DE113603C

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Publication number: DE113603C
Application number: DENDAT113603D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. Oktober 1898 ab.

Die vorliegende Neuerung bezweckt die Beseitigung der bisher mit der Benutzung von Quecksilberkathoden bei der Elektrolyse der Chloralkalien noch verbundenen Uebelstände, indem sie in dem Elektrolysirgefäfs einen vollkommen ruhigen, stofsfreien und gleichmäfsigen Kreislauf des flüssigen Metalls, in dem von ersterem ganz getrennten Zerlegungsbehälter aber die ununterbrochene Oxydirung und Abscheidung des in jenem enthaltenen Alkalimetalles ermöglicht.

Ein ähnliches Ziel hat freilich bereits vor mehreren Jahren Kellner erstrebt, wie insbesondere aus der Beschreibung seines englischen Patentes 13722 vom Jahre 1893 hervorgeht. Doch zeigte sich bald, dafs sein Verfahren mit verschiedenen wesentlichen Mängeln behaftet war. Durch die rapide und überdies nicht stofsfreie Bewegung, welche er dem Quecksilber in dem Elektrolysirgefäfs ertheilte, mufste nothwendig der auf jenem ruhende Elektrolyt in Mitleidenschaft gezogen und so zu schädlichen Nebenwirkungen und Rückbildungen Veranlassung gegeben werden. Ferner wurde durch den Stofs des an der Oberfläche der flüssigen Kathode schräg eingeführten Quecksilberstrahles das gebildete Amalgam nicht, wie beabsichtigt worden war, dem mittleren Abflufsrohre zugeführt, sondern im Gegentheil nach der Gefäfswand hingedrängt, wo es sich ansammeln und häufige Störungen verursachen mufste. Endlich aber war man genöthigt, den ganzen Procefs, zum Zwecke des Austausches der in dem Zerlegungsbehälter gebildeten Alkalilauge mit einer frischen Lösung des von jenem benutzten Nitrates, oft zu unterbrechen und deshalb stets sorgfältig zu überwachen.

Diese Mifsstände aber sind bei der vorliegenden Einrichtung vermieden. Infolge dessen kann hier der Abstand der Elektroden und damit der Leitungswiderstand auf ein Mindestmafs beschränkt werden, ohne dafs man eine Berührung des Quecksilbers mit freiem Chlor, Rückbildungen oder secundfire Vorgänge zu befürchten hätte.

In dem mit heifsem Wasser gespeisten oder besser noch mit Dampf geheizten Zerlegungsbehälter kann ferner die sich dort bildende und ebenfalls stetig kreisende Alkalilauge beliebig angereichert und die genügend stark gewordene durch einen zu regelnden ^Zuflufs frischen Wassers beständig verdrängt werden, so dafs der ganze Vorgang gar keine Unterbrechung zu erfahren braucht, sondern bei constantem elektrischen Strome vollkommen gleichmäfsig und selbstthä'tig verläuft.

Der Kreislauf der Lauge aber und damit indirect auch der des Quecksilbers wird ausschliefslich durch einen erforderlichenfalls gleichfalls kreisenden Strom schwach geprefster Luft bewirkt, während irgend welche zu bewegende Theile an dem ganzen Apparat nicht vorhanden sind.

In diesem, wie er durch die beiliegende Zeichnung in den Fig. 1 und 2 (letztere einen Schnitt nach der Linie x-y in ersterer darstellend) zur Anschauung gebracht ist, findet der elektrolytische Vorgang in dem Behälter A statt zwischen der als Anode dienenden durchbrochenen Kohlenplatte a, durch deren Löcher das abgeschiedene Chlor hindurchtritt, um durch das Rohr b beständig auszuströmen, und der die Kathode bildenden, über den aus Steingut u. s. w. hergestellten Doppelkegel c in radialer Richtung stetig und ruhig (gemäfs

Patent 64409) dahinfliefsenden dünnen Quecksilberschicht c^l. Die obere Fläche jenes Körpers dacht sich von dem mittleren Rohre <i, durch welches dieses Metall eingeführt wird, aus ganz schwach nach aufsen hin ab und wird, um eine möglichst gleichmäfsige Vertheilung des letzteren zu sichern, am besten mit flachen, radial verlaufenden Wellen ausgestattet. Auf der unteren Seite dieses Körpers ist eine Anzahl radialer Kanäle ausgespart, durch welche das mit Alkalimetall beladene Quecksilber nach der Mitte zurückfliefst, um von hier durch das Rohr e ' dem Zerlegungsbehälter B zugeführt zu werden.

Die Anode α trägt ein siebartig durchlochtes Gefäfs f, welches das zu zersetzende Salz, das nach Bedarf durch das Rohr g nachgefüllt werden kann, enthält.

Aus dem Rohre e gelangt das amalgamhaltige Quecksilber zunächst in ein weiteres senkrechtes Rohr h, in welches gleichzeitig durch das mittlere Röhr i beständig Lauge eingeführt wird (s. unten). Auf diese Weise entsteht in dem unteren Theile von h ein Gemenge von flüssigem Metall und darin aufsteigender Lauge, welches Gemenge durch den hydrostatischen Druck der in dem senkrechten Theile des Rohres e enthaltenen, noch unvermischten und deshalb specifisch schwereren Quecksilbersäule nach aufwärts gedrängt wird. Infolge dessen gelangt dieses Metall in h bis zu der Mündung des U-förmigen Zweigrohres k und durch dieses in den Zerlegungsbehälter B, während die von jenem wieder getrennte Lauge unter dem Druck der in i enthaltenen Flüssigkeitssäule ihre Aufwärtsbewegung bis zu dem zweiten U-förmigen Rohre / fortsetzt, um sodann durch dieses in den gleichen Behälter einzutreten.

In letzterem fliefst das mit Alkalimetall beladene Quecksilber über eine schwach geneigte Ebene m oder zwei oder mehrere solcher Ebenen hinab und stöfst dabei gegen zahlreiche nasenförmige Vorsprünge η η an, welche durch Zertheilung und fortgesetzte Oberflächenerneuerung eine energische Oxydation und Aufnahme jenes Metalls durch das damit in steter Berührung befindliche warme Wasser bewirken.

Das auf solche Weise gereinigte Quecksilber tritt am Fufse der (bezw. der letzten) schiefen Ebene in das Rohr d ein, das dieses in das Elektrolysirgefäfs ^4 zurückführt, um dort den geschilderten Kreislauf aufs Neue zu beginnen. Gleichzeitig tritt aus dem Behälter B ein Theil der durch Aufnahme des Alkalis gebildeten Lauge durch den Strang 0 in das senkrechte Rohr ρ ein und wird hier vermittelst eines durch q beständig zugeführten Stromes schwach geprefster Luft einige Meter hoch bis zu dem Rohre r gehoben, um sodann durch dieses, sowie die Rohre i h und / seinen Kreislauf zu vollenden.

In dem dem letzteren entrückten tiefsten Theile des Behälters B, d. h. unterhalb der schiefen Ebene m, auf welcher die stete Vermehrung des Alkaligehaltes stattfindet, sammelt sich allmählich infolge des gröfseren specifischen Gewichtes eine genügend angereicherte Lauge an und wird von hier durch das aufwärts gebogene drehbare Abflufsrohr s in demselben Mafse abgeführt, in welchem man oben durch das Rohr t frisches Wasser eintreten läfst. Jenes Rohr ist deshalb drehbar eingesetzt, damit man durch ein allmähliches Senken desselben den hydrostatischen Druck der in B enthaltenen Flüssigkeit, deren specifisches Gewicht in der ersten Zeit des Betriebes . nach und · nach zunimmt, mit demjenigen der Salzlösung in A im Gleichgewicht erhalten kann, so dafs der Quecksilberstand in dem Beobachtungsglase u stets in gleicher Höhe bleibt. Nur durch diese beständige Abscheidung des hinlänglich angereicherten Laugetheiles und dessen Ersetzung durch frisches Wasser ist es möglich, den ganzen Procefs unter stets gleichbleibenden Verhältnissen ohne Unterbrechung durchzuführen.

Will man aber die entstehende kaustische Lauge vor der Berührung mit Kohlensäure schützen, so braucht man nur den zu ihrer Bewegung dienenden Prefsluftstrom gleichfalls kreisen zu lassen.

Das in dem Zerlegungsbehälter B frei werdende Wasserstoffgas wird durch das Rohr ν abgeführt.

Claims

Pa tent-Ansprüche:

1. Bei der Elektrolyse von Alkalisalzen mit Benutzung einer Quecksilberkathode und mit beständiger Zerlegung des gebildeten Amalgams in einem besonderen Behälter die Benutzung eines erforderlichenfalls ebenfalls kreisenden Prefsluftstromes zur Erzielung eines beständigen Kreislaufs des Quecksilbers bezw. des Amalgams mit gleichzeitigem Kreislauf der Alkalilauge.

2. Das Verfahren gemäfs Anspruch 1 in Verbindung mit einer fortwährenden regulirbaren Abscheidung und Abführung des bereits hinlänglich angereicherten Antheiles von dem kreisenden Laugestrom unter gleichzeitiger Ersetzung desselben durch frisches Wasser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.