DD216966A1 - Verfahren und anordnung zum korrosionsschutz dimensionsstabiler anoden - Google Patents
Verfahren und anordnung zum korrosionsschutz dimensionsstabiler anoden Download PDFInfo
- Publication number
- DD216966A1 DD216966A1 DD24662482A DD24662482A DD216966A1 DD 216966 A1 DD216966 A1 DD 216966A1 DD 24662482 A DD24662482 A DD 24662482A DD 24662482 A DD24662482 A DD 24662482A DD 216966 A1 DD216966 A1 DD 216966A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- electrolysis
- corrosion
- cell
- potential
- arrangement
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 101100371682 Caenorhabditis elegans cyk-3 gene Proteins 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnung zum Korrosionsschutz dimensionsstabiler Anoden, die in Elektrolyseverfahren, beispielsweise bei der Chloralkalielektrolyse, bei Anwendung bipolarer Elektrolyseure mit Ionenaustauschermembranen, bei der Metallraffination oder auch bei organischen Elektrolyseverfahren verwendet werden. Das Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung der Korrosion edelmetall- und/oder edelmetalloxidbeschichteter dimensionsstabiler Anoden (DSA), in einer entscheidenden Minderung des Verlustes an Edelmetall und einer wesentlichen Standzeitverlaengerung dieser Anoden. Die Korrosion der DSA bei Ausserbetriebsetzung einzelner Zellen aus einer Reihenschaltung wird durch Ersatz des ueblichen Kurzschliessers durch einen Schalter mit geeignet dimensioniertem Widerstand entscheidend herabgesetzt. Der Spannungsabfall am Widerstand muss dabei kleiner als die Gleichgewichtszellspannung des Elektrolyseprozesses sein und gleichzeitig muss das Anodenpotential ueber dem Potential der reduktiven Korrosion liegen.
Description
Verfahren und Anordnung zum Korrosionsschutz dimensionsstabiler' Anoden '
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnung zum Korrosionsschutz dimensionsstabiler Anoden, die in Elektrolyseverfahren, beispielsweise bei der Chloralkalielektrolyse, bei Anwendung bipolarer Slektrolyseure mit Ionenaustauschermembranen, bei der Metallraffination oder auch bei organischen Elektrolyseverfahren verwendet werden,
Charakteristik der bekannten "technischen Lösungen Bei anorganischen und organischen Elektrolyseverfahren werden1 in den Elektrolysezellen vielfach dimensionsstabile Anoden (DSA) verwendet, die an ihrer Oberfläche mit einem Edelmetall oder Edelmetallen und/oder deren Oxiden bfiiso-hichtet sind. Diese Elektroden unterliegen bekanntlich sowohl bei Kurzschluß, zum Beispiel zum; Zweck der Außerbetriebnahme einer Zelle, als auch beim Wiedereinschalten einer beträchtlichen Korrosion. Hierdurch entstehen Edelmetallverluste,.die Standzeit der Elektroden wird, wesentlich herabgesetzt. Zur Beseitigung dieser Korrosion sind bisher keine Vorschläge publiziert· bzw, offengelegt worden. Bekannt sind lediglich einige Patente, die die Konstruktion von Schaltelementen für.*. große Gleichströme oder die Anordnung derselben an -'die in Serie, geschalteten-Elektrolysezellen zum Inhalt haben. So wird mit dem Patent DE AS 20 55 16.1 eine Vorrichtung
2 7. DEL 19 82*05810 G
geschützt, die im wesentlichen aus einem Fahrgestell besteht,/das zwischen den Zellen bewegt werden.kann und auf das zwei biegsame Kontakte zum Anschluß an die Zellen und die Schaltelemente aufgebaut sind. In dem Patent DE OS 24 48 194 wird ein Kurzschließer beschrieben, der fahrbar unter den Zellen angeordnet ist. Der Vorteil dieser Vorrichtungen liegt in der leichten und schnellen Handhabung der Kurzschließer. Bei all diesen Konstruktionen wird zwar durch einen geringen Widerstand der'Energieverlust gering gehalten, die Korrosion der Elektrodenoberfläche wird aber dadurch nicht vermieden, χ
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung der Korrosion edelmetall- und/oder edelmetalloxidbeschichteter dimensionsstabiler Anoden, in einer entscheidenden'Minderung des Verlustes an Edelmetall und einer wesentlichen Standzeitverlängerung dieser Anoden«.
Darlegung des Wesens, der Erfindung
-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Anordnung zum Korrosionsschutz von DSA zu entwickeln, das es gestattet, eine Elektrolysezelle aus einer Batterie von Zellen ohne Schädigung der DSA durch Korrosion außer Betrieb zu setzen und erneut in Betrieb zu nehmen. Erfindungsgemäß wird bei einer Reihenschaltung von Elektrolysezellen parallel zu einer Zelle, die außer Betrieb genommen werden soll/eine Spannung an der Elektrolysezelle aufrechterhalten, die kleiner als die. Gleichgewichtszellspannung des Elektrolyseprozesses ist und gleichzeitig das Anodenpotential über dem reduktivem Korrosionspotential der Anode halte Zur Durchführung dieses Verfahrens kann parallel zur Elektrolysezelle ein Schaltelement angeordnet werden, dessen Widerstand die oben genannten Bedingungen realisierte Zur Vermeidung von großen Energieverlusten bei technischen
Zellen kann der Widerstand nach Demontage der Ström-' zuführung oder der Elektroden gegebenenfalls durch einen · üblichen Kurzschließer ersetzt werden» / . Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand der schematischen Darstellung (Abbildung 1) erläutert werden, SpIl beispielsweise die Zelle 2 aus dem Stromkreis herausgenommen werden, .so wird ein kombinierter Schalter, bestehend aus Teil I und II, wie aus Abbildung 1 ersichtlich, an Zelle 2 und 3 angeschlossen. ,. . Teil I stellt einen Schalter mit Widerstand dar, dessen Größe sich nach der Belastung der Zellen richtet und der beim Kurzschließen der Zelle an dieser eine'Restspannung besteJaen läßt, die von den Prozeßparametern abhängig ist und z.B. für die Chloralkalielektrolyse nach dem Diaphragma verfahre η' etwa· 1 Volt beträgt. Teil II ist ein üblicher Kurzschließer. . , ' . .
Durch Schließen des Schalters I wird die Zelle 2 stromlos', gemacht. Nach Unterbrechung der Stromzuführung A zwischen Zelle. 2 und 3 wird der Kurzschließer'II geschlossen und die Zelle 2 kann demontiert werden, während die Zellen 1 und 3 normal weiterarbeiten. Beim Wiedereinschalten der Zelle 2, ist nach erfolgter Montage und Anschluß der Stromzuführung A noch vor dem Pullen der Zelle 2 mit Elektrolyt der Kurzschließer II zu öffnen. ', Danach wird die Zelle 2 kqmplett betriebsbereit gemacht und durch nachfolgendes Öffnen des Schalters I wieder dein Stromkreis angeschlossen.
Es ist bekannt, daß entsprechend dem allgemeinen Verhalten elektrochemischer Zellen für einen stromlosen Zustand keine Herabsetzung der Spannung auf Null notwendig ist, sondern ' nur auf eine Spannung, die kleiner als7 die betreffende Gleichgewichtszellspannung ist. Somit ist bezogen auf die Anodenreaktion nur eine Pierabsetzung des Potentials auf Werte unter dem Gleichgewichtspotential erforderlich, um eine
.Stromlosigkeit zu erreichen. Unerwartet wurde gefunden, daß eine starke Korrosion der DSA erst in Verbindung mit einer Reduktion von Oberflächenoxiden beziehungsweise Valenzänderungen von Oberflächenverbindungen > (reduktive Korrosion) bei Potentialen unterhalb der . anodischen Hauptreaktion einsetzt (siehe Ausführungsbeispiel 1) und daher ein Potentialgebiet existiert, in dem die Stromlosigkeit der Zelle erreicht werden kann, ohne daß eine Korrosion der DSA-Oberflache einsetzt. .
Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert eine Korrosion der Edelmatall~/Edelmatalloxi'd-Schicht der DSA bei notwendiger Demontage einer Zelle, dadurch wird der Edelmetallverlust entscheidend gesenkt, und die Standzeit der DSA wesentlich verlängert.
Ausführung_sbeispiel 1
.An einer mit Pt/Ir-beschichteten DSA wurde in einer ,Laborzelle Chlor entwickelt (Bedingungen: 2 m WaCl, T m HClO4, E= .1,2 V/SCE, T = 25 0C) (Bereich I). Ohne Unterbrechung wurde anschließend das Potential linear.·.
in katodischer Richtung variiert (Bereich II)* Gleich-
192
zeitig wurde an Hand des Isotops Ir. die Korrosion; der DSA radioche.inisch. verfolgt.
Das Ergebnis dieser Messungen ist.in Abb. 2. dargestellt» Es zeigt sich, daß die Korrosion zunächst absinkt und erst im Potentialgebiet 0,7 - 0,3 V/SCE steil ansteigt. Dieses Gebiet entspricht dem Gebiet der Reduktion der Oberflächenoxide„ Überraschend tritt in diesem Bereich eine stärke Korrosion auf, die die Ursaohe" der Korrosion beim Kurzschluß ist ο Das Potentialgebiet unterhalb des Gleichgewichtspotentials der Anodenreaktion und oberhalb der reduktiven Korrosion ist somit während einer Außerbetriebsetzung der Zellen einzuhalten.
Ausführungsbeispiel 2 . ' ;
In.Labordiaphragmazellen mit Pt/Ir-beschichteten
1 2
Anoden (Stromdichte 1,8 KA'm" , Zellspannung 3,6 V, : Anolytkonzentration 180 g/l NaCl) wurden Kurzschlußversuche durchgeführt« Dazu wurde eine der.Zellen direkt kurzgeschlossen, so daß eine Restspannung von 0,3 V anlag, und eine weitere Zelle wurde über einen parallel geschalteten Kohlenwiderstand (siehe Abb, 1, Schalter I) kurzgeschlossen, so daß eine Restspannung von 1,1 Y an den Zellen bestehen blieb. Alle anderen Zellen arbeiteten unter Normalbedingungen weiter. Die radiochemische Bestimmung der Edelmetallverluste brachte einen sehr deutlichen Unterschied in den Korrosionsraten. Die Korrosionsraten bei den Kurzschlußversuchen ohne Parallelwiderstand waren, jeweils 20mal höher als bei den Versuchen mit Parallelwiderstande ' '
Claims (4)
1. Verfahren zum Korrosionsschutz dimensionsstabiler Anoden mit Edelmetall und/oder Edelmetalloxid-Beschichtung bei Außer- und Wiederinbetriebnahme
' einer Elektrolysezelle aus einer Batterie solcher Zellen in Reihenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannung an der Elektrolysezelle aufrechterhalten wird, die kleiner als die Gleichgewichtszellspannung des Elektrolyseprozesses ist und gleichzeitig das Änodenpotential über dem reduktiven Korrosionspotential der Anode hält·
2· Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach x Punkt 1, dadurch/gekennzeichnet, daß parallel zu der Elektrolysezelle beim Abschalten ein Schaltelement angeordnet ist, dessen Widerstand so bemessen ist, daß sein Spannungsabfall kleiner als die Gleichgewichtsaellspannung des Elektrolyseprozesses ist und daß es gleichzeitig das Anodenpotential über. ; dem reduktiven Korrosionspotential der Anode hält.
3· Anordnung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Außerbetriebnahme gegebenenfalls ein weiteres übliches Schaltelement parallel zu der abgeschalteten Elektrolysezelle angeordnet ist.
4· Anordnung nach Punkt 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Chloralkalielektrolyse nach dem Diaphragmaverfahren mit Eisenkatoden ein Schaltelement angeordnet ist, an dessen Widerstand ein Spannungsabfall von mindestens 0,9 V auftritt· .
; .jt
2a'JAH.1983*O65lG4
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24662482A DD216966A1 (de) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Verfahren und anordnung zum korrosionsschutz dimensionsstabiler anoden |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24662482A DD216966A1 (de) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Verfahren und anordnung zum korrosionsschutz dimensionsstabiler anoden |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD216966A1 true DD216966A1 (de) | 1985-01-02 |
Family
ID=5543882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD24662482A DD216966A1 (de) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Verfahren und anordnung zum korrosionsschutz dimensionsstabiler anoden |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD216966A1 (de) |
-
1982
- 1982-12-27 DD DD24662482A patent/DD216966A1/de not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0182114B1 (de) | Elektrolyseapparat mit horizontal angeordneten Elektroden | |
| DE2355876C2 (de) | Bipolare Elektrode | |
| DE69418239T2 (de) | Elektrolysezelle und Verfahren zur Herstellung von Alkalimetall-Hydroxid und Wasserstoff-Peroxyd | |
| DE1421051B2 (de) | Mehrfachelektrolysezelle | |
| DE2821981A1 (de) | Elektrolysezelle mit mehreren aneinandergereihten elektrodenrahmen | |
| CH644155A5 (de) | Verfahren zur ueberfuehrung und reinigung von halogen und/oder halogenwasserstoffsaeure. | |
| DE3420483A1 (de) | Bipolarer elektrolyseapparat mit gasdiffusionskathode | |
| DE3324047A1 (de) | Umpolbare elektrodialyse-zelle und hierfuer geeignete elektroden | |
| AT519236B1 (de) | Reinigungsverfahren für eine Elektrolytflüssigkeit einer Redox-Durchflussbatterie | |
| WO2018087220A1 (de) | Abschlussanordnung eines zellstacks einer redox-durchflussbatterie | |
| DE3147756A1 (de) | Verfahren zum elektrischen ueberbruecken von elektrolysezellen | |
| DE2821983A1 (de) | Dichtelement fuer membranen, insbesondere bei filterpressenartig angeordneten elektrolysezellen | |
| EP0306627B1 (de) | Elektrochemische Membranzelle mit einer beiderseits einer Membran angeordneten ebenen Elektrodenstruktur | |
| DE2821978A1 (de) | Anodenelement fuer monopolare, filterpressenartig angeordnete elektrolysezellen | |
| DE2125941B2 (de) | Bipolare Einheit und damit aufgebaute elektrolytische Zelle | |
| DE102013019341A1 (de) | Elektrochemische Elektrolysezelle sowie Verfahren zum Betreiben derselben | |
| DE2232903C3 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Kupfer unter Verwendung von Titanelektroden | |
| EP0717791B1 (de) | Electrolysezelle mit teilelektroden und zumindest einer gegenpoligen gegenelektrode | |
| DD216966A1 (de) | Verfahren und anordnung zum korrosionsschutz dimensionsstabiler anoden | |
| DE3602683A1 (de) | Verfahren zur durchfuehrung der hcl-membranelektrolyse | |
| DE1216852B (de) | Verfahren zur Elektrolyse von waessriger Salzsaeure in Diaphragmenzellen | |
| DE2836353B1 (de) | Verfahren zum Gewinnen von Wasserstoff und Schwefelsaeure durch elektrochemisches Zerlegen eines Elektrolyten sowie Elektrode zur Durchfuehrung der elektrochemischen Zerlegung | |
| DE2538414C2 (de) | Elektrolyseapparat zur Herstellung von Chlor aus wässriger Alkalihalogenidlösung | |
| AT527728B1 (de) | Elektrochemische Ausgleichszelle | |
| EP3231031A1 (de) | Verfahren zur regeneration der elektrolytlösung eines redox-flow-akkumulators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| VZ | Disclaimer of patent (art. 11 and 12 extension act) |