DE2830310A1 - DEVICE FOR GENERATING UNIFORM MERCURY FLOWS IN CHLORINE ALKALI ELECTROLYSIS - Google Patents
DEVICE FOR GENERATING UNIFORM MERCURY FLOWS IN CHLORINE ALKALI ELECTROLYSISInfo
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Description
7EB CHEMIEEOMBIKAT BITTEEi1EID Bitterfeld, 30.6.19777EB CHEMICAL EQUIPMENT BITTEEi 1 EID Bitterfeld, June 30, 1977
19051905
Vorrichtung zur Erzeugung gleichmäßiger Quecksilberströme in Chlor-Alkali-ElektrolysenDevice for generating uniform mercury currents in chlor-alkali electrolysis
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung gleichmäßiger Quecksilberströme in Elektrolysen zur Herstellung von Alkalilaugen und Chlor, wobei die Elektrolysen aus der Zelle, dem Zersetzer oder Pile, der Quecksilberpumpe und den verbindenden Rohrleitungen besteht»The invention relates to a device for producing more uniform Mercury currents in electrolysis for the production of Alkaline solutions and chlorine, the electrolyses from the cell, the decomposer or pile, the mercury pump and the connecting Pipelines consists »
Es ist bekannt, daß Alkalilaugen und Chlor in Quecksilberelektrolysezellen hergestellt werden. Das Quecksilber muß dabei immer im Kreislauf gepumpt werden, damit de:.' eigentliche Elektrolysevorgang, nämlich die Bildung des Amalgams und die Zersetzung desselben in der Pile oder dem Zersetzer vonstatten gehen kann. Zum Pumpen des Quecksilbers sind mechanische, wie Kreisel- oder Konuspumpen und elektromagnetische Pumpen bekannt,It is known that alkaline solutions and chlorine in mercury electrolysis cells getting produced. The mercury must always be pumped in a circuit so that de :. ' actual Electrolysis process, namely the formation of the amalgam and its decomposition in the pile or the decomposer can take place. For pumping the mercury are mechanical, such as centrifugal or cone pumps and electromagnetic Pumps known,
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,£,§30310, £, §30310
Der Nachteil der nieehaniseilen Pumpen besteht darin, daß man die Konuspumpen nur dann anwenden kann, wenn, die Höhe der Quecksilbei-förderung nicht mehr als 1 m beträgt. Bei einer größeren Höhe fällt es schwer, den Rotor der Pumpe zu balancieren, auße-rdem wird bei dem Ausbringen des Quecksilbers aus der Pumpe das Quecksilber in Tropfen zerkleinert, wobei sich eine bedeutende Menge "Quecksilbermehl" bildet, das eine Entblößung des Stahlbodens des Elektrolysebades hervorruft, eine Vergrößerung des Volumens des zu gießenden Quecksilbers und die Vergrößerung der Quecksilber- und Soleverluste mit sich bringt, die Betriebseffektivität des Elektrolyseurs mindert und den Gehalt des gelösten Quecksilbers im Endprodukt erhöht.The disadvantage of the nieehaniseile pumps is that the cone pumps can only be used if the height of the mercury delivery is not more than 1 m. At a greater height it is difficult to balance the rotor of the pump, and when the mercury is discharged from the pump, the mercury is broken up into drops, with a significant amount of "mercury meal" forming, which exposes the steel bottom of the electrolysis bath causes an increase in the volume of the mercury to be poured and an increase in the mercury and brine losses with it, reduces the operating efficiency of the electrolyzer and increases the content of dissolved mercury in the end product.
Zur Förderung des Quecksilbers über größere Höhen ist die Anwendung von !Flügelradpumpen bekannt.Impeller pumps are known to be used to convey mercury over great heights.
Bedeutende Schwankungen, als auch die Leistungsminderung und die Förderhöhe der Pumpe in Abhängigkeit von der Abnutzung des Flügelrades rufen dieselben ITachteiIe. hervor, die oben genannt wurden.Significant fluctuations, as well as the reduction in performance and the delivery head of the pump depending on the wear of the impeller call the same IT parts. forth the above were called.
Es ist auch bekannt, zur Erzeugung von Chlor und Alkalilaugen elektromagnetische Pumpen zur Förderung des Katodenquecksilbers in Elektrolysen einzusetzen,It is also known to produce chlorine and alkaline solutions electromagnetic pumps for pumping the cathode mercury use in electrolysis,
!Doch konnten die obengenannten Pumpen bis jetzt keine Anwendung finden wegen einer Reihe von technischen Schwierigkeiten wie! But the pumps mentioned above could not be used until now find because of a number of technical difficulties how
- Betriebsunsicherheit bei der Förderung des Quecksi3.bers- Operational uncertainty in the production of mercury
- Schwankungen der PumpenIeistung in Abhängigkeit von der Abnutzung des Graphitaufsatzes des Zersetzers und vom Verbrauch des im Betrieb verwendeten Quecksilbers- Fluctuations in pump performance depending on the Wear of the graphite tower of the decomposer and consumption the mercury used in the company
- Mitreißen von Graphitteilchen mit dem Quecksilber und dadurch Störung des Quecksilberstromes.- Entrainment of graphite particles with the mercury and thereby disruption of the mercury flow.
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- 4 - -I9O5- 4 - -I9O5
Außerdem fehlt die Selbstregulierung der Schichtdicke des Eatodenquecksilbers in der Abhängigkeit von der Reaktionsfähigkeit des Zerse-tzers und der leistungsschwankung der verwendeten Pumpen«In addition, there is no self-regulation of the layer thickness of the Eatode mercury depending on the reactivity the decomposer and the power fluctuation of the pumps used «
Ι)εε Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Chlor-Alkali- -Sleictrolyse die Leistungsfähigkeit der Zelle durch Selbstregulierung der Pumpenleistung zu erhöhen, die Verunreinigungen dec Quecksilbers zu beseitigen und die Quecksilberver-1 liste zu vermindern.Ι) εε The aim of the invention is, in the chlor-alkali -Sleictrolysis the efficiency of the cell by self-regulation to increase the pump output, to remove the impurities from the mercury and to reduce the mercury 1 list to decrease.
Darlegung dos Wesens der Erfindung To explain the essence of the invention
Durch die Erfindung v/ird es möglich, einen Quecksilberkreislauf KU erhalten, der sich selbst reguliert und das Quecksilber vollkommen gleichmäßig durch die gesamte Elektrolysezelle mit ihren dazugehörenden Aggregaten fließen läßt. Die Bildung von Gaspolstern und das Zerschlagen des Quecksilbers v/erden vermieden.The invention makes it possible to obtain a mercury cycle KU which regulates itself and the mercury completely evenly through the entire electrolysis cell lets flow with their associated aggregates. The formation of gas cushions and the smashing of the mercury v / earth avoided.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Elektrolysekreislauf, der aus der Zelle, dem Zersetzer, den verbindenden Rohrleitungen mit der elektromagnetischen Pumpe besteht, in die Rohrleitung ein Begrenzer und Entgaser, der als Eiveaugefäß dient, und ein Ifachentgaser und Seiniger, die sich zwisehen dem Zersetzer und der elektromagnetischen Pumpe befinden, eingebaut sind. Das Volumen des üiveaugefäßes beträgt 0,05 bis 3 #> der Stundenleistung der Pumpe.The object is achieved in that in the electrolysis circuit, which consists of the cell, the decomposer, the connecting pipes with the electromagnetic pump, into the pipe a limiter and degasser, which serves as an egg level vessel, and an Ifachentgaser and seine, which are between the decomposer and the electromagnetic pump are installed. The volume of the level vessel is 0.05 to 3 #> the hourly output of the pump.
Anhand der Zeichnung soll die Vorrichtung für den sich selbst regulierenden Quecksilberkreislauf dargestellt werden. Die Vorrichtung besteht aus einem Begrenzer und Entgaser 3» derThe device for the self-regulating mercury cycle is to be shown on the basis of the drawing. the The device consists of a limiter and degasser 3 »
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• 5 - 19υ^• 5 - 19½
gleichseitig als lTiveauge:Cäi3 für den Quecksilberctanu dient, und einem Reiniger und Eachentgaser 4, die zwischen dom Sersetzer 1 und der Quecksilberpumpe· 2 in den Quecksilber-:reislauf eingefügt sind, Der Eagrenser und Entgaser 3 ist durch einen Überlauf mit dem Zersetzer 1 verbundene Sr befindet sich entweder im se niere elite η oder «vaagerechteii Teil der Τι ohr leitungen» Der Begrenzer und iSntgaser 3 ist gleichzeitig reit einer Intgasung 7 versehen, die in die Yiasserstof Tab saug le it ung oder ins Freie g'eführt wird. Durch diese Entgasung 7 entweicht der sich bildende Y/asserstoff— bzw. vVasner dampf. Der Begrenzer und Entgaser 3 hat als ITiveaugefäß sin Quecksilberfäöcun^cvermögen von etwa 2 bis 10 CJ> des Volumens des Quecksilbers in Zersetzer 1. Dieser Quecksilbervorrat übt einen Vordruck auf die Quecksilberpumpe 2 aus. Vor der Quecksilberpumpe 2 ist noch der Reiniger und Bachentgaser 4 eingebaute In diesem Reiniger und Hachentgaser 4 befindet sich ein Sieb 5, ui'i mitgerissene Graphitteilchen oder andere Verunreinigungen im Quecksilber zurückzuhalten. Die Entfernung der Verunreinigungen aus dem Reiniger und liachentgaser 4 und der iiachent/jasungs— leitung 8 wird durch einen Teilstrom des PiIenwassers,.welches durch den Stutzen 9 eingeleitet v/ird, . erreicht. Grobe Verunreinigungen werden durch das Ablaßrohr 6 ausgeschleust. Das im Zersetzer 1 befindliche Quecksilber läuft durch einen überlauf in den Begrenzer und Entgaser 3, der gleichzeitig als Fiveaugefäß für das Quecksilber dient. Durch eine daraji angebrachte Entgasungsieitung 7 entweicht der Sestwasserstoff- bzw. Wasserdampf, der sich auf Grund der hohen Temperaturen in der Apparatur bildet, in die Wasserstoffabsaugleitung oder ins Freie. Das im Begrenzer und Entgaser 3 befindliche Quecksilber drückt durch sein hohes spezifisches Gewicht auf die unterhalb des Niveaugefäßes liegende Quecksilberpumpe 2. Dieser Druck stellt einen Vordruck für die Quecksilberpumpe dar und regelt automatisch die Pumpgeschwindigkeit, Sobald der Quecksilberstand im Begrenzer und Entgaser 3 sinkt, wird der Vordruck auf die Queeksilberpumpe 2 geringer und dieat the same time as a level eye: Cäi3 serves for the mercury octane, and a cleaner and each degasser 4, which are inserted between the decomposer 1 and the mercury pump 2 in the mercury: rice course, the eager and degasser 3 is connected to the decomposer 1 by an overflow Sr is either in the se niere elite η or in the "vaagerechteii part of the Τι ear lines". The limiter and gas vent 3 are simultaneously provided with an inlet 7, which is routed into the hydrogen tab suction line or into the open air. Through this degassing 7, the hydrogen or vapor that forms escapes. The limiter and degasser 3 was as ITiveaugefäß sin ^ Quecksilberfäöcun cvermögen of about 2 to 10 J C> of the volume of the mercury in decomposer 1. This mercury reservoir exerts a positive pressure on the mercury from pump 2. In front of the mercury pump 2, the cleaner and Bach degasser 4 is built-in. In this cleaner and Hachentgaser 4 there is a sieve 5 to hold back graphite particles or other impurities in the mercury. The removal of the impurities from the cleaner and degasifier 4 and the air vent line 8 is carried out by a partial flow of the water from the pen, which is introduced through the nozzle 9. achieved. Coarse impurities are discharged through the drain pipe 6. The mercury in the decomposer 1 runs through an overflow into the limiter and degasser 3, which also serves as a level vessel for the mercury. The hydrogen or water vapor, which is formed due to the high temperatures in the apparatus, escapes into the hydrogen suction line or into the open through a degassing line 7 attached to it. The mercury in the limiter and degasser 3 presses due to its high specific weight on the mercury pump 2 located below the level vessel. This pressure represents a pre-pressure for the mercury pump and automatically regulates the pumping speed Form pressure on the Queek silver pump 2 and the lower
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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■Fördermenge nimmt ab. Somit kann der Quecksilberstand im Begrenzer und Entgaser 3 wieder steigen, der Vordruck auf die Quecksilberpumpe 2 wird größer und die Förderleistung der Quecksilberpumpe 2 nimmt zu. Diese Selbstregulierung stellt sich sofort nach dem Anfahren der Anlage ein, Um aber ein ordnungsgemäßes Arbeiten der Quecksilberpumpe 2 zu garantieren, muß vor der Quecksilberpumpe 2 noch ein Reiniger und Kachentgaser 4 angebracht werden. In diesem Reiniger und ITachentgaser 4 ist ein Sieb 5 eingepaßt, welches sämtliche Verunreinigungen im Quecksilber zurückhält. Durch das Einleiten eines Teilstromes des Pilenwassers durch das Rohr 9 in den Reiniger und liiachentgaser 4 wird ein Zukristallisieren des Reinigers und Kachentgasers 4 verhindert« Die Verunreinigungen werden durch das liachentgasungsrohr 8 aus dem Kreislauf entfernt. Grobe Verunreinigungen v/erden durch das Ablaßrohr 6 ausgeschleust. Sich noch eventuell bildende Gas- oder Dampfpolster entweichen ebenfalls durch die Wachentgasungsleitung 8,■ Delivery rate decreases. Thus, the mercury level in the Limiter and degasser 3 rise again, the pre-pressure on the mercury pump 2 increases and the delivery rate increases the mercury pump 2 increases. This self-regulation occurs immediately after starting up the system, but in order to guarantee that the mercury pump 2 is working properly, a cleaning agent and Kachentgaser 4 must be attached in front of the mercury pump 2. In this cleaner and Iachment degasser 4 a sieve 5 is fitted, which retains all impurities in the mercury. By initiating of a partial flow of the Pilenwasser through the pipe 9 into the cleaner and degasser 4, a crystallization of the Cleaner and Kachentgasers 4 prevents the contamination are removed from the circuit through the degassing pipe 8. Coarse contaminants are grounded through the drain pipe 6 ejected. Any gas or vapor cushions that may still form also escape through the guard degassing line 8,
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