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Vorrichtung zur Durchführung der elektrolytischen Regeneration des
bei der Reinigung von Gasen durch Oxydation des Schwefelwasserstoffs mit Ferricyankalium
zu Schwefel entstandenen Ferrocyankaliums Das Hauptpatent betrifft die elektrolytische
Regeneration des bei der Reinigung von Gasen durch Oxydation des Schwefelwasserstoffes
mit Ferricvankalium zu Schwefel entstandenen Ferrocyankaliums und zeichnet sich
dadurch aus, daß bei der anodischen Oxydation der Ferrocyankaliumlösung, die von
, vornherein mindestens schwach ferricyankaliumhaltig sein muß, in elektrolytischen
Zellen ohne Diaphragma und zweckmäßig mit Elektroden aus Eisen das bei der Elektrolyse
sich bildende Ätzkali im Entstehungszustand durch Alkalibicarbonat in Alkalicarbonat
übergeführt wird.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent
auf solche Gase, die nur sehr wenig Cy anwasserstoff neben Schwefelwasserstoff usw.
enthalten, ein im wesentlichen aus Eisen bestehendes Elektrodenmaterial nicht mehr
besonders vorteilhaft zu verwenden ist. Will man beispielsweise Wassergas, das nur
etwa 6 bis 9 g Cyanwasserstofl in too cbm enthält, nach dem patentierten Verfahren
von Schwefel reinigen, so entstehen auch unter Beobachtung der sonstigen Merkmale
der im Hauptpatent gekennzeichneten Arbeitsweise an den Kathoden- wie auch Anodenflächen
der Batterie mehr oder wdniger starke Deckschichten, die bei gleichbleibender Belastung
der Batterie zu einer unerwünschten Erhöhung der Klemmenspannungen führen. Als Ursache
hierfür ist vor allen Dingen der Umstand anzusehen, daß anodisch ein gewisser Angriff
auf Eisen (auch auf Gußeisen) eintritt, wodurch die Waschflüssigkeit sich mit Eisen
anreichert. Ist genügend Cyanwasserstoff im Gase vorhanden, was z. B. bei Kohlendestillationsgasen
zutrifft, so verwandelt dieser das anodisch in Lösung gegangene Eisen unter Zuhilfenahme
der Pottasche, die sich in der Waschflüssigkeit befindet, in Ferrocyankalium, so
daß keine weitergehende Anreicherung stattfinden kann. Mangelt es dagegen an Cyanwasserstoff,
was z. B. bei Wassergas zutrifft, so tritt eine gewisse Übersättigung der Lauge
mit anodisch gelöstem Eisen ein, und es lagern sich Deckschichten auf den Elektrodenflächen
ab, die allmählich immer stärker werden und ein häufiges und kostspieliges Reinigen
der Batterie zur Folge haben.
Man hat bereits vorgeschlagen, die
Elektroden für elektroanalytische Fällungen, wie sie im Laboratorium vorkommen,
statt wie bisher aus Platin aus V.A-Staltl herzustellen; denn es hatte sich gezeigt,
das diese Legierungen gegenüber den Lösungen, wie sie bei der Elektrolyse zur Anwendung
kommen, insbesondere bei der Reduktion des Metalles an der Kathode beständig sind.
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Demgegenüber mußte es überraschen, das der gleiche Werkstoff bei der
Lösung des hier erörterten völlig anders gearteten und bis zu gewissem Grade entgegengesetzten
Problems mit Vorteil Anwendung finden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrolytischen Durchführung
der Regeneration des bei der Reinigung von Gasen durch Oxydation des Schwefelwasserstoffs
mit Ferricyankalium zu Schwefel entstandenen Ferrocyankaliums in elektrolytischen
diaphragmalosen Zellen gemäß Hauptpatent 503 118-Die Erfindung besteht darin,
das die zur anodischen Oxydation dienende filterpressehartige Batterie aus bipolar
wirkenden Platten gebildet ist, die aus Legierungen von Eisen mit Chrom und Nickel
(sogen. VA-Metallen) bestehen.
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Die Regenerationsvorrichtung wird zweckmäßig in der Weise angeordnet,
das zwischen den durch Gummidichtungen an den Rändern abgedichteten Elektrodenplatten
Kammern gebildet sind und die Elektrodenplatten abwechselnd oben und unten zur Ermöglichung
des Durchtritts der Waschflüssigkeit und außerdem oben zur Ermöglichung des sich
entwickelnden Wasserstoffes in einer Mittelkammer mit Öffnungen versehen sind.
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Als praktisch brauchbar für die Herstellung der Elektrodenplatten
erwiesen sich z. B. die im Handel befindlichen V.A-Metalle, die etwa 70 v.
H. Eisen, 23 v. H. Chrom und 7 v. H. Nickel enthalten. Bei Verwendung derartiger
Eisenlegierungen ist gegenüber reinem Eisen (Gußeisen) ein bedeutend geringerer
anodischer Angriff zu beobachten.
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Soweit dieser überhaupt noch in nennenswertem Umfange eintritt, genügen
kleinste Mengen Cyanwasserstoff in dem zu reinigenden Gase, z. B. diejenigen Mengen,
die im Wassergas vorhanden sind, um die Bildung anodischer Deckschichten vollkommen
zu unterbinden. Allerdings ist auch in diesem Falle die im Hauptpatent gekennzeichnete
Arbeitsweise streng zu beachten, wonach die im Kreislauf zu regenerierende Waschflüssigkeit
stets etwas Ferricvankalium zu enthalten hat. Auch ist das bei der Elektrolvse entstehende
Ätzkali mit Hilfe von Bicarbonat in C.'arbonat zu verwandeln und dementsprechend
der Aikaligehalt der Waschflüssigkeit einzustellen. Letzterer beträgt vorteilhaft
neben 20 bis 25 v. H. Ferrocyattlcalium etwa .i bis 6 v. H. Kaliumcarbonat und -bicarbonat.
Eine. solche Lauge läßt sich mit V...A-Elektroden dauernd, auch bei Benutzung z.
B. von Wassergas, elektrolytisch regenerieren, ohne das eine nennenswerte Änderung
der- Belastungsmöglichkeit der Batterie bei gleichbleibender Klemmenspannung eintritt.
Die Anodenflächen bleiben dabei vollkommen metallisch blank, während die Kathodenflächen
sieh mit einer bis zu einer bestimmten Stärke anwachsenden Deckschicht überziehen,
die eine kathodische Reduktion des atiodisch gebildeten Ferricyankaliums unterbindet
und dadurch die Stromausbeuten sehr günstig beeinflußt.
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In der Zeichnung. ist eine Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Man verwendet die V,A-Elektroden vorteilhaft in Form viereckiger Bleche,
die zwecks Vergrößerung der Oberfläche geriffelt sein können. Diese Bleche werden
zu einer an sich bekannten filterpressenartigen Batterie zusammengestellt. Im Ausführungsbeispiel
sind zwölf Bleche i bis i2 in zwei Gruppen zusammengefast. Sie werden durch zwei
Stirnplatten S1 und S, zusammengehalten. Zwischen den Blechen sind Abstandhalter
G aus Gummi vorgesehen, die in der Nähe des Randes der Bleche liegen und durch die
Platten S1 und S, zusammengedrückt werden. Inden Platten St und Sp sind Zuleitungen
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und 14 vorgesehen, durch die die zu regenerierende Waschflüssigkeit in
die Vorrichtung hineinströmt. Sie gelangt zunächst in zwei Zuführungstaschen T1
bzw. Ty, die in bzw. an den Stirnplatten S1 bzw. S._ gebildet sind. Aus diesen Taschen
fließt die Elektrolytflüssigkeit durch in den Biechen vorgesehene öffnungen U zunächst
in die äußeren Kammern K1 bzw. Ki und dann der Reihe nach in der Pfeilrichtung durch
die Kammern K, bzw. K.', K3 bzw. K, usw. durch abwechselnd oben und
unten in den Blechen angebrachte Löcher zur Mittelkammer M, aus der die Flüssigkeit
durch die Abflußleitung 15 abfließt. Der sich durch die Elektrolyse entwickelnde
Wasserstoff strömt ebenfalls in diese Mittelkammer M, aus der er nach Trennung von-der
Lauge nach oben durch das Abführungsrohr 16 abströmt. Der Wasserstoff strömt durch
besondere in den Blechen vorgesehene Löcher 0, zur Mittelkammer i1-1. Diese
Löcher 01 liegen etwas oberhalb der oberen für den Durchfluß der Lauge dienenden
öfnungen O.
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Die Stromzuführung zu einer derartigen Batterie erfolgt zweckmäßig
an den Endplatten i bzw. 12. Die beiden mittleren, die Mittelkammer M begrenzenden
Platten 6 und 7
sind, wie bei 17 angedeutet, überbrückt. Sie wirken
daher genau so wie die Endplatten 1 bzw. 12 und im Gegensatz zu den übrigen Platten
2 bis 5 und 8 bis 11 nur als einseitige Elektrode.'