DE3432684A1 - Process and apparatus for generating ozone in high concentrations - Google Patents
Process and apparatus for generating ozone in high concentrationsInfo
- Publication number
- DE3432684A1 DE3432684A1 DE19843432684 DE3432684A DE3432684A1 DE 3432684 A1 DE3432684 A1 DE 3432684A1 DE 19843432684 DE19843432684 DE 19843432684 DE 3432684 A DE3432684 A DE 3432684A DE 3432684 A1 DE3432684 A1 DE 3432684A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ozone
- electrolyte
- anode
- lead dioxide
- gas
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/13—Ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/054—Electrodes comprising electrocatalysts supported on a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
- C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/78—Details relating to ozone treatment devices
- C02F2201/782—Ozone generators
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung vonMethod and device for the production of
Ozon in hohen Konzentrationen.Ozone in high concentrations.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur anodischen Produktion von Ozon durch Elektrolyse einer wässrigen Salzlösung mit Bleidioxidelektroden, wobei die Trennung von Kathoden- und Anodenraum im Bereich der Gassammelräume vollständig ist, im Bereich der aktiven Elektrodenfläche jedoch ein langsamer Elektrolytaustausch und eine gleichmäßige Stromdichteverteilung möglich ist.The invention relates to a method and an apparatus for anodic production of ozone by electrolysis of an aqueous salt solution with lead dioxide electrodes, with the separation of cathode and anode compartments in the area the gas collecting spaces is complete, but in the area of the active electrode surface a slow electrolyte exchange and an even current density distribution possible is.
Das bisher nahezu ausschließlich verwendete Verfahren zur Produktion von Ozon ist das Siemensverfahren, bei dem Ozon durch Einwirkung stiller elektrischer Entladungen aus O2 gebildet wird.The production method used almost exclusively up to now of ozone is the Siemens process, in which ozone by the action of silent electrical Discharges from O2 is formed.
Dabei entsteht Ozon in einer Konzentration von maximal ca 7 Gew.% im Endgas, wo es nur durch sehr aufwendige und zum Teil auch höchst gefährliche Verfahren weiter angereichert werden kann.This creates ozone in a concentration of a maximum of approx. 7% by weight in the end gas, where it is only very complex and in some cases extremely dangerous Process can be further enriched.
Dazu sind bei einem der modernsten Verfahren mindestens zwei große Abserberbehälter mit Silicagelfüllung notwendig, die im ständigen Wechsel be- und entladen werden.In addition, one of the most modern methods requires at least two large ones Sperm tank with silica gel filling necessary, which is constantly changing and loading be discharged.
Zusätzlich werden auch noch aufwendige Pump- und Regeleinrichtungen benötigt.In addition, complex pumping and control devices are also required needed.
Diese Anlagen sind zur Erzeugung großer Ozonmengen, wie sie in Wasserwerken benötigt werden, interessant, während für Geräte mit einer Ozonleistung unter ca.1ogO3'l1 der apparative Aufwand ein immer ungünstigeres Verhältnis zur erzeugten Ozonmenge bekommt und diese Geräte somit immer unwirtschaftlicher macht, je kleiner die Leistung ist. In diesem Leistungsbereich sind Anlagen nach dem Siemensverfahren unverhältnismäßig groß und schwer, haben einen schlechten Wirkungsgrad, sind schlecht regelbar, erreichen nur eine relativ geringe Ozonkonzentration und sind im Verhaltnis zu ihrer Leiszung sehr teuer und damit unwirtschaftlich.These systems are used to generate large amounts of ozone, such as those in waterworks are needed, interesting, while for devices with an ozone output below about 1ogO3'l1 the outlay on equipment has an increasingly unfavorable relationship to the amount of ozone generated gets and thus makes these devices more and more uneconomical, the smaller the performance is. Systems based on the Siemens process are disproportionate in this performance range large and heavy, have a poor degree of efficiency, are difficult to control, achieve only have a relatively low ozone concentration and are in proportion to their performance very expensive and therefore uneconomical.
Ein elektrolytisches Verfahren zur Erzeugung von Ozon wurde bereits 184o von Schönbein angegeben (hin, Phys, Chem) bei dem durch Elektrolyse von Schwefelsäure mit Platinanoden Ozon in sehr geringer Menge als Nebenprodukt an der Anode entstand.An electrolytic process for generating ozone has already been used 184o stated by Schönbein (hin, Phys, Chem) in the case of which by electrolysis of sulfuric acid with platinum anodes, ozone was created in very small quantities as a by-product at the anode.
Die bisherigen elektrolytischen Verfahren hatten erhebliche Nachteile, sodaß bisher keines Einzug in die Technik gefunden hat. Mehrere Verfahren arbeiten unter hohem Kühlaufwand bei sehr tiefen Temperaturen (-4o bis - 6o0C) mit Edelmetallelektroden und sehr hohen Stromdichten, da nur unter diesen Bedingungen in den als Elektrolyten verwendeten konzentrierten Säuren nennenswerte Ozonausbeuten erzielt werden konnten.The previous electrolytic processes had significant disadvantages, so that so far none has found its way into technology. Several procedures work with high cooling effort at very low temperatures (-4o to - 6o0C) with precious metal electrodes and very high current densities, since only under these conditions in the as electrolytes the concentrated acids used, significant ozone yields could be achieved.
Mit einer anderen Methode (EP oo41 365 Al) wurden zwar bei Raum- oder Kühlwassertemperatur sehr hohe Ozonausbeuten erreicht, doch der verwendete Elektrolyt war derart aggressiv (HPF6), daß sich gravierende Material probleme sowohl bei den Elektroden als auch beim Zellenmaterial ergaben, abgesehen von der Gefährdung der Anwender dieses Verfahrens.Another method (EP oo41 365 Al) was used for room or Cooling water temperature reached very high ozone yields, but the electrolyte used was so aggressive (HPF6) that serious material problems both with the Electrodes as well as the cell material, apart from the endangerment of the Users of this procedure.
Außerdem bildete das an der Anode entwickelte 02/03 Gemisch mit dem Elektrolyten einen schwer trennbaren zähen Schaum.In addition, the 02/03 mixture developed at the anode formed with the Electrolyte is a tough foam that is difficult to separate.
Ein weiteres bisher bekanntes Verfahren, welches mit einer speziellen Titan - Bleidioxid - Verbundelektrode arbeitet und als Elektrolyten verdünnte, leicht saure bis leicht alkalische Perchloratlösungen bzw. leicht alkalische Hydrogenphosphatlösungen verwendet, weist die vorher genannten Materialprobleme nicht auf, hat aber auch Nachteile: 1. Für die Herstellung der Elektroden ist ein kompliziertes, zeitaufwendiges Verfahren notwendig 2. Die Ozonausbeute erreicht nicht einen wirtschaftlich verwertbaren Bereich.Another previously known method, which with a special Titanium - lead dioxide composite electrode works and as an electrolyte diluted, easily acidic to slightly alkaline perchlorate solutions or slightly alkaline hydrogen phosphate solutions used, does not have the aforementioned material problems, but also has Disadvantages: 1. The manufacture of the electrodes is a complicated, time-consuming one Process necessary 2. The ozone yield does not reach an economically usable one Area.
3. Die verdünnten Elektrolyten haben einen hohen Elektrolytwiderstand, und damit ist eine hohe Zellspannung verbunden, die wiederum einen erhöhten Stromverbrauch und eine vermehrte Kühlung nach sich zieht, sodaß höhere Stromdichten große Probleme aufwerfen. 3. The diluted electrolytes have high electrolyte resistance, and this is associated with a high cell voltage, which in turn increases power consumption and an increased cooling entails, so that higher current densities are big problems raise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen Ozon in hoher Konzentration und hoher, wirtschaftlich verwertbarer Ausbeute und gut regelbarer Menge elektrolytisch hergestellt werden kann. Die Aufgabe wird anspruchgemäß gelöst, indem ein Salzelektrolyt hoher Konzentration und mit geringem Elektrolytwiderstand gewählt wird.The invention is based on the object of a method and a device to develop with which ozone in high concentration and high, economically usable Yield and easily controllable amount can be produced electrolytically. The task is solved according to claim by a salt electrolyte of high concentration and with low electrolyte resistance is chosen.
Erfindungsgemäß ist wichtig, daß die Salzkonzentration des 72HPO4/KH2POL Pufferelektrolyten nur so hoch gewählt wird , daß sich durch die anodische Ansäuerung keine Kristallisation auf der Anode bzw. im Elektrolytgefäß eribt.:feiterhinvorteilhaft ist ein Zusatz von F - Anionen in Form von KF in einer Menge von mindestens 200 mg F l 1 Lösung, da dadurch eine weitere erhebliche Steigerung der Ozonausbeute erreicht wird, die ab der angegebenen Fluoridmenge einen konstant hohen Wert erreicht.According to the invention it is important that the salt concentration of the 72HPO4 / KH2POL Buffer electrolyte is chosen only so high that the anodic acidification there is no crystallization on the anode or in the electrolyte vessel is an addition of F anions in the form of KF in an amount of at least 200 mg F l 1 solution, as this results in a further significant increase in the ozone yield is achieved, which reaches a constant high value from the specified amount of fluoride.
Von ebenfalls großer Bedeutung für die Ozonausbeute ist die hohe Phosphatkonzentration in der Lösung.The high phosphate concentration is also of great importance for the ozone yield in the solution.
Fin weiterer Vorteil der hohen Salzkonzentration ist die hohe dynamische Viskosität des Elektrolyten, welche die Trennung von Kathoden- und Anodenraum durch strömungsberuhigte Zonen mit Hilfe statischer Einbauten begünstigt.Another advantage of the high salt concentration is the high dynamic Viscosity of the electrolyte, which separates the cathode and anode compartments Flow-calmed zones are favored with the help of static installations.
Als solchermaßen verwendbare Einbauten eignen sich vor allem Gitter, Netze, Stäbe oder Lochplatten aus geeigneten Materialien wie Glas, Keramik, PTFE, Polypropylen, PVC oder anderen resistenten Kunststoffen.Grids that can be used in this way are particularly suitable Nets, rods or perforated plates made of suitable materials such as glass, ceramics, PTFE, Polypropylene, PVC or other resistant plastics.
In besonderem Maße wird in dieser Aufgabe die von uns verwendete Kühlschlange gerecht, da sie gleichzeitig noch den Elektrolyten in einem für die Ozonausbeute besonders günstigen Temperaturbereich hält.The cooling coil we use is particularly important in this task just because they also have the electrolyte in one for the ozone yield particularly favorable temperature range.
Ein Auskristallisieren des primären Phosphats im Anodenraum, verursacht durch dessen schlechtere Löslichkeit im Vergleich zum sek. Phosphat und die anodische Ansäuerung wird durch die nicht vollständige Trennung von Katholyt und Anolyt erreicht.The primary phosphate in the anode compartment crystallizes out due to its poorer solubility compared to the sec. Phosphate and the anodic Acidification is achieved by the incomplete separation of catholyte and anolyte.
Katholyt und Anolyt vermischen sich teilweise durch die strömungsberuhigten Zonen des Separators hindurch im unteren Bereich der Zelle, ohne daß sich Anoden-und Kathodengas gleichzeitig ebenfalls mischen.Catholyte and anolyte mix partially through the flow-calmed ones Zones of the separator through in the lower area of the cell without the anode and Mix the cathode gas at the same time.
Auf Grund der geringen Aggressivität des Elektrolyten sowie seiner Ungiftigkeit werden an das Zellmaterial hinsichtlich chemischer Resistenz keine hohen Ansprüche gestellt. So können Materialien wie Glas oder Keramik problemlos verwendet werden und auch Runststoffe wie PVC oder PolyDropylen werden vom Ozon unter diesen Bedingungen nur oberflächlich angegriffen und damit gleichzeitig passiviert, Als Kathodenmaterialien eignen sich Kupfer, Graphit, Nickel, Titan oder bestimmte Edelstähle.Due to the low aggressiveness of the electrolyte and its The cell material is not nontoxic in terms of chemical resistance made high demands. Materials like glass or ceramics can be used without any problems are used and plastics such as PVC or PolyDropylene are also used by the ozone under these conditions only superficially attacked and thus passivated at the same time, Copper, graphite, nickel, titanium or certain are suitable as cathode materials Stainless steels.
Als Anodenmaterial wird Bleidioxid verwendet, welches vorzugsweise elektrochemisch in bekannter Weise in seiner ß - Modifikation abgeschieden wird. Eine PbO2 - Beschichtung auf Edelmetallen wie Pt oder platiniertem Titan hat den Vorteil, daß die Neubeschichtung nur mit sehr geringem Aufwand verbunden ist.Lead dioxide is used as the anode material, which is preferred is deposited electrochemically in a known manner in its ß-modification. A PbO2 coating on precious metals such as Pt or platinum-coated titanium has the The advantage that the new coating is only associated with very little effort.
Geeignet sind auch nach speziellen Vorbehandlungsverfahren direkt mit PbO2 beschichtete Titan - Elektroden (z.B. DE - o5 2L 44691), die eine hohe mechanische Stabilität auf-weisen. Ebenso verwendbar sind massive Bleidioxidelektroden, die je nach Abnutzung einfach nachgeschoben werden können. Alle verwendeten Elektroden sind leicht auswechselbar.Directly after special pretreatment processes are also suitable Titanium electrodes coated with PbO2 (e.g. DE - o5 2L 44691), which have a high have mechanical stability. Solid lead dioxide electrodes can also be used, which can easily be pushed in depending on wear and tear. All electrodes used are easily exchangeable.
Die Zelle in den hier beschriebenen Abmessungen (Abb.1-) kann mit Anodenstromdichten von ca. 1o bis 1ooomA.cm 2 d.h. mit Strömen bis über 30 A problemlos betrieben werden und man kann die erzeugte Ozonmenge von nahezu O bis über 2gO3.h-1durch Regelung der Stromzufuhr auf jeden beliebigen ert einstellen.The cell in the dimensions described here (Fig.1-) can be used with Anode current densities of approx. 1o to 1ooomA.cm 2 i.e. with currents up to over 30 A problem-free can be operated and the amount of ozone generated can range from almost 0 to over 2gO3.h-1 by Set the power supply control to any desired value.
Für noch größere Mengen müssen lediglich das Zellvolumen, die Anode und die Kühlspirale vergrößert werden. Einzig notwendiges Zubehör ist ein Gleichspannungs - Netzgerät wie zum Bei stiel ein einfaches Batterieladegerät für Bleiakkumulatoren, bei dem gegebenenfalls je nach Verwendungszweck eventuell Strom oder Spannung regelbar sind.For even larger quantities, only the cell volume, the anode, is required and the cooling coil can be enlarged. The only necessary accessory is a DC voltage - Power supply unit such as a simple battery charger for lead-acid batteries, in which, depending on the intended use, the current or voltage can possibly be regulated are.
Eine Glättung des Gleichstroms ist nicht erforderlich, so daß sich das Gerät im einfachsten Fall auf einen Transformator und einen Gleichrichter beschränkt.A smoothing of the direct current is not necessary, so that In the simplest case, the device is limited to a transformer and a rectifier.
Zur Kühlung des Elektrolyten reicht Leitungswasser in jedem Falle aus. Ozonkonzentrationen über 20 Gew.-p werden bereits beiStrom-9.ichten von größer 50mA.cm-2 erreicht.Tap water is always sufficient to cool the electrolyte the end. Ozone concentrations of more than 20% by weight are already greater at current densities 50mA.cm-2 reached.
Werden sehr geringe Ozonmengen in hoher Konzentration benötigt, so kann die Anode einfach gegen eine kleinere ausgetauscht werden.If very small amounts of ozone are required in high concentration, so the anode can easily be exchanged for a smaller one.
Die Zelle kann sowohl drucklos als auch mit einem durch eine geeignete Sperrflüssigkeit bzw. einem regulierbaren Ventil im Kathodenraum erzeugten Uberdruck betrieben werden. Ebenso kann das erzeugte Ozon mit Hilfe eines geeigneten Trägergases in verdünnter Form entnommen werden.The cell can be pressureless as well as with a through a suitable Sealing liquid or an adjustable valve in the cathode space generated excess pressure operate. Likewise, the generated ozone can with the help of a suitable carrier gas can be taken in diluted form.
Das Gerät eignet sich damit vor allem für Anwender, die sehr hohe Ozonkonzentrationen benötigen, ohne den außerordentlich kostenintensiven Weg über die Ozonanreicherung gehen zu wollen. Das Gerät eignet sich auch für die Produktion von Ozon an nahezu jedem beliebigen Ort, da es auch mit Batterien oder Akkumulatoren betrieben werden kann. Selbst der Betrieb mit einem Fahrraddynamo oder beispielsweise Kraftfahrzeug -Bordnetzen ist möglich.The device is particularly suitable for users who have very high Need for ozone concentrations without going the extraordinarily costly route over wanting to go to ozone enrichment. The device is also suitable for production of ozone in almost any location, as it is also with batteries or accumulators can be operated. Even operation with a bicycle dynamo or for example Vehicle electrical systems are possible.
Weiterhin ist es sehr gut geeignet zur Herstellung kleiner gut dosierbarer Ozonmengen z.B. für die Ozonolyse in der analytischen organischen Chemie, oder der präparativen im Labormaßstab. Weitere mögliche Verwendungszwecke sind für Demonstrationszwecke, für Versuchs- oder Kleinanlagen in der Abluft-und der Wasserreinigung oder für transportable Desinfektionsanlaen.Furthermore, it is very well suited for the production of small ones that are easy to dose Amounts of ozone e.g. for ozonolysis in analytical organic chemistry, or the preparative on a laboratory scale. Other possible uses are for demonstration purposes, for test or small systems in exhaust air and water purification or for transportable Disinfection systems.
Damit eignet es sich auch für Felddesinfektionen von Trinkwasser oder für den Einsatz in Katastrophengebieten und Entwicklungsländern.It is therefore also suitable for field disinfection of drinking water or for use in disaster areas and developing countries.
Erläuterungen zu Abb. 1 1. Gefäß aus PVC oder Glas 2.Schraubdeckel mit eingeklebten Armaturen 3. Hähne zur Anodengasentnahme und, bei Bedarf, zur Abführung des Anodengases mit einem Trägergas.Explanations for Fig. 1 1. Vessel made of PVC or glass 2. Screw cap with glued-in fittings 3. Taps for anode gas extraction and, if necessary, for discharge of the anode gas with a carrier gas.
4. Anode (gestrichelt) und Anodendurchführung mit Dichtung 5. Kathoden (3 mm Stäbe) 6. Kühlspirale 7. Anodegas-Sammelzylinder (PVC-Rohr) 8. Steigrohr und Kathodengasableitung Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen unter Bezug auf die Zeichnung, näher erläutert.4. Anode (dashed) and anode lead-through with seal 5. Cathodes (3 mm rods) 6. Cooling coil 7. Anode gas collecting cylinder (PVC pipe) 8. Riser pipe and Cathode gas discharge The invention is illustrated below with reference to Execution examples with reference to the drawing, explained in more detail.
Arbeitselektroden: (Anoden) 1.a Blattelektroden aus Titan mit Elektrodenblatt der Abmessungen 30.40.1 mm (s. Abb.1), nach einem bekannten Verfahren direkt mit PbO2 beschichtet.Working electrodes: (anodes) 1.a sheet electrodes made of titanium with electrode sheet with the dimensions 30.40.1 mm (see Fig.1), using a known method directly with PbO2 coated.
b. mit platiniertem Titanblatt und PbO2 Beschichtung.b. with platinum-coated titanium sheet and PbO2 coating.
c. mit platiniertem Titan-Streckmetallblatt gleicher Größe.c. with platinum-coated titanium expanded metal sheet of the same size.
d. aus Platinblech der Größe 30.40.0,2mm 2. Korbelektrode aus Titan-Streckmetall, mit PbO2 beschichtet, mit unten offenem Korb der Größe: Durchmesser 3omm, Höhe Lomm mit angeschweißtem 4mm dicken Titanstab, der im oberen Teil zur Erhöhung der Leitfähigkeit mit einem Kupfergeflecht und als Isolierung mit einem Schrumpfschlauch überzogen wurde.d. made of platinum sheet of size 30.40.0.2mm 2. basket electrode made of expanded titanium metal, Coated with PbO2, with a basket open at the bottom of the size: diameter 3omm, height Lomm with welded 4mm thick titanium rod, the upper part to increase the conductivity covered with a copper braid and as insulation with a shrink tube became.
Elektrodenfläche: ca. 50 cm2 Elektrolyte: 1.a. Phosphatpufferlösungen mit: 3 Mol K2HPO4 , 1,5 Mol KH2PO4 2g KF pro Liter Lösung. Electrode area: approx. 50 cm2 Electrolytes: 1.a. Phosphate buffer solutions with: 3 mol K2HPO4, 1.5 mol KH2PO4 2g KF per liter of solution.
b. 2 Mol K2HPO4 , 1 Mol KH2POL 2g KF pro Liter Lösung. b. 2 moles of K2HPO4, 1 mole of KH2POL 2g KF per liter of solution.
2. Natriumsulfatlösung mit 1 Mol Na2SO4 und 2g KF pro Liter Lösung. 2. Sodium sulfate solution with 1 mol Na2SO4 and 2g KF per liter of solution.
Stromdichten: Die variablen Anodenstromdichten bewegten sich im Bereich von 50 bis 1.000 mA cm-2 , entsprechend einem Gesamtstrom von 1,25 bis 5o A.Current densities: The variable anode current densities were in the range from 50 to 1,000 mA cm-2, corresponding to a total current of 1.25 to 50 A.
Ozonkonzetration: Die in diesem Stromdichtebereich mit flouridhaltigen Phosphatelektrolyten erzielten Ozonkonzentrationen lagen zwischen 20 und 25 Gew.%.Ozone concentration: Those in this current density range with fluoride-containing The ozone concentrations achieved by phosphate electrolytes were between 20 and 25% by weight.
Im folgenden werden einige spezielle Ausführungsbeispiele angeführt.Some specific exemplary embodiments are given below.
Beispiel 1 : Elektrolyse mit Blattelektroden 1.a bis d bei einer Stromdichte von So bis 200mA.cm-2 (1,25 bis 5A), Elektrolyt 1.a , Temperatur 160C . Ozonkonzentration im Anodengas über den angegebenen Stromdichtebereich gleichbleibend 24 Gew.% .Example 1: Electrolysis with sheet electrodes 1.a to d at a current density from So to 200mA.cm-2 (1.25 to 5A), electrolyte 1.a, temperature 160C. Ozone concentration in the anode gas over the specified current density range constant 24% by weight.
BeisDiel 2 : Wie in Beispiel 1, jedoch mit Elektrolyt 1.b.BeisDiel 2: As in Example 1, but with electrolyte 1.b.
Ozonkonzentration im Anodengas über den angegebenen Stromdichtebereich gleichbleibend 21 Gew.% Beispiel 3 : Elektrolyse mit Blattelektroden 1.a bis d in iM Na2SO4 Lösung (Elektrolyt 2) Stromdichte 100 mAwom 2 , Temperatur 16°C Ozonkonzentration: 6 Gew.% Beispiel L : Elektrolyse mit Elektrode 2 in Elektrolyt ib. Ozone concentration in the anode gas over the specified current density range constant 21% by weight Example 3: Electrolysis with sheet electrodes 1.a to d in in Na2SO4 solution (electrolyte 2) current density 100 mAwom 2, temperature 16 ° C ozone concentration: 6% by weight Example L: Electrolysis with electrode 2 in electrolyte ib.
a. Anodenstrom 5 A (Temperatur 160C) Ozonkonzentration 21 Gew.% , (Ausbeute: o,315g 03 h-1) b. Anodenstrom 15 A (Temperatur 20°C) Ozonkonzentration 20 Gew.% (Ausbeute: 0,90g 03 h 1 ) c. Anodenstrom 30 P (Temperatur 280C) Ozonkonzentration 17 Gew.% (Ausbeute: 1,52g O3.h-1) d. Anodenstrom 50 A (Temperatur 32°C) Ozonkonzentration 15,5 Gew.% (Ausbeute: 2,3g O3.h 1) a. Anode current 5 A (temperature 160C) ozone concentration 21% by weight, (Yield: 0.315 g 03 h-1) b. Anode current 15 A (temperature 20 ° C) Ozone concentration 20% by weight (yield: 0.90 g 03 h 1) c. Anode current 30 P (temperature 280C) ozone concentration 17% by weight (yield: 1.52g O3.h-1) d. Anode current 50 A (temperature 32 ° C) ozone concentration 15.5% by weight (yield: 2.3g O3.h 1)
Claims (14)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843432684 DE3432684A1 (en) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Process and apparatus for generating ozone in high concentrations |
EP85904445A EP0192718B1 (en) | 1984-09-05 | 1985-09-03 | Process and device for the production of ozone |
AT85904445T ATE80185T1 (en) | 1984-09-05 | 1985-09-03 | METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF OZONE. |
DE8585904445T DE3586593D1 (en) | 1984-09-05 | 1985-09-03 | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING OZONE. |
PCT/EP1985/000442 WO1986001542A1 (en) | 1984-09-05 | 1985-09-03 | Process, device and means for the production of ozone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843432684 DE3432684A1 (en) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Process and apparatus for generating ozone in high concentrations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3432684A1 true DE3432684A1 (en) | 1986-03-13 |
DE3432684C2 DE3432684C2 (en) | 1991-10-10 |
Family
ID=6244735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843432684 Granted DE3432684A1 (en) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Process and apparatus for generating ozone in high concentrations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3432684A1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH513079A (en) * | 1965-12-23 | 1971-09-30 | Pauser Oscar | Oxygen and ozone production - by water electrolysis using - secondary breakdown of catholyte |
DE2444691A1 (en) * | 1974-09-18 | 1976-04-01 | Rhein Westfael Elect Werk Ag | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ELECTRODES BUILT UP FROM TITANIUM CARRIER AND LEAD DIOXIDE PAD FOR ELECTROLYTIC PURPOSES |
DE3003781A1 (en) * | 1980-02-02 | 1981-09-03 | Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG, 4300 Essen | Ozone mfr. from aq. electrolyte - using electrode made of titanium and coated with cpd. contg. tetra-valent titanium ions, followed by top coating of lead di:oxide |
EP0041365A1 (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-09 | The Regents Of The University Of California | Improved electrolytic process for the production of ozone |
US4316782A (en) * | 1980-05-29 | 1982-02-23 | Regents Of The University Of California | Electrolytic process for the production of ozone |
US4375395A (en) * | 1981-05-21 | 1983-03-01 | Foller Peter C | Process for producing ozone |
US4416747A (en) * | 1981-05-11 | 1983-11-22 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Process for the synthetic production of ozone by electrolysis and use thereof |
-
1984
- 1984-09-05 DE DE19843432684 patent/DE3432684A1/en active Granted
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH513079A (en) * | 1965-12-23 | 1971-09-30 | Pauser Oscar | Oxygen and ozone production - by water electrolysis using - secondary breakdown of catholyte |
DE2444691A1 (en) * | 1974-09-18 | 1976-04-01 | Rhein Westfael Elect Werk Ag | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ELECTRODES BUILT UP FROM TITANIUM CARRIER AND LEAD DIOXIDE PAD FOR ELECTROLYTIC PURPOSES |
DE3003781A1 (en) * | 1980-02-02 | 1981-09-03 | Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG, 4300 Essen | Ozone mfr. from aq. electrolyte - using electrode made of titanium and coated with cpd. contg. tetra-valent titanium ions, followed by top coating of lead di:oxide |
EP0041365A1 (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-09 | The Regents Of The University Of California | Improved electrolytic process for the production of ozone |
US4316782A (en) * | 1980-05-29 | 1982-02-23 | Regents Of The University Of California | Electrolytic process for the production of ozone |
US4416747A (en) * | 1981-05-11 | 1983-11-22 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Process for the synthetic production of ozone by electrolysis and use thereof |
US4375395A (en) * | 1981-05-21 | 1983-03-01 | Foller Peter C | Process for producing ozone |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
SCHÖNBEIN, C.: Ann. Phys. Chem. 50, 1980, 617 * |
ULLMANN: Encyklopädie, 3. A., Bd. 6, 1955, S. 465, 467 * |
US-Z: Chemical Abstracts, 83, 1975, No.105409 g * |
US-Z: J. Electrochemical Society, 129, 1982, S.567-570 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3432684C2 (en) | 1991-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0068522B1 (en) | Process and apparatus for the synthetic preparation of ozone by electrolysis, and its application | |
DE2629506A1 (en) | ELECTROLYSIS CELL FOR THE PRODUCTION OF ALKALIMETAL HYDROXIDES AND HALOGENES | |
EP0168600B1 (en) | Bipolar apparatus for electrolysis using a gas diffusion cathode | |
DE2348889C3 (en) | Method and device for electrolyzing aqueous solutions of sodium and / or potassium salts and / or hydroxides | |
EP0095997A1 (en) | Process for the electrolytic production of hydrogen peroxide, and use thereof | |
DE975825C (en) | Device for carrying out electrochemical processes, in particular for the production of supersulfuric acid and its compounds | |
DE2303589A1 (en) | ELECTROLYTIC CELL ARRANGEMENTS AND CHEMICAL MANUFACTURING METHODS | |
DE10101494A1 (en) | Tetramethylammonium hydroxide synthesis | |
DE1667835B2 (en) | METHOD OF ELECTROLYTIC OXYDATION OF THALLIUM (I) OR CER (III) SALT SOLUTIONS | |
DE2451846A1 (en) | PROCESS FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION OF METAL HYDROXIDE SOLUTIONS | |
DE2240731C3 (en) | Process for the production of glyoxylic acid | |
DE2710670B2 (en) | Method of electrolyzing using an auxiliary electrode in the cell liquid collecting container to prevent corrosion | |
EP0192718B1 (en) | Process and device for the production of ozone | |
DE2510396B2 (en) | Process for the electrolysis of aqueous electrolyte solutions | |
DE3432684C2 (en) | ||
DE2821985A1 (en) | ELECTROLYSIS CELL BLOCK | |
DE2430915B2 (en) | Electrolysis cell and electrolysis process | |
DE2703456C2 (en) | Electrolytic cell | |
DE1567963B2 (en) | METHOD OF OPERATING A CHLORAL CALIDIAPHRAGMA CELL WITH CONTINUOUS FLUSHING OF THE ANODE COMPARTMENT WITH FRESH BRINE | |
DE2550224A1 (en) | ANODE ARRANGEMENT AND BIPOLAR ELECTROLYZING DEVICE WITH SUCH ANODE ARRANGEMENT | |
DE2756569C3 (en) | Process and electrolysis cell for the production of hydrogen and oxygen | |
DE2819964A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR ELECTROLYTIC EXTRACTION OF VALUED METALS | |
DE2119423A1 (en) | Electrolytic cell | |
DE2434921B2 (en) | Electrolysis cell and process for the electrolysis of ionizable chemical compounds | |
DE2441036C2 (en) | Process for the electrochemical hydrodimerization of acrylonitrile |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |