DE4136885C1

DE4136885C1 - Safe disposal of hydrogen@-contg. gas-vapour mixt. from electrolyte - by air dilution of hydrogen@ below a specified amt., then catalytic combustion of hydrogen@ without ammonia redn.

Info

Publication number: DE4136885C1
Application number: DE19914136885
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Chem. Dr. 3415 Hattorf De Hartmann
Original assignee: HANS HOELLMUELLER MASCHINENBAU GmbH and CO 7033 HERRENBERG DE
Current assignee: HANS HOELLMUELLER MASCHINENBAU GmbH and CO 7033 HERRENBERG DE
Priority date: 1991-11-09
Filing date: 1991-11-09
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2011-11-10

Abstract

Gas-vapour mixtures generated from electrolyte process, e.g. regeneration of ammoniacal etchant, and contg. H2, are disposed of by exhausting the mixture with a fan (4), after dilution to H2 content below 4% by air dilution (5). The diluted mixture is circulated to a reaction vessel (6) for selective catalytic combustion of the H, without redn. of ammonia. The mixture is returned to the cell (1). ADVANTAGE - Safe disposal without loss of essential chemicals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung wasserstoff haltiger Gas-Dampf-Gemische, die bei einem Elektrolysevorgang, insbesondere bei der elektrolytischen Regeneration eines Ätz mittels, entstehen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a process for the disposal of hydrogen containing gas-steam mixtures, which occur during an electrolysis process, especially in the electrolytic regeneration of an etch means, arise, such as an apparatus for performing this method.

Insbesondere in der Leiterplattenherstellung finden in großem Umfange ammoniakalische Atzmittel Verwendung, mit denen das Leitermuster auf den Leiterplatten ausgeätzt wird. Diese Ätz mittel reichern sich mit dem abgeätzten Metall, im allgemeinen Kupfer, im Laufe der Zeit an, so dar sie nach einiger Zeit regeneriert werden müssen. Hierzu wird in zunehmendem Umfang ein Elektrolysevorgang eingesetzt. Der Elektrolysevorgang läuft jedoch, was die Metallabscheidung betrifft, nicht mit hunder prozentiger Stromausbeute ab; als konkurrierender Mechanismus tritt eine Wasserstoffentwicklung auf. Da jedoch bereits ein Gehalt von mehr als 4% Wasserstoff zu einem explosiven Gas- Dampf-Gemisch führt, entstehen in den bekannten Regenerations vorrichtungen Probleme bei der Entsorgung der während der Elektro lyse entstehenden Gas-Dampf-Gemische.Especially in circuit board manufacturing are taking place on a large scale Use ammoniacal etchants that help Conductor pattern is etched out on the circuit boards. This etch medium accumulate with the etched metal, in general Copper, over time, so it shows after some time need to be regenerated. This is becoming increasingly common an electrolysis process is used. The electrolysis process is running however, when it comes to metal deposition, not with hundreds percent current efficiency; as a competing mechanism hydrogen evolution occurs. However, since already one Content of more than 4% hydrogen to an explosive gas Steam mixture leads, arise in the known regeneration Devices problems with the disposal during the electrical resulting gas-steam mixtures.

In der Literaturstelle "Patents Abstracts of Japan, C-1, Vol. 4/No. 26" ist eine Elektrolysevorrichtung beschrieben, in welcher der Anodenraum vom Kathodenraum durch eine semipermeable Membran getrennt ist. Die sich entwickelnde Mischung aus Wasserstoff und Schwefelsäurenebel wird über eine Abzugshaube einem Reini gungsturm zugeleitet und von dort an die Atmosphäre abgegeben.In the reference "Patents Abstracts of Japan, C-1, Vol. 4 / No. 26 "describes an electrolysis device in which the anode space from the cathode space through a semipermeable membrane is separated. The developing mixture of hydrogen and sulfuric acid mist is passed through a hood to a Reini gung tower and released from there into the atmosphere.

In der DE 25 06 478 C2 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei welcher die bei einer Elektrolyse entstehenden Gase zwischen zwei Elektroden gereinigt werden. Die Gase werden dabei zwischen den Elektroden als kleine Bläschen in der strömenden Flüssigkeit hindurchgeführt.DE 25 06 478 C2 describes a device at which between the gases generated during electrolysis two electrodes are cleaned. The gases are between the electrodes as small bubbles in the flowing liquid passed through.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszu gestalten, daß ohne Explosionsgefahr die entstehenden Gas- Dampf-Gemische möglichst umweltfreundlich entsorgt werden können, wobei der Chemikalienverlust so gering wie möglich gehalten werden soll.The object of the present invention is a method or a device of the type mentioned above design that the resulting gas Steam mixtures should be disposed of as environmentally friendly as possible can, with the chemical loss as low as possible to be held.

Diese Aufgabe wird, was das Verfahren anbetrifft, dadurch gelöst, daßThis task, as far as the procedure is concerned, is thereby solved that

a) the gas-steam mixture by air to a content Hydrogen is diluted, which is below 4%;
b) the what is contained in the diluted gas-steam mixture is burnt catalytically and selectively;
c) the gas-steam mixture, which is essentially freed of hydrogen, is returned to the electrolysis process,
in which
d) only such an amount of hydrogen liberated gas-steam mixture, continuously the Circuit is withdrawn as in the same period Fresh air is supplied.

Erfindungsgemäß wird also in einem ersten Schritt eine Ver dünnung des Gas-Dampf-Gemisches durch Luft auf eine solche Zusammensetzung herbeigeführt, bei welcher keine Explosions gefahr mehr besteht (unter 4% Wasserstoffgehalt). Das so ungefährlich gewordene Gas-Dampf-Gemisch wird jedoch nun nicht in die Atmosphäre entlassen. Hiermit wäre ein erhebli cher Verlust an Reaktionschemikalien, die in dem Gemisch enthalten sind, verbunden. Dieser würde einerseits die Umwelt belasten und andererseits zu einem unnötigen Chemika lienverbrauch führen. Letzteres würde die Verfahrenskosten stark erhöhen. Daher entschließt sich die vorliegende Erfindung dazu, in einem zweiten Verfahrensschritt das durch Verdünnung nicht mehr explosive Gas-Dampf-Gemisch selektiv vom Wasserstoff zu befreien und das so wasserstofffrei gewordene Gas-Dampf-Gemisch wieder in den Kreis zurückzu führen. Die selektive Befreiung von Wasserstoff geschieht erfindungsgemäß durch einen geeigneten Katalysator, dessen Betriebsparameter, insbesondere Betriebstemperatur, so eingestellt werden, daß zwar die gewünschte katalytische Wasserstoffverbrennung stattfindet, eine katalytische Reaktion anderer anwesender Chemikalien jedoch noch nicht möglich ist. Der Großteil dieser Chemikalien kann so im Kreislauf gehalten werden. An den Katalysator brauchen keine sehr hohen Anforderungen gestellt zu werden, da das Gas- Dampfgemisch wiederholt über ihn geführt werden kann und er nur Sorge dafür tragen muß, daß der Wasserstoff in dem Ausmaße verbrannt wird, in dem er entsteht, so daß der kritische Gehalt von 4% nicht erreicht wird.According to the invention, a Ver thinning of the gas-vapor mixture by air on such Composition brought about in which no explosions there is more danger (below 4% hydrogen content). That so However, the gas-steam mixture that has become harmless is now not released into the atmosphere. This would be a great advantage Loss of reaction chemicals in the mixture are included. On the one hand, this would be the Pollute the environment and on the other hand to unnecessary chemicals lead consumption. The latter would reduce the procedural costs increase sharply. Therefore the present one decides Invention to this in a second process step Thinning no longer explosive gas-vapor mixture selective rid of hydrogen and so hydrogen-free the gas-vapor mixture that has become back into the circuit to lead. The selective liberation from hydrogen happens according to the invention by means of a suitable catalyst, its operating parameters, in particular operating temperature, can be set so that the desired catalytic Hydrogen combustion takes place, a catalytic one However, the reaction of other chemicals present is not yet is possible. The majority of these chemicals can Cycle are kept. No need on the catalyst very high requirements because the gas Steam mixture can be repeatedly conducted over it and he only has to make sure that the hydrogen in the Is burned to the extent that it arises, so that the critical content of 4% is not reached.

Bei der elektrolytischen Regeneration von Ätzmitteln ent hält das Gas-Dampf-Gemisch häufig Ammoniak, das nicht verloren gehen soll. In diesen Fällen muß die katalytische Verbrennung des Wasserstoffes bei einer Temperatur erfolgen, bei welcher das Ammoniak noch nicht oxidiert wird.In the electrolytic regeneration of etchants the gas-vapor mixture often holds ammonia that doesn't should be lost. In these cases, the catalytic Combustion of the hydrogen take place at a temperature where the ammonia is not yet oxidized.

Als Katalysator kann insbesondere ein Platin-Festbettkata lysator bzw. ein Palladium-Festbettkatalysator verwendet werden.A platinum fixed bed catalyst can in particular be used as the catalyst lysator or a palladium fixed bed catalyst used will.

Alternativ kommt insbesondere für solche Ätzmittel, die kupferhaltig sind, als Katalysator Kupferoxid oder allgemein ein Oxid- oder Mischoxidkatalysator in Frage. Alternatively, in particular for such etchants, the are copper-containing, as a catalyst copper oxide or in general an oxide or mixed oxide catalyst in question.

In vielen Fällen, insbesondere bei einem Palladium-Kataly sator auf Aluminiumoxidsubstrat, sind Betriebstemperaturen zwischen 50 und 200°C geeignet.In many cases, especially with a palladium catalyst sator on alumina substrate, are operating temperatures suitable between 50 and 200 ° C.

Die oben genannte Aufgabe wird, was die Vorrichtung anbelangt, dadurch gelöst, daß diese umfaßt:The above task, as far as the device is concerned, solved by including:

a) a fan, which the gas-steam mixture sucks off the electrolysis cell and in a circulation line, which leads back to the electrolytic cell, in circulation holds and due to its circulation capacity the hydrogen keeps concentration below 4%;
b) a reaction vessel located in the circulation line, which is filled with a catalyst material which is passed through by the gas-steam mixture, one selective catalytic hydrogen combustion takes place.

Dabei kann eine Zufuhröffnung für Frischluft, die dann vom Ventilator umgewälzten Gas-Dampf-Gemisch zugeführt wird, und/oder eine Entnahmeleitung, über welche Gas-Dampf-Gemisch in solcher Menge kontinuierlich dem Kreislauf entnommen wird, in welcher im gleichen Zeitraun Frischluft dem Kreislauf zugeführt wird, zusätzlich vorhanden sein.A supply opening for fresh air, which is then from the Fan is supplied circulated gas-steam mixture and / or a sampling line via which gas-steam mixture is continuously withdrawn from the cycle in such an amount in which fresh air circulates at the same time is fed to be additionally present.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen sinngemäß denjenigen, die oben für das erfindungsgemäße Verfahren bereits erwähnt wurden.The advantages of the device according to the invention correspond analogous to those above for the invention Procedures have already been mentioned.

Die Zufuhröffnung, die für die Frischluft vorhanden sein kann, kann in vielen Fällen einfach von den Spalten und sonstigen Undichtigkeiten im Gehäuse der Elektrolysezelle gebildet werden, so daß zur konstruktiven Verwirklichung keine gesonderten Maßnahmen erforderlich sind. In anderen Fällen kann es sinnvoll sein, bewußt eine Zufuhröffnung konstruktiv vorzusehen.The supply opening that exist for the fresh air can, in many cases, simply from the columns and other leaks in the housing of the electrolytic cell be formed so that for constructive realization no special measures are required. In other In some cases, it may make sense to deliberately use an inlet opening to be provided constructively.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Gehäuse des Reaktionsbehälters zumindest teilweise doppelwandige Wände aufweist. Der Innenraum der doppelwandigen Wände kann so beispielsweise zur Kühlung des Katalysators und damit zur Einhaltung der zulässigen Betriebstemperatur-Obergrenze von Luft durchströmt werden.An advantageous embodiment of the invention The device is characterized in that the housing of the Reaction container at least partially double-walled walls having. The interior of the double-walled walls can do so for example for cooling the catalyst and thus for Compliance with the permissible upper operating temperature limit be flown through by air.

Alternativ kann in dem Innenraum der doppelwandigen Wände auch wärmedämmendes Material eingeordnet sein, so daß die Außenfläche des Reaktionsbehälters gefahrlos berührt wer den kann.Alternatively, the interior of the double-walled walls thermal insulation material should be classified so that the Whoever touches the outer surface of the reaction container safely that can.

Zweckmäßig ist ferner, wenn das Katalysatormaterial in ei nem Einsatz untergebracht ist, der aus dem Gehäuse des Re aktionsbehälters herausnehmbar ist. Auf diese Weise kann das Katalysatormaterial bei Bedarf rasch ausgetauscht wer den.It is also useful if the catalyst material in egg nem insert that comes from the housing of the Re action container is removable. That way the catalyst material quickly replaced if necessary the.

Nach einem weiterem Merkmal der vorliegenden Erfindung kann eine externe Heizung vorgesehen sein, mit welcher das Ka talysatormaterial anfänglich auf Betriebsbedingungen auf heizbar ist. Bei vielen zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens einsetzbaren Katalysatoren nämlich liegt die Mindesttemperatur, bei welcher die katalytische Ver brennung von Wasserstoff einsetzt, über Zimmertemperatur, so daß zur Einleitung des Prozesses ein anfängliches Auf heizen unentbehrlich ist.According to another feature of the present invention an external heater can be provided with which the Ka initial material based on operating conditions is heatable. For many to carry out the fiction According to the process usable catalysts the minimum temperature at which the catalytic ver burning of hydrogen begins, above room temperature, so that an initial opening to initiate the process heating is essential.

Weiter empfiehlt es sich zum Schutze des Katalysatormaterials, wenn dem Reaktionsbehälter in der Umwälzleitung ein Tropfen abscheider vorgeschaltet ist. To protect the catalyst material, it is also recommended that if a drop in the reaction tank in the circulation line separator is connected upstream.

Schließlich kann es in bestimmten Fällen von Vorteil sein, wenn eine spezielle Kühlung des Katalysatormaterials vor gesehen ist, damit die zulässige Obergrenze der Betriebs temperatur nicht überschritten wird.Finally, in certain cases, if a special cooling of the catalyst material before is seen so the permissible upper limit of operation temperature is not exceeded.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenAn embodiment of the invention is described below hand of the drawing explained in more detail; show it

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur elektrolytischen Regeneration eines ammoniakalischen Ätzmittels; Fig. 1 shows schematically an apparatus for the electrolytic regeneration of an ammoniacal etchant;

Fig. 2 einen Schnitt durch den in der Vorrichtung von Fig. 1 enthaltene Reaktionsbehälter zur katalyti schen Verbrennung von Wasserstoff in größerem Maßstab; Figure 2 is a section through the reaction vessel contained in the device of Figure 1 for the catalytic combustion of hydrogen on a larger scale.

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Reaktionsbehälter von Fig. 2 bei abgenommenem Deckel; Fig. 3 is a plan view of the reaction vessel of Figure 2 with the cover removed.

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV von Fig. 2. Fig. 4 shows a section according to line IV-IV of FIG. 2.

In Fig. 1 ist in sehr schematischer Weise eine Vorrichtung zur elektrolytischen Regeneration eines ammoniakalischen Ätzmittels dargestellt, Wobei alle Leitungen, welche die Führung des Ätzmittels selbst betreffen, der Übersichtlich keit halber weggelassen wurden. Insofern liegen die Ver hältnisse bei der beschriebenen Vorrichtung nicht anders als beim Stande der Technik. In Fig. 1 sind dagegen dieje nigen Verhältnisse dargestellt, welche das sich während der Elektrolyse entwickelnden Gas-Dampf-Gemisch betreffen.In Fig. 1, a device for the electrolytic regeneration of an ammoniacal etchant is shown in a very schematic manner, with all lines, which relate to the guidance of the etchant itself, have been omitted for the sake of clarity. In this respect, the ratios in the device described are no different than in the prior art. In Fig. 1, however, those ratios are shown which relate to the gas-steam mixture developing during the electrolysis.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist die Elektrolysezelle angedeutet, welche der Abreicherung des Ätzmittels von sich während des Ätzvorganges anreicherndem Metall dient. Die Elektrolysezelle 1 enthält in an und für sich bekannter Weise Elektroden 2, an welche eine den Elektrolysevorgang auf rechterhaltende äußere Spannung gelegt ist. Der Elektrolyse- Zelle 1 wird über nicht dargestellte Leitungen Ätzmittel zugeführt, welches sich in einer nicht dargestellten Ätz maschine mit abgeätztem Metall, insbesondere Kupfer, bela den hat. Nachdem ein Teil dieses Metalles durch den Elektro lysevorgang entzogen ist, verläßt das abgereicherte Ätz mittel die Elektrolysezelle 1 wieder über ebenfalls nicht dargestellte Leitungen.Reference number 1 indicates the electrolysis cell, which serves to deplete the etchant from metal that accumulates during the etching process. The electrolysis cell 1 contains electrodes 2 , in a manner known per se, to which an external voltage which maintains the electrolysis process is applied. The electrolysis cell 1 is supplied via lines, not shown, etchant, which has been loaded in an etching machine, not shown, with etched metal, in particular copper. After part of this metal is removed by the electrical lysis process, the depleted etching medium leaves the electrolytic cell 1 again via lines, also not shown.

Der Elektrolysevorgang läuft, bezogen auf die Kupferabschei dung, nicht mit 100%iger Stromausbeute sondern mit einer solchen ab, die üblicherweise bei etwa 60-70% liegt. Der Verlust der Stromausbeute schlägt sich in einer Zersetzung des Ätzmittels insbesondere unter Wasserstoffentwicklung nieder. Da bereits Luft-Wasserstoff-Gemische mit etwa 4% Wasserstoffgehalt explosiv sind, muß für eine gefahrlose Entsorgung das sich in der Elektrolysezelle 1 bildenden Gas-Dampf-Gemisches gesorgt werden.The electrolysis process, based on the copper deposition, does not take place with a 100% current yield but with a current that is usually around 60-70%. The loss of the current efficiency is reflected in a decomposition of the etchant, particularly with the evolution of hydrogen. Since air-hydrogen mixtures with a hydrogen content of approximately 4% are already explosive, the gas-steam mixture forming in the electrolysis cell 1 must be disposed of safely.

Dies geschieht in der in Fig. 1 dargestellten Anlage wie folgt:This takes place in the system shown in FIG. 1 as follows:

Die Elektrolysezelle 1 wird im Raum oberhalb des Elektro lytspiegels, der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 3 ange deutet ist, von einem Ventilator 4 abgesaugt. Durch eine ausreichende Luftzufuhr wird für eine Verdünnung des Gas- Dampf-Gemisches auf einen Wasserstoffgehalt unter der kritischen Grenze von 4% gesorgt. Sowie eine Frischluft zufuhr erforderlich ist, kann diese, wie in der Zeichnung schematisch angedeutet, über eine entsprechende Zufuhröffnung oder Leitung 5 erfolgen. Die Leistung des Ventilators 4 bestimmt im Zusammenspiel mit der Leistung der Elektroly sezelle 1, also der Menge des hierin anfallenden Gas-Dampf Gemisches, die Zusammensetzung des vom Ventilator 4 geför derten Gas-Dampf-Gemisches.The electrolytic cell 1 is sucked off in the space above the electric mirror, which is indicated in FIG. 1 by the reference number 3 , by a fan 4 . Adequate air supply ensures that the gas-steam mixture is diluted to a hydrogen content below the critical limit of 4%. As well as a fresh air supply is required, this can, as indicated schematically in the drawing, take place via a corresponding supply opening or line 5 . The performance of the fan 4 determines, in interaction with the performance of the electrolytic cell 1 , that is to say the amount of gas-steam mixture obtained therein, the composition of the gas-steam mixture conveyed by the fan 4 .

Dieses wird vom Ventilator 4 über eine Umwälzleitung 20 in einen Reaktionsbehälter 6 gebracht, in welchem eine selektive katalytische Verbrennung des in dem Gas-Dampf-Gemisch enthaltenen Wasserstoffes stattfindet. Als Katalysatoren sind insbesondere Platin- der Palladium-Festbettkatalysatoren geeignet, so z. B. Palladium auf einer Aluminiumoxidunterlage. Auch ein Oxid- oder Mischoxidkatalysator, z. B. Kupferoxid, kommt als Katalysator insbesondere dann in Frage, wenn das Ätzmittel, wie sehr häufig, kupferhaltig ist.This is brought by the fan 4 via a circulation line 20 into a reaction container 6 , in which a selective catalytic combustion of the hydrogen contained in the gas-steam mixture takes place. Platinum or palladium fixed bed catalysts are particularly suitable as catalysts. B. Palladium on an aluminum oxide base. An oxide or mixed oxide catalyst, e.g. B. copper oxide, is particularly suitable as a catalyst if the etchant, as is very common, contains copper.

Durch die Betriebsparameter, die in dem Reaktionsbehälter 6 für die katalytische Verbrennung des Wasserstoffes ein gehalten werden, wird gleichzeitig Sorge dafür getragen, daß keine katalytische Reduktion des in dem Gas-Dampf-Ge misches enthaltenen Ammoniaks erfolgt. Verwendet man bei spielsweise als Katalysator Palladium auf Aluminiumoxid, so kommt hierfür ein Temperaturbereich zwischen 50 und 200°C in Frage. Die Betriebsbedingungen sind also nicht sehr kritisch; sie können problemlos eingehalten wer den.Through the operating parameters, which are kept in the reaction vessel 6 for the catalytic combustion of the hydrogen, care is taken at the same time that no catalytic reduction of the ammonia contained in the gas-steam mixture takes place. If, for example, palladium on aluminum oxide is used as the catalyst, a temperature range between 50 and 200 ° C. is suitable. The operating conditions are therefore not very critical; they can easily be complied with.

In Fig. 1 ist dem Reaktionsbehälter 6 in der Umwälzleitung 20 ein Tropfenabscheider 21 vorgeschaltet. Dieser verhin dert, daß in dem Gas-Dampf-Gemisch mitgeführte Ätzmittel tropfen den Katalysator im Reaktionsbehälter 6 vergiften.In Fig. 1 the reaction vessel is preceded by a mist eliminator 21 in the circulation line 20. 6 This prevents that entrained in the gas-vapor mixture drip poison the catalyst in the reaction vessel 6 .

Das Gas-Dampf-Gemisch, welches den Reaktionsbehälter 6 ver läßt, ist im wesentlichen Wasserstofffrei. Es enthält als Hauptbestandteile Luft und Ammoniak und kann daher ohne weiteres in die Elektrolysezelle 1 zurückgeführt werden, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist. The gas-steam mixture, which leaves the reaction vessel 6 ver, is essentially hydrogen-free. It contains air and ammonia as the main constituents and can therefore be easily returned to the electrolysis cell 1 , as indicated in the drawing.

Damit die in der gesamten Anlage zirkulierende Menge an Gas-Dampf-Gemisch zeitlich konstant bleibt, wird über die Entnameleitung 7 hiervon kontinuierlich eine Menge abgezogen, die der über die Zufuhröffnung 5 im gleichen Zeitraum zuströ menden Luftmenge entspricht. Diese kann jedoch sehr klein, im Idealfalle gleich Null, gehalten werden. Das abgezogene Gas-Dampf-Gemisch kann zudem zur Vermeidung von Chemikalien verlusten an anderer Stelle rezirkuliert, beispielsweise in die Ätzmaschine geleitet werden.So that the amount of gas-steam mixture circulating in the entire system remains constant over time, an amount corresponding to the amount of air flowing in via the supply opening 5 in the same time period is continuously subtracted from it via the removal line 7 . However, this can be kept very small, ideally zero. The withdrawn gas-steam mixture can also be recirculated to another location to avoid chemical losses, for example it can be passed into the etching machine.

Von der katalytischen Verbrennung, die im Reaktionsbehälter 6 stattfindet, geht im übrigen keine Gefahr aus. Durch die Luftverdünnung des von dem Ventilator 4 umgewälzten Gas-Dampf-Gemisches ist ja dieses nicht mehr entzündbar, so daß eine Flamme aus dem Reaktionsbehälter 6 nicht in den Kreislauf oder in die Ätzmaschine 1 überschlagen kann.The catalytic combustion that takes place in the reaction vessel 6 does not pose any further danger. Due to the air dilution of the gas-steam mixture circulated by the fan 4 , it is no longer flammable, so that a flame from the reaction vessel 6 cannot flash into the circuit or into the etching machine 1 .

In den Fig. 2-4 ist der in Fig. 1 nur schematisch dar gestellte Reaktionsbehälter 6 detaillierter gezeigt. Er umfaßt ein Gehäuse 8, welches seinerseits aus einem un teren Trageprofil 9, einer über dieser angeordneten Boden platte 16 und seitlichen doppelten Wänden 10 zusammengesetzt ist. Der Innenraun der doppelten Seitenwände 10 kann mit wärmedämmendem Material ausgefüllt sein, so daß bei der Berührung der Außenfläche des Gehäuses 6 keine Verbrennungs gefahr besteht.In FIGS. 2-4, the only schematically asked in Fig. 1 reaction vessel 6 is shown in more detail. It comprises a housing 8 , which in turn is composed of a lower support profile 9 , a plate 16 arranged above this base 16 and lateral double walls 10 . The interior of the double side walls 10 can be filled with heat-insulating material, so that there is no risk of burning when touching the outer surface of the housing 6 .

Auf die Bodenplatte 16 ist von oben her ein korbartiger Ein satz 11 aufgestellt, der mit zwei Haltebügeln 12 versehen ist. Der Einsatz 11 ist mit einer losen Schüttung 13 aus Katalysatormaterial angefüllt. Der Boden 14 des Einsatzes 11 ist perforiert, so daß er vom Gas-Dampf-Gemisch durch treten werden kann.On the bottom plate 16 , a basket-like set 11 is placed from above, which is provided with two brackets 12 . The insert 11 is filled with a loose bed 13 of catalyst material. The bottom 14 of the insert 11 is perforated so that it can be passed through by the gas-steam mixture.

Der Einsatz 11 steht über dichtende Blöcke 15 auf der Boden platte 16 des äußeren Gehäuses 8 auf, so daß die Gas-Dampf- Gemische, welche den Reaktionsbehälter 6 von oben nach un ten durchtreten, zwangsweise das Katalysatormaterial 13 durchqueren müssen.The insert 11 is on sealing blocks 15 on the bottom plate 16 of the outer housing 8 , so that the gas-vapor mixtures which pass through the reaction vessel 6 from top to bottom, must necessarily cross the catalyst material 13 .

In der Bodenplatte 16 des Gehäuses 8 befindet sich außerdem ein Auslaßstutzen 17, an welche die zurück zur Elektrolyse zelle 1 (vgl. Fig. 1) führende Rohrleitung angeschlossen werden kann.In the bottom plate 16 of the housing 8 there is also an outlet nozzle 17 to which the cell 1 leading back to the electrolysis (see FIG. 1) leading pipeline can be connected.

Auf das Gehäuse 8 des Reaktionsbehälters 6 ist ein eben falls doppelwandiger Deckel 18 aufgeschraubt, der seiner seits einen Einlaßstutzen 19 enthält. An diesem wird die vom Ventilator 4 kommende Rohrleitung (vgl. Fig. 1) ange schlossen.On the housing 8 of the reaction container 6 , a flat double-walled cover 18 is screwed on, which in turn contains an inlet connector 19 . At this, the pipe coming from the fan 4 (see FIG. 1) is connected.

In der Zeichnung ist außerdem eine elektrische Heizschlange 20 dargestellt, welche in die Schüttung 13 des Katalysator materials eintaucht. Die Heizschlange 20 dient dazu, das Katalysatormaterial 13 erstmalig auf diejenige Betriebs temperatur zu bringen (im oben genannten Beispiel 50°C), bei welcher die katalytische Verbrennung von Wasser stoff einsetzt. Sodann ist eine weitere Beheizung nicht mehr erforderlich, da die Verbrennungswärme selbst die er forderliche Betriebstemperatur sicherstellt. Unter Umstän den kann es sogar erforderlich sein, durch Luftzufuhr im Zwischenraum der doppelwandigen Seitenwände 10 oder in dem Raum oberhalb des Katalysatormaterials 13 für eine Kühlung zu sorgen, damit die zulässige Obergrenze der Betriebstemperatur des Katalysatormaterials 13 nicht über schritten wird. Zur Überwachung dieser Betriebstemperatur dient ein Temperatursensor 21, der, ebenso wie die elektri schen Anschlüsse der Heizschlange 20, nach oben durch den Deckel 18 hindurch aus dem Reaktionsbehälter 6 herausgeführt ist.In the drawing, an electrical heating coil 20 is also shown, which is immersed in the bed 13 of the catalyst material. The heating coil 20 is used to bring the catalyst material 13 to that operating temperature for the first time (in the example mentioned above, 50 ° C.) at which the catalytic combustion of hydrogen begins. Then further heating is no longer necessary, since the heat of combustion itself ensures the required operating temperature. Under certain circumstances, it may even be necessary to provide cooling by supplying air in the space between the double-walled side walls 10 or in the space above the catalyst material 13 , so that the permissible upper limit of the operating temperature of the catalyst material 13 is not exceeded. To monitor this operating temperature, a temperature sensor 21 is used , which, like the electrical connections of the heating coil 20 , is guided upwards out of the reaction container 6 through the cover 18 .

Claims

1. A process for the disposal of hydrogen-containing gas-steam mixtures which arise in an electrolysis process, in particular in the electrolytic regeneration of an etchant, characterized in that

a) the gas-steam mixture is diluted by air to a hydrogen content which is below 4%;
b) What is contained in the diluted gas-steam mixture What catalytically and selectively burned,
c) the gas-steam mixture, which is essentially freed of hydrogen, is passed back to the electrolysis process, wherein
d) only such an amount of the hydrogen-substantially freed gas-steam mixture is continuously withdrawn from the circuit as fresh air is supplied in the same period.

2. The method of claim 1, wherein the gas-vapor Mixture also contains ammonia, characterized records that the catalytic combustion of the hydrogen fes takes place at a temperature at which the ammonia is not yet oxidized.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a platinum fixed bed catalyst is used as a catalyst ( 13 ).

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a palladium fixed bed catalyst is used as catalyst ( 13 ).

5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an oxide or mixed oxide catalyst is used.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the operating temperature of the catalyst ( 13 ) is between 50 and 200 ° C.

7. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises:

a) a fan ( 4 ), which sucks the gas-steam mixture from the electrolysis cell ( 1 ) and in a Umwälzlei device ( 20 ), which leads back to the electrolysis cell ( 1 ), keeps in circulation and due to its circulation capacity, the hydrogen concentration below 4 % holds;
b) a in the circulation line ( 20 ) lying reaction container ( 6 ), which is filled with a catalyst material ( 13 ), which is passed through by the gas-steam mixture, a selective catalytic hydrogen combustion taking place.

8. The device according to claim 7, characterized in that it further comprises:

c) a supply opening ( 5 ) for fresh air, which is supplied by the Ven tilator ( 24 ) circulated gas-steam mixture.

9. The device according to claim 6, characterized in that it further comprises:

d) a removal line ( 7 ), via which gas-steam mixture can be continuously removed from the circuit in such an amount, in which fresh air is supplied to the circuit in the same period.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the housing ( 6 ) of the reaction container ( 6 ) at least partially has double-walled walls ( 10 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that in the interior of the double-walled walls ( 10 ) heat-insulating material is arranged.

12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the catalyst material ( 13 ) is housed in an insert ( 11 ) which can be removed from the housing ( 8 ) of the reaction container ( 6 ).

13. Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that an external heater ( 20 ) is provided with which the catalyst material ( 13 ) is initially heated to operating temperature.

14. Device according to one of claims 7 to 13, characterized in that the reaction container ( 6 ) in the circulation line ( 20 ) is connected upstream of a droplet separator ( 21 ).

15. Device according to one of claims 7 to 14, characterized characterized in that a cooling system for the catalyst material is provided.