DE2412394A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von chlordioxyd - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von chlordioxydInfo
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Description
OQ η Τ?™?
2Α12394
29 Oldenburg
Elisabethstraße 6
Patentanmeldung
Herr Dr. G-aetano Conforto, Via Oriola 5i Trento/Italien
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxyd
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxyd.
Das Chlordioxyd hat besonders gute bakteriostatische und bakterizide Eigenschaften und wird deshalb in großen
Mengen zur Entkeimung von Wasser sowie zur konservierenden Behandlung von pflanzlichen und tierischen Erzeugnissen
hergestellt. Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid sind umständlich, aufwendig und kostspielig.
Die dabei benutzten Ausgangsstoffe sind gefährlich und erfordern eine aufmerksame, schwierige und infolgedessen
kostspielige Handhabung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung
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von Chlordioxyd zu entwickeln, das die oben genannten Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt, d.h. besonders
leicht, kostensparend und mit Hilfe von einfachen, wenig aufwendigen Mitteln durchführbar ist und ungefährliche,
billige Ausgangsstoffe erfordert, deren Handhabung keine Schwierigkeiten bereitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäsa durch ein Verfahren
zur Herstellung von Chlordioxyd gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine wässrige Lösung von
Natriumchlorid (NaCl) und Natriumchlorit (NaClO2) einer
Elektrolyse unterworfen wird, wobei an der Anode als Anolyt eine wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und
Chlordioxyd (ClO2) und an der Kathode Wasserstoffgas sowie
als Katholyt eine wässrige Lösung von Natriumhydroxyd (NaOH) entstehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der ober=
raschenden Erkenntnis", dass Natriumchlorit (NaClO2) in
wässrige Lösung und in Gegenwart von Natriumchlorid (NaCl) zu Chlordioxyd (ClO2) in wässriger Lösung an der Anode
und Wasserstoffgas sowie Natriumhydroxyd (NaOH) in wässriger Lösung an der Kathode elektrolytisch zersetzt werden kann·
Die allgemeine Formel für diese elektrolytische Reaktion
lautet folgendermassen: ' '
NaClO2 + NaCl + H3O + e * g
+ NaCl + NaOH + 1/2 H2 (1)
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Es wird angenommen, dass das Natriumchlorid (NaCl) bei der obigen Gesamtreaktion gemäss folgenden Teilreaktionen
mitwirkt:
NaCl + e = Na + Cl (2)
Na + H2O «= NaOH + H (3)
Cl + NaClO2 * NaCl + ClO2 .... (4)
Die Teilreaktion (3) findet an der Kathode statt. Die Teilreaktion (4) erfolgt an der Anode. Die Gegenwart
von Natriumchlorid (NaCl) ist flir den elektrolytischen
Vorgang nach der Gleichung (1) unbedingt erforderlich. Wenn infolgedessen das im Anolyt enthaltene Natriumchlorid
(NaCl) zusammen mit dem erzeugten Chlordioxyd abgeführt, d.h. dem elektrolytischen Vorgang entzogen wird, muss es
wieder in der selben Menge dem Elektrolyten zugesetzt werden.
In einer zweckmässigen Ausflihrungsf orm des erf indungs= ·
gemessen Verfahrens zur Herstellung von Chlordioxyd wird die Elektrolyse der wässrigen Lösung von Natriumchlorid
(NaCl) und Natriumchlorit (NaClO2) in einer Elektrolyse=
zelle mit durch ein poröses Diaphragma voneinander getrennten Anoden- und Kathodenräumen durchgeführt.
Dadurch wird der Anolyt mit dem hergestellten Chlordioxyd viel besser vom Katolyten getrennt.
Betriebstechnisch besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemSsse Verfahren dadurch anwenden, dass eine
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wässrige lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Natrium=
chlorit (Na Cl O2) kontinuierlich als Elektrolyt einer
Elektrolysezelle zugeführt, und aus dem Anodenraum kon= tinuierlich als Anolyt eine wässrige Lösung von Natrium=
Chlorid (NaCl) und Chlordioxyd (ClOp) abgeführt wird.
Die erfindungsgemäss elektrolytisch als Anolyt erzeugte,
aus den Anodenraum der Elektrolysenzelle abgeführte wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Chlordioxyd
(ClO2) kann - nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als
solche zur Entkeimung von Y/asser bzw. zur konservie= renden Behandlung von pflanzlichen oder tierischen
Erzeugnissen verwendet werden. Es ist aber ohne weiteres möglich, das Chlordioxyd z.B. mittels Durchblasen von
Luft vom Anolyten zu trennen.
Die zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäss vorgesehene Vorrichtung ist als Elektrolysezelle mit
durch ein poröses Diaphragma voneinander getrennten Elektrodenräumen ausgebildet, wobei diese Elektrolysezelle
über ein Einlaufgefäss mit konstant gehaltenem Flüesig=
keitsniveau mit einem Beschickungsbehälter für die als Elektrolyt benutzte wässrige Lösung von Natriumchlorid
(NaCl) und Natriumchlorit (Na Cl O2) in Verbindung steht,
und der Anodenraum über eine Abflussleitung mit einem Aufnahmegefäss für die als Anolyt anfallende wässrige
Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Chlordioxyd (ClO2)
verbunden ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchfahrung
des erfindungsgemässen Verfahrens sind schematisch in der
Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Pig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Elektro=
lysezelle zur Herstellung von Chlordioxyd nach dem erfin=
dungsgemässen Verfahren, bei dem der aus einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid (KaCl) und Chlordioxyd "bestehende
Anolyt direkt als solcher zu Entkeimungszwecken verwendet
wird.
Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine abgewan=
delte AusfQhrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
"bei der das Chlordioxyd vom Anolyten ausgeschieden und die verbleibende wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl)
in die Elektrolysezelle zurückgeführt wird.
Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Chlordioxyd besteht aus einer Elektrolysezelle 1 mit
Anode 5 und Kathode 6. Der Anodenraum 201 ist einerseits durch ein poröses Diaphragma 4 vom Kathodenraum 301 und
andererseits durch eine Zwischenwand 2 von einem Einlauf= gefä.33 101 getrennt. Die Elektroden 5,6 sind mit einer
Gleichstromquelle, z.B. einem Gleichrichter 7 verbunden. Das Sinlaufgefäss 101 ist über eine Zuflussleitung 9
und ein Regelventil 10 mit einem Beschickungsbehälter 8
fttr die als Elektrolyt benutzte wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Natriumchlorit (Na Cl O2)
verbunden. Die Mündung der Zuflussleitung 9 in das
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EinlaufgefSss ICl ist mit einem schwimmergesteuerten
Regel- "bzw. Abschlussventil 11 versehen, das ein vorbestimmtes konstantes Flüssigkeitsniveau im Einlauf=
gefäss 101 einhält. Das Einlaufgefäss 101 steht mit dem
Anodenraum 201 der Elektrolysezelle 1 ober eine untere DurchflussSffnung 3 in der Trennwand 2 in Verbindung.
Der Kathodenraum 301 ist mit einer Abflussleitung 12
zum Abführen des Katholyten verbunden. Der Anodenraum 201 ist ebenfalls mit einer Abflussleitung 14 zum
Abführen des Anolyten verbunden. In beiden Abflussleitungen 12,14 ist je ein Regel- bzw. Abschlussventil 13 bzw.
vorgesehen. Die Abflussleitung 14 des Anodenraums 201 läuft Über ein Behandlungsgefäss 16 zum Entkeimen von
Wasser aus. Das zu behandelnde bzw. zu entkeimende Wasser fIiesst in das Behandlungsgefäss 16 durch die
Zuführungsleitung 17 ein und wird daraus durch die Abflussleitung 18 mit Hilfe der Pumpe 19 abgeführt.
Die' Mündung der Zuführungsleitung 17 in das Behandlungs= gefäss 16 ist mit einem schwimmergesteuerten Regelbzw.
Abschlussventil 20 versehen, das ein konstantes FUtseigkeitsniveau im Behandlungsgefäss 16 einhält.
Der aus einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid (NaCl)
und Natriumchlorit (NaClO9) bestehende Elektrolyt wird
aus dem Beschickungsbehälter 8 über das Einlaufgefäss
101 und den Anodenraum 201 kontinuierlich in die ELektro=
lysezelle 1 eingeführt und in dieser gemäss der ange= führten Gesamtreaktion (1) zersetzt. Dabei entstehen im
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Kathodenraum 301 Wasserstoffgas und als Katholyt eine
wässrige Lösung von Natriumhydroxyd (NaOH), Das Wasser=
stoffgas wird in an sich bekannter nicht dargestellter Weise abgefangen, während der aus Natronlauge bestehende
Xatholyt ttber die Abflussleitung 12 und das Ventil 13 kon=
tinuierlich abgeführt wird. Im Anodenraum 201 entsteht dagegen ein Anolyt, das aus einer wässrigen Lösung von
Natriumchlorid (NaCl) und Chlordioxyd (ClOp) besteht und
ebenfalls kontinuierlich aber die Abflussleitung 14 und das Ventil 15 abgeführt wird. Dabei wird dieser Anolyt
direkt dem durch das Behandlungsgefäss 16 fliessenden Wasser
zugesetzt, d.h. die vom Anodenraum 201 der Elektrolysezelle 1 kontinuierlich abgeführte wässrige Lösung von Natrium=
Chlorid (NaCl) und Chlordioxyd (ClO2) wird als solche für
die entkeimende Behandlung des Wassers verwendet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird
das Verfahren mit Hilfe einer Elektrolysezelle 1 durchge= führt, die in der selben Weise wie in Fig. 1 ausgebildet
ist, wobei gleiche Teile mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Die aus dem Anodenraum 201 ttber die Abfluss=
leitung 14 abgeführte wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Chlordioxyd (CIO«) wird in ein ?renngefäss
eingeführt, in dem durch die genannte Lösung mit Hilfe eines unteren luftdüsenkopfes 22 Luft durchgeblasen wird.
Das Chlordioxyd wird von der durchgeblasenen Luft aus der Lösung gerissen und mitgenommen. Das Luft-Chlordioxyd-Gemisch
wird über die Leitung 23 in ein Adsorptionsgefäss 24 eingeführt, in dem es mit Hilfe eines Wasserdüsenkopfes
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25 od.dgl. mit Wasser gewaschen "bzw. behandelt wird.
Durch die untere Abflussleitung 26 des Adsorptionsgefässes 24 wird eine reine wässrige Lösung von Chlordioxyd (CIO-)
abgeführt. Die im Trenngefäss 21 ausgeschiedene wässrige lösung von Natriumchlorid (NaCl) wird durch die Leitung
dem Beschickungsbehälter 8 der Elektrolysezelle 1 züge= fahrt, wo dieser Lösung noch Natriumchlorit (Na Cl O?)
aus dem Behälter 28 über die Leitung 29 zugesetzt wird. Die auf dieser Weise im Beschickungsbehälter 8 gebildete
wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Natrium= chlorit (NaClO2) wird als Elektrolyt in die Elektrolyse=
zelle 1 eingeführt. Die Arbeitsweise ist auch in diesem Fall kontinuierlich. Es tritt dabei besonders klar zum
"Vorschein, dass das Natriumchlorid (NaCl) zwar für die elektrolytische Reaktion unbedingt erforderlich ist,
jedoch dabei zersetzt und wieder in der selben Menge zusammengesetzt, d.h. praktisch nicht verbraucht wird.
Das zusammen mit dem Chlordioxyd im Anolyt enthaltene und abgeführte Natriumchlorid (NaCl) kann deshalb nach
der Ausscheidung des Chlordioxyds wieder für die Bildung des Elektrolyten benutzt werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausfüh=
rungsbeispiele beschränkt, sondern es sind im Rahmen des
allgemeinen Erfindungsgedankens mehrere, insbesondere in der baulichen Ausführung der Elektrolysezelle bzw. der
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens unterschiedliche Lösungen möglich.
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Claims (9)
- Patentansprüche(Ί). Verfahren zur Herstellung von Chlordioxyd, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lösung von Natrium= Chlorid (NaCQ.) und Natriumchlorit (Na Cl O) einer Elektrolyse unterworfen wird, wobei an der Anode als Anolyt eine wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Chlordioxyd (ClO2) und an der Kathode Wasserstoffgas : sowie als Katholyt eine wässrige Lösung von Natrium= hydroxyd (NaOH) entstehen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse 4er wässrigen Lösung von Natrium= Chlorid (NaCl) und Natriumchlorit (Na Cl O2) in einer Elektrolysezelle (1) mit durch ein poröses Diaphragma (4) voneinander getrennten Anoden- und Kathodenräumen (201, 301) durchgeführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Natriumchlorit (Na Cl O2) kontinuierlich als Elektrolyt einer Elektrolysezelle (1) zugeführt, und aus dem Anoden= raum (201) kontinuierlich als Anolyt eine wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Chlordioxyd (ClO2) abgeführt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Anodenraum (201) der Elektrolysezelle abgeführte wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und409651/0660- ίο -Chlordioxyd (ClO2) als solche zur Entkeimung von Wasser bzw. zur konservierenden Behandlung von pflanzlichen oder tierischen Erzeugnissen benutzt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Chlordioxyd (C10?) insbesondere mittels Durchblasen von Luft aus dem Anolyten ausgeschieden und vorzugsweise, z.B. durch anschliessendes Auswaschen der durchgeblasenen luft, in eine reine wässrige Lösung von Chlordioxyd (C10_) übergeführt wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Ausscheidung des Chlordioxyds (ClOp) aus dem abgeführten Anolyten verbleibende, wässrige lösung von Natriumchlorid (Na Cl) nach Zusetzen von Natriumchlorit (Na Cl O2) wieder als Elektrolyt in die Elektrolysezelle (1) zurückgeführt wird.
- 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet durch eine Elektrolysezelle (1) mit durch ein poröses Diaphragma (4) voneinander getrennten Slektrodenräumen (201, 301), wobei diese Elektrolysezelle über ein Einlaufgefäss (101) mit konstant gehaltenem Flüssigkeitsniveau mit einem Beschickungsbehälter (8) für die als Elektrolyt benutzte wässrige Lösung von Natrium= Chlorid (NaCl) und Natriumchlorit (Na Cl O2) in Verbindung steht, und der Anodenraum (201) Über eine Abflussleitung409851/0660(14) mit einem Aufnahmegefäss (16,21) für die als Anolyt anfallende wässrige Lösung von Natriumchlorid (NaCl) und Natriumchlorit (Na Cl Op) verbunden ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Abflussleitung (14·) des Anodenraums (201) verbundene Aufnahmegefäss für den Anolyten als Behandlungs= gefäss (16) für das zu entkeimende Wasser, vorzugsweise als Durchflussgefäss mit konstant gehaltenem Flüssigkeiten niveau ausgebildet ist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Abflussleitung (14) des Anodenraums (201) verbundene Aufnahmegefäss für den Anolyten als Trenngefäss (21) zur Ausscheidung des Chlordioxyds (Cl 0„) aus der wässrigen Lösung von Natriumchlorid (NaCl) ausgebildet und einerseits mit einem Nachbehandlungsgefäss (24) für das Chlordioxyd >und andererseits mit dem Eeschickungs= behälter (8) der Elektrolysezelle (1) zur Zurückführung der wässrigen Lösung von Natriumchlorid (NaCl) in die Elektrolysezelle verbunden ist.A09851/0660
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19742412394 Pending DE2412394A1 (de) | 1973-05-21 | 1974-03-15 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von chlordioxyd |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR2230585B1 (de) |
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| IT (1) | IT992419B (de) |
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