PL96350B1 - Urzadzenie do elektrochemicznej redukcji zwiazkow chemicznych w roztworze soli amonowych na katodzie rteciowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do elektrochemicznej redukcji zwiazków chemicznych w roztworze soli amonowych na katodzie rtecio¬ wej.

W procesach redukcji elektrochemicznej, prowa¬ dzonych na katodzie rteciowej w roztworze soli amonowych na powierzchni rteci tworzy sie amalgamat amonowy o konsystencji pólplynnej i silnie rozwinietej powierzchni w postaci narosli, którego objetosc jest kilkakrotnie wieksza od obje¬ tosci rteci i odpowiednio mniejsza gesitosc. Amal¬ gamat ten w warunkach intensywnego mieszania lub przeplywu katolitu jest czesciowo unoszony z powierzchni katody przez strumien roztworu.

Prowadzi to w rezultacie do zmniejszenia ilosci rteci spolaryzowanej katodowo oraz zanieczysz¬ czenia roztworu amalgamatem, który nastepnie ulega rozkladowi z utworzeniem rteci metalicz¬ nej w ipostaci silnie zdyspergowanej.

W przypadku prowadzenia elektrolizy w warun¬ kach przeplywu roztworu, unoszenie amalgamatu z powierzchni katody powoduje równiez zaklóce¬ nia przeplywu, uniemozliwiajace niejednokrotnie prowadzenie procesu.

Znane urzadzenia do elektrochemicznej redukcji w roztworach soli metali alkalicznych nie nadaja sie do prowadzenia procesów elektroredukcji z udzialem soli amonowych w sposób ciagly.

W znanym z polskiego opisu patentowego nr 42 843 urzadzeniu do elektrolitycznej redukcji po pewnym czasie trwania elektrolizy w miare tworzenia sie amalgamatu amonowego nastepuje unoszenie amalgamatu z pólek katodowych co uniemozliwia przeplyw roztworu.

Przeplyw katolitu w poprzek pólek, charaktery¬ zujacy sie duzym iprzekrojem strumienia cieczy, nie zapewnia odpowiednich warunków wymiany masy i ciepla w strefie przyelektrodowej, wskutek malej szybkosci liniowej. Rozmieszczenie pólek ka¬ todowych nie w jednym, lecz w dwóch pionowych rzedach przesunietych iwzgledem siebie, powoduje zwiekszenie przestrzeni katodowej, a w wyniku tego zmniejszenie objetosciowej oraz nierównomierny rozklad powierzchniowej gestosci pradu. Polacze¬ nie na stale katody pólkowej z korpusem elektro- lizera powoduje, ze praktyczne zastosowanie moze miec co najwyzej elektrolizer trójkomorowy, skla¬ dajacy sie z jednej komory katodowej i dwóch anodowych.

Urzadzenie do elektrochemicznej redukcji zwiaz¬ ków chemicznych w roztworze soli amonowych wedlug wynalazku posiada komory katodowe sta¬ nowiace wielopoziomowe tunele, których dnem jest rtec, scianami bocznymi diafragmy porowate, przy czym pólki katodowe posiadaja otwory prze¬ plywowe katolitu, otoczone progami z otworami przelewowymi dla rteci.

Komory katodowe sa wymienne, a ich ilosc przy zalozonej gestosci pradu dostosowana jest do po¬ zadanego obciazenia pradowego. Kazda komora 96 35096 350 3 katodowa posiada dwa pionowe kanaly boczne.

W jednym z nich znajduje sie przewód doprowa¬ dzajacy katolit na najnizej polozona pólke, w dru¬ gim — szyna pradowa z bolcami katodowymi do¬ prowadzajacymi prad do katody rteciowej. s Urzadzenie wedlug wynalazku moze pracowac w sposób periodyczny lub ciagly i jest szczególnie przydatne w procesach elektrochemicznej redukcji zwiazków organicznych, przebiegajacej z udzialem amalgamatu amonowego. Fakt, ze komora kato- io dowa stanowi wyodrebniony element elektrolizera o zwartej konstrukcji umozliwia znaczne ograni¬ czenie rozproszenia rteci.

Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kon- 15 strukcje komory katodowej, fig. 2 — przekrój pio¬ nowy elektrolizera.

Komora katodowa 1 przedstawiona na fig. 1 wykonana z metapleksu posiada ksztalt prosto¬ padloscianu, którego dwie przeciwlegle sciany bocz- 20 ne stanowia diafragmy porowate 2; miedzy dia- fragmaimi umieszczone sa pionowo jedna pod dru¬ ga pólki katodowe 3, w odstepach zapewniajacych zalozony przekrój strumienia przeplywajacego roz¬ tworu nad powierzchnia katody rteciowej oraz po- 25 jemnosc dla tworzacego sie amalgamatu.

Szerokosc pólek katodowych dostosowana jest do warunków pradowych elektrolizera. W dnie kazdej pólki z wyjatkiem najnizej polozonej wykonany jest otwór przeplywowy kaitoliitu 4, otoczony pio- 3o nowym progiem 5, o wysokosci odpowiadajacej wysokosci warstwy tworzacego sie amalgamatu amonowego. Próg ten zabezpiecza przed unosze¬ niem amalgamatu z pólek w warunkach przeply¬ wu roztworu. Otwory przeplywowe rozmieszczone 35 sa na przemian na koncach pólek, dzieki czemu srodkowa czesc komory tworzy wielopoziomowy tunel o dlugosci równej sumarycznej dlugosci pólek.

Dno tunelu stanowi rtec 6, a sciany boczne dia¬ fragmy. Zestaw katodowy wyposazony jest w dwa aq kanaly boczne 7 i 8.

W kanale 7 umieszczony jest przewód 9 dopro¬ wadzajacy katolit na najnizej polozona pólke; zmieniajac kolejno kierunek ruchu, przeplywa on nad powierzchnia rteci (amalgamatu) wzdluz poszczególnych pólek.

Dolna czesc kanalu 7 sluzy do odprowadzania nadmiaru rteci z pólek katodowych.

W kanale 8 znajduje sie szyna pradowa 10 po¬ laczona ze stalowymi bolcami 11 doprowadzaja¬ cymi prad.

Pozadana wysokosc warstwy rteci na pólce usta¬ laja otwory przelewowe 12.

Elektrolizer jak to przedstawia fig. 2 sklada sie z naczynia elektrolitycznego 13 oraz umieszczonych w nim równolegle w odpowiednich odstepach, ko¬ mór katodowych 1 i anod 14 oraz chlodnic ano- litu 15.

Naczynie elektrolityczne wyposazone jest w po¬ chyle dno 16 z króccem odplywowym 17, umiesz¬ czonym w najnizszym punkcie oraz polozona nad nim pozioma plyte perforowana 18, umozliwiajaca odprowadzanie produktów korozji anod z prze¬ strzeni miedzyelektrodoiwej.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do elektrochemicznej redukcji zwiaz¬ ków chemicznych w roztworze soli amonowych na katodzie rteciowej z katodami pólkowymi, zna¬ mienne tym, ze posiada komory katodowe (1) skla¬ dajace sie z dwóch pionowych kanalów bocznych (7) i (8) oraz wielopoziomowych tuneli, których dnem jest rtec (6) a scianami bocznymi-diafragmy porowate (2), przy czym pólki katodowe (3) z wy¬ jatkiem najnizej polozonej posiadaja otwory prze¬ plywowe (4) katolitu, otoczone progami (5) z ot¬ worami przelewowymi (12) dla rteci.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze posiada wymienne komory katodowe (1).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w pionowym kanale (7) znajdujesie przewód (9) doprowadzajacy katolit na najnizej polozona pólke.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w pionowym kanale (8) znajduje sie szyna pra¬ dowa (10) polaczona z bolcami katodowymi (11) doprowadzajacymi prad do katody rteciowej.96 350 AzK Fig. 1