DE861993C - Elektrodialytische Zelle, insbesondere zur Reinigung von Fluessigkeiten auf elektroosmotischem Wege - Google Patents

Description

• Den Gegenstand Idler Erfindung bildet eine Verbesserung der bekannten elektrodialytischen Zellen, wie solche insbesondere zur Reinigung von Flüssigkeiten, z. B. Wasser, auf elektroosmotischem Wege bereits vielfach in Benutzung stehen. Derartige Zellen können bekanntlich nur mit Gleichstrom gespeist werden, da nur eine auf die Zelle wirkende Gleichspannung den die Reinigungswirkung bedingenden einheitlichen Ionenwanderungseffekt zur Folge hat. Insoweit im besonderen Fall Gleichstrom nicht zur Verfügung steht, ist man benötigt, diesen durch Umformung oder Gleichrichtung aus Wechsel- oder Drehstrom zu gewinnen, was einerseits besondere Umformer oder Gleichrichter, andererseits eine Verschlechterung des Wirkungsgrades zur Folge hat.
• Zur Beseitigung dieses Übelstandes wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, einen elektrochemischen Gleichrichter mit einer elektrolytischen Zelle zu vereinigen, was insbesondere dadurch geschehen kann, daß - die Kathode der Zeile aus einem Gleichrichterwirkung besitzenden Material hergestellt oder doch mit einem Überzug aus solchem Materie versehen wird. Auf diese Weilse wird die Zelle immer nur von jener Halbwelle durchflossen, welche die gewünschte Reinigungswirkung hervorbringt, während die andere Halbwelle gegebenenfalls in einer zweiten Zelle nutzbar gemacht werden kann. Es wird also in jeder erfindungsgemäßen Zelle die positive Halbwelle von der Anode zur Kathode fließen, während die negative Halbwelle durch Ausbildung einer Sperrschicht an der Kathode am Durchtritt durch die Zelle gehindert werden wird.
• Die praktische Verwirklichung des Erfindungsgedankens kann in einfadher Weie dadurch erfolgen, daß man die bisher gewöhnlich aus Kupfer hergestellte Kathode nunmehr aus Aluminium verfertigt, das einen Reinheitsgrad von mindestens 99 °/o, zweckmäßiger aber sogar mehr als 99,5 O/o aufweiset.
• Um IdieseAluminiumkatholde zu formieren, wird die Zelle, je nach Reinheitsgrad des Kathodenmetalls, einige Stunden bis Tage an eine entsprechende Wechselstromquelle angeschlossen. Diese Formierungszeit wird beträchtlich verkürzt, wenn die Kathode in einem entsprechenden Elektrolyt mit Gleichstrom vorformiert wird, wie dies für die Zwecke der Herstellung von Elektrolytkondensatoren an sich bekannt ist. An Stelle von Aluminium kann mit bestem Erfolg auch das durch eine erhöhte Ventilwirkung ausgezeichnete Tantal zur Kathodenherstellung verwendet werden. Tantal besitzt in nahezu allen Elektrolyten eine gleich gute Ventilwirkung, bestimmt aber in allen Wässern und Lösungen, welche elektrolytisch gereinigt werden können. Es gibt also praktisch keine Zusätze, welche die Ventilwirkung verschlechtern könnten.
• Aluminium besitzt die beste Ventilwirkung in möglichst neutralen Elektrolyten oder in schwach sauren Elektrolyten, welche aber möglichst wenig Anionen aufweisen müssen. Da nun die in einem Kathodenraum befindliche Flüssigkeit naturgemaß alkalisch reagiert, da sie Kationen enthält, und in einer solchen Flüssigkeit die Ventilwirkung von Aluminium stark geschwächt werden würde, muß durch reichliche Spülung des Kathodenraumes Sorge dafür getragen werden, daß die Kationen konzentration des Elektrolyt möglichst gering bleibt. In der Praxis hat es sich erwiesen, daß Aluminium in einem Elektrolyt von nicht mehr als g p, noch eine befriedigende Ventilwirkung aufweist. Wie schon erwähnt, ist das Vorhandensein von Anionen im Kathodenraum für die Ventilwirkung von Aluminium schädlich. Anionen kommen nun ohnehin in einem Kathodenraum nicht vor, es muß aber auch Sorge getragen werden, daß keine fremden Metalle in diesem Raum vorhanden sind, welche Ionen abgeben könnten. Von den Metallionen sind Kupferionen am schädlichsten und von den Anionen die Chlorionen.
• In der streng schematischen Zeichnung sind einige Beispiele für Schaltungsanordnungen von erfindungsgemäßen Zellen veranschaulicht, durch welche es möglich wird, beide Halbwellen des Wechsel- bzw. Drehstromes auszunutzen.
• Fig. I zeigt ein Schaltungsbeispiel für die Serienschaltung, Fig. 2 für die Parallelschaltung mehrerer Zellen für zweiphasigen, Fig. 3 für dreiphasigen Wechselstrom. Sehr geeignet ist auch die Graetzschaltung; in allen Fällen kann man mehrere Zellen zu Gruppen zusammenfassen und aus diesen Gruppen wieder besondere Schaltungen zusammenstellen. Selbstverständlich sind mit den dargestellten Schaltungsarten keineswegs alle Schaltungsmöglichkeiten erschöpft.
• Der Reinheitsgrad der Flüssigkeiten, die mit einer erfindungsgemäßen Zelle verarbeitet werden, kann der gleiche sein wie bei einer normalen, mit Gleichstrom betriebenen Zelle. Die elektrisch aufzuwendende Leistung steigt mit dem Salzgehalt der Lösung proportional.
• PATENTANSPROCHE: I. Elektrodialytische Zelle, insbesondere zur Reinigung von Flüssigkeiten auf elektroosmotischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der Zelle und; die slonstilgen gegebenenfalls in der Zelle befindlichen Metallteile zwecks unmittelbarer Speisung der letzteren mittels Wechselstrom aus einem Gleichrichterwirkung besitzenden Material bestehen oder doch mindestens einen Überzug aus solchem Material besitzen.

Claims (1)

1. 2. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathodenmaterial Reinaluminium oder Tantal Verwendung findet.

   3. Schaltungsanordnung mit Zellen nach den Ansprüchen I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zellen derart an das die Anordnung speisende Wechselstromnetz angeschlossen sind, daß beide Halbwellen des wirkenden Stromes ausgenutzt werden.