DE1146481B - Process for the electrolysis of alkali chloride solutions according to the amalgam process using graphite anodes - Google Patents

Process for the electrolysis of alkali chloride solutions according to the amalgam process using graphite anodes

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DE1146481B
DE1146481B DEU8189A DEU0008189A DE1146481B DE 1146481 B DE1146481 B DE 1146481B DE U8189 A DEU8189 A DE U8189A DE U0008189 A DEU0008189 A DE U0008189A DE 1146481 B DE1146481 B DE 1146481B
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/36Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in mercury cathode cells

Description

Verfahren zur Elektrolyse von Alkalichloridlösungen nach dem Amalgamverfahren unter Verwendung von Graphitanoden Die Wirtschaftlichkeit einer Alkalichloridelektrolyse kann in weiten Grenzen durch die Spannung, mit welcher die Elektrolysezellen arbeiten, beeinflußt werden, da die Zellenspannung ein Maß für den spezifischen Bedarf an elektrischer Energie darstellt. Nun ist die Zellenspannung aber gleich dem Produkt aus dem Elektrodenabstand und einem Faktor, der für jede Elektrolysezelle und Stromdichte experimentell bestimmt werden kann. Diese Abhängigkeit läßt eine Verminderung der Zellenspannung durch eine Verkleinerung des Elektrodenabstandes, d. h. durch eine Annäherung der Graphitanoden an die Quecksilberkathoden erwarten.Process for the electrolysis of alkali chloride solutions using the amalgam process using graphite anodes The economics of an alkali chloride electrolysis can within wide limits by the voltage with which the electrolysis cells work, can be influenced, as the cell voltage is a measure of the specific need represents electrical energy. Now the cell voltage is the same as the product from the electrode spacing and a factor for each electrolytic cell and current density can be determined experimentally. This dependency leaves a lessening of the Cell voltage by reducing the electrode spacing, d. H. by a Expect the graphite anodes to approach the mercury cathodes.

Es sind verschiedene Methoden bekannt, nach denen der Abstand zwischen der Anodenunterseite und der Oberfläche des Quecksilbers eingestellt werden kann, welche alle das Ziel haben, diesen Abstand bei Verwendung der üblichen Stromdichten von bis zu 5000 A je Quadratmeter Kathodenoberfläche möglichst klein zu machen, d. h. die Anodenunterseite während des Betriebs in einem optimalen Abstand über dem Spiegel des als Kathode dienenden Quecksilbers zu halten. Dabei müssen jedoch Nachteile in Kauf genommen werden, die entweder die Wirtschaftlichkeit, die Reinheit des Produktes oder die Betriebssicherheit beeinträchtigen.Various methods are known for determining the distance between the anode bottom and the surface of the mercury can be adjusted, all of which have the goal of achieving this distance using the usual current densities to make the cathode surface as small as possible of up to 5000 A per square meter, d. H. the anode underside at an optimal distance during operation to keep the level of the mercury serving as cathode. However, you have to Disadvantages are accepted, either the economy or the purity of the product or the operational safety.

Die Nachteile der bekannten Verfahren werden nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß man die Anoden mit einer höheren Stromdichte beaufschlagt und während des Betriebes bewußt in das Quecksilber eintauchen läßt. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, daß man bei Verwendung genügend hoher Stromdichten die Anoden der Quecksilberoberfläche bis auf einen Abstand Null nähern und sogar in das Quecksilber eintauchen kann, ohne daß ein Kurzschluß zwischen Anode und Kathode auftritt. Dabei kommen Stromdichten von 7000 bis 20 000 A je Quadratmeter Anodenoberfläche zur Anwendung, bei denen die unter den Anoden befindlichen Chlorgaspolster eine Stärke und ein Haftvermögen erreichen, die es ermöglichen, die Anoden 0,2 bis 5 mm tief in das Quecksilber eintauchen zu lassen, wobei die geringere Eintauchtiefe für die geringere Stromdichte gilt.According to the invention, the disadvantages of the known methods are now thereby eliminated avoided that one acts on the anodes with a higher current density and during of the company deliberately immersed in the mercury. It turned out to be surprising shown that when using sufficiently high current densities, the anodes of the mercury surface can approach zero up to a distance and even dip into the mercury, without a short circuit between anode and cathode occurring. Thereby current densities come from 7000 to 20,000 A per square meter of anode surface for use in which the chlorine gas cushions located under the anodes have a strength and an adhesive capacity which make it possible to immerse the anodes 0.2 to 5 mm deep in the mercury the lower immersion depth applies to the lower current density.

Diese überraschende Erscheinung kann dadurch erklärt werden, daß das an der Anodenunterseite in Form von kleinsten Gasblasen gebildete Chlor unter den besonderen, durch das erfindungsgemäße Verfahren gegebenen Bedingungen mit einem Teil der Sole eine stabile Emulsion bildet, die die gesamte Anodenoberfläche als dünne Haut überzieht und dadurch einen Kurzschluß verhindert. Ein solcher Effekt tritt bei den üblichen Stromdichten von 5000 A je Quadratmeter Anodenoberfläche noch nicht eindeutig auf, sondern hängt dann von einer Reihe zufälliger Einflüsse ab, wann der Kurzschluß zwischen den Elektroden erfolgt. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren infolge des Aufsteigens der spezifisch leichteren Emulsion stets Frischöl in den Bereich zwischen den Elektroden eingesaugt und damit die Kontinuität des erfindungsgemäßen Verfahrens gesichert wird. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Zellenspannung trotz der hohen Stromdichte nicht höher ist, als dies bei den Zellen der Fall ist, welche mit den üblichen Stromdichten von bis zu 5000 A je Quadratmeter arbeiten. Es hat sich sogar gezeigt, daß bei Elektrolysezellen, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, die Zellenspannung geringer ist als bei den üblichen Zellen, selbst wenn diese einen Elektrodenabstand Null haben. Im Durchschnitt beträgt die Spannungsminderung beim erfindungsgemäßen Verfahren etwa 15 %, was einer gleichen Einsparung an elektrischer Energie entspricht.This surprising phenomenon can be explained by the fact that the Chlorine formed on the underside of the anode in the form of tiny gas bubbles among the special, given by the inventive method conditions with a Part of the brine forms a stable emulsion that acts as the entire anode surface covers thin skin and thus prevents a short circuit. Such an effect occurs at the usual current densities of 5000 A per square meter of anode surface not yet unambiguously, but then depends on a number of random influences from when the short circuit takes place between the electrodes. Have in-depth attempts shown that in the method according to the invention as a result of the increase of the specific lighter emulsion, fresh oil is always sucked into the area between the electrodes and thus the continuity of the method according to the invention is ensured. The special one The advantage of the method according to the invention is that the cell voltage despite the high current density is not higher than is the case with the cells, which work with the usual current densities of up to 5000 A per square meter. It has has even been shown that in electrolysis cells, which according to the invention Processes work, the cell voltage is lower than with the usual cells, even if they have an electrode gap of zero. The average is Stress reduction in the method according to the invention about 15%, which is the same Corresponds to savings in electrical energy.

Es ist zweckmäßig, bei der Durchführung dieses Verfahrens die Schichtdicke des Quecksilbers etwa gleich der doppelten Eintauchtiefe der Anoden zu machen. Besonders vorteilhaft läßt sich das Verfahren dann verwenden, wenn die der Kathode zugekehrten Seiten der Anoden Rillen aufweisen, in welche zusätzlich noch Bohrungen ausmünden können. Abgesehen davon, daß es mit Hilfe dieser Maßnahme möglich ist, bei einer gegebenen Zellengröße die wirksamen Anodenflächen zu vergrößern, wird dadurch das Abführen der Gas-Sole-Emulsion erleichtert und ein besonders guter Zutritt der Frischsole zwischen die Elektroden gewährleistet. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht nur bei horizontalen Quecksilberzellen anwenden, sondern kann auch bei Zellen Verwendung finden, die eine vertikale oder geneigte Quecksilberkathode besitzen.It is useful to check the layer thickness when performing this process of mercury about twice the immersion depth of the anodes. Particularly The method can then be used advantageously when those facing the cathode Sides of the anodes have grooves into which additional bores open out can. Apart from the fact that it is possible with the help of this measure, in a To increase the effective anode areas given cell size, this becomes the Removal of the gas-brine emulsion facilitates and a particularly good access of the fresh brine guaranteed between the electrodes. The inventive method can not only be used with horizontal mercury cells, but can also find use in cells that have a vertical or inclined mercury cathode own.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren< zur Elektrolyse von Alkalichloridlösungen nach dem-Amalgamverfahren unter Verwendung von Graphitanoden, dadurch gekennzeichnet, daß er bei Stromdichten über 5000 A je Quadratmeter; besonders über 7000 A je Quadratmeter, mit das Quecksilber berührenden oder in das Quecksilber eintauchenden Anoden durchgeführt wird. PATENT CLAIMS: 1. Process for the electrolysis of alkali chloride solutions according to the amalgam process using graphite anodes, characterized in that it is used at current densities above 5000 A per square meter; especially over 7000 A per square meter, with the mercury touching or immersed in the mercury anodes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - er derart durchgeführt wird; daß die Schichtdicke des Quecksilbers etwa gleich der doppelten Eintauchtiefe der Anoden ist.2. The method according to claim 1, characterized in that that - it is carried out in this way; that the layer thickness of the mercury is about the same twice the immersion depth of the anodes.
DEU8189A 1961-07-17 1961-07-17 Process for the electrolysis of alkali chloride solutions according to the amalgam process using graphite anodes Pending DE1146481B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3642592A (en) * 1968-03-16 1972-02-15 Basf Ag Production of adiponitrile

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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