DE3006614A1

DE3006614A1 - Vorrichtung zur reinigung des bodens von elektrolytischen quecksilberkathodenzellen u.dgl.

Info

Publication number: DE3006614A1
Application number: DE19803006614
Authority: DE
Inventors: Giovanni Ferrari; Giuseppe Villa
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1980-09-04
Also published as: ES488928A0; JPS5644783A; IT1111103B; FR2450288A1; US4303491A; CA1126208A; BE881955A; IT7920552A0; NL8001020A; GB2045801A; GB2045801B; FR2450288B1; ES8103786A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung der Reinigung von elektrolytischen Quecksilberkathodenzellen oder dergleichen in regelmäßigen Zeitabständen/ ohne daß es erforderlich wäre, die Zellen selbst zu öffnen.

Es ist hinreichend bekannt, daß bisher die elektrolytische Quecksilberkathodenzelle, um richtig arbeiten zu können, eine Reinigung in regelmäßigen Zeitabständen benötigt, wobei es sich um ein Stillsetzen der Zelle, ihre Entleerung und Öffnung sowie schließliche Entfernung des "Quecksilberschlamms¹¹ und all derjenigen Ablagerungen verschiedener Art durch unmittelbaren Eingriff des Bedienungspersonals handelt, die - auf dem Boden der Zelle ruhend - den regelmäßigen Durchfluß des Quecksilbers behindern.

Die Häufigkeit einer derartigen Reinigung schwankt gemäß den strukturellen Eigenschaften der Zelle, dem Zustand ihrer Erhaltung sowie ihren Betriebsbedingungen.

Darüber hinaus wird zwischen einem Reinigungsvorgang und dem nächsten Reinigungseingriff eine gewiss? Anzahl "Waschungen" mit Salzlösung in der geschlossenen Zelle in regelmäßgien Zeitabständen eingeschaltet, und diese Waschungen verlangen ein Stillsetzen der Zelle.

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Die Reinigung der Zelle bei Öffnung derselben hat wegen der erforderlichen Vorgänge und Zeiten in der Praxis die folgenden Haupt Nachteile: eine schwere Verunreinigung der Umgebung durch das Quecksilber, einen hohen Produktionsverlust, sowie beträchtlichen Arbeitsaufwand.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung oder Ausrüstung zur Reinigung des Bodens elektrolytischer Zellen, insbesondere von Zellen mit Quecksüberkathoden, zu schaffen, mit der eine wirksame Reinigung erzielt werden kann, ohne daß ein öffnen der Zellen erforderlich wäre und somit keine Verunreinigung in der Umgebung des Arbeitsplatzes stattfindet.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Verwirklichung einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art, die be-

von der Zelle sonders einfach, leicht/außerhalb/zu bedienen ist, und zwar so, daß sie an ihrem Platz bleiben kann, ohne den üblichen Betrieb der Zelle selbst zu stören.

Diese und weitere Merkmale, die aus der folgenden ausführlichen Beschreibung klarer hervorgehen, werden in der Praxis erreicht durch eine Vorrichtung zum Reinigen des Bodens elektrolytischer Zellen, insbesondere solcher mit einer Quecksilberkathode, die bei geschlossener Zelle ohne jegliche Salzlösung und bei angehobenen Anodenpaketen verwendbar ist, wobei diese Vorrichtung gemäß der Erfindung aus einer Platte oder einem Metallband besteht, das aus wenigstens zwei durch ein Scharnier

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oder dergleichen miteinander verbundenen Kopfenden zusammengesetzt ist, eine Gesamtlänge im wesentlichen entsprechend der Breite des Bodens der zu reinigenden Zelle hat und auf dem Boden der Zelle angeordnet und mit vorzugsweise starren, stangenartigen Elementen verbunden ist, die über den Einlaßkopf der Zelle hinaus stehen und durch feste Verbindungsmittel mit anderen starren Elementen verbindbar sind, um Sparren oder Versteifungen zu bilden , die von außerhalb der Zelle selbst manövrierbar sind, wobei dieses Band, welches auf dem Boden der Zelle entlang geschoben werden kann, innerhalb des Einlaßkopfes der Zelle in einer Ruhelage und mit Abstand vom Boden selbst gehalten wird durch Abstandshalter aus elektrisch isolierendem Material, die so voneinander auf Abstand gehalten sind, daß sie den üblichen Durchfluß von Salzlösung zulassen, wenn die Zelle im Betrieb ist.

Insbesondere ist das Metallband so auszuführen, daß es einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt oder einen keilförmigen Querschnitt hat, aus Metall xmd wenigstens zum Teil aus Eisen besteht.

Die Erfindung wird nunmehr hinsichtlich ihrer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung und nicht zur Begrenzung beigefügt werden.' Es zeigen:

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Pig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der Hauptelemente der elektrolytischen Chlorsodazelle unter
Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Zelle
nach Fig. 1 mit Anodenpaketen in ^hrer Lagerstellung und mehreren Einzelheiten zur Darstellung der Reinigungsvorrichtung in Ausführung der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf das Hauptelement der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt durch das in Fig. 3 gezeigte Element, während die Figuren 5 und 5a jeweils eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß der Erfindung in Draufsicht bzw. im
Schnitt zeigen.

Gemäß diesen Figuren, insbesondere gemäß den Figuren
1 und 2, besteht eine elektrolytische Quecksilberamalgamzelle für die Erzeugung von Chlorsoda im allgemeinen aus einem Tank oder einer Zelle 1 mit einem Einlaßkopf 2 für den Einstrom der Se.l'slösung und einem Auslaßkopf 3. Der Einlaßkopf ist bekannterweise in zwei Abteile 4 und 5 unterteilt, die durch eine öffnung 6 am Boden miteinander in
Verbindung stehen. In das Abteil 4 wird Quecksilber eingeführt, während in das Abteil 5 die Salzlösung eingeführt wird. Die Salzlösung strömt in. die Zelle 1 ein durch die öffnung 7, die in Bodenhöhe der Zelle in der Trennwand 8

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des Einlaßkopfes 2 vorgesehen ist.

In der Zelle 1 sind die Anodenpakete 9 angeordnet/ deren Abstand vom Boden durch verschiedene bekannte Verfahren einstellbar ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die für die Reinigung des Zellenbodens bei geschlossener Zelle in Ruhelage geeignet ist, besteht im wesentlichen aus einem Band öder einer Platte 10, die aus zwei durch ein Scharnier 11 (Fig. 3) miteinander ver^· \ bundenen Hälften besteht und eine Gesamtlänge im wesentlichen entsprechend der Breite der Innenseite der Zelle 1 hat.

Das Band 10 hat im wesentlichen einen trapezförmigen oder keilförmigen Querschnitt (Fig. 4), mit einer abgekanteten Kante, um während seiner Verschiebung auf dem Boden entlang Vom Kopf 2 zu dem gegenüberliegenden die Loslösung des "Quecksilberschlammes" und jeglicher anderen anhaftenden Ablagerungen von dem Boden selbst zu erleichtern. Das Band 10 ist vorzugsweise aus Titan oder Eisen hergestellt, um magnetisiert und somit durch die durch das Band hindurchgehenden hohen Ströme an dem Boden anhaftend gehalten zu werden.

An dem Band 10 sind zwei aus rostfreiem Stahl (Inox) oder dergleichen hergestellte starre Elemente 12 bis 13 einstückig

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befestigt, deren Länge gleich der Länge (in Längsrichtung der Zelle) des Abteils 4 des Einlaßkopfes 2 ist, und die in rohrförmige Kanäle 14 bis 15 eingesetzt werden, die zwischen den zwei Wänden des Abteils 4 eingeschaltet und von diesem Abteil isoliert sind. Auf diese Weise werden die zwei starren Elemente 12 bis 13 bis zur Außenseite der Wand 2a (Fig. 2) des Abteils' vollständig geführt. Diese rohrförmigen Kanäle 14 bis 15 werden während des Betriebes der Zelle durch Blöcke 16 bis 17 abgedichtet, die geeignet sind, die Enden der starren Elemente 12 bis 13 in der Wand 2a der Zelle zu halten und zu blockieren. Auf diesen Blöcken 16 bis 17 sind Blindflansche 18 bis 19 aufgeschraubt, um die Dichtigkeit der Zelle sicherzustellen.

Um die Überquerung des Bandes 10 auf dem Boden der Zelle entlang zu ermöglichen, sind weitere starre Elemente 20 bis 21 vorgesehen, die auf den Kopf der starren Elemente 12 bis 13 aufgeschraubt werden können. Die starren Elemente 20 bis 21 selbst können wiederum mit anderen ähnlichen starren Elementen verlängert werden zur Bildung von Versteifungen von ausreichender Länge, um das Reinigungsband bis zum gegenüberliegenden Ende der Zelle zu verschieben. Diese Versteifungen werden von Hand von außen gesteuert.

Das Band 10 hat darüber hinaus eine solche Dicke, die es ihm ermöglicht, durch eine rechteckige öffnung 7 hindurchzugehen, die im Boden der Wand 8 des Abteils 5 gebildet ist,

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und in Ruhelage innerhalb des Abteils 5. Das Band wird darüber hinaus vom Boden der Zelle angehoben gehalten durch Lagerelernente 23, die unter dem Band gleichmäßig beabstandet und von viereckiger Form sind. Diese Lagerelernente sind aus elektrisch isolierendem Material hergestellt und sind außerdem korrosionsbeständig; sie sind beispielsweise hergestellt aus "Ebanite" oder dergleichen.

Die Reinigungsvorgänge der Zelle werden in der folgenden Weise durchgeführt:

Die Zelle wird von der elektrischen Stromquelle abgeschaltet und mit einer Chlorabscheideanlage verbunden, die die Zelle unter Saugwirkung hält. Nach Stillsetzung des Salzlösungszufuhrventils und nach Abschaltung von der elektrischen Energie wird zum Austausch der darin enthaltenen chlorinierten Salzlösung ein Teil der Salzlösung in den Rückgewinnungstank hinein abgegeben.

Durch geeignete Einrichtungen zur Einstellung der Elektrodenzwischenräume, wie sie üblicherweise in den Zellen vorgesehen sind, werden die Alanden 9 angehoben, um zu vermeiden, daß sie während der Reinigung mit der innerhalb der Zelle angeordneten Reinigungseinrichtung und dem gelösten und verdrängten Quecksilberschlamm in Berührung kommen.

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Daraufhin wird die Quecksilberumwälzung zum Stillstand gebracht und die Plansche 18 bis 19 von der Vorderwand der Zelle entfernt, daraufhin die Lagerblöcke 16 bis 17 der Vorrichtung innerhalb der Zelle selbst entfernt. Nunmehr werden die starren Elemente 2o bis 21 (auf der Einlaßseite des Zellenkopfes) mit den starren Elementen ¹2 bis 13 verbunden.

Es werden fortlaufend weitere Paare starrer Elemente durch fortschreitendes Einsetzen derselben in die Zelle hinzugefügt, bis der gegenüberliegende Kopf der Zelle erreicht ist. ' ,

Nachdem einmal der Reinigungsvorgang beendet ist (daß heißt nach einer vorwärts gerichteten überquerung des Bandes 10) wird dieses Band in das Abteil 5 zurückgezogen. Die starren Elemente 20 bis 21 (sowie die anderen) werden von dem Wartepersonal auseinander gebaut, das dabei die umgekehrte Arbeitsweise gegenüber der zum Einführen derselben in die Zelle ausgeführten vollführt obwohl die Zelle selbst vollständig geschlossen und - wie bekannt - sehr nahe an anderen Zellen ist.

Nachdem das Band 10 wieder in den Einlaßkopf zurückgebracht worden ist, wird de:r Quecksilber schlamm gesammelt, der von dem Band in den Auslaßkopf hineingeschoben wurde. Daraufhin wird Quecksilber für einige Minuten in der Zelle zum Umlauf gebracht, als Folge wovon weitere Ablagerungen und Verkrustungen von dem Boden der Zelle gelöst und zum Auslaßkopf der Zelle geschleppt werden, von wo sie die Bedienungsleute entfernen.

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Es reicht aus, dies. Verfahren gerade ein einziges Mal durchzuführen, um eine vollständige Reinigung des Bodens der Zelle zu erlangen.

Nach Durchführung der oben beschriebenen Vorgänge wird die Zelle von der darin enthaltenen Salzlösung entleert.

Nun werden wieder die Blöcke 16 bis 17 auf den Einlaßkopf der .Zelle aufgesetzt und anschließend die Dichtungsflansche 18 bis 19 montiert. Danach kann die Zelle wiederum angelassen werden.

Die durch dies Verfahren, und die oben beschriebene Vorrichtung gebotenen Vorteile sind beträchtlich; tatsächlich werden bei einem Vergleich mit traditionellen Reinigungsanlagen bei vollständig geöffneter Zelle die zur Durchführung der Reinigung benötigten Zeiten via. das Zehnfache vermindert.Es wird somit eine erhebliche Verminderung in den Produktionsverlusten erreicht.

Außerdem sind in diesem Fall nur zwei Bedienungsleute für die Reinigung jeder Zelle erforderlich. Darüber hinaus arbeiten die Bedienungsleute unter viel besseren Umgebungsbedingungen im Vergleich zu denen, wie sie beim Reinigen der vollständig geöffneten Zellen auftreten. Tatsächlich wird durch die vorliegende Anlage die Diffusion von Chlor und Quecksilberdämpfen in der Umgebung vermieden, da die Zeile vollständig geschlossen

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und unter Saugwirkung bleibt. Darüber hinaus sind die Temperaturen in den Räumen, in denen das Bedienungspersonal arbeitet, beträchtlich niedriger als diejenigen, wo die Reinigung bei vollständig geöffneter Zelle durchgeführt wird.

Es ist festgestellt worden, daß es ausreicht, die Zellen mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung bei Zeitxntervallen von selbst vielen Monaten zu reinigen, um ausgezeichnete Betriebsbedingungen aufrecht zu erhalten (insbesondere nur eine begrenzte Bildung von Wasserstoff in der Zelle und gerade einen üblichen Prozentsatz von Natrium in dem Amalgan).

Nach einer anderen Ausführungsform, die noch in den Bereich dieser Erfindung fällt, kann das Band 10 auf dem Boden der Zelle mittels eines Motors verschoben werden. Zu diesem Zweck (Figuren 1 bis 2) sind mit dem Band 10 zwei Paare von Ketten 24 bis 25 und 26 bis 27 verbunden, die aus geeignetem Material hergestellt sind, um der in der Zelle herrschenden Korrosionsart zu widerstehen, und die durch Getriebe 28, 29 usw. auf Trommeln oder Riemenscheiben 30 bis 31 und 32 bis 33 aufgewickelt sind, die von einem reversierbarem Motoruntersetzungsgetrie:be angetrieben werden. Durch diese Einrichtungen und bei einer geeigneten Programmierung der Tätigkeit des Motors und der entsprechenden Grereschalter ist es möglich, das Band 10 in beiden Richtungen zu verschieben und dadurch mechanisch dieselben Vorgänge auszuführen, die manuell von den Bedienungsleuten ausgeführt werden.

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Es ist klar, daß bei den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen dieser Erfindung Abwandlungen und Veränderungen oder äquivalente Varianten hinsichtlich der Funktion oder Konstruktion eingeführt werden können, ohne dabei den Bereich der Erfindung selbst zu verlassen.

Es kann beispielsweise die Form und Anzahl cu;r Teile, welche das Band 10 in der Reinigungseinrichtung bilden, verändert werden, genauso wie auch die Verbindung oder Kupplung der Bänder selbst verändert werden kann.

Auch können die Verstrebungen, durch welche das Band auf dem Boden der Zelle verschoben wird in verschiedenen Weisen zur Ausführung gelangen, vorausgesetzt daß sie in die Zellen eingeführt und aus ihnen herausgezogen werden können, ohne die Zellen öffnen zu müssen.

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Claims

486"15 BiPL.-ing. H. HATJCK · i>ifl.-i?hys.W. SCHMITZ · DIPL.-ING. E. GRA-AIiPS BIPL.-ING. W. WEHNERT · dipl.-phys. W. CARSTENS · dr.ing. W. DÖRING HAMBURG - MÜNCHEN ■ DÜSSELDORF • PATKNTANWiLTE · NEUER WALL 41 · 2000 HAMBURG 8β ■ SCHMITZ-GRAALFS NEUER WALL 41 · 2000 HAMBURG Montedison S.p.A. telefon + telecopier<ο«»3β07βυ c TELEX 02 11 769 INPAT D CABLE NEGEDAPATE N'T HAMBURG Foro Bonaparte, 31 HAUCK- CARSTENS __„,.,. ,,.. ._, Ί. . MOZ ARTST R ASSE 23· 8000 MÜNCHEN 20100 Milano (Italien) telefon + telecopier(oso>5302ae CABLE NEOEDAPATENT MÜNCHEN WEHNEBT-BÖRING K.-WILH.-RING 41 · 4000 DÜSSELDORF ■ TELEFON (0211) 07 30 27'2S TELEX OS 584 889 DYNA D CABLE NEGEDAPATENT DÜSSELDORF ZUSTELLUNGSANSCHRIFT/PLEASE REPLY TO: HAMBURG, 21. Februar 1980 Vorrichtung zur Reinigung des Bodens von elektrolytischen Quecksilberkathodenzellen und dergleichen A_n_s_p_._£_ü_c_h_e

1. Vorrichtung zur Reinigung des Bodens von elektrolytischen Quecksilberkathodenzellen oder dergleichen, verwendbar in geschlossenen Zellen, abgeschaltet und unter Saugwirkung gehalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer auf dem Boden der Zelle entlang verschiebbaren Platte oder einem Band besteht, das aus wenigstens zwei Kopfenden gebildet ist, die durch ein Scharnier oder dergleichen .miteinander verbunden sind, und eine Gesamtlänge im wesentlichen entsprechend der Breite des zu reinigenden Zellenbodens hat, wobei das Band auf dem Boden der Zelle ruht und mit stab- oder stangenförmigen Elementen verbunden ist, die vollkommen starr sind und über den Einlaßkopf der Zelle vorstehen und' ebenso über feste Verbindungsmittel mit anderen

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ADMITTED Hlä PRSSENTATI V'I:S »ΕϊΌΙΙ£ TIlK El'UOPEaN PATENT OFFICE

starren Elementen verbindbar sind, um so Versteifungen zu bilden, die von außerhalb der Zelle selbst manövrierbar sind, wobei dieses Band auf dem Boden der Zelle entlang verschiebbar ist und innerhalb des Einlaßkopfes der Zelle in der Ruhelage gehalten und über den Boden selbst angehoben wird durch Lagerelemente aus elektrisch, isolierendem Material, die zweckmäßig so voneinander auf Abstand gehalten sind, daß sie den üblichen Durchfluß des Quecksilbers und der Salzlösung zulassen, wenn die Zelle in Betrieb ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band aus Titan mit einigen Eisenelementen hergestellt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band einen im wensentlichen trapezförmigen oder abgekannteten Querschnitt mit abgerundeter Kante hat.

4. Vorrichtung nach allen vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen aus isolierendem Material zum Erhalten des Bandes in der angehobenen Ruhelage aus keilartigen Elementen oder dergleichen bestehen, die vorzugsweise aus "Ebanite" hergestellt sind.

5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die starren Elemente oder Versteifungen,

die mit dem Band verbunden sind, bis zur Außenseite des Einsatzkopfes.der Zelle innerhalb dichter Kanäle geführt

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werden, welche den Kopf selbst überqueren und durch Blöcke
und entfernbare Flansche geschlossen sind.

6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
■ gekennzeichnet, daß die Verwendung von Ketten zur Steuerung der Querbewegung des Bandes vorgesehen ist, sowie von Riemenscheiben zum Aufwickeln der Ketten, die durch reversierbare Motoruntersetzungsgetriebe oder dergleichen angetrieben werden.

7« Vorrichtung zum Reinigen des Bodens von elektrolytis.chen
Quecksilberkathodenzellen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die aufgeführten Zwecke
gemäß dem oben Beschriebenen, wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in den Ansprüchen niedergelegt, verwirklicht wird. .

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