CH144634A - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Alkalimetallen und Halogenen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von     Alkalimetallen    und Halogenen.    Es ist bekannt,     Alkalimetalle    und Halo  gene durch Elektrolyse geschmolzener Al  kalihalogenide in Zellen herzustellen, welche  einen oben offenen     Einfüll-        bezw.    Ein  schmelzraum für das Salz besitzen, der ge  trennt ist von den Räumen, die zum Sam  meln und Abführen der     Elektrolysenpro-          dukte    dienen.  



  Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur gleichzeitigen Herstellung von       Alkalimetallen    und von Halogenen durch  Elektrolyse geschmolzener     Alakalihaloge-          nide,    insbesondere von     Natriumchlorid    in  derartigen Zellen und ist dadurch gekenn  zeichnet, dass für     .Bildung    und Aufrecht  erhaltung einer Salzkruste auf der Ober  fläche der Schmelze Sorge getragen     wird.     



  Zweckmässig wird. die Wärme, welche  zum Einschmelzen und Entwässern des in  den obern     Einfüll-    und     Einschmelzraum    ein  getragenen Salzes erforderlich ist, geliefert  durch     heitungs-    und     $onvektionsströme    aus    der     Elektrolysierzone.    Ausser dem Wärme  verbrauch in der Schmelzzone und der durch  die     Elektrolysenprodukte    abgeführten Wärme  findet noch erheblicher Wärmeverlust statt  durch Strahlung von der Oberfläche des Ein  schmelzraumes und den Zellwänden.  



  Für die Erzielung hoher und gleichmässig  guter Energieausbeuten ist von Wich  tigkeit, dass die Strahlungsverluste so ge  regelt werden, dass die in der     Elektrolysiec-          zone    erzeugte Wärme ständig den gesamten  Wärmebedarf deckt und die Wärmeverluste  in befriedigender Weise ausgleicht.  



  Dieser Erfolg wird nach der Erfindung  dadurch erzielt, dass die Zelle so betrieben  wird, dass die freie Oberfläche des Schmelz  bades ständig von einer Salzkruste bedeckt  ist, welch letztere alsdann mit einer mehr  oder weniger starken Schicht von     unge-          schmolzenem    losen Salz beladen werden  kann.      In Ausübung der Erfindung verfährt  man zum Beispiel derart, dass das kristalli  sierte Salz in grösserer Menge auf den  schmelzflüssigen Inhalt des     Einschmelzrau-          mes    aufgebracht wird, wobei auf Massnah  men, welche eine rasche Vermischung begün  stigen könnten, wie zum Beispiel Einrühren,  verzichtet wird. Es bilden sich alsdann zu  nächst auf der Schmelze schwimmende po  röse Salzstücke.

   Diese treten zu Brücken  zusammen, bis schliesslich eine die Gesamt  oberfläche des     Einschmelzraumes    bedeckende  Salzkruste entsteht. Durch diese poröse, gut  wärmeisolierend     wirkende        Salzkruste    werden  die Wärmeverluste durch Abstrahlung be  trächtlich verringert.  



  Auf die     Salzkruste    kann man nun eine       melu    oder weniger dicke Schicht von losem       ungeschmolzenem        Salz    aufgeben und hier  durch     Vorteile    nach verschiedenen Richtun  gen hin erzielen. Das lose Salz besitzt zu  nächst infolge der     vielen    Lufträume zwischen  den Kristallen eine ausgezeichnete wärme  isolierende Wirkung. Weiterhin wird das  selbe durch die abstrahlende Wärme einer  weitgehenden     Vertrocknung        unterworfen    und  schliesslich     dient    es als unmittelbare Quelle  zum Nachschub für das durch die Elektro  lyse zerlegte Salz.  



  Die Erfindung ermöglicht, wie sich ge  zeigt hat,     einen    Betrieb der Zellen mit guter  Wärmeökonomie, das heisst eine Vergleich  mässigung des Betriebes und dadurch be  dingte hohe gleichmässig gute Energieaus  beuten.     Durch    Aufbringung mehr oder we  niger starker Salzschichten ist man in der  Lage, den Wärmeverlust durch Strahlung in  einfachster Weise so zu regeln, dass das  Wärmegleichgewicht in der Zelle erhalten  bleibt. Ein weiterer Vorzug dieser Arbeits  weise besteht darin, dass durch die das  Schmelzbad abschliessende poröse Salzkruste       und    die darauf befindliche Schicht von losem  Salz eine Belästigung des Bedienungsperso  nals durch     Flitzeausstrahlung    durchaus ver  mieden wird.  



  Das     Aufbringen    einer Salzschicht ermög  licht die Erzielung noch weiterer Vorteile.    Es ist zum Beispiel bekannt, dass infolge des  aufsteigenden starken Chlorstromes starkes  Aufwallen beim Austritt des Chlors aus dem  schmelzflüssigen Bad stattfindet. Es muss  daher das Bad an der betreffenden Stelle  möglichst dünnflüssig erhalten werden. Fin  det an der     Austrittstelle    eine Abkühlung der  Schmelze statt, so wird diese zähflüssig.  Hierdurch wird der     ('hloraustritt    gehemmt  und Schmelze an die Wände des Chlor  abgangsrohres     verspritzt,    woselbst sie er  starrt und durch Ansammlung schliesslich  den Chloraustritt versperrt.  



  Die vorliegende Erfindung ermöglicht  nun; den Chlorsammler     bezw.    das Chlor  abgangsrohr mit Salz zu umschichten und  hierdurch die Wärmestrahlung aus dem Rohr  derart einzuschränken, dass der Nachteil des       Zähflüssigwerdens    der Schmelze an dieser  gefährlichen Stelle mit Sicherheit vermieden.  wird.  



  Der Betrieb einer Zelle im Sinne der Er  findung, sowie diese selbst ist in der beige  fügten Zeichnung beispielsweise veranschau  licht.  



  1 ist die     zentral    angeordnete     Anode,    wel  che von der     ringförmig    ausgebildeten Ka  thode     72    umgeben ist. 6 ist der oberhalb der  Anode vorgesehene Sammelraum für das  Halogen mit Ableitungsrohr 11. 7 ist der  oberhalb der Kathode vorgesehene, ringför  mig ausgebildete     Sammelraum    für das Al  kalimetall, welches durch Leitung 8, 9 in  den     Sammelraum    10 gelangt. 12 und 13 sind  zum Beispiel aus Drahtnetzen bestehende       Biaphragmen.    3 ist der zum Beispiel aus  Eisen bestehende     Zellmantel,    welcher durch  feuerfeste Steine 5 ausgekleidet ist.  



  Der von den Aussenflächen der     Sammel-          räume    für das     lIalogen    und das     Alkalimetall     und der Innenwandung des     Zellmantels    be  grenzte Schmelzraum ist an seiner Ober  fläche (bei 4) von einer Salzkruste bedeckt,  welche mit einer dicken- Salzschicht 14 be  laden ist. Die Salzschicht ist bei dem Aus  führungsbeispiel so angeordnet, dass sie den  aus der Schmelze herausragenden Oberteil  des     Chlorsammelraumes    umgibt und isoliert.      Wie die Zeichnung erkennen lässt, er  streckt sich die Salzkruste über die gesamte  Innenwandung der Zelle.

   Auch hierdurch  wird unerwünschter Wärmestrahlung ent  gegengewirkt und die     Zellwandung    gegen den       '.Itigriff    der Schmelze geschützt.  



  Die,     Aufrechterhalting    der Salzschicht  kann durch periodische Zufuhr von     Firisch-          sa.lz    erfolgen. Zeitweilig kann es nötig sein,       die    die Salzschicht 14 tragende Kruste an       einer    Stelle zu durchbrechen. Dies kann zum       Beispiel    durch Durchstossen der Salzdecke       finit    Hilfe eines Spatens oder einer Eisen  stange erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Alkalimetallen und von Halogenen durch Elektrolyse von geschmolzenen Al kalilialogeniden in Zellen, welche einen oben offenen Einschmelzraum mit freier Ober fläche und einen Halogensammler, sowie ein llalogenabgangsrohr besitzen, dadurch ge kennzeichnet, dass für Bildung und Aufrecht erhaltung einer Salzkruste auf der Ober fläche der Schmelze Sorge getragen wird. LINTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Zellen, welche einen oben offenen Einschmelzraum mit grosser freier Oberfläche besitzen, zur Verwen dung kommen.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den Einschmelz- raum abschliessende Salzkruste mit einer Schicht von losem Salz bedeckt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, class die Schichthöhe des Salzes so bemes sen wird, dass die in der Elektrolysier- zone erzeugte Wärme ausreicht, um stän dig den gesamten Wärmebedarf zu dek- ken und die Wärmeverluste auszuglei chen. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 2 und 3, unter Verwendung von Zellen mit einem aus der Schmelze heraustretenden Halogensammelraum, da durch gekennzeichnet, dass der aus der Schmelze heraustretende Teil des Halo- gensammelraumes von Salz derart um schichtet wird, dass ein Zähflüssigwerden der Schmelze an der Stelle, an der das Halogen dieselbe verlässt, verhütet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 2, 3 und -1. dadurch ge kennzeichnet, dass der aus der Schmelze heraustretende Teil des Halogensammel- raumes und ein Teil der Ableitung für das Halogen von Salz derart umschichtet werden, dass ein Zähflüssigwerden der Schmelze an der Stelle, an der das Halo gen dieselbe verlässt, verhütet wird.