DE2721957A1 - Verfahren zum messen der verteilung der anodenstroeme in chloralkalielektrolysezellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum indirekten Messen der Verteilung der Anodenströme in nach dem Amalgam-Verfahren betriebenen Chloralkalielektrolysezellen.

Beim Betreiben von Chloralkalielektrolysezellen ist die Verteilung der Anodenströme von besonderem Interesse. Nach Deutscher Auslegeschrift 2 352 372 ist ein Verfahren zum Messen der Verteilung der Anodenströme in Elektrolysezellen bekannt. Man mißt temperaturkompensiert den Spannungsabfall in den Stromzuführungen der Anoden oder in den sogenannten Stromschienen, die mehrere Anoden mechanisch und elektrisch verbinden. Durch Aufsummieren aller so gemessenen Teilströme und durch Division durch ihre Anzahl wird ihr Mittelwert gebildet. Mit diesem Mittelwert werden die einzelnen Teilströme verglichen und deren Abweichung festgestellt, überschreitet die Abweichung irgendeines Teilstromes einen vorgegebenen Wert, wird Alarm ausgelöst, oder es wird der Abstand aller Anoden von der Kathode um eine bestimmte Strecke vergrößert.

Nachteilig ist die erforderliche Temperaturkompensation, die notwendige Verstärkung des nur wenige Millivolt betragenden Spannungsabfalls, und daß die so festgestellte Stromverteilung nur eine Aussage über die Belastung der Anoden bzw. der Anodengruppen zuläßt und nicht über den Anoden-Kathodenabstand. Die Kurzschlußgefahr kann somit nicht Schlussigerv;eise erkannt werden. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Strom verteilung nur in Fließrichtung der Quecksilberkathode gmessen v/erden kann; eine Messung der Stromverteilung quer zu dieser Fließrichtung ist nicht möglich.

Es besteht demnach die Aufgabe, ein Verfahren zum Messen der Verteilung der Anodenströme zu schaffen, bei dem eine Temperaturkompensation entfallen kann, die zu messenden elektrischen Werte so groß sind, daß eine Verstärkung derselben nicht notwendig wird, das Meßergebnis ein direktes Maß für den Anoden-Kathoden-Abstand darstellt und für Metallanoden bei sonst unveränderten Betriebsbedingungen (konstanter Anoden-Kathoden-Abstand, konstante Soleleitfähigkeit) eine Aussage über die Aktivität der Anoden zuläßt.

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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum indirekten Messen der Verteilung der Anodenströme in Chloralkalielektrolysezellen, die nach dem Amalgam-Verfahren betrieben werden, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verteilung der Anodenströme durch Messen der Zellenspannungen zwischen den Stromzuführungen der Anoden und der Quecksilberkathode unter Ausschluß von Potentialverschiebungen im Bereich der Chloralkalielektrolysezelle festgestellt wird.

Unter den Begirff Anode sollen einzelne Anoden, mehrere Anoden (Anodenverbände), die durch sogenannte Stromschienen mechanisch und elektrisch verbunden sind, und/oder Anodengruppen, bestehend aus mehreren Anodenverbänden, verstanden werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Verteilung des Anodenstromes sowohl in Fließrichtung der Quecksilberkathode als auch quer dazu zu messen. Mißt man zum Beispiel die Zellenspannungen an beiden Seiten der Elektrolysezelle zwischen den Stromzuführungen der Anoden und der Kathode, so kann aus den Unterschieden der Spannungen, gemessen jeweils zwischen auf gleicher Höhe liegenden Anoden und Kathode, ein ungleicher Anoden-Kathoden-Abstand quer zur Fließrichtung der Quecksilberkathode festgestellt werden. Ebenso kann das Messen der Spannungsverteilung mit einer einzigen Messung des Gesamtzellenstromes zur Ermittlung des durch die Anoden fließenden Stromes benutzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden beispielsweise anhand der Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Chloralkalielektrolysezelle mit angeschlossenem Mikrorechner. Figur 2 zeigt den Vergleich zwischen Strom- und Spannungsverteilung beim Messen der Spannungsverteilung an einer Zelle mit Potentialverschiebungen nach dem Stand der Technik. Figur 3 zeigt den Vergleich zwischen Strom- und Spannungsverteilung beim Messen der Spannungsverteilung unter Ausschluß von Potentialverschiebungen gemäß der Erfindung.

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Die Chloralkalielektrolysezelle 1 besitzt z.B. zwölf Stromschienen 4 mit je zwei Anoden 2. Die Elektrolysezelle ist meß- und regeltechnisch mit einem Mikrorechner 3 verbunden. Auf beiden Seiten der Elektrolysezellen werden zwischen den Stromschienen 4 und der Kathode die Spannungen mit Spannungsmesser 5 abgegriffen und über den Erfassungsteil 6 des Rechners 3 zyklisch gemessen. Im Verarbeitungsteil 7 des Mikrorechners 3 wird die Spannungsverteilung längs und quer zur Quecksilberflußrichtung aus den einzelnen Spannungsmeßwerten ermittelt und ein Spannungsmittelwert gebildet. Die Einzelspannungen werden mit dem Spannungsmittelwert verglichen. Treten Abweichungen über einen vorgegebenen Wert auf, so wird der Abstand der Anoden 2 bzw. des Anoden^verbandes 8 zur Kathode durch Betätigung der Stellglieder 9 verstellt bis die Gleichverteilung der Spannung innerhalb der zulässigen Abweichung liegt. Mit der Messung des Gesamtstromes mittels Strommesser 10 kann mit Hilfe der Spannungsverteilung die Strombelastung jeder Anode ermittelt werden.

In den Figuren 2 und 3 sind auf der Abszisse die Anoden i= 1 in Fließrichtung des Quecksilbers aufgetragen, auf der linken Ordinate die Stromverteilung in % und auf der rechten Ordinate die Spannungsverteilung in %. Figure 3 zeigt, daß beim Messen der Zellenspannungen gemäß Erfindung die Stromverteilungskurve mit der Spannungsverteilungskurve zusammenfällt. Beim Messen der Zellenspannungen an einer Zelle mit Potentialverschiebungen differieren beide Kurven erheblich, wie Fig. 2 zu entnehmen ist. Der Index i kennzeichnet die Anode; m ist der Index für Mittelwert, und η bedeutet die Anzahl der Anoden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet als besonderen Vorteil, daß der Mittelwert aus den Einzelspannungen der gemessenen Spannungs verteilung zum Regeln der Zellenspannung benutzt werden kann.

Unter Ausschluß von Potentialverschiebungen im Bereich der Elektrolysezelle soll verstanden werden, daß keine ohm'sehen Verbindungen zvfechen den stromführenden Teilen und den übrigen elektrisch leitenden Teilen der Zelle vorhanden sind.

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Claims (1)

1. Verfahren zum Messen der Verteilung der Anodenströme in Chloralkalieelektrolysezellen

   PATENTANSPRUCH

   Verfahren zum indirekten Messen der Verteilung der Anodenströme in Chloralkalielektrolysezellen, die nach dem Amalgam-Verfahren betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Anodenströme durch Messen der Zellenspannungen zwischen den Stromzuführungen der Anoden und der Quecksilberkathode unter Ausschluß von Potentialverschiebungen im Bereich der Elektrolysezellen festgestellt wird.

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   ORIGINAL INSPECTED