DE1230773B

DE1230773B - Vorrichtung zur Verteillung von Quecksilber ueber die Breite von Chloralkalielektrolysezellen mit waagerechter bewegter Quecksilberkathode

Info

Publication number: DE1230773B
Application number: DEP30773A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Guenter Barthel; Dr Rer Nat Axel Hahndorff; Dipl-Ing Guenter Scholz
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1962-12-13
Filing date: 1962-12-13
Publication date: 1966-12-22
Also published as: US3380906A; CH448038A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

COId

Deutsche Kl.: 121-1/12

Nummer: 1230773

Aktenzeichen: P 30773IV a/121

Anmeldetag: 13. Dezember 1962

Auslegetag: 22. Dezember 1966

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung im sogenannten Einlaufkasten von Chloralkalielektrolysezellen mit waagerechter Quecksilberkathode, die eine gleichmäßige Verteilung des in die eigentliche Zellenwanne einströmenden Quecksilbers gestattet.

Die üblichen Chloralkalielektrolysezellen mit waagerechter fließender Quecksilberkathode weisen im allgemeinen einen sogenannten Einlaufkasten auf, aus welchem das vom Amalgam befreite Quecksilber in die eigentliche Zellenwanne strömt. Ein derartiger Einlaufkasten enthält meistens Bodensenkungen mit eingelassenen Trennwänden, die eventuell mitgerissene Natronlauge und Graphitteilchen aus dem Amalgamzersetzer im Einlaufkasten festhalten und den Übertritt derartiger Verunreinigungen in die eigentliehe Zelle verhindern sollen. Für den ordnungsgemäßen Betrieb derartiger Quecksilberzellen ist nun ein gleichmäßiger und von Fehlerquellen freier Fluß des Quecksilbers auf dem Boden der eigentlichen Elektrolysezelle erforderlich, was jedoch bisher mit den bekannten Anordnungen nicht erreicht werden konnte. Es wurde zwar versucht, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß man das Quecksilber dem Einlaufkasten zentrisch zuführt, wobei sich der Einlaufkasten hinter der Eintrittsöffnung trichterförmig nach den Seiten zu erweitert, um eine gleichmäßige Verteilung des Quecksilbers auf die gesamte Zellenbreite zu erreichen. Bekannt sind auch Anordnungen, bei denen das Quecksilber von unten her mit Hilfe einer Pumpe in den Einlaufkasten von z. B. dreieck!- gem Grundriß gefördert wird. Alle diese Anordnungen haben aber für Chloralkalielektrolysezellen mit waagerechter bewegter Quecksilberkathode verschiedene Nachteile. Zum Beispiel bedingen diese Anordnungen eine beträchtliche Baulänge des Einlaufkastens, um einen wellenfreien Quecksilberfluß zu erzielen. Beim Betrieb derartiger Zellen hat sich nämlich gezeigt, daß das in einen sehr kurzen Einlaufkasten eintretende Quecksilber durch seine hohe kinetische Energie ungleichmäßig verteilt wird und außerdem die Gefahr der Bildung von Flutwellen im Quecksilberstrom auftritt. Derartige Flutwellen können solche Ausmaße annehmen, daß sie die ersten Anoden bespülen und Kurzschlüsse hervorrufen. Man hat deshalb schon häufig den Abstand zwischen Anoden und fließender Quecksilberkathode am Einlaufende gegenüber dem normalen Elektrodenabstand in der Elektrolysezelle erhöht, um Kurzschlüsse durch diese Wellen auszuschalten. Dies bedingt jedoch eine höhere Zellenspannung und damit einen höheren Energieverbrauch.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich darauf, daß Vorrichtung zur Verteilung von Quecksilber über die Breite von Chloralkalielektrolysezellen mit
waagerechter bewegter Quecksilberkathode

Anmelder:

Pintsch Bamag Aktiengesellschaft,

Berlin und Butzbach,

Butzbach (Obhess.), Wetzlarer Str. 113

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Günter Barthel, Neu-Isenburg;

Dr. rer. nat. Axel Hahndorff,

Dipl.-Ing. Günter Scholz, Berlin

in der neuartigen Vorrichtung bei Quecksilberzellen mit Einlaufkästen von sehr gedrungener Bauform eine gleichmäßige Verteilung des Quecksilbers beim Eintritt in die eigentliche Zellenwanne gewährleistet wird und. die Bildung der eben erwähnten Flutwellen verhindert. Es ist daher mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, die Vorteile der Verwendung von kurzen Einlaufkästen mit der Gewähr einer gleichmäßigen und wellenlosen Verteilung des Quecksilbers auf den Anfangsteil der Zellenwanne zu verbinden.

Erfindungsgemäß wird der in den sogenannten Einlaufkasten einmündende Quecksilberrücklauf in eine in den Einlaufkasten eingebaute Verteilervorrichtung, nämlich eine rohrförmige Patrone, mit einer oder mehreren Verteileröffnungen, wie Schlitze, Rinne mit Schikanen, wie z. B. Leitschaufeln, geführt. Die Verteilervorrichtung kann auch ein Verteilerrohr mit z. B. düsenförmigen Auslaßöffnungen aus einem geeigneten Werkstoff, z. B. stark vernickeltem Eisen, sein.

In der Zeichnung sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen der Verteilervorrichtung dargestellt, und zwar veranschaulicht

F i g. 1 den Querschnitt durch den Einlaufkasten nach Linie A-B der F i g. 2,

F i g. 2 die Draufsicht auf den Einlaufkasten,

F i g. 3 die Draufsicht auf den Einlauf kasten mit eingebauter Patrone,

F i g. 4 den Längsschnitt der in F i g. 3 dargestellten Patrone,

F i g. 5 die Draufsicht zu F i g. 4,

F i g. 6 und 6 a Ansicht und Grundriß einer weiteren Ausführungsart der Patrone,

609 T4&/254

F i g. 7 Ansicht einer weiteren Ausführungsart der Patrone,

Fig. 8 Ansicht einer weiteren Ausführungsart der Patrone,

F i g. 9 Ansicht einer weiteren Ausführungsart der Patrone.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, stellen diese einen Einlaufkasten 1 dar, in den durch die Öffnung 2 Verteilervorrichtungen einmünden. Die in den Einlaufkasten 1 eingebaute Verteilervorrichtung besteht aus einer Patrone 3 wie dies aus F i g. 3 ersichtlich. Diese besteht gemäß F i g. 4 und 5 aus einem ringförmigen Haltestück 4 und der anschließenden halbkreisförmigen Rinne 3, welche durch eine Platte 5 verschlossen ist, in welcher die verschieden lang ausgeführten Leitschaufeln 6 angeordnet sind. Durch die Patrone 3 tritt das Quecksilber in den Einlaufkasten 1 ein. Durch eine den Strömungsverhältnissen angepaßte Auswahl von Anzahl, Größe mit Abstand der Leitschaufeln kann ein völlig gleichmäßiger und ruhiger Einfluß des Quecksilbers in die eigentliche Elektrolysezelle erreicht werden. Es ist hierbei zweckmäßig, die kleinste Leitschaufel am Einflußende der Patrone anzuordnen und mit wachsender Entfernung vom Einflußort des Quecksilbers in die Patrone die Leitschaufeln immer größer werden zu lassen.

Wie aus den F i g. 6, 6 a bis 9 ersichtlich, bestehen die Patronen aus einem ganzen Rohr 7, welches durch den Boden 8 verschlossen und mit einem Flanschring 9 versehen ist. Nach F i g. 6 und 6 a ist in dem Rohr ein in der Weite gleichbleibender Schlitz 10 in der Längsachse des Rohres 7 vorgesehen.

Nach F i g. 7 ist das Rohr 7 in der Längsachse mit einem Ausschnitt 11 in Form eines langgestreckten Dreiecks versehen. Hierbei hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die kleinste Dreieckseite 12 an der Einlaufseite der Patrone 7 liegt.

Nach Fi g. 8 ist das Rohr 7 in der Längsachse vorteilhaft mit einer Vielzahl verschieden langer Schlitze 13 versehen, wobei durch die Anordnung und Größe der Schlitze dafür gesorgt wird, daß die hohe kinetische Energie des Quecksilbers, die ein Durchströmen der Masse des Quecksilbers bis zu dem dem Einlauf entgegengesetzten Ende bewirkt, wirksam abgebremst wird. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß mit zunehmendem Abstand vom Einlaufende die Schlitze kleiner, ihre Abstände voneinander jedoch größer werden. Hierdurch wird eine gleichmäßige Verteilung der ausfließenden Quecksilbermengen über die Länge der Patronen erreicht.

In F i g. 9 ist die Patrone 7 in ihrer Längsachse mit mehreren Schlitzen 14 von gleicher Länge versehen.

Ein weiterer Vorteil der Patrone besteht darin, daß durch einfaches Drehen der Patrone, deren Haltering nicht mit Schrauben mit dem Flansch am Ende der Quecksilberrrücklaufleitong verbunden ist, die Menge des in die Zelle eintretenden Quecksilbers verändert werden kann und auf diese Weise die Strömungsverhältnisse im Einlaufkasten beeinflußt werden können.

Die Einlaufrinnen in den Einlaufkästen von Quecksilberzellen können auch an einer oder allen beiden Überlaufkanten sägezahnartige Zacken von gleichen oder mit waschsender Entfernung vom Einflußort des Quecksilbers kleiner werdenden Abmessungen besitzen. Die erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung läßt sich mit großem Vorteil auch auf Einlaufkästen anwenden, bei denen das Quecksilber entweder von unten her in den Boden des Einlaufkastens oder in die der Zellenwanne abgekehrte Rückseite des Einlaufkastens eintritt.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verteilung von Quecksilber über die Breite von Chloralkalielektrolysezellen mit waagerechter bewegter Quecksilberkathode, dadurchgekennzeichnet, daß der in den sogenannten an sich bekannten Einlaufkasten (1) mündende Quecksilberrücklauf in eine in den Einlaufkasten eingebaute Verteilervorrichtung in Form einer rohrförmigen Patrone (3, 7) mit einer oder mehreren Verteileröffnungen, wie Schlitze, Rinne (3) mit Schikanen, wie Leitschaufeln (6), mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilervorrichtung aus einer Patrone (7) besteht, die mit einem oder mehreren rechteckigen Längsschlitzen (10, 13,14) für den Austritt des Quecksilbers versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (7) mit einem dreieckigen Schlitz (11) ausgerüstet ist, dessen kleinste Dreieckseite (12) am Einlaufende der Patrone liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in der Patrone mit kurzen Abständen hintereinander angeordnet sind, wobei in Richtung vom Einlaufende der Patrone gesehen die Länge der Schlitze mit wachsendem Abstand vom Einlaufende in den Einlaufkasten abnimmt und die Abstände zwischen den Schlitzen mit wachsendem Abstand vom Einlaufende in den Einlaufkasten größer werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der aus den Verteileröffnungen austretenden Quecksilbermenge die Patrone in ihrem Lager drehbar angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 692 954.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen