DE752079C - Zelle zur elektrolytischen Zerlegung von Alkalisalzloesungen mit Quecksilberkathode - Google Patents

Description

• Zelle zur elektrolytischen Zerlegung von Alkalisalzlösungen mit Quecksilberkathode Die Verwendung von Quecksilberkathoden in der Alkalichloridelektrolyse hat in der Technik immer größere Anwendung gefunden, weil dieses Verfahren gegenüber dem Prinzip der starren Elektroden wesentliche Vorzüge hat, z. B. die unmittelbare Erzeugung von hochkonzentrierter Alkalilauge. Die mit Quecksilberelektro,den erzeugte Lauge hat außerdem den Vorzug, außerordentlich arm an Chlorid zu sein, und gerade für chloridarme Alkalilaugen beste-ht z. B. in der Kunstseidenindustrie ein ständig größer werdendes Interesse.
• Ein wesentlicher Nachteil haftet dem Quecksilberverfahren jedoch insofern an, als außerordentlich leicht Störungen im Betrieb auftreten können, wenn eine Zersetzung des gebildeten Amalgams durch irgendwelche Umstände bereits vor dem Verlassen der Chlorzelle eintritt und auf diese Weise Wasserstoff in das an. der Anode abgeschiedene Chlorgas gelangt.
• Die Bestrebungen, diesen offensichtlichen Nachteil zu verrneiden, erstrecken sich auf einen geraumen Zeitraum und haben dazu ge--führt, daß der Wasserstoffgehalt des Chlors zwar erniedrigt werden konnte, aber doch nicht so weit, daß er den, geringen Prozentsatz erreichte, der bei der Elektrolyse mit starren Elektroden üblich ist. Man hat z. B. schon vorgeschlagen, die zu elektrolysierende Alkalichloridlösung zur Vermeidung des Entweichens von'Wasserstoff mit Wasserglas zu versetzen. Andererseits hat man versucht, den Durchlauf des Quecksilbers aus der Elektrolysierzelle durch eine gewisse Schrägung in der Bodenfläche der Zelle zu regulieren. Ein anderer Vorschlag geht dahin, die Bodenfläche der Zelle stufenförinig auszubilden und zwischen den einzelnen Stufen Überfallwehre einzubauen. Ein wirklicher Erfolg ist jedoch diesen Anregungen nicht beschieden. gewesen -. jedenfalls nicht in dem Sinn, daß die Wasserstoffabscheidung auf das Maß zurückgeführt werden konnte, das bei der Elelitrolyse, mit starren Elektroden üblich ist.
• Es wurde nunmehr gefunden, daß ein wesentlicher Fortschritt erzielt werden kann, wenn. man das Gefälledes Bodens der Chlorzelle nicht, wie schon bekannt, gleichmäßig gestaltet, sondern, den Boden der Zelle so aus# bildet daß sein Gefälle an jeder Stelle der Zähigkeit des Quecksilbers oder des Amalgarns unter jerücksichtigung der Bodenhaftung angepaßt ist.
• Bekanntlich ist die Vishosität des eintretenden Quecksilbers wesentlich geringer als. die von Alkaliamalgarn. Auf dem Wege durch die Quecksilberzel ' le reichert sich nun in dem ursprünglich reinen Quecksilber Alkaliamalgam an und erhöht die Zähigkeit der Mischung. je weiter das arnalgamhaltige Quecksilber durch die Zelle hindurchgeführt ist, um so größer ist seine Zähigkeit. Trägt man nun diesem Umstande Rechnung und läßt das Gefälle anfänglich der geringeren Viskosität des Quecksilbers entsprechend klein sein und erhöht es dann allmählich der wechselnden Zähigkeit entsprechend bis zu der Stelle, wo, das amalgarnhaltige Quecksilber aus der Zelle austritt, so erhält man für die Gestaltung des Zellenbodens eine- parabelähnliche Fohn. So kann das Gefälle beispielsweise am Eintritt des Quecksilbers etwa o,5 mm je Meter betragen und dann. allmählich bis zur Austrittsstelle des Ouecksilbers auf etwa 5 mm je Meter wachsen. je nach den, vorliegenden Arbeitsbedingungen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, auf der Seite des Ouecksilbereintritts das Gefälle zunächst nur langsam zu erhöhen, dann aber im Bereich der Amalgamanreicherung stärker zu steigern.
• Unter diesen Umständen wird lediglich durch Wirkung der eigenen Schwere ein regelmäßiger Durchlauf des Quecksilbers und ein regelmäßiger Ablauf von amalgarnhaltigem Ouecksilber erzielt, ohne daß ein Nachschieben des Quecksilbers erforderlich ist, was leicht zu Stauungen und damit zu einer Anreicherung von Stoffen führt, die katalytisch auf die Amalgamzersetzung einwirken. In einer derartigen Zelle tritt auch nicht der Fall ein, der bei einer gleichmäßigen Ausbildung des Gefälles, entsprechend einer Bodenform, wie sie durch die der Parabel entsprechende Sehne entstehen, würde, unvermeidlich wäre, daß nämlich das nur in dünner Schicht vorhandene Quecksilber den Zusammenhang verliert und nur einen Teil des Bodens bedeckt, Es kann gelegentlich von Vorteil sein, Überfallwehre einzubauen, um eine allzu große zusammenhängende Fläche der flüssigen Elektrode zu vermeiden. jedoch ist, die Frage, dieser Wehre nicht von grundsätzlicher Bedeutung.
• Der Fortschritt, der durch diese Erfindung gebracht wird, besteht neben den bereits erwähnten Tatsachen letzten Endes darin, daß das in einer solchen Zelle entwickelte Chlorgas nahezu frei von. Wasserstoff ist. Derartige Zellen liefern im Dauerbetrieb ein Chlorgas mit etwa o,i 0/0 Wasserstoff und weniger, was ungefährder Wasserstoffmenge im Chlor einer der üblichen Siemens-Billiter-Zellen entsprechen dürfte.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zelle zur elektrolytischen Zerlegung von Alkallsalzlösungen mit Quecksilberkathode und mit schrägem Boden, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Bodenfläche der Zersetzungszelle in der Bewegungsrichtung des Quecksilbers oder des amaIgarnhaltigen, Quecksilbers entsprechend der Erhöhung seiner Zähigkeit und unter Berücksichtigung seiner Bodenhaftung zunimmt.
2. 2. Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle am Austritt des amalgamhaltigen Quecksilbers ein Vielfaches von dem an der Eintrittsstelle des Quecksilbers ist. 3. Zelle nach Anspruch i und:2, dadurch gekennzeichnet, daß in, den Boden Überfallwehre eingebaut sind.
3. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 567 729; Müller, Robert, »Allgemeine und technische Elektrochemie nichtmetallischer Stoffe«, 1937, S. 131.