FI61323C - Membranelektrolyscell med koncentriska elektroder - Google Patents
Membranelektrolyscell med koncentriska elektroder Download PDFInfo
- Publication number
- FI61323C FI61323C FI761874A FI761874A FI61323C FI 61323 C FI61323 C FI 61323C FI 761874 A FI761874 A FI 761874A FI 761874 A FI761874 A FI 761874A FI 61323 C FI61323 C FI 61323C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- membrane
- tubular
- cell according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
- C02F2201/003—Coaxial constructions, e.g. a cartridge located coaxially within another
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
-I rBl KUULUTUSjULKAlSU ,1707
Jto3Ta ™ i1i) UTLÄCCN INOSSKRIFT 6 I 3 2 3 c (45) Patentti nyijr,·:? t ty 12 07 I9;2 's V ^ (51) K».ik.3/tat.a.3 c 25 B 9/00 SUOMI — FINLAND (21) Pitwittlhakwnu· — Pat«Mameknln| ?6l87^ (F0 ~ v ' (23) Alkupllvi — GlMghttsdtf 28.06.76 (41) Tulkit JulklMksI — Bllvlt off«ntll| 03.01.77 γΓμ?ι*** j|* (44) Nlhtly*lt»lp«noo j* kuuL|ullulKjn pvm. —
Patent- och refictaretyrelMn ' 1 Am«<m «tagd oeh utl.«krHtm poMcmd 31-03-82 (32)(33)(31) ^«ty *tue»k««-««gird prior*·» 02-07-75 USA(US) 592385 (71) Diamond Shamrock Corporation, 1100 Superior Avenue, Cleveland, Ohio, USA (US) (72) Edward Joseph Peters, Chardon, Ohio, John Edvard Loeffler, Jr.,
Willoughby, Ohio, USA(US) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Membraanielektrolyysikenno samankeskisin elektrodein - Membranelektrolys-cell med koncentriska elektroder Tämä keksintö koskee yleisesti elektrolyyttistä kennokokoonpanoa alkalimetallihydroksidien ja halogeenien valmistamiseksi. Tarkemmin sanoen keksintö koskee elektrolyysikennoa, jossa elektrodit on järjestetty samankeskisesti toinen toisensa sisään ja anodi on peitetty putkimaisella ioneja selektiivisesti läpäisevällä membraanilla.
Halogeeneja ja alkalimetallihydroksideja on perinteisesti valmistettu elektrolysoimalla alkalimetallihalidien vesiliuoksia diafragmatyyppi-sissä kennoissa. Tällaisissa kennoissa on yleensä vastakkain oleva anodi ja katodi, joita erottaa nestettä läpäisevä diafragma, joka on tavallisesti asbestia ja joka muodostaa erilliset anodi- ja katodi-osastot. Kennon toimiessa suolaliuosta syötetään anodiosastoon, jossa halogeenikaasua syntyy anodilla, ja suolaliuos tihkuu diafragman läpi katodiosastoon, jossa muodostuu alkalimetallihydroksidia. Näin muodostunut alkalimetallihydroksidi sisältää suuria määriä alkalimetalli-halidia, joka on poistettava lisäkäsittelyllä halutun tuotteen aikaansaamiseksi.
Viime aikoina on kehitetty elektrolyysikennoja, joissa käytetään selektiivisesti läpäisevää kationinvaihtomembraania tavanomaisen dia- 2 61323 fragman tilalla. Vaikka tällaiset membraanit ovat elektrolyyttisesti johtavia kenno-olosuhteissa, ne ovat oleellisesti läpäisemättömiä nesteiden ja kaasujen hydrodynaamiselle virtaukselle. Membraanikenno-jen toimiessa suolaliuosta syötetään anodiosastoon, jossa halogeeni-kaasua muodostuu anodilla. Alkalimetalli-ionit siirretään sitten selektiivisesti membraanin läpi katodiosastoon. Alkalimetalli-ionit yhtyvät veden elektrolyysissä katodilla syntyneisiin hydroksidi-ioneihin muodostaen alkalimetallihydroksidia.
Membraanityyppisillä elektrolyysikennoilla on lukuisia etuja tavanomaisiin diafragmakennoihin nähden mukaanluettuna suhteellisen puhtaan al-kalimetallihydroksidin tuotanto suurina väkevyyksinä, suuremman halogee-nimäärän tuotanto kennon tilavuusyksikköä kohti ja kyky toimia suuremmilla, tehokkaammilla virrantiheyksillä. Tällaisissa kennoissa käytetyt ioneja läpäisevät membraanit eivät kuitenkaan ole helposti sovitettavissa tavanomaisen kennolaitteiston kulma- ja tasorakenteeseen. Lisäksi johtuen niiden suhteellisen pehmeästä ja taipuisasta luonteesta on usein vaikeaa sijoittaa membraani elektrodeihin nähden ja saada luotettavaa tiivistystä membraanin ja kennon seinämän välisiin liitoksiin.
Näin ollen olisi erittäin toivottavaa saada aikaan kennorakenne, joka säilyttää membraanien käytölle ominaiset edut samalla, kun sillä vältetään haitat.
Tämän keksinnön mukaisesti aikaansaadaan elektrolyysikenno halogeeni-kaasun ja alkalimetallihydroksidin valmistamiseksi, jossa on ontto putkimainen katodiosa, jonka sisään on sijoitettu samankeskisestä ontto putkimainen anodiosa. Kummallakin elektrodiosalla on nestettä läpäisevät seinämät elektrolyytin kierrätyksen mahdollistamiseksi. Anodi, jolla on mieluummin mittastabiilirakenne, on peitetty ulkopinnaltaan sähköä johtavalla, ioneja selektiivisesti läpäisevällä membraanilla.
Tämä membraani on muodoltaan putkimainen ja se on sovitettu anodin ulkopinnan päälle erottaen täten anodin ja katodin pinnat toisistaan.
Katodiosan ympärille on asetettu ulkokuori, joka muodostaa täten kato-diosaston, jota ympäröivät membraanin pinta ja ulkokuori. Muodostetaan myös anodiosasto, jota ympäröivät membraanin sisäpinta ja sopivat tulpat putkimaisen anodiosan päässä.
3 61323
Laitteisto on varustettu laitteella alkalimetallihalidiliuoksen syöttämiseksi putkimaiseen membraanin peittämään anodirakenteeseen ja halo-geenikaasun ja käytetyn suolaliuoksen poistamiseksi anodiosastosta.
Se on varustettu myös laitteella nesteen kierrättämiseksi katodiosaston läpi ja alkalimetallihydroksidin ja vedyn poistamiseksi katodiosastos-ta. Sopivat johdinlaitteet on kiinnitetty anodi- ja katodiosiin sähkövirran syöttämiseksi oleellisesti koko niiden pituudelta.
Sen lisäksi, että tällaisia kennoja käytetään erillisinä yksikköinä, ne voidaan myös kytkeä sarjaan suuremman monikennoelektrolyysilaitteen muodostamiseksi. Tällaisessa elektrolyysilaitteessa voidaan käyttää yhteistä katolyytin syöttölaitetta ja yhteistä alkalimetallihydroksidin ja vedyn poistolaitetta, jotka on kiinnitetty erillisten kennoyk-siköiden ulkokuoriin. Vaihtoehtoisesti kennoyksiköt voidaan sijoittaa yhteiseen koteloon, joka toimii katodiosaston kuorena koko elektro-lyysilaitteelle tehden täten tarpeettomaksi erilliset ulkokuoret.
Keksinnön membraanikennolaitteella on monia etuja mukaanluettuna anodi-osasto, jossa anolyytti sisältyy membraaniin ja anodiin. Tällainen rakenne poistaa oleellisesti kemiallisesti kestävän materiaalin tarpeen syövyttävän anolyytin säilyttämiseksi siihen liittyvine korkeine kustannuksineen.
Lisäksi putkimainen samankeskinen elektrodirakenne tekee mahdolliseksi johdinlaitteen käytön, joka voidaan asettaa kosketukseen elektrodien kanssa oleellisesti koko niiden pituudelta, mikä saa aikaan tasaisemman virran jakautuman ja parantuneen virrantiheyden.
Edelleen johtuen membraanin putkimaisesta rakenteesta sen tiivistys-ongelmat sen liitoskohdassa kennon seinämien kanssa pienenevät suuresti. Membraanin tiivistysala elektrodin pinta-alayksikköä kohti on paljon pienempi kuin tavanomaisessa rakenteessa ja membraanimateriaalin luonne tekee mahdolliseksi joko pakotetun sovitteen tai kutistetiivis-teen anodin päiden ympäri. Rakennetoleranssit ovat myös helpommat saavuttaa, sillä sylinterimäinen muoto on luontaisesti stabiilimpi kuin saman pinta-alan tasomaiset levyt.
Keksinnön laitteisto saa myös aikaan suuremman hyötysuhteen kennon tilavuusyksikköä kohti ja pienentyneet kennon rakennuskustannukset johtuen lukuisten liitosten poisjättämisestä käyttämällä putkimaista rakennetta .
" 61323
Muut keksinnön edut käyvät ilmi luettaessa seuraavaa yksityiskohtaista kuvausta ja viittaamalla piirroksiin, joissa:
Kuva 1 on yksinkertaistettu sivukuvanto tämän keksinnön elektrolyysi-kennosta osittain aukileikattuna ja pystyleikattuna.
Kuva 2 on pystyleikkauskuvanto kuvan 1 elektrolyysikennosta pitkin tasoa 2-2.
Kuva 3 on yksinkertaistettu sivukuvanto keksinnön kennon toisesta toteutusmuodosta, osittain auki- ja pystyleikattuna.
Kuva 4 on pituusleikkauskuvanto tämän keksinnön elektrolyysikennon toisesta toteutusmuodosta.
Kuva 5 on päätykuvanto kuvan 1 kennosta.
Kuva 6 on ylätasokuvanto tämän keksinnön mukaisen monikennoelektrolyysi-laitteen eräästä toteutusmuodosta.
Kuva 7 on sivutasokuvanto tämän keksinnön mukaisen monikennoelektrolyy-silaitteen toisesta toteutusmuodosta.
Vaikka keksintöä kuvataan suositeltavan toteutusmuodon, so. natrium-kloridiliuoksen elektrolyysin yhteydessä kloorin ja natriumhydroksidin valmistamiseksi, on ymmärrettävä, että tämä tapahtuu vain kuvaamistar-koituksessa, eikä sen ole tarkoitettu rajoittavan keksintöä tähän toteutusmuotoon. Päinvastoin sen on tarkoitettu kattavan kaikki vaihtoehdot, muunnokset ja vastaavuudet, jotka voivat sisältyä keksinnön henkeen ja suojapiiriin liitteenä olevien patenttivaatimusten määrittelemällä tavalla.
Kääntyen nyt piirrosten puoleen ja viitaten erityisesti kuviin 1-5 niissä esitetään elektrolyysikennoyksikkö, jota on merkitty yleisesti numerolla 8 ja joka käsittää ulkokuoren 10, joka ympäröi onttoa putkimaista katodiosaa 14 ja sulkee sisäänsä katodiosaston 50 ja nestemäisen katolyytin. Katodiosaan 14 on samankeskisesti sijoitettu ontto putkimainen anodiosa 18. Anodiosaa 18 peittää ioneja läpäisevä putkimainen membraani 16, joka erottaa kennon anodiosastoksi 48 ja katodi-osastoksi 50 ja joka muodostaa oleellisesti koko anolyyttiä pidättävän osan. Anodijohdintanko 22 on sijoitettu anodiosaan 18 pitkin niiden yhteistä akselia ja se on sähköisesti liitetty anodiin säteittäisillä anodijohtimilla 20. Katodijohdintangot 12 ovat pitkin katodiosan 14 ulkopintaa sähköisessä kosketuksessa sen kanssa.
61323
Nimenomaan kuvatussa kennossa ulkokuori 10 voi olla tehty mistä tahansa sopivasta katolyyttiä kestävästä materiaalista, yleisimmin metallista, kuten hiiliteräksestä tai nikkelistä, kumilla päällystetystä metallista, valetusta kovakumista tai polymeerimateriaalista, kuten polypropy-leenista tai klooratusta polyvinyylikloridista. Ulkokuoren 10 halkaisija voi olla n. 5-66 cm, mutta tavallisesti se vaihtelee halkaisijaltaan välillä 12,5-35,5 cm.
Ontto putkimainen katodiosa 1*4 on valmistettu katolyyttiä kestävästä, sähköä johtavasta materiaalista, yleensä metallista, kuten raudasta, hiiliteräksestä, nikkelistä tai sen lejeeringeistä. Katodiosa 1*1 on nestettä läpäisevä sen avoimen pinta-alan ollessa n. 30-70 %, mikä yleisimmin on saatu aikaan venytetyllä metalliverkolla, joka on valssattu putkimaiseen muotoon. Vaihtoehtoisesti katodiosa 1*4 on voitu tehdä elektrolyyttiä läpäiseväksi käyttäen rei*itystä putkimaisessa katodissa. Katodiosan halkaisija voi olla n. 2,5-61 cm ja tavallisesti se on välillä 10-30,5 cm.
Ontto putkimainen anodiosa 18 on yleensä valmistettu venttiilimetallis-ta, kuten titaanista, tantaalista, sirkoniumista, wolframista tms, joka kestää elektrolyysikennon syövyttäviä olosuhteita. Anodissa käytetyt venttiilimetallit on varustettu sähköä johtavalla, elektrokata-lyyttisellä kerroksella, joka on platinaryhmän metallia tai venttiili-metallien ja platinaryhmän metallien oksidien seosta, tai muilla sähköä johtavilla, elektrokatalyyttisillä kerroksilla. Suositeltava koostumus on sellainen, joka on mittastabiili anolyytissä vallitsevissa olosuhteissa alkalimetallihalidiliuosten elektrolyysin aikana.
Vaihtoehtoisesti anodiosa 18 voidaan rakentaa käyttäen sähköä johtavaa ydintä, kuten kuparia tai alumiinia, jonka päällä on anolyyttiä kestävää materiaalia, kuten titaania tai tantaalia oleva kuori. Tämän kuoren pinnalla on kerros sopivaa sähköä johtavaa materiaalia, kuten platinaryhmän metallia, platinaryhmän metallin oksidia tai oksidien seosta tai platinaryhmän metallin happea sisältävää yhdistettä.
Anodiosa 18 on myös nestettä läpäisevä sen avoimen pinta-alan ollessa n. 30-70 %. Anodi on tavallisesti valmistettu venytetystä metalli-verkosta, joka on valssattu putkimaiseen muotoon, tai se on voitu saada aikaan reiTitetystä metalliputkesta, kudotusta metalliverkosta, raostetusta metallilevystä tms, joka on saatettu putkimaiseen muotoon.
6 61323
Anodiosan 18 halkaisija voi vaihdella välillä n. 2,5-61 cm, mutta on tavallisesti halkaisijaltaan 10-30,5 cm.
Ioneja läpäisevä putkimainen membraani 16 on asetettu anodiosan 18 ulkopinnan päälle ja se peittää sen erottaen täten anodin 18 ja katodin 1*4 toisistaan. Tällä tavoin muodostuvat erillinen anodiosasto 48 ja katodiosasto 50 anolyytin sisältyessä membraani-anodirakenteeseen. Eräässä toteutusmuodossa (kuva 1) putkimainen anodiosa 18 on yhdistetty anolyyttivaippaan 40 kohdassa, jossa membraani-anodirakenne päättyy muodostaen näin jatkeen anodiosastolle 48. Tämä anodiosaston laajennus voi olla kumitettua metallia, muovia tai muuta anolyyttiä kestävää materiaalia. Toisessa toteutusmuodossa (kuva 4) membraani-anodirakenne on tiivistetty suoraan ulkokuoren 10 päissä oleviin rakoihin membraani-anoditiivisteillä 32, jolloin aikaansaadaan nestetiivis anodikarnmio oleellisesti itse membraani-anodirakenteen puitteisiin. Tämä tiivistys voidaan toteuttaa lukuisilla tavoilla kuten käyttäen holkkeja, tiivis-terenkaita, puristusrenkaita jne. sekä sovittamalla anodin päätykappale 19.
Membraani 16 on mieluummin materiaalia, joka on selektiivisesti läpäisevä ionien kululle ja läpäisemätön elektrolyytin hydrodynaamiselle virtaukselle. Erityisen sopiva materiaali tälle membraanille on kationeja läpäisevä perfluorihiilipolymeeri, jossa on riippuvia sulfoniryh-miä (so. sulfonihappo- ja/tai sulfonaattiryhmiä). Membraanin paksuus on tavallisesti 0,0025-0,025 cm. Tämä materiaali on luonteeltaan suhteellisen taipuisa ja voidaan muovata halutun halkaisijan ja pituuden omaaviin putkimaisiin muotoihin suulakepuristamalla tai kuumasau-maamalla tasomaisia levyjä, mikä helpottaa sen käyttöä keksinnön laitteistossa. Putkimaisen membraanin halkaisija voi vaihdella välillä n. 2,5-61 cm ja pituus voi olla korkeintaan n. 9,15 m, vaikka 0,91-3,66 m kokonaiskennon pituus on suositeltava.
Riippuen kennoyksikön pituudesta, elektrodien halkaisijasta ja muista rakennetekijöistä saattaa olla toivottavaa sijoittaa ei-johtavat täyte-levyt membraanin 16 ja katodiosan 14 väliin muuttumattoman membraanin ja katodin välisen raon ylläpitämiseksi varsinaisissa käyttöolosuhteissa. Tällaiset ei-johtavat täytelevyt voivat olla O-renkaiden, pituus-suuntaisesti asetettujen umpitankojen tms. muodossa.
Elektrolyysivirta syötetään anodiosaan 18 ja katodiosaan 14 anodijohdin-tangon 22 ja katodijohdintangon 12 avulla samassa järjestyksessä. Ano- 7 61323 dijohdintanko 22 voidaan sijoittaa pitkin kennon yhteistä pituusakselia anodiosan 18 sisälle ja ulottuu vaipassa MO olevan hitsauksen tai muun sulun läpi. Johdintanko 22 on sähköisesti liitetty anodiosaan 18 säteittäisten anodijohtimien 20 avulla. Sekä johdintanko 22 että säteittäiset johtimet 20 on valmistettu anolyyttiä kestävästä, sähköä johtavasta venttiilimetallista, kuten titaanista tai tantaalista. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää sähköä johtavaa sydänmetallia kuten kuparia tai alumiinia, joka on päällystetty anolyyttiä kestävällä materiaalilla kuten titaanilla tai tantaalilla.
Anodijohdintangot 22 voidaan sijoittaa myös pitkin oleellisesti koko anodiosan ±8 pituutta suoraan sähköiseen kosketukseen pitkin oleellisesti koko anodiosan pituutta, kuten kuvassa 3. Vaihtoehtoisesti johdin-tangoista voidaan muodostaa yhtenäinen osa itse anodiosasta.
Katodijohdintangot 12 on sijoitettu rengasmaiseen tilaan ulkokuoren 10 ja katodiosan 14 väliin ja ne kulkevat pitkin oleellisesti koko katodi-osan 14 pituudelta ollen suorassa sähköisessä kosketuksessa niiden kanssa. Johdintangot kulkevat ulkokuoressa 10 olevan hitsauksen tai muun sulun läpi. Vaihtoehtoisessa toteutusmuodossa, jollainen esitetään kuvassa 4 katodijohtimilla voi olla säteittäisten katodijohtirnien 13 muoto. Ulkokuori 10 ja vaippa 40 on yhdistetty niiden liitoskohdasta vaippatiivisteellä 42. Eristävä vaippatiiviste 42 toimii aikaansaaden nestetiiviin tiivisteen kennon anodi- ja katodiosien välille sekä eristäen ne sähköisesti. Tiiviste on voitu tehdä sopivasta elektrolyyttiä kestävästä kumista tai polymeerimateriaalista.
Anodijohdintangon 22 asettaminen pitkin kennon pituutta ja anodiosan 18 sisään varmistaa tasaisen virranjakautuman koko anodin pinnalle joko säteittäisten anodijohtimien 20 avulla tai suoralla kosketuksella anodiosan kanssa ja tekee mahdolliseksi parantuneen toiminnan virrantiheyden suhteen. Nämä vaikutukset paranevat edelleen katodijohdintankojen 12 sijoittamisella pitkin koko katodiosan 14 pituutta.
Kuten parhaiten on esitetty kuvassa 5, joka on päätykuvanto keksinnön eräästä toteutusmuodosta, elektrolyysivrta syötetään anodijohdintankoon 22 ja katodijohdintankoon 12 anodikokoomatangon 36 ja katodikokooma-tangon 38 kautta samassa järjestyksessä. Nämä kokoomatangot voivat yhdistää yksityiset kennot sarjaan kennojen välisten kokoomatankojen 37 avulla elektrolysointilaitteen muodostamiseksi, kuten kuvan 6 ylä- 8 61323 kuvanncssa ja kuvassa 7 on esitetty.
Kuvassa 6 esitetyn keksinnön lisäosan mukaisesti monikennoyksiköt voidaan yhdistää elektrolysointilaitteen muodostamiseksi ja sulkea yhteiseen vaippaan 34. Tämä toteutusmuoto tekee tarpeettomaksi erillisten yksikköjen ulkokuoren 10 ja yhteinen vaippa 34 toimii rajoittaen kato-dikammiota koko elektrolysointilaitteelle.
Keksinnön mukaisesti monikennoisessa elektrolysointilaitteessa voidaan myös käyttää erillisiä ulkokuoria 10, jotka on varustettu yhteisillä katolyytin jakolaitteilla 46 nesteen syöttämiseksi katodiosastoon 50 ja alkalimetallihydroksidi- ja vetykaasutuotteiden poistamiseksi, kuten kuvassa 7 on esitetty.
Toiminta
Esimerkiksi natriumkloridin vesiliuoksen elektrolyysiin tarkoitetun kennon tyypillisen toiminnan aikana ruokasuolaliuosta, jonka natrium-kloridiväkevyys on 120-310 g/1, syötetään kennon anodiosastoon 48 syöttöaukon 30 kautta samalla, kun vettä tai uudelleen kiertävää nat-riumhydroksidiliuosta (25-43 %) syötetään katodiosastoon 50 syöttö-aukon 28 kautta. Kun elektrolysoiva tasavirta suunnataan kennoon sopivasta teholähteestä, kloorikaasua purkautuu anodilla 18. Purkautunut kloori pysyy täysin membraani-anodirakenteessa ja poistetaan kennosta yhdessä loppuun kulutetun ruokasuolaliuoksen kanssa poistoaukon 24 kautta. Anodiosastossa 48 muodotuneet natriumionit vaeltavat selektiivisesti membraanin 16 läpi katodiosastoon 50, jossa ne yhtyvät katodilla 14 muodostuneisiin hydroksyyli-ioneihin. Täten muodostuneet nat-riumhydroksidi ja vetykaasu poistetaan kennosta poistoaukon 26 kautta. Ei-kriittisiin prosessiparametreihin kuuluvat käyttölämpötilat välillä 25-100°C, syöttösuolaliuoksen pH 1-6 ja anodivirrantiheydet luokkaa 0,15-0,8 A/cm2.
Käytössä kennoyksiköt voidaan sijoittaa joko vaakasuoraan tai pystysuoraan. Kuitenkin enemmän tai vähemmän pystysuora suuntaus on suositeltava, sillä suolaliuoksen syöttö kennon pohjalle ja kaasumaisten tuotteiden poisto sen huipulta helpottuvat tällöin.
Kennon samankeskinen rakenne soveltuu myös käytettäväksi joko matalampien tai korkeampien kuin normaalipaineen olosuhteissa. Putkimaisella muodolla on huomattavasti enemmän rakenteellista lujuutta kuin samojen 9 61 323 . „toja rior- mittojen tasomaisilla kennoilla. Kennon käyttö useita ker * * rl maalipainetta suuremmissa paineissa voi johtaa pienempien kuplien muodostumiseen anolyytissä ja vastaavasti pienempiin c.ltkt roiyysijännitteen vaatimuksiin sekä vaaditun kompressorikapasiteo-tin pienenemiseen mahdollisessa tuotetun kloorikaasun nesteytykseasä.
Claims (9)
1. Kenno alkalimetallihalogenidiliuosten elektrolysoimiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää yhdistelmänä: onton putkimaisen katodiosan (14), jossa on nestettä läpäisevät seinämät; onton putkimaisen anodiosan (18), jossa on nestettä läpäisevät seinämät ja joka on samankeskisesti sijoitettu katodiosan sisään pitkin yhteistä akselia; ioneja läpäisevän putkimaisen membraanin (16), joka on sijoitettu anodiosan ulkopinnan päälle ja joka peittää sen erottaen anodin (18) ja katodin (14) pinnat toisistaan ja muodostaen anodi-(48) ja katodiosastot (50); laitteen (30, 24) alkalimetallihalidiliuoksen syöttämiseksi anodi-osastoon ja halogeenikaasun ja käytetyn liuoksen poistamiseksi anodiosastosta; laitteen (28, 26) nesteen syöttämiseksi katodiosastoon ja kaasuja nestetuotteiden poistamiseksi katodiosastosta; johdinlaitteen (22, 12) elektrolyysi virran syöttämiseksi anodille ja katodille; ulkokuoren (10), joka ympäröi katodiosaa (14) sulkien sisäänsä katodiosaston (50) ja jossa on raot molemmissa päissä, joihin katodiosa, membraani ja anodiosa on sijoitettu ja tiivistetty.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenno, tunnettu siitä, että putkimainen membraani (16) on läpäisevä kationien kululle ja oleellisesti läpäisemätön elektrolyytin hydrodynaamiselle virtaukselle.
3- Patenttivaatimuksen 2 mukainen kenno, tunnettu siitä, että putkimainen membraani (16) koostuu kationeja läpäisevästä perfluorihiilipolymeerista, jossa on riippuvat sulfoni-ryhmät.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenno, tunnettu siitä, että ioneja läpäisevä membraani (16) on suulakapuriste-tun putken muodossa.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenno, tunnettu siitä, että johdinlaite virran kohdistamiseksi anodiosaan koostuu tangosta (22), joka on sijoitettu putkimaisen anodin sisään 11 61323 pitkin koko sen pituusakselia ja jota pidetään sähkäisessä kosketuksessa anodin kanssa oleellisesti koko sen pituudelta.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kenno, tunnettu siitä, että tangot (22) pidetään kosketuksessa anodin kanssa useiden säteittäisten kosketusosien (20) avulla.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenno, tunnettu siitä, että johdinlaite virran kohdistamiseksi katodiosaan koostuu vähintään yhdestä tangosta (12), joka on sijoitettu rengasmaiseen tilaan putkimaisen katodin ja ulkokuoren (10) väliin ja jota pidetään sähköisessä kosketuksessa, katodin kanssa pitkin oleellisesti koko sen pituutta.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kenno, tunnettu siitä, että anodi- ja katodiosat on sijoitettu enemmän tai vähemmän pystysuoraan, että alkalimetallihalogenidiliuosta syötetään anodiosaston pohjalle ja että halogeenikaasu ja käytetty liuos poistetaan anodiosan huipulta.
9. Patenttivaatimusten 1-8 mukaisen kennon käyttö yhteen-kytkettynä monikennorakenteena, jolloin kennot on suljettu yhteisen vaipan (3*0 sisään, joka muodostaa kunkin yksikön ulkokuoren (10) sijasta yhteisen katoditilan.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US59238575 | 1975-07-02 | ||
US05/592,385 US3984303A (en) | 1975-07-02 | 1975-07-02 | Membrane electrolytic cell with concentric electrodes |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI761874A FI761874A (fi) | 1977-01-03 |
FI61323B FI61323B (fi) | 1982-03-31 |
FI61323C true FI61323C (fi) | 1982-07-12 |
Family
ID=24370446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI761874A FI61323C (fi) | 1975-07-02 | 1976-06-28 | Membranelektrolyscell med koncentriska elektroder |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3984303A (fi) |
JP (2) | JPS527898A (fi) |
BR (1) | BR7604323A (fi) |
CA (1) | CA1077436A (fi) |
CH (1) | CH616961A5 (fi) |
DD (1) | DD126159A5 (fi) |
DE (1) | DE2629506A1 (fi) |
DK (1) | DK294476A (fi) |
FI (1) | FI61323C (fi) |
FR (1) | FR2316353A1 (fi) |
GB (1) | GB1511426A (fi) |
IT (1) | IT1066567B (fi) |
NL (1) | NL7607201A (fi) |
SE (1) | SE7607548L (fi) |
Families Citing this family (62)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4130473A (en) * | 1976-03-05 | 1978-12-19 | Eddleman William L | Electrode structure for use in metal in exchange apparatus useful in purifying spent acids and the like |
GB1519679A (en) * | 1976-12-09 | 1978-08-02 | Spirig Ernst | Water decomposing apparatus |
JPS5757983Y2 (fi) * | 1977-05-12 | 1982-12-11 | ||
IT1114820B (it) * | 1977-06-30 | 1986-01-27 | Oronzio De Nora Impianti | Cella elettrolitica monopolare a membrana |
US4110191A (en) * | 1977-08-16 | 1978-08-29 | Olin Corporation | Separator-electrode unit for electrolytic cells |
US4105534A (en) * | 1977-08-29 | 1978-08-08 | John L. Raymond | Apparatus for removing impurities from electrolyte solutions |
JPS5465056U (fi) * | 1977-10-18 | 1979-05-09 | ||
US4361475A (en) * | 1980-01-10 | 1982-11-30 | Innova, Inc. | Membrane block construction and electrochemical cell |
US4374014A (en) * | 1981-03-20 | 1983-02-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High pressure electrolytic oxygen generator |
US4388162A (en) * | 1982-02-08 | 1983-06-14 | Institute Of Gas Technology | Continuous flow electrochemical cell and process |
JPS58213890A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 電気泳動電荷を持つ繊維性物質の積層成形物の製造方法及び装置 |
CH655615B (fi) * | 1983-03-03 | 1986-04-30 | ||
EP0151055B1 (fr) * | 1984-01-09 | 1988-08-31 | Yves Heroguelle | Perfectionnements aux dispositifs de récupération galvanique de métaux en solutions diluées |
GB8405601D0 (en) * | 1984-03-02 | 1984-04-04 | Atomic Energy Authority Uk | Electrophoretic separator |
US4578168A (en) * | 1984-07-27 | 1986-03-25 | Biotronics | Apparatus for fusing live cells with electric fields |
US4676882A (en) * | 1985-09-24 | 1987-06-30 | Tatsuo Okazaki | Electrolysis unit with membrane support means |
US4790914A (en) * | 1985-09-30 | 1988-12-13 | The Dow Chemical Company | Electrolysis process using concentric tube membrane electrolytic cell |
FR2597510B1 (fr) * | 1986-04-21 | 1990-11-16 | Comp Generale Electricite | Reacteur electrochimique pour l'electrosynthese en solvants organiques |
JPH0734434B2 (ja) * | 1986-06-16 | 1995-04-12 | 日産自動車株式会社 | 半導体基板のエツチング装置 |
US4784735A (en) * | 1986-11-25 | 1988-11-15 | The Dow Chemical Company | Concentric tube membrane electrolytic cell with an internal recycle device |
US4744873A (en) * | 1986-11-25 | 1988-05-17 | The Dow Chemical Company | Multiple compartment electrolytic cell |
CA1302486C (en) * | 1987-04-06 | 1992-06-02 | Philip Reichner | Low circumferential voltage gradient self supporting electrode for solidoxide fuel cells |
DE3818985A1 (de) * | 1988-06-03 | 1989-12-14 | Bernd Dipl Chem Dr Penth | Anordnung fuer die querstrom-elektrodialyse |
US5378339A (en) * | 1992-01-30 | 1995-01-03 | Techno Excel Kabushiki Kaisha | Water electrolyzer |
DE4334317A1 (de) * | 1993-10-08 | 1995-04-13 | Dombaj Gmbh | Vorrichtung zur Trennung von dissoziierte Stoffe enthaltenden Flüssigkeitsströmen |
RU2088693C1 (ru) * | 1996-02-09 | 1997-08-27 | Витольд Михайлович Бахир | Установка для получения продуктов анодного оксиления раствора хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов |
US5753098A (en) * | 1996-04-22 | 1998-05-19 | Excel Technologies International Corp. | Cylindrical electrolyzer assembly and method |
RU2132821C1 (ru) * | 1997-06-25 | 1999-07-10 | Стерилокс Текнолоджиз, Инк. | Устройство для электролитической обработки воды |
US6156168A (en) * | 1999-03-16 | 2000-12-05 | Paul Kayfetz | Electrolytic device |
US6409895B1 (en) | 2000-04-19 | 2002-06-25 | Alcavis International, Inc. | Electrolytic cell and method for electrolysis |
CA2349508C (en) | 2001-06-04 | 2004-06-29 | Global Tech Environmental Products Inc. | Electrolysis cell and internal combustion engine kit comprising the same |
GB0218587D0 (en) * | 2002-08-12 | 2002-09-18 | Internuntium Ventures Ltd | Electrolysis process and apparatus |
JP4611281B2 (ja) * | 2003-02-21 | 2011-01-12 | アバレンス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 電解槽装置及び水素を製造する方法 |
US7285348B2 (en) * | 2003-02-28 | 2007-10-23 | Kyocera Corporation | Fuel cell |
FR2856081B1 (fr) * | 2003-06-11 | 2005-09-09 | Electricite De France | Procede et dispositif de preparation de dioxyde de chlore |
US7374645B2 (en) * | 2006-05-25 | 2008-05-20 | Clenox, L.L.C. | Electrolysis cell assembly |
US20090127128A1 (en) | 2007-11-15 | 2009-05-21 | Permelec Electrode Ltd. | Membrane-electrode assembly, electrolytic cell employing the same, electrolytic-water sprayer, and method of sterilization |
WO2009137221A2 (en) * | 2008-04-11 | 2009-11-12 | Mcwhinney Christopher M | Membrane for electrochemical apparatus |
US9598782B2 (en) | 2008-04-11 | 2017-03-21 | Christopher M. McWhinney | Membrane module |
US8008632B2 (en) * | 2008-07-24 | 2011-08-30 | Seagate Technology Llc | Two-zone ion beam carbon deposition |
US20100252421A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Jimmy Yang | Hho generating system |
US20100283169A1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-11-11 | Emmons Stuart A | Electrolytic cell diaphragm/membrane |
DE102011002104A1 (de) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Kumatec Sondermaschinenbau & Kunststoffverarbeitung Gmbh | Elektrolyseur |
EP2546389A1 (de) * | 2011-07-14 | 2013-01-16 | United Initiators GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung eines Ammonium- oder Akalimetallperosodisulfats im ungeteilten Elektrolyseraum |
ITMI20121048A1 (it) * | 2012-06-18 | 2013-12-19 | Industrie De Nora Spa | Cella elettrolitica dotata di coppie concentriche di elettrodi |
TW201406998A (zh) * | 2012-07-13 | 2014-02-16 | United Initiators Gmbh & Co Kg | 無分隔電解槽及其用途 |
CN104487615B (zh) * | 2012-07-13 | 2017-08-25 | 联合引发剂有限责任两合公司 | 不分离的电解槽及其应用 |
WO2014046697A1 (en) | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Reoxcyn Discoveries Group, Inc. | Cell for electrolyzing a liquid |
WO2014113178A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-07-24 | Aquaox, Inc. | Apparatus and method for generating a stabilized sanitizing solution |
US9464358B2 (en) * | 2013-08-23 | 2016-10-11 | Adantapia Duran | Electrolytic magnetic cell device and a method for producing hypochlorous acid and other disinfectant chlorine oxidants |
ITMI20132015A1 (it) * | 2013-12-03 | 2015-06-04 | Industrie De Nora Spa | Cella elettrolitica dotata di coppie concentriche di elettrodi |
CN103936109B (zh) * | 2014-04-12 | 2016-08-17 | 大连双迪创新科技研究院有限公司 | 饮水电解制取装置 |
WO2016100876A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Aquaox Inc. | Dual diaphragm electrolysis cell assembly and method for generating a cleaning solution without any salt residues and simultaneously generating a sanitizing solution having a predetermined level of available free chlorine and ph |
MX2017009630A (es) * | 2015-02-05 | 2018-03-28 | A King Forrest | Metodo y sistema mejorado de electrolisis de derivacion. |
WO2018156704A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | Ecowater Systems Llc | Electrolytic zinc dosing device and method for reducing scale |
DE102017106704B4 (de) | 2017-03-29 | 2023-11-30 | Technische Universität Hamburg-Harburg | Elektrodenanordnung zur elektrochemisch unterstützten Biosynthese |
CA3057850A1 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Evoqua Water Technologies Llc | Novel flow features for self-cleaning concentric tubular electrochemical cells |
NL2023635B1 (en) * | 2019-08-12 | 2021-02-23 | Meerkerk Project Eng Bv | High-pressure electrolysis device |
CN110563164B (zh) * | 2019-10-15 | 2024-04-02 | 中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院 | 卷绕式电化学反应器、除垢方法及换热器 |
GB2607288B (en) * | 2021-05-28 | 2024-01-10 | Ecomotus Ltd | Method and means for increasing the efficiency of an internal combustion engine |
NL2029726B1 (en) | 2021-11-11 | 2023-06-08 | Hydro Gen Bv | Improvements in or relating to high-pressure electrolysis device |
WO2024144398A1 (en) | 2022-12-27 | 2024-07-04 | Hydro-Gen Bv | Low-capacity high-pressure electrolysis device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1982224A (en) * | 1932-07-25 | 1934-11-27 | William G Michel | Electrolytic cell |
US2193323A (en) * | 1935-05-10 | 1940-03-12 | Ig Farbenindustrie Ag | Manufacture of hyposulphites |
US2228264A (en) * | 1936-11-14 | 1941-01-14 | Freedley Paul | Electrolytic cell |
US2583101A (en) * | 1947-03-25 | 1952-01-22 | Union Carbide & Carbon Corp | Electrolytic cell |
US3282823A (en) * | 1962-09-10 | 1966-11-01 | Swimquip Inc | Electrolysis cell for production of chlorine |
US3390065A (en) * | 1964-04-03 | 1968-06-25 | Hal B.H. Cooper | Process and cell for the manufacture of either sodium hypochlorite or chlorine |
US3404083A (en) * | 1966-11-30 | 1968-10-01 | Hooker Chemical Corp | Cylindrical anode electrolytic structure |
US3827964A (en) * | 1970-11-26 | 1974-08-06 | K Okubo | Apparatus for removal of contaminants from wastes |
GB1435477A (en) * | 1973-11-19 | 1976-05-12 | Hooker Chemicals Plastics Corp | Electrolytic cell and process |
-
1975
- 1975-07-02 US US05/592,385 patent/US3984303A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-06-25 FR FR7619383A patent/FR2316353A1/fr active Granted
- 1976-06-28 FI FI761874A patent/FI61323C/fi not_active IP Right Cessation
- 1976-06-30 DE DE19762629506 patent/DE2629506A1/de not_active Ceased
- 1976-06-30 DD DD193643A patent/DD126159A5/xx unknown
- 1976-06-30 CA CA256,101A patent/CA1077436A/en not_active Expired
- 1976-06-30 NL NL7607201A patent/NL7607201A/xx not_active Application Discontinuation
- 1976-06-30 DK DK294476A patent/DK294476A/da not_active Application Discontinuation
- 1976-07-01 CH CH845376A patent/CH616961A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1976-07-01 IT IT50237/76A patent/IT1066567B/it active
- 1976-07-01 GB GB27509/76A patent/GB1511426A/en not_active Expired
- 1976-07-01 SE SE7607548A patent/SE7607548L/ not_active Application Discontinuation
- 1976-07-01 JP JP51078505A patent/JPS527898A/ja active Pending
- 1976-07-02 BR BR7604323A patent/BR7604323A/pt unknown
-
1982
- 1982-03-15 JP JP1982036220U patent/JPS5845369U/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR7604323A (pt) | 1977-07-26 |
DE2629506A1 (de) | 1977-01-20 |
FI761874A (fi) | 1977-01-03 |
FI61323B (fi) | 1982-03-31 |
US3984303A (en) | 1976-10-05 |
IT1066567B (it) | 1985-03-12 |
CH616961A5 (fi) | 1980-04-30 |
JPS527898A (en) | 1977-01-21 |
JPS5845369U (ja) | 1983-03-26 |
FR2316353A1 (fr) | 1977-01-28 |
SE7607548L (sv) | 1977-01-03 |
DD126159A5 (fi) | 1977-06-22 |
GB1511426A (en) | 1978-05-17 |
FR2316353B1 (fi) | 1980-04-30 |
CA1077436A (en) | 1980-05-13 |
NL7607201A (nl) | 1977-01-04 |
DK294476A (da) | 1977-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI61323C (fi) | Membranelektrolyscell med koncentriska elektroder | |
EP0212240A1 (en) | Apparatus for the electrolysis of solutions | |
KR890002257B1 (ko) | 필터 프레스식 전해 전지구조 및 소자 | |
FI71356B (fi) | Elektrodstruktur foer anvaendning i elektrolytisk cell | |
JPS6315354B2 (fi) | ||
US3291708A (en) | Electrolytic process for producing a halogen from its respective acid and the apparatus therefor | |
CA1094017A (en) | Hollow bipolar electrolytic cell anode-cathode connecting device | |
FI79145C (fi) | Bipolaer elektrolysanordning med gasdiffusionskatod. | |
US4784735A (en) | Concentric tube membrane electrolytic cell with an internal recycle device | |
JPS5815547B2 (ja) | 電解セル | |
EP0185271B1 (en) | A monopolar electrochemical cell, cell unit, and process for conducting electrolysis in a monopolar cell series | |
JPS629674B2 (fi) | ||
FI71355C (fi) | Elektrolytisk cell av filterpresstyp | |
FI71357B (fi) | Monopolar elektrolyscell av filterpresstyp | |
US4115237A (en) | Electrolytic cell having membrane enclosed anodes | |
EP0159138B1 (en) | Electrode and electrolytic cell | |
EP0045148A1 (en) | Electrode for use in electrolytic cell | |
EP0104137B1 (en) | Narrow gap gas electrode electrolytic cell | |
KR890002062B1 (ko) | 전기 화학 단자 유니트 | |
US3948750A (en) | Hollow bipolar electrode | |
FI73244C (fi) | Elektrolyscell. | |
JPS6254196B2 (fi) | ||
US4790914A (en) | Electrolysis process using concentric tube membrane electrolytic cell | |
EP0118973B1 (en) | Electrolytic cell | |
JPH0124867B2 (fi) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: DIAMOND SHAMROCK CORPORATION |