor infolge des Chlorabfalls in der Exektrodenabteilungsschleife gefordert wird.
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DE2431406A 1973-07-02 1974-06-29 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Chlorerzeugung aus Chlorhydrat zur Verwendung in einer Metall-Chlor-Speichervorrichtung für elektrische Energie Expired DE2431406C3 (de)

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