DE964675C - Vertikale Alkaliamalgamzersetzungszelle - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957

P 144pι IVa/121

Es ist bekannt, daß die für die Zersetzung von Alkaliamalgam dienenden vertikalen Zellen, die im Gegenstrom arbeiten, d. h. bei denen Lauge bzw. Wasser dem Amalgam entgegengeführt wird, eine sichere Verflanschung mit Dichtungspackungen erfordern, die gegenüber der Einwirkung konzentrierter Lauge bei über ioo° und gegenüber dem in, der Kolonne herrschenden Druck beständig sein müssen. Bei diesen vertikalen Zellen ist das Auswechseln der der katalytischen Zersetzung des Amalgams dienenden Elemente sehr schwierig.

Durch, die Erfindung ist eine vervollkommnete vertikale Zelle geschaffen worden, dereniAusbildung auf der Erkenntnis beruht, daß es. auf Grund der großen Differenz der Masse und der Fließgeschwinr digkeit des Quecksilbers gegenüber Wasser besser ist, die Zersetzung des Amalgams derart durch.-zuführenj daß die das Amalgam zersetzende wäßrige Flüssigkeit und das Alkaliainalgam die Zelle in gleicher Richtung durchlaufen.. ao

Der der Erfinduing zugrunde liegende Gedanke bestellt dabei darin, daß die Zelle aus zwei übereinanderliegenden Elementen besteht, bei der das obere Element so ausgebildet ist, daß Amalgam und Wasser als Mischung nach unten fallen, die sich bildende Lauge in das unten anschließende Element fließt, sich dort mit frisch- zugeführtem Amalgam mischt und das entstandene Quecksilber durch ein

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Rohr zum Abfluß gelangt, während im unteren Element ein Fallrohr vorgesehen ist, welches die aus dem oberen Element aufgenommene: wäßrige Lösung im Gegenstrom zu dem frisch zugeführten Amalgam führt und am Boden des unteren Elements das schon teilweise zersetzte Amalgam über einen Flüssigkeitsverschluß mittels einer Pumpe zum Eintritt in eine am Kopf des oberen Elements befindliche Mischvorrichtung gefördert wird. Bei der erfindungsgemäßen Zelle entfallen die mit konzentrierter Lauge in Berührung kommenden Verflanschungen und Dichitungspackungen. Außerdem ergibt die neuartige Konstruktion der Zelle, daß diese durch Verwendung eines Flüssigkeits-Verschlusses in wenigen Minuten, leicht ab- und wieder aufzumontieren ist.

Weiter wird, um bei der Zersetzung des Amalgams höhere Temperaturen, zu. erhalten und die Reaktionsgeschwindigkeit zu steigern — infolgedessen kann das Volumen der Zelle verkleinert werden — der Kontakt zwischen Amalgam und Wasser in Verbindung mit der Wirkung des Katalysators (Graphit) vergrößert, ohne daß die Bewegung des Amalgams im Wasser gehemmt wird. as Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden. Beschreibung des Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Die Alkaliamalgamzersetzungszelle besteht aus einem unteren vertikalen Element i, das oben mit einem Flansch 2 versehen ist, auf welchem ein Flansch 3 mit einem Flüssigkeitsabschluß sitzt, der für die Montage des oberen vertikalen Elements 6 bestimmt ist. Dieser Flüssigkeitsabschluß besteht aus einem Paar konzentrischer Ringe 4 und 5, die einen ringförmigen Kanal bilden, in welchem der untere Rand des oberen Elements 6 der Zelle ruht. Der Kanal zwischen den Ringen. 4 und 5 ist mit Flüssigkeit gefüllt und bildet so den hydraulischen Verschluß für das ohne Boden ausgeführte obere Element.

Das untere Element 1 ist dagegen durch einen

Boden geschlossen:, in welchem ein Ouecksilberabflußrohr2i vorgesehen ist. Es besitzt außerdem zum Abfluß des Ätznatrons im oberen Teil ein seitliches Rohr 25.

Das obere Element 6 trägt einen Deckel 7, dessen nach unten gerichteter Rand in einem ringförmigen Kanal ruht, der aus dem oberen äußersten. Ende des Elements 6 und aus einem an die Mantelfläche des Elements 6 angeschweißten Ring 8 gebildet wird. Der Kanal ist mit Flüssigkeit gefüllt und stellt einen hydraulischen Verschluß dar.

Der Deckel 7 besitzt einen Rohranschluß 9 für das Alkaliamalgam und einen. Rohranschluß 10 für das Wasser oder die schwache Lauge, die der Zersetzung des Amalgams dienern. Beide Anschlüsse münden in den hohlen, durchlöcherten, röhrenförmigen mit Brause versehenen Teil 11, der unter dem Deckel 7 angebracht ist und, in das Innere! des Elements 6 ragt. In den Elementen 6 und. ϊ sind durchlöcherte Platten 12, 112, 212, 312 und 412 angeordnet, auf welchen der Katalysator — im allgemeinen Graphit — aufliegt.

Unterhalb der durchlöcherten, Platte 112 des oberen Elements 6 ist eine leicht konische Ableitfläche 13 angeordnet, die mit einem perforierten und etwas vom Boden der höherliegenden Platte 112 abstehenden Mittelteil verschweißt ist, dessen zentrale Löcher verdeckt sind, z. B. durch die Stützplatte der Fläche 13, wie es sich aus der Figur ergibt. Zwischen der durchlöcherten Platte 112 und der konischen Fläche 13 ist ein Überlaufrohr 14 angebracht, das am Boden eines außerhalb der Zelle befindlichen Quecksilbersammelbehälters 15 mündet, an welchem sich etwas oberhalb der Mündung des Rohres 14 ein Rohr 16 anschließt, das das Quecksilber zu. einem nicht dargestellten Behälter führt, aus. welchem dlie Elektrolysezelle gespeist wird.

An das am Boden des Elements 1 befindliche Rohr 21 schließt sich ein U-förmig gestaltetes Rohr 22 an, das. zur Absaugseite der Amalgamförderpumpe 23 führt, deren Druckleitung 24 mit dem Rohranschluß 9· verbunden ist.

Das am unteren. Element 1 angeordnete seitliche Rohr 25 mündet in eine Kammer 26, in welche ein für das. konzentrierte Ätznatron, das sich in 1 bildet, bestimmtes. Abflußrohr 27 ragt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäß zusammengesetzten vertikalen. Sekundärzelle geht in folgender Weise vor sich: Die Förderpumpe 23 fördert durch das Rohr 24 das Amalgam durch die Brause 11 in das obere Element6> in welches gleichzeitig Wasser aus dem Rohr 10 gefördert wird. Das Wasser und das Amalgam mischen sich und kommen, aus den Brauselöchern heraus, um durch den Katalysator — Graphitstücke —, der von den durchlöcherten Platten 12 und 112 gehalten wird, zu gelangen.

Das, Wasser zersetzt hierbei den größten Teil des Amalgams. Das Quecksilber, das aus den äußeren ioo Löchern der Platte 112 abfließt, sammelt sich durch Eigengewicht an den unteren Rändern, der Fläche 13 und fließt kontinuierlich aus dem Rohr 14 in den Behälter 15 ab, der die Flüssigkeitsabsperrung der Rohrmündung 14 bildet. Das Quecksilber, das das Niveau des Rohres 16 erreicht, fließt dann aus diesem Rohr in den einschließenden nicht dargestellten Behälter ab, von dem aus die Elektrolysezelle gespeist wird.

Der Umlauf des Quecksilbers ist folgender: Von der Elektrolysezelle fließt es in den Amalgamzersetzer durch den Ringüberlauf 4, 5, nieselt durch die Platten 212, 312 und 412 im Gegenstrom zum Wasser, läuft durch die Leitung 22 in die Pumpe und von dort zum. Oberteil des Amalgamzersetzers durch die Leitung 24 und 9, rieselt im Gleichstrom mit dem Wasser durch die Platten 12 und 112 und fließt in die Zelle durch 14 und 16 zurück.

Der Umlauf des Wassers, ist folgender: Es rieselt durch 10 im Gleichstrom mit dem Quecksilber iao durch dia Platte 12 und 112, läuft durch das zentrale Loch der konischen. Scheibe 13, fließt durch den. Trichter 19 und das. Rohr 18 und, gelangt dajrun nach oben, im Gegenstrom mit dem Quecksilber durch die Platten 412, 312 und 212 und läuft durch das Überlaufstück 26, 27 als Natronlauge ab.

Die Lauge, die von der Platte 13 gesammelt wird, ergießt sich vom mittleren Loch, dieser Platte in den darunterliegenden Trichter 19 und von hier in das Rohr 18 bis zum Boden des Elemente 1, tritt aber nicht aus der Rohrleitung 21 heraus, weil das angeschlossene Rohr 22 mit nach unten, gerichteter Saugröhre von dem hier zu Anfang des Zersetzungsvorganges in den' oberen Teil des Elements eingeführten Amalgam gefüllt ist, das allmählich abfließt und durch die Lauge zersetzt wird, die durch das Rohr 18 herunterfließt und. dann, wieder durch die Löcher der Platten 412, 312, 212 steigt, um sich durch das Rohr 25 in die Kammer 26 zu ergießen, aus der sie durch die Rohrleitung 27 nunmehr als konzentrierte Lauge abfließt.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Zelle ist denkbar einf ach. Einfacher ist auch ihre Demontage und insbesondere die erneute Montage des oberen Elements 6, wenn sie bei Ersatz des Katalysators oder auch aus anderen Gründen erforderlich wird.

Die Erfindung ist natürlich nicht allein auf das

beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt alle Anwendungsformen, die den grundsätzlichen Aufbau der Zelle aufweisen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Vertikale Amalgamzersetzungszelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei einzelnen, nicht fest miteinander verbundenen, unmittelbar übereinander angeordneten Elementen (1, 6) besteht, in deren oberem nach unten zu offenem Element (6) teilzersetztes Amalgam und Wasser — beide über zwei am Deckel (7) angebrachte Stutzen (9, 10) der Zelle zugeführt — als Gemisch über einen, aus Graphitstücken bestehenden Katalysator, der auf einer durchlochten Platte (12) ruht, im gleichen Sinne nach unten rieseln, während, im unteren, Element

   (1) unzersetztes Amalgam und aus dem oberen Element (6) abfließende Lauge gegenein andergeführt] werden und in deren oberem Element sich nahe seiner unteren öffnung eine konische, in der Mitte eine öffnung aufweisende Platte

   (13) befindet, oberhalb der ein zur Abführung des Quecksilbers bestimmter Auslaß (14) angebracht ist, im unteren Element (1) sich hingegen ein Fallrohr (18), dessen obere, vornehmlich trichterförmig erweiterte öffnung (19) senkrecht unter der öffnung der konischen Platte (13) des oberen Elements (6) liegt, sowie zwei Abfluß stutzen befinden, von denen der am Boden angebrachte (21) über einen Flüssigkeitsverschluß (22) und eine Pumpe (23) mit der am Kopf des Elements (6) vorhandenen Mischeinrichtung (n) in Verbindung steht, der andere (25) dagegen sich etwa im oberen. Drittel des Elements (1) befindet.
2. 2. Vorrichtung nach, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (i, 6) durch einen, ringförmigen, vom unteren. Element getragenen Flüssigkeitsverschluß (4) verbunden sind und. sich unmittelbar über der konischen Platte (13) des oberen, Elemente (6) eine durchlochte Platte (112) befindet, deren Löcher, soweit sie sich über der Fallrohröffnung' (19) befinden, abgedeckt sind.
3. 3. Zelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fallrohr (18) in eine Leitung (21) mündet, die ihrerseits außerhalb der Zelle am unteren Teil des Elements (1) über ein U-Rohr (22) mit dem Saugstutzen einer Pumpe (23) in Verbindung steht, deren Druckstutzen durch die Rohrleitung (24) mit dem Stutzen (9) des oberen Elements (6) verbunden ist.
4. 4. Zelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Element (1) durchlöcherte Platten, (212, 312, 412) übereinander angeordnet sind, die von einem das Fallrohr (18) umschließenden Rohr (20) getragen werden.
5. 5. Zelle nach Anspruch, 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (9, 10) für den Einlaß des Amalgams und des Wassers mittels der Brause (11) vom Deckel (7) des oberen Elemente (6) getragen werden, dessen nach unten gebogener Rand mit einem an der Mantelfläche angeordneten Ring (8) einen Flüssigkeitsverschluß bildet. go

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Ullmann: Encyklopädie der techn. Chemie, 5. Band (1954), S. 353.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 736/337 12.56 (709 524/158 5. 57)