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DE1017600B - Device for carrying out the electrical use of the decomposition energy of alkali amalgams - Google Patents

Device for carrying out the electrical use of the decomposition energy of alkali amalgams

Info

Publication number
DE1017600B
DE1017600B DEK26298A DEK0026298A DE1017600B DE 1017600 B DE1017600 B DE 1017600B DE K26298 A DEK26298 A DE K26298A DE K0026298 A DEK0026298 A DE K0026298A DE 1017600 B DE1017600 B DE 1017600B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cell
decomposition
current
formation
amalgam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEK26298A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Max Frey
Dr Ludwig Kandler
Dr H C Hans Vogt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DEK23651A external-priority patent/DE1009172B/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEK26298A priority Critical patent/DE1017600B/en
Publication of DE1017600B publication Critical patent/DE1017600B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/36Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in mercury cathode cells
    • C25B1/42Decomposition of amalgams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Gegenstand der Patentanmeldung K 23651 IVa/121 ist ein Verfahren zur elektrischen Nutzung der Zersetzungsenergie von Amalgamen in einer Amalgamzersetzungszelle, in der einer Amalgamelektrode eine der Abscheidung von Wasserstoff dienende Gegenelektrode (Depalarisationselektrode) gegenübersteht, derart, daß die Amalgamzersetzungszelle bei Stromdichten größer als 5 Amp/dm2, bezogen auf die geometrische Oberfläche der Gegenelektrode, als Strom lieferndes galvanisches Element wirkt.The subject of patent application K 23651 IVa / 121 is a method for the electrical use of the decomposition energy of amalgams in an amalgam decomposition cell, in which an amalgam electrode is opposed to a counter-electrode (depalarization electrode) serving for the deposition of hydrogen, in such a way that the amalgam decomposition cell at current densities greater than 5 amps / dm 2 , based on the geometric surface of the counter-electrode, acts as a galvanic element delivering current.

Bei diesem" Verfahren wird genauso wie bei anderen Verfahren der Atkalichloridelektrolyse in der Bildungszelle aus Natriumchlorid an einer Graphitanode gasförmiges Chlor gebildet und an einer Quecksilberkathode Natriumamalgam erzeugt.In this "process, as in other processes, the alkali chloride electrolysis is carried out in the formation cell gaseous chlorine is formed from sodium chloride on a graphite anode and on a mercury cathode Sodium amalgam generated.

Tn der Zersetzungszelle wird das Natriumamalgam unter Bildung von NaOH und Wasserstoff zersetzt, wobei die Zersetzungsenergie elektrisch ausgenutzt wird, wenn die Zersetzungszelle mit der äußeren Gleichstromquelle in Serie geschaltet ist. Die an der Bildungszelle liegende Spannung erhöht sich in diesem Falle um den Spannungsbetrag, der von der Zersetzungszelle geliefert wird.The sodium amalgam becomes in the decomposition cell decomposed with the formation of NaOH and hydrogen, the decomposition energy being used electrically when the decomposition cell is connected in series with the external DC power source. The one at the The voltage lying in the formation cell increases in this case by the amount of voltage generated by the decomposition cell is delivered.

Die Stromstärken in der Bildungs- und in der Zersetzungszelle sind bei Seriensdhaltung gleich groß, und es wird somit in der Zeiteinheit ebensoviel Amalgam gebildet, wie zersetzt wird. Wenn nun, wie es in der Praxis der Fall ist, ein Teil des in der Bildungszelle gebildeten Amalgams infolge von Nebenreaktiouen in dieser Zelle wieder zersetzt wird, so tritt im Verlaufe der Elektrolyse eine Verarmung an Amalgam in der Zersetzungszelle ein, was zu Störungen im Ablauf der Elektrolyse führen kann. Die Stromstärken in der Bildungs- und in der Zersetzungszelle dürfen also nicht gleich groß sein, sondern müssen den Stromausbeuten in beiden Zellen angeglichen werden. Für diese Anpassung der Stromstärken wurde \-on Castner eine Schaltung angegeben, nach 'der für die Zersetzungszelle ein Nebenschhvßwiderstand verwendet wird, der es ermöglichen soll, die gewünschte Abstimmung der Stromstärken auf die Stromausbeuten in den beiden Zellen (Bildungs- und Zersetzungszalle) zu bewirken. Diese Schaltung läßt sich jedoch bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent nicht verwirklichen, weil dabei die Zersetzungszelle als galvanisches Element wirkt. In diesem Falle würde, wie sich mathematisch exakt mit Hilfe der Kirchhofischen Gleichungen beweisen läßt, im NebensicMußwiderstand der Strom von der Nickelelektrode zur Amalgamelektrode und innerhalb der Zersetzungszelle vom Amalgam zur Nickelelektrode fließen. Innerhalb der Zersetzungszelle würde sich dadurch eine Stromstärkeerhöhung ergeben und nicht die erforderliche Erniedrigung der Stromstärke.The currents in the formation and in the decomposition cell are the same size when kept in series, and thus there is just as much amalgam in the unit of time formed as is decomposed. If now, as is the case in practice, part of that in the educational cell amalgam formed is decomposed again as a result of side reactions in this cell, so In the course of the electrolysis, amalgam is depleted in the decomposition cell, which leads to malfunctions can result in the electrolysis process. The currents in the formation and in the decomposition cell must therefore not be the same size, but must match the current yields in both cells will. For this adaptation of the currents, a circuit was specified by Castner, after that for the decomposition cell there is a shunt resistance is used, which should enable the desired adjustment of the currents on the current yields in the two cells (formation and decomposition zones). These However, circuit can not be realized in the method according to the main patent, because it is the Decomposition cell acts as a galvanic element. In this case, how would be mathematically exact with With the help of Kirchhof's equations, it is possible to prove that the current from the nickel electrode is a minor impedance to the amalgam electrode and within the decomposition cell from the amalgam to the nickel electrode flow. This would result in an increase in current within the decomposition cell and not the required lowering of the amperage.

Vorrichtung zur Durchführung
der elektrischen Nutzung der Zersetzungsenergie von Alkaliamalgamen
Device for implementation
the electrical use of the decomposition energy of alkali amalgams

Zusatz zur Patentanmeldung K 23651 IVa/121
(Auslegeschrift 1 009 172)
Addition to patent application K 23651 IVa / 121
(Auslegeschrift 1 009 172)

Anmelder:Applicant:

Dr. Ludwig Kandier,Dr. Ludwig Kandier,

München-Solln, Bräutigamstr. 18,Munich-Solln, Bräutigamstr. 18

und Dr. h. c. Hans Vogt,
Erlau über Passau, Haus 24 1/5
and Dr. hc Hans Vogt,
Erlau via Passau, house 24 1/5

Dr. Max Frey, Hohenpeißenberg bei Weilheim,Dr. Max Frey, Hohenpeißenberg near Weilheim,

Dr. Ludwig Kandier, München-Solln,Dr. Ludwig Kandier, Munich-Solln,

und Dr. h. c. Hans Vogt, Erlau über Passau,and Dr. H. c. Hans Vogt, Eger over Passau,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Erfmdungsgemäß wird für die Durchführung des Verfahrens des Hauptpatents eine Vorrichtung verwendet, bei der sich zur Abstimmung der Stromstärken in der Amalgambildungs- und der Amalgamzersetzungszelle auf die Stromausbeuten in diesen Zellen in der Bildungszelle eine Zusatzelektrode befindet, die nicht über die Zersetzungszelle an die äußere Stromquelle, die den Elektrolysierstrom liefert, angeschlossen ist. Mit der Anordnung der unterteilten Elektroden in der Bildungszelle und unter Anwendung der erwähnten Schaltung für die Zusatzelektrode wird die Angleicihung der Stromstärken in der Bildungsund Zersetzungszelle an die Stromausbeuten erreicht. Die Stromstärkeänderung in der Bildungszelle gegenüber der Stromstärke in der Zersetzungszelle wird bestimmt durch das Verhältnis der Oberflächengröße der Zusatzelektrode zur Obernächengröße der restlichen Anoden in der Bildungszelle.According to the invention, a device is used for carrying out the method of the main patent, in which to coordinate the current strengths in the amalgam formation and the amalgam decomposition cell there is an additional electrode on the current yield in these cells in the formation cell, which does not go through the decomposition cell to the external power source that supplies the electrolysis current, connected. With the arrangement of the divided electrodes in the formation cell and under application the mentioned circuit for the additional electrode is the equalization of the currents in the formation and Decomposition cell reached the current yields. The change in current strength in the formation cell opposite the current intensity in the decomposition cell is determined by the ratio of the surface area the additional electrode for the surface size of the remaining anodes in the formation cell.

Wenn sich die Stromausbeute in der Bildungszelle ändert, führt dies bei konstant eingestelltem Verhältnis der Obeirnächengrößen der beiden Elektroden im Laufe der Zeit zu bekannten. Betriebsstörungen. Solche Störungen werden vermieden, wenn Mittel zur Änderung des Verhältnisses der Oberflächengröße beider Elektroden der Bildungszelle vorgesehen werden oderIf the current yield in the formation cell changes, this leads to a constant set ratio the surface area of the two electrodes became known over time. Operational disruptions. Such Disturbances are avoided if means of changing the ratio of the surface area of the two Electrodes of the formation cell are provided or

709 756/378709 756/378

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ein Regelwiderstand im Stromkreis der Zusatzelektrode der Bildungszelle-angeordnet wird.a variable resistor is arranged in the circuit of the additional electrode of the formation cell.

Für die kontinuierliche Durchführung der Elektrolyse ist es vorteilhaft, das Verhältnis der Oberflächengröße der beiden Elektroden in der Bildungszelle so einzustellen, daß die Stromstärke in der Zersetzumgszelle etwas geringer ist, als sie der maximalen Stromausbeute entsprechen würde. Man wird z. B. eine Ausbeute von 90% an Stelle von 95% der Stromstärke in der Bildungszelle vorsehen. Das aus der Zersetzungszelle austretende Quecksilber weist dadurdh noch einen kleinen Restgenalt an Natrium auf, entsprechend der geringeren Stromstärke in der Zersetzungszelle. Um zu vermeiden, daß beim kontinuierlichen Ouecksilberumlauf eine Summierung dieser Restmengen Natrium eintritt, wird als ein weiteres Merkmal der Erfindung in dem Umlauf des Quecksilbers zwischen der Zersetzungszelle und der Bildungszelle ein Zusatzzersetzer. insbesondere ein Graphitzersetzer, angeordnet, in welchem die Zersetzung des restlichen Amalgams erfolgt, so daß das Quecksilber amalgamfrei in die Bildungszelle zurückfließt. In einem solchen als Puffer wirkenden Zusatzzersetzer werden gleichzeitig auch Stromausbeuitesahwanikungen automatisch ausgeglichen. Als Zusatzzersetzer kornmen bekannte Ausführungsformen in Frage, z. B. solche, die nach dem Prinzip des sogenannten Rieselturmes arbeiten.For the continuous implementation of the electrolysis, it is advantageous to determine the ratio of the surface area of the two electrodes in the formation cell so that the current in the decomposition cell is slightly less than it is the maximum current yield would correspond. One will z. B. a yield of 90% instead of 95% of the amperage provide in the education cell. The mercury emerging from the decomposition cell indicates this still has a small amount of sodium left, corresponding to the lower current strength in the decomposition cell. To avoid that when continuous Mercury circulation a summation of these residual amounts of sodium occurs as another Feature of the invention in the circulation of mercury between the decomposition cell and the formation cell an additional decomposer. in particular a graphite decomposer, arranged in which the decomposition of the remaining amalgam takes place, so that the mercury flows back amalgam-free into the formation cell. In an additional decomposer of this type, which acts as a buffer, there are also power outages at the same time automatically balanced. As additional decomposer kornmen known embodiments in question, z. B. those that work according to the principle of the so-called trickle tower.

In der Zeichnung ist die für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderliche Schaltungsanordnung als Beispiel dargestellt.In the drawing is the one required for the operation of the device according to the invention Circuit arrangement shown as an example.

Die Grap'hitanoden 1 und 2 werden unterteilt in einen oberflächenmäßig großen Teil 1 und einen kleineren Teil 2 (Zusatzelektrode). Beide Elektroden sind elektrisch voneinander isoliert. Die Elektrode 1 wird mit der Nickelelektrode 3 der Sekundärzelle verbunden. Die Zusatzelektrode 2 ist direkt an den Pluspol der äußeren Stromquelle 4 angeschlossen. Durch das Oberflächenverhältnis der Elektrode 1 zur Elektrode 2 ist das Verhältnis der Stromstärken in der Bildungsund Zersetzungszelle gegeben. Es kann audh durch-Anordnung eines Regelwiderstandes im Stromkreis der Zusatzelektrode 2 die Stromstärke in diesem Stromkreis variabel einstellbar sein.The graphite anodes 1 and 2 are subdivided into a large part 1 and a smaller part Part 2 (additional electrode). Both electrodes are electrically isolated from each other. The electrode 1 will connected to the nickel electrode 3 of the secondary cell. The additional electrode 2 is connected directly to the positive pole of the external power source 4. By the Surface ratio of electrode 1 to electrode 2 is the ratio of the currents in the formation and Given decomposition cell. It can also be by arrangement a variable resistor in the circuit of the additional electrode 2, the current strength in this Circuit be variably adjustable.

Die Bemessung des Verhältnisses der Elektroden 1 und 2 zueinander erfolgt nach vorbestimmten, insbesondere erprobten oder erredhneten Riöhtlinien, Bevorzugt wird man das Verhältnis der aktiv wirkenden Elektrodenflächen der Bildungszelle zueinander so wählen, daß die Stromstärke dieser Zelle etwa 5 bis 10% höher liegt als in der Zersetztmgszelle, um auf diese Weise einen Angleich an die Stromausbeurtsn in den beiden Zellen zu erreichen.. _ .. The ratio of electrodes 1 and 2 to one another is dimensioned according to predetermined ones, in particular Tried or tried out lines of thought, preference is given to the ratio of those who work actively Select electrode areas of the formation cell to each other so that the current intensity of this cell is about 5 to 10% higher than in the decomposition cell in order to match the current output in this way to reach the two cells .. _ ..

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur elektrischen Nutzung der Zersetzung»^·1 energie von Alkaliamalgamen nach Patentanmeldung K 23651 IVa/121, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Abstimmung der Stromstärken in der Amalgambildungs- und der AmälgamzersetziÄigsv zelle auf die Stromausbeuten in diesen Zellen iitr der Bildungszelle eine Zusatzelektrode befhiäet, die nicht über die Zersetzungszelle an die äußere Stromquelle, die den Elektrolysiefstrom liellrt, angeschlossen ist. ;,,,'.: "!l "1. A device for performing the method for electrical use of the decomposition »^ · 1 energy of alkali amalgams according to patent application K 23651 IVa / 121, characterized in that for tuning the power strengths in Amalgambildungs- and AmälgamzersetziÄigs v cell to the current yields in these Cells in the formation cell have an additional electrode which is not connected via the decomposition cell to the external power source which conducts the low electrolysis current. ; ,,, '.: " ! l " 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, daduiW;'gekennzeichnet, daß zur Regulierung des nichtrßSer, die Zersetzungszelle fließenden Teilstromes -1JjJD: Stromkreis der Zusatzelektrode ein Regelwiderstand angeordnet ist. . : 2. Apparatus according to claim 1, daduiW; 'characterized in that a variable resistor is arranged to regulate the nonrßSer, the decomposition cell flowing partial current - 1 JjJD: circuit of the additional electrode. . : 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurdi 'gfekennzeichnet, daß in dem Quecksilberumlauf zwischen Zersetzungs- und Bildungszelle ein HfIfέ-zersetzer angeordnet ist,: in welchem die BÖCtt vorhandenen Restmengen an Amalgam zer&otzt werden. Z1 :■,3. Apparatus according to claim 1, dadurdi 'gfe characterized in that an HfIfέ decomposer is arranged in the mercury circulation between the decomposition and formation cell: in which the BÖCtt existing residual amounts of amalgam are destroyed. Z 1 : ■, 'viii;»'viii; » '!■!if'! ■! If Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings : Il ΐ: Il ΐ ©709 7567378 10.57© 709 7567378 10.57
DEK26298A 1954-10-07 1955-07-09 Device for carrying out the electrical use of the decomposition energy of alkali amalgams Pending DE1017600B (en)

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