DE539097C

DE539097C - Electrolytic cell with a mercury cathode

Info

Publication number: DE539097C
Application number: DES79331D
Authority: DE
Inventors: Dr Victor Engelhardt
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1927-04-22
Filing date: 1927-04-22
Publication date: 1931-11-23

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 23. NOVEMBER 1931ISSUED ON November 23, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 539097 KLASSE 121 GRUPPE JVi 539097 CLASS 121 GROUP

Siemens & Halske Akt-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)Siemens & Halske Akt-Ges. in Berlin-Siemensstadt *)

Elektrolytische Zelle mit Quecksilberkathode Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. April 1927 abElectrolytic cell with mercury cathode Patented in the German Reich on April 22, 1927

Es ist eine elektrolytische Zelle bekannt geworden, bei welcher eine Quecksilberkathode auf dem porösen Boden eines in den Anodenraum hineingehängten Behälters angeordnet ist. Es ist dabei in dieser Veröffentlichung lediglich angegeben, daß der Boden aus porösem Material bestehen soll; jedoch ist nicht zu entnehmen, in welcher Form dieses poröse Material vorhanden sein soll. Die Anoden sind bei dieser bekannten Zelle in den verhältnismäßig engen Raum zwischen der Außenwandung des Kathodenbehälters und der Innenwandung des Anodenbehälters senkrecht eingehängt, so daß ihre unteren Enden nur wenig über den unteren Rand des Kathodenbehälters hinausragen.An electrolytic cell using a mercury cathode has become known arranged on the porous bottom of a container suspended in the anode space is. It is only stated in this publication that the floor is made of porous Material should consist; however, it is not clear in what form this porous Material should be available. The anodes are in this known cell in the proportion narrow space between the outer wall of the cathode container and the inner wall of the anode container perpendicular hung so that their lower ends only slightly above the lower edge of the cathode container protrude.

Diese bekannte Zelle ist wenig zweckmäßig gebaut. Es tritt bei ihr eine unerwünschte starke Zusammendrängung der Stromlinien nahe dem unteren Ende des Kathodenbehälters ein. Die Anoden werden nur zu einem geringen Teil tatsächlich ausgenutzt, und außerdem wird der in dem engen Zwischenraum zwischen Kathodenbehälter einerseits und' Anodenbehälter anderseits befindliche Elektrolyt erheblich stärker erwärmt als der Hauptteil des Elektrolyten, der sich im unteren Teil des Anodenbehälters befindet.
Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Einrichtung wird gemäß der Erfindung der Boden des Kathodenbehälters aus einer starren, alkalibeständigen, vorzugsweise aus Chromoxyd bestehenden Platte hergestellt. Die Anwendung eines Diaphragmas aus Chromoxyd, das bereits anderweitig an sich geschützt ist, hat bei der neuen Zelle insbesondere den neuen Vorteil, daß die Bruchfestigkeit eines solchen Diaphragmas verhältnismäßig hoch ist, so daß man eine verhältnismäßig dünne, große Chromoxydplatte als Boden des Kathodenbehälters benutzen kann und damit den Vorteil einer großen Qüecksilberoberfläche hat. Zweckmäßig ist es, die starre, poröse Platte auf einen nach innen vorspringenden Ringansatz des Kathodenbehälters lose aufzusetzen, weil bei einer derartigen Ausbildung der reuen Zelle diese leicht zusammengesetzt und zwecks Reinigung auseinandergenommen werden kann. Dieser Ringansatz könnte freilich, da die Anoden notwendig.;rweise ganz oder teilweise unterhalb des Bodens des Kathodenbehälters angeordnet sein müssen, insofern nachteilig wirken, als an seiner Unterseite sich das anodisch entwickelnde Gas. insbesondere Chlor, unerwünschterweise ansammeln könnte. Um dies zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Anoden vollständig unterhalb der starren, porösen Bodenplatte des Kathodenbehälters in senkrechter Stellung so anzuordnen, daß sie etwa unterhalb der Seitenwände des Kathodenbehälters zu stehen kommen. Durch diese Ausbil-This well-known cell is not built for the intended purpose. It occurs in her an undesirable strong constriction of the streamlines near the lower end of the cathode container. The anodes are only used to a small extent, and in addition the electrolyte in the narrow space between the cathode container on the one hand and the anode container on the other hand is heated considerably more than the main part of the electrolyte, which is located in the lower part of the anode container.
To avoid the disadvantages of the known device, the bottom of the cathode container is made from a rigid, alkali-resistant plate, preferably made of chromium oxide, according to the invention. The use of a diaphragm made of chromium oxide, which is already otherwise protected, has the new advantage in the new cell that the breaking strength of such a diaphragm is relatively high, so that a relatively thin, large chromium oxide plate can be used as the bottom of the cathode container and thus has the advantage of a large mercury surface. It is expedient to loosely place the rigid, porous plate on an inwardly projecting ring attachment of the cathode container, because with such a design the clean cell can easily be assembled and disassembled for cleaning. This ring attachment could of course, since the anodes necessarily have to be arranged entirely or partially below the bottom of the cathode container, to the extent that the anodic gas develops on its underside. especially chlorine, could accumulate undesirably. To avoid this, it is advisable to arrange the anodes completely below the rigid, porous base plate of the cathode container in a vertical position so that they come to stand approximately below the side walls of the cathode container. Through this training

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Dr. Victor Engelhardt in Berlin-Charlottenburg.Dr. Victor Engelhardt in Berlin-Charlottenburg.

dung der neuen Zelle steigen die anodisch entstehenden Gase, begünstigt durch die Erwärmung der Anodenflüssigkeit, nach oben an der Außenseite der Wandungen des Kathodenbehälters vorbei in den Zwischenraum zwischen Kathodenbehälter und Anodenbehälter und können von hier aus leicht entfernt, insbesondere abgesaugt werden.When the new cell is formed, the anodic gases rise, favored by the warming the anolyte, upwards on the outside of the walls of the cathode container past into the space between the cathode container and the anode container and can be easily removed from here, in particular be sucked off.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Zelle für Verwendung zur Chloralkalielektrolyse dargestellt. In ein Baidgefäß α sind Anoden b. z. B. aus Graphit, in senkrechter Stellung eingesetzt. Außerdem enthält das Badgefäß α die zu elektrolysierende Alkalichloridlösung c. Nach oben hin ist das Badgefäß α durch einen Deckel d abgeschlossen, der nahe seinem Rande mit Ablaßrohren e für das sich - anodisch entwikkelnde Chlorgas versehen ist. An dem Deckel ist ein Behälter f befestigt, der in das Gefäß a hineinragt. Der Boden des Behälters / wird durch eine poröse Platte gebildet, die beispielsweise aus Chromoxyd, Zirkonoxyd oder einem anderen chemisch widerstandsfähigen as Stoff besteht. Die poröse Platte g, welche zweckmäßig auf einen nach innen vorspringenden Ringansatz des Behälters f lose aufgelegt und abgedichtet ist, dient als Träger für die Quecksilbermenge h, in die eine Sekundärkathode i aus schwer amalgamierbarem Material, beispielsweise Eisen, eingesetzt ist. Über der Quecksilbermenge h befindet sich Wasser k. The drawing shows an embodiment of the new cell for use in chlor-alkali electrolysis. Anodes b are in a Baidge vessel α. z. B. made of graphite, used in a vertical position. In addition, the bath vessel α contains the alkali metal chloride solution c to be electrolyzed. Towards the top, the bath vessel α is closed off by a cover d which, near its edge, is provided with drainage pipes e for the chlorine gas which develops anodically. A container f , which protrudes into the vessel a, is attached to the lid. The bottom of the container / is formed by a porous plate made, for example, of chromium oxide, zirconium oxide or another chemically resistant material. The porous plate g, which is expediently loosely placed and sealed on an inwardly protruding ring attachment of the container f , serves as a carrier for the amount of mercury h, in which a secondary cathode i made of a material that is difficult to amalgamate, for example iron, is inserted. Above the amount of mercury h there is water k.

Wie ersichtlich, sind die Anoden b in senkrechter Stellung so angeordnet, daß sie etwa unterhalb der Seitenwände des Kathoden-.behälters f..stehen. Infolgedessen kann sich das anodisch entwickelnde Chlor, nicht an dem Ringansatz des Behälters f absetzen, sondern streicht, begünstigt durch die während des Betriebes eintretende Erwärmung der Alkalichlofidlösung, an den Seitenwandungen des Behälters / vorbei nach oben und wird mittels der Rohre e abgesaugt. Die Elektrolyse wikkelt sich in an sich bekannter Weise derart ab, daß das Wasser k sich mehr und mehr mit Alkalihydroxyd anreichert:As can be seen, the anodes b are arranged in a vertical position so that they are approximately below the side walls of the cathode .behälters f ... As a result, the anodically evolving chlorine cannot settle on the ring attachment of the container f , but rather brushes off the side walls of the container / past the side walls of the container / upwards and is sucked off by means of the pipes e. The electrolysis takes place in a manner known per se in such a way that the water k is increasingly enriched with alkali hydroxide:

Statt, wie dargestellt, den Kathodenbehälter/ mit dem starren, porösen Boden g an dem Deckel zu befestigen, kann dieser auch beispielsweise in das Badgefäß hineingehängt oder an irgendwelchen ortsfesten Teilen, Wänden o. dgl. befestigt sein. .Die neue Zelle ist außer für Alkalihalogenelektrolyse auch sinngemäß für andere Verfahren anwendbar, die mit Quecksilberkathode arbeiten.Instead of, as shown, attaching the cathode container / with the rigid, porous base g to the cover, this can also be hung, for example, in the bath vessel or attached to any stationary parts, walls or the like. In addition to alkali halogen electrolysis, the new cell can also be used for other processes that work with mercury cathodes.

Claims

Patent claims:

i. Electrolytic cell in which the Mercury cathode on the porous bottom of a suspended in the anode compartment Container is arranged, characterized in that the bottom of the cathode container made of a rigid, chemically resistant, preferably made of chromium oxide, porous plate is made.

2. Electrolytic cell according to claim i, characterized in that the rigid, porous plate on an inwardly projecting ring lug of the cathode container is loosely attached.

3. Electrolytic cell according to claim 2 with vertically arranged anodes, characterized characterized in that the anodes are arranged completely below the rigid, porous bottom plate of the cathode container are that they are about below the side walls of this container.

For this purpose ι sheet of drawings