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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 25. März 1954 Bekanntgemacht am 15. September 1955Registration date: March 25, 1954. Advertised on September 15, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Natriumhydroxyd oder anderen Alkalihydroxyden; inisbesondere betrifft sie die Gewinnung von Alkalihydroxyden aus Alkaliamalgamen, die in einer Ouecksilberkathoden-Elektrolysezelle gewonnen worden sind. Im nachfolgenden wird besonders die Herstellung von Natriumamalgam und Natriumhydroxyd. beschrieben. Die Erfindung beschränkt sich jedoch keineswegs darauf, sondern ist in gleicher Weise auch für andere Alkaliamalgame und -hydroxyde anwendbar. The invention relates to a method and a device for the production of sodium hydroxide or other alkali hydroxides; in particular it relates to the extraction of alkali metal hydroxides Alkali amalgams in a mercury cathode electrolytic cell have been won. In the following, the production of Sodium amalgam and sodium hydroxide. described. However, the invention is in no way restricted on it, but can also be used in the same way for other alkali amalgams and hydroxides.

In den bekannten Quecksilberkathoden-Elektrolysezellen zur Gewinnung von Natriumhydroxyd wird das in der Primärzelle gewonnene Natriumamalgam in der Sekundärzelle (Zersetzer) mit Wasser zersetzt, wobei sich Natriumhydroxyd und Wasserstoff bilden. Das abgespaltene Quecksilber fließt zur Primärzelle zurück, um erneut die Kathode der ZefLle zu bilden. Die Amalgamzersetzer der gewöhnlichen Art weisen eine horizontale Bauart auf und. bestehen aus einem langen, einen geneigten Boden aufweisenden Trog mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, wobei das an einem Ende eintretende Amalgam auf der ganzen Länge des Troges in Kontakt mit dem Wasser steht, welc'hes im Gegenstrom durch den Trog fließt. Gewöhnlich entspricht die Länge derIn the well-known mercury cathode electrolysis cells for the production of sodium hydroxide the sodium amalgam obtained in the primary cell is transferred to the secondary cell (decomposer) Water decomposes, forming sodium hydroxide and hydrogen. The split off mercury flows back to the primary cell to form the cell's cathode again. The amalgam decomposers of the ordinary type have a horizontal type and. consist of a long, a trough having a sloping bottom with a square or rectangular cross-section, wherein the amalgam entering at one end over the entire length of the trough in contact with the There is water, which flows in countercurrent through the trough. Usually the length is equal to

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horizontalen Sekundärzelle etwa der der Primärzelle. horizontal secondary cell roughly that of the primary cell.

Zur Erleichterung der Amalgamzersetzung sind im Zersetzer Graphitkörper vorgesehen. Diese horizontailen Zersetzer haben jedoch den Nachteil, daß sie sogar in Gegenwart von Graphitkatalysatoren nur Natriumhydroxydlösungen verhältnismäßig niedriger Koii/.entraition erzeugen, deren Konzentration etwa 50«/u NaOH nicht überschreitet, auch nicht unter optimalen Arbeitsverhältnissen und der günstigsten technischen Arbeitsweise.To facilitate the decomposition of the amalgam, graphite bodies are provided in the decomposer. These horizontailen However, decomposers have the disadvantage that they can even be used in the presence of graphite catalysts only sodium hydroxide solutions proportionately lower Koii / .entraition produce their concentration does not exceed about 50 «/ u NaOH, too not under optimal working conditions and the most favorable technical way of working.

Jüngst hat man auch sogenannte Vertikalzcrsetzer, die etwas kleiner als die horizontalen sind, entwickelt. In diesen Vertikalzersetzern wird das zu zersetzende Amalgam an der ol>ersten Stelle des Zersetzers verteilt und fließt dann im Gegenstrom zu dem von unten in den Zersetzer eingeführten Wasser 'herab. Sogar diese Vertikalzersetzer erzeugen keine Natrium'hydroxydlösung mit einer im Durchschnitt größeren Konzentration als 50¹Vo NaOII, und zwar aus dem Grunde, weil bei jedem Vcrsuc¹!], diese Konzentration zu überschreiten, das Quecksilber in ungenügend zersetztem Zustand aus dem Zersetzer austritt.Recently, so-called vertical splitters, which are slightly smaller than the horizontal ones, have also been developed. In these vertical disintegrators, the amalgam to be disintegrated is distributed at the first point of the disintegrator and then flows down in countercurrent to the water introduced into the disintegrator from below. Even this Vertikalzersetzer not generate Natrium'hydroxydlösung with a greater concentration on average 50 ¹ Vo NaOII, and this for the reason that to exceed this concentration at each Vcrsuc ^1!], The mercury escapes into insufficiently decomposed state from the decomposers.

iJas Quecksilber kann daher nicht zur Primärzelle zurückgeleitet werden ohne ernstlic'he Gefahr, daß sich der aus dem unvollständig zersetzten Quecksilber befreite Wasserstoff mit dem normalerweise in der Elektrolysenzelle entstehenden Chloigas zu einer explosiven Mischung verbindet. Ein großer Nachteil der bekannten Yertikalzersetzer ist auc'li, da 1.1 sie Natriumhydroxyd erzeugen, welches mit suspendiertem Graphit verunreinigt ist und dadurch weniger brauchbar wird.iJas mercury can therefore not reach the primary cell be returned without any serious risk that the incompletely decomposed Mercury liberated hydrogen with the chlorine gas normally produced in the electrolysis cell connects to an explosive mix. A major disadvantage of the known Yertical decomposers is auc'li because 1.1 they produce sodium hydroxide, which is contaminated with suspended graphite and thus becomes less useful.

Eerner ist es bekannt, die Zersetzung des Amalgams stufenweise mittels zweier in Reihe geschalteter Zersetzer durchzuführen, wobei ein Teil des teilweise zersetzten Amalgams in die Elektrolysenzelle zurückgeleitet und der Rest einer weileren Zersetzung unterworfen wird.It is also known, the decomposition of the amalgam step by step by means of two connected in series Carry out decomposers, with part of the partially decomposed amalgam in the electrolysis cell returned and the remainder is subjected to a period of decomposition.

Gegenstand der Erfindung sind demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung vim Natriunihvdroxyd, welche die bekannten Nachteile und Mängel nicht aufweist und die llerstelhing von Natnumhydroxyd hoher Qualität und Konzentration in genügenden Mengen ermöglicht, (ieinäl.l der Erfindung ist ein Natriumamalgam-Zcrsetzungssystem vorgesehen, welches reines, klares, von Graphit, Quecksilber und Schwernietallen freies Nalriumhvdroxyd direkt, ohne zusätzlichen Wärmebedarf, erzeugt, das eine Konzentration von 73 bis /S¹Vo NaOIl aufweist und deshalb bei den vorliegenden Temperaturen fest ist, während gleichzeitig das Amalgam vollständig zersetzt und das Quecksilber ohne Gefahr zur Elektrolysenzelle zurückgeleitet wird.In contrast, the subject matter of the invention is a method and a device for obtaining sodium hydroxide, which does not have the known disadvantages and deficiencies and enables the production of high quality sodium hydroxide and concentration in sufficient quantities (the invention provides a sodium amalgam decomposition system, which produces pure, clear sodium hydroxide free of graphite, mercury and heavy rivets directly, without additional heat requirement, which has a concentration of 73 to / S ¹ Vo NaOIl and is therefore solid at the present temperatures, while at the same time the amalgam completely decomposes and that Mercury is returned to the electrolysis cell without danger.

Das eiTiudungsgemäl.le Verfahren zur Zersetzung eines in einer Oueeksilberkathoden-Elektrolysenzelie (M-ZeUgIt¹H Alkaliamalgams mittels zweier in Reihe angeordneter Zersetzer ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Elektrolysenzelle austretende Amalgam erst durch einen senkrechten Zersetzer, in dem zur teilweisen Zersetzung des Amalgams Wasser im Gleichstrom fließt, und sodann das teihveise zersetzte Amalgam durch einen waagerechten Zersetzer geführt wird, in welchem es zur vollständigen Zersetzung mit im Gegenstrom fließendem Wasser in Berührung tritt.The eiTiudgemäl.le method for the decomposition of an Oueeksilberkathoden-Elektrolysenzelie (M-ZeUgIt ¹ H alkali amalgam by means of two decomposers arranged in series is essentially characterized in that the amalgam emerging from the electrolysis cell only through a vertical decomposer, in which for partial decomposition of the amalgam's water flows in cocurrent, and then the partially decomposed amalgam is passed through a horizontal decomposer, in which it comes into contact with water flowing in countercurrent for complete decomposition.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Zersetzer, der aus einer vertikalen und einer an diese angeschlossenen horizontalen Einheit sowie einem zwischen diesen Einheiten liegenden, an die senkrechte Einheit angeschlossenen Wärmeaustauscher besteht. Das Wasser wird, daher in dem A^ertikalzersetzer im Gleichstrom zum Amalgam geführt, während es im Horizontalzersctzcr dem Amalgam entgegenströmt. Bei Anwendung dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung werden mehr als 80% des aus dem Amalgam gewonnenen Natriumhydroxyds mit einer Konzentration von 73 bis 78% NaOH im Vertika'lzersctzer und die restlichen etwa 20⁰/o mit einer niedrigeren Konzentration von z.B. 35 bis 40% NaOH im Horizon talzer set zer gewonnen.The device according to the invention comprises a decomposer which consists of a vertical unit and a horizontal unit connected to it and a heat exchanger located between these units and connected to the vertical unit. The water is, therefore, carried in direct current to the amalgam in the alkali decomposer, while in the horizontal decomposer it flows counter to the amalgam. Using this method and apparatus, more than 80% of the recovered from the amalgam Natriumhydroxyds having a concentration from 73 to 78% NaOH in Vertika'lzersctzer and the remaining about 20 ⁰ / o with a lower concentration of for example 35 to 40% NaOH won in the Horizon talzer set zer.

Der erfindungsgemäßc Vertikalzersetzcr ermöglicht eine hohe Zersetzungsintensitäit und ist vorteilhaft mit einer Packung von katalytisch wirkenden Graphitkörpern in Form von kleinen Würfeln mit gerauhter Oberfläche ausgestattet.The vertical decomposer according to the invention enables a high decomposition intensity and is advantageous with a pack of catalytically active graphite bodies in the form of small cubes Equipped with a roughened surface.

IXt Horizontalzersctzcr ist in Reihe mit dem Vertikalzersetzer angeordnet und nimmt das von der Vertikaleinheit kommende, fast vollständig zersetzte Amalgam auf, um diese restlichen Amalgammengen mit dem nach dem Gcgenstromprinzip zugeführten Frischwasser zu zersetzen. Der Horizontalzersetzer ist noch mit Blöcken aus katalytisch wirkendem Graphit ausgestattet, die gruppenweise am Boden angeordnet sind.IXt Horizontalzersctzcr is in series with the Arranged vertical decomposer and takes that coming from the vertical unit, almost completely decomposed amalgam to remove these remaining amounts of amalgam using the counter current principle to decompose supplied fresh water. The horizontal decomposer is still catalytic with blocks acting graphite, which are arranged in groups on the floor.

Der Wärmeaustauscher ist vorteilhaft am Boden des Vertikalzersetzers angeordnet und mit diesem verbunden, um das von der Primärzclle kommende Amalgam vor der Berührung mit dem im Vertikalzersetzer fließenden Wasser vorzuwärmen und das im wesentlichen zersetzte Amalgam vor dem Übertritt in die Horizontaleinheit abzukühlen.The heat exchanger is advantageously arranged at the bottom of the vertical decomposer and with it connected to the amalgam coming from the primary cell before contact with that in the vertical decomposer to preheat flowing water and the essentially decomposed amalgam prior to transfer to cool down in the horizontal unit.

Während die bekannten Horizontal- und Vcrtikalzersetzer mit einem Wasserfluß nach dem Gcgcnstromprinzip zu dem zu zersetzenden Amalgam arbeiten, so daß das am wenigsten Natrium enthaltende Amalgam in Berührung mit dem Frischwasser kommt, hat sich herausgestellt, daß bedeutend günstigere Ergebnisse erzielt werden, wenn im Vertikalzersetzer das Wasser im Gleichstrom mit dem zu zersetzenden Amalgam fließt. Kommt aber das am meisten mit Natrium angereicherte Amalgam mit dem Frischwasser in Berührung, so kommt es infolge der intensiven Zersetzung zu einem raschen Temperaturanstieg, der nicht nur die weitere Zersetzung fördert, sondern auch das gewonnene Natriumhydroxyd in geschmolzenem Zustand erhält, obwohl es eine Konzentration von 73 bis 78% NaOH aufweist. Hinzu kommt, daß im Gleichstromprinzip kein Graphitkörper losgetrennt wird. Das im Vertikalzcrsctzer abgespaltene Quecksilber, das noch 'kleine Mengen Amalgam enthält, wird im ITorizontalzcrsctzcrWhile the well-known horizontal and vertical decomposers with a water flow according to the current principle to the amalgam to be decomposed work so that the least sodium-containing amalgam is in contact with the fresh water comes turned out to be significant More favorable results can be achieved if the water in the vertical decomposer flows in cocurrent flows with the amalgam to be decomposed. But comes the most fortified with sodium Amalgam comes into contact with the fresh water as a result of the intensive decomposition a rapid rise in temperature that not only promotes further decomposition, but that too recovered sodium hydroxide is retained in the molten state, although it has a concentration of 73 to 78% NaOH. In addition, no graphite body is detached in the direct current principle will. The mercury split off in the vertical separator, which is still small amounts Contains amalgam, is in the IT Horizontalzcrsctzcr

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leicht und vollständig vom Alkalimetall durch das im Gegenstrom zum Quecksilber geführte Wasser befreit.easily and completely from the alkali metal through the water flowing in countercurrent to the mercury freed.

Das am Ende des Horizonitalzersetzers austretende Quecksilber wird dann zur Primärzelle zur weiteren Amalgamierung zurückgeleitet.The mercury emerging at the end of the horizontal decomposer then becomes the primary cell returned for further amalgamation.

Die erfindungsgemäße Kombination der zwei Zersetzereinheiten, und zwar eine nach dem Gleichstromprinzip arbeitende vertikale und eine ίο nach dem Gegenistromprinzip arbeitende horizontale, sowie einem dazwischengeschalteten Wärmeaustauscher ergibt im direkten Arbeitsgang ein Natriumhydroxyd von hoher Reinheit in Form einer konzentrierten wäßrigen Lösung mit 73 bis 78% Natriumhydroxydgehalt. Diese hohe Konzentration von 73 bis 78% an Natriumhydroxyd bedeutet einen wesentlichen Fortschritt, da das Natriumhydroxyd bei dieser Konzentration unmittelbar marktgängig anfällt und von Metallen und Carbonaten frei ist.The inventive combination of the two decomposition units, one after the Vertical and a ίο working on the countercurrent principle horizontal, as well as an intermediate heat exchanger results in a direct operation Sodium hydroxide of high purity in the form of a concentrated aqueous solution of 73 bis 78% sodium hydroxide content. This high concentration of 73 to 78% sodium hydroxide means a significant step forward, as the sodium hydroxide at this concentration is immediately available for the market and from metals and carbonates is free.

Die relativ kleine Menge des Natriumhydroxyds von 35 bis 40% NaOH-Konzentration des Horizontalzersetzers bedeutet keinen· Nachteil, da es entweder in gewissen Industriezweigen· Verwendung finden oder ganz oder nur teilweise zum Vertikalzersetzer zurückgeführt werden kann.The relatively small amount of sodium hydroxide from 35 to 40% NaOH concentration of the horizontal decomposer means no · disadvantage, since it is either · use in certain branches of industry or can be wholly or partially returned to the vertical decomposer.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Es stellt darThe drawing shows an embodiment according to the invention. It shows

Fig. ι einen Schnitt durch eine Teileinheit eines Vertikal-Amalgam-Zersetzers,Fig. Ι a section through a partial unit of a Vertical amalgam decomposer,

Fig. 2 einen Sdhnitt durdh einen Vertikalzersetzer, 2 shows a section through a vertical decomposer,

Fig. 2 a eine Draufsicht zu Fig. 2,FIG. 2 a is a plan view of FIG. 2,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Horizontales zersetzers,3 shows a longitudinal section of a horizontal decomposer,

Fig. 3 a einen Querschnitt zu Fig. 3,Fig. 3a shows a cross section to Fig. 3,

Fig. 4 und 5 Schemen zweier Elektrolyse-Zersetzer-Systeme. 4 and 5 are diagrams of two electrolysis decomposition systems.

Fig. ι zeigt eine Einheit eines Vertikalzersetzers, der aus einer Mehrzahl von solchen aufeinander angeordneten Kästen oder Körben A besteht und durch bei / verbundene Gehäuse. G und H säulenförmig gestaltet ist.Fig. Ι shows a unit of a vertical decomposer, which consists of a plurality of such boxes or baskets A arranged on top of one another and by housings connected to /. G and H is columnar.

Wie die Fig. 2 und 2 a zeigen, weist jeder der Körbe A, die aus Gußeisen bestehen und mit kata-' lytisch wirkenden Graphitkörpern E gefüllt sind, einen kreisförmigen Boden mit einer Reihe von Öffnungen B auf. Diese Öffnungen sind mit Deckeln C abgedeckt. Außerdem sind die Öffnungen B im Innern des Korbes von einer Erhebung umgeben, die bewirkt, daß der Korbboden während des Durchflusses des Amalgams durch die Öffnungen B mit einer Schicht desselben bedeckt ist. Die Perforation in den Deckeln C ermöglicht den Abfluß des Natrium'hydroxyds und das Aufsteigen des Dampfes und Wasserstoffes. Jedoch verhindern diese Deckel C ein Mitreißen der Graphitkörper E. Ein die Graphitikörper E jedes Korbes abdeckendes Metallsieb D wirkt als Verteiler für das nach unten fließende Amalgam, so daß dieses möglichst gleichmäßig über den Katalysator verteilt wird. In der Mitte besitzt jeder Korb einen röhrenförmigen Kanal, durch den eine Amalgamspeiseröhre F führt. Am oberen Ende sind die Kanalwände der Körbe durchlöchert, wodurch ein rascher Austritt des Wasserstoffgases ermöglicht wird. Das obere Ende der Amalgamspeiseröhre -F besitzt einen Verteiler 3 zum möglichst gleichmäßigen Verteilen des Amalgam's über die Körper E im obersten Korb. Mit ihrem untersten Ende steht die Röhre mit dem Innern eines Wärmeaustauschers L in Verbindung, welcher unten am Gehäuse G befestigt ist und einen Einlaß ι für das Amalgam besitzt. In diesem Wärmeaustauscher L erstrecken sich .senkrecht verlaufende Röhren zwischen den Austauscherstirnwänden. Diese Austauscherrohre münden nach unten in eine Au&laßöffnüng 4 und oben in eine Kammer K, welche vom Gehäuse G unter dem untersten, durch Winkelsohienen gesicherten Korb A gebildet ist. Über die oberen Röhrenenden sind Strömungskontrollkappen Y gestülpt. Die Kammer besitzt einen Auslaß 7.As FIGS. 2 and 2a show, each of the baskets A, which are made of cast iron and are filled with catalyzed graphite bodies E , have a circular bottom with a series of openings B. These openings are covered with covers C. In addition, the openings B in the interior of the basket are surrounded by an elevation which has the effect that the basket bottom is covered with a layer of the same during the flow of the amalgam through the openings B. The perforation in the lid C allows the sodium hydroxide to drain off and the steam and hydrogen to rise. However, this cap C to prevent entrainment of the graphite body E. A Graphitikörper the E of each basket covering metal mesh acts as a distributor for the D flowing down the amalgam, so that it is distributed as evenly as possible over the catalyst. In the middle of each basket has a tubular channel through which an amalgam esophagus F leads. The channel walls of the baskets are perforated at the upper end, which enables the hydrogen gas to escape quickly. The upper end of the amalgam esophagus -F has a distributor 3 for distributing the amalgam as evenly as possible over the bodies E in the uppermost basket. At its lowermost end, the tube is connected to the interior of a heat exchanger L , which is attached to the housing G at the bottom and has an inlet ι for the amalgam. In this heat exchanger L , vertically extending tubes extend between the exchanger end walls. These exchanger tubes open down into an outlet opening 4 and up into a chamber K, which is formed by the housing G under the lowest basket A secured by angle rails. Flow control caps Y are slipped over the upper tube ends. The chamber has an outlet 7.

Der Vertikalzersetzer trägt oben einen vom Gehäuse G gebildeten Aufsatz M mit einer Gasauslaßöffnung 6 und einem Wassereinlaß 5. Im Innern des Aufsatzes M ist eine Mitteflstütze N mit versetzt angeordneten Wärmeaustauschplatten vorgesehen, über welche das einströmende Wasser in. seinen Abwärtslauf fließt und dem hochsteigenden Dampf und Wasserstoff Wärme entzieht, wobei das entstehende Kondensat nach unten fließt.The Vertikalzersetzer carries above an article M formed by the housing G with a gas outlet opening 6 and a water inlet 5. In the interior of the article M is a Mitteflstütze N with staggered heat exchange plates are provided, over which the water flowing in. Flows its downward run and the high rising steam, and Hydrogen removes heat, with the resulting condensate flowing downwards.

Im Betrieb strömt das zu zersetzende Amalgam durch die Einlaßöffnung 1 in den Vertikalzersetzer, füllt den Wärmeaustauscher L und steigt durch die Röhre F nach oben, worauf es sich durch die Verteilerarme 3 über die Graphitkörper E des obersten Korbes A verteilt. Durch den Einlaß 5 tritt Wasser ein, das sich, wie auch das Amalgam über die Graphitkörper E nach unten bewegt. Nachdem das Wasser und Amalgam den Boden des obersten Korbes erreicht haben, fließen sie durdh die Öffnungen B auf den nächsten darunterliegenden Korb A usw., bis die ganze Kolonne durchflossen ist, wobei die Zersetzung des Amalgams unter Bildung von Natriumhydroxyd und Wasserstoff erfolgt. Die auf den Körben vorgesehenen Siebe D verteilen das Wasser und Amalgam gleichmäßig, wodurch die Zersetzung des Amalgams begünstigt wird. Der durch die chemische Reaktion entstandene Wasserstoff und Wasserdampf entweichen teilweise durch die Öffnungen B und teilweise durch die Löcher, die mit den mittleren Kanalwänden, durch welche die Röhre F verläuft, in Verbindung stehen, nach oben und.'kommen in Berührung mit den Wärmeaustauischplatten N, wobei der Dampf kondensiert wird und der Wasserstoff durch die ,öffnung 6 ausströmt. Je weiter das Wasser und das Amalgam im Zersetzer mach unten gelangen, desto mehr reichert sich das Wasser mit Natriumhydroxyd an, während die Amalgammenge verringert wird. Ist schließlich die Kammer erreicht, so weist die Lösung eine Konzentration von 73 bis 78% NaOH auf, während das Amalgam fast vollständig zersetzt ist. Das entamalgamierte Quecksilber, alsIn operation, the amalgam to be decomposed flows through the inlet opening 1 into the vertical decomposer, fills the heat exchanger L and rises up through the tube F , whereupon it is distributed through the distributor arms 3 over the graphite bodies E of the uppermost basket A. Water enters through inlet 5, which, like the amalgam, moves over the graphite bodies E downwards. After the water and amalgam have reached the bottom of the uppermost basket, they flow through openings B onto the next basket A below, and so on, until the whole column has flowed through, the amalgam decomposing with the formation of sodium hydroxide and hydrogen. The sieves D provided on the baskets distribute the water and amalgam evenly, which promotes the decomposition of the amalgam. The hydrogen and water vapor produced by the chemical reaction escape partly through the openings B and partly through the holes that communicate with the central channel walls through which the tube F runs, upwards and come into contact with the heat exchange plates N. , the steam being condensed and the hydrogen flowing out through the opening 6. The further the water and the amalgam go down in the decomposer, the more the water becomes enriched with sodium hydroxide, while the amount of amalgam is reduced. When the chamber is finally reached, the solution has a concentration of 73 to 78% NaOH, while the amalgam is almost completely decomposed. The demalgamated mercury, as

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die schwerere Flüssigkeit, setzt sich in der Kammer K al) und fließt unter die Kappen Y durch die Röhren des Wärmeaustauschers und durch den Auslaß 4 ab. Die Alkalihydroxydlösung schwimmt auf dem Quecksilber und tritt durch den Auslaß 7 aus.the heavier liquid settles in the chamber K al) and flows under the caps Y through the tubes of the heat exchanger and through the outlet 4. The alkali hydroxide solution floats on the mercury and exits through outlet 7.

(iemüß der Krimdung fließt das fast vollständig entamalgamierte Quecksillxr vom Vertikalzersetzer in den I lorizontalzersetzer, in dem die Zersetzung vervollständigt wird. Dieser ]lorizontalzersetzer besteht nach Fig. 3 und 3 a aus einem langgestreckten Trog O aus Blech od. dgl. und einem flüssigkeitsdicht abschließenden Deckel P, sowie einem Gaseinlaß 12 und einem Auslaß 13. Außerdem besitzt der Trog O eine Amalgameinlaßöffnung 8, eine Quecksilberauslaßöffnung 9, einen YVasserzulauf 10 und eine Auslaßöffnung 11 für die Natriumhydroxydlösung. Die Ein- und Auslaßöffnungen für das Amalgam und Wasser sind dabei, so angeordnet, daß diese im Gegenstrom den Trog O durchströmen. Zweckmäßig fällt der Trogboden in Richtung zum Ouecksilberauslaß 9 hin leicht ab. Auf dem Boden des Trogs O sind als Katalysatoren wirkende Graphitplatten Q zur Förderung der abschließenden Zersetzung des vom Vertikalzersetzer gelieferten Amalgams vorgesehen. Im Betrieb ist der Auslaß 4 des Vertikalzersetzers mit dem Einlaß 8 des Horizontalzersetzcrs verbunden, und das Amalgam fließt über den Boden des Trogs O zum Auslaß 9. Der Gasauslritli) des Vertikalzersetzers ist mit dem Gaseinlaß 12 des I lorizontalzersetzers verbunden, und das gesamte in beiden Zersetzern erzeugte Gas entweicht schließlich durch den Auslaß 13. Es ist ein Kennzeichen der !Erfindung, daß beide Zersetzer der vorbeschriebenen Art mit einer Primärelektrolyscnzolle zu einer einwandfreien kontinuierlich arbeitenden Einheit zusammengeschlossen werden. Dabei bestehen viele Möglichkeiten des Zusammenschlusses; zwei der besonders vorteilhaften Anordnungen sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Genial.! Fig. 4 i-st die Pnmärzelle T über dem Vertikalzersel/.cr V und dem 1 lorizontalzersetzer W angeordnet. Die J'riinärzelle T kann von bekaimler Art sein, z. B. in der USA.-Patentschrift -503337. Der Amalgamauslaß der Zelle T ist mit dem F.iiilaß 1 des Vertikalzersetzers V verbunden. Als Frgebnis des vollständigen Zersetzuugsprozesses in den beiden Zersetzen! befindet sich das bei 9 aus dem I lorizontalzersetzer austretende, vollständig vom Amalgam befreite Quecksilber in einem Zustand, der die direkte Verwendung in der I'rimärzellc T erlaubt. Daher wird das Quecksilber durch eine l'umpe/v' durch den liinlaß Λ" in die Zelle 7" gepumpt. Der Kreislauf kann sich wiederholen.(iemüß the Krimdung flows almost completely entamalgamierte Quecksillxr from Vertikalzersetzer in the I lorizontalzersetzer in which the decomposition is completed. This] lorizontalzersetzer consists of Fig. 3 and 3a od of an elongated trough O from sheet metal. the like., and a liquid-tight final Lid P, as well as a gas inlet 12 and an outlet 13. In addition, the trough O has an amalgam inlet opening 8, a mercury outlet opening 9, a water inlet 10 and an outlet opening 11 for the sodium hydroxide solution arranged so that they flow countercurrently through trough O. The trough bottom expediently slopes slightly in the direction of the mercury outlet 9. Graphite plates Q , which act as catalysts, are provided on the bottom of trough O to promote the final decomposition of the amalgam supplied by the vertical decomposer is the outlet 4 of the vertical decomposer with the Inlet 8 of the horizontal decomposer is connected, and the amalgam flows over the bottom of trough O to outlet 9. The gas outlet of the vertical decomposer is connected to gas inlet 12 of the horizontal decomposer, and all of the gas produced in both decomposers ultimately escapes through outlet 13. It is a characteristic of the invention that both decomposers of the type described above are combined with a primary electrolyser to form a perfect, continuously operating unit. There are many ways of merging; two of the particularly advantageous arrangements are shown in FIGS. Brilliant.! 4 is the primary cell T above the vertical decomposer / .cr V and the horizontal decomposer W arranged. The primary cell T can be of a well-known type, e.g. B. U.S. Patent -503337. The amalgam outlet of the cell T is connected to the F.iiilaß 1 of the vertical decomposer V. As a result of the complete decomposition process in the two decompositions! is the lorizontalzersetzer 9 emerging from the I, completely freed from mercury amalgam in a state that allows the direct use in the I'rimärzellc T. The mercury is therefore pumped by a pump / v 'through the inlet Λ "into the cell 7". The cycle can repeat itself.

Die durch die Zersetzung in den beiden Zersetze πι /■' und //' entstehenden Produkte sind: Wasserstoff (Auslaß 13) — yy bis 7X°/oiges Alkalimetallhydroxvd (Auslaß 7) — und 35- bis .|()"/oiges Alkalihydroxyd (Auslaß 11).The products resulting from the decomposition in the two decompositions πι / ■ 'and //' are: hydrogen (outlet 13) - yy to 7% alkali metal hydroxide (outlet 7) - and 35 to (Outlet 11).

ICiin- weitere Anordnung der erfindungsgemäßen !einrichtung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.ICiin- further arrangement of the invention The device is shown schematically in FIG.

Hierbei sind der Vertikalzersetzer V am höchsten, die Primärzelle T am tiefsten und der Horizontalzersetzer W in der Mitte gelagert. Das durch den Auslaß U ausfließende Amalgam der Primärzellc wird von der Pumpe R zum Einlaß 1 und durch die vertikale Röhre F gepumpt. Das Amalgam fließt aus der Röhre F und läuft durdh den Vertikalzersetzer durch Auslaß 4 in Einlaß 8 des Horizontalzersetzers. NoCh unter der Schwerkraftwirkung durchfließt es den Horizontalzersetzer, in dem es vollständig zersetzt wird, und das freigewordene Quecksilber gelangt durch den Auslaß 9 zum Einlaß 5 der Primärzelle zurück, und dieser Kreislauf wiederholt sich.The vertical decomposer V is highest, the primary cell T the lowest and the horizontal decomposer W in the middle. The amalgam of the primary cells flowing out through the outlet U is pumped by the pump R to the inlet 1 and through the vertical tube F. The amalgam flows out of tube F and passes through the vertical decomposer through outlet 4 into inlet 8 of the horizontal decomposer. NoCh under the action of gravity it flows through the horizontal decomposer, in which it is completely decomposed, and the released mercury returns through the outlet 9 to the inlet 5 of the primary cell, and this cycle is repeated.

An Stelle der einen Elektrdlytzelle T gemäß Fig. 4 und 5 können auch mehrere Zellen zur Versorgung der Zersetzerein'hei'ten vorgesehen sein.Instead of the one electrolyte cell T according to FIGS. 4 and 5, several cells can also be provided for supplying the decomposition units.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Method of decomposition one in one Mercury cathode electrolysis cells produced alkali amalgams by means of two in series arranged decomposer, characterized in that the one emerging from the electrolytic cell Amalgam only through a vertical decomposer, in which the partial decomposition of the Amalgam's water «flows in direct current, and then the partially decomposed amalgam through a horizontal decomposer is carried out, in which there is complete decomposition with • comes into contact with water flowing in countercurrent.

2. The method according to claim 1, characterized in that that between the amalgam entering the vertical decomposer and an exchange of heat with the partially decomposed amalgam emerging from the same decomposer takes place, the vapors and gases generated in the vertical decomposer with heat recovery cooled, then fed to the horizontal decomposer and in countercurrent to the water through the latter.

3. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that they consist of a vertical decomposer, a horizontal decomposer downstream of the vertical decomposer and from pipes for the supply of water flowing in direct current to the amalgam to the vertical Decomposer exists.

4. Apparatus nadh claim 3, characterized in that a heat exchanger is connected to the vertical Zcrsctzcr through which on the one hand the undecomposed amalgam entering the decomposer and on the other hand the partially decomposed χ _Ζ0 amalgam emerging from the decomposer flows.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the vertical decomposer consists of a set of stacked baskets with a perforated bottom, which contain the decomposition catalyst,

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and that a metal mesh is arranged between each two successive baskets, which the amalgam emerging from the basket above over the whole Cross-section of the basket below.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the vertical decomposer has a riser pipe for feeding with amalgam, which penetrates the entire basket insert in the middle and ends in nozzles at the top, which distribute the amalgam over the entire cross-section of the uppermost basket.

7. Device according to claims! 3 to 6, characterized in that the heat exchanger built into the lower part of the vertical decomposer and also from the lower part The end of the riser pipe is penetrated in the middle, with between the heat exchanger and the lowest basket is a space for separating the liquor from the partially decomposed Amalgam is provided.

8. The device mach claims 3 to 7, characterized in that each basket around the Riser pipe forms a ring-shaped space and perforates the basket wall facing this space is.

Referred publications:
Swiss Batentschrift No. 277 979,
228428;

Austrian Patent No. 162877;
British Patent No. 658 163. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings