DE858989C - Verfahren zum Entsalzen von Chlorionen enthaltenden Fluessigkeiten - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. DEZEMBER 1952

N 3447 IVb j i2d

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für das Entsalzen von Chlorionen enthaltenden Flüssigkeiten, wie z. B. Laktosesirup, Melasse, Molke, Milch u. dgl., mittels Elektrodialyse in einem Dreikammerapparat.

In seiner meist einfachen Form besteht ein derartiger Apparat aus einem Raum, worin die Anode untergebracht ist, mittels eines Diaphragmas geschieden von der Mittelzelle für die zu dialysierende ίο Flüssigkeit, die ihrerseits durch. ein zweites Diaphragma von dem Raum geschieden wird, in dem sich die Kathode befindet.

Der Anoden- und Kathodenraum enthalten Spülflüssigkeiten in welche, mittels elektrischen Stromtransports, Ionen aus der Mittelzelle übergehen.

Bei Apparaten für den Gebrauch auf technischer Basis wird in der Regel nicht mit ruhenden Flüssigkeiten gearbeitet, sondern die Spülflüssigkeiten sowie die zu dialysierende Lösung bewegen sich in dauerndem Strome durch die verschiedenen Kammern, weil hierdurch die Stromdichte beträchtlich gesteigert werden kann, ohne daß eine übermäßige Erwärmung durch den elektrischen Strom stattfindet. Die Flüssigkeiten, besonders die Spülflüssigkeiten, werden dabei häufig nach zwischenzeitiger Kühlung ganz oder teilweise erneut durch den Apparat geführt, so daß die Spülflüssigkeiten einen nahezu geschlossenen Kreislauf vollführen, wobei nur geringe Mengen an Spülflüssigkeit zu erneuern sind.

Die Membranen, welche an sich nur eine beschränkte mechanische Festigkeit haben, werden in der Regel durch Leinengewebe, solche aus Baumwolle oder sonstigen Textilprodukten, gestützt.

Wenn die zu dialysierende Lösung Chloride enthält, wird bei Stromdurchgang Chlor an der Anode abgeschieden, wobei besonders bei zirkulierender Anoden-

spinnflüssigkeit die Konzentration in der Flüssigkeit schnell zunimmt.

Wie bekannt wirkt Chlor korrodierend, so daß die Auswahl für das i\nodenmaterial beschränkt ist. Bis jetzt wurden zu diesem Zweck bestimmte Graphitelektroden oder auch Magnetitelektroden angewandt. Graphitelektroden erwiesen sich jedoch als nicht geeignet, da sie auf die Dauer ebenfalls angegriffen werden; außerdem war dieser Angriff sehr unstet, so ίο daß deren voraussichtliche Haltbarkeit nicht abzusehen ist. Selbstverständlich ist dies eine Folge der Tatsache, daß es bisher nicht gelungen ist, Graphitelektroden von einer vollkommen konstanten Qualität herzustellen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, wobei als Anodenmaterial Magnetit angewandt wird. Magnetit zeigt an sich große Widerstandsfähigkeit gegenüber Chlor, es erweist sich jedoch als nötig, bei der Elektrolyse das freie Chlor zu entfernen, um einen Angriff der übrigen Teile, insbesondere der Membranen und der Unterstützungsorgane derselben, zu vermeiden. Außerdem werden die Metalle, welche im Anodenspülflüssigkeitskreis vorkommen, wie Eisen und Bronze, stark korrodiert.

Es wurde gefunden, daß durch Hinzufügen von SO₃-Ionen abspaltenden Zusätzen, insbesondere diese Nachteile beseitigt werden können, wobei die Anwendung von Sulfit die einfachste Methode ist, um das Chlor zu entfernen.

Überraschenderweise trat hierdurch aber ein bedeutender Angriff der Magnetitanode auf, welche vorher nahezu völlig widerstandsfähig war. Dieser Angriff ließ nach, wenn dafür Sorge getragen wurde, daß " eine sehr geringe Menge freies Chlor in der zirkulierenden Anodenflüssigkeit anwesend blieb, nämlich gerade so viel, daß Jodkalistärkepapier sich noch blau färbte. Ein Chlorgehalt von 10 mg freiem Chlor pro Liter Flüssigkeit erwies sich als ausreichend, um dem Angriff der Magnetitelektroden vorzubeugen, in welchem Falle ein Angriff der Membranen und der Unterstützungsorgane hierdurch nicht wahrnehmbar war. Sogar beträchtlich höhere Konzentrationen von einigen Hunderten Milligramm pro Liter zeigten auf , die Membranen und die übrigen Teile des Apparates ! nur wenig Einfluß, wenn nur dafür Sorge getragen : wurde, daß die Unterstützungsorgane der Membranen aus einem Gewebe bestehen, das widerstandsfähig ist in bezug auf Chlor in dieser Konzentration, z. B. Glas- | fasertuch oder Gewebe aus Polyvinylchlorid. i

Vorzugsweise wird Sulfit in Form von Natrium- 1 sulüt verwendet, das mit Chlor reagiert unter Bildung j von Natriumsulfat und Salzsäure. Oft ist eine be- J stimmte Konzentration an Metallionen und eine bestimmte Konzentration an Wasserstoffionen der Spül- ; flüssigkeit erwünscht. Wenn man der Spülflüssigkeit den Elektrolyt hinzufügt, kann man der Bildung der ! Endprodukte dieser Chlorbindung Rechnung tragen, j

Beispiel 1

Bei einem Elektrodialyseapparat für das Entsalzen eingedickter Molke mit einer Stromstärke von \ Ampere war die Quantität der zirkulierenden Spülflüssigkeit 40 1. Hierbei war in der Spülflüssigkeit ι Stunde nach dem Anfang der Elektrodialyse etwa 4 g freies Chlor pro Liter anwesend. Die Magnetitanode wurde hierdurch nicht angegriffen, aber die Baumwolleunterstützung der aus regenerierter Cellulose bestehenden Anodenmembran war nach einigen Stunden dermaßen angegriffen, daß diese ihrem Zweck, nämlich das Durchbiegen der Membranen zu verhindern, nicht mehr entsprechen konnte und Bruch auftrat.

Außerdem wurden die Metalle, mit denen die Anodenspülflüssigkeit in Berührung kommt, z. B. Bronze und Eisen, stark korrodiert.

Wenn aber während dieser Zeit dauernd so viel einer gesättigten Lösung Na₂SO₃ hinzugefügt wurde, daß Jodkalistärkepapier von der austretenden Spülflüssigkeit noch gerade blau gefärbt wurde (wobei im ganzen etwa 530 g Na₂ S O₃ · 7 aq. als gesättigte Lösung hinzugefügt war), war der Chlorgehalt der Spülflüssigkeit am Ende dieser Periode nur 10 mg pro Liter. Bei dieser Konzentration trat nach 100 Betriebsstunden noch kein wahrnehmbarer Angriff der Baumwolleunterstützung auf, wie auch eine Korrosion des Metalls nicht zu bemerken war.

Beispiel 2

Mit demselben Apparat und bei einer Stromstärke gemäß Beispiel 1, aber nach Ersetzung der Baum-Wolleunterstützung durch eine Unterstützung bestehend aus Glasfasertuch oder einem Gewebe von Polyvinylchlorid, wurde die Cellulosemembran nach einigen Stunden weniger durchlassend infolge des Angriffes vom Chlor, und die Ausbeute der Elektrodialyse nahm infolgedessen ab. Außerdem trat Korrosion des Metalls mit dem die Anodenspülflüssigkeit in Berührung kommt auf, was zur Folge hatte, daß unerwünschte Metallionen in die zu dialysierende Flüssigkeit übertreten.

Bei dauernder Hinzufügung von 500 g Na₂ S O₃ · 7 aq. als gesättigte Lösung während der ersten Stunde der Elektrodialyse, hatte sich der Gehalt an freiem Chlor in dieser Stunde auf etwa 200 mg pro Liter gesteigert. Bei dieser Konzentration ist der Angriff von Metall und Membran noch nicht störend, und man könnte während an sich langer Zeit derart ohne Schwierigkeiten weiterarbeiten. Der Vorteil gegenüber dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ist, daß die Hinzufügung einer genau dosierten Quantität Sulfit in der Praxis wohl gelegentlich Schwierigkeiten gibt, weil von vornherein nicht genau festzustellen ist, wieviel Sulfit hinzugefügt werden soll, und weil laut dem Verfahren des Beispiels 2 der zulässige Spielraum etwas größer ist, und weniger Kontrollmaßnahmen erforderlich sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Entsalzen von Chlorionen, insbesondere Chloride, enthaltenden Lösungen mittels Elektrodialyse in einem Dreikammerapparat, wobei als Anode eine Magnetitelektrode angewandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Elektrodialyse im Anodenraum gebildete Chlor zum Teil dauernd gebunden wird mittels

   eines SO₃-Ionen abspaltenden Stoffes, wie z. B. Sulfit, mit der Maßgabe einer Bemessung dieser Zusätze derart, daß der Chlorgehalt im Anodenraum ausreicht, um Jodkalistärkepapier blau zu färben, jedoch 500 mg/1 nicht überschreitet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Membranen ein Stoff verwendet wird, der unterhalb einer Konzentration von 500 mg/1 von freiem Chlor nicht wahrnehmbar angegriffen wird.

   I 5551 12.52