DE432514C - Process for the electrolysis of molten masses - Google Patents

Description

Verfahren zur Elektrolyse geschmolzener massen. Vorliegende Erfindung bezieht sich. auf die Elektrolyse geschmolzener Massen, z. B. auf die Gewinnung von metallischem Natrium durch elektrolytische Zersetzung von geschinolzenein Kochsalz, und bezweckt die Erzielung möglichst guter Energieausnutzung bei großer Betriebssicherheit bei solchen Verfahren, bei welchen der geschmolzene Elektrolyt durch den Zersetzungsbehälter (oder durch die Zersetzungsbehilter einer Batterie) hindurchbewegt und das Zersetzungsbad durch den neu eingeführten Elektr olytstrom in einem für die Zersetzung geeigneten Zustand erhalten wird.Process for the electrolysis of molten masses. Present invention refers to. on the electrolysis of molten masses, e.g. B. on extraction of metallic sodium by the electrolytic decomposition of molten in table salt, and aims to achieve the best possible energy utilization with high operational reliability in those processes in which the molten electrolyte passes through the decomposition tank (or through the decomposition tank of a battery) and the decomposition bath by the newly introduced electrolyte current in a suitable for decomposition State is preserved.

Für das Endergebnis der Elektrolyse in einem derartigen kontinuierlichen Verfahren spielt eine genaue Temperaturüberwachung in dem Zersetzungsraum eine entscheidende Rolle. Um diese unabhängig von wechselnden Betriebsverhältnissen und namentlich auch von Verschiedenheiten der Wärmeausstrahlung aus verschiedenen zu einer Batterie gehörigen Zersetzungsbehältern oder auch aus verschiedenen Abschnitten eines Zersetzungsbehälters von großer Abmessung erfolgreich durchzuführen, wird gemäß vorliegender Erfindung der Elektolyt außerhalb des Zersetzungsbehälters (oder der Behälter) einer geeigneten Temperaturbeeinflussung unterworfen und in einem für die Aufrechterhaltung der günstigsten Temperaturverhältnisse in der Zelle geeigneten Temperaturzustande dem Zersetzungsbad wieder zugeführt.For the end result of the electrolysis in such a continuous Accurate temperature monitoring in the decomposition room plays a crucial role Role. To this regardless of changing operating conditions and specifically also of differences in heat radiation from different to one battery Corresponding decomposition containers or from different sections of a decomposition container of large size can be successfully carried out in accordance with the present invention the electrolyte outside the decomposition container (or containers) of a suitable Subject to temperature manipulation and in one for maintaining the most favorable Temperature conditions in the cell, suitable temperature conditions in the decomposition bath fed back.

Eine solche Betriebsweise ist von besonderem Wert beim Betrieb einer Mehrzahl von zu einer Batterie zusammengeschlossenen Zersetzungsbehältern, bei deren engem Zusammenbau - wie er sich zur Verminderung der Wärmeausstrahlung empfiehlt - die Ausstrahlung der verschiedenen Zellen sehr verschieden ausfällt. Um die Temperaturüberwachung in diesem Falle möglichst einfach durchzuführen, empfiehlt es sich, die den einzelnen Zellen entnommenen Elektrolytströnie in gesammelter -lasse der Temperaturbeeinflussung außerhalb der Zellen zu unterwerfen und die einzelnen Zellen aus einer gemeinsamen Leitung mit geeignet temperierteni und nach Bedarf aufgefrischtem Elektrolyten zu speisen.Such a mode of operation is of particular value in the operation of a A plurality of decomposition containers joined together to form a battery, in the case of which close assembly - as recommended to reduce heat radiation - the radiation of the different cells is very different. To temperature monitoring in this case to be carried out as simply as possible, it is recommended that the individual Electrolyte streams removed from cells in collected -lasse the temperature influence outside the cells to subdue and separate the individual cells from a common Line with electrolyte at a suitable temperature and refreshed as required Food.

Eine solche Arbeitsweise ermöglicht zugleich, auf einfache Art eine Reinigung des Elektrolyten, namentlich von den sedimentären Verunreinigungen, die sich aus der Abnutzung der Zellenapparatur ergeben, vorzunehmen, die mit der Temperaturbeeinflussung außerhalb der Zellen Hand in Hand gehen kann.Such a way of working also enables a Purification of the electrolyte, especially from the sedimentary impurities that result from the wear and tear of the cell apparatus, to carry out that with the temperature influence can go hand in hand outside the cells.

Ergänzend zu der zentralen Temperaturbeeinflussung außerhalb des Bades der einzelnen "Zellen kann auch noch eine Temperaturbeeinflussung der den einzelnen Zellen zugeführten - Elektrolvtströme vorgesehen werden.In addition to the central temperature influence outside the bath the individual cells can also have an influence on the temperature of the individual Cells supplied - electrolvt currents are provided.

Eine zur Ausführung der Erfindung geeignete Anlage ist auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht und wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren erläutert.A system suitable for carrying out the invention can be found in the enclosed Drawings are illustrated and described below with reference to the drawing figures explained.

In der Zeichnung stellen dar: Abb. i einen Längsschnitt, teilweise einen Schnitt nach der Linie i-1 der Abb. 2, Abb. 2 einen Grundriß, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2, Abb. q. einen Schnitt nach der Linie d.-.1 der Abb.2. Abb. 5 einen Querschnitt in größerem Maßstabe für eine elektrolysierende Einheit, Abb. 6 einen Längsschnitt der elektrolysierenden Einheit.The drawing shows: Fig. I a longitudinal section, partially a section along the line i-1 of Fig. 2, Fig. 2 a plan, Fig. 3 a Section along the line 3-3 of Fig. 2, Fig. Q. a section along the line d .-. 1 of Fig.2. Fig. 5 is a cross-section on a larger scale for an electrolyzing Unit, Fig. 6 a longitudinal section of the electrolyzing unit.

Die dargestellte Anlage besteht aus einer Mehrzahl von elektrolysierenden Einheiten io, die mit einer Stromquelle ii in mehrfacher elektrischer Zierbindung stehen und so gruppiert sind, daß die äußeren wärmeausstrahlenden und wärmeleitenden Flächen vermindert werden. Die Wandungen der Zellen 12, in welchen die Einheiten untergebracht sind, bestehen zweckmäßig aus feuerfesten Ziegeln und feuerfesten Tonkörpern und sind mit Wärmeschutzmasse umgeben, z. B. durch Ziegel 13 aus Kieselgur. Die Anoden 14, die einen Teil der Zellenwandung bilden, bestehen aus Graphit und sind mit der elektrischen Stromquelle ii durch Graphitleiter 15 verbunden. Die Kathoden 16 können aus Kupfer bestehen; jede enthäIt einen Rahmen von etwa derselben Höhe wie die Anode und wird von einem Speichenkranz, einer durchlochten Platte r; o. dgl. mit stromzuleitender Kupferstange getragen. Die stromleitenden Stangen sind in mehrfacher elektrischer Verbindung durch die Leitungen 19 rnit der Stromquelle i i vereinigt.The system shown consists of a plurality of electrolyzing units io, which are in multiple decorative electrical connection with a power source ii and are grouped in such a way that the outer heat-emitting and heat-conducting surfaces are reduced. The walls of the cells 12, in which the units are housed, are expediently made of refractory bricks and refractory clay bodies and are surrounded with heat protection compound, e.g. B. by brick 13 made of kieselguhr. The anodes 14, which form a part of the cell wall, made of graphite and are connected to the electric power source by ii graphite conductor 1. 5 The cathodes 16 can be made of copper; each contains a frame about the same height as the anode and is supported by a ring of spokes, a perforated plate; or the like. Worn with a current-conducting copper rod. The current-conducting rods are combined in multiple electrical connections through the lines 19 with the current source ii.

Das Diaphragnia 2o besteht aus rechteckigen Körpern aus Drahtgaze, die von die Kathoden überdeckenden Hauben 21 getragen werden. Die Hauben werden von Röhren 22 getragen, durch «-elche das metallische Natrium, das sich beim Betrieb in den Hauben ansammelt, abgezogen wird. In der Mitte der Hauben sind geflanschte Rohrstücke 2i' angeordnet, welche den Durchgang zwischen den oberen und unteren Flüssigkeitsoberflächen der Zellen vermitteln. Das bei der Elektroly se entwickelte Chlorgas entweicht durch Abziige 23.The diaphragm 2o consists of rectangular bodies made of wire gauze, the hoods 21 covering the cathodes are carried. The hoods will carried by tubes 22, through which the metallic sodium, which is produced during operation accumulates in the hoods, is withdrawn. In the middle of the hoods are flanged Pipe pieces 2i 'arranged, which the passage between the upper and lower Mediate the liquid surfaces of the cells. Developed during electrolysis Chlorine gas escapes through vent 23.

Die Böden 24 der Zellen konvergieren und münden in einen Längskanal 25, voll denen einer für jede der beiden Zellenreihen vorhanden ist. Jeder Kanal 25 mündet an dem leinen Ende in einen Elektrolytbehälter 26, und die beiden Behälter 26 stehen an oder nahe ihren Böden durch einen Ouerkanal27 (Abh. 4) miteinander in Verbindung. In jedem Behälter 26 ist eine Pumpe 28, deren Auslaß zu Filterkammern 29 führt. Jedes Filter 2,9 hat einen Auslaß 3o, der mit einem mittleren Behälter 31 in Verbindung steht.The bottoms 24 of the cells converge and open into a longitudinal channel 25, full of which there is one for each of the two rows of cells. Each channel 25 opens at the linen end into an electrolyte container 26, and the two containers 26 are connected to one another at or near their bottoms by an Ouerkanal27 (Fig. 4). In each container 26 is a pump 28, the outlet of which leads to filter chambers 29. Each filter 2.9 has an outlet 3o which is in communication with a central container 31.

Eine Pumpe 32 in dem Behälter 31 mündet rnit ihrem Einlaß in den Elektrolyten des Behälters, während der Auslaß durch Rohr 33 reit einer Zellenspeiseleitung 34 in Verbindung steht, die in einem Kanal des oberen Teiles des Mauerwerks zwischen und über den beiden Zellenreihen liegt. Zweigrohre 35 verteilen den Elektrolyten zu den einzelnen Zellen; der Durchfluß durch die einzelnen Zweigrohre wird durch Ventile 36 geregelt. Der Elektrolyt wird zweckmäßig in die Zellen an zwei Punkten an jeder Seite eingeführt. Ein Teil tritt an dein oberen Teil der Anode 14 durch Röhren 37 (Abb. 6) ein und ein Teil nahe dein oberen Teil des Bades durch die Röhren 38. Der Durchfluß durch die Röhren 37 und 38 wird durch nicht dargestellte Einrichtungen geregelt, wie durch Leitplatten in den Zweigrohren 35. L m dem zu den Einheiten fließenden Elektrolyten Wärme zuzuführen, ist jedes Speiserohr 37 rnit einem elektrischen Widerstand 39 ausgestattet. Um dem Elektrolyten Wä rrne zu entziehen, wenn er die Zweigleitungen durchströmt, sind diese an ihren oberen Teilen mit Wassermänteln d.o versehen (Abb. 3).A pump 32 in the container 31 opens with its inlet into the electrolyte of the container, while the outlet rides through pipe 33 to a cell feed line 34 communicates in a channel of the upper part of the masonry between and is above the two rows of cells. Branch pipes 35 distribute the electrolyte to the individual cells; the flow through the individual branch pipes is through Valves 36 regulated. The electrolyte is conveniently drawn into the cells at two points introduced on each side. A part passes through to the upper part of the anode 14 Tubes 37 (Fig. 6) and a part near the top of the bath through the tubes 38. The flow through tubes 37 and 38 is controlled by means not shown regulated, as by guide plates in the branch pipes 35. L m to the units To supply heat to flowing electrolytes, each feed tube 37 has an electrical Resistance 39 fitted. To remove heat from the electrolyte when it Branch lines flowed through, these are at their upper parts with water jackets d.o provided (Fig. 3).

Jenseits der Zweigröhren der letzten Zellen ist das Hauptrohr 3_l. zurückgebogen und verläuft nach hinten unterhalb des speienden Stranges durch den mittleren Behälter 31 hindurch und mündet in eine den Elektrolyten heizende Retorte 41. Diese kann mit einem Gas- oder COlbrenner 4.2 beheizt werden. Durch einen mit Ventilen versehenen Auslaß 43 wird der Elektrolyt, der nicht auf die Zellen io verteilt wird, in den Behälter 31 zu erneutem Umlauf zurückgeführt, wobei das Ventil 44 in dem Abschnitt des Hauptrohres, der zur Retorte 41 führt, teilweise oder ganz geschlossen ist. Wenn die Wiedererwärmung des Elektrolyten notwendig ist, dann wird das Ventil 44 geöffnet und das Ventil 43 teilweise oder ganz geschlossen.Beyond the two tubes of the last cells is the main tube 3_l. bent back and runs backwards below the spouting cord through the middle container 31 through and opens into a retort heating the electrolyte 41. This can be heated with a gas or oil burner 4.2. Through one with Valved outlet 43 is the electrolyte, which is not distributed to the cells io is returned to the container 31 for renewed circulation, the valve 44 in the section of the main pipe that leads to the retort 41, partially or completely closed is. If rewarming of the electrolyte is necessary then the valve will 44 open and the valve 43 partially or completely closed.

Neben den Behältern 26 sind Retorten `1 .5 angeordnet, die mit den Behältern in Verbindung stehen; in die Retorten .I5 werden feste Auffüllstoffe, z. B. Kochsalz, mit geringen Mengen von Flußmitteln versetzt, durchT r ichter 4.6 eingeführt, geschmolzen und gereinigt. Die Retorten können von außen durch Gas-oder ölbrenner .I7 erhitzt werden. Zur Reinigung der Stoffe werden diese in geschmolzenem Zustande durch besondere elektrochemische Einheiten .I8 voa geringer Spannull- geleitet, die in die Schmelzbäder der Retorten 45 eintauchen und mit unlöslichen oder entfernbaren Anoden ausgestattet sind. Die geschmolzenen Auffüllstoffe gelangen aus den Einheiten <1.8 durch Röhren .I9 in Behälter 26, wo sie sich mit dem Rückstand des Elektrolyten mischen, und «-erden hier filtriert.In addition to the containers 26, retorts `1 .5 are arranged with the Communicating containers; solid fillers are placed in the retorts .I5 z. B. Table salt, mixed with small amounts of flux, through funnel 4.6 introduced, melted and purified. The retorts can be supplied by gas or outside oil burner .I7 are heated. To clean the fabrics, they are melted Conditions due to special electrochemical units .I8 voa low voltage zero- conducted, which are immersed in the melt pools of the retorts 45 and with insoluble or removable Anodes are equipped. The melted fillers come out of the units <1.8 through tubes .I9 into container 26, where they settle with the residue of the electrolyte mix and earth here filtered.

Um in dein geschmolzenen Elektrolyten der Behälter 26 eine erhöhte Temperatur aufiechtzuerhalten, kann ein elektrischer Widerstand 5o längs ihrer Böden und des Bodens der Querleitung 27, welche die Behälter 26 verbindet, angeordnet sein. Die Polklemmen des Widerstandes sind mit 51 bezeichnet. In ähnlicher Weise kann der Kanal 25 mit einem elektrischen Widerstand 52 ausgestattet sein. um den darin enthaltenen geschmolzenen Elektrolyten auf erhöhter Temperatur zri erhalten.To get into your molten electrolyte the container 26 has an increased To maintain temperature, there can be an electrical resistance of 5o along their bottoms and the bottom of the cross line 27 connecting the containers 26 be. The pole terminals of the resistor are labeled 51. In a similar way the channel 25 can be equipped with an electrical resistor 52. to the molten electrolyte contained therein at an elevated temperature zri obtained.

Zur Ausführung des Verfahrens wird ein geschmolzener Elektrolyt von richtiger Temperatur, Reinheit und Zusammensetzung, z. B. Natriumchlorid und Flußmitteln, aus dem Beli <lter 31 durch Hauptrohr 34. zu jeder Einheit gepumpt, und zwar im Überschuß über die für die elektrolytische Zersetzung geförderte Menge. Der Fluß des Elektrolyten zu den verschiedenen Einheiten wird durch die Ventile 36 in den Zweigl-zanälen 35 geregelt und die Temperatur des eintretenden Elektrolyten mittels der entsprechenden elektrischen Heizelemente 39 (Abh. 5). Durch diese Reglung wird die Temperatur des der Eiektrolvse unterworfenen Elektrolyten auf dem Punkt gehalten, der die höchsten Ausbeuten begünstigt. Auch eine geeignete Teilung des elektrischen Stromes wird zwischen den verschiedenen Einheiten gewahrt, die zu mehreren verbunden sind.To carry out the process, a molten electrolyte is used by correct temperature, purity and composition, e.g. B. Sodium Chloride and Fluxes, pumped from the beli <lter 31 through main pipe 34 to each unit, namely in excess of the amount promoted for electrolytic decomposition. The river of the electrolyte to the various units is through the valves 36 in the Zweigl-zanälen 35 regulated and the temperature of the incoming electrolyte by means of the corresponding electrical heating elements 39 (Dep. 5). This regulation becomes the temperature of the electrolyte subjected to electrolyte on the Point held, which favors the highest yields. Also a suitable division of the Electric current is maintained between the various units, which become several are connected.

Man läßt den Elektrolyten durch die Einheiten derart umlaufen (s. Pfeile in Abb. 5 und 6), daß feste Verunreinigungen, wie Teilchen von Kohle, Carbiden, Eisen, Calcium, Magnesium, Kupfer, Sand und feuerfester Ton, ebenso wie gelöste Verunreinigungen, wie metallisches Chlorid, von dem verbleibenden Teil des Elektrolyten (d. h. dem nicht zersetzten Teil) entnommen und aus der Zone des elektrolytischen Vorganges entfernt werden. Der mit Verunreinigungen beladene Elektrolyt strömt durch den offenen Boden einer jeden Einheit in den einen der Kanäle 25, wo er sich mit den Rückständen aus den übrigen Einheiten vereinigt, und durch diese Kanäle 25 wird der Elektrolyt dem Behälter 26 zugeführt, der Einrichtungen zur Entfernung der Verunreinigungen aus dem Elektrolyten enthält. Die Reinigung besteht in einer chemischen Behandlung oder Elektrolyse in einer besonders bezeichneten Einheit, um die Verunreinigungen aus der Lösung zu trennen, oder nur im Ausfällen oder Abfiltrieren der festen Verunreinigungen. Das besondere Reinigungsverfahren hängt von der Natur der Verunreinigungen ab, die ihrerseits wieder von der Reinheit der für die Ergänzung verwendeten Materialien abhängt, ebenso wie von der Natur der Ausgangsstoffe, die für den Aufbau und für die Ausfütterungen der die Einheit umschließenden Zelle verwendet worden sind, und schließlich von der Geschicklichkeit des Arbeiters. Im allgemeinen ist die mechanische Behandlung ausreichend, und deshalb ist ein Filter 29 in jedem Behälter 26 dargestellt, durch welchen der Elektrolyt mittels der Pumpe 28 hindurchgedrückt wird. Die Filter können aus Drahtgaze, gelochtem Metall, Koks, Holzkohle und ähnlichen Stoffen bestehen. Aus dem Filter 29 strömt der gereinigte Elektrolyt in den mittleren Behälter 31 zum Wiederumlauf.The electrolyte is allowed to circulate through the units in this way (see Sect. Arrows in Fig. 5 and 6) that solid impurities, such as particles of coal, carbides, Iron, calcium, magnesium, copper, sand and refractory clay, as well as dissolved ones Impurities such as metallic chloride from the remaining part of the electrolyte (i.e. the undecomposed part) and removed from the zone of the electrolytic Process must be removed. The electrolyte loaded with impurities flows through it the open bottom of each unit into one of the channels 25, where it meets with the residues from the remaining units combined, and through these channels 25 is the electrolyte is fed to the container 26, the means for removing the impurities from the electrolyte contains. The cleaning consists of a chemical treatment or electrolysis in a specially designated unit to remove the impurities to separate from the solution, or only in the precipitation or filtering off the solid impurities. The particular cleaning method depends on the nature of the contaminants that in turn, from the purity of the materials used for the supplement depends, as well as on the nature of the starting materials, which for the construction and for the linings of the cell enclosing the unit have been used, and finally on the skill of the worker. In general, it is mechanical Treatment sufficient and therefore a filter 29 is shown in each container 26, through which the electrolyte is pressed by means of the pump 28. The filters can consist of wire gauze, perforated metal, coke, charcoal and similar materials. The cleaned electrolyte flows from the filter 29 into the middle container 31 for recirculation.

Die Hilfsmittel zum Schmelzen und Mischen der Stoffe, die zur Ergänzung des Elektrolyten erforderlich sind, sind zweckmäßig mit den Einheiten zusammengruppiert, wie dargestellt, und wo die Anzahl der Einheiten ausreicht, dort können die Hilfsmittel zum Reinigen dieser Stoffe vorhanden sein. Bei dem dargestellten Beispiel werden die Ergänzungsstoffe, meistens Kochsalz mit geringen Mengen von Flußmitteln, in den Retorten 45 geschmolzen, denen sie aus dem Trichter 46 (Abb. i) in festem Zustande zugeführt werden. Die Reinigung der Ergänzungsstoffe wird im dargestellten Falle durch Elektr olysieren des geschmolzenen Stoffes in einer besonderen Einheit 48 von niedriger Spannung ausgeführt, deren Anoden unlöslich oder entfernbar sind. Durch diese Behandlung werden die sauerstofftragenden Verunreinigungen niedergeschlagen und verhindert, in den regelmäßigen Prozeß einzutreten und die permanenten Graphitelektroden anzugreifen. Die Einheiten 48 sind als in die Schmelzbäder der Retorten 45 eintauchend dargestellt.The tools for melting and mixing the substances that make up the complement of the electrolyte are expediently grouped together with the units as shown, and where the number of units is sufficient, the aids can be used there be available to clean these substances. In the example shown, the supplements, mostly table salt with small amounts of flux, in the retorts 45 melted, which they from the funnel 46 (Fig. i) in a solid state are fed. The purification of the supplements is in the illustrated case by electrolysing the molten substance in a special unit 48 run of low voltage, the anodes of which are insoluble or removable. This treatment eliminates the oxygen-carrying impurities and prevents entering the regular process and the permanent graphite electrodes to attack. The units 48 are designed to be immersed in the melt pools of the retorts 45 shown.

Die geschmolzenen Auffüllstoffe werden aus den Einheiten 48 durch Leitungen 49 in die Behälter 26 geführt, wo sie sich mit dem Rückstand des Elektrolyten mischen und mit diesem filtrieren. Die Temperatur des geschmolzenen Elektrolyten in den Behältern 26 wird auf der richtigen Höhe durch die in den elektrischen Widerständen 50 und 52 entwickelte Wärme aufrechterhalten; die Widerstände sind an den Böden der Behälter und den Leitungen 25 und 27 angeordnet.The molten fillers are fed from the units 48 through lines 49 into the containers 26, where they mix with the residue of the electrolyte and filter with it. The temperature of the molten electrolyte in containers 26 is maintained at the proper level by the heat developed in electrical resistors 50 and 52; the resistors are arranged on the bottoms of the containers and the lines 25 and 27.

Der gereinigte und aufgefüllte Elektrolyt wird aus den Filtern 29 in den Behälter 31 entleert, von wo er wieder im Überschuß in die verschiedenen Einheiten io durch das Hauptrohr 34 gepumpt wird. Der geschmolzene Elektrolyt, welcher aus dem Hauptrohr nicht auf die verschiedenen Einheiten verteilt wird, fließt durch den Umkehrstrang des Hauptrohres zu dem Behälter 31 über den Hahn 43 (Abb. 3 und 4). Der zurückfließende Elektrolyt kann ganz oder teilweise durch das Ventil 44 in die Retorte 41 entleert werden, wo Wärme hinzugefügt wird, und der heiße Elektrolyt wird durch Rohr 53 in den Behälter 31 entleert, aus welchem er wieder den verschiedenen Einheiten durch Hauptrohr 34 zugepumpt wird.The cleaned and replenished electrolyte is emptied from the filters 29 into the container 31 , from where it is again pumped in excess into the various units through the main pipe 34. The molten electrolyte, which is not distributed from the main pipe to the various units, flows through the return line of the main pipe to the container 31 via the tap 43 (Figs. 3 and 4). The returning electrolyte can be emptied in whole or in part through valve 44 into retort 41, where heat is added, and the hot electrolyte is emptied through pipe 53 into container 31, from which it is pumped back to the various units through main pipe 34.

Durch Hinzufügung von Wärme zu dem Elektrolyten in den Retorten 45 und 41 und dem Widerstand in dem Kanal 2,7 kann das thermische Gleichgewicht in dem System aufrechterhalten werden, und. die Einheiten arbeiten mit einer Stromdichte und einem Elektrodenabstand, der den größtmöglichen Ausbeuten am günstigsten ist. Die zugeführte Wärme ersetzt einen bedeutenden Teil der gesamten Energieverluste und hat die Ersparnis an elektrolytischer Kraft zur Folge, da die Arbeitsspannung bis auf einen Punkt verringert wird, der sich der Zersetzungsspannung möglichst nähert. .By adding heat to the electrolyte in retorts 45 and 41 and the resistance in channel 2,7 , thermal equilibrium can be maintained in the system, and. the units operate with a current density and electrode spacing that is most favorable for the greatest possible yields. The heat supplied replaces a significant part of the total energy losses and results in a saving in electrolytic power, since the working voltage is reduced to a point which approaches the decomposition voltage as closely as possible. .

Wo Wärme durch Verbrennung von Brennstoffen zugeführt wird, können die Retorten 45 und 41 ganz aus wärmebehandeltem Stahl, Nickelchrom oder anderen geeigneten Legierungen bestehen oder nur mit diesen ausgefüttert sein. Da die Menge der aus den Retorten entweichenden Gase bedeutend ist, und da sie die Heizflächen mit sehr hoher Temperatur verlassen, so ist es wirtschaftlich, sie durch irgendeinen Economiser, z_. B. einen Dampfkessel, hindurchzuschicken (nicht dargestellt).Where heat is supplied by burning fuels, can the retorts 45 and 41 made entirely of heat treated steel, nickel chrome or others suitable alloys exist or only be lined with these. Because the crowd of the gases escaping from the retorts is important, and because they are the heating surfaces with very high temperature so it is economical to leave them by some economiser, z_. B. a steam boiler to send through (not shown).

Wenn die Kosten der elektrischen Kraft verhältnismäßig gering sind, dann kann die Wärme zum Schmelzen der Auffüllstoffe und zur Aufrechterhaltung des Temperaturgleichgewichtes dadurch erhalten werden, daß man die Kraft direkt oder indirekt durch Widerstände in den Retorten :MS und 41 oder in den Behältern 26 und 2fi leitet.When the cost of electric power is relatively low, then the heat can be used to melt the filler material and maintain it Temperature equilibrium can be obtained by applying the force directly or indirectly through resistances in the retorts: MS and 41 or in the containers 26 and 2fi heads.

Die Reglung der Temperatur des in jede Einheit eintretenden Elektrolyten wird bewirkt, indem man an irgendeinem Punkt zwischen dem Hahn 36 jeder Einheit und dem Punkt, wo der Elektrolyt in die die Einheit umgebende Kammer eintritt, Wärme zuführt oder abzieht. Diese Wärme wird zugeführt, indem man eine elektrische Hilfskraft einleitet oder durch Verbrennen von Gas oder Öl. Bei der dargestellten Ausführungsform wird sie durch die elektrischen Widerstände 39 (Abb. 5) in jedem Zweigkanal 35 erhalten, der jeden Hahn 36 mit der die Einheit umgebenden Kammer verbindet. Wo Öl oder Gasfeuerung angewendet wird, ist eine kleine Schlange oder Retorte (nicht dargestellt) von ausreichender Heizfläche zwischen jedem Hahn und dem entsprechenden Zweigkanal eingeschaltet, und man läßt den eintretenden Elektrolyten durch diese Schlange oder Retorte hindurchfließen, deren äußere Fläche von den Flammen bestrichen wird. Die Hitze wird durch Wasserkühlung abgezogen. Bei dem dargestellten Beispiel ist der obere Teil jedes Zweigkanals 35 von einem Wassermantel q.o (Abh. 5) umgeben von solchen Abmessungen, ((aß die Temperatur des fließenden Elektrolyten ohne Gefahr des Einfrierens oder der Erstarrung vermindert werden kann.The regulation of the temperature of the electrolyte entering each unit is effected by going at any point between the tap 36 of each unit and the point where the electrolyte enters the chamber surrounding the assembly, heat supplies or withdraws. This heat is supplied by an electrical assistant initiates or by burning gas or oil. In the illustrated embodiment it is obtained by the electrical resistors 39 (Fig. 5) in each branch duct 35, which connects each faucet 36 to the chamber surrounding the unit. Where oil or gas firing a small snake or retort (not shown) is sufficient Heating surface switched on between each tap and the corresponding branch duct, and the incoming electrolyte is allowed to flow through this snake or retort, the outer surface of which is smeared by the flames. The heat is by water cooling deducted. In the example shown, the upper part of each branch duct is 35 surrounded by a water jacket q.o (dep. 5) of such dimensions, ((ate the temperature of the flowing electrolyte is reduced without the risk of freezing or solidification can be.

Durch die Art und Weise, wie das Fließen durch das Hauptrohr 3.4 erfolgt, gelangt der Elektrolyt in den Hahn 36 jeder Einheit bei praktisch derselben Temperatur. Auch die Zusammensetzung des Elektrolyten ist in allen Einheiten praktisch gleichförmig. Diese leiden Tatsachen ermöglichen, daß die meisten Einheiten nur -durch Reglung der Durchflußinenge des eintretenden Elektrolyten geregelt werden. Bei Einheiten mit anormaler Ausstrahlung oder charakteristischen Wirkungsgraden jedoch ist es vorteilhaft, die Temperatur des eintretenden Elektrolyten regeln zu können.By the way the flow occurs through the main pipe 3.4, the electrolyte enters the faucet 36 of each unit at practically the same temperature. The composition of the electrolyte is also practically uniform in all units. These suffering facts allow most units to only - through regulation the flow rate of the incoming electrolyte can be regulated. With units with abnormal radiation or characteristic efficiencies, however, it is advantageous to be able to regulate the temperature of the incoming electrolyte.

Infolge der Reglung, die durch Einstellung der Temperatur und der Durchflußmenge des eintretenden Elektrolyten erfolgt, ist es möglich, den elektrolytischen Strom für Durchschnittsbedingungen zu bemessen und ihn lange Zeit ohne Nachreglung laufen zu lassen. Die sich in jeder Einheit entwickelnde Hitze, welche zum Warmlaufen führt, wird durch eine verhältnismäßig große Durchflußmenge von leicht überhitztem Elektrolyten in den Kanal 25 abgeleitet, wo er den abgekühlten Elektrolyten anwärmt, der aus den Einheiten zurückkehrt, die zum Kaltlaufen neigen. Diese ausgleichende thermische Wirkung ist sehr vorteilhaft für die Energieersparnis und für die Stabilisierung des Systems, das dann geringerer Wartung bedarf.As a result of the regulation made by setting the temperature and the Flow rate of the incoming electrolyte takes place, it is possible to use the electrolytic To measure electricity for average conditions and to use it for a long time without readjustment to run. The heat that develops in each unit, which is used to warm up leads, is due to a relatively large flow rate of slightly overheated Electrolyte discharged into channel 25, where it warms up the cooled electrolyte, who returns from the units that tend to run cold. This balancing thermal effect is very beneficial for energy saving and for stabilization of the system, which then requires less maintenance.

Der Umlauf des Elektrolyten durch jede Einheit wird so gestaltet, daß der reinste Elektrolyt sich immer in der elektrolytischen Zone befindet, daß Verunreinigungen am Eintritt in die elektrolytische Zone verhindert und in die Behälter 26 mit dem rückständigen Elektrolyten entfernt werden. Der Umlauf erleichtert auch die Temperaturreglung des Elektrolyten jeder Einheit. Bei dein dargestellten Beispiel wird dies dadurch herbeigeführt, daß man einen Teil des Elektrolyten oben an der Anode und einen Teil nahe der Wandoberfläche eintreten läßt (Abb. 5 und 6). Durch Reglung der an diesen Stellen eintretenden relativen Durchflußmenge, was durch Leitplatten in den von den Hähnen 36 zu jeder elektrolytischen Kammer führenden Kanälen 35 erfolgt, und durch Abmessung der verschiedenen Öffnungen und Kanäle führt dieses Umlaufverfahren zu sehr befriedigenden Ergebnissen.The circulation of the electrolyte through each unit is designed in such a way that that the purest electrolyte is always in the electrolytic zone, that Prevents contamination from entering the electrolytic zone and into the container 26 can be removed with the residual electrolyte. The circulation also facilitates the temperature control of the electrolyte of each unit. In the example shown this is brought about by having some of the electrolyte at the top of the Anode and a part near the wall surface can enter (Fig. 5 and 6). By Regulation of the relative flow rate occurring at these points, which is achieved by guide plates takes place in the channels 35 leading from the taps 36 to each electrolytic chamber, and by dimensioning the various openings and channels, this circulation process leads to very satisfactory results.

Die hilfselektrische Wärme wird vorteilhaft dem Hauptrohr 3:I und dem Kanal 25 zugeführt, um das Anlassen des Systems zu erleichtern und es in ruhigem Betrieb zu erhalten.The auxiliary electrical heat is advantageous to the main pipe 3: I and fed to the channel 25 in order to facilitate the starting of the system and to keep it quiet To maintain operation.

Die Anwendung der Erfindung auf das beschriebene Verfahren hat folgende Verbesserungen zur Folge: z. Eine große Verminderung an Energieverlusten.The application of the invention to the method described has the following Improvements result: z. A great reduction in energy losses.

2. Die für eine Gewichtseinheit des Erzeugnisses verbrauchte elektrolvtisclie Kraft wird verringert.2. The electrolvtisclie consumed for one unit of weight of the product Strength is diminished.

3. Die Stromdichte, Elektrodenabstand und der Zustand des Elektrolvten hinsichtlich seiner Bestandteile, Temperatur und Reinheit sind die denkbar besten für gleichförmige und ununterbrochene hohe Ausbeuten.3. The current density, electrode spacing and the condition of the electrolyte in terms of its components, temperature and purity are the best imaginable for uniform and uninterrupted high yields.

d.. Die Einheiten werden vollkommen zufr iedenstellend in 'Mehrzahl betrieben, wodurch es ermöglicht wird, daß sie zu dem dargestellten gedrungenen einfachen System gruppiert werden können.d .. The units become perfectly satisfactory in the plural operated, thereby enabling them to be stocky as shown simple system can be grouped.

5. Die für die Auswechslung des Diaphragznas und zur Reinigung erforderlichen Unterbrechungen werden wesentlich verringert.5. Those required for changing the diaphragm and for cleaning Interruptions are significantly reduced.

6. Die Betriebs- und Wartungsarbeiten werden vermindert.6. The operation and maintenance work is reduced.

Infolge des ununterbrochenen Betriebes unter gleichförmigen Bedingungen sind die Abnutzung und Beschädigung geringer, und durch das Schmelzen der Auffüllstoffe an einer Stelle und durch die mechanische Führung des Schmelzbades werden Arbeit und Kraft erspart.As a result of the uninterrupted operation under uniform Conditions are less wear and damage, and by melting the filler material in one place and through the mechanical guidance of the weld pool work and strength are saved.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Anordnung mit ihren Einzelheiten beschränkt, da sie mit Vorteil für jede beliebige Anordnung der Einheiten oder auf eine einzige isolierte Einheit angewendet werden kann. Die elektrochemischen Einheiten können in ein gemeinsames Bad gestellt oder durch Zwischenwandungen getrennt sein. Ebenso kann die Ausrüstung für die Reinigung und Behandlung in einem gemeinsamen Bade mit den elektrochemischen Einheiten enthalten oder sie kann in einem besonderen Abteil untergebracht sein, wie beschrieben.The invention is not limited to the illustrated arrangement with its details limited as they are advantageous for any arrangement of units or on a single isolated unit can be applied. The electrochemical units can be placed in a shared bath or separated by partition walls. Likewise, the equipment for cleaning and treatment can be shared in one Bath with the electrochemical units included or they can be in a special Compartment as described.

Die Reinigung und die Behandlung des Elektrolyten - können getrennt ausgeführt werden, ein Teil, z_. B. das Absetzen und Filtrieren, kann im Zusammenhang mit den Einheiten ausgeführt «erden, während eine Sonderbehandlung ununterbrochen oder beschickungsweise in einer besonderen von den Einheiten getrennten Reinigungsanlage vorgenommen werden kann. Ebenso kann die Vorbereitung der Auffüllstoffe in Verbindung mit den Einheiten, wie beschrieben, ausgeführt werden oder in einer getrennten Anlage.The cleaning and the treatment of the electrolyte - can be done separately be executed, a part, z_. B. settling and filtering can be related with the units carried out «while special treatment is uninterrupted or in a special cleaning system separate from the units can be made. Likewise, the preparation of the fillers can be combined with the units as described or in a separate system.

Der Umlauf des Elektrolyten kann ununterbrochen erfolgen oder absatzweise. Jede Einheit kann einen unabhängigen Umlauf und eine selbständiges Reinigungssystem haben, oder eine Anzahl von Einheiten kann an ein gemeinsames System angeschlossen werden. Man kann dem Elektrolyten zwei oder mehr Einheiten gleichzeitig zufließen lassen oder eine nach der anderewhintereinander. Die verschiedenen Einheiten können den Elektrolyten aus besonderen Zweigen des Hauptkanals empfangen, oder der Elektrolyt kann eine Einheit nach der anderen reihenweise durchströmen. Im letzteren Falle wird die Reglung der Durchflußmenge durch eine Einheit dadurch gesichert, daß man mehr oder weniger von dem Hauptstrom um die Einheit herum durch eine Nebenleitung hindurchströmen läßt.The electrolyte can circulate continuously or intermittently. Each unit can have an independent circulation and an independent cleaning system or a number of units can be connected to a common system will. Two or more units can flow into the electrolyte at the same time leave or one after the other. The different units can receiving the electrolyte from special branches of the main channel, or the electrolyte can flow through one unit after the other in rows. In the latter case the regulation of the flow rate through a unit is ensured that one more or less of the main flow around the unit through a secondary line lets flow through.

Wo die Einheiten hintereinandergeschaltet sind und den Elektrolyten aus einer gemeinsamen Quelle empfangen, kann es notwendig werden, die aus kreuzenden Strömen herrührende Störung zu vermeiden, indem man die Kontinuierlichkeit des elektrolytischen Stromes, der von und zu den Einheiten fließt, mittels eines Hahnes mit einem schwingenden Ablenkungsflügel unterbricht oder mittels einer umlaufenden Scheibe oder Schraube, einem doppelten Kippgefäß oder einer anderen Vorrichtung.Where the units are cascaded and the electrolyte Received from a common source, it may be necessary that from crossing Avoid disturbance caused by currents by reducing the continuity of the electrolytic Current flowing to and from the units by means of a tap with a swinging one Deflection wing interrupts or by means of a rotating disc or screw, a double tilting vessel or other device.

Anstatt ein einziges zirkulierendes System, wie es in dem angeführten Beispiel angegeben ist, anzuwenden, können deren zwei vorgesehen werden; in dem einen wird der Elektrolyt auf einer höheren Temperatur gehalten als in dem anderen. Die Arbeitstemperatur in der Einheit kann dadurch geregelt werden, daß man die relativen Mengen von wärmerem und kälterem Elektrolyten regelt, die der Einheit aus den beiden zirkulierenden Systemen zugeführt werden,Instead of a single circulating system like the one listed above Example is given, two of them can be provided; by doing one holds the electrolyte at a higher temperature than the other. The working temperature in the unit can be controlled by using the relative Amounts of warmer and colder electrolytes regulates that of the unit from the two circulating systems are fed,

Claims (3)

PATENT-AN SPRÜCFIE: i. Verfahren zur Elektrolyse geschmolzener Massen, welche durch Umlauf durch die Zersetzungsbehälter in für den elektrolytischen Prozeß günstigem Zustande erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptmaßnahmen zur Reglung der Temperatur in den Zersetzungsbehältern außerhalb des Zersetzungsbades in Wärmeaustauschern getroffen werden, welche von neu in die Zersetzungsbehälter einzuführenden Elektrolyten passiert werden. PATENT TO SPRÜCFIE: i. Process for the electrolysis of molten masses, which by circulation through the decomposition tank in for the electrolytic process favorable condition are obtained, characterized in that the main measures to regulate the temperature in the decomposition containers outside the decomposition bath are taken in heat exchangers, which from new to the decomposition tank electrolyte to be introduced. 2. Verfahren nach Anspruch i zum Betriebe einer Batterie von Zersetzungsbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer Mehrzahl von Zersetzungsbehältern abgezogene schmelzflüssige Elektrolyt in gesammelter Masse außerhalb der Zersetzungsbehälter einerTemperaturbeeinflüssung und vorzugsweise auch einer Reinigungsoperation unterworfen und gegebenenfalls nach entsprechender Auffrischung den einzelnen Zersetzungsbehältern wieder zugeführt wird. 2. The method according to claim i for operations a battery of decomposition containers, characterized in that the one Molten electrolyte withdrawn from decomposition tanks in accumulated Mass outside of the decomposition vessel of temperature control and preferably also subjected to a cleaning operation and, if necessary, after appropriate Refreshment is fed back to the individual decomposition tanks. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Elektrolyten zu den verschiedenen Zersetzungsbehältern der Batterie unter individueller Kontrolle aus einer gemeinsamen Leitung erfolgt. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Zersetzungsbehältern zugeführten Elektrolytströme einer ergänzenden Temperaturbeeinflussung durch besondere _Värmeaustauschvorrichtungen -unterworfen werden.3. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that the supply of the electrolyte to the different decomposition containers of the battery under individual control takes place from a common line. Method according to claims i to 3, characterized characterized in that the electrolyte flows supplied to the individual decomposition containers a supplementary temperature influence through special heat exchange devices -be subjected.