DE102011110507B4 - Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser - Google Patents

Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser Download PDF

Info

Publication number
DE102011110507B4
DE102011110507B4 DE102011110507.0A DE102011110507A DE102011110507B4 DE 102011110507 B4 DE102011110507 B4 DE 102011110507B4 DE 102011110507 A DE102011110507 A DE 102011110507A DE 102011110507 B4 DE102011110507 B4 DE 102011110507B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
electrolyzer
current yield
individual
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102011110507.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011110507A1 (en
Inventor
Randolf Kiefer
Ulf-Steffen Bäumer
Dietmar Wagner
Michael Streitbörger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Nucera AG and Co KGaA
Original Assignee
ThyssenKrupp Nucera AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Nucera AG and Co KGaA filed Critical ThyssenKrupp Nucera AG and Co KGaA
Priority to DE102011110507.0A priority Critical patent/DE102011110507B4/en
Priority to PCT/EP2012/003102 priority patent/WO2013023733A2/en
Publication of DE102011110507A1 publication Critical patent/DE102011110507A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011110507B4 publication Critical patent/DE102011110507B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs umfassend zumindest ein Zellelement eines Elektrolyseurs dadurch gekennzeichnet, dassa. ein Elektrolysestrom I auf einen Elektrolyseur bestehend aus mindestens einem Einzelelement aufgebracht wird und der Elektrolysestrom I auf einen bestimmten Stromwert IENDim Bereich von 1 kA und 2,7 kA angehoben wird,b. ein Zeitpunkt t0festgelegt wird, der frei wählbar vor oder nach Einschalten des Elektrolysestroms liegen kann, wobei der Elektrolysestrom einen bestimmten Maximalwert I0zwischen 10 A und 200 A nicht überschreiten darf,c. die Spannung Uides mindestens einen Einzelelements gemessen wird und der Mittelwert aller Einzelelementspannungen UM gebildet wird,d. der Zeitpunkt tENDbestimmt wird, nach dem alle Zellspannungen Uider Einzelelemente i einen definierten Spannungsunterschied ΔUENDvom Mittelwert aller Einzelelementspannungen UM abweichen, wobei ΔUENDzwischen 10 mV und 200 mV liegt,e. die Fläche Aiunter der Spannungskurve Ui(x) jedes Einzelelements i über numerische Integration über die Variable x in den Grenzen zwischen x0= x(t0) und xEND= x(tEND) bestimmt wird:Ai=∫x0xENDUi(x)dxwobei die Variable x entweder für die Zeit t oder den Elektrolysestrom I steht;f. die Fläche AM unter der Spannungskurve des Durchschnitts aller Einzelelemente UM (x) über numerische Integration über die Variable x in den Grenzen x(t0) und x(tEND) bestimmt wird:AM=∫x0xENDUM(x)dxwobei die Variable x ebenfalls entweder für die Zeit t oder den Elektrolysestrom I steht;g. die durchschnittliche Elektrolyseurstromausbeute CEELbestimmt wird, undh. die Stromausbeute CEijedes Einzelelements i abhängig von der Elektrolyseurstromausbeute CEELüber eine empirische Funktion f berechnet wird, die das Flächenverhältnis Ai/ AMbeinhaltet.Method for determining the current yield of the individual elements of an electrolyzer comprising at least one cell element of an electrolyzer, characterized in thata. an electrolysis current I is applied to an electrolyzer consisting of at least one individual element and the electrolysis current I is increased to a certain current value IEND in the range of 1 kA and 2.7 kA,b. a point in time t0 is determined, which can be freely selectable before or after the electrolysis current is switched on, the electrolysis current not being allowed to exceed a certain maximum value I0 between 10 A and 200 A,c. the voltage Uides of at least one individual element is measured and the mean value of all individual element voltages UM is formed, i.e. the point in time tEND is determined after which all cell voltages Uid of the individual elements i deviate by a defined voltage difference ΔUEND from the mean value of all individual element voltages UM, with ΔUEND being between 10 mV and 200 mV,e. the area Aiunder the stress curve Ui(x) of each individual element i is determined by numerical integration over the variable x in the limits between x0= x(t0) and xEND= x(tEND):Ai=∫x0xENDUi(x)dxwhere the variable x stands for either the time t or the electrolysis current I; f. the area AM under the stress curve of the average of all individual elements UM (x) is determined via numerical integration over the variable x in the limits x(t0) and x(tEND):AM=∫x0xENDUM(x)dxwhere the variable x is also for either the time t or the electrolysis current I stands; g. the average electrolyzer current efficiency CEEL is determined, and i.e. the current yield CEijof each individual element i is calculated as a function of the electrolyzer current yield CEEL using an empirical function f, which includes the area ratio Ai/AM.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Stromausbeute zumindest eines Zellelements eines Elektrolyseurs.The invention relates to a method for determining the current yield of at least one cell element of an electrolyzer.

Die Spannung U und die Stromausbeute CE eines Zellelements eines Elektrolyseurs stellen wichtige Größen im Rahmen der Elektrolysetechnologie dar, da von diesen physikalischen Größen der Strom- oder Energieverbrauch EV des Elektrolyseurs abhängt, dessen genaue Kenntnis für den wirtschaftlichen Betrieb einer technischen Elektrolyseanlage von Bedeutung ist.The voltage U and the current yield CE of a cell element of an electrolyser are important variables in the context of electrolysis technology, since the current or energy consumption EV of the electrolyser depends on these physical variables, and precise knowledge of this is important for the economic operation of a technical electrolyser system.

Der Energieverbrauch eines Elektrolyseurs wird aus Gründen der praktischen Beurteilung üblicherweise auf die Masse Produkt bezogen und damit spezifisch dargestellt. Nach Bergner, „Entwicklungsstand der Alkalichlorid-Elektrolyse, Teil 2“, Chemie-Ingenieur-Technik 66 (1994) Nr.8, lässt sich für die klassische Chlor-Alkali-Elektrolyse der direkt proportionale Zusammenhang zwischen spezifischem Energieverbrauch und Spannung wie folgt errechnen: EV = U/ ( F × CE ) [ kWh/t ]

Figure DE102011110507B4_0003
For reasons of practical assessment, the energy consumption of an electrolyser is usually related to the mass of the product and is therefore specifically presented. According to Bergner, "Development status of alkali chloride electrolysis, part 2", Chemical Engineering Technology 66 (1994) No. 8, the directly proportional relationship between specific energy consumption and voltage can be calculated as follows for classic chlorine-alkaline electrolysis: EV = U/ ( f × CE ) [ kWh/t ]
Figure DE102011110507B4_0003

F bezeichnet hierbei eine produktspezifische Faradaykonstante mit der Einheit [t/kAh], die über den Quotienten aus molarer Faradaykonstante und Molmasse des Produkts gebildet wird, da die elektrochemische Bildung des Produkts direkt von der Stromstärke und damit den eingesetzten Ladungen abhängt.F denotes a product-specific Faraday constant with the unit [t/kAh], which is formed via the quotient of the molar Faraday constant and the molar mass of the product, since the electrochemical formation of the product depends directly on the current strength and thus the charges used.

Der zweite wichtige Proportionalitätsfaktor ist die Stromausbeute CE, welche das prozentuale Verhältnis von praktisch gebildeter Produktmenge MP und theoretisch möglicher Produktmenge MT aufgrund der eingesetzten Ladungen angibt: CE = 100 × M P /M T [ % ]

Figure DE102011110507B4_0004
The second important proportionality factor is the current yield CE, which indicates the percentage ratio of practically formed product quantity MP and theoretically possible product quantity MT based on the charges used: CE = 100 × M P /M T [ % ]
Figure DE102011110507B4_0004

Aufgrund von Ladungsverlusten durch Streuströme, thermodynamischen Nebenreaktionen oder auch Membranschäden, durch die Produkt verloren wird, ist die Stromausbeute immer kleiner 100%.The current yield is always less than 100% due to charge losses due to stray currents, thermodynamic side reactions or membrane damage, which causes product to be lost.

Da der Energieverbrauch eines Elektrolyseurs das entscheidende Kriterium für den wirtschaftlichen Betrieb einer technischen Elektrolyseanlage ist, ist bei Annahme einer konstanten Stromausbeute aller einzelnen Zellelemente der Zusammenhang von Stromstärke und Zell- bzw. Elektrolyseurspannung für die Beurteilung eines wirtschaftlichen Betriebs ausreichend. Ist die Stromausbeute CE allerdings nicht konstant, so kann eine möglichst präzise Beurteilung eines Zellelements für einen wirtschaftlichen Betrieb nur über die Bestimmung und Überwachung des spezifischen Energieverbrauchs EV in direkter Abhängigkeit der parallel zu ermittelnden Stromausbeute erfolgen.Since the energy consumption of an electrolyser is the decisive criterion for the economical operation of a technical electrolyser system, assuming a constant current yield of all individual cell elements, the relationship between current and cell or electrolyser voltage is sufficient for assessing economical operation. However, if the current yield CE is not constant, a cell element can only be assessed as precisely as possible for economic operation by determining and monitoring the specific energy consumption EV as a direct function of the current yield to be determined in parallel.

Die Stromausbeute CE eines jeden Zellelements lässt sich anders als die Spannung U nicht direkt messen. Vielmehr ist aus praktischen Analysen die tatsächliche Produktmenge jedes Zellelements zu ermitteln, um zu verwendbaren Ergebnissen für die hinreichende Bestimmung des Energieverbrauchs zu kommen. Cowell, Martin und Revill haben die bekannten empirischen Methoden, die auf kathodenseitigen oder anodenseitigen Bilanzierungen des Produkts beruhen, in „A new improved method for the determination of sodium hydroxide current efficiency in membrane cells“, Modern-Chlor-Alkali Technology Vol. 5, SCI London (1992), detailliert dargestellt.Unlike the voltage U, the current yield CE of each cell element cannot be measured directly. Rather, the actual product quantity of each cell element must be determined from practical analyzes in order to arrive at results that can be used to adequately determine the energy consumption. Cowell, Martin and Revill have reviewed the well-known empirical methods, which are based on cathodic or anode-side balancing of the product, in "A new improved method for the determination of sodium hydroxide current efficiency in membrane cells", Modern-Chlor-Alkali Technology Vol. 5, SCI London (1992), detailed.

Nach Cowell, Martin und Revill ist die bekannteste Methode die sogenannte „kathodische Bilanz“ oder Laugesammlungsmethode („Direct caustic soda collection method“). Diese erfordert die Zirkulation der Laugemenge über einen längeren Zeitraum in einem geschlossenen Kreislauf, bei dem die Stromlast exakt gemessen wird. Die zirkulierte Menge im Kreislauf wird dabei konstant gehalten und die produzierte Laugemenge kontinuierlich ausgeschleust, wobei Konzentration und Mengenstrom der produzierten Lauge exakt gemessen werden müssen. Die Stromausbeute wird dann über das Verhältnis der produzierten Laugemenge im Vergleich zu der bei der Stromlast theoretisch möglichen produzierten Laugemenge im genannten längeren Zeitraum bestimmt. Nachteil dieser Methode ist die Einschränkung auf die gesamte Anlage, die Produktionsmenge eines einzelnen Elektrolyseurs oder einzelner Zellen lässt sich so nicht bestimmen.According to Cowell, Martin and Revill, the best known method is the so-called "cathodic balance" or "direct caustic soda collection method". This requires the amount of lye to be circulated over a longer period of time in a closed circuit, in which the current load is precisely measured. The amount circulated in the circuit is kept constant and the amount of lye produced is continuously discharged, with the concentration and flow rate of the lye produced having to be measured exactly. The electricity yield is then determined via the ratio of the amount of caustic produced compared to the amount of caustic produced that is theoretically possible given the electricity load over the longer period mentioned. The disadvantage of this method is that it is limited to the entire system, the production volume of an individual electrolyser or individual cells cannot be determined in this way.

Neben anderen indirekten Methoden stellen Cowell, Martin und Revill die „Sulfat-Key“ Methode vor, die sich als sogenannte „anodische Bilanz“ durchgesetzt hat.In addition to other indirect methods, Cowell, Martin and Revill present the "sulphate key" method, which has become established as the so-called "anodic balance".

Bei diesem Verfahren wird über die Natriumsulfatkonzentration in Sole- und Anolyt, also vor und nach der Reaktion, die Anolytdurchflussmenge bestimmt, da Sulfat durch die elektrochemischen Reaktionen in der Zelle nicht verändert wird. Durch Verhältnisbildung der Sulfatmengen in Sole und Anolyt und Multiplikation mit dem Solemengenstrom lässt sich somit der Anolytvolumenstrom ermitteln, was als „Sulfat-Schlüssel“ bezeichnet wird. Die Produktmenge wird dann über den Vergleich der Komponenten in der Sole mit den gebildeten Komponenten in Anolyt und Chlorzellgas bestimmt.With this method, the anolyte flow rate is determined via the sodium sulfate concentration in the brine and anolyte, i.e. before and after the reaction, since sulfate is not changed by the electrochemical reactions in the cell. The anolyte volume flow can be determined by forming the ratio of the sulphate amounts in the brine and anolyte and multiplying this by the brine volume flow, which is referred to as the “sulphate key”. The amount of product is then determined by comparing the components in the brine with the components formed in the anolyte and chlorine cell gas.

Im Detail sind für die anodische Bilanz folgende Größen erforderlich: Der Elektrolysestrom I [kA] Der Solevolumenstrom V [m3/h] In detail, the following variables are required for the anodic balance: The electrolysis current I [n/a] The brine volume flow V [ m3 /h]

Eine Analyse folgender Gasanteile im anodischen Produktgas: Chlor yCl2 [%v/v] Sauerstoff yO2 [%v/v] An analysis of the following gas fractions in the anodic product gas: chlorine y Cl2 [%v/v] oxygen y O2 [%v/v]

Eine Analyse folgender massenbezogener Konzentrationen in der Sole (Edukt): Natriumhydroxid CNaOH [g/l] Natriumsulfat CNa2SO4 [g/l] Natriumcarbonat CNa2CO3 [g/l] Natriumchlorat CNaClO3 [g/l] Salzsäure CHCl [g/l] An analysis of the following mass-related concentrations in the brine (educt): sodium hydroxide CNaOH [g/l] sodium sulfate CNa2SO4 [g/l] sodium CNa2CO3 [g/l] sodium chlorate CNaClO3 [g/l] hydrochloric acid CHCl [g/l]

Eine Analyse folgender massenbezogener Konzentrationen im Anolyten (Produkt): Natriumsulfat C'Na2SO4 [g/l] Natriumchlorat C'NaClO3 [g/l] Hypochlorit C'HOCl [g/l] Salzsäure C'HCl [g/l] An analysis of the following mass-related concentrations in the anolyte (product): sodium sulfate C'Na2SO4 [g/l] sodium chlorate C'NaClO3 [g/l] hypochlorite C'HOCl [g/l] hydrochloric acid C'HCl [g/l]

Nach Analyse der benötigten Konzentration erfolgt zunächst die Berechnung des Anolytvolumenstroms V̇' über das Verhältnis der Sulfatkonzentration in Zulauf-Sole und Ablauf-Anolyt, also die Anwendung des „Sulfat-Schlüssels“: V ˙ ' = V ˙ C N a 2 S O 4 C N a 2 S O 4   '

Figure DE102011110507B4_0005
After analyzing the required concentration, the anolyte volume flow V̇' is first calculated via the ratio of the sulfate concentration in the inflow brine and outflow anolyte, i.e. the application of the "sulfate key": V ˙ ' = V ˙ C N a 2 S O 4 C N a 2 S O 4 '
Figure DE102011110507B4_0005

Im nächsten Schritt werden die Ausbeuten der verschiedenen Anolytkomponenten berechnet: η N a C l O 3 = C N a C l O 3   ' V ˙ ' C N a C l O 3 V ˙ n I 0,662 100 %

Figure DE102011110507B4_0006
η H O C l = C H O C l   ' V ˙ ' n I 0,980 100 %
Figure DE102011110507B4_0007
η H C l = C H C l V ˙ C H C l   ' V ˙ ' n I 1,36 100 %
Figure DE102011110507B4_0008
η A l k a l i = C N a O H V ˙ n I 1,4923 100 %
Figure DE102011110507B4_0009
η N a 2 C O 3 = C N a 2 C O 3 V ˙ n I 1,978 100 %
Figure DE102011110507B4_0010
η O 2 = 2 y O 2 y C l 2 + 2 y O 2 ( 100 η N a C l O 3 η H O C l ) %
Figure DE102011110507B4_0011
In the next step, the yields of the different anolyte components are calculated: n N a C l O 3 = C N a C l O 3 ' V ˙ ' C N a C l O 3 V ˙ n I 0.662 100 %
Figure DE102011110507B4_0006
n H O C l = C H O C l ' V ˙ ' n I 0.980 100 %
Figure DE102011110507B4_0007
n H C l = C H C l V ˙ C H C l ' V ˙ ' n I 1.36 100 %
Figure DE102011110507B4_0008
n A l k a l i = C N a O H V ˙ n I 1.4923 100 %
Figure DE102011110507B4_0009
n N a 2 C O 3 = C N a 2 C O 3 V ˙ n I 1.978 100 %
Figure DE102011110507B4_0010
n O 2 = 2 y O 2 y C l 2 + 2 y O 2 ( 100 n N a C l O 3 n H O C l ) %
Figure DE102011110507B4_0011

Die Stromausbeute CE lässt sich abschließend summarisch über die in Gleichung (4) bis (9) berechneten Individual-Stromausbeuten ermitteln: C E E L = 100 % η O 2 η N a C l O 3 η H O C l η H C l + η N a 2 C O 3 + η A l k a l i

Figure DE102011110507B4_0012
Finally, the current yield CE can be summed up using the individual current yields calculated in Equations (4) to (9): C E E L = 100 % n O 2 n N a C l O 3 n H O C l n H C l + n N a 2 C O 3 + n A l k a l i
Figure DE102011110507B4_0012

Die anodische Bilanz bietet gegenüber der kathodischen Bilanz den Vorteil, dass sich über Probenahmen von Sole sowie Anolyt und Chlorgas aus einzelnen Zellen deren Stromausbeute auf analytischem Wege bestimmen lässt. Als Nachteil lässt sich der apparative Aufwand anführen, der zur Stromausbeutebestimmung von Einzelelementen in Form von zusätzlichen Probenahmestellen und zeitaufwendigen, Personal bindenden Analysen erforderlich ist.Compared to the cathodic balance, the anodic balance offers the advantage that the current yield can be determined analytically by taking samples of brine, anolyte and chlorine gas from individual cells. A disadvantage is the outlay on equipment required to determine the current yield of individual elements in the form of additional sampling points and time-consuming analyzes that tie up personnel.

Kürzlich wurde eine vereinfachte anodische Bilanz über einen empirischen Ansatz zur Minimierung des Analyseaufwands entwickelt. Demnach hat eine Auswertung gezeigt, dass die Stromausbeute nach der anodischen Bilanz im Wesentlichen von zwei Größen abhängt, dem Sauerstoffanteil im Produktgas yO2 und dem Salzsäurevolumenstrom in der Zulauf-Sole QA. Unter Berücksichtigung von Dichte dA und Massen-Konzentration der Salzsäure cA wird folgende Näherungsformel abgeleitet, wobei P1, P2 und P3 empirisch zu bestimmende Konstanten sind: CE = P 1 ( P2/I ) × ( Q A × d A × c A ) + ( 0,5 y O2 ) × P 3

Figure DE102011110507B4_0013
Recently, a simplified anodic balance was developed using an empirical approach to minimize the analysis effort. Accordingly, an evaluation has shown that the current yield after the anodic balance essentially depends on two variables, the oxygen content in the product gas y O2 and the hydrochloric acid volume flow in the inflow brine Q A . Taking into account the density d A and the mass concentration of the hydrochloric acid c A , the following approximate formula is derived, with P1, P2 and P3 being constants to be determined empirically: CE = P 1 ( P2/I ) × ( Q A × i.e A × c A ) + ( 0.5 y O2 ) × P 3
Figure DE102011110507B4_0013

Neben der kathodischen Bilanz und den Varianten der anodischen Bilanz gibt es verschiedene Ansätze, um die indirekten Analysemethoden zur Ermittlung der Stromausbeute durch direkte - sogenannte Online-Meßverfahren wie die Spannungsmessung - zu ersetzen. Diese Verfahren machen sich dabei den folgenden elektrochemischen Zusammenhang zu Nutze:

  • Wie in 1 dargestellt ist, erfolgt die anodische Chlorbildung bei einem Standardpotential von 1,36V bei 25 °C gegen Normalwasserstoffelektrode, während die kathodische Wasserstoffbildung ein Standardpotential von -0,83V bei 25 °C aufweist. Die thermodynamische Zersetzungsspannung - also die Differenz beider Potentiale - beträgt somit theoretisch 2,19V. Die anodische Sauerstoffbildung ist thermodynamisch sogar günstiger, da das Standardpotential selbst im sauren pH Bereich nur maximal 1,23V bei 25 °C beträgt. In der Praxis wird daher eine anodische Edelmetallbeschichtung auf der Anode aufgebracht, um die Überspannung für die Sauerstoffbildung zu erhöhen und damit die Chlorbildung zu begünstigen. Dieser Sachverhalt ist in 2 dargestellt, welche die resultierenden Potentialverläufe der Chlor- und Sauerstoffbildung an entsprechend beschichteten Anoden zeigt. Die Sauerstoffbildung hängt aber stark vom pH-Wert im Anolyt ab, wie in 3 illustriert wird. Bei niedriger Zellen-Stromausbeute, d. h. wenn größere Mengen von OH--Ionen beispielsweise durch Membranlöcher in den Anodenraum gelangen, steigt der pH-Wert und das Potential der Sauerstoffbildung wird zu kleineren Werten verschoben. Damit wird die Sauerstoffbildung bei geringen Strömen wieder begünstigt und die resultierende Potentialdifferenz und damit Elementspannung ist niedriger als bei der anodischen Chlorbildung. Je mehr OH--Ionen also in den Anodenraum eindringen, umso niedriger das Anodenpotential und damit die resultierende Zellspannung. Wird allerdings der Elektrolysestrom soweit erhöht, dass das Chlorbildungspotential überschritten wird, so ist die Chlorbildung wiederum die thermodynamisch günstigere Reaktion. Die zunehmende Turbulenz durch entstehende Chlor-Gasblasen führt außerdem dazu, dass die geringe Menge der in den Anodenraum eindringenden OH--Ionen von der Anodenoberfläche entfernt und unter Hypochloritbildung neutralisiert werden. Mit zunehmendem Elektrolysestrom ist damit der Anteil der Sauerstoffbildung so gering, das nur noch das Chlorpotential maßgeblich zum anodischen Potential und zur Elementspannung beiträgt. Merkliche Unterschiede zwischen den Elementen in Form der Elektrolysespannung, die durch eindringende Lauge und nachfolgende Sauerstoffbildung beeinflusst wird, und damit auch in der Stromausbeute lassen sich somit nur bei niedrigen Elektrolyseströmen bis etwa 2,2kA beobachten.
In addition to the cathodic balance and the variants of the anodic balance, there are various approaches to replacing the indirect analysis methods for determining the current yield with direct - so-called online measuring methods such as voltage measurement. These methods make use of the following electrochemical relationship:
  • As in 1 is shown, the anodic chlorine formation takes place at a standard potential of 1.36 V at 25 °C against standard hydrogen electrode, while the cathodic hydrogen formation has a standard potential of -0.83 V at 25 °C. The thermodynamic decomposition voltage - i.e. the difference between the two potentials - is therefore theoretically 2.19V. The anodic oxygen formation is thermodynamically even more favorable, since the standard potential even in the acidic pH range is only a maximum of 1.23V at 25 °C. In practice, therefore, an anodic noble metal coating is applied to the anode in order to increase the overvoltage for oxygen formation and thus promote chlorine formation. This situation is in 2 shown, which shows the resulting potential curves of chlorine and oxygen formation on correspondingly coated anodes. However, the formation of oxygen depends strongly on the pH value in the anolyte, as in 3 is illustrated. If the cell current yield is low, ie if large amounts of OH - ions get into the anode space through holes in the membrane, for example, the pH value increases and the potential for oxygen formation is shifted to lower values. This promotes the formation of oxygen again at low currents and the resulting potential difference and thus element voltage is lower than with anodic chlorine formation. The more OH - ions penetrate into the anode space, the lower the anode potential and thus the resulting cell voltage. However, if the electrolysis current is increased to such an extent that the chlorine formation potential is exceeded, then chlorine formation is again the thermodynamically more favorable reaction. The increasing turbulence caused by chlorine gas bubbles also means that the small amount of OH - ions penetrating the anode space are removed from the anode surface and neutralized with the formation of hypochlorite. As the electrolysis current increases, the proportion of oxygen formation is so low that only the chlorine potential makes a significant contribution to the anodic potential and element voltage. Significant differences between the elements in the form of the electrolysis voltage, which is influenced by the penetrating alkali and the subsequent formation of oxygen, and thus also in the current yield, can only be observed at low electrolysis currents of up to around 2.2 kA.

Diesen Effekt kann man sich zunächst qualitativ zu Nutze machen, um beim Anfahren einer Elektrolyseanlage Elemente mit Membranschäden aufzuspüren, in dem das Spannungsverhalten der Einzelelemente überwacht wird. Ist die Spannung bei anfänglicher Lasterhöhung des Elektrolysestroms auf ein bestimmtes Niveau im Bereich von 1-2 kA signifikant tiefer, so lässt sich der Eintritt erheblicher Mengen von OH--Ionen in den Anodenraum aufgrund von Membranschäden nachweisen. Dieses Verfahren ist seit langem Stand der Technik und beispielsweise von Traini, Mojana und Gusmini in US 5 015 345 A oder von Bergner und Hartmann in „Detection of damaged membranes in alkali chloride electrolysers“, Journal of Applied Electrochemistry 24 (1994), S.1201-1205 beschrieben.This effect can initially be used qualitatively in order to detect elements with membrane damage when starting up an electrolysis system by examining the voltage behavior of the individual elements is monitored. If the voltage is significantly lower when the load of the electrolysis current is initially increased to a certain level in the range of 1-2 kA, then the entry of considerable amounts of OH - ions into the anode compartment due to membrane damage can be proven. This method has been state of the art for a long time and has been used by Traini, Mojana and Gusmini in U.S. 5,015,345A or by Bergner and Hartmann in "Detection of damaged membranes in alkali chloride electrolysers", Journal of Applied Electrochemistry 24 (1994), pp. 1201-1205.

Durch Alterung der Membranen nimmt aber generell die Durchlässigkeit der Membranen für OH- Ionen zu, so dass sich der je nach Eigenschaften der Membran eines Zellelements unterschiedliche Laugeeintritt in den Anodenraum beim Anfahren derart auswirkt, dass es Unterschiede im Spannungsverlauf gibt. In 4 ist ein typischer Anfahrverlauf dargestellt, der die unterschiedlichen Spannungsverläufe der Einzelelemente abhängig von Elektrolysestrom I und Betriebszeit t aufgrund unterschiedlicher Laugedurchlässigkeit zeigt. Damit sich somit die Stromausbeute direkt über den Spannungsverlauf bei niedrigen Elektrolyseströmen quantifizieren lässt, sind Verfahren ableitbar, aus denen sich über den Verlauf der Zellspannung beim Anfahren für jedes Einzelelement die Stromausbeute berechnen lässt. Dazu sind bislang wenige Verfahren bekannt.Due to the aging of the membranes, however, the permeability of the membranes for OH ions generally increases , so that depending on the properties of the membrane of a cell element, the lye entry into the anode chamber, which varies depending on the properties of a cell element, has such an effect that there are differences in the voltage curve. In 4 A typical start-up process is shown, which shows the different voltage curves of the individual elements depending on the electrolysis current I and operating time t due to different caustic permeability. So that the current yield can be quantified directly via the voltage curve at low electrolysis currents, methods can be derived from which the current yield can be calculated for each individual element via the curve of the cell voltage when starting up. Few methods are known for this purpose.

Rantala und Virtanen haben in US 7 122 109 B2 eine spannungsbasierte Methode beschrieben, wie die Stromausbeute über Differenzbetrachtung von gemessener zu theoretisch erwarteter Spannung über einen Proportionalitätsfaktor näherungsweise ermittelt werden kann.Rantala and Virtanen have in U.S. 7,122,109 B2 a voltage-based method is described how the current yield can be approximately determined by considering the difference between measured and theoretically expected voltage using a proportionality factor.

Tremblay et al. beschreiben in WO 2010/118533 A1 ein weiteres mögliches Verfahren, wobei die Stromausbeute jedes Zellelements bei geringen Elektrolyseströmen aus dem zeitabhängigen Spannungsverlauf sowohl beim Abschalten der Elektrolyseanlage als auch beim Anfahren mit Hilfe von empirisch ermittelten Zellparametern errechnet wird. Im Detail sieht das Verfahren folgendes Vorgehen vor:

  • Auslöser ist der geringe Polarisationsstrom von etwa 20 bis 50A, der bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse den Zellelementen zugeführt wird, um nach Abschalten der Anlage zu verhindern, dass ohne elektrisches Feld Chlorat- und Hypochloritionen zur Kathodenseite diffundieren und dort die Edelmetallbeschichtung der Kathode auflösen, die für möglichst geringe Überspannungen bei der kathodischen Wasserstoffbildung sorgt. Mit Wirksamkeit des Polarisationsstroms wird nach Abschalten der Anlage der zeitabhängige Verlauf der einzelnen Elementspannungen beobachtet, bis für jedes Zellelement ein vordefiniertes Ereignis in Form einer bestimmten Elementspannung erreicht ist. Die Stromausbeuteberechnung der Einzelelemente erfolgt dann über eine Funktion, in der für jedes Element dessen spezifische Zeitdauer eingesetzt wird, die das Element braucht, um nach Einschalten des Polarisationsstroms diesen vorbestimmten Spannungswert zu erreichen.
Tremblay et al. describe in WO 2010/118533 A1 Another possible method, in which the current yield of each cell element at low electrolysis currents is calculated from the time-dependent voltage curve both when the electrolysis system is switched off and when it is started up using empirically determined cell parameters. In detail, the procedure provides for the following procedure:
  • The trigger is the low polarization current of around 20 to 50A, which is fed to the cell elements in chlor-alkali electrolysis in order to prevent chlorate and hypochlorite ions from diffusing to the cathode side without an electric field and dissolving the precious metal coating of the cathode there after the system has been switched off , which ensures the lowest possible overvoltages during cathodic hydrogen formation. Once the polarization current has become effective, the time-dependent course of the individual element voltages is observed after the system has been switched off, until a predefined event in the form of a specific element voltage is reached for each cell element. The current yield of the individual elements is then calculated using a function in which the specific time required for each element to reach this predetermined voltage value after switching on the polarization current is used for each element.

Beim Einschalten der Anlage wird der Auslösezeitpunkt ebenfalls über das Einschalten des Polarisationsstroms definiert und damit über den Start-up also das Anfahren der Anlage. Der Elektrolysestrom wird nun angehoben auf einen bestimmten Wert und der zeitabhängige Verlauf der Einzelelementspannungen beobachtet. Wie im Fall des Abschaltens des Elektrolysestroms wird nun die für jedes Einzelelement spezifische Zeit ermittelt, die die Einzelelementspannung braucht, um einen vordefinierten Spannungswert zu erreichen. Die Stromausbeuteberechnung der Einzelelemente erfolgt dann über eine Funktion, in der diese elementspezifische Zeitdauer bis zum Erreichen des vorbestimmten Spannungswerts nach Einschalten des Polarisationsstroms eingesetzt wird.When the system is switched on, the triggering time is also defined by switching on the polarization current and thus by the start-up, i.e. the start-up of the system. The electrolysis current is now raised to a specific value and the time-dependent course of the individual element voltages is observed. As in the case of switching off the electrolysis current, the specific time for each individual element is determined, which the individual element voltage needs to reach a predefined voltage value. The current yield of the individual elements is then calculated using a function in which this element-specific time period is used until the predetermined voltage value is reached after the polarization current has been switched on.

Diese Zeitfunktion wird von Tremblay et.al. so definiert, dass sie auf einem empirischen Modell basiert, das in numerischen Simulationen eine Vielzahl von Elektrolyseureigenschaften berücksichtigt, wie beispielsweise die Höhe des Polarisationsstroms, das Volumen des Anodenkompartments, die Membranfläche, der Solevolumenstrom, die Laugekonzentration, der pH Wert usw. Ein Beispiel einer Funktion mit fünf verschiedenen Parametern und logarithmischen wie exponentiellen Anteilen wird ebenfalls vorgestellt.This time function is used by Tremblay et al. defined in such a way that it is based on an empirical model that takes into account a large number of electrolyser properties in numerical simulations, such as the magnitude of the polarization current, the volume of the anode compartment, the membrane area, the brine flow rate, the caustic concentration, the pH value, etc. An example of a Functions with five different parameters and logarithmic and exponential parts are also presented.

Dieses Vorgehen birgt eine ganze Reihe von Nachteilen. Im Fall des Abschaltens der Elektrolyse befindet sich sehr viel freies Chlor in der Zelle. Dieses freie Chlor fängt die eintretenden OH--Ionen ab und reagiert zu Hypochlorit und Chlorat. Der Anolyt pH bleibt somit im sauren Bereich kleiner 7 und verhindert die im alkalischen ablaufende Sauerstoffbildung. Die chemische Grundlage für eine Funktion des Verfahrens nach Abschalten der Anlage ist somit nur bedingt gegeben.This approach has a number of disadvantages. If the electrolysis is switched off, there is a lot of free chlorine in the cell. This free chlorine intercepts the incoming OH - ions and reacts to form hypochlorite and chlorate. The anolyte pH thus remains below 7 in the acidic range and prevents the formation of oxygen that occurs in the alkaline range. The chemical basis for the process to function after the plant has been shut down is therefore only given to a limited extent.

Das Verfahren hängt auch davon ab, dass ein Polarisationsstrom eingeleitet wird. Je nach Stabilität der Edelmetalle der Kathodenbeschichtung gegenüber freiem Chlor wird aber kein Polarisationsstrom benötigt und ein solcher wird somit auch weder beim Anfahren noch beim Abschalten benötigt, so dass sich das so beschriebene Verfahren nicht durchführen lässt.The method also depends on a polarizing current being introduced. Depending on the stability of the noble metals of the cathode coating against free chlorine, however, no polarization current is required taken and such is therefore required neither when starting nor when switching off, so that the method described can not be carried out.

Beim Anfahren wird ein Polarisationsstrom mit Aufbringen des Elektrolysestroms nicht benötigt und somit mitunter erst nach Einschalten der Anlage und damit des Elektrolysestroms angelegt. Alternativ kann der Polarisationsstrom auch schon 1-2 Stunden vor Einschalten des Elektrolysestroms im Rahmen der Einschaltvorbereitungen angelegt werden. Es ist somit nicht klar, wie der genaue Anfangszeitpunkt für die Auswertung der Spannungsverläufe zu definieren ist und welchen Einfluss die Definition des Startzeitpunkts auf die Berechnungsfunktion für die Einzelelement-Stromausbeute hat.When starting up, a polarization current is not required when the electrolysis current is applied and is therefore sometimes only applied after the system and thus the electrolysis current have been switched on. Alternatively, the polarization current can also be applied 1-2 hours before switching on the electrolysis current as part of the switch-on preparations. It is therefore not clear how the exact start time for the evaluation of the voltage curves is to be defined and what influence the definition of the start time has on the calculation function for the individual element current yield.

Eine empirische Funktion mit vielen verschiedenen Regressionsparametern, die alle über entsprechende Modellierungen und unter Berücksichtigung der Elektrolyseureigenschaften wie des Zelldesigns oder der physikalischen Bedingungen bestimmt werden müssen, führt immer zu Ungenauigkeiten, da jede Veränderung einer Eigenschaft, die einen oder mehrere Regressionsparameter beeinflusst, die Berechnungsgrundlage der empirischen Funktion verändert. Änderungen in der Elektrolyseanlage in Form von einzelnen neuartig konstruierten Zellelementen im Elektrolyseur, oder geänderten Betriebsbedingungen, Alterungseffekte etc., werden somit schwierig zu berücksichtigen sein und erfordern mathematische Anpassungen.An empirical function with many different regression parameters, all of which must be determined using appropriate modeling and taking into account the electrolyzer properties such as the cell design or the physical conditions, always leads to inaccuracies, since any change in a property that affects one or more regression parameters changes the basis of calculation for the empirical function changed. Changes in the electrolysis system in the form of individual newly designed cell elements in the electrolyzer, or changed operating conditions, aging effects, etc., will therefore be difficult to take into account and require mathematical adjustments.

Auch die Wahl der für jedes Zellelement zu bestimmenden individuellen Zeitdauer als Basisvariable für die Berechnung der Einzelelementstromausbeute führt zu Ungenauigkeiten. Da die Geschwindigkeit der Stromerhöhung nicht vorgegeben ist, wird die individuelle Zeit bis die Spannung jedes Zeitelements das vorbestimmte Niveau erreicht hat, unterschiedlich sein, je nachdem ob der Strom schnell oder langsam erhöht wird. Es ist fraglich, ob die daraus resultierenden Veränderungen bei der Ermittlung der Regressionsparameter berücksichtigt sind.The selection of the individual time period to be determined for each cell element as the basis variable for the calculation of the individual element current yield also leads to inaccuracies. Since the rate of current increase is not predetermined, the individual time until the voltage of each timing element reaches the predetermined level will differ depending on whether the current is increased rapidly or slowly. It is questionable whether the resulting changes are taken into account when determining the regression parameters.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Bestimmung der Stromausbeute für Einzelelemente eines Elektrolyseurs bestehend aus mindestens einem Einzelelement zur Verfügung zu stellen, das die genannten Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr aufweist. D.h. das erfindungsgemäße Verfahren soll unabhängig sein vom Anlegen eines Polarisationsstroms, es soll einen klar definierten Startpunkt für die Auswertung aufweisen und es sollen elementspezifische, individuelle Zeitdauern zum Erreichen eines vorgegebenem Ereignisses unberücksichtigt bleiben dürfen. Außerdem soll das Verfahren ohne aufwändige Modellierungen zur Ermittlung von Regressionsparametern auskommen und das Verfahren soll ohne die Berücksichtigung von Zelldesign und Betriebsbedingungen auskommen.It is therefore the object of the invention to provide an alternative method for determining the current yield for individual elements of an electrolyzer consisting of at least one individual element, which no longer has the stated disadvantages of the prior art. This means that the method according to the invention should be independent of the application of a polarization current, it should have a clearly defined starting point for the evaluation and element-specific, individual time durations for reaching a predetermined event should be allowed to remain unconsidered. In addition, the method should do without complex modeling to determine regression parameters and the method should do without taking cell design and operating conditions into account.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous configurations of the invention result from the dependent claims.

Die Erfindung sieht vor, dass die Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs, umfassend zumindest ein Einzelelement, über einen Flächenvergleich erfolgt, der bei jedem Anfahren einer Elektrolyseanlage für jedes Element durchgeführt werden kann. Dazu wird so vorgegangen, dass:

  1. a. ein Elektrolysestrom I auf einen Elektrolyseur bestehend aus mindestens einem Einzelelement i aufgebracht wird und der Elektrolysestrom I auf einen bestimmten Stromwert IEND angehoben wird, wobei IEND zwischen 1kA und 2,7kA liegt und insbesondere zwischen 1,8kA und 2,2kA liegt,
  2. b. ein Zeitpunkt t0 ermittelt wird, der willkürlich vor oder nach Einschalten des Elektrolysestroms gesetzt wird (das heißt, dass ein Zeitpunkt t0 festgelegt wird, der frei wählbar vor oder nach Einschalten des Elektrolysestroms liegen kann), wobei der Elektrolysestrom einen bestimmten Maximalwert l0 nicht überschreiten darf, wobei l0 zwischen 10A und 200A liegt,
  3. c. die Spannung Ui des mindestens einen Einzelelements i gemessen wird und der Mittelwert aller Einzelelementspannungen UM gebildet wird,
  4. d. der Zeitpunkt tEND bestimmt wird, nach dem alle Zellspannungen Ui der Einzelelemente i einen definierten Spannungsunterschied ΔUEND vom Mittelwert aller Einzelelementspannungen UM abweichen, wobei ΔUEND zwischen 10mV und 200mV liegt,
  5. e. die Fläche Ai unter der Spannungskurve Ui(x) jedes Einzelelements i über numerische Integration über die Variable x in den Grenzen zwischen x0 = x(t0) und xEND = x(tEND) bestimmt wird:
A i = x 0 x E N D U i ( x ) d x
Figure DE102011110507B4_0014
  1. f. die Fläche AM unter der Spannungskurve des Durchschnitts aller Einzelelemente UM (x) über numerische Integration über die Variable x in den Grenzen x(t0) und x(tEND) bestimmt wird: A M = x 0 x E N D U M ( x ) d x
    Figure DE102011110507B4_0015
  2. g. die durchschnittliche Elektrolyseurstromausbeute CEEL bestimmt wird,
  3. h. die Stromausbeute CEi jedes Einzelelements i abhängig von der Elektrolyseurstromausbeute CEEL über eine empirische Funktion f berechnet wird, die das Flächenverhältnis Ai / AM beinhaltet.
The invention provides that the current yield of the individual elements of an electrolyzer, comprising at least one individual element, is determined by means of a surface comparison, which can be carried out for each element each time an electrolysis system is started up. This is done in such a way that:
  1. a. an electrolysis current I is applied to an electrolyzer consisting of at least one individual element i and the electrolysis current I is increased to a specific current value I END , with I END being between 1kA and 2.7kA and in particular between 1.8kA and 2.2kA,
  2. b. a point in time t 0 is determined, which is set arbitrarily before or after the electrolysis current is switched on (that is, a point in time t 0 is specified, which can be freely selectable before or after the electrolysis current is switched on), the electrolysis current having a specific maximum value l 0 must not exceed l 0 between 10A and 200A,
  3. c. the voltage U i of the at least one individual element i is measured and the mean value of all individual element voltages UM is formed,
  4. i.e. the time t END is determined after which all cell voltages U i of the individual elements i deviate by a defined voltage difference ΔU END from the mean value of all individual element voltages UM, with ΔU END being between 10 mV and 200 mV,
  5. e. the area A i under the voltage curve U i (x) of each individual element i is determined by numerical integration over the variable x in the limits between x 0 = x(t 0 ) and x END = x(t END ):
A i = x 0 x E N D u i ( x ) i.e x
Figure DE102011110507B4_0014
  1. f. the area AM under the stress curve of the average of all individual elements UM (x) is determined by numerical integration over the variable x in the limits x(t 0 ) and x(t END ): A M = x 0 x E N D u M ( x ) i.e x
    Figure DE102011110507B4_0015
  2. G. the average electrolyser current yield CE EL is determined,
  3. H. the current yield CE i of each individual element i is calculated as a function of the electrolyzer current yield CE EL using an empirical function f that contains the area ratio A i /A M .

Kernidee der Erfindung ist es somit, die Stromausbeute der Einzelelemente empirisch über eine reine Vergleichsbetrachtung abzuleiten. Nach dem Stand der Technik lässt sich die Stromausbeute des Elektrolyseurs, also der Durchschnitt aller Einzelelemente CEEL, über anodische oder kathodische Bilanzen berechnen. Der Verlauf der durchschnittlichen Spannung UM aller Einzelelemente beim Anfahren bis auf ein spezifisches Stromniveau, bei dem die Sauerstoffbildung aufgrund des resultierenden Spannungs- und damit Potentialniveaus gerade nicht mehr stattfindet oder durch Chlorbildung vernachlässigbar wird, ist somit als Maß für die Durchschnittsstromausbeute CEEL zu interpretieren. Wird nun die Fläche unter der Spannungskurve bei Auftragung gegen einen geeigneten Einflussparameter zwischen einem zu definierendem Start und Endzeitpunkt ermittelt, so ist dieser Wert AM ein Maß für die das anodische Potential und damit die Spannung bestimmende Laugemenge und damit auch der Stromausbeute CEEL.The core idea of the invention is therefore to empirically derive the current yield of the individual elements by purely comparing them. According to the state of the art, the current yield of the electrolyser, ie the average of all individual elements CE EL , can be calculated using anodic or cathodic balances. The course of the average voltage UM of all individual elements when starting up to a specific current level at which the formation of oxygen no longer takes place due to the resulting voltage and thus potential level or becomes negligible due to the formation of chlorine, is therefore to be interpreted as a measure of the average current yield CE EL . If the area under the voltage curve is determined when plotted against a suitable influencing parameter between a start and end time to be defined, this value A M is a measure of the amount of lye determining the anodic potential and thus the voltage, and thus also the current yield CE EL .

Wird nun die Fläche unter der Spannungskurve jedes Einzelelements gegen den zu wählenden, geeigneten Einflussparameter, also die Variable x, aufgetragen und zwischen dem gleichen Start und Endzeitpunkt ermittelt wie beim Spannungsdurchschnitt, so ergibt sich bei Bildung eines Quotienten aus elementspezifischer Fläche Ai bezogen auf die Fläche AM ein Wert, der tendenziell für jedes Einzelelement aufzeigt, wie stark die Laugediffusion und damit die Stromausbeute gegenüber dem Durchschnitt ist. Eine Multiplikation des Quotienten mit der Durchschnittstromausbeute CEEL führt somit zu einem Messwert für die Einzelelementstromausbeute CEi.If the area under the stress curve of each individual element is plotted against the appropriate influencing parameter to be selected, i.e. the variable x, and determined between the same start and end times as for the stress average, a quotient of the element-specific area A i in relation to the Area A M a value that tends to show for each individual element how strong the caustic diffusion and thus the current yield is compared to the average. Multiplying the quotient by the average current yield CE EL thus leads to a measured value for the individual element current yield CE i .

Gemäß der Erfindung wird als Variable x entweder die Zeit t oder der Elektrolysestrom I verwendet.According to the invention, either the time t or the electrolysis current I is used as the variable x.

In Ausgestaltung der Erfindung wird zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL eine kathodische Bilanz durchgeführt, indem eine dem Elektrolyseur zugeführte Laugemenge und die im Elektrolyseur produzierte Laugemenge in einen geschlossenen Kreislauf zwischen dem Elektrolyseur und einem Laugeauffangbehälter zirkuliert werden, die Stromlast dabei für eine bestimmte Zeitdauer konstant gehalten wird, der Füllstand des Laugeauffangbehälters konstant gehalten wird, indem die produzierte Laugemenge aus dem Kreislauf ausgeschleust wird, die Konzentration und der Volumenstrom der produzierten Laugemenge dabei gemessen werden, und die Stromausbeute für die gegebene Zeitdauer nach Gleichung (2) über das Verhältnis von produzierter Laugemenge zu von der Stromlast abhängigen, theoretisch möglichen Laugeproduktionsmenge berechnet wird.In an embodiment of the invention, a cathodic balance is carried out to determine the electrolyzer current yield CE EL by circulating a quantity of lye supplied to the electrolyzer and the quantity of lye produced in the electrolyzer in a closed circuit between the electrolyzer and a lye collecting tank, with the current load being kept constant for a specific period of time the fill level of the lye collection tank is kept constant by the amount of lye produced being discharged from the circuit, the concentration and volume flow of the amount of lye produced being measured in the process, and the current yield for the given period of time according to equation (2) via the ratio of the amount of lye produced is calculated for the theoretically possible lye production quantity dependent on the electricity load.

In einer alternativen Ausgestaltung wird zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL eine anodische Bilanz durchgeführt, wobei vor und nach der Elektrolyse die in der Sole CNa2SO4 und im Anolyten C'Na2SO4 vorhandene Natriumsulfatkonzentration gemessen wird, das Verhältnis der Sulfatmenge in Sole und Anolyt gebildet wird und der Anolytvolumenstrom V̇' nach der Gleichung (3) über Multiplikation mit dem gemessenen Solevolumenstrom V̇ ermittelt wird, anschließend die Konzentrationen von Sauerstoff yO2 und Chlorgas yCl2 im Produktgas, die Konzentrationen von Natriumhydroxid CNaOH, Natriumchlorat CNaClO3, Natriumcarbonat CNa2CO3 und Salzsäure CHCl in der Sole, und die Konzentrationen von Natriumsulfat C'Na2SO4, Hypochlorit C'HOCl und Salzsäure C'HCl im Anolyten bestimmt werden und die Stromausbeuten der Anolytkomponenten Δi nach den Gleichungen (4) bis (9) ermittelt werden und abschließend die Stromausbeute CE summarisch über Gleichung (10) berechnet wird.In an alternative embodiment, an anodic balance is carried out to determine the electrolyzer current yield CE EL , with the sodium sulfate concentration present in the brine C Na2SO4 and in the anolyte C'Na2SO4 being measured before and after the electrolysis, the ratio of the amount of sulfate in the brine and anolyte being formed and the anolyte volume flow V̇' is determined according to equation (3) by multiplication with the measured brine volume flow V̇, then the concentrations of oxygen y O2 and chlorine gas y Cl2 in the product gas, the concentrations of sodium hydroxide C NaOH , sodium chlorate C NaClO3 , sodium carbonate C Na2CO3 and hydrochloric acid C HCl in the brine, and the concentrations of sodium sulfate C' Na2SO4 , hypochlorite C' HOCl and hydrochloric acid C' HCl in the anolyte are determined and the current yields of the anolyte components Δ i are determined according to equations (4) to (9) and finally the Current efficiency CE is calculated summarily via equation (10).

In einer anderen alternativen Ausgestaltung wird zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL eine vereinfachte anodische Bilanz nach der Formel CE EL = P 1 ( P2/I ) × ( Q A × d A × c A ) + ( 0,5 y O2 ) × P 3

Figure DE102011110507B4_0016
durchgeführt, wobei I der Elektrolysestrom, QA der dem Zellelement zugeführte Säurevolumenstrom, dA die Dichte der Säure, cA die Massenkonzentration der verwendeten Säure, yO2 der Sauerstoffgehalt im anodischen Produktgas, P1 ein empirisch bestimmter Parameter ist, der vorzugsweise zwischen 98,5% und 99,5% und insbesondere zwischen 98,9% und 99,1% liegt, P2 ein empirisch bestimmter Parameter, der vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,10 % und insbesondere zwischen 0,07 und 0,09 % liegt und P3 ein empirisch bestimmter Parameter ist, der vorzugsweise zwischen 2,0% und 3,0% und insbesondere zwischen 2,4% und 2,6% liegt.In another alternative embodiment, a simplified anodic balance according to the formula is used to determine the electrolyzer current yield CE EL CE el = P 1 ( P2/I ) × ( Q A × i.e A × c A ) + ( 0.5 y O2 ) × P 3
Figure DE102011110507B4_0016
carried out, where I is the electrolysis current, Q A is the acid volume flow supplied to the cell element, d A is the density of the acid, c A is the mass concentration of the acid used, y O2 is the oxygen content in the anodi product gas, P1 is an empirically determined parameter, which is preferably between 98.5% and 99.5% and in particular between 98.9% and 99.1%, P2 is an empirically determined parameter, which is preferably between 0.05 and 0 .10% and in particular between 0.07 and 0.09% and P3 is an empirically determined parameter which is preferably between 2.0% and 3.0% and in particular between 2.4% and 2.6%.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL werden direkte Online-Meßverfahren eingesetzt. Diese Online-Meßverfahren sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.In a further alternative embodiment of the determination of the electrolyzer current yield CE EL direct online measurement methods are used. These online measurement methods are known to those skilled in the art from the prior art.

Untersuchungen haben gezeigt, dass der Quotient Ai / AM allerdings nicht direkt proportional zur Einzelelementstromausbeute ist. Durch Wahl geeigneter Probenahmestellen am Einzelelement lässt sich über die anodische Bilanz auf analytischem Wege die Stromausbeute genau bestimmen. Diese Ergebnisse lassen sich als Grundlage heranziehen, um empirische Anpassungsparameter zu bestimmen. Diese Parameter als Multiplikator K1 bzw. Exponent K2 entsprechend iterativ angepasst führen dann zu einer sehr guten Übereinstimmung der analytisch bestimmten Stromausbeute mit der über den Spannungsverlauf beim Anfahren ermittelten Einzelelementstromausbeute, so dass in einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die empirische Funktion die Form C E i = C E E L × K 1 × { A i A M } K 2

Figure DE102011110507B4_0017
aufweist, wobei K1 ein empirischer Parameter ist, der vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 liegt und insbesondere zwischen 0,95 und 1,05, und K2 ein empirischer Exponent ist, der vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,0 liegt und insbesondere zwischen 0,3 und 0,7.Investigations have shown that the quotient A i / A M is not directly proportional to the current yield of the individual elements. By choosing suitable sampling points on the individual element, the current yield can be precisely determined analytically via the anodic balance. These results can be used as a basis for determining empirical adjustment parameters. These parameters as multiplier K1 or exponent K2 iteratively adjusted accordingly lead to a very good agreement between the analytically determined current yield and the individual element current yield determined via the voltage curve when starting up, so that in one embodiment of the method according to the invention the empirical function has the form C E i = C E E L × K 1 × { A i A M } K 2
Figure DE102011110507B4_0017
wherein K1 is an empirical parameter, preferably between 0.8 and 1.2, and in particular between 0.95 and 1.05, and K2 is an empirical exponent, preferably between 0.1 and 1.0, and in particular between 0.3 and 0.7.

Nach Kenntnis der Einzelelementstromausbeute CEi lässt sich auch über Gleichung 1 eine wirtschaftliche Bewertung jedes Einzelelements durchführen, indem eine Berechnung des spezifischen Energieverbrauchs in kWh/t Produkt für jedes Einzelelement eines Elektrolyseurs aus der Einzelelementspannung Ui und der Stromausbeute CEi über den Zusammenhang EV i = U i / ( F × CE i )

Figure DE102011110507B4_0018
erfolgt, wobei F eine produktspezifische Faradaykonstante mit der Einheit [t/kAh] bezeichnet, die über den Quotienten aus molarer Faradaykonstante und Molmasse des Produkts gebildet wird.Once the individual element current yield CE i is known, Equation 1 can also be used to carry out an economic evaluation of each individual element by calculating the specific energy consumption in kWh/t product for each individual element of an electrolyzer from the individual element voltage U i and the current yield CE i via the relationship EV i = u i / ( f × CE i )
Figure DE102011110507B4_0018
takes place, where F designates a product-specific Faraday constant with the unit [t/kAh], which is formed via the quotient of the molar Faraday constant and the molar mass of the product.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch die Unabhängigkeit vom Polarisationsstrom und vom Faktor Individualzeit bis zum Erreichen eines bestimmten Spannungsniveaus, wie von Tremblay et. al. als notwendig beschrieben. Ob der Startzeitpunkt der Berechnung exakt beim Einschalten oder kurz vorher oder nachher gewählt wird, trägt zum Flächenvergleich nicht bei. Ob der Endzeitpunkt genau bei Erreichen eines spezifischen Spannungsniveaus oder einige Zeit später erreicht wird, ist ebenfalls ohne Bedeutung, da dieser Zeitfaktor beim Flächenvergleich keinen Einfluss hat. Insofern muss auch das Vorhandensein eines Polarisationsstroms nicht berücksichtigt werden.A further advantage of the method according to the invention is the independence from the polarization current and from the individual time factor until a certain voltage level is reached, as suggested by Tremblay et. al. described as necessary. Whether the start time of the calculation is selected exactly when switching on or shortly before or after does not contribute to the area comparison. It is also irrelevant whether the end point is reached when a specific stress level is reached or some time later, since this time factor has no influence on the area comparison. In this respect, the presence of a polarization current does not have to be taken into account.

Die Flächen lassen sich im einfachsten Fall durch Auswertung der Spannung abhängig von der Betriebszeit t ermitteln. Alternativ lässt sich die Flächenberechnung auch in Abhängigkeit vom Elektrolysestrom I ermitteln. Vorteil dieser Vorgehensweise ist eine völlige Unabhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der der Elektrolysestrom pro Zeiteinheit erhöht wird, bis das Zielniveau von z.B. 2,5kA erreicht wird.In the simplest case, the areas can be determined by evaluating the voltage as a function of the operating time t. Alternatively, the area calculation can also be determined as a function of the electrolysis current I. The advantage of this procedure is complete independence from the speed at which the electrolysis current is increased per unit of time until the target level of e.g. 2.5 kA is reached.

Die Ermittlung der Flächen bei Auftragen gegen die variable Betriebszeit t ist in 5 gezeigt. Da die Flächen über klassische mathematische Integration nicht ermittelt werden können, muss ein numerisches Verfahren herangezogen werden. Demnach wird ab dem Startzeitpunkt t0 ein festgelegtes Δt addiert und die Spannungen zu jedem Zeitpunkt t und t+Δt sowohl für jedes Einzelelement als auch für den Spannungsdurchschnitt ermittelt. Die entsprechende Fläche lässt sich dann über die Flächengleichung für ein Trapez ermitteln, also Δ A i ( t ) = 0,5 × ( U i ( t ) + U i ( t + Δ t ) ) × Δ t

Figure DE102011110507B4_0019
Δ A M ( t ) = 0,5 × ( U M ( t ) + U M ( t + Δ t ) ) × Δ t
Figure DE102011110507B4_0020
The determination of the areas in applications against the variable operating time t is in 5 shown. Since the areas cannot be determined using classic mathematical integration, a numerical method must be used. Accordingly, a fixed Δt is added from the starting time t 0 and the voltages are determined at each time t and t+Δt both for each individual element and for the voltage average. The corresponding area can then be determined using the area equation for a trapezoid, i.e Δ A i ( t ) = 0.5 × ( u i ( t ) + u i ( t + Δ t ) ) × Δ t
Figure DE102011110507B4_0019
Δ A M ( t ) = 0.5 × ( u M ( t ) + u M ( t + Δ t ) ) × Δ t
Figure DE102011110507B4_0020

Aufsummieren aller ΔAi(t) zwischen t0 und tEND führen dann zur Gesamtfläche Ai, entsprechendes gilt für alle ΔAM(t) zu AM.Adding up all ΔA i (t) between t 0 and t END then leads to the total area Ai, the same applies to all ΔA M (t) to A M .

Für den Elektrolysestrom als Variable I verläuft die Berechnung in gleicher Art und Weise. Demnach wird ab dem Startzeitpunkt t0 der Elektrolysestrom I(t0) als Startwert gewählt und ein ΔI addiert und die Spannungen zu jedem I und I+ΔI sowohl für jedes Einzelelement als auch für den Spannungsdurchschnitt ermittelt. Die entsprechende Fläche lässt sich dann über die Flächengleichung für ein Trapez ermitteln, also Δ A i ( l ) = 0,5 × ( U i ( l ) + U i ( l + Δ l ) ) × Δ l

Figure DE102011110507B4_0021
Δ A M ( l ) = 0,5 × ( U M ( l ) + U M ( l + Δ l ) ) × Δ l
Figure DE102011110507B4_0022
For the electrolysis current as variable I, the calculation proceeds in the same way. Accordingly, from the starting time t 0 the electrolysis current I(t 0 ) is chosen as the starting value and a ΔI is added and the voltages for each I and I+ΔI are determined both for each individual element and for the voltage average. The corresponding area can then be determined using the area equation for a trapezoid, i.e Δ A i ( l ) = 0.5 × ( u i ( l ) + u i ( l + Δ l ) ) × Δ l
Figure DE102011110507B4_0021
Δ A M ( l ) = 0.5 × ( u M ( l ) + u M ( l + Δ l ) ) × Δ l
Figure DE102011110507B4_0022

Aufsummieren aller ΔAi(I) zwischen I0 und IEND führen dann zur Gesamtfläche Ai, entsprechendes gilt für alle ΔAM(I) zu AM.Adding up all ΔAi(I) between I 0 and I END then leads to the total area Ai, the same applies to all ΔA M (I) to A M .

Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass die Zellelemente in Gruppen kategorisiert werden, je nachdem um welchen Betrag die Stromausbeute des Einzelelements von der durchschnittlichen Stromausbeute aller Elemente abweicht.Furthermore, the invention provides that the cell elements are categorized into groups depending on the amount by which the current yield of the individual element deviates from the average current yield of all elements.

In einer Ausgestaltung der Erfindung werden hier 4 Kategorien vorgesehen, die über absolute Prozentabweichungen von der durchschnittlichen prozentualen Stromausbeute aller Elemente definiert werden, wobei einer Kategorie 1 die Einzelelemente zugeordnet werden, die mindestens 0,5% vorzugsweise 1% oberhalb des Stromausbeutedurchschnitts liegen, einer Kategorie 2 die Einzelelemente zugeordnet werden, die bis 2% vorzugsweise bis 1% oberhalb bzw. unterhalb des Stromausbeutedurchschnitts liegen, einer Kategorie 3 die Einzelelemente zugeordnet werden, die mindestens 1% vorzugsweise mindestens 2% unterhalb des Stromausbeutedurchschnitts aller Elemente liegen und einer Kategorie 4 die Einzelelemente zugeordnet werden, die mindestens 3% unterhalb des Stromausbeutedurchschnitts aller Elemente oder absolut unter 90% Stromausbeute aufweisen. Damit sind Einzelelemente der Kategorie 1 also Einzelelemente, die besonders gut funktionieren, Einzelelemente der Kategorie 2, die in einem normalen Maß arbeiten, Einzelelemente der Kategorie 3 stellen unterdurchschnittlich funktionierende Einzelelemente dar und Einzelelemente der Kategorie 4 sind schließlich fehlerhafte Elemente.In one embodiment of the invention, 4 categories are provided here, which are defined by absolute percentage deviations from the average percentage current yield of all elements, with category 1 being assigned the individual elements that are at least 0.5%, preferably 1%, above the current yield average, a category 2 the individual elements are assigned which are up to 2% preferably up to 1% above or below the average current yield, a category 3 is assigned the individual elements which are at least 1% preferably at least 2% below the average current yield of all elements and category 4 the individual elements are assigned that have at least 3% below the current efficiency average of all elements or absolutely below 90% current efficiency. Category 1 individual elements are therefore individual elements that work particularly well, category 2 individual elements that work to a normal extent, category 3 individual elements represent individual elements that function below average and category 4 individual elements are ultimately defective elements.

In einer weiteren Option der Erfindung kann die Zuordnung der Elemente in Kategorien über visuelle Farbdarstellungen erfolgen. Beispielhaft werden dabei die Ergebnisse der Zuordnungen zu Kategorie 1 in der Farbe blau, Zuordnungen zu Kategorie 2 in der Farbe grün, Zuordnungen zu Kategorie 3 in der Farbe gelb und Zuordnungen der Kategorie 4 in der Farbe rot dargestellt.In a further option of the invention, the elements can be assigned to categories via visual color representations. As an example, the results of the assignments to category 1 are shown in blue, assignments to category 2 in green, assignments to category 3 in yellow and assignments to category 4 in red.

Die vorliegende Erfindung umfasst zudem ein System zur Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs, umfassend: einen Prozessor in einem Computersystem, einen Datenspeicher, der mit dem Prozessor in Verbindung steht, und ein Ausführungselement, das mit dem Prozessor in Verbindung steht und dafür konfiguriert ist, ein Verfahren nach Anspruch 1 durchzuführen.The present invention also includes a system for determining the current efficiency of the individual elements of an electrolyzer, comprising: a processor in a computer system, a data memory in communication with the processor, and an execution element in communication with and configured for the processor to carry out a method according to claim 1.

Besonders bevorzugt umfasst dieses System einen Bildschirm, zum Empfang und zur Anzeige der Daten die der Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente des Elektrolyseurs dienen und zur Anzeige des Ergebnisses der ermittelten Stromausbeute der Einzelelemente.This system particularly preferably includes a screen for receiving and displaying the data used to determine the current yield of the individual elements of the electrolyzer and for displaying the result of the current yield determined for the individual elements.

Ein derartiges System ist in 7 exemplarisch dargestellt. Das System 1 umfasst ein Ausführungselement 2, das über einen Prozessor 3 gesteuert wird, wobei der Prozessor 3 mit dem Datenspeicher 4 gekoppelt ist. Ein Elektrolyseur 5 ist mit dem System 1 verbunden und umfasst eine Vielzahl an Einzelelementzellen.Such a system is in 7 shown as an example. The system 1 comprises an execution element 2 which is controlled via a processor 3, the processor 3 being coupled to the data memory 4. An electrolyzer 5 is connected to the system 1 and comprises a plurality of single element cells.

Der Datenspeicher 4 dient dazu Daten zu empfangen und zu speichern, die von dem System 1 benötigt werden, um die Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bestimmen, die von dem Prozessor 3 abgerufen werden können. Bei dem Prozessor 3 und dem Datenspeicher 4 handelt es sich um handelsübliches und dem Fachmann bekanntes Computerzubehör, das zum Ausüben derartiger Operationen geeignet ist. Das Ausführungselement 2 ist beispielhaft wiederum aus mehreren Modulen aufgebaut, die die gemessen Daten der Einzelelemente des Elektrolyseurs 5 empfangen und entsprechend der Methode nach Anspruch 1 verrechnen, um als Ergebnis die zu ermittelnde Stromausbeute der Einzelelemente zu liefern. Dabei dienen die oben dargelegten Formeln als Grundlage. Die Ergebnisse werden abschließend auf einem Bildschirm 6 für jedes Einzelelement angezeigt.The data memory 4 is used to receive and store data required by the system 1 in order to determine the current yield of the individual elements of an electrolyzer according to the method according to the invention, which can be called up by the processor 3 . The processor 3 and the data memory 4 are commercially available computer accessories known to those skilled in the art that are suitable for performing such operations. The execution element 2 is in turn composed of several modules, which receive the measured data of the individual elements of the electrolyzer 5 and calculate them according to the method according to claim 1 in order to deliver the current yield of the individual elements to be determined as a result. The formulas presented above serve as a basis for this. The results are finally displayed on a screen 6 for each individual element.

Weiterhin umfasst die Offenbarung der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm auf einem durch einen Computer lesbaren Medium enthaltend Instruktionen zur Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente nach dem Verfahren nach Anspruch 1.Furthermore, the disclosure of the present invention includes a computer program on a computer-readable medium containing instructions for determining the current efficiency of the individual elements according to the method of claim 1.

Vorteile, die sich aus der Erfindung ergeben:

  • - Unabhängigkeit vom Anlegen eines Polarisationsstroms
  • - Freiheitsgrade beim Start- und Endpunkt für die Auswertung
  • - Keine Berücksichtigung von elementspezifischen, individuellen Zeitdauern zum Erreichen eines vorgegebenem Ereignisses
  • - Keine Berücksichtigung von aufwändigen Modellierungen zur Ermittlung von Regressionsparametern
  • - Keine Berücksichtigung von Zelldesign und Betriebsbedingungen
Advantages resulting from the invention:
  • - Independence from applying a polarization current
  • - Degrees of freedom at the start and end point for the evaluation
  • - No consideration of element-specific, individual time durations to reach a given event
  • - No consideration of complex modeling to determine regression parameters
  • - No consideration of cell design and operating conditions

Figurenlistecharacter list

  • 1 grafische Darstellung der Elektrodenpotentiale abhängig vom Elektrolysestrom und die entsprechenden elektrochemischen Teilreaktionen 1 graphical representation of the electrode potentials as a function of the electrolysis current and the corresponding electrochemical partial reactions
  • 2 grafische Darstellung der Elektrodenpotentiale bei Anwendung eines Anodencoatings, um den Effekt auf die Änderung der Potentialverläufe für Sauerstoffbildung und Chlorbildung zu verdeutlichen 2 Graphic representation of the electrode potentials when using an anode coating to illustrate the effect on the change in the potential curves for oxygen formation and chlorine formation
  • 3 grafische Darstellung der pH-Abhängigkeit des Potentialverlaufs der anodischen Sauerstoffbildung 3 graphical representation of the pH dependence of the potential profile of anodic oxygen formation
  • 4 Typische Spannungsverläufe der Einzelelemente und des Elektrolysestroms beim Anfahren eines Elektrolyseurs 4 Typical voltage curves of the individual elements and the electrolysis current when starting an electrolyser
  • 5 Diagramm zur prinzipiellen Darstellung der Flächenermittlung von Spannungen in Abhängigkeit von der Betriebszeit t 5 Diagram for the basic representation of the surface determination of stresses depending on the operating time t
  • 6 Diagramm zur prinzipiellen Darstellung der Flächenermittlung von Spannungen in Abhängigkeit vom Elektrolysestrom I 6 Diagram for the basic representation of the area determination of voltages depending on the electrolysis current I
  • 7 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 7 Schematic representation of a system according to the invention for determining the current yield of the individual elements of an electrolyzer using the method according to the invention

Formelzeichen:symbol:

Symbolsymbol Bedeutungmeaning EinheitUnit ΔAi ΔA i Teilfläche unter der Spannungskurve des EinzelelementsPartial area under the stress curve of the individual element [-][-] ΔAM ΔA M Teilfläche unter der DurchschnittsspannungskurvePartial area under the average stress curve [-][-] ΔtΔt Zeitintervalltime interval [s][n] ΔIΔI Stromänderungcurrent change [kA][n/a] ΔUΔU Spannungsänderungvoltage change [V][V] ΔUi ΔU i Spannungsunterschied Element i zum MittelwertVoltage difference element i to mean [V][V] Δi Δi Individuelle Stromausbeute einer Komponente iIndividual current yield of a component i [%][%] Ai A i Fläche unter der Spannungskurve des EinzelelementsArea under the stress curve of the single element [-][-] AM AM Fläche unter der Spannungskurve des ElektrolyseursArea under the voltage curve of the electrolyser [-][-] cA c A Massenkonzentration der SäureMass concentration of the acid [kg/kg][kg/kg] Ci C i Konzentration einer Komponente i in der SoleConcentration of a component i in the brine [g/l][g/l] Ci'c i ' Konzentration einer Komponente i im AnolytConcentration of a component i in the anolyte [g/l][g/l] CECE Stromausbeutecurrent yield [%][%] CEEL CE EL Durchschnittliche Stromausbeute aller EinzelelementeAverage current yield of all individual elements [%][%] CEi CE i Stromausbeute des EinzelelementsCurrent efficiency of the single element [%][%] dA d a Dichte der Salzsäuredensity of hydrochloric acid [kg/l][kg/l] EVEV spezifischer Energieverbrauchspecific energy consumption [kWh/t][kWh/t] EVi EV i spezifischer Energieverbrauch des Einzelelementsspecific energy consumption of the individual element [kWh/t][kWh/t] Ff spezifische Faradaykonstantespecific Faraday constant [t/kAh][t/kAh] II Elektrolysestromelectrolysis current [kA][n/a] K1K1 empirischer Parameterempirical parameter [-][-] K2K2 empirischer Parameterempirical parameter [-][-] MP M P praktisch gebildete Produktmengepractically formed amount of product [kg][kg] MT MT theoretisch mögliche Produktmengetheoretically possible product quantity [kg][kg] P1P1 Parameterparameter [%][%] P2p2 Parameterparameter [%kg/kAh][%kg/kAh] P3P3 Parameterparameter [%][%] QA Q A Säurevolumenstromacid flow rate [I/h][l/h] tt Zeittime [s][n] Uu Spannungtension [V][V] Ui u i Einzelelementspannungsingle element voltage [V][V] UM U M Durchschnittsspannung aller EinzelelementeAverage voltage of all individual elements [V][V] Solevolumenstrombrine volume flow [m3/h][ m3 /h] V̇'V̇' Anolytvolumenstromanolyte flow rate [m3/h][ m3 /h] xx Variablevariable [-][-] yCl2 y Cl2 Chloranteil im ProduktgasChlorine content in the product gas [-][-] yO2 y O2 Sauerstoffanteil im ProduktgasOxygen content in the product gas [-][-]

BezugszeichenlisteReference List

11
Systemsystem
22
Ausführungselementexecution element
33
Prozessorprocessor
44
Datenspeicherdata storage
55
Elektrolyseurelectrolyser
66
BildschirmScreen

Claims (12)

Verfahren zur Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs umfassend zumindest ein Zellelement eines Elektrolyseurs dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Elektrolysestrom I auf einen Elektrolyseur bestehend aus mindestens einem Einzelelement aufgebracht wird und der Elektrolysestrom I auf einen bestimmten Stromwert IEND im Bereich von 1 kA und 2,7 kA angehoben wird, b. ein Zeitpunkt t0 festgelegt wird, der frei wählbar vor oder nach Einschalten des Elektrolysestroms liegen kann, wobei der Elektrolysestrom einen bestimmten Maximalwert I0 zwischen 10 A und 200 A nicht überschreiten darf, c. die Spannung Ui des mindestens einen Einzelelements gemessen wird und der Mittelwert aller Einzelelementspannungen UM gebildet wird, d. der Zeitpunkt tEND bestimmt wird, nach dem alle Zellspannungen Ui der Einzelelemente i einen definierten Spannungsunterschied ΔUEND vom Mittelwert aller Einzelelementspannungen UM abweichen, wobei ΔUEND zwischen 10 mV und 200 mV liegt, e. die Fläche Ai unter der Spannungskurve Ui(x) jedes Einzelelements i über numerische Integration über die Variable x in den Grenzen zwischen x0 = x(t0) und xEND = x(tEND) bestimmt wird: A i = x 0 x E N D U i ( x ) d x
Figure DE102011110507B4_0023
wobei die Variable x entweder für die Zeit t oder den Elektrolysestrom I steht; f. die Fläche AM unter der Spannungskurve des Durchschnitts aller Einzelelemente UM (x) über numerische Integration über die Variable x in den Grenzen x(t0) und x(tEND) bestimmt wird: A M = x 0 x E N D U M ( x ) d x
Figure DE102011110507B4_0024
wobei die Variable x ebenfalls entweder für die Zeit t oder den Elektrolysestrom I steht; g. die durchschnittliche Elektrolyseurstromausbeute CEEL bestimmt wird, und h. die Stromausbeute CEi jedes Einzelelements i abhängig von der Elektrolyseurstromausbeute CEEL über eine empirische Funktion f berechnet wird, die das Flächenverhältnis Ai / AM beinhaltet.
Method for determining the current yield of the individual elements of an electrolyzer comprising at least one cell element of an electrolyzer, characterized in that a. an electrolysis current I is applied to an electrolyzer consisting of at least one individual element and the electrolysis current I is increased to a specific current value I END in the range of 1 kA and 2.7 kA, b. a point in time t 0 is set, which can be freely selectable before or after the electrolysis current is switched on, the electrolysis current not being allowed to exceed a certain maximum value I 0 between 10 A and 200 A, c. the voltage U i of the at least one individual element is measured and the mean value of all individual element voltages UM is formed, d. the point in time t END is determined after which all cell voltages U i of the individual elements i deviate by a defined voltage difference ΔU END from the mean value of all individual element voltages UM, ΔU END being between 10 mV and 200 mV, e. the area A i under the voltage curve U i (x) of each individual element i is determined by numerical integration over the variable x in the limits between x 0 = x(t 0 ) and x END = x(t END ): A i = x 0 x E N D u i ( x ) i.e x
Figure DE102011110507B4_0023
where the variable x stands for either the time t or the electrolysis current I; f. the area AM under the stress curve of the average of all individual elements UM (x) is determined by numerical integration over the variable x in the limits x(t 0 ) and x(t END ): A M = x 0 x E N D u M ( x ) i.e x
Figure DE102011110507B4_0024
where the variable x also stands for either the time t or the electrolysis current I; G. the average electrolyzer current yield CE EL is determined, and h. the current yield CE i of each individual element i is calculated as a function of the electrolyzer current yield CE EL using an empirical function f that contains the area ratio A i /A M .
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL eine kathodische Bilanz durchgeführt wird, wobei eine dem Elektrolyseur zugeführte Laugemenge und eine im Elektrolyseur produzierte Laugemenge in einem geschlossenen Kreislauf zwischen dem Elektrolyseur und einem Laugeauffangbehälter zirkuliert werden, die Stromlast dabei für eine bestimmte Zeitdauer konstant gehalten wird, der Füllstand des Laugeauffangbehälters konstant gehalten wird, indem die produzierte Laugemenge aus dem Kreislauf ausgeschleust wird, die Konzentration und der Volumenstrom der produzierten Laugemenge beim Ausschleusen gemessen werden, und die Stromausbeute CEEL für die gegebene Zeitdauer nach der Gleichung CE EL = 100 × M P /M T [ % ]
Figure DE102011110507B4_0025
über das Verhältnis von produzierter Laugemenge MP zu von der Stromlast abhängigen, theoretisch möglichen Laugeproduktionsmenge MT berechnet wird.
procedure after claim 1 characterized in that a cathodic balance is carried out to determine the electrolyzer current yield CE EL , with an amount of lye fed to the electrolyzer and an amount of lye produced in the electrolyzer being circulated in a closed circuit between the electrolyzer and an lye collection tank, with the current load being kept constant for a specific period of time the fill level of the caustic collection tank is kept constant by discharging the produced quantity of caustic from the circuit, the concentration and the volume flow of the produced quantity of caustic are measured during discharge, and the current yield CE EL for the given period of time according to the equation CE el = 100 × M P /M T [ % ]
Figure DE102011110507B4_0025
is calculated via the ratio of the amount of lye produced M P to the theoretically possible amount of lye produced, M T , which depends on the electricity load.
Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL eine anodische Bilanz durchgeführt wird, wobei vor und nach der Elektrolyse die in der Sole CNa2SO4 und im Anolyten C'Na2SO4 vorhandene Natriumsulfatkonzentration gemessen wird, das Verhältnis der Sulfatmenge in Sole und Anolyt gebildet wird und der Anolytvolumenstrom V̇' nach der Gleichung V ˙ ' = V ˙ C N a 2 S O 4 C N a 2 S O 4   '
Figure DE102011110507B4_0026
über Multiplikation mit dem gemessenen Solevolumenstrom V̇ ermittelt wird, anschließend die Konzentrationen von Sauerstoff vO2 und Chlorgas vCl2 im Produktgas, die Konzentrationen von Natriumhydroxid CNaOH, Natriumchlorat CNaClO3, Natriumcarbonat CNa2CO3 und Salzsäure CHCl in der Sole, und die Konzentrationen von Natriumchlorat C'Na2SO4, Hypochlorit C'HOCl und Salzsäure C'HCl im Anolyten bestimmt werden und die Stromausbeuten der Anolytkomponenten Δi nach folgenden Gleichungen ermittelt werden: η N a C l O 3 = C N a C l O 3   ' V ˙ ' C N a C l O 3 V ˙ n I 0,662 100 %
Figure DE102011110507B4_0027
η H O C l = C H O C l   ' V ˙ ' n I 0,980 100 %
Figure DE102011110507B4_0028
η H C l = C H C l V ˙ C H C l   ' V ˙ ' n I 1,36 100 %
Figure DE102011110507B4_0029
η A l k a l i = C N a O H V ˙ n I 1,4923 100 %
Figure DE102011110507B4_0030
η N a 2 C O 3 = C N a 2 C O 3 V ˙ n I 1,978 100 %
Figure DE102011110507B4_0031
und abschließend die Stromausbeute CEEL summarisch über nachfolgende Gleichung berechnet wird: C E E L = 100 % η O 2 η N a C l O 3 η H O C l η H C l + η N a 2 C O 3 + η A l k a l i
Figure DE102011110507B4_0032
procedure after claim 1 and/or 2, characterized in that an anodic balance is carried out to determine the electrolyzer current yield CE EL , the sodium sulfate concentration present in the brine C Na2SO4 and in the anolyte C'Na2SO4 being measured before and after the electrolysis, the ratio of the amount of sulfate in the brine and anolyte is formed and the anolyte volume flow V̇' according to the equation V ˙ ' = V ˙ C N a 2 S O 4 C N a 2 S O 4 '
Figure DE102011110507B4_0026
is determined by multiplication with the measured brine volume flow V̇, then the concentrations of oxygen v O2 and chlorine gas v Cl2 in the product gas, the concentrations of sodium hydroxide C NaOH , sodium chlorate C NaClO3 , sodium carbonate C Na2CO3 and hydrochloric acid C HCl in the brine, and the concentrations of Sodium chlorate C' Na2SO4 , hypochlorite C' HOCl and hydrochloric acid C' HCl are determined in the anolyte and the current yields of the anolyte components Δ i are determined according to the following equations: n N a C l O 3 = C N a C l O 3 ' V ˙ ' C N a C l O 3 V ˙ n I 0.662 100 %
Figure DE102011110507B4_0027
n H O C l = C H O C l ' V ˙ ' n I 0.980 100 %
Figure DE102011110507B4_0028
n H C l = C H C l V ˙ C H C l ' V ˙ ' n I 1.36 100 %
Figure DE102011110507B4_0029
n A l k a l i = C N a O H V ˙ n I 1.4923 100 %
Figure DE102011110507B4_0030
n N a 2 C O 3 = C N a 2 C O 3 V ˙ n I 1.978 100 %
Figure DE102011110507B4_0031
and finally the current yield CE EL is calculated using the following equation: C E E L = 100 % n O 2 n N a C l O 3 n H O C l n H C l + n N a 2 C O 3 + n A l k a l i
Figure DE102011110507B4_0032
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL eine vereinfachte anodische Bilanz nach der Formel CE EL = P 1 ( P2/I ) × ( Q A × d A × c A ) + ( 0,5 y O2 ) × P 3
Figure DE102011110507B4_0033
durchgeführt wird, wobei I der Elektrolysestrom, QA der dem Zellelement zugeführte Säurevolumenstrom, dA die Dichte der Säure, cA die Massenkonzentration der verwendeten Säure, yO2 der Sauerstoffgehalt im anodischen Produktgas, P1 ein empirisch bestimmter Parameter ist, der vorzugsweise zwischen 98,5 % und 99,5 % liegt, P2 ein empirisch bestimmter Parameter, der vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,10 % liegt und P3 ein empirisch bestimmter Parameter ist, der vorzugsweise zwischen 2,0 % und 3,0 % liegt.
Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that to determine the electrolyzer current yield CE EL a simplified anodic balance according to the formula CE el = P 1 ( P2/I ) × ( Q A × i.e A × c A ) + ( 0.5 y O2 ) × P 3
Figure DE102011110507B4_0033
is carried out, where I is the electrolysis current, Q A is the acid volume flow fed to the cell element, d A is the density of the acid, c A is the mass concentration of the acid used, y O2 is the oxygen content in the anodic product gas, P1 is an empirically determined parameter, which is preferably between 98 .5% and 99.5%, P2 is an empirically determined parameter which is preferably between 0.05 and 0.10% and P3 is an empirically determined parameter which is preferably between 2.0% and 3.0%.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Elektrolyseurstromausbeute CEEL direkte Online-Meßverfahren eingesetzt werden.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that direct online measurement methods are used to determine the electrolyzer current yield CE EL . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die empirische Funktion die Form C E i = C E E L × K 1 × { A i A M } K 2
Figure DE102011110507B4_0034
aufweist, wobei K1 ein empirischer Parameter ist, der vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 liegt, und K2 ein empirischer Exponent ist, der vorzugsweise zwischen 0,1 und 1,0 liegt.
Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the empirical function has the form C E i = C E E L × K 1 × { A i A M } K 2
Figure DE102011110507B4_0034
where K1 is an empirical parameter, preferably between 0.8 and 1.2, and K2 is an empirical exponent, preferably between 0.1 and 1.0.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung des spezifischen Energieverbrauchs in kWh/t Produkt für jedes Einzelelement eines Elektrolyseurs aus der Einzelelementspannung Ui und der Stromausbeute CEi über den Zusammenhang EV i = U i / ( F × CE i )
Figure DE102011110507B4_0035
erfolgt, wobei F eine produktspezifische Faradaykonstante mit der Einheit [t/kAh] bezeichnet, die über den Quotienten aus molarer Faradaykonstante und Molmasse des Produkts gebildet wird.
Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a calculation of the specific energy consumption in kWh/t product for each individual element of an electrolyzer from the individual element voltage U i and the current yield CE i via the relationship EV i = u i / ( f × CE i )
Figure DE102011110507B4_0035
takes place, where F designates a product-specific Faraday constant with the unit [t/kAh], which is formed via the quotient of the molar Faraday constant and the molar mass of the product.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellelemente in Gruppen kategorisiert werden, je nachdem um welchen Betrag die Stromausbeute des Einzelelements CEi von der durchschnittlichen Stromausbeute aller Elemente CEEL abweicht.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the cell elements are categorized into groups depending on the amount by which the current yield of the individual element CE i deviates from the average current yield of all elements CE EL . Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellelemente in 4 Kategorien eingeteilt werden, die über absolute Prozentabweichungen von der durchschnittlichen prozentualen Stromausbeute aller Elemente definiert werden, wobei einer Kategorie 1 diejenigen Einzelelemente zugeordnet werden, die mindestens 0,5 % vorzugsweise 1 % oberhalb des Stromausbeutedurchschnitts liegen, einer Kategorie 2 diejenigen Einzelelemente zugeordnet werden, die bis 2 % vorzugsweise bis 1 % oberhalb bzw. unterhalb des Stromausbeutedurchschnitts liegen, einer Kategorie 3 diejenigen Einzelelemente zugeordnet werden, die mindestens 1 % vorzugsweise mindestens 2 % unterhalb des Stromausbeutedurchschnitts aller Elemente liegen und einer Kategorie 4 diejenigen Einzelelemente zugeordnet werden, die mindestens 3 % unterhalb des Stromausbeutedurchschnitts aller Elemente oder absolut unter 90 % Stromausbeute aufweisen.procedure after claim 8 , characterized in that the cell elements are divided into 4 categories, which are defined by absolute percentage deviations from the average percentage current yield of all elements, category 1 being assigned to those individual elements which are at least 0.5%, preferably 1%, above the average current yield, Category 2 is assigned to those individual elements that are up to 2%, preferably up to 1% above or below the average current yield, Category 3 is assigned to those individual elements that are at least 1%, preferably at least 2%, below the average current yield of all elements, and Category 4 those individual elements are assigned that have at least 3% below the current yield average of all elements or absolutely below 90% current yield. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Elemente in Kategorien über visuelle Farbdarstellungen erfolgt.procedure after claim 9 , characterized in that the elements are assigned to categories via visual color representations. System zur Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente eines Elektrolyseurs, umfassend: (i) einen Prozessor in einem Computersystem, (ii) einen Datenspeicher, der mit dem Prozessor in Verbindung steht, (iii) ein Ausführungselement, das mit dem Prozessor in Verbindung steht und dafür konfiguriert ist, ein Verfahren nach Anspruch 1 durchzuführen.System for determining the current efficiency of the individual elements of an electrolyser, comprising: (i) a processor in a computer system, (ii) a data memory connected to the processor, (iii) an execution element connected to and for the processor is configured, a procedure according to claim 1 to perform. System nach Anspruch 11, umfassend einen Bildschirm, zum Empfang und zur Anzeige der Daten, die der Bestimmung der Stromausbeute der Einzelelemente des Elektrolyseurs dienen.system after claim 11 , comprising a screen for receiving and displaying the data used to determine the current yield of the individual elements of the electrolyzer.
DE102011110507.0A 2011-08-17 2011-08-17 Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser Active DE102011110507B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011110507.0A DE102011110507B4 (en) 2011-08-17 2011-08-17 Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser
PCT/EP2012/003102 WO2013023733A2 (en) 2011-08-17 2012-07-24 Method for determining the individual current efficiency in an electrolyser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011110507.0A DE102011110507B4 (en) 2011-08-17 2011-08-17 Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011110507A1 DE102011110507A1 (en) 2013-02-21
DE102011110507B4 true DE102011110507B4 (en) 2022-09-08

Family

ID=46639963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011110507.0A Active DE102011110507B4 (en) 2011-08-17 2011-08-17 Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011110507B4 (en)
WO (1) WO2013023733A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117691880B (en) * 2024-02-03 2024-05-10 西门子能源电气设备(常州)有限公司 High-efficiency low-harmonic electrolytic rectifying equipment and control method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015345A (en) 1987-12-18 1991-05-14 Denora Permelec S.P.A. Method for detecting defective ion exchange membranes in monopolar and bipolar electrolyzers
US7122109B2 (en) 2001-06-25 2006-10-17 Outokumpu Technology Oy Method for the improvements of current efficiency in electrolysis
WO2010118533A1 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Recherche 2000 Inc. Method and system for electrolyser single cell current efficiency

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4181587A (en) * 1978-12-07 1980-01-01 Allied Chemical Corporation Process for producing chlorine and caustic soda

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015345A (en) 1987-12-18 1991-05-14 Denora Permelec S.P.A. Method for detecting defective ion exchange membranes in monopolar and bipolar electrolyzers
US7122109B2 (en) 2001-06-25 2006-10-17 Outokumpu Technology Oy Method for the improvements of current efficiency in electrolysis
WO2010118533A1 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Recherche 2000 Inc. Method and system for electrolyser single cell current efficiency

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERGNER, D.; HARTMANN, M.: Detection of damaged membranes in alkali chloride electrolysers. In: Journal of Applied Electrochemistry, 24, 1994, 1201 - 1205.

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011110507A1 (en) 2013-02-21
WO2013023733A3 (en) 2013-05-30
WO2013023733A2 (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2826889B1 (en) Method and system for monitoring the functionality of electrolysis cells
DE102011107935A1 (en) Method for determining a safe and economical current-density-dependent voltage and / or specific energy consumption operating range
DE3043571A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT AN ELECTROLYTIC PROCESS
DE2725066A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ELECTROLYZING
DE102005004063A1 (en) Method and apparatus for producing an alkali metal hypochlorite solution
DE102014019337A1 (en) CHLORINE DETERMINATION WITH PULSE AMPEROMETRIC DETECTION
DE3420483A1 (en) BIPOLAR ELECTROLYSIS WITH GAS DIFFUSION CATHODE
DE102011110507B4 (en) Method and system for determining the single element current yield in the electrolyser
WO2009115577A1 (en) Electrodiaphragmalysis
DE102006058454A1 (en) Production of sodium hypochlorite solution comprises feeding water and saturated brine to cathode chamber of electrolysis cell and passing mixture of aqueous sodium hydroxide and hydrogen gas produced into anode chamber
DE3707815A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE CHEMICAL OXYGEN REQUIREMENT OF WATER
EP3588074A2 (en) Method for cleaning, conditioning, calibrating and/or adjusting an amperometric sensor
EP0234256B1 (en) Process for carrying out hcl membrane electrolysis
DE2003885B2 (en) Electrolytic cell
DE2539137A1 (en) METHOD FOR ELECTROLYTIC EXTRACTION OF NICKEL AND ZINC, AND ELECTROLYSIS CELLS FOR THEREFORE
US9453286B2 (en) Method and system for electrolyser single cell current efficiency
DE3888967T2 (en) METHOD FOR DETECTING FAULTY ION EXCHANGE MEMBRANES IN MONO- AND BIPOLAR ELECTROLYSIS.
DE2818306A1 (en) PROCEDURE FOR IN-SITU REDUCTION OF ELECTRODE OVERVOLTAGE AND ELECTROLYSIS CELL FOR PERFORMING THE PROCEDURE
DE69007451T2 (en) Metallic electrodes for electrochemical processes.
CH718650A1 (en) A device, a plant and a method for the electrolysis of brine.
DE88001C (en)
DE102019211942A1 (en) Process for the electrochemical conversion of an educt gas on a gas diffusion electrode with differential pressure determination
DE60121337T2 (en) METHOD FOR IMPROVING AN ELECTRODE
DE743465C (en) Electrolytic cell, especially for the production of hypochlorites
DE110505C (en)

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP UHDE CHLORINE ENGINEERS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: UHDE GMBH, 44141 DORTMUND, DE

Owner name: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: UHDE GMBH, 44141 DORTMUND, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R016 Response to examination communication
R125 Request for further processing filed
R126 Request for further processing allowed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP UHDE CHLORINE ENGINEERS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP UHDE GMBH, 44141 DORTMUND, DE

Owner name: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP UHDE GMBH, 44141 DORTMUND, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: FABRY, BERND, DIPL.-CHEM. DR. RER. NAT., DE

R082 Change of representative
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP NUCERA AG & CO. KGAA, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, 45143 ESSEN, DE

Owner name: THYSSENKRUPP UHDE CHLORINE ENGINEERS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, 45143 ESSEN, DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP NUCERA AG & CO. KGAA, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP UHDE CHLORINE ENGINEERS GMBH, 44141 DORTMUND, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final