DE1533447A1 - Vorrichtung zur Trennung von Quecksilber und Alkalihydroxyd in Vertikalzersetzern - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Trennung νοΛ, Quecksilber und Alkalibydroxyd in Vertikalzersetzern

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Trennen von mit Alkalimetall verunreinigtem Quecksilber und Alkalilauge in Vertikalzersetzern.

Das durch Alkalichloridelektrolyse in der sogenannten Primärzelle erzeugte Alkaliamalgam wird in einem Zersetzer (Sekundärzelle) durch Umsetzung mit Wasser an einem Katalysator, z. B. Graphit, in Alkalilauge und Wasserstoff zerlegt, während das an Alkalimetall verarmte Quecksilber, im folgenden Quecksilber genannt, wieder in die Primärzelle gelangt. Es sind Horizontal- und Vertikalzersetzer bekannt, von denen die Vertikalzersetzer den Vorzug der besseren Anpassungsfähigkeit an die Leistung der Priraärzelle besitzen.

In einem vertikalen Zersetzer wird daa Aaalgam am Kopf im Gegenstrom zum Wasser aufgegeben, rieselt Über eine Füllung aus Graphitbruchstücken oder -kugeln und wird vom Fuß des

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Zersetzers zur Primärzelle zurückgeführt.

Die Zersetzung ist um so vollständiger, in je feinerer Form das Amalgam bei der Reaktion vorliegt. Dies wird durch die Form bzw. Größe der Graphitkörper und deren Schichthöhe erreicht. Die weitgehende Aufspaltung des Amalgams in Tröpfchen hat aber den Nachteil, dai3 sich das Quecksilber und das Alkalihydroxyd am Fuß des Zersetzers nur schwer von einander trennen lassen. Die Folge ist, daß ein Teil des produzierten Alkalihydroxyds aus dem Zersetzer mit dem Quecksilber in die Primärzelle gelangt. Hier führt das Alkalisieren der Alkalichloridsole zu unerwünschter Hypochloritbzw. Chloratbildung, die nicht nur eine Verminderung der Ausbeute an Chlor, sondern auch einen verstärkten Angriff der Anoden bedingt.

Bedingt durch höhere Stromdichten in den Primärzellen als bisher, wird es notwendig, kompakte, Quecksilber sparende Zersetzeranlagen zu bauen, die in der Lage sind, das Quecksilber vom Alkalihydroxyd ausreichend zu trennen.

Mai. hat sich bisher dadurch geholfen, daß man entweder die Verweilzeit des Quecksilbers im Fußteil des Zersetzers erhöht oder einen zusätzlichen Waschkasten zwischen -zersetzer für Quecksilber vorgesehen hat.

Es ist auch nach DP 938 966 bekannt, mit Alkalilauge verunrei nigtes Quecksilber,nach dem Austritt aus dem Zersetzer mit dem Zersetzungswasser In einer besonderen Kammer oder Abteilung in Berührung zu bringen. Die Kammer ist durch eine mit Rückschlagklappen und Wasserverschlüssen für Lauge, Gas bzw. Dampf und Quecksilber versehene Zwischenwand gegen die Zersetzerkammer abgeschlossen. Eine derart ausgestaltete Zwischen wand soll verhindern, daß die hochprozentige Lauge aus der Zer-

kammer setzer^durch Diffusion in die Waschkammer gelangt. Das

*) Zelle und

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Quecksilber tritt durch einen WasServerschluß ein und läuft über eine Anzahl wechselseitig angeordneter Bleche nach unten, während das Zersetzungswasser im Gegenstrom durch die Rückschlagklappe in den Zersetzer fließt. Trotz des technischen Aufwandes innerhalb des Vertikalzersetzers wird eine ausreichende Trennung von Quecksilber und Alkalilauge optimal nicht erreicht.

Es wurde nun ein Vertikalzersetzer gefunden, der aus einem ait Graphit als Katalysator gefüllten Zersetzerteil und einem mit Zwischenblechen versehen Waschteil besteht, in dem das mit Alkalilauge und gegebenenfalls mit Alkalimetall verunreinigte Quecksilber la Gegenstrom mit Zersetzungswasser ausgewaschen wird und bei dem der Vaschteil vom Zersetzerteii durch einen Siebboden, durch den das Quecksilber gleichmäßig über den ganzen Querschnitt des Zersetzers abfließt, abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vaschteil alternierend stehende Kegel und hängende Kegelstumpfe als Zwischenbleche aufweist.

Die Zwischenbleche sind zweckmäßig 1,5 bis 2,5 mm pro 100 mm geneigt, und der Abstand an den Umlenkstellen ist so eingestellt, daß im Vaschteil eine Alkalilaugekonzentration von maximal 5 % aufrecht erhalten wird. Die- stehenden Kegel sind mit strahlenförmigen Führungsrippen versehen.

Das Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum

werden Trennen von Quecksilber und Alkalilauge nun anhand der Figuren 1 und 2 beispielsweise erläutert.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Zersetzer.

Figur 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der stehenden Kegel in Draufsicht.

Das Amalgam fließt bei 1 in den Zersetzer und gelangt über die Graphitschüttung 17, in der es zersetzt wird, zum 3ieb-

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boden 16, durch den es in Richtung der Pfeile über die vier Zwischenbleehe 2-5» die alternierend als stehende Kegel 3 und 5 und hängende Kegelstumpfe 2 und 4 ausgebildet sind, zu dem Ablaufstutzen 6 fließt. Das Zeroetzungswasser strömt boi

7 ein und dem Quecksilber entgegen. Die Alkalilauge wird bei

8 und der Wasserstoff bei 9 abgezogen. Um ein gleichmäßiges Ausbreiten dea Quecksilberfilmsim Waschteil zu gewährleisten, sind auf den Zwischenboden 3 und 5 Führungsrippen 14 (Figur 2) angebracht, die beispielsweise zur Achse des Zersetzers senkrecht stehen. Auf dem Zwischenblech 3 steht ein axial ausgerichteter Stutzen 10 zum Entlüften. Die Spalte 11 - 13, durch die das mit Alkalilauge verunreinigte Quecksilber und das Zersetzungswasser im Gegenstrom fließen, werden durch die Abstände der Zwischenbleche gebildet.

Beicpiel

Bei einer Strombelastung der Primärzelle von 140 bis 160 KA betrug der Quecksilber-Umpump 50 t/h. Der Zersetzerturm war 120 cm hoch und hatte einen Durchmesser von 80 cm. An den Umlenkstellen 15 war der Abstand der Zwischenbleche 14 bi:; 16 mm, ihre Neigung betrug ca. 2 mm pro 100 mm. Bei dieser Anordnung erreichte man in der. Spülzone eine Alkalilaugekonzentration von 0,1 bis 5 %· Am Zersetzerkopf wurde 40- bis 50 %ige Lauge abgezogen, während das am Fuß des Zersetzers ausfließende Quecksilber weniger als 0,5 % Alkalilauge, bezogen auf die am Kopf des Zersetzers abgezogene Laugenmenge, enthielt.

Um das gleiche Ergebnis entsprechend dem Stand der Technik durch Erhöhen der Verweilzeit des Quecksilbers im Zersetzer zu erzielen, sind 35 bis 50 % Quecksilber zusätzlich erforderlich. Auch durch Einbau eines Waschkastens werden 20 bis 30 % Quecksilber zusätzlich benötigt, und es fällt verdünnte Natronlauge biß zu 5 % der Produktion an.

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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Vertikalzersetzers gegenüber den bisherigen liegt darin, daß der Vaschteil nur wenig Platz im Zersetzer beansprucht und daß bei minimalem Queclcßilberbedarf eine fast vollständige Auswaschung des Alkalihydroxyds aus dem Quecksilber gewährleistet wird.

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Claims (3)

- 6 - JMr 5188 Pat entansprüche

1. Vertikalzersetzer zum Rückgewinnen von Quecksilber aus Alkaliamalgam bestehend aus eines mit Graphit als Katalysator gefüllten Zersetzerteil und einem mit Zwischenblechen versehenen Waschteil, in dem das mit Alkalilauge und gegebenenfalls mit Alkalimetall verunreinigte Quecksilber im Gegenstrom mit Zersetzungswasser ausgewaschen wird und bei dem der Waschteil vom Zersetzerteil durch einen Siebboden, durch den das Quecksilber gleichmäßig über den ganzen Querschnitt des Zersetzers abfließt, abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschteil alternierend stehende Kegel und hängende Kegelstumpfe als Zwischenbleche aufweist.

2. Vertikalzersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenvieche 1,5 bis 2,5 mm pro ICX) mm geneigt sind und deren Abstand an den Umlenkstellen so eingestellt ist, daß im Waschteil eine Alkalilaugekonzentration von maximal 5 % aufrechterhalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Zwischenblechen, die als stehende Kegel ausgebildet sind, noch zur Achse symmetrische, strahlenförmige Ftthrumgarlppen angeordnet sind.

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