DE1962480B2

DE1962480B2 - Elektrolysezelle fuer die chloralkali-elektrolyse

Info

Publication number: DE1962480B2
Application number: DE19691962480
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1973-07-05
Also published as: DE1962480C3; DE1962480A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle mit einer Quecksilberkathode für die Alkalielektrolyse, die am Ausgangsende eine Reinigungskammer, die mit der Elektrolysezelle mittels eines unter dem Elektrolytspiegel liegenden Überlaufes in Verbindung steht, sowie eine Waschkammer, die mit der Reinigungskammer durch einen Überlauf verbunden ist, der unter dem Niveau des Bodens der Elektrolysezelle liegt, aufweist.

Derartige Elektrolysezellen werden auf dem Gebiet der Elektrochemie, insbesondere bei der Produktion von Chlor und Alkalien durch Chloralkalielektrolyse mit einer Quecksilberkathode, angewandt.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1091544 ist eine solche Elektrolysezelle bekannt. Dabei besteht das Austrittsende aus zwei Kammern, einer Reinigungskammer und einer Waschkammer, die in Strömungsrichtung des auf dem Boden der Elektrolysezelle strömenden Quecksilbers hintereinander angeordnet sind. Beide Kammern bilden gemeinsam einen kastenförmigen Auslaufbehälter, welcher am Ausgangsteil der Elektrolysebatterie angeordnet ist. Die Reinigungskammer steht mit der Elektrolysebatterie über einen schlitzförmigen Überlauf in Verbindung, durch den Sole, Chlor und Amalgam in die Reinigungskammer eintreten. Der schlitzförmige Überlauf liegt unterhalb des Flüssigkeitsstandes des Elektrolytes. Die Reinigungskammer ist mit der Waschkammer durch einen Überlauf verbunden, der unterhalb des Bodens der Elektrolysezelle liegt. Beide Überläufe sind in Strömungsrichtung des Quecksilbers hintereinander angeordnet.

Bei dem bekannten Auslaufbehälter ist es jedoch unvorteilhaft, daß durch die aufeinanderfolgende Anordnung der Kammern am Austrittsende der Elektrolysezelle ein großer Raum geschaffen wird, was eine große Quecksilbermenge zur Folge hat. Außerdem ergibt sich bei dieser Anordnung eine hohe Geschwindigkeit des Quecksilbers in den Überlauf zwischen Reinigungs- und Waschkammer. Dadurch können Alkalimetallchloride durch den als Quecksilberverschluß ausgebildeten Überlauf in die Waschkammer mitgerissen werden, was eine Verunreinigung des für die Weiterverarbeitung bestimmten Amalgams zur Folge haben kann. Um den Durchtritt der Chloride zu verhindern, ist es bei der bekannten Elektrolysezelle erforderlich, den Quecksilberverschluß zwischen Reinigungskammer und Waschkammer mit größerer Tiefe auszuführen. Daraus ergibt sich eine weitere Vergrößerung der erforderlichen Quecksilbermenge, die sich in der Elektrolysezelle befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrolysezelle zu schaffen, welche am Austrittsende einen geringen Rauminhalt aufweist, den Durchtritt von Alkalimetallchloriden gemeinsam mit Quecksilber durch den als Quecksilberverschluß ausgebildeten

ίο Überlauf zwischen Reinigungs- und Waschkammer verhindert und bei geringer Quecksilbermenge eine Reinigung und Wäsche des Amalgams sicherstellt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Waschkammer innerhalb der Reinigungskammer untergebracht ist und deren Überläufe zueinander unter einem rechten Winkel stehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Elektrolysezelle,

F i g. 2 den Schnitt H-II der Elektrolysezelle nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Elektrolysezelle bei abgehobenem Deckel des Austrittsendes.

In F i g. 1 weist die Elektrolysezelle 1 ein Eintrittsende 2 und ein Austrittsende 3 auf. Sie ist mit einem Deckel 4 abgedeckt, in dem Anoden 5 angeordnet sind. Am Eintrittsende 2 befindet sich ein Rohrstutzen 6 für die Zuführung des Elektrolyten 7 und ein Eintrittsstutzen 8 für das Quecksilber 9.

Der Gasraum der Elektrolysezelle 1 ist am Eintrittsende 2 durch eine Trennwand 10 getrennt, die in den Elektrolyt 7 eintaucht. Am anderen Ende der Elektrolysezelle befindet sich ein Stutzen 11, der den Flüssigkeitsstand des Elektrolytes 7 bestimmt. Am Austrittsende 3 ist der Gasraum der Elektrolysezelle 1 durch eine in den Elektrolyt 7 eintauchende Trennwand 12 geteilt. Hier schließt sich an die Elektrolysenbatterie eine Reinigungskammer 14 an.

In F i g. 2 und 3 ist dargestellt, wie innerhalb der Reinigungskammer 14 eine Waschkammer 13 angeordnet ist. Die Waschkammer 13 wird von den Wänden 15 und 16 begrenzt. Die Wände 15 sind am Boden 17 der Elektrolysezelle befestigt. Zwischen der Reinigungskammer 14 und der Waschkammer 13 befindet sich ein Quecksilberverschluß 18, der von einer Wand 16, welche in eine mit Quecksilber 9 gefüllte Vertiefung hineinragt, gebildet wird. In der Waschkammer 13 ist ein Stutzen 19 zur Abführung des Amalgams angeordnet. Das Austrittsende 3 ist mit einem abnehmbaren Deckel 20 abgedeckt.
Die Elektrolysezelle arbeitet wie folgt:
Im Betriebszustand wird sie in Längsrichtung etwas geneigt. Am Eintrittsende 2 wird durch den Rohrstutzen 6 der Elektrolyt 7 und durch den Eihtrittsstutzen 8 das Quecksilber 9 zugeführt. Der Elektrolyt 7 und das Quecksilber 9 strömen durch einen von der Trennwand 10 und dem Boden 17 gebildeten Schlitz in die Elektrolysenbatterie, wo unter Einwirkung des elektrischen Stromes eine Zersetzung von Alkalimetallchloriden erfolgt. Das dabei erzeugte Chlor und der verarmte Elektrolyt werden durch den Stutzen 11 aus der Elektrolysenbatterie abgeführt.

Das abgeschiedene Alkalimetall bildet mit dem Quecksilber ein Amalgam, welches durch einen von der Trennwand 12 und dem Boden 17 gebildeten Schlitz in die Reinigungskammer 14 gelangt, die am Aus-

trittsende 3 der Elektrolysezelle 1 liegt. In der Reinigungskammer 14 erfolgt eine Richtungsänderung des Amalgamflusses um 90° und eine Herabsetzung der hohen Geschwindigkeit der Randschichten des Amalgams. Die Bewegungsrichtung des Amalgams am Austrittsende 3 ist in F i g. 3 durch Pfeile angedeutet. Danach fließt das Amalgam infolge des statischen Druckes, der durch den Höhenunterschied vom Amalgam vor und hinter der Wand 16 des Quecksilberverschlusses 18 hervorgerufen wird, in die Waschkammer 13. Dort wird es über den Stutzen 19 abgeleitet. Angehäufte Verunreinigungen, wie Schlamm und Amalgamöl, werden vor der Waschkammer 13 aus der Reinigungskammer 14 durch das obere Fenster des Austrittsendes 3 bei abgehobenem Deckel 20 entfernt. Der Quecksilberverschluß 18 am Austrittsende 3 der Elektrolysezelle 1 hat eine geringe Tiefe und einen schmalen Spalt für den Durchgang des Quecksilbers.

Gegenüber den bekannten Elektrolysezellen ist es bei der erfindungsgemäßen Ausführung möglich, die Tiefe und Spaltbreite des Quecksilberverschlusses zu verringern, weil infolge der konstruktiven Anordnung die Geschwindigkeit der Randschichten des Quecksilbers bei dessen Eintritt in den Quecksilberverschluß herabgesetzt wird und weil der Durchtritt von Chloriden durch den Quecksilberverschluß zu dieser Geschwindigkeit proportional ist. Außerdem bestehen die mit der Erfindung erzielten Vorteile darin, daß die am Austrittsende erforderliche Quecksilbermenge im Vergleich zu derjenigen bei den bekannten Elektrolysezellen um das 2- bis 3fache kleiner ist. Gleichzeitig wird die erforderliche Reinheit des aus der Elektrolysezelle austretenden Amalgams gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektrolysezelle für die Chlor-Alkali-Elektrolyse, die am Ausgangsende eine Reinigungskamimer, die mit der Zelle mittels eines Überlaufs in Verbindung steht, der unter dem Elektrolytspiegel liegt, sowie eine Waschkammer, die mit der Reinigungskammer durch einen Überlauf verbunden ist, der unter dem Niveau des Bodens der Zelle liegt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschkammer (13) innerhalb der Reinigungskammer (14) angeordnet ist und daß deren Überläufe unter einem rechten Winkel stehen.