DE1950597A1

DE1950597A1 - Diaphragm-free electrolysis cell for the decomposition of alkali chlorides using the amalgam process

Info

Publication number: DE1950597A1
Application number: DE19691950597
Authority: DE
Inventors: Gotthaid Dr-Chem Csizi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1969-10-08
Filing date: 1969-10-08
Publication date: 1971-04-15
Also published as: FR2064193A2; FR2064193B2; BE757166R; IT941014B

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG- 1950597 Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG- 1950597

Unser Zeichen O.Z. 26 417 Ki/Hu 6700 Ludwigshafen,7.10.1969Our mark O.Z. 26 417 Ki / Hu 6700 Ludwigshafen, October 7, 1969

Diaphragmenlose Elektrolysezelle für die Zersetzung von Alkalichloriden nach dem AmalgamverfahrenDiaphragm-free electrolysis cell for the decomposition of alkali chlorides after the amalgam process

Zusatz zu Patent . (Patentanmeldung P 15 67 907,9-41)Addendum to patent. (Patent application P 15 67 907.9-41)

Gegenstand des Patentes (Patentanmeldung P "15 67 907.9-41)Subject of the patent (patent application P "15 67 907.9-41)

ist eine diphragmenlose Elektrolysezelle für die Zerlegung von Alkalichloriden nach dem Amalgamverfahren. Die Zelle ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus einem chlorbeständigen und korrosionsfesten Material besteht. Die Kathode besteht aus einem vertikal angeordneten Metallnetz als Trägerkörper, an dessen Flächen das Quecksilber in dünner Schicht herabfließt, wobei dieser Trägerkörper so angeordnet ist, daß die Zelle durch diesen Trägerkörper in zwei voneinander getrennte Räume geteilt wird. In den einen, mit der Anode ausgestatteten Raum wird die Salzsole eingeleitet. Dieser Raum dient als Elektrolyseraum, während der andere Raum, der mit Wasser beschickt wird und der mit einer Zersetzerelektrode ausgestattet ist, die mit der Quecksilberkathode in Kontakt steht, als Zersetzerraum für das gebildete Amalgam dient. . ·'is a diphragm-free electrolysis cell for the decomposition of Alkali chlorides using the amalgam process. The cell is characterized in that the anode is made of a chlorine-resistant and corrosion-resistant material. The cathode consists of one vertically arranged metal net as a carrier body, on its Areas the mercury flows down in a thin layer, this carrier body being arranged so that the cell passes through it Carrier body is divided into two separate rooms. The brine is placed in the one room equipped with the anode initiated. This room serves as the electrolysis room, while the other room, which is filled with water and the one with a decomposition electrode is equipped, which is in contact with the mercury cathode, as a decomposer space for the amalgam formed serves. . · '

Obwohl diese Zelle bei ihrem Betrieb große Vorteile bietet, die vor allem darin liegen, daß ein eigener Zersetzer für das Amalgam entfällt und daß dementsprechend erhebliche Mengen an im Kreis zuführenden Quecksilbermengen eingespart werden können und daß jnan schließlich bei niedrigen Zellenspannungen sehr hohe Stromdichten erzielen kann, so zeigen sich bei deren Inbetriebnahme gewisse Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten werden dadurch verursacht, daß es bei der Inbetriebnahme der Elektrolysezelle nicht immer gelingt, sofort auf dem Metallnetz einen zusammenhängenden Quecksilberfilm zu erzeugen, durch den Elektrolyse- und Zersetzerraum flüssigkeitsdicht voneinander getrennt werden. Viel mehr sind diese beiden Räume noch durch die nicht durch den Queck silberfilm verschlossenen Löcher des Metallnetzes" miteinander verbunden, so daß sich Salzeole und im ZersetBerraum gebildete Lauge miteinander vermischen können und so zu Nebenreaktionen, z.B. Bildung von Chloraten und Verunreinigungen der Lauge Anlaß geben kön- · 473/69 1098 16/1793 - 2 -Although this cell offers great advantages in its operation, mainly in the fact that there is no separate decomposer for the amalgam and that correspondingly considerable amounts of mercury in the circuit can be saved and that very high current densities can ultimately be achieved at low cell voltages, there are certain difficulties when they are put into operation. These difficulties are caused by the fact that when the electrolysis cell is put into operation it is not always possible to immediately generate a coherent mercury film on the metal network, through which the electrolysis and decomposition chambers are separated from one another in a liquid-tight manner. Much more, these two spaces are connected to one another by the holes in the metal network, which are not closed by the mercury film , so that salt oils and lye formed in the decomposition room can mix with one another and thus give rise to side reactions, e.g. formation of chlorates and impurities in the lye - 473/69 1098 16/1793 - 2 -

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nen. Erst nach einer gewissen Bet-riebszeit sind diese durch das Vermischen der Salzsole und Lauge bedingten Nachteile "beseitigt und es kommen dann die Vorteile der Zelle voll zur Geltung* nen. Only after a certain operating time are these disadvantages caused by the mixing of the brine and lye "eliminated and the advantages of the cell then come into their own *

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Nachteile dieser' Zelle bei ihrer Inbetriebnahme zu beseitigen.The present invention was based on the problem of the disadvantages to eliminate this' cell when it is put into operation.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, wenn das Metallnetz 3 auf der Seite des Zersetzerraumes mit einer Metallplatte 1, die die Zelle in zwei voneinander getrennte Räume auffeilt, fest verbunden ist. ·It has been found that this object can be achieved if the metal net 3 on the side of the decomposer room with a Metal plate 1 that divides the cell into two separate rooms files, is firmly connected. ·

ψ Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß durch diese Ilaßnahme die Vorteile der bekannten, bipolar geschalteten Zellen in vollem Umfang erhalten bleiben, während ihre Nachteile bei der Inbetriebnahme beseitigt werden. ψ Surprisingly it has been found that are retained in full by this Ilaßnahme the advantages of the known, bipolar cells connected while their disadvantages are eliminated during commissioning.

Die erfindungsgemäße Zelle sei an Hand der Figur, die schematisch und beispielsweise einen Längsschnitt durch die Zelle darstellt, näher erläutert.The cell according to the invention is based on the figure, which is schematic and represents, for example, a longitudinal section through the cell, explained in more detail.

Die Zelle wird durch einen Rahmen gebildet, der durch die Metallplatte 1 in zwei voneinander getrennte Räume geteilt ist, deren einer als Elektrolyseraum für die Salzsole und deren anderer als Zersetzerraum für das gebildete Natriumamalgam dient. Die, Metall-.-". platte steht auf ihrer, dem Elektrolyseraum zugekehrten Seite mit einem Metallnetz 3 in leitender Verbindung, an dem das Quecksilber herunterfließt und das die Kathode bildet. Das Metallnetz ist mit der Platte z.B. durch Schrauben, Nieten oder Punktschweißen leitend verbunden. Die Metallplatte kann ebenso wie das Metallnetz, aus irgendeinem, gegenüber Quecksilber bzw. Amalgam beständigen Material, vorzugsweise aus Eisen oder Nickel, bestehen.The cell is formed by a frame which is divided by the metal plate 1 into two separate spaces, whose one as an electrolysis room for the brine and the other as The decomposer room is used for the sodium amalgam formed. The, metal -.- ". The plate is on the side facing the electrolysis room with a metal mesh 3 in a conductive connection, on which the mercury flows down and forms the cathode. The metal net is with the plate is conductively connected, e.g. by screws, rivets or spot welding. The metal plate, like the metal net, from any, to mercury or amalgam resistant Material, preferably made of iron or nickel.

Der Elektrolyseraum ist ferner mit einer Metallanode 4 z.B. aus Titan, deren Oberfläche mit Platinmetallen bzw. Platinmetalloxiden .aktiviert sein kann, ausgestattet. Die Anode verläuft in einem Abstand von 0,5 bis 4 mm parallel zu dem Metalldrahtnetz. Ihr The electrolysis room is also equipped with a metal anode 4, for example made of titanium, the surface of which can be activated with platinum metals or platinum metal oxides. The anode runs parallel to the metal wire mesh at a distance of 0.5 to 4 mm. you

109816/1793 ~ ³ "109816/1793 ~ ³ "

- 3 - ·■ O.Z. 26-417- 3 - · ■ O.Z. 26-417

geometrischer Aufbau entspricht zweckmäßig dem in der Hauptanmeldung "beschriebenen Aufbau. Der Elektrolyseraum wird durch die Titanplatte 6 abgeschlossen. Die zu elektrolysierende Salzsole wird durch den Stutzen 10 in den Elektrolyseraum eingeführt, verbrauchte Salzsole und das gebildete Chlor durch den Stutzen 11 abgezogen-. .The geometric structure expediently corresponds to that in the main application "described structure. The electrolysis room is through the titanium plate 6 completed. The brine to be electrolyzed is introduced into the electrolysis room through the nozzle 10, used up Brine and the chlorine formed drawn off through the nozzle 11-. .

In dem Zersetzerraum ist eine Zersetzerelektrode 5 angeordnet. 7 stellt eine Metallplatte aus einem laugebeständigen Material, z.B. Eisen, dar. Diese Metallplatte ist leitend mit.der Metallplatte 1 verbunden. Sie steht ferner in leitender Verbindung mit A decomposer electrode 5 is arranged in the decomposer space. 7 represents a metal plate made of an alkali-resistant material, e.g. iron. This metal plate is conductively connected to the metal plate 1. She is also in direct contact with

der Titanplatte 6 a, die ihrerseits zur Rahmenkonstruktion der nächsten Zelle gehört. Durch Stutzen 13 wird Wasser in die Zersetzerzelle geleitet und durch die Stutzen 12 bzw. 14 Wasserstoff bzw. Lauge aus der Zelle abgezogen.the titanium plate 6 a, which in turn is part of the frame structure of the next cell. Water enters the decomposer cell through nozzle 13 passed and withdrawn through the connection 12 and 14 hydrogen or alkali from the cell.

Das Quecksilber wird -von einer Verteilerrinne 2 gleichzeitig in den Elektrolyseraum bzw. den Zersetzerraum eingespeist, und fließt im Elektrolyseraum entlang dem Metallnetz 3 bzw. im Zersetzerraum entlang der Oberfläche der Metallplatte 1 nach unten. Im unteren Teil der Zelle werden regeneriertes Quecksilber und gebildetes Amalgam gemeinsam gesammelt und mittels einer Pumpe 8 durch Leitung 9 wieder der Verteilerrinne zugeführt.The mercury is -from a trough 2 at the same time in fed into the electrolysis room or the decomposition room, and flows in the electrolysis room along the metal network 3 or in the decomposition room along the surface of the metal plate 1 downwards. In the lower part of the cell are regenerated and formed mercury Amalgam collected together and fed back to the tundish by means of a pump 8 through line 9.

Wie in der Hauptanmeldung beschrieben, können auch die vorliegenden Zellen zu filterpressenartig zusammengesetzten Zellenaggregaten zusammengesetzt werden, die wenig Platz benötigen. Die Zellen werden beispielsweise dabei so hintereinander geschaltet, daß das nach oben gepumpte Gemisch von Quecksilber und Amalgam als elektrischer Kontakt zwischen der Zersetzerelektrode der einen Zelle und der Anode der anderen Zelle dientJAs described in the main application, the present Cells are assembled to form filter press-like assembled cell aggregates that require little space. The cells are for example connected in series so that the pumped up mixture of mercury and amalgam as an electrical Contact between the decomposition electrode of one cell and the anode of the other cell serves

- 4 1098 16/1793- 4 1098 16/1793

Claims

-4 - O.Z. 26th

Patent entitlement

Diaphragm-free electrolysis cell for the decomposition of alkali chlorides according to the amalgam process, the anode 4 of which consists of a chlorine-resistant and corrosion-resistant material and the cathode 2 of a vertically arranged carrier body, on the surfaces of which the mercury flows down in a thin layer, the cell through the carrier body from a Metal mesh is divided into two separate rooms, one of which is equipped with the anode 4 *, into which the brine is introduced, serves as an electrolysis room and the other room, which is filled with water and has a decomposition electrode 5 in contact with the cathode is equipped, serves as a decomposer room for the amalgam formed, according to the patent. ...... (patent application P 15 67 907.9-41, characterized in that the metal net 3 is firmly connected on the side of the decomposer room with a metal plate 1 which divides the cell into two separate rooms.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

Draw .

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