EP0378091A1 - Elektrolysezellenblock - Google Patents

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EP0378091A1
EP0378091A1 EP90100077A EP90100077A EP0378091A1 EP 0378091 A1 EP0378091 A1 EP 0378091A1 EP 90100077 A EP90100077 A EP 90100077A EP 90100077 A EP90100077 A EP 90100077A EP 0378091 A1 EP0378091 A1 EP 0378091A1
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plates
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cell block
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type

Definitions

  • the invention relates to an electrolytic cell block consisting of a plurality of electrolytic cells arranged one behind the other, each electrolytic cell having two plate-shaped electrodes which are parallel to one another in a cell trough and a membrane parallel to these is arranged between adjacent electrodes.
  • Electrolysis cell blocks of the type mentioned which are known in practice are produced in an open or unpressurized container construction with a relatively large electrode spacing. This results in high power consumption, relatively high investment and operating costs as well as large construction dimensions and inevitably space requirements. It is also disturbing that the number of electrolysis cells can only be changed with great effort.
  • the invention has for its object to create an electrolytic cell block of the type mentioned in a modular design.
  • the cell troughs are each constructed from four profile plates, which form the electrodes and membranes between them, forming electrolyte space halves, and the profile plates of the cell troughs are clamped together in a pressure-tight manner in a block frame with two parallel block end plates arranged on the end face.
  • the advantages achieved by the invention can initially be seen in the modular design, which allows simple adaptation to capacity requirements by removal or addition individual cells.
  • the compact design results in a significantly smaller space requirement, which results in greater ease of maintenance.
  • the profile plates can be manufactured more easily and at lower cost than conventional welded structures. Since the distances between the electrodes are smaller than before, the power consumption is low and the capacity is high.
  • the profile plates can also be optimally designed with regard to the hydraulic flows in the individual cells, so that there is also a high process yield.
  • the profile plates are preferably made of injection molded parts.
  • electrolyte supply and removal the least problems arise if at least the profile plates are provided in their corner regions with electrolyte supply and drain holes perpendicular to the profile plates, the latter being optionally provided, ie depending on the size, in the plate-shaped electrodes.
  • the profile plates are expediently provided with clamping ribs and associated clamping grooves for holding the membranes. In order to maintain pressure tightness, it is also recommended to provide the profile plates with grooves for sealing cords and O-rings.
  • the profile plates with guide recesses also goes in the same direction for horizontal crossbars of the block frame.
  • the block end plates will conveniently be made of steel. They can be held together with the profile plates using tie rods.
  • a hydraulic tension e.g. B. with the help of at least one hydraulic cylinder piston assembly, but is also possible.
  • one block end plate is fixed and the other block end plate is mounted in the block frame so that it can be moved in parallel. In any case, it is advisable to provide the fixed block end plate with electrolyte supply and drain connections.
  • the electrolytic cell block shown in the figures consists of several electrolytic cells 1 arranged one behind the other.
  • Each electrolytic cell 1 has two plate-shaped electrodes 2, 3 (anode 2, Cathode 3) in a cell trough.
  • a membrane 4 parallel to the electrodes 2, 3 is arranged between adjacent electrodes 2, 3.
  • the cell troughs are each constructed from four profile plates 6, the electrodes 2, 3 and membranes 4, between the receiving electrolyte space halves 5.
  • the profile plates 6 of the cell troughs are clamped together in a pressure-tight manner in a block frame 7 with two parallel block end plates 8, 9 arranged on the end face (cf. FIGS. 1, 2).
  • the profile plates 6 consist of injection molded parts. In their corner areas, they and also the anodes 2 are provided with electrolyte supply and drain holes 10 perpendicular to the profile plates 6. In addition, the profile plates 6 have integrated membrane support grids 11. To hold the membranes 4, the corresponding profile plates 6 are provided with clamping ribs 12 and associated clamping grooves 13. For pressure tightness, d. H. to seal the electrolyte spaces (anolyte, catholyte space), the profile plates 6 are also provided with grooves 14 for sealing cords or O-rings 15.
  • the profile plates 6 are provided with upper and lower guide recesses 16 for horizontal cross members 17 of the block frame 7.
  • the block end plates 8, 9 are made of steel. They are held together with the aid of tie rods 18. But you can too be clamped together using at least one hydraulic cylinder piston arrangement.
  • the one block end plate namely the block end plate 8 to be seen on the left in FIGS. 1 and 2 or the block end plate 8 shown in FIG. 3, is fixedly arranged in the block frame 7.
  • the other block end plate 9, on the other hand can be moved in parallel, namely after removing the tie rods 18. In this way, additional cells can be added or excess cells can be removed.
  • the fixed block end plate 8 is provided with electrolyte supply and drain connection 19.

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Abstract

Ein Elektrolysezellenblock besteht aus mehreren hinterein­ander angeordneten Elektrolysezellen (1). Jede Elektro­lysezelle (1) weist zwei zueinander parallele platten­förmige Elektroden (2, 3) in einem Zellentrog auf. Zwischen benachbarten Elektroden (2, 3) ist jeweils eine zu den Elektroden (2, 3) parallele Membran (4) angeordnet. Für Modulbauweise empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Zellentröge jeweils aus vier, die Elektroden (2, 3) und Membranen (4) zwischen sich auf­nehmenden, Elektrolytraumhälften (5) bildenden Profil­platten (6) aufgebaut sind und die Profilplatten (6) auf­gebaut sind und die Profilplatten (6) der Zellentröge in einem Blockrahmen (7) mit zwei stirnseitig angeordneten parallelen Blockendplatten (8, 9) druckdicht miteinander verspannt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektrolysezellenblock, bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten Elek­trolysezellen, wobei jede Elektrolysezelle zwei zueinan­ander parallele plattenförmige Elektroden in einem Zellen­trog aufweist und zwischen benachbarten Elektroden jeweils eine zu diesen parallele Membran angeordnet ist.
  • Aus der Praxis bekannte Elektrolysezellenblöcke der ge­nannten Art sind in offener bzw. druckloser Behälterbau­weise mit relativ großem Elektrodenabstand erstellt. Hier­aus resultieren ein hoher Leistungsverbrauch, relativ hohe Investitions- und Betriebskosten sowie große Kon­struktionsdimensionen und zwangsläufig Platzbedarf. Störend ist außerdem, daß die Zahl der Elektrolysezellen nur unter großem Aufwand geändert werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektro­lysezellenblock der eingangs genannten Art in einer Modul­bauweise zu erstellen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Zellentröge jeweils aus vier, die Elektroden und Membranen zwischen sich aufnehmenden, Elektrolytraum­hälften bildenden Profilplatten aufgebaut sind und die Profilplatten der Zellentröge in einem Blockrahmen mit zwei stirnseitig angeordneten parallelen Blockendplatten druckdicht miteinander verspannt sind.
  • Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zunächst in der Modulbauweise zu sehen, die eine einfache Anpassung an Kapazitätsanforderungen durch Entnahme oder Hinzufügen einzelner Zellen zuläßt. Außerdem ergibt sich durch die Kompaktbauweise ein wesentlich kleinerer Platzbedarf, woraus größere Wartungsfreundlichkeit resultiert. Die Profilplatten lassen sich einfacher und mit geringeren Kosten als übliche Schweißkonstruktionen herstellen. Da die Abstände zwischen den Elektroden geringer als bisher sind, ergibt sich eine geringe Leistungsaufnahme bei hoher Kapazität. Die Profilplatten lassen sich außerdem bezüglich der hydraulischen Strömungen in den einzelnen Zellen optimal gestalten, so daß auch eine hohe Prozeßaus­beute gegeben ist.
  • Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Er­findung mehrere Möglichkeiten. So bestehen die Profil­platten vorzugsweise aus Spritzgußteilen. Bezüglich Elek­trolytzufuhr und -abfuhr ergeben sich die geringsten Pro­bleme, wenn zumindest die Profilplatten in ihren Eckbe­reichen mit zu den Profilplatten senkrechten Elektrolyt­zufuhr- und -ablaufbohrungen versehen sind, letztere wird man gegebenenfalls, d. h. je nach Größe auch in den plattenförmigen Elektroden vorsehen. Im übrigen empfiehlt es sich, die Profilplatten mit integrierten Membranstütz­gittern zu versehen, die die Membranen bei Druckdifferen­zen zwischen benachbarten Elektrolyträumen stützen. Zweckmäßigerweise sind die Profilplatten mit Klemmrippen und zugeordneten Klemmnuten zum Halten der Membranen versehen. Außerdem empfiehlt sich zum Erhalt der Druck­dichtheit, die Profilplatten mit Aufnahmenuten für Dichtschnüre und O-Ringe zu versehen. Einfache Manipulier­barkeit im Zuge der Variation der Zellenzahl ergibt sich, wenn die Profilplatten paarweise mit den zugeord­neten Membranen mit Hilfe von Schnäppern zusammengehalten sind. In die gleich Richtung geht auch die Variante, die Profilplatten mit Führungsausnehmungen für Horizontaltraversen des Blockrahmens zu versehen. Die Blockendplatten wird man zweckmäßigerweise aus Stahl fer­tigen. Sie können zusammen mit den Profilplatten mit Hilfe von Zugankern zusammengehalten sein. Eine hydraulische Zusammenspannung, z. B. mit Hilfe zumindest einer Hydrau­likzylinderkolbenanordnung, ist aber ebenfalls möglich. Nach bevorzugter Ausführungsform ist die eine Blockend­platte fest und die andere Blockendplatte parallelver­schiebbar im Blockrahmen gelagert. Jedenfalls empfiehlt sich hierbei, die fest angeordnete Blockendplatte mit Elektrolytzufuhr- und -ablaufstutzen zu versehen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausfüh­rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Vorderansicht eines Elektrolysezellenblockes,
    • Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A,
    • Fig. 4 in Explosionsdarstellung einen Teil des Elektrolyse­zellenblockes nach Fig. 1,
    • Fig. 5 in perspektivischer Darstellung einen Teil des Elektrolysezellenblockes nach Fig. 1.
  • Der in den Figuren dargestellte Elektrolysezellenblock besteht aus mehreren hintereinander angeordneten Elektro­lysezellen 1. Jede Elektrolysezelle 1 weist zwei zueinan­der parallele plattenförmige Elektroden 2, 3 (Anode 2, Kathode 3) in einem Zellentrog auf. Zwischen benachbarten Elektroden 2, 3 ist jeweils eine zu den Elektroden 2, 3 parallele Membran 4 angeordnet.
  • Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Zellentröge jeweils aus vier, die Elektroden 2, 3 und Membranen 4 zwischen sich aufnehmenden, Elektrolytraum­hälften 5 bildenden Profilplatten 6 aufgebaut. Die Profil­platten 6 der Zellentröge sind in einem Blockrahmen 7 mit zwei stirnseitig angeordneten parallelen Blockendplatten 8, 9 druckdicht miteinander verspannt (vgl. Fig. 1, 2).
  • Die Profilplatten 6 bestehen aus Spritzgußteilen. In ihren Eckbereichen sind sie und auch die Anoden 2 mit zu den Pro­filplatten 6 senkrechten Elektrolytzufuhr- und -ablauf­bohrungen 10 versehen. Außerdem weisen die Profilplatten 6 integrierte Membranstützgitter 11 auf. Zum Halten der Membranen 4 sind die entsprechenden Profilplatten 6 mit Klemmrippen 12 und zugeordneten Klemmnuten 13 versehen. Für Druckdichtheit, d. h. zur Abdichtung der Elektrolyt­räume (Anolyt-, Katholytraum), sind die Profilplatten 6 außerdem mit Aufnahmenuten 14 für Dichtschnüre bzw. O-Ringe 15 versehen.
  • Im einzelnen nicht dargestellt ist die Maßnahme, die Profilplatten 6 paarweise mit den zugeordneten Membranen 4 mit Hilfe von Schnäppern zusammenzuhalten. Jedenfalls ist in der Fig. 5 erkennbar, daß die Profilplatten 6 mit oberen und unteren Führungsausnehmungen 16 für Horizontal­traversen 17 des Blockrahmens 7 versehen sind. Die Block­endplatten 8, 9 bestehen aus Stahl. Sie sind mit Hilfe von Zugankern 18 zusammengehalten. Sie können aber auch mit Hilfe von zumindest einer Hydraulikzylinderkolbenan­ordnung zusammengespannt sein. Die eine Blockendplatte, nämlich die in den Fig. 1 und 2 links zu erkennende Blockendplatte 8 bzw. die in Fig. 3 dargestellte Block­endplatte 8 ist fest im Blockrahmen 7 angeordnet. Die andere Blockendplatte 9 ist dagegen parallel verschiebbar, und zwar nach Entfernen der Zuganker 18. Auf diese Weise können zusätzliche Zellen hinzugefügt bzw. überzählige Zellen entfernt werden. Die fest angeordnete Blockend­platte 8 ist mit Elektrolytzufuhr- und -ablaufstutzen 19 versehen.

Claims (13)

1. Elektrolysezellenblock, bestehend aus mehreren hinter­einander angeordneten Elektrolysezellen, wobei jede Elek­trolysezelle zwei zueinander parallele plattenförmige Elektroden in einem Zellentrog aufweist und zwischen benachbarten Elektroden jeweils eine zu diesen parallele Membran angeordnet ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Zellentröge jeweils aus vier, die Elektroden (2, 3) und Membranen (4) zwischen sich aufnehmenden, Elektrolytraumhälften (5) bildenden Profil­platten (6) aufgebaut sind und die Profilplatten (6) der Zellentröge in einem Blockrahmen (7) mit zwei stirnseitig angeordneten parallelen Blockendplatten (8, 9) druckdicht miteinander verspannt sind.
2. Elektrolysezellenblock nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Profilplatten (6) aus Spritzgußteilen bestehen.
3. Elektrolysezellenblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Profilplatten (6) in ihren Eckbereichen mit zu den Profilplatten (6) senkrech­ten Elektrolytzufuhr- und -ablaufbohrungen (10) versehen sind.
4. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilplatten (6) integrierte Membranstützgitter (11) aufweisen.
5. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilplatten (6) mit Klemmrippen (12) und zugeordneten Klemmnuten (13) zum Halten der Membranen (4) versehen sind.
6. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilplatten (6) mit Aufnahmenuten (14) für Dichtschnüre und O-Ringe (15) ver­sehen sind.
7. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilplatten (6) paar­weise mit den zugeordneten Membranen (4) mit Hilfe von Schnäppern zusammengehalten sind.
8. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilplatten (6) mit Führungsausnehmungen (16) für Horizontaltraversen (17) des Blockrahmens (7) versehen sind.
9. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockendplatten (8, 9) aus Stahl gefertigt sind.
10. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockendplatten (8, 9) mit Hilfe von Zugankern (18) zusammengehalten sind.
11. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockendplatten (8, 9) mit Hilfe von zumindest einer Hydraulikzylinderkolben­anordnung zusammengespannt sind.
12. Elektrolysezellenblock nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Blockendplatte (8) fest und die andere Blockendplatte (9) parallelver­ schiebbar im Blockrahmen (7) angeordnet ist.
13. Elektrolysezellenblock nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die fest angeordnete Blockendplatte (8) mit Elektrolytzufuhr- und ablaufstutzen (19) versehen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019218095A1 (es) * 2018-05-14 2019-11-21 Transducto S.A. Celda electrolítica de mono cámara y aparato a presión horizontal sellado para electro depositar metal desde soluciones electrolíticas

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DE59001457D1 (de) 1993-06-24
EP0378091B1 (de) 1993-05-19
ATE89612T1 (de) 1993-06-15
DE8900134U1 (de) 1989-03-02

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