DE556103C - Zelle fuer Schmelzflusselektrolysen - Google Patents

Description

Die für die Elektrolyse von geschmolzenem Ätznatron zur Verwendung kommenden Zellen, die sich im Prinzip an die Kastnersche Konstruktion anlehnen, bei denen also zwisehen Anode und Kathode ein Diafragma angeordnet ist, haben den Nachteil, daß bei unvorhergesehenen Betriebsunterbrechungen die Schmelze zwischen Anode und Kathode erstarrt. Die Folge davon ist, daß alle ZeI-len abmontiert und durch Auflösen des Ätznatrons entleert werden müssen; denn ohne diese Maßnahme ist es bei erneuter Inbetriebsetzung ohne Gefahr der Explosion der Zellen nicht möglich, durch bloße Stromzufuhr das erstarrte Ätznatron wieder flüssig zu machen.

Man hat versucht, diesem Mißstand dadurch abzuhelfen, daß man den Elektrolysenkasten schon von vornherein in einen Feuerao arm setzte und von unten schnell aufheizte, falls eine längere Unterbrechung des Betriebs zu erwarten war. Gelegentlich hat man um die Zellenkästen herum auch elektrische Widerstände zur elektrischen Heizung gelegt, welche den gleichen Zweck verfolgen sollten.

Schließlich ist es auch bekannt, zur Verhinderung der Zerstörung der Zelle durch die Heizgase den Zelleninhalt von innen mit Hilfe von Heizröhren zu erwärmen, die sich im unteren Teil der Zelle befinden und mit Hilfe von Stopfbuchsen an der Zellenwand befestigt und abgedichtet sind.

Alle diese Maßnahmen haben den Nachteil, daß die Beheizung notwendigerweise an der Stelle erfolgt, an welcher schmutziges Ätznatron während des Betriebs auskristallisiert. Die Auskristallisation des Ätznatrons während der Elektrolyse, eben gerade an dieser Stelle, war erwünscht, weil sie eine längere Lebensdauer des Diafragmas und gute Stromausbeuten bedingte.'

Die Zufuhr der Wärme von außen an die Zellwandungen hat also den Nachteil, daß bei Unterbrechungen der Elektrolyse der innere Teil der Schmelze nur unter Verflüssigung der äußeren verunreinigten Ätznatronschicht flüssig erhalten werden kann und daß die dabei auftretenden Strömungen innerhalb der flüssigen Schmelze eine Vermischung des stark verunreinigten Alkalis mit dem verhältnismäßig reinen Ätznatron verursachen, so daß man vor erneuter Inbetriebsetzung das Absitzen der Verunreinigungen der Schmelze abwarten muß, was unter Umständen mehrere Stunden dauert. Schließlich besteht außerdem noch die Gefahr, daß das Drahtnetzdiafragma nach Wiederinbetriebsetzung sich ganz oder teilweise verstopft oder durchlöchert wird.

Gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen besitzt der Gegenstand der Erfindung den \^rorteil, daß die Zufuhr der Wärme nur

da erfolgt, wo der flüssige Zustand der Schmelze für eine gute Durchführung der Elektrolyse erforderlich ist.

Zu diesem Zweck wird z. B. die Kathode als Heizkörper ausgebildet. In der Zeichnung ist in Fig. ι eine Zelle mit einer Kathode mit elektrischer Innenheizung und in Fig. 2 eine solche für Gasbeheizung abgebildet; α ist der Schmelztopf, b die Anode,

to c die hohl gestaltete Kathode, in. deren Kopfende eine elektrische Widerstandsheizung -e (Fig. i) oder eine Gasheizung (Bunsenbrenner) e (Fig. 2) eingebaut ist. Der Kathodenkopf sitzt auf einem hohlen Schaft, durch

»5 den die Stromleitungen bzw. die Heizrohre/ und m (Fig. 2) geführt sind. Rings um den unteren Schaft ist eine Kühlvorrichtung k, die den Zweck hat, bei Wärmezufuhr durch die Kathode das mit Verunreinigungen durchsetzte Ätznatron in erstarrtem Zustand zu erhalten, f bezeichnet das in kristallinischer Form befindliche Alkali, d ist das Diafragma, g die Ableitung für Sauerstoff, h die für Wasserstoff, und i ist das Sammelbecken für

«5 Natrium.

Für die Gasheizung wird zweckmäßig, um ein Verrußen der inneren Kathodenflächen und Verstopfungen der Leitung zu vermeiden, der Wasserstoff aus der Elektrolyse verwendet.

Bei einer unerwarteten Unterbrechung des Betriebs wird die Kathode geheizt und das Alkali im Schmelzfluß erhalten. Außerdem hat die neue Vorrichtung noch den Vorteil, daß auch während der Elektrolyse die Temperatur des Bades auf einer bestimmten Höhe gehalten werden kann. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Zelle zeitweise unterbelastet ist und man nicht mit der ursprünglich vorgesehenen Stromdichte elektrolysiert. Es tritt zwar auch hier mit der Zeit ein Wärmeausgleich ein, doch ist für einen günstigen Verlauf der Elektrolyse die Regulierung der Temperatur mit Hilfe der Heizvorrichtung von Vorteil.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zelle für Schmelzflußelektrolysen, insbesondere für Ätznatron und Ätzkali, gekennzeichnet durch eine mit einer Heizvorrichtung versehenen Kathode;

2. Zelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Kopf und Schaft hohl ausgebildete· Kathode (c), in deren Kopf ein elektrischer Heizkörper (e, Fig. 1) oder eine Gasheizung (e, Fig. 2) eingebaut ist und durch deren hohlen Schaft die Stromleitungen oder die Heizrohre (wt und I, Fig. 2) geführt sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen