EP0252172A1 - Electrolysis process - Google Patents
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- EP0252172A1 EP0252172A1 EP86109265A EP86109265A EP0252172A1 EP 0252172 A1 EP0252172 A1 EP 0252172A1 EP 86109265 A EP86109265 A EP 86109265A EP 86109265 A EP86109265 A EP 86109265A EP 0252172 A1 EP0252172 A1 EP 0252172A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
Definitions
- the invention relates to an electrolysis process, wherein an electrolyte is passed through an electrolysis cell and the mass transfer coefficient is increased by introducing mechanical energy.
- electrochemical cells In order to achieve electrochemical conversions, for example in aqueous solutions, a wide variety of designs of electrochemical cells are used, for example in the case of smaller concentrations, cells with a fixed bed of graphite granules, metal wool or metal foam or stacks of expanded metals. At larger concentrations one uses in general plate cells. It is also known that the mode of action of a cell, in particular a plate cell, can be improved by increasing the stream transport coefficient. This is achieved, for example, by circulating the medium to be treated at high speed through the cell and then passing the treated liquid in batches or by metering a small volume flow into the system in front of the cell and branching off a corresponding small volume flow after the cell.
- the mass transfer coefficient is increased by introducing mechanical energy, but in the prior art the entire electrolytic cell has the mechanical vibrations or other means to increase the Mass transfer coefficients exposed, without doing a differentiation according to the electrolyte flow in the electrolytic cell.
- the change in the electrode overvoltages can be very annoying because it leads to the cell outlet in one Comes in the area where undesirable side reactions take place at the electrode. In most cases this is, for example, the production of hydrogen at the cathode.
- the invention is therefore based on the object of proposing an electrolysis process of the type mentioned at the outset, in which the current density at the cell outlet is appreciably increased, without the occurrence of undesirable side reactions.
- the invention is characterized in that the increase in the mass transfer coefficient increases substantially along the direction of the electrolyte flow.
- the idea on which the invention is based is therefore to increase the current density at the cell outlet by increasing the mass transfer coefficient there in comparison to the cell outlet, for example by exposing the electrolyte to pressure waves, the intensity of which on Cell outlet is stronger than at the cell inlet. It is evident that in a liquid-filled, open-topped container, the housing of which is caused to vibrate, for example by impacts, the amplitude of the vibration is greater in the upper region than in the lower region, in which the side plates are held together by a base. For example, if an electrochemical cell consists of a rectangular box in which the electrodes are suspended as plates, and if this box is vibrated from the outside by vibrators, the amplitude of the vibration in the upper area of the box is greater than in the lower area. If one now places the cell inlet downwards in the box and the cell outlet upwards, the stream transport coefficient along the direction of the electrolyte flow can be influenced in this way, and this essentially increases. The gas bubbles at the cell outlet can then be reduced or avoided.
- the gas bubble development therefore occurs when the difference in the current density at the cell inlet and cell outlet exceeds a certain value G.
- This current density is proportional to the product of mass transfer coefficient and concentration. If we designate the values for the cell inlet with the index 0, the values for the cell outlet with the index 1, the mass transfer coefficient with K and the concentration with C, then the following inequality must be satisfied so that no undesirable side reaction occurs. G> K 0 x C 0 - K 1 x C 1
- FIG. 1 shows a vessel 1 of an electrolysis cell, in which an electrolyte 2 is located.
- An anode 3, which is surrounded by a diaphragm 4, and several cathodes 5 are immersed in the electrolyte.
- the electrolyte is continuously introduced into the vessel 1 via a side inlet 8 in the direction of arrow 9. It leaves the vessel via an overflow at the upper edge of the vessel or via holes provided there or the like.
- a distributor pipe not shown and laid over the bottom of the vessel, ensures a uniform distribution of the electrolyte, the direction of flow of which is indicated in the cell by the arrows 10 .
- electrodes 3 and / or 5 can also be excited to vibrate, etc. It is common to all principles that the vibration energy introduced into the bath is greater in the area of the outlet than in the area of the inlet.
- Fig. 1 also shows that the vibrator 6 emits vibrations in the direction of arrow 7, which are essentially perpendicular to the plane of the plates 3, 5.
- FIG. 2 shows a diagram as a further explanation, the direction of the electrolyte flow 10 being indicated as the abscissa x.
- the ordinates y are the amplitudes of the mechanical vibrations with which the electrolysis cell is subjected. It also follows from this that a smaller amplitude acts on the electrolyte at the inlet 16 of the electrolytic cell than at the outlet 17. This is shown by the curve 18.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektrolyseverfahren, wobei man einen Elektrolyten durch eine Elektrolysezelle hindurchleitet und dabei den Stofftransportkoeffizienten durch Einbringen mechanischer Energie erhöht.The invention relates to an electrolysis process, wherein an electrolyte is passed through an electrolysis cell and the mass transfer coefficient is increased by introducing mechanical energy.
Um elektrochemische Umsetzungen, z.B. in wäßrigen Lösungen, zu erreichen, werden die verschiedensten Ausführungen von elektrochemischen Zellen verwendet, bei kleineren Konzentrationen z.B. Zellen mit einem Festbett aus Graphitgranulat, Metallwolle oder Metallschaum oder Stapeln von Streckmetallen. Bei größeren Konzentrationen verwendet man in allgemeinen Plattenzellen. Es ist ebenfalls bekannt, daß die Wirkungsweise einer Zelle, besonders einer Plattenzelle, durch Erhöhung des Strofftransportkoeffizienten zu verbessen ist. Dies wird z.B. dadurch erreicht, daß man das zu behandelnde Medium mit hoher Geschwindigkeit im Kreise durch die Zelle fährt und die behandelte Flüssigkeit dann chargenweise weiterführt oder dem System vor der Zelle einen kleinen Volumenstrom zudosiert und einen entsprechenden kleinen Volumenstrom nach der Zelle abzweigt. Andere Methoden zur Erhöhrung des Stofftransportkoeffizienten sind das mechanische Rühren oder Einführen von Gas in die Zelle. Die aufsteigenden Gasblasen erhöhen ebenfalls den Stofftransportkoeffizienten. Auch wird oft die Elektrode bewegt, um so eine höhere Relativbewegung von Elektrolyt und Elektrode zu erhalten. Dies kann geschehen durch eine Vibration der Elektrode, durch ein Verwirbeln eines Festbettes oder durch rotierende Elektroden. Ebenfalls ist es bekannt, die Grenzschicht in einer Plattenzelle durch mechanische Bewegung von Teilchen oder anderen Körpern zu stören und aufzubrechen und so den Stofftransportkoeffizienten zu erhöhen.In order to achieve electrochemical conversions, for example in aqueous solutions, a wide variety of designs of electrochemical cells are used, for example in the case of smaller concentrations, cells with a fixed bed of graphite granules, metal wool or metal foam or stacks of expanded metals. At larger concentrations one uses in general plate cells. It is also known that the mode of action of a cell, in particular a plate cell, can be improved by increasing the stream transport coefficient. This is achieved, for example, by circulating the medium to be treated at high speed through the cell and then passing the treated liquid in batches or by metering a small volume flow into the system in front of the cell and branching off a corresponding small volume flow after the cell. Other methods of increasing the mass transfer coefficient are mechanical stirring or the introduction of gas into the cell. The rising gas bubbles also increase the mass transfer coefficient. The electrode is also often moved in order to obtain a higher relative movement of the electrolyte and the electrode. This can be done by vibrating the electrode, by swirling a fixed bed or by rotating electrodes. It is also known to mechanically limit the boundary layer in a plate cell Disrupt and break up movement of particles or other bodies and thus increase the mass transfer coefficient.
Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von Ultraschall. Es ist auch bekannt, daß diese letzte Methode nicht nur den Vorteil des erhöhten Stofftransportkoeffizienten hat, sondern zusätzlich die Gasblasenbelegung der Elektrodenoberfläche reduziert dadurch, daß die Gasblasen besser von den Oberflächen abgelöst werden.The use of ultrasound is also known. It is also known that this last method not only has the advantage of the increased mass transfer coefficient, but additionally reduces the gas bubble coverage of the electrode surface in that the gas bubbles are detached better from the surfaces.
Eine gute Übersicht, über die hierbei anstehende Problematik mit Lösungsvorschlägen, beruhend auf verschiedenen Bewegungsprinzipien beschreibt ein Aufsatz, der in der Zeitschrift "Neue Hütte", September 1982, Seite 317 - 322 erschienen ist. Einen ins Detail gehenden Lösungsvorschlag beschreibt ein anderer Aufsatz, der in der Zeitschrift "Erzmetall", 1974, Seite 107 - 114, erschienen ist. Hier ist ein Elektrolyseverfahren beschrieben, bei dem man den Elektrolyten durch die Elektrolysezelle hindurchleitet. Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus.A good overview of the pending problems with proposed solutions based on various principles of movement is described in an article that appeared in the journal "Neue Hütte", September 1982, pages 317 - 322. Another article, which appeared in the magazine "Erzmetall", 1974, pages 107-114, describes a detailed solution. An electrolysis process is described here in which the electrolyte is passed through the electrolysis cell. The invention is based on this prior art.
Hingewiesen werden soll auch noch auf einem zusammenfassenden Aufsatz, erschienen in "Quarterly Reviews" 7 (1953), Seiten 84 - 101.Reference should also be made to a summary article, published in "Quarterly Reviews" 7 (1953), pages 84-101.
In den beiden erstgenannten Veröffentlichungen wird zwar der Stofftransportkoeffizient durch Einbringen mechanischer Energie erhöht, jedoch hat man beim Stand der Technik die gesamte Elektrolysezelle den mechanischen Schwingungen oder sonstigen Mitteln zur Erhöhung des Stofftransportkoeffizienten ausgesetzt, und zwar ohne hierbei eine Differenzierung entsprechend dem Elektrolytfluß in der Elektrolysezelle vorzunehmen.In the first two publications mentioned, the mass transfer coefficient is increased by introducing mechanical energy, but in the prior art the entire electrolytic cell has the mechanical vibrations or other means to increase the Mass transfer coefficients exposed, without doing a differentiation according to the electrolyte flow in the electrolytic cell.
Bei Festbettzellen und auch bei Plattenzellen besteht aber unabhängig vom Stofftransportkoeffizienten das Problem, daß die kathodische und anodische Überspannung vom Zelleinlauf zum Zellauslauf nicht konstant bleiben. (Wir bezeichnen nun mit einer elektrochemischen Zelle eine Einheit, bei der Kathode und Anode aus jeweils einem Stück sind und nicht in Richtung des Elektrolytflusses segmentiert, so daß damit verschiedene Potentiale eingestellt werden können.)With fixed bed cells and also with plate cells, there is the problem regardless of the mass transfer coefficient that the cathodic and anodic overvoltage from the cell inlet to the cell outlet do not remain constant. (We now refer to an electrochemical cell as a unit in which the cathode and anode are each made of one piece and are not segmented in the direction of the electrolyte flow, so that different potentials can be set.)
Die Verschiebung der kathodischen und anodischen Überspannung rührt daher, daß die Zellspannung ja am Zelleinlauf und Zellauslauf gleich ist, die Stromdichte aber im allgemeinen am Zellauslauf wesentlich geringer. Bleibt nun der Widerstand der behandelten Lösung von Zelleinlauf zum Zellauslauf im wesentlichen gleich, wie das im allgemeinen der Fall ist, so verändert sich mit der geringer werdenden Stromdichte auch der Anteil des ohmschen Spannungsabfalls. Dadurch, daß die Zellspannung konstant ist, müssen notwendig die Überspannungen steigen. Dies wird beschrieben durch die Gleichung
Zellspannung = kathodische Überspannung + anodische Überspannung + lokaler Zellwiderstand x lokalem StromThe shift in the cathodic and anodic overvoltage stems from the fact that the cell voltage is the same at the cell inlet and cell outlet, but the current density is generally much lower at the cell outlet. If the resistance of the treated solution from cell inlet to cell outlet remains essentially the same as is generally the case, the proportion of the ohmic voltage drop also changes with the decreasing current density. Because the cell voltage is constant, the overvoltages must necessarily increase. This is described by the equation
Cell voltage = cathodic overvoltage + anodic overvoltage + local cell resistance x local current
Die Änderung der Elektrodenüberspannungen kann sehr störend sein, weil man dadurch am Zellauslauf in einen Bereich kommt, in dem unerwünschte Nebenreaktionen an der Elektrode stattfinden. In den meisten Fällen ist das an der Kathode z.B. die Produktion von Wasserstoff.The change in the electrode overvoltages can be very annoying because it leads to the cell outlet in one Comes in the area where undesirable side reactions take place at the electrode. In most cases this is, for example, the production of hydrogen at the cathode.
Es ist bekannt, daß man bei der Verwendung von Festbettzellen dieses Problem dadurch entschärfen kann, daß beim Zellauslauf ein größeres Festbettvolumen angeboten wird oder die Packungsdichte auf eine andere Weise erhöht wird, z.B. durch kleinere Körnung des verwendeten Granulats oder eine stärkere Komprimierung einer Füllung mit Metallwolle oder Metallschaum. Auf diese Weise kann dann der dort lokal fließende Strom gesteigert werden, und der Beitrag des ohmschen Spannungsabfalls wird wieder etwas größer. (Siehe z.B. die DE-PS 26 22 497 oder 35 32 573.)It is known that when using fixed bed cells this problem can be alleviated by offering a larger fixed bed volume at the cell outlet or by increasing the packing density in another way, e.g. through smaller granulation of the granulate used or a stronger compression of a filling with metal wool or metal foam. In this way, the local current flowing there can then be increased, and the contribution of the ohmic voltage drop becomes somewhat larger again. (See e.g. DE-PS 26 22 497 or 35 32 573.)
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrolyseverfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Stromdichte am Zellauslauf fühlbar erhöht wird, und zwar ohne das Auftreten unerwünschter Nebenreaktionen.The invention is therefore based on the object of proposing an electrolysis process of the type mentioned at the outset, in which the current density at the cell outlet is appreciably increased, without the occurrence of undesirable side reactions.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Stofftransportkoeffizienten entlang der Richtung des Elektrolytflusses im wesentlichen zunimmt.To achieve this object, the invention is characterized in that the increase in the mass transfer coefficient increases substantially along the direction of the electrolyte flow.
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist es also, die Stromdichte am Zellauslauf dadurch zu erhöhen, daß dort der Stofftransportkoeffizient im Vergleich zum Zellauslauf erhöht wird, z.B. dadurch, daß man den Elektrolyten Druckwellen aussetzt, deren Intensität am Zellauslauf stärker ist als am Zelleinlauf. Es ist offensichtlich, daß in einem flüssigkeitsgefüllten, oben offenen Behälter, dessen Gehäuse man z.B. durch Schläge in Schwingungen versetzt, die Amplitude der Schwingung im oberen Bereich größer ist als im unteren Bereich, bei dem die Seitenplatten durch einen Boden zusammengehalten werden. Besteht eine elektrochemische Zelle also z.B. aus einem rechteckigen Kasten, in den die Elektroden als Platten eingehängt sind, und wird dieser Kasten von außen durch Vibratoren in Schwingung versetzt, so ist die Amplitude der Schwingung im oberen Bereich des Kastens größer als im unteren. Legt man nun den Zelleinlauf nach unten in den Kasten und den Zellauslauf nach oben, so läßt sich auf diese Weise der Strofftransportkoeffizient entlang der Richtung des Elektrolytflusses beeinflussen, und zwar nimmt dieser im wesentlichen zu. Dadurch kann dann die Gasblasenbildung am Zellauslauf verringert oder vermieden werden.The idea on which the invention is based is therefore to increase the current density at the cell outlet by increasing the mass transfer coefficient there in comparison to the cell outlet, for example by exposing the electrolyte to pressure waves, the intensity of which on Cell outlet is stronger than at the cell inlet. It is evident that in a liquid-filled, open-topped container, the housing of which is caused to vibrate, for example by impacts, the amplitude of the vibration is greater in the upper region than in the lower region, in which the side plates are held together by a base. For example, if an electrochemical cell consists of a rectangular box in which the electrodes are suspended as plates, and if this box is vibrated from the outside by vibrators, the amplitude of the vibration in the upper area of the box is greater than in the lower area. If one now places the cell inlet downwards in the box and the cell outlet upwards, the stream transport coefficient along the direction of the electrolyte flow can be influenced in this way, and this essentially increases. The gas bubbles at the cell outlet can then be reduced or avoided.
Damit ist es nun möglich, einen größeren Abreicherungsfaktor in einer einzigen Zelle zu erreichen, ohne daß an den Elektroden eine Gasentwicklung auftritt. Es können damit dann die unerwünschten Nebenreaktionen vermieden werden. Bei vielen Reaktionen kann man davon ausgehen, daß bei beginnender Gasblasenbelegung der Elektrodenoberfläche die elektrochemische Umsetzung nahezu vollständig zum Stillstand kommt.It is now possible to achieve a larger depletion factor in a single cell without gas developing at the electrodes. The undesirable side reactions can then be avoided. In many reactions, it can be assumed that the electrochemical conversion almost completely comes to a standstill when gas bubbles begin to cover the electrode surface.
Das erreichbare Abreichungsverhältnis (=Einlaufkonzentration durch Auslaufkonzentration) ist dann im wesentlichen davon bestimmt, bis zu welcher Konzentration man in einer Zelle die Entwicklung von Gasblasen durch eine Nebenreaktion vermeiden kann. Mit dem angegebenen Verfahren kann man dabei einen beträchtlichen Vorteil erzielen, wie an folgender Rechnung klargemacht werden soll.The achievable depletion ratio (= inlet concentration by outlet concentration) is then essentially determined by the concentration up to which the development of gas bubbles in a cell Can avoid side reaction. With the given method one can achieve a considerable advantage, as will be made clear on the following calculation.
Die Gasblasenentwicklung tritt also ein, wenn die Differenz der Stromdichte an Zelleinlauf und Zellauslauf einen gewissen Wert G überschreitet. Diese Stromdichte ist proportional dem Produkt aus Stofftransportkoeffizient und Konzentration. Bezeichnen wir mit dem Index 0 die Werte für den Zelleinlauf, mit dem Index 1 die Werte für den Zellauslauf, mit K den Stofftransportkoeffizienten und mit C die Konzentration, so muß also folgende Ungleichung erfüllt sein, damit keine unerwünschte Nebenreaktion auftritt.
G > K 0 x C 0 - K 1 x C 1The gas bubble development therefore occurs when the difference in the current density at the cell inlet and cell outlet exceeds a certain value G. This current density is proportional to the product of mass transfer coefficient and concentration. If we designate the values for the cell inlet with the index 0, the values for the cell outlet with the index 1, the mass transfer coefficient with K and the concentration with C, then the following inequality must be satisfied so that no undesirable side reaction occurs.
G> K 0 x C 0 - K 1 x C 1
Kann man es nun erreichen, daß das Verhältnis von K 0 : K 1 = 1 : 2, so wird das mögliche C 1, die Auslaufkonzentration, offenbar halb so groß sein wie in dem Fall, daß K 0 = K 1. Das bedeutet, man kann die erreichbare Endkonzentration noch einmal halbieren. Die Änderung des Stofftransportkoeffizienten kann ohne weiteres auch sehr viel größer sein und eine entsprechend stärkere Verringerung der Auslaufkonzentration ist dann möglich.If one can now achieve that the ratio of K 0: K 1 = 1: 2, the possible C 1, the outlet concentration, will obviously be half as large as in the case where K 0 = K 1. That means you can halve the achievable final concentration again. The change in the mass transfer coefficient can easily be much larger and a correspondingly greater reduction in the outlet concentration is then possible.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:
- Fig. 1 - schematisch in einer Ansicht eine Elektrolysezelle zur Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemäßen Elektrolyseverfahres;
- Fig. 2 - ein Diagramm, wobei als Beispiel über der Länge der Elektrolysezelle in Richtung des Elektrolytflusses (entsprechend der Höhe der Elektrolysezelle in Fig. 1) die Amplitude der hierbei angewendeten Druckwellen aufgetragen ist.
- Fig. 1 - schematically in a view an electrolysis cell to explain the principle of the electrolysis process according to the invention;
- 2 shows a diagram, the amplitude of the pressure waves used being plotted as an example over the length of the electrolytic cell in the direction of the electrolyte flow (corresponding to the height of the electrolytic cell in FIG. 1).
Fig. 1 zeigt ein Gefäß 1 einer Elektrolysezelle, in dem sich ein Elektrolyt 2 befindet. In den Elektrolyten tauchen ein eine Anode 3, die von einem Diaphragma 4 umgeben ist, sowie mehrere Kathoden 5. Der Elektrolyt wird über einen seitlichen Einlaß 8 in Richtung des Pfeiles 9 in das Gefäß 1 kontinuierlich eingeführt. Er verläßt das Gefäß über einen Überlauf am oberen Rand des Gefäßes oder über dort vorgesehene Löcher oder dergl. Ein nicht gezeigtes und über dem Boden des Gefäßes verlegtes Verteilerrohr sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Elektrolyten, dessen Strömungsrichtung in der Zelle durch die Pfeile 10 angedeutet ist.1 shows a vessel 1 of an electrolysis cell, in which an
Links in Fig. 1 ist zur Erläuterung des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens angedeutet, daß sich in Richtung des Elektrolytflusses 10 hintereinander mehrere Quirle 11,12,13,14,15 befinden. Der unterste Quirl 11, der sich also in der Nähe des Elektrolyteneinlaufs befindet, wird mit geringer Drehzahl angetrieben, während der oberste Quirl 15, der sich in der Nähe des Auslasses befinet, mit der höchsten Drehzahl angetrieben wird. Die dazwischen befindlichen Quirle 12,13,14 werden mit einer mittleren Drehzahl angetrieben derart, daß die von den Quirlen hervorgerufene Verwirbelung des Elektrolyten in Richtung des Elektrolytflusses 10 zunimmt.On the left in FIG. 1, to explain the principle of the method according to the invention, it is indicated that
Diese Darstellung soll nur das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlichen; in der Praxis wird man die hierdurch bewirkte Erhöhung des Stofftransportkoeffizienten auf ander Art und Weise durchführen, bevorzugt durch einen Vibrator 6. Dieser ist an der Wand des Gefäßes 1 befestigt, und zwar bevorzugt im oberen Bereich der Wand, so daß die von ihm ausgehenden Schallwellen ihre größte Amplitude im Auslaßbereich des Gefäßes haben. Man könnte auch übereinander mehrere der Vibratoren 6 an der Wand des Gefäßes befestigen, wobei man dann den obersten Vibrator mit einer größeren Amplitude beaufschlagt als den untersten der Vibratoren.This representation is only intended to illustrate the principle of the method according to the invention; in practice, the resulting increase in mass transfer coefficient will be carried out in another way, preferably by a
Versuche haben gezeigt, daß die Anregung wenigstens einer der Wände des Gefäßes 1 mit diesen Vibratoren oder mit wenigstens einen der Vibratoren für den gewünschten Effekt ausreicht.Man muß also nicht das gesamte Elektrolysegefäß in Schwingungen versetzen, wie dies beim Stand der Technik der Fall war, ganz abgesehen davon, daß man bei diesem Verfahren den Stofftransportkoeffizienten nicht in Richtung des Elektrolytflusses beeinflussen kann.Experiments have shown that the excitation of at least one of the walls of the vessel 1 with these vibrators or with at least one of the vibrators is sufficient for the desired effect. It is therefore not necessary to vibrate the entire electrolysis vessel, as was the case in the prior art, quite apart from the fact that this method cannot influence the mass transfer coefficient in the direction of the electrolyte flow.
Auf andere Lösungswege wurde in den Patentansprüchen bereits hingewiesen, beispielsweise darauf, daß man auch die Elektroden 3 und/oder 5 zu den Schwingungen anregen kann usw. Allen Prinzipien ist es gemeinsam, daß die hierbei in das Bad eingeführte Schwingungsenergie im Bereich des Auslaufs größer ist als im Bereich des Einlaufs.Other solutions have already been pointed out in the claims, for example that
Fig. 1 zeigt auch noch, daß der Vibrator 6 Schwingungen in Richtung des Pfeiles 7 aussendet, die also im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Platten 3, 5 verlaufen.Fig. 1 also shows that the
Fig. 2 zeigt als weitere Erläuterung ein Diagramm, wobei die Richtung des Elektrolytflusses 10 als Abszisse x angegeben ist. Als Ordinate y sind die Amplituden der mechanischen Schwingungen aufgetragen, mit denen die Elektrolysezelle beaufschlagt wird. Auch hieraus ergibt sich, daß am Einlaß 16 der Elektrolysezelle eine geringere Amplitude auf den Elektrolyten einwirkt als am Auslaß 17. Dies ist durch die Kurve 18 dargestellt.2 shows a diagram as a further explanation, the direction of the
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung des Stofftransportkoeffizienten entlang der Richtung (10) des Elektrolytflusses im wesentlichen zunimmt.1. electrolysis process, wherein an electrolyte (2) is passed through an electrolysis cell (1) and the mass transfer coefficient is increased by introducing mechanical energy,
characterized by
that the increase in the mass transfer coefficient along the direction (10) of the electrolyte flow increases substantially.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung des Stofftransportkoeffizienten durch eine Relativbewegung von Elektroden und Elektrolyt erreicht wird.2. The method according to claim 1,
characterized by
that the increase in mass transfer coefficient is achieved by a relative movement of electrodes and electrolyte.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung des Stofftransportkoeffizienten dadurch erreicht wird, daß der Elektrolyt Druckwellen ausgesetzt wird, die sich im wesentlichen senkrecht zu den zueinander parallel verlaufenden Elektrodenflächen ausbreiten.3. The method according to claim 1,
characterized by
that the increase in the mass transfer coefficient is achieved in that the electrolyte is exposed to pressure waves which propagate essentially perpendicular to the electrode surfaces running parallel to one another.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Unterschied im Stofftransportkoeffizienten entlang der Richtung des Elektrolytflusses durch eine Änderung der Amplitude der Druckwelle erreicht wird.4. The method according to claim 3,
characterized by
that the difference in mass transfer coefficient along the direction of the electrolyte flow is achieved by changing the amplitude of the pressure wave.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Amplitude der Druckwelle im Bereich des Zellauslaufs mindestens um den Faktor 4 größer ist als im Bereich des Zelleinlaufs.5. The method according to claim 4,
characterized by
that the amplitude of the pressure wave in the area of the cell outlet is at least a factor of 4 greater than in the area of the cell inlet.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckwelle durch einen oder mehrere Vibratoren erzeugt wird, die am Gehäuse der elektrochemischen Zelle befestigt sind.6. The method according to claim 4 or 5,
characterized by
that the pressure wave is generated by one or more vibrators which are attached to the housing of the electrochemical cell.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Änderung der Amplitude der Druckwelle entlang der Richtung des Elektrolytflusses durch die Anordnung der Vibratoren und/oder die konstruktive Gestaltung des Zellgehäuses erreicht wird.7. The method according to claim 6,
characterized by
that the change in the amplitude of the pressure wave along the direction of the electrolyte flow is achieved by the arrangement of the vibrators and / or the structural design of the cell housing.
dadurch gekennzeichnet,
daß die angestrebte elektrochemische Umsetzung an einer Festbettelektrode erfolgt.8. The method according to any one of the preceding claims,
characterized by
that the desired electrochemical conversion takes place on a fixed bed electrode.
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