Zur Frage der Reinwasserzirkulation im Elektrolysebecken nach einem Stromausfall

Diesen Beitrag hat nanren2 zuletzt am 01.12.2015 um 14:04 bearbeitet. Zu dieser Frage müssen folgende Punkte geklärt werden: 1. Nach einem Stromausfall kann die Maschine bzw. die Pumpe nicht betrieben werden. Wird das Elektrolysebad mit reinem Wasser zirkuliert, dann geschieht dies sowohl für die Anode als auch für die Kathode – oder nur für die Anode bzw. die Kathode allein? 2. Bei einem vollständigen Stromausfall zirkuliert in den Elektrolysezellen reines Wasser. Wohin wird die aus den Zellen austretende Elektrolytlösung gespeichert? Reicht es aus, wenn die Salzwasserlösung über den Überlauf D-260 in das Überlaufrohr D-280 fließt? Ist die Kapazität des D-280 ausreichend? Wohin wird die Kathodenflüssigkeit gelagert, wenn sie vom Kathodenbereich des Zellenbehälters ebenfalls zirkulär abgeführt wird? Zu diesem Zeitpunkt haben P-264 und P-274 keinen Strom und lassen sich nicht starten. 3. Da ohne Strom auch die Reinwasserpumpe nicht funktioniert, woher kommt das Reinwasser in die Elektrolysezelle und welche Kraft bewirkt dessen Zufuhr? Natürlich gibt es Hersteller, die vertikale Reinwasserbehälter verwenden; das Wasser kann dort durch Schwerkraft in die Elektrolysezelle fließen. Doch die Speicherkapazität ist begrenzt! 4. Wie hoch sollte der Durchfluss des reinen Wassers in den Tank sein? Wie lange muss die Schleife laufen? Kann die Leistung der Reinwasserpumpe dies bewältigen? 5. Muss der Polarisationsrichter während des Reinwasserkreislaufs ebenfalls eingeschaltet werden? Meiner Meinung nach wäre es besser, einen Hochbehälter für verdünnte Salzlösung hinzuzufügen – dann ließe sich das Problem vollständig lösen! Für die Stilllegung und Reinigung einer Ätznatron-Anlage mit einer Kapazität von 100.000 Tonnen pro Jahr werden etwa 130 Kubikmeter verdünnte Salzlösung benötigt; selbst für eine Anlage mit 200.000 Tonnen pro Jahr sind es 260 Kubikmeter verdünnte Salzlösung! Bei einem Stromausfall kann dieser Teil der Salzlösung direkt zur Austauschung im Elektrolysezellen verwendet werden!

Persönliche Ansicht: 1. Es sollte nur der Anodekreislauf genutzt werden – Chlor ist in Salzwasser gut löslich, wodurch eine starke Kraft entsteht, die gegen den Gegenstrom wirkt. Deshalb muss das Chlor so schnell wie möglich ersetzt werden. Die Löslichkeit von Wasserstoff in Laugen ist gering; das Auflösen einer bestimmten Menge Wasserstoff kann die Entladung der Schicht verlangsamen. 2. Zum D-280 oder zum Kreislaufbehälter gehen, falls P-264 und P-274 nicht geöffnet werden können. Die Anolytlösung pro Zelle beträgt etwa 14 Kubikmeter. D-280, 100 m³ – 150 m³. 3. Die Versorgung kann aus einem Reinwassertank erfolgen; die Reinwasserpumpe muss schnell starten können (z. B. mit USV-Notstromversorgung). Diese Anforderungen können bereits bei der Planung erfüllt werden. 4. Ca. 0,25 m³/h/Zelle (Durchfluss nach der Polarisation bei normalem Stillstand). Die Dauer richtet sich nach der Regelung des Flüssigkeitsspiegels in den beiden Behältern. 5. Keine Polarisation – um eine Elektrolyse des Wassers zu vermeiden sowie ungleichmäßige elektrische Felder, die aufgrund von Temperaturunterschieden und Widerständen entstehen können und die Qualität der Membran beeinträchtigen könnten. Stromversorgung so schnell wie möglich wiederherstellen. Die Idee eines zusätzlichen Hochbehälters berücksichtigt in erster Linie die Kosten; außerdem kommen solche Unfallsituationen nicht sehr häufig vor, sodass alle Aspekte gemeinsam abgewogen werden müssen.

Danke für die Antwort und die Ratschläge von oben. Allerdings verlangt die Betriebsvorschrift, dass sowohl die Anode als auch die Kathode vollständig mit Reinwasser gespült werden und anschließend die Polarisationsstromquelle eingeschaltet wird!

Diesen Beitrag hat guitarpro0724 zuletzt am 02.12.2015 um 14:49 bearbeitet. Nach reiflicher Überlegung: Wenn man den polarisierten Gleichrichter als Ersatz-UPS verwendet, wäre es wohl besser, ihn einzuschalten. Zu diesem Zeitpunkt ist die Konzentration von Chlor in dem Anodenraum noch ziemlich hoch. Doch ob 15 Minuten ausreichen, um das Problem der Wasserstoffbildung zu lösen, muss noch untersucht werden – schließlich handelt es sich hier nicht um eine Salzwasserzirkulation (was ernsthafte Folgen haben könnte, nämlich die Vermischung von Sauerstoff und Wasserstoff im Anodenraum). Bei der Kreislaufführung von reinem Wasser am Kathodenbereich muss das Wasser zirkulieren, wenn eine Polarisation erfolgt. Ohne Behandlung ist es nicht nötig, denn Alkalität fördert den Schutz der Kathodenbeschichtung. Was die Reinwasserkreisläufe angeht, so hat wohl jeder Prozessingenieur eine andere Meinung dazu.

Es sollte unterschieden werden zwischen dem Abschalten von Gleichstrom und Wechselstrom sowie dem vollständigen Abschalten von Gleich- und Wechselstrom, wobei auch die Notstromversorgung ausfällt. Ich erwarte eine Analyse von den Experten. Verfahren und Sicherheit sind gleichermaßen wichtig; die Sicherheit sollte an erster Stelle stehen

Beim Kreislauf mit reinem Wasser darf die polarisierende Gleichrichtung nicht eingeschaltet werden. Sobald der Behälter zu 280 gefüllt ist, muss das Wasser direkt abgeleitet werden, da zu diesem Zeitpunkt kaum noch Chlor vorhanden ist

Der extremste Fall ist ein vollständiger Stromausfall. Derzeit handelt es sich bei uns um eine Umspannanlage, also ein MCC. Wir haben zwei leistungsstarke Generatoren. Unsere Reinwasserpumpen sowie die wichtigen Kreislaufpumpen sind alle an die Notstromversorgung angeschlossen – also an die Generatoranlage. Was die Frage angeht, wohin die Flüssigkeit abgeleitet wird: Wir leiten sie alle in die Abfallflüssigkeitsbehälter für Anode und Kathode.