EP0004903B1 - Procédé et cellule pour la préparation du chlore par électrolyse de l'acide chlorhydrique - Google Patents

Procédé et cellule pour la préparation du chlore par électrolyse de l'acide chlorhydrique Download PDF

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EP0004903B1
EP0004903B1 EP79101017A EP79101017A EP0004903B1 EP 0004903 B1 EP0004903 B1 EP 0004903B1 EP 79101017 A EP79101017 A EP 79101017A EP 79101017 A EP79101017 A EP 79101017A EP 0004903 B1 EP0004903 B1 EP 0004903B1
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EP
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electrolysis
hydrochloric acid
electrolytes
electrodes
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EP79101017A
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EP0004903A3 (en
EP0004903A2 (fr
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Franz-Rudolf Dr. Minz
Herbert Wiechers
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Bayer AG
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    • 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
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof

Definitions

  • the electrolytic generation of hydrogen and chlorine from hydrochloric acid generally takes place in electrolytic cells in which 30 to 45 vertically arranged bipolar electrodes are combined, the electroylsem chamber formed between two electrodes being subdivided by a diaphragm.
  • the electrode area is usually approximately 2.5 m 2 and has a square cross section; see for example DAS 1 216 852 or Chem. lng.technik 39, 731 (1967).
  • the hydrochloric acid flows through the electrolysis chamber from bottom to top, hydrogen forming in the catholyte space and chlorine in the anolyte space.
  • the catholyte and anolyte are thus enriched with gas bubbles on their way through the electrolysis chamber. The gas bubbles are separated after the electrolytes have left the cell.
  • the presence of gas bubbles in the electrolyte increases its electrical resistance and thus the specific power consumption of the electrolytic cell. It is therefore desirable, given the current density, to determine the residence time of the electrolyte in the cell, i.e. choose the time during which the gas bubbles accumulate as short as possible. On the other hand, for the cell to operate economically, it is necessary to sufficiently reduce the concentration of hydrochloric acid while passing through the electrolytic cell. Depletion from about 25% to about 20% HCI is usually aimed for.
  • the invention therefore relates to a process for the production of chlorine and hydrogen from hydrochloric acid by electrolysis in an electrolysis cell, consisting of a multiplicity of vertically arranged bipolar electrodes, with an electrode space and an catholyte space being divided between two electrodes for dividing the electrolysis chambers formed between them Diaphragm is arranged, further drain and inflow devices for the electrolytes, which is characterized in that the hydrochloric acid is electrolyzed in at least two successive stages, being degassed after leaving one stage and before entering the next stage.
  • the invention also relates to a hydrochloric acid electrolysis cell, consisting of a multiplicity of vertically arranged bipolar electrodes, a diaphragm being arranged between two electrodes for dividing the electrolysis chamber formed between them into an anolyte space and a catholyte space, furthermore drainage and inflow devices for the Electrolytes, which is characterized in that the bipolar electrodes and the electrolysis chambers are each divided into floors in at least one horizontal plane perpendicular to the electrode surface and additional inflow and outflow devices are provided for the electrolytes in this plane, so that electrolyte circuits are independent of one another on each floor are trained.
  • the height of the partial electrode surfaces resulting from the subdivision of the electrodes is preferably 40 to 80 cm, particularly preferably approximately 60 cm.
  • the bipolar electrodes are expediently each held in holding frames which are stacked together in the manner of filter presses.
  • the principle of such arrangements is e.g. in DOS 2 222 637 or DOS 2 317 359.
  • the electrolysis frames for receiving the electrodes contain a plurality of windows lying one above the other, the webs containing inflow and outflow channels for the electrolytes.
  • the electrolysis is preferably carried out at current densities of 4 to 8 kA / m 2 . preferably operated 5 to 7 kA / m 2 .
  • the different levels of an electrolysis cell are preferably connected in parallel.

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Claims (5)

1. Procédé de fabrication de chlore et d'hydrogène à partir d'acide chlorhydrique par électrolyse dans une cellule d'électrolyse consistant en une multiplicité d'électrodes bipolaires à agencement vertical, où entre chaque fois deux électrodes est monté un diaphragme pour le partage des chambres d'électrolyse formées entre celles-ci en un espace d'anolyte et un espace de catholyte, en outre en des dispositifs de décharge et d'amenée pour l'électrolyte, caractérisé en ce que l'acide chlorhydrique est électrolysé en au moins deux stades successifs étant dégazé après la sortie d'un stade et avant l'entrée dans le stade chaque fois suivant.
2. Cellule d'électrolyse d'acide chlorhydrique consistant en une multiplicité d'électrodes bipolaires à agencement vertical, dans laquelle entre chaque fois deux électrodes est monté un diaphragme pour le partage des chambres d'électrolyse formées entre cellesci en un espace d'anolyte et un espace de catholyte, en outre en des dispositifs de décharge et d'amenée pour l'électrolyte, caractérisée en ce que les électrodes bipolaires et les chambres d'électrolyse sont chaque fois partagées en étages dans au moins un plan horizontal perpendiculairement à la surface des électrodes et en ce que, dans ce plan, sont prévus des dispositifs supplémentaires d'amenée et de décharge pour l'électrolyte pour que, dans chaque étage, soient formés des circuits d'électrolyte mutuellement indépendants.
3. Cellule d'électrolyse selon la revendication 2, où la hauteur des surfaces partielles d'électrodes obtenues par le partage des électrodes est de 40 à 80 cm, de préférence d'environ 60 cm.
4. Utilisation de la cellule d'électrolyse selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'électrolyte parcourt les étages de la cellule d'électrolyse successivement et en ce que chaque fois après la sortie d'un étage et avant l'entrée dans l'étage suivant il est dégazé, l'électrolyte étant appauvri par étapes.
5. Utilisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'électrolyte parcourt tout d'abord l'étage le plus élevé d'une cellule et par la suite chaque fois l'étage plus bas suivant, chaque étage étant parcouru de bas en haut.
EP79101017A 1978-04-14 1979-04-04 Procédé et cellule pour la préparation du chlore par électrolyse de l'acide chlorhydrique Expired EP0004903B1 (fr)

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EP0004903A2 EP0004903A2 (fr) 1979-10-31
EP0004903A3 EP0004903A3 (en) 1979-11-14
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