FI65281C - FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL - Google Patents

FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL Download PDF

Info

Publication number
FI65281C
FI65281C FI792789A FI792789A FI65281C FI 65281 C FI65281 C FI 65281C FI 792789 A FI792789 A FI 792789A FI 792789 A FI792789 A FI 792789A FI 65281 C FI65281 C FI 65281C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
oxygen
compartment
cathode
medium
anode
Prior art date
Application number
FI792789A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI792789A (en
FI65281B (en
Inventor
Ronald Lowry Labarre
Original Assignee
Diamond Shamrock Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diamond Shamrock Corp filed Critical Diamond Shamrock Corp
Priority to FI792789A priority Critical patent/FI65281C/en
Publication of FI792789A publication Critical patent/FI792789A/en
Publication of FI65281B publication Critical patent/FI65281B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI65281C publication Critical patent/FI65281C/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

ISSF^I [B] dDKUULUTUSJULKA.suISSF ^ I [B] dDKUULUTUSJULKA.su

Ma lJ '' UTLÄGGN I NGSSKKl FT 00^0 II lJ '' UTLÄGGN I NGSSKKl FT 00 ^ 0 I

C (45) \':y I0:4 1"J4C (45) \ ': y I0: 4 1 "J4

Patent raeddelat ^ T ^ (51) K*.ik.3/im.a.3 c 25 B 1/46 SUOMI—FINLAND (21) -ριμπομΜο^ι 792789 pi) Htk«mtap4ly> — Am6knlng*d*f 07.09.79 ^^^ (23) Alluipaivt—Glklghetadag 07.09.79 (41) Tulta JulMMfctl — Blhrtt effantllg 08.03. 8lPatent raeddelat ^ T ^ (51) K * .ik.3 / im.a.3 c 25 B 1/46 SUOMI — FINLAND (21) -ριμπομΜο ^ ι 792789 pi) Htk «mtap4ly> - Am6knlng * d * f 07.09 .79 ^^^ (23) Alluipaivt — Glklghetadag 07.09.79 (41) Tulta JulMMfctl - Blhrtt effantllg 08.03. 8l

Patentti- Ja rekisterihallitus (44) NllrtMW(Wlfton „ kuuUJulkatainNational Board of Patents and Registration (44) NllrtMW (Wlfton „kuUUJulkatain

Patent· och registerstyreleen An»«Jk»n utbgd och utl.*krtft»n publlcared 3u.±ez. oj (32)(33)(31) Pyydetty utuoikiu*—B«glrd prlorttet (71) Diamond Shamrock Corporation, 1100 Superior Avenue, Cleveland,Patent · och registerstyreleen An »« Jk »n utbgd och utl. * Krtft» n published 3u. ± ez. oj (32) (33) (31) Requested utuoikiu * —B «glrd prlorttet (71) Diamond Shamrock Corporation, 1100 Superior Avenue, Cleveland,

Ohio Ul+Uh, USA (US) (72) Ronald Lowry LaBarre, Huntington Beach, California, USA(US) (7 U) Berggren Oy Ab (5U) Menetelmä kloori-alkalielektrolyysikennon käyttämiseksi -Förfarande för drift av en klor-alkalielektrolyscell Tämä keksintö koskee yleisesti happielektrodin käyttöä, joka on tarkoitettu käytettäväksi elektrolyysikennossa ja erityisesti kloorin ja emäksen (natriumhydroksidin) tuotantoon sillä tavoin, että pienennetään merkittävästi jännitteitä, joita tarvitaan näiden elektro-lyysikennojen toimintaan ja nostetaan oleellisesti tehohyötysuhteita, jotka ovat saatavissa näistä happielektrodeja käyttävistä elektro-lyysikennoista. Tarkemmin sanoen tämä selostus koskee parannettuja happielektrodien käyttömenetelmiä, joissa käytetään positiivista painehäviötä ilmasta nesteeseen happielektrodin ilmansyöttöpuolella suorituskyvyn parantamiseksi, kaasusyöttövirran kokonaisvirtauksen säätöä massasiirron parantamiseksi happielektrodin ilmansyöttöpuolella reaktiokohdissa, happielektrodeille menevän kaasusyötön kostutusta happielektrodin kuivumisen ja delaminoitumisen vähentämiseksi niin, että se toimisi suuremmalla virrantiheydellä pitemmän eliniän, ja tiettyjen kaasujen, kuten hiilidioksidin eliminoimista happielektrodien eliniän pidentämiseksi eliminoimalla suolat, jotka saattaisivat muodostua happielektrodin huokoiselle rakenteelle sen käytön aikana. Näitä käyttömenetelmiä voidaan käyttää yksin tai mieluimmin yhdistettynä suurempien tehohyötysuhteiden aikaansaamiseksi pienemmillä jännitteillä, jolloin aikaansaadaan energian 65281 2 suhteen tehokkaampi happielektrodi elektrolyysikennoon, joka sopii erityisesti kloorin ja emäksen (natriumhydroksidi) tuotantoon.Ohio Ul + Uh, USA (72) Ronald Lowry LaBarre, Huntington Beach, California, USA (7 U) Berggren Oy Ab (5U) Method for using a chlor-alkali electrolysis cell -Förfarande för drift av en chlor-alkalielectrolyscell This The invention relates generally to the use of an oxygen electrode for use in an electrolytic cell, and more particularly to the production of chlorine and a base (sodium hydroxide) by significantly reducing the voltages required to operate these electrolytic cells and substantially increasing the power efficiencies available from these oxygen electrode cells. More specifically, this disclosure relates to improved methods of using oxygen electrodes using a positive pressure drop from air to liquid on the oxygen supply side of the oxygen electrode to improve performance, control the overall flow of gas eliminating gases such as carbon dioxide to extend the life of the oxygen electrodes by eliminating salts that might form on the porous structure of the oxygen electrode during use. These methods of operation can be used alone or, preferably, in combination to provide higher power efficiencies at lower voltages, providing an energy-efficient oxygen electrode for the electrolytic cell, particularly suitable for the production of chlorine and base (sodium hydroxide).

Kloori ja emäs ovat välttämättömiä suurtuotantohyödykkeitä, jotka ovat kaikkien teollisten yhteisöjen vaatimia peruskemikaaleja. Niitä valmistetaan lähes yksinomaan elektrolyyttisesti alkalimetallihali-dien tai tarkemmin natriumkloridin vesiliuoksista suurimman osan tästä tuotannosta tullessa diafragmatyyppisistä elektrolyysikennoista. Elektrolyyttisessä diafragmakennoprosessissa suolaliuosta (natrium-kloridi liuosta) syötetään jatkuvasti anodiosastoon virtaamaan dia-fragman läpi, joka on tavallisesti tehty asbestihiukkasista, jotka on muodostettu luonteeltaan rei'itetyn katodirakenteen päälle. Hydroksidi-ionien takaisinvaeItämisen minimoimiseksi virtausnopeutta pidetään aina suurempana kuin konversionopeus niin, että saadussa katolyyttiliuoksessa on läsnä käyttämätöntä tai reagoimatonta natriumkloridia. Vetyionit purkautuvat liuoksesta katodilla vety-kaasun muodossa. Katolyyttiliuos, joka sisältää alkalilipeää (natriumhydroksidia), reagoimatonta natriumkloridia ja muita epäpuhtauksia, on sitten väkevöitävä ja puhdistettava markkinointikel-poisen natriumhydroksidihyödykkeen ja natriumkloridin saamiseksi, joka on määrä käyttää uudelleen elektrolyysikennoissa natrium-hydroksidin ja kloorin uuteen tuotantoon. Vetykaasun kehittyminen käyttää hyväksi korkeampaa jännitettä pienentäen siten sitä teho-syötysuhdetta joka on mahdollinen tällaisesta elektrolyysikennosta, mikä luo energian suhteen tehottoman keinon tuottaa natriumhydroksidia ja kloorikaasua.Chlorine and base are essential mass-produced commodities that are basic chemicals required by all industrial communities. They are prepared almost exclusively electrolytically from aqueous solutions of alkali metal halides or, more specifically, sodium chloride, with most of this production coming from diaphragm-type electrolytic cells. In the electrolytic diaphragm cell process, a brine solution (sodium chloride solution) is continuously fed to the anode compartment to flow through a diaphragm, usually made of asbestos particles formed on a cathode structure perforated in nature. In order to minimize the recovery of hydroxide ions, the flow rate is always considered to be higher than the conversion rate so that unused or unreacted sodium chloride is present in the resulting catholyte solution. Hydrogen ions are released from solution at the cathode in the form of hydrogen gas. The catholyte solution containing alkali liquor (sodium hydroxide), unreacted sodium chloride and other impurities must then be concentrated and purified to obtain a marketable sodium hydroxide commodity and sodium chloride to be reused in electrolysis cells for the production of sodium hydroxide and chlorine. The evolution of hydrogen gas takes advantage of the higher voltage, thus reducing the power-to-feed ratio that is possible from such an electrolytic cell, creating an energy-inefficient means of producing sodium hydroxide and chlorine gas.

Sellaisten teknologisten edistysaskelten saavutuksen myötä kuin di-mensiostabiilit anodit ja erilaiset niille tarkoitetut päällystys-seokset, jotka tekevät mahdolliseksi yhä kapenevat raot elektrodien välillä, elektrolyysikennosta on tullut tehokkaampi, koska teho-hyötysuhde paranee suuresti käytettäessä näitä dimensiostabiileja anodeja. Samoin hydraulisesti läpäisemätön membraani on lisännyt koko joukon elektrolyysikennojen käyttöä mitä tulee eri ionien selektiiviseen vaeltamiseen membraanin läpi epäpuhtauksien sulkemiseksi pois saadusta tuotteesta, mikä eliminoi osan käsittelyn kalliista puhdistus- ja väkevöintivaiheista. Näin ollen niiden suurten edistysaskelten ohella, joilla on aikaisemmin pyritty parantamaan elektrolyysikennojen anodipuolen ja membraani- tai erotinosan hyötysuhdetta, enemmän huomiota kohdistetaan nyt elektrolyysikennon katodi- 3 65281 puoleen pyrkimyksenä parantaa elektrolyysikennoissa käytettäviksi tarkoitettujen katodien tehohyötysuhdetta ja täten aikaansaada merkittäviä energiasäästöjä seurauksena olevassa kloorin ja emäksen tuotannossa. Tarkasteltaessa yksityiskohtaisemmin tavanomaisen kloori- ja emäskennon katodipuolen ongelmaa voidaan havaita, että kennossa, jossa käytetään tavanomaista anodia ja katodia ja diafragmaa niiden välissä, elektrolyysireaktio katodilla voidaan esittää seuraavasti: 2H20 + 2e“ tuottaa H2 + 20H- Tämän reaktion potentiaali standardi ^-elektrodia vastaan on -0,83 volttia. Haluttu reaktio ihanneolosuhteissä, jota on määrä edistää katodilla, olisi 2H20 + 02 + 4e” tuottaa 40H~ Tämän reaktion potentiaali on +0,40 volttia, mikä johtaisi teoreettiseen 1,23 voltin jännitesäästöön. Sähköenergiaa, joka välttämättä kuluu vetykaasun tuottamiseen, joka on tavanomaisten elektrolyysi-kennojen katodin epämieluisa reaktio, ei ole tasapainoitettu tehokkaasti teollisuudessa käyttämällä hyväksi saatua vetyä, sillä se on pohjimmiltaan epämieluisa reaktiotuote. Vaikka ylimääräistä vetyä on jonkin verran käytetty hyväksi, nämä käytöt eivät ole täydentäneet eroa sähköenergian kulutuksessa, joka tarvitaan vedyn kehittämiseen, joten jos vedyn kehittyminen voitaisiin eliminoida, se säästäisi sähköenergiaa ja tekisi täten kloorin ja emäksen tuotannosta energian suhteen tehokkaamman reaktion.With the advancement of technological advances such as dimensionally stable anodes and various coating compositions for them, which allow ever-narrowing gaps between the electrodes, the electrolytic cell has become more efficient because the power efficiency is greatly improved by using these dimensionally stable anodes. Likewise, the hydraulically impermeable membrane has increased the use of a number of electrolytic cells with respect to the selective migration of various ions across the membrane to exclude impurities from the resulting product, eliminating some of the costly purification and concentration steps of treatment. Thus, in addition to the great advances that have been attempts to improve electrolytic cells the anode side and the membrane or the spacer efficiency, more attention is now directed to the electrolysis cell cathode 3 65281 side view to improving electrolytic cells cathodes for use in power efficiency and thus provide a significant energy savings as a result of the production of chlorine and alkali. Turning in more detail a conventional chlorine and emäskennon cathode problem can be seen that in a cell employing a conventional anode and a cathode and a diaphragm therebetween, the electrolysis reaction at the cathode may be represented as follows: 2H20 + 2e "to produce H2 + 20H- this reaction, the standard potential of the electrode is ^ -0.83 volts. The desired reaction under ideal conditions, which is to be promoted by the cathode, would be 2H 2 O + 02 + 4e ”to produce 40H ~ The potential of this reaction is +0.40 volts, which would lead to a theoretical voltage saving of 1.23 volts. The electrical energy necessarily consumed to produce hydrogen gas, which is an undesirable reaction of the cathode of conventional electrolytic cells, has not been efficiently balanced in industry by the use of recovered hydrogen, as it is essentially an undesirable reaction product. Although some excess hydrogen has been utilized, these uses have not complemented the difference in electrical energy consumption required to generate hydrogen, so if hydrogen evolution could be eliminated, it would save electrical energy and thus make chlorine and base production more energy efficient.

Happielektrodi muodostaa erään mahdollisuuden eliminoida tämä reaktio, sillä se käyttää sähkökemiallisesti aktivoitua happea yhdistymään veden ja katodilla käytettävissä olevien elektronien kanssa seuraavan yhtälön mukaisesti: 2Η2<3 + 02 + 4e tuottaa 40H" Käy helposti ilmi, että tämä reaktio on energian suhteen tehokkaampi johtuen kaiken vetytuotannon puuttumisesta katodilla ja potentiaalin alenemisesta kuten yllä esitettiin. Tämä toteutetaan syöttämällä happirikasta virtaavaa ainetta, kuten ilmaa tai happea happi-elektrodin happipuolelle, jossa hapella on helppo pääsy elektrolyyttiselle pinnalle, jossa se kuluu yllä olevan yhtälön mukaisesti.The oxygen electrode offers one possibility to eliminate this reaction, as it uses electrochemically activated oxygen to combine with water and electrons available at the cathode according to the following equation: 2Η2 <3 + 02 + 4e produces 40H "It is easily found that this reaction is more energy efficient due to all hydrogen production this is accomplished by supplying an oxygen-rich fluid, such as air or oxygen, to the oxygen side of the oxygen electrode, where oxygen has easy access to the electrolytic surface where it wears according to the above equation.

65281 4 Tämä vaatii kuitenkin todella hieman erilaista rakennetta itse elektrolyysikennolle, jotta aikaansaataisiin happiosasto katodin katodiselle puolelle niin, että happirikas aine voidaan syöttää sinne.65281 4 However, this really requires a slightly different structure for the electrolytic cell itself in order to provide an oxygen compartment on the cathodic side of the cathode so that an oxygen-rich substance can be fed there.

Itse happielektrodi on alalla hyvin tunnettu, sillä ne monet NASA-projektit, joita käytettiin avaruusmatkan edistämiseen 1960-luvulla, saivat myös aikaan rahastoja polttoainekennon kehittämiseksi,"jossa käytetään hyväksi happielektrodia ja vetyanodia siten, että vedyn ja hapen kaasusyöttö tuottaisi sähkövirtaa käytettäväksi avaruusaluksessa. Vaikka tämä hallituksen rahoittama päätutkimusponnistus tuotti monia polttoainekennon komponentteja, kuten happielektrodin, olsouhteet ja ympäristö, jossa happielektrodin oli määrä toimia, olivat aivan erilaiset kuin ne, jotka kohdattaisiin kloori-alkali-kennossa. Näin ollen vaikka suurella osalla NASA-projektien aikana saavutetusta teknologiasta on arvoa kloori-alkaliteollisuudessa mitä tulee happielektrodin kehittämiseen, tarvitaan paljon jatkokehitystä happielektrodin soveltamiseksi kloori-alkalikennon ympäristöön.The oxygen electrode itself is well known in the art, as the many NASA projects used to promote space travel in the 1960s also provided funds for fuel cell development, "which utilizes an oxygen electrode and a hydrogen anode to produce hydrogen and oxygen gas to generate electricity for use in the spacecraft. The government-funded main research effort produced many fuel cell components, such as the oxygen electrode, the conditions, and the environment in which the oxygen electrode was to operate were quite different from those encountered in a chlor-alkali cell, so that much of the technology gained during NASA projects has chlorine value. in the alkali industry, as far as the development of the oxygen electrode is concerned, much further development is needed to apply the oxygen electrode to the chlor-alkali cell environment.

Jonkin verran huomiota on kiinnitetty happielektrodin käytölle kloori-alkalikennossa hyötysuhteen nostamiseksi tavalla, joka kuvattiin teoreettisesti mahdolliseksi, mutta toistaiseksi happielektrodi ei ole onnistunut saavuttamaan merkittävää mielenkiintoa, jotta se olisi tuottanut kaupallisesti tehokkaan ja taloudellisesti elinkykyisen elektrodin käytettäväksi elektrolyysikennossa kloorin ja emäksen tuottamiseen. Vaikka tunnustetaan, että sopiva happielektrodi on tarpeen kloori-alkalikennosta johdettavissa olevien teoreettisten hyötysuhteiden toteuttamiseksi, kloori-alkalikenno vaatii toiminta-metodiikkaa, joka eroaa merkittävästi polttoainekennon vastaavasta, sillä sähköpotentiaali kohdistetaan kloori-alkalikennoon kloorin ja emäksen tuottamiseksi sen lisäksi, että siihen syötetään happirikasta virtaavaa ainetta edistettävän sähkökemiallisen reaktion voimis tautiseksi. Tämän vuoksi olisi edullista kehittää happielektrodin käyttö-metodiikkaa, joka on kohdistettu erityisesti niiden teoreettisten sähköisten hyötysuhteiden maksimointiin, jotka ovat mahdollisia tällaisella happielektrodi11a elektrolyyttisessä kloori-alkalikennossa, joka on tarkoitettu kloorin ja emäksen tuotantoon.Some attention has been paid to the use of an oxygen electrode in a chlor-alkali cell to increase efficiency in a manner described as theoretically possible, but so far the oxygen electrode has not achieved significant interest in producing a commercially efficient and economically viable electrode for chlorine and base production. Although it is recognized that a suitable oxygen electrode is necessary to achieve theoretical efficiencies derived from a chlor-alkali cell, a chlor-alkali cell requires an operating methodology that differs significantly from that of a fuel cell in that an electric potential is applied to the chlor-alkali cell to produce chlorine and base. the strength of the electrochemical reaction to be promoted. Therefore, it would be advantageous to develop an oxygen electrode usage methodology that is specifically focused on maximizing the theoretical electrical efficiencies possible with such an oxygen electrode in an electrolytic chlor-alkali cell for chlorine and base production.

Tämän vuoksi tämän keksinnön tarkoituksena on säädä aikaan happielektrodin käyttömetodiikka, joka parantaa ja maksimoi niitä ener-giahyötysuhteita, jotka on määrä saada happielektrodista elektrolyyt- 65281 5 tisen kloorialkalikennon ympäristössä.It is therefore an object of the present invention to provide a method of using an oxygen electrode which improves and maximizes the energy efficiencies to be obtained from an oxygen electrode in the vicinity of an electrolytic chlor-alkali cell.

Tämän keksinnön toisena tarkoituksena on saada aikaan kaasusyötön säädetty paine happielektrodiin tämän maksimoinnin edistämiseksi.Another object of the present invention is to provide a controlled pressure of the gas supply to the oxygen electrode to promote this maximization.

Muuna tämän keksinnön tarkoituksena on ohjata kaasusyötön kokonais-virtausta happielektrodiin sen hyötysuhteiden maksimoimiseksi.Another object of the present invention is to control the total flow of gas to the oxygen electrode to maximize its efficiencies.

Vielä muuna tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kostutettu kaasusyöttö happielektrodiin sen hyötysuhteiden ja elinikien maksimoimiseksi .Yet another object of the present invention is to provide a humidified gas supply to an oxygen electrode to maximize its efficiencies and lifetimes.

Edelleen tämän keksinnön tarkoituksena on eliminoida saastuttavat aineet, kuten CO2 kaasusyötöstä happielektrodien eliniän ja hyötysuhteen maksimoiseksi.It is a further object of the present invention to eliminate contaminants such as CO2 from the gas supply to maximize the life and efficiency of the oxygen electrodes.

Nämä ja muut tämän keksinnön tarkoitukset yhdessä sen etujen kanssa nykyisiin ja alan aikaisempiin muotoihin verrattuna, jotka käyvät alaan perehtyneille ilmi tämän keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta, joka esitetään tässä ja alla, toteutetaan niillä parannuksilla, joita tässä esitetään, kuvataan ja patenttivaatimuksina selostetaan.These and other objects of the present invention, together with its advantages over the present and prior art, which will become apparent to those skilled in the art from the detailed description of the present invention set forth herein and below, are accomplished with the improvements described, described, and claimed.

On havaittu, että kloori-alkalielektrolyysikennoa, jossa on anodi-osasto, katodiosasto, joka on erotettu anodiosastosta erottimella, ja happiosasto, joka on erotettu katodiosastosta happielektrodilla, voidaan käyttää menetelmällä, joka käsittää vaiheet, joissa: syötetään alkalimetallihalidiliuosta anodiosaston sisälle; syötetään vesiliuosta katodiosaston sisälle; syötetään molekulaarihappea sisältävää virtaavaa ainetta happiosaston sisälle positiivisella monometripaineella; tarkoituksena toteuttaa kokonaisvirtausmäärä, joka on suurempi kuin teoreettinen reaktioon tarvittava stökiomet-rinen happimäärä; kohdistetaan sähköpotentiaali elektrolyysikennon katodin ja anodin välille; poistetaan halogeenikaasua anodiosastosta; poistetaan alkalimetallihydroksidia katodiosastosta; ja poistetaan hapesta tyhjennettyä virtaavaa ainetta happiosastosta samalla, kun ylläpidetään positiivista manometripainetta happiosaston sisällä.It has been found that a chlor-alkali electrolysis cell having an anode compartment, a cathode compartment separated from the anode compartment by a separator, and an oxygen compartment separated from the cathode compartment by an oxygen electrode can be used by a method comprising: feeding an alkali metal halide solution inside the anode compartment; feeding an aqueous solution inside the cathode compartment; feeding the molecular oxygen-containing fluid inside the oxygen compartment at a positive monometer pressure; for the purpose of achieving a total flow rate greater than the theoretical amount of stoichiometric oxygen required for the reaction; applying an electrical potential between the cathode and the anode of the electrolytic cell; removing halogen gas from the anode compartment; removing alkali metal hydroxide from the cathode compartment; and removing the oxygen-depleted fluid from the oxygen compartment while maintaining a positive gauge pressure within the oxygen compartment.

65281 665281 6

On myös havaittu, että kloori-alkalielektrolyysikennoa, jossa on anodiosasto, katodiosasto, joka on erotettu anodiosastosta erottimella, ja happiosasto, joka on erotettu katodiosastosta happielektro-dilla, voidaan käyttää menetelmällä, joka käsittää vaiheet, joissa: syötetään alkalimetallihalidiliuosta anodiosaston sisälle; syötetään vesiliuosta katodiosaston sisälle; syötetään molekulaarihappea sisältävää, hiilidioksidista tyhjennettyä kaasua, jolla on suuri kosteus-sisältö, happiosaston sisälle; kohdistetaan sähköpotentiaali elektrolyysikennon katodin ja anodin välille; poistetaan halogeeni-kaasua anodiosastosta; poistetaan alkalimetallihydroksidia katodiosastosta; ja poistetaan hapesta tyhjennettyä kostutettua kaasua happi-osastosta.It has also been found that a chlor-alkali electrolysis cell having an anode compartment, a cathode compartment separated from the anode compartment by a separator, and an oxygen compartment separated from the cathode compartment by an oxygen electrode can be used by a method comprising: feeding an alkali metal halide solution inside the anode compartment; feeding an aqueous solution inside the cathode compartment; feeding a molecular oxygen-containing, high-carbon dioxide-evacuated gas inside the oxygen compartment; applying an electrical potential between the cathode and the anode of the electrolytic cell; removing halogen gas from the anode compartment; removing alkali metal hydroxide from the cathode compartment; and removing the oxygen-purged humidified gas from the oxygen compartment.

On myös havaittu, että kloorin ja alkalimetallihydroksidin tuotantoon voidaan käyttää kloori-alkalielektrolyysikennoa, jossa on: anodiosasto, joka on sovitettu sisältämään alkalimetallikloridia sisältävää anolyyttiä; katodiosasto, joka on sovitettu sisältämään alkalimetallihydroksidia sisältävää katolyyttiä ja joka on erotettu sanotusta anodiosastosta erottimella; erotin; happiosasto, joka on sovitettu vastaanottamaan happea sisältävää virtaavaa ainetta, joka on vapaa hiilidioksidista, kostutettu, positiivisella manometripaineella ja positiivisella kokonaisvirtauksella, joka on 1,5-10 kertaa hapen stökiometrinen määrä; happielektrodi, joka erottaa sanotun katodi-osaston sanotusta happiosastosta; laite happea sisältävän aineen kosteuspitoisuuden säätämiseksi; laite happea sisältävän virtaavan aineen paineen säätämiseksi sanotussa happiosastossa; laite happea sisältävän virtaavan aineen kokonaisvirtausmäärän säätämiseksi sanotussa happiosastossa; laite kloorin poistamiseksi sanotusta anodiosastosta; laite alkalimetallihydroksidin poistamiseksi sanotusta katodiosastosta; laite alkalimetallikloridin syöttämiseksi sanottuun anodiosastoon; ja laite elektrolysoivan sähköenergian syöttämiseksi sanottuun anodiin ja sanottuun katodiin.It has also been found that a chlor-alkali electrolysis cell having: an anode compartment adapted to contain an anolyte containing an alkali metal chloride can be used for the production of chlorine and alkali metal hydroxide; a cathode compartment adapted to contain a catholyte containing an alkali metal hydroxide and separated from said anode compartment by a separator; isolator; an oxygen compartment adapted to receive an oxygen-containing fluid free of carbon dioxide, humidified, at a positive gauge pressure and a positive total flow of 1.5 to 10 times the stoichiometric amount of oxygen; an oxygen electrode separating said cathode compartment from said oxygen compartment; an apparatus for adjusting the moisture content of an oxygen-containing substance; an apparatus for regulating the pressure of an oxygen-containing fluid in said oxygen compartment; means for controlling the total flow rate of the oxygen-containing fluid in said oxygen compartment; an apparatus for removing chlorine from said anode compartment; an apparatus for removing alkali metal hydroxide from said cathode compartment; an apparatus for feeding alkali metal chloride to said anode compartment; and means for supplying electrolytic electrical energy to said anode and said cathode.

Puheena olevan keksinnön suositeltavat toteutusmuodot esitetään ja kuvataan tässä selostuksessa olevan esimerkin avulla yrittämättä esittää kaikkia eri muotoja ja muunnoksia, joissa tämä keksintö saattaisi toteutua, ja keksintöä mitataan liitteenä olevilla patenttivaatimuksilla eikä tämän selostuksen yksityiskohdilla.Preferred embodiments of the present invention are illustrated and described by way of example in this specification without attempting to illustrate all the various forms and variations in which this invention may be practiced, and the invention is measured by the appended claims and not by the details of this specification.

65281 765281 7

Liitteenä olevissa piirroksissa kuva 1 on kaavamainen kuvanto elektrolyysikennosta, joka on tarkoitettu halogeenikaasun ja alkali-metallihydroksidin tuotantoon tämän keksinnön käsitysten mukaisesti.In the accompanying drawings, Figure 1 is a schematic view of an electrolytic cell for the production of halogen gas and alkali metal hydroxide in accordance with the concepts of the present invention.

Kuva 2 on graafinen esitys kokonaisvirtauksen, paine-eron ja katodin mitatun potentiaalin välisistä suhteista.Figure 2 is a graphical representation of the relationships between total flow, pressure difference, and cathode measured potential.

Viitaten kuvaan 1 numero 12 tarkoittaa yksinapaista jaettua elektro-lyysikennoa, joka sopii käytettäväksi tämän keksinnön käsitysten mukaisesti. Hakemuksen tekijät ymmärtävät, että erilaisia muita elektrolyysikennoille tarkoitettuja rakenteita voisi liittyä tämän keksinnön käsitysten mukaisiin menetelmiin, mutta että kuvaamia tarkoituksia varten hakemuksen tekijät valitsivat tämän kaavakuvan kuvaamaan laajemmin hakemuksen tekijöiden keksinnön yksityiskohtia. Kuvassa 1 esitetyn kaltaisella elektrolyysikennolla 12 olisi yleensä jokin ympäröivä tukirakenne tai perustus jokaisen elektrolyysi-kennon 12 pitämiseksi tarkassa linjassa elektrolyysikennojen sarjan rakentamiseksi tuotantotarkoituksia varten. Tämän ympäröivän rakenteen yksityiskohtia ei ole esitetty, jotta olisi helppo kuvata tämän keksinnön käsityksiä. Itse kenno voisi olla rakennettu erilaisista, luonteeltaan joko metallisista tai muovisista materiaaleista sikäli kuin nämä materiaalit kestävät klooriympäristön emäksistä ympäristöä ja lämpötilaominaisuuksia peruskloori-alkalikennon toiminnan aikana, jotka tunnetaan alalla hyvin. Tällaisia materiaaleja ovat yleensä, mutta eivät rajoitu niihin, metallimateriaalit, kuten teräs, nikkeli, titaani ja muut venttiilimetallit muovien, kuten polyvinyylikloridin, polyeteenin, polypropeenin, lasikuidun ja muiden lisäksi, joita on liian monta mainittavaksi. Venttiilimetalleja ovat alumiini, molybdeeni, niobi, titaani, wolframi, sirkonium ja niiden lejeeringit.Referring to Figure 1, the number 12 denotes a single-pole split electrolysis cell suitable for use in accordance with the concepts of the present invention. Applicants will appreciate that various other structures for electrolytic cells could be associated with the methods of the present invention, but that for the purposes described, the applicants chose this schematic to describe in more detail the applicants' invention. An electrolytic cell 12 as shown in Figure 1 would generally have some surrounding support structure or foundation to keep each electrolytic cell 12 in precise alignment to build a series of electrolytic cells for production purposes. Details of this surrounding structure are not provided to easily illustrate the concepts of the present invention. The cell itself could be constructed of a variety of materials, either metallic or plastic in nature, insofar as these materials withstand the alkaline environment and temperature properties of the chlorine environment during operation of the basic chlor-alkali cell, which are well known in the art. Such materials generally include, but are not limited to, metallic materials such as steel, nickel, titanium, and other valve metals in addition to plastics such as polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, fiberglass, and others, of which there are too many to mention. Valve metals include aluminum, molybdenum, niobium, titanium, tungsten, zirconium and their alloys.

Piirroksesta voidaan todeta, että esitetyssä elektrolyysikennossa 12 on anodi 14, erotin 16 ja katodi 18 siihen, että elektrolyysikennoon muodostuu kolme erillistä osastoa niiden ollessa anodiosasto 20, katodiosasto 22 ja happiosasto 24.It can be seen from the drawing that the electrolytic cell 12 shown has an anode 14, a separator 16 and a cathode 18 for forming three separate compartments in the electrolytic cell, being an anode compartment 20, a cathode compartment 22 and an oxygen compartment 24.

Anodi 14 valmistetaan yleensä metallisesta aineesta, vaikka grafilt-tista hiiltä voitaisiin käyttää kuten vanhoissa elektrodeissa, joista teollisuus on nykyään laajalti luopunut. Nämä anodit, erityisesti jos niitä on määrä käyttää kloori-alkalikennossa 12, olisivat yleensä 65281 8 aktiivista materiaalia, joka kestää anolyyttiä, kuten venttiilime-tallia. Suositeltava venttiilimetalli perustuen hintaan, saatavuuteen ja sähköisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin on titaani. On olemassa lukuisia muotoja, joita alusta-aine voi saada elektrodin valmistuksessa, mukaanluettuna esimerkiksi umpinainen metallimateriaali, venytetty metalliverkkomateriaali, jossa on suuri prosentuaalinen vapaa pinta-ala ja huokoinen titaani, jonka tiheys on 30-70 % puhtaasta titaanista ja joka voidaan valmistaa kylmätiivistämällä titaani jauhetta. Huokoinen titaani näyttää olevan suositeltava aine nykyään sen pitkien elinikäominaisuuksien vuoksi yhdessä sen suhteellisen rakenteellisen lujuuden kanssa. Haluttaessa huokoista titaania voidaan vahvistaa titaaniverkolla kun kyseessä ovat suuret elektrodit.The anode 14 is generally made of a metallic material, although graphitic carbon could be used as in the old electrodes, which are now widely abandoned by the industry. These anodes, especially if they are to be used in a chlor-alkali cell 12, would generally be a 65281 8 active material resistant to an anolyte such as valve metal. The recommended valve metal based on price, availability, and electrical and chemical properties is titanium. There are numerous forms that the substrate can take in electrode fabrication, including, for example, a solid metal material, a stretched metal mesh material with a high percentage free surface area, and a porous titanium with a density of 30-70% pure titanium that can be made by cold sealing titanium powder . Porous titanium appears to be the preferred material today due to its long life properties along with its relative structural strength. If desired, porous titanium can be reinforced with a titanium mesh in the case of large electrodes.

Yleensä näillä alustamateriaaleilla on pintapäällystys suojaamassa materiaalia passivoitumiselta, mikä merkitsee samaa kuin alalla yleensä tunnetaan dimensiostabiilina anodina. Useimmat näistä päällysteistä Sisältävät jalometallia, jalometallioksidia joko yksin tai yhdessä venttiilimetallioksidin tai muiden elektrokatalyyttisesti aktiivisten korroosionkestoisten materiaalien kanssa. Nämä niinkutsutut dimensiostabiilit anodit ovat hyvin tunnettuja ja laajasti käytettyjä teollisuudessa. Eräs päällystetyyppi olisi esimerkiksi Beer-tyyppinen päällyste, joka on nähtävissä US-patenteissa n:ot 3 236 756, 3 623 498, 3 711 385, 3 751 296 ja 3 933 616. Toinen käytetty päällystetyyppi on sellainen, jossa tina-, titaani- ja ruteniumoksideja käytetään pintapäällystykseen, kuten voidaan nähdä US-patenteissa n:ot 3 776 834 ja 3 855 092. Kaksi muuta esimerkkiä pintapäällysteistä ovat tina ja antimoni titaani- ja ruteniumoksidien kanssa, kuten nähdään US-patentissa n:o 3 875 043 ja tantaali-iri-diumoksidipäällyste, kuten nähdään US-patentissa n:o 3 878 083.In general, these substrate materials have a surface coating to protect the material from passivation, which is the same as commonly known in the art as a dimensionally stable anode. Most of these coatings contain precious metal, precious metal oxide either alone or in combination with valve metal oxide or other electrocatalytically active corrosion resistant materials. These so-called dimensionally stable anodes are well known and widely used in industry. One type of coating would be, for example, a Beer-type coating, which is disclosed in U.S. Patent Nos. 3,236,756, 3,623,498, 3,711,385, 3,751,296 and 3,933,616. Another type of coating used is one in which tin, titanium and ruthenium oxides are used for surface coating, as can be seen in U.S. Patent Nos. 3,776,834 and 3,855,092. Two other examples of surface coatings are tin and antimony with titanium and ruthenium oxides, as seen in U.S. Patent No. 3,875,043 and tantalum oxide. iridium oxide coating, as seen in U.S. Patent No. 3,878,083.

On luonnollisesti olemassa muita päällysteitä, jotka ovat alaan perehtyneiden käytettävissä kloori-alkalikennoihin kuin myös muihin sovellutustyyppeihin, joissa elektrodeja tarvittaisiin elektrolyyttisiin reaktioihin.There are, of course, other coatings available to those skilled in the art for chlor-alkali cells as well as other types of applications where electrodes would be required for electrolytic reactions.

On olemassa joukko materiaaleja, joita voidaan käyttää piirroksessa esitettyyn erottimeen 16. Eräs materiaalityyppi ennakoi luonnollisesti jonkinlaisen hydraulisesti oleellisesti läpäisemättömän tai kationinvaihtomembraanin käyttöä, jolla nimellä se alalla tunnetaan.There are a number of materials that can be used in the separator 16 shown in the drawing. One type of material naturally anticipates the use of some kind of hydraulically impermeable or cation exchange membrane, as it is known in the art.

65281 965281 9

Eräs hydraulisesti läpäisemättömän kationinvaihtomembraanin tyyppi, jota voidaan käyttää tämän keksinnön laitteistossa, on sellaisen fluoratun kopolymeerin ohut kalvo, jossa on riippuvat sulfonihappo-ryhmät. Fluorattu kopolymeeri on johdettu monomeereista, joilla on kaavat:One type of hydraulically impermeable cation exchange membrane that can be used in the apparatus of this invention is a thin film of a fluorinated copolymer having pendant sulfonic acid groups. The fluorinated copolymer is derived from monomers having the formulas:

1) CF_ = CF (R) S0oF1) CF_ = CF (R) SOF

/ n z jossa riippuvat -SC^F-ryhmät konvertoidaan -SO^H-ryhmiksi, ja monomeereista, joilla on kaava 2) CF,, = CXX1 Z R1 * Λ jossa. R edustaa ryhmää -CF-CF2-0-(-CFY-CF2-0-) , jossa R-1 on fluori- atomi tai 1-10 hiiliatomia sisältävä fluorialkyyliryhmä; Y on fluori-atomi tai trifluorimetyyliryhmä; m on 1, 2 tai 3; n on O tai 1; X on fluori-, kloori- tai trifluorimetyyliryhmä? ja X^ on X tai CF^-(-CF2~)a0-, jossa a on O tai kokonaisluku 1-5./ n z where the dependent -SO 2 F groups are converted to -SO 2 H groups, and of the monomers of formula 2) CF 1 = CXX 1 Z R 1 * Λ where. R represents a group -CF-CF2-O- (- CFY-CF2-O-), wherein R-1 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Y is a fluorine atom or a trifluoromethyl group; m is 1, 2 or 3; n is 0 or 1; X is a fluorine, chlorine or trifluoromethyl group? and X 1 is X or CF 2 - (- CF 2 -) a O-, wherein a is O or an integer from 1 to 5.

Tämä johtaa kopolymeereihin, joissa on toistuvat yksiköt 3) -CF_-CF-This results in copolymers with repeating units 3) -CF_-CF-

^ I^ I

(R) , n(R), n

S03HS03H

ja 4) -CF^CXX1-and 4) -CF ^ CXX1-

Kopolymeerissa tulee olla riittävästi yllä olevan kaavan (3) mukaisia toistuvia yksiköitä, jotta -SO^H-ekvivalenttipainoksi saataisiin n. 800-1600. Materiaalit, joiden vesiabsorptio on n. 25 % tai suurempi, ovat suositeltavia, sillä suurempia kennojännitteitä millä tahansa annetulla virrantiheydellä vaaditaan materiaaleilla, joiden vesiabsorptio on pienempi. Samoin materiaalit, joiden kalvon-paksuus (kalsinoimaton) on n. 0,2 mm tai suurempi, vaativat suurempia kennojännitteitä, mikä johtaa pienempään tehohyötysuhteeseen.The copolymer should have sufficient repeating units of formula (3) above to give an -SO 2 H equivalent weight of about 800-1600. Materials with a water absorption of about 25% or greater are preferred, as higher cell voltages at any given current density are required for materials with a lower water absorption. Similarly, materials with a film thickness (uncalcined) of about 0.2 mm or greater require higher cell voltages, resulting in lower power efficiency.

Tyypillisesti johtuen kaupallisissa kennoissa olevien membraanien suurista pinta-aloista alustakalvomateriaali laminoidaan ja kyllästetään hydraulisesti läpäisevään, sähköä johtamattomaan, inerttiin lujittavaan osaan, kuten kudottuun tai ei-kudottuun kankaaseen, 6 5 2 81 10 joka on tehty asbestin, lasin, TEFLON'in yms. kuiduista. Kalvo/ kangasyhdistelmämateriaaleissa on suositeltavaa, että laminointi tuottaa kalvohartsin ehjän pinnan ainakin kankaan toiselle puolelle estääkseen vuodon alustakalvomateriaalin läpi.Typically, due to the large areas of membranes in commercial cells, the substrate material is laminated and impregnated with a hydraulically permeable, non-conductive, inert reinforcing member, such as a woven or non-woven fabric, 6 5 2 81 10 'made of asbestos, glass, TEF, glass, TEF. . In film / fabric composite materials, it is recommended that the lamination provide an intact surface of the film resin at least to one side of the fabric to prevent leakage through the backing film material.

Tämän tyyppisiä materiaaleja kuvataan tarkemmin seuraavissa patenteissa, jotka liitetään viitteenä tähän esitykseen: US-patentit n:ot 3 041 317, 3 282 875, 3 624 053, 3 784 399 ja englantilainen patentti n:o 1 184 321. Edellä kuvatun kaltaisia materiaaleja on saatavissa yhtiöltä E.I. du Pont de Nemours and Co. kauppanimellä NAFION.Materials of this type are described in more detail in the following patents, which are incorporated herein by reference: U.S. Patent Nos. 3,041,317, 3,282,875, 3,624,053, 3,784,399, and British Patent No. 1,184,321. Materials such as those described above are available from the company NO du Pont de Nemours and Co. under the trade name NAFION.

Myös kaavojen 3 ja 4 mukaisia polymeerimateriaaleja voidaan tehdä, joissa ioninvaihtoryhmä sen sijaan, että se olisi sulfonihappovaihto- ryhmä, voisi olla montaa muuta rakennetyyppiä. Eräs erikoisrakenne- tyyppi on karboksyyliryhmä, joka päättyy joko happoon, esteriin tai suolaan muodostaen samantapaisen ioninvaihtoryhmän kuin sulfoni- 2 happo. Tällaisessa ryhmässä löytyy SO-F-ryhmän sijasta COOR , jossa 2 £ R voi olla valittu ryhmästä, johon kuuluvat vetyatomi, alkali- metalli-ioni ja orgaaninen radikaali. Näitä polymeerimateriaaleja on nykyään saatavissa yhtiöltä E.I. du Pont de Nemours & Co. Sitä paitsi on havaittu, että alustamateriaali, kuten NAFION, jossa on jokin ioninvaihtoryhmä tai funktionaalinen ryhmä, joka voidaan konvertoida ioninvaihtoryhmäksi tai funktionaaliseksi ryhmäksi, johon ioninvaihtoryhmä voidaan helposti liittää, sisältäisi sellaisia ryhmiä kuin oksihappoja, suoloja tai hiilen, typen, piin, fosforin rikin, kloorin, arseenin, seleenin tai telluurin estereitä.Polymeric materials of formulas 3 and 4 can also be made in which the ion exchange group, instead of being a sulfonic acid exchange group, could have many other types of structures. One special type of structure is a carboxyl group terminating in either an acid, ester or salt to form an ion exchange group similar to a sulfonic acid. In such a group, instead of the SO-F group, there is COOR, where 2 E R may be selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkali metal ion and an organic radical. These polymeric materials are currently available from E.I. du Pont de Nemours & Co. In addition, it has been found that a support material such as NAFION having an ion exchange group or a functional group that can be converted to an ion exchange group or a functional group to which the ion exchange group can be easily attached would contain groups such as oxyacids, salts or carbon, nitrogen, silicon, phosphorus esters of chlorine, arsenic, selenium or tellurium.

Toisessa alustamateriaalin tyypissä on tetrafluorietyleenin ja heksa-fluoripropyleenin kopolymeerien perusrunkoketju ja tähän perusrunkoon on oksastettu styreenin ja alfa-metyylistyreenin 50/50-seos. Tämän jälkeen nämä oksasteet voidaan sulfonoida tai karbonoida ioninvaihto-ominaisuuksien saavuttamiseksi. Vaikka.tällä alusta-ainetyypillä on erilaiset riippuvat ryhmät, sillä on fluorattu perusrunkoketju niin, että kemialliset kestoisuudet ovat kohtalaisen suuret.Another type of substrate material has a backbone chain of copolymers of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, and a 50/50 mixture of styrene and alpha-methylstyrene is grafted to this backbone. These grafts can then be sulfonated or carbonized to achieve ion exchange properties. Although, this type of substrate has different dependent groups, it has a fluorinated backbone chain so that the chemical durations are moderately high.

Toinen alustakalvomateriaalin tyyppi olisivat polymeeriset aineet, joissa on riippuvat karboksyyli- tai sulfonihapporyhmät ja joissa polymeerinen perusrunko on saatu aromaattisen polyvinyylikomponentin 65281 11 polymeroinnista aromaattisten monovinyylikomponentin kanssa epäorgaanisessa liuottimessa olosuhteissa, jotka estävät liuottimen haihtumisen ja johtavat yleensä kopolymeeriseen aineeseen, vaikka tyydyttävä 100 %:sesti aromaattinen polyvinyyliyhdiste voidaan myös valmistaa .Another type of backing film material would be polymeric materials with pendant carboxylic or sulfonic acid groups and in which the polymeric backbone is obtained by polymerizing an aromatic polyvinyl component 65281 11 with an aromatic monovinyl component in a generally inert solvent under conditions which prevent solvent solubilization. can also be prepared.

Aromaattinen polyvinyyliyhdiste voidaan valita ryhmästä, johon kuuluvat divinyylibentseenit, divinyylitolueenit, divinyylinaftaleenit, divinyylidifenyylit, divinyyli-fenyylivinyylieetterit, niiden substi-tuoidut alkyylijohdannaiset, kuten dimetyylidivinyylibentseenit ja vastaavat polymeroituvat aromaattiset yhdisteet, jotka ovat poly-funktionaalisia vinyyliryhmien suhteen.The aromatic polyvinyl compound may be selected from the group consisting of divinylbenzenes, divinyltoluenes, divinylnaphthalenes, divinyldiphenyls, divinylphenyl vinyl ethers, their substituted alkyl derivatives with respect to polyionyl derivatives such as dimethyldivinylbenzenes, and the like polymerizable aromatics.

Aromaattisia monovinyylikomponentteja, joka on yleensä epäpuhtautena läsnä aromaattisten polyvinyyliyhdisteiden kaupallisissa laaduissa, ovat: styreeni, isomeeriset vinyylitolueenit, vinyylinaftaleenit, vinyylietyylibentseenit, vinyyliklooribentseenit, vinyyliksyleenit ja niiden alfa-substituoidut alkyylijohdannaiset, kuten alfa-metyyli-vinyylibentseeni. Tapauksissa, joissa käytetään erittäin puhtaita aromaattisia polyvinyyliyhdisteitä, saattaa olla toivottavaa lisätä aromaattisia monovinyyliyhdisteitä niin, että aromaattinen polyvinyyliyhdiste muodostaa 30-80 mooliprosenttia polymeroituvasta materiaalista.Aromatic monovinyl components commonly present as an impurity in commercial grades of aromatic polyvinyl compounds include: styrene, isomeric vinyltoluenes, vinylnaphthalenes, vinylethylbenzyl-alpha-alkenoyl-alpha-aliphatics, vinylchlorobenzenes, vinylxylenes, and their In cases where high purity aromatic polyvinyl compounds are used, it may be desirable to add aromatic monovinyl compounds such that the aromatic polyvinyl compound comprises 30 to 80 mole percent of the polymerizable material.

Sopivien liuottimien, joihin polymeroituva materiaali voidaan liuottaa ennen polymerointia, tulee olla inerttejä polymeroinnille (siten, että ne eivät reagoi kemiallisesti monomeerien tai polymeerien kanssa) niillä tulee myös olla yli 60°C:n kiehumispiste ja niiden tulee olla sekoittuvia sulfonointiväliaineen kanssa.Suitable solvents in which the polymerizable material can be dissolved prior to polymerization should be inert to polymerization (so that they do not chemically react with monomers or polymers), should also have a boiling point above 60 ° C, and be miscible with the sulfonation medium.

Polymerointi suoritetaan jollakin hyvin tunnetuista keinoista, esimerkiksi lämmön, paineen ja katalyyttisten kiihdyttimien avulla ja sitä jatketaan, kunnes liukenematon, sulamaton geeli on muodostunut oleellisesti koko liuoksen tilavuuden läpi. Saadut geeliraken-teet sulfonoidaan sitten solvatoidussa tilassa ja siihen määrään saakka, että korkeintaan neljä ekvivalenttia sulfonihapporyhmää muodostuu jokaista polymeerissä olevaa aromaattisen polyvinyyliyhdis-teen moolia kohti ja vähintään yksi ekvivalentti sulfonihapporyhmä muodostuu jokaista kymmentä moolia kohti polymeerissä olevaa aromaattista poly- ja monovinyyliyhdistettä. Kuten NAFION-tyyppisen 65281 12 materiaalin kyseessä ollen myös nämä materiaalit saattavat vaatia vahvistusta samantapaisilla materiaaleilla.The polymerization is carried out by any of the well-known means, for example by means of heat, pressure and catalytic accelerators, and is continued until an insoluble, indigestible gel has formed over substantially the entire volume of the solution. The resulting gel structures are then sulfonated in the solvated state and to the extent that up to four equivalents of sulfonic acid groups are formed for each mole of aromatic polyvinyl compound in the polymer and at least one equivalent of sulfonic acid group is formed for every ten moles of polyethyl aromatic in the polymer. As with NAFION-type 65281 12, these materials may require reinforcement with similar materials.

Tämän tyyppisiä alustakalvomateriaaleja kuvataan tarkemmin seuraa-vissa patenteissa, jotka liitetään viitteenä tähän esitykseen: US-patentit n:ot 2 731 408, 3 731 411 ja 3 887 499. Näitä materiaaleja on saatavissa yhtiöltä Ionics, Inc. kauppanimellä IONICS CR6.Substrate materials of this type are described in more detail in the following patents, which are incorporated herein by reference: U.S. Patent Nos. 2,731,408, 3,731,411 and 3,887,499. These materials are available from Ionics, Inc. under the tradename IONICS CR6.

Erilaisia keinoja näiden alustamateriaalien parantamiseksi on etsitty, joista eräs tehokkaimmista on itse alusta-aineen pinnan kemiallinen käsittely. Yleensä näihin käsittelyihin kuuluu antaa riippuvien ryhmien reagoida aineiden kanssa, jotka johtavat vähemmän polaariseen sitoutumiseen ja tällöin absorboivat vähemmän vesimolekyylejä vetysitoutumisella. Tällä on taipumus pienentää huokosaukkoja, joiden läpi kationit kulkevat niin, että vähemmän hydraattivettä siirtyy kationien mukana membraanin läpi. Eräs esimerkki tästä olisi antaa etyleenidiamiinin reagoida riippuvien ryhmien kanssa kahden riippuvan ryhmän sitomiseksi yhteen kahdella etyleenidiamiinissa olevalla typpiatomilla. Yleensä 0,18 mm:n kalvonpaksuudella pintakäsittely tehdään suunnilleen 0,05 mm:n syvyyteen kalvon toiselta puolelta säätämällä reaktioaikaa. Tämä johtaa hyvään sähkönjohtokykyyn ja kationisiirtymään hydroksidi-ionien määrän ja siihen liittyvän veden vastavaelluksen ollessa pienempi.Various ways to improve these substrate materials have been sought, one of the most effective of which is the chemical treatment of the substrate surface itself. In general, these treatments involve allowing the dependent groups to react with agents that result in less polar binding and then absorb less water molecules by hydrogen bonding. This tends to reduce the pore openings through which the cations pass so that less hydrated water travels with the cations through the membrane. An example of this would be to allow ethylenediamine to react with pendant groups to link two pendant groups together with two nitrogen atoms in ethylenediamine. Generally, at a film thickness of 0.18 mm, the surface treatment is performed to a depth of approximately 0.05 mm on the other side of the film by adjusting the reaction time. This results in good electrical conductivity and cation transfer with less amount of hydroxide ions and associated water countercurrent.

Erotin 16 voisi olla myös huokoinen diafragma, joka voi olla tehty mistä tahansa materiaalista, joka sopii yhteen kennonesteympäristön ja sopivien kuplapaine- ja sähkönjohtavuusominaisuuksien kanssa.The separator 16 could also be a porous diaphragm, which can be made of any material that is compatible with the cell fluid environment and suitable bubble pressure and electrical conductivity properties.

Eräs esimerkki tällaisesta materiaalista on asbesti, jota voidaan käyttää joko paperiarkkimuodossa tai tyhj©kerrostettuina kuituina. Lisämodifiointi voidaan toteuttaa lisäämällä polymeerisiä aineita, yleensä fluorattuja, lietteeseen, josta diafragma kerrostetaan. Myös itse polymeerimateriaalit voidaan tehdä siinä määrin huokoisiksi, että ne osoittavat diafragman toimintaominaisuuksia. Alaan perehtyneet toteavat helposti sen suuren joukon materiaaleja, jotka ovat nykyään saatavissa käytettäväksi erottimina kloori-alkalikennoissa.One example of such a material is asbestos, which can be used either in the form of a sheet of paper or as a blank layered fiber. Further modification can be accomplished by adding polymeric materials, usually fluorinated, to the slurry from which the diaphragm is deposited. The polymeric materials themselves can also be made porous to the extent that they exhibit diaphragm performance. Those skilled in the art will readily recognize the wide variety of materials currently available for use as separators in chlor-alkali cells.

Kolmas pääkomponentti näissä puheena olevissa kennoissa, joita on määrä käyttää tämän keksinnön menetelmien mukaisesti, on katodi 18, jollainen nähdään piirroksessa. Jotta katodi 18 voitaisiin käyttää tämän keksinnön menetelmien mukaisesti,sen on välttämättä oltava h 13 6 5 2 81 happikatodi. Happielektrodi tai happikatodi voidaan määritellä elektrodiksi, johon syötetään molekulaarihappea sisältävää virtaavaa ainetta jännitteen alentamiseksi alle sen, joka tarvitaan vedyn kehittymiseen. Happikatodin perustuki käsittää yleensä virrankokoojän, joka voitaisiin valmistaa perusmetallista, vaikka nokimustaa saatettaisiin myös käyttää. Sanontaa perusmetalli käytetään tässä tarkoittamaan halpoja metalleja, joita on kaupallisesti saatavissa yleisiin rakennetarkoituksiin. Perusmetalleille on luonteenomaista halpa hinta, helppo saatavuus ja riittävä kestävyys kemiallista korroosiota vastaan, kun niitä käytetään katodina elektrolyysikennoissa. Perusmetalleja olisivat esimerkiksi rauta, nikkeli, lyijy ja tina. Perus-metalleihin kuuluvat myös lejeeringit, kuten hiiliteräkset, ruostumaton teräs, pronssi, monel-metalli ja valurauta. Perusmetalli on mieluummin kemiallisesti katolyyttiä kestävä ja sillä on suuri sähkönjohtavuus. Sitä paitsi tämä materiaali on yleensä hieman huokoinen materiaali, kuten verkko, kun sitä käytetään happikatodin valmistuksessa. Suositeltava metalli perustuen hintaan, katolyyttikestoi-suuteen ja käytettävissä oleviin jännitteisiin, on nikkeli. Muita virrankokoojia olisivat tantaali, titaani, hopea, kulta ja galvanoidut perusmetallit. Tämän perustukimateriaalin toisella puolella on huokoisen materiaalin päällyste joko tiivistettynä sillä tavoin, että se tarttuu nikkelitukeen, tai pidettynä yhdessä jonkinlaisella sidosaineella huokoisen alustamateriaalin aikaansaamiseksi. Suositeltava huokoinen materiaali perustuen hintaan on hiili. Happikatodin huokoiseen osaan on ankkuroitu katalyytti sen reaktion katalysoi-miseksi, jossa molekulaarihappi yhtyy vesimolekyyleihin tuottaen hydroksidiryhmiä. Nämä katalyytit perustuvat yleensä hopeaan tai platinaryhmän metalliin, kuten palladiumiin, ruteniumiin, kultaan, iridiumiin, rodiumiin, osmiumiin tai reniumiin, mutta voivat perustua myös puolijaloon tai epäjaloon metalliin, lejeerinkeihin, metalli-oksideihin tai organometallikomplekseihin. Yleensä nämä elektrodit sisältävät hydrofobista materiaalia elektrodirakenteen tekemiseksi vedenkestoiseksi. Alaan perehtyneet oivaltavat tietysti, että hiilimateriaalin huokoisuus ja käytetyn katalyyttimateriaalin määrä ja tyyppi vaikuttavat tuloksena olevan elektrolyysikennon jännitteisiin ja virtahyötysuhteisiin sekä niiden elinikiin. Suositeltava katodi 18 voidaan valmistaa US-patentin n:o 3 423 247 mukaisesti, jonka paljastukset liitetään viitteenä tähän esitykseen.The third major component in these said cells to be used in accordance with the methods of this invention is cathode 18, as seen in the drawing. In order for cathode 18 to be used in accordance with the methods of this invention, it must necessarily be an oxygen cathode. An oxygen electrode or oxygen cathode can be defined as an electrode to which a fluid containing molecular oxygen is fed to reduce the voltage below that required for the evolution of hydrogen. The basic support of an oxygen cathode usually comprises a current collector which could be made of a parent metal, although carbon black may also be used. The phrase base metal is used herein to mean cheap metals that are commercially available for general structural purposes. Base metals are characterized by low cost, easy availability, and adequate resistance to chemical corrosion when used as a cathode in electrolytic cells. Examples of base metals would be iron, nickel, lead and tin. Base metals also include alloys such as carbon steels, stainless steel, bronze, monel metal, and cast iron. The parent metal is preferably chemically resistant to the catholyte and has high electrical conductivity. Besides, this material is usually a slightly porous material, such as a mesh, when used in the manufacture of an oxygen cathode. The preferred metal, based on price, catholyte resistance and available voltages, is nickel. Other current collectors would be tantalum, titanium, silver, gold, and galvanized base metals. On the other side of this base support material is a coating of porous material either sealed in such a way that it adheres to the nickel support, or held together with some kind of binder to provide a porous substrate material. The recommended porous material based on price is carbon. A catalyst is anchored to the porous portion of the oxygen cathode to catalyze the reaction in which molecular oxygen combines with water molecules to produce hydroxide groups. These catalysts are generally based on silver or a platinum group metal such as palladium, ruthenium, gold, iridium, rhodium, osmium or rhenium, but can also be based on semi-base or base metal, alloys, metal oxides or organometallic complexes. Generally, these electrodes contain a hydrophobic material to make the electrode structure waterproof. Those skilled in the art will, of course, appreciate that the porosity of the carbon material and the amount and type of catalyst material used will affect the voltages and current efficiencies of the resulting electrolytic cell and their lifetimes. The preferred cathode 18 can be made in accordance with U.S. Patent No. 3,423,247, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

65281 1465281 14

Kuten piirroksesta nähdään yllä kuvatun anodin 14, erottimen 16 ja happikatodin 18 käyttäminen johtaa elektrolyysikennoon 12, jossa on kolme osastoa, anodiosasto 20, katodiosasto 22 ja happiosasto 24. Näistä kolmesta osastosta esimerkiksi kloori-alkalikennossa anodiosastossa 20 olisi alkalimetallihalidiliuos siirrettynä sinne alkalimetallihalidiliuoksen syöttöaukon 26 kautta. Alkalimetallihalidiliuos on mieluummin sellainen, joka kehittäisi kloorikaasua, kuten natriumkloridi tai kaliumkloridi. Katodiosastosta 22 löytyisi vesiliuos, joka siirrettäisiin sinne vesiliuoksen syöttöaukon 28 kautta. Vesiliuoksen on sisällettävä riittävästi vesimolekyylejä hajotettavaksi muodostamaan vaaditut hydroksidiryhmät, jotka tarvitaan reaktioon. Happiosastoon 24 syötetään hapen syöttöaukon 30 kautta virtaavaa ainetta, joka sisältää riittävän määrän molekulaari-happea tehdäkseen mahdolliseksi kennon toimintaominaisuudet. Tällainen materiaali olisi yleensä kaasua ja kaikkein mieluimmin ilmaa, josta hiilidioksidi on poistettu ja joka on kostutettu, tai puhdasta molekulaarihappea, joka on kostutettu. Reaktiotuotteet, kuten kloorikaasu poistettaisiin anodiosastosta 20 halogeenipoistoaukon 32 kautta ja vesipitoinen NaOH tai KOH poistettaisiin katodiosastosta 22 alkalimetallihydroksidin poistoaukon 34 kautta ja hapesta tyhjennetty virtaava aine, joka puhtaan jäännöshapen tai ilman muodossa poistettaisiin kaikkein mieluimmin tyhjennetyn virtaavan aineen pois-toaukosta 36.As can be seen from the drawing, the use of the anode 14, separator 16 and oxygen cathode 18 described above results in an electrolysis cell 12 having three compartments, anode compartment 20, cathode compartment 22 and oxygen compartment 24. Of these three compartments The alkali metal halide solution is preferably one that would generate chlorine gas, such as sodium chloride or potassium chloride. An aqueous solution would be found in the cathode compartment 22, which would be transferred there through the aqueous solution supply port 28. The aqueous solution must contain sufficient water molecules to decompose to form the required hydroxide groups required for the reaction. The oxygen compartment 24 is supplied with a fluid flowing through the oxygen supply port 30 that contains a sufficient amount of molecular oxygen to enable the operation characteristics of the cell. Such a material would generally be gas and preferably air from which carbon dioxide has been removed and which has been moistened, or pure molecular oxygen which has been moistened. Reaction products such as chlorine gas would be removed from the anode compartment 20 through the halogen outlet 32 and aqueous NaOH or KOH would be removed from the cathode compartment 22 through the alkali metal hydroxide outlet 34 and the oxygen depleted fluid, preferably in the form of pure residual oxygen or air.

Yllä olevan kuvauksen mukaisessa kolmeosastoisessa kennossa 12 hapettavalla kaasulla depolaroidussa kloori-alkalikennossa paine-ero kohdistetaan huokoisen katodin 18 poikki siten, että happiosastos-sa 24 oleva paine on korkeampi kuin paine katodiosastossa 22. Kasvanut paine, joka voi olla nolla manometrissä läpikuplimiselle, mutta johtuen elektrolyyttipatsaasta saattaa olla negatiivinen absoluuttisesti, helpottaa hapettavan kaasun, kuten hapen massasiirtoa katodiin 18 estäen tällöin hapen loppuunkulumisen reaktiovyöhykkeessä katodin 18 sisällä ja johtaen pitempään katodin 18 elinikään. On muistettava, että tämä paine-ero perustuu läsnä olevan hapen osapainee-seen, mikäli käytetään vähemmän kuin 100 % happea.In the three-compartment cell 12 described above in the oxidizing gas-depolarized chlor-alkali cell, the pressure difference is applied across the porous cathode 18 so that the pressure in the oxygen compartment 24 is higher than the pressure in the cathode compartment 22. Increased pressure, which may be zero in the manometer. may be negative in absolute terms, facilitates the mass transfer of an oxidizing gas, such as oxygen, to the cathode 18, thereby preventing oxygen depletion in the reaction zone within the cathode 18 and leading to a longer life of the cathode 18. It should be remembered that this pressure difference is based on the partial pressure of the oxygen present if less than 100% oxygen is used.

Depolaroivan kaasun kokonaisvirtauksen nostaminen happiosastossa 24 parantaa myös hapen massasiirtoa katodin 18 sisällä oleviin reaktiokohtiin. Tämä on erityisen tärkeää, kun käytetään vähemmän kuin lOO %:sesti puhdasta 02sa. Molekulaarihappea kuluu reaktiossa.Increasing the total flow of depolarizing gas in the oxygen compartment 24 also improves the mass transfer of oxygen to the reaction sites within the cathode 18. This is especially important when using less than 100% pure O 2. Molecular oxygen is consumed in the reaction.

65281 15 joka tapahtuu katalyyttisissä kohdissa happikatodin 18 huokoisessa materiaalissa. Koska happea kuluu, uusia määriä on oltava käytettävissä jatkuvasti ja on sen vuoksi syötettävä jatkuvasti happiosas-toon 24. Suositeltavat kokonaisvirtaukset ovat 0-10 kertaa hapen teoreettinen stökiometrinen määrä, joka tarvitaan reaktioon, n.65281 15 which occurs at catalytic sites in the porous material of the oxygen cathode 18. As oxygen is consumed, new amounts must be available continuously and must therefore be continuously fed to the oxygen compartment 24. The recommended total flows are 0-10 times the theoretical stoichiometric amount of oxygen required for the reaction, n.

2,5 kertaisen virtauksen ollessa paras.2.5 times the flow being best.

Puhdasta happikaasua voidaan syöttää happiosastoon 24; ilmaa voidaan kuitenkin myös käyttää, sillä se sisältää suunnilleen 23 paino-% vapaata molekulaarihappea. Ilman kyseessä ollen hiilidioksidi on kuitenkin poistettava ilmasta ennen kuin se syötetään happiosastoon 24. On havaittu, että hiilidioksidi edistää tiettyjen karbonaatti-kerrostumien muodostumista katodille, mikä lyhentää terävästi sen elinikää ja tehohyötysuhdetta nostaen samalla jännitettä. Poistamalla suuren osan hiilidioksidista tämä ongelma myös suureksi osaksi eliminoitui .Pure oxygen gas can be fed to the oxygen compartment 24; however, air can also be used as it contains approximately 23% by weight of free molecular oxygen. However, in the case of air, carbon dioxide must be removed from the air before it is fed to the oxygen compartment 24. It has been found that carbon dioxide promotes the formation of certain carbonate deposits on the cathode, which sharply shortens its service life and power efficiency while increasing voltage. By removing much of the carbon dioxide, this problem was also largely eliminated.

Hakemuksen tekijät ©vat havainneet, että typen läsnäolo ilmassa aiheuttaa ongelmia, koska se toimii laimentimena pienentäen tällöin hapen väkevyyttä, joka on läsnä elektrolyysikennon 12 happiosastossa 24. Typpimolekyylit tulevat katodin 18 huokosten sisään ja niiden on diffundoituttava takaisin ulos huokosista, koska niitä ei käytetä reaktiossa. Tämä aiheuttaa aktiivisuuden puutetta happikatodin 18 huokoisilla katalyyttialueilla, jolloin ne pienentävät mahdollista tehohyötysuhdetta ja nostavat jännitettä, jota tarvitaan tällaisen kennon toimintaan. Hakemuksen tekijät ovat edelleen havainneet, että tämä voidaan vähentää minimiin nostamalla kokonaisvirtausta runsaan happisyötön aikaansaamiseksi happiosastoon 24, jolloin kennon toimintaan tarvittava jännite pienenee minimiin samalla, kun tällaisesta elektrolyysikennosta 12 saatava mahdollinen tehohyötysuhde kasvaa maksimiinsa.Applicants have found that the presence of nitrogen in the air causes problems because it acts as a diluent, thereby reducing the oxygen concentration present in the oxygen compartment 24 of the electrolytic cell 12. Nitrogen molecules enter the pores of the cathode 18 and must diffuse back out of the pores. This causes a lack of activity in the porous catalyst regions of the oxygen cathode 18, thereby reducing the potential power efficiency and raising the voltage required to operate such a cell. Applicants have further found that this can be minimized by increasing the total flow to provide an abundant oxygen supply to the oxygen compartment 24, thereby minimizing the voltage required to operate the cell while maximizing the potential power efficiency from such an electrolytic cell 12.

Hakemuksen tekijät ovat sitä paitsi keksineet, että haihtuminen ja massansiirto muodostavat ongelman happikatodilla 18, jollaiset esitetään elektrolyysikennoissa 12. He havaitsivat, että tämä ongelma voitaisiin poistaa lisäämällä happiosastoon 24 syötetyn hapen tai ilman suhteellista kosteutta puhaltamalla kaasu 40-70°C:n lämpötilassa olevan veden läpi suunnilleen 85 prosentin suhteellisen kosteuden aikaansaamiseksi. Tämä puolestaan vähentää haihtumista ja pienentää katodien kuivumista, mikä saattaa aiheuttaa huokoisen 65281 16 materiaalin delaminoitumista happikatodin 18 umpinaisesta tukimateriaalista, ja edelleen parantaa massansiirtoa huokoisten pintojen poikki. Kaasun lämpötila, kun se todella syötetiin happiosastoon 24, oli yleensä välillä 40-90°C ja tämän vuoksi se oli kyllästettyä. Tämän lisäksi kostutuksella näyttää olevan toinen vaikutus. Pää-aisassa haihtuvuuden käyttövoima, joka aiheuttaa veden massansiirron katodiosastosta 22 katodirakenteeseen 18, aiheuttaa elektrolyytin kiteytymistä muodostaen kiinteitä aineita, jotka lyhentävät vakavasti annetun katodin 18 elinikää, koska kiinteä aine tukkii huokoset. Happiosastoon 24 menevän syöttökaasun kostutuksella tätä vähennetään voimakkaasti eliminoimalla haihtuvuuden käyttövoima, joka liittyy nestemäisen elektrolyytin siirtoon katodiosastosta 22.In addition, the applicants have found that evaporation and mass transfer are a problem with the oxygen cathode 18 as shown in the electrolytic cells 12. They found that this problem could be overcome by adding oxygen or air to the oxygen compartment 24 by blowing gas at 40-70 ° C. through to provide approximately 85% relative humidity. This in turn reduces evaporation and reduces drying of the cathodes, which may cause the porous 65281 16 material to delaminate from the closed support material of the oxygen cathode 18, and further improve mass transfer across the porous surfaces. The temperature of the gas, when actually fed to the oxygen compartment 24, was generally between 40 and 90 ° C and was therefore saturated. In addition to this, wetting seems to have another effect. In the main rod, the volatility driving force that causes the mass transfer of water from the cathode compartment 22 to the cathode structure 18 causes the electrolyte to crystallize, forming solids that severely shorten the life of the given cathode 18 as the solid clogs the pores. By wetting the feed gas to the oxygen compartment 24, this is greatly reduced by eliminating the volatility driving force associated with the transfer of the liquid electrolyte from the cathode compartment 22.

On kuitenkin huomautettu, että jos kaasusyötön kastepiste on korkeampi kuin katodin pintalämpötila, kondensoitumista tapahtuu katodin pinnalla. Kun tämä tapahtuu, hapen massansiirron kohtia tukkeutuu huonontaen vakavasti annetun happikatodin 18 suorituskykyä. Tämän vuoksi kaasuvirran kastepiste säädettiin näiden kahden yllä kuvatun haitallisen vaikutuksen tasapainottamiseksi, erityisesti kastepisteen pitämiseksi muutamia asteita katodin pintalämpötilan alapuolella samalla, kun pidettiin suhteellinen kosteus alueella, joka eliminoi kuvaan liittyvän haihtuvuuden käyttövoiman. On huomautettava, että korkeammat käyttölämpötilat alentavat kennon jännitettä, mutta voivat lyhentää katodin 18 elinikää. Lämpötilaa välillä 60-85°C pidetään optimina.However, it has been pointed out that if the Dew Point of the gas supply is higher than the surface temperature of the cathode, condensation will occur on the surface of the cathode. When this occurs, the oxygen mass transfer sites become clogged, severely degrading the performance of the given oxygen cathode 18. Therefore, the Dew Point of the gas stream was adjusted to balance the two adverse effects described above, in particular to keep the dew point a few degrees below the cathode surface temperature while maintaining relative humidity in a range that eliminates the volatility driving force associated with the image. It should be noted that higher operating temperatures lower the cell voltage but can shorten the life of the cathode 18. The temperature between 60-85 ° C is considered optimal.

Jotta alaan perehtyneet voisivat helpommin ymmärtää tätä keksintöä ja tiettyjä suositeltavia näkökohtia, joilla se voidaan toteuttaa, esitetään seuraavat tyypilliset esimerkit.In order that those skilled in the art may more readily understand the present invention and certain preferred aspects by which it may be practiced, the following typical examples are set forth.

Esimerkki 1 US-patentin n:o 3 423 245 mukainen happikatodi asennettiin elektro-lyysikennoon siten, että hiilipuoli oli kohti happiosastoa ja nikke-lipuoli kohti katodiosastoa, johon elektrolyytti asetettiin. Dimen-siostabiili anodi, jonka katalyyttikerros koostui tantaali- ja iridiumoksideista, asennettiin suunnilleen 7 cm:n päähän happikato- dista ja yhdensuuntaisesti sen kanssa. Hiilidioksidivapaan ilman . 3 virtaus johdettiin kennon happiosastoon suunnilleen 790 cm /min:n virtausmäärällä, joka on suunnilleen 21 kertaa teoreettinen stökio- metrinen määrä, joka tarvitaan, kun kenno toimii 0,15 cm2;n virran- h 65281 17 o tiheydellä. Paine happiosastossa säädettiin suunnilleen 110 g/cm :iin normaalipaineen yläpuolelle rajoittamalla poistoaukosta 36 ulostule-vaa virtausta. Paine pidettiin tällä tasolla kokeen ajan. Elektro-lyyttiä, joka sisälsi n. 400 g/1 NaOH, lisättiin sitten katodiosastoon 22 ja sekoitettiin jatkuvasti magneettisekoittimella.Example 1 An oxygen cathode according to U.S. Patent No. 3,423,245 was installed in an electrolysis cell with the carbon side facing the oxygen compartment and the Nikke side facing the cathode compartment into which the electrolyte was placed. A dimensionally stable anode with a catalyst layer consisting of tantalum and iridium oxides was mounted approximately 7 cm from and parallel to the oxygen cathode. Carbon dioxide free air. The flow was introduced into the oxygen compartment of the cell at a flow rate of approximately 790 cm / min, which is approximately 21 times the theoretical stoichiometric amount required when the cell is operating at a current h of 0.15 cm 2. The pressure in the oxygen compartment was adjusted to approximately 110 g / cm above normal pressure by limiting the flow outlet 36. The pressure was maintained at this level throughout the experiment. The electrolyte containing about 400 g / l NaOH was then added to the cathode compartment 22 and stirred continuously with a magnetic stirrer.

Katodi vakioitiin sitten käyttämällä kennoa 60°C:ssa ja n. 0,05 A/ 2 cm :n virrantiheydellä noin yhden päivän ajan. Vakioinnin päätyttyä 2 virrantiheys nostettiin suunnilleen 0,15 A/cm :iin. Ilmavirtaus, paine, lämpötila ja virrantiheys pidettiin vakioina kokeen jäljellä olevan ajan. On huomautettava, että näissä kokeissa käytettiin vain natriumhydroksidielektrolyyttiä ja kloori-alkalikennoja sellaisenaan ei käytetty. Kuitenkin näistä kokeista saatujen tulosten pitäisi korreloida läheisesti niiden kanssa, joita saataisiin käyttämällä kloori-alkalikennoja, sillä anodityyppi tai anodin ja katodin välinen rako eivät ole kriittisiä tekijöitä, vaikka anodin on oltava stabiili natriumhydroksidiliuoksessa.The cathode was then conditioned using a cell at 60 ° C and a current density of about 0.05 A / 2 cm for about one day. At the end of the conditioning, the current density 2 was increased to approximately 0.15 A / cm. Airflow, pressure, temperature, and current density were kept constant for the remainder of the experiment. It should be noted that only sodium hydroxide electrolyte was used in these experiments and chlor-alkali cells as such were not used. However, the results obtained from these experiments should correlate closely with those obtained using chlor-alkali cells, as the type of anode or the gap between the anode and the cathode are not critical, although the anode must be stable in sodium hydroxide solution.

Katodit vakioitiin alennetulla virrantiheydellä, koska arveltiin, että katalyyttinen platinakerros hapettuu osittain sinä aikana, kun katodeja varastoidaan ennen käyttöä. Vakiointiprosessi palauttaa katalyyttikerroksen suureen aktiivisuuteen aiheuttamatta katodin laadun pilaantumista. Hidas sisäänajo saattaa kuitenkin olla haitallinen vähemmän jaloille katalyyteille.The cathodes were conditioned at a reduced current density because it was thought that the catalytic platinum layer would be partially oxidized during storage of the cathodes prior to use. The conditioning process restores the catalyst layer to high activity without causing cathode quality deterioration. However, slow run-in may be detrimental to less noble catalysts.

Sähkökytkentä tehtiin katodin nikkelipuolelle, koska oli helpompi tehdä hyvä sähköliitos nikkeliin kuin hiileen. Katodin referenssi-jännite mitattuna elohopea/elohopeaoksidi vertailuelektrodikennoa vastaan muuttui arvosta -0,31 V ensimmäisenä päivänä arvoon Ί,03 V 98 jntena päivänä, jolloin kokeen katsottiin päättyneen. Tämän nimenomaisen katodin elinikä näissä koeolosuhteissa oli 2350 tuntia.The electrical connection was made to the nickel side of the cathode because it was easier to make a good electrical connection to nickel than to carbon. The cathode reference voltage measured against the mercury / mercury oxide reference electrode cell changed from -0.31 V on the first day to Ί.03 V 98 on the first day the experiment was considered terminated. The lifetime of this particular cathode under these experimental conditions was 2350 hours.

Esimerkki 2Example 2

Katodikoe suoritettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla paitsi, että 3 3 ilman virtausmäärä laskettiin 790 cm /min:sta 220 cm /min:iin (suunnilleen 6 kertaa teoreettinen stökiometrinen määrä, joka tarvitaan reaktioon). Referenssijännite muuttui arvosta -0,43 V ensimmäisenä päivänä arvoon -2,27 V 52:ntena päivänä. Katodin elinikä oli 1240 tuntia tässä kokeessa verrattuna arvoon 2350, kun käytettiin suurempaa ilmavirtausta esimerkissä 1. Tämä osoittaa, että kun kokonais- 65281 18 virtaus kasvaa, potentiaalit ovat matalammat ja eliniät pitemmät. Esimerkki 3The cathode test was performed as described in Example 1 except that the air flow rate was reduced from 790 cm / min to 220 cm / min (approximately 6 times the theoretical stoichiometric amount required for the reaction). The reference voltage changed from -0.43 V on the first day to -2.27 V on the 52nd day. The cathode lifetime was 1240 hours in this experiment compared to 2350 when a higher airflow was used in Example 1. This shows that as the total 65281 18 flow increases, the potentials are lower and the lifetimes are longer. Example 3

Katodikoe suoritettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla paitsi, ettäThe cathode test was performed as described in Example 1 except that

OO

käytettiin hapen virtausmäärää 150 cm /min ilman virtausmäärän 790 cmVmin sijasta. Tämä hapen virtausmäärä oli n. 19 kertaa teoreettinen stökiometrinen hapen virtaus, joka vaaditaan virrantiheydellä 2 0,15 A/cm kennon käyttämiseen. Tässä kokeessa sähkökytkentä tehtiin katodin hiilipuolelle. Katodia vakioitiin ajamalla kennoa virran- 2 2 tiheydellä 0,05 A/cm n. 24 1/2 tuntia, nostaen se 0,1 A/cm :iin n.an oxygen flow rate of 150 cm / min was used instead of an air flow rate of 790 cmVmin. This oxygen flow rate was about 19 times the theoretical stoichiometric oxygen flow required at a current density of 2 0.15 A / cm to operate the cell. In this experiment, the electrical connection was made to the carbon side of the cathode. The cathode was conditioned by running the cell at a current density of 0.05 A / cm for about 24 1/2 hours, raising it to 0.1 A / cm for approx.

. 2 24 tunniksi ja lopulta nostaen se n. 0,15 A/cm :iin, jolla tasolla sitä pidettiin kokeen loppuajan. Referenssijännite muuttui arvosta -0,38 V päivänä n:o 2 arvoon -0,42 V päivänä n:o 293. Koe keskeytettiin 293:ntena päivänä, koska tapahtui katodin delaminoitumista. Katodin elinikä oli n. 7030 tuntia. Tämä osoittaa jälleen, että kun kokonaisvirtausta nostetaan käytettävissä olevan hapen stökio-metristen määrien suhteen, elinikä pitenee alemmilla potentiaaleilla.. 2 for 24 hours and finally raising it to about 0.15 A / cm, the level at which it was kept for the rest of the experiment. The reference voltage changed from -0.38 V on day 2 to -0.42 V on day 293. The experiment was stopped on day 293 due to cathode delamination. The life of the cathode was about 7030 hours. This again shows that when the total flow is increased in relation to the stoichiometric amounts of available oxygen, the service life is extended at lower potentials.

Esimerkki 4Example 4

Suoritettiin happikatodikoe esimerkin 1 mukaisesti suunnilleen 85°C:n o käyttölämpötilalla, suunnilleen 0,3 A/cm^in virrantiheydellä ja 300 g/1 NaOH sisältävällä liuoksella. Edelleen puheena olevassa kokeessa käytetty membraani oli standardi NAFION. Tätä koekennoa ajettiin käyttäen eri tyyppisiä katodeja. Vertailtavat kennojännitteet eri katodeille saatiin seuraavasti:An oxygen cathode test was performed according to Example 1 at an operating temperature of approximately 85 ° C, a current density of approximately 0.3 A / cm 2 and a solution containing 300 g / l NaOH. The membrane used in the further experiment was the standard NAFION. This test cell was run using different types of cathodes. The comparable cell voltages for the different cathodes were obtained as follows:

Katodityyppi Keskim. Keskim. jännitesäästö vedyn kennojännite kehittymiseen verrattuna, volttia (ero-%)Cathode type Avg. Avg. voltage saving compared to hydrogen cell voltage development, volts (% difference)

Teräsverkko 4,335Steel mesh 4,335

Happielektrodi pla-tinakatalyytillä käyttäen puhdasta happea 3,039 1,296 (30 %)Oxygen electrode with platinum catalyst using pure oxygen 3.039 1.296 (30%)

Happielektrodi ho-peakatalyytiliä käyttäen puhdasta happea 3,306 1,029 (24 %)Oxygen electrode using a silver catalyst account with pure oxygen 3.306 1.029 (24%)

Happielektrodi ho-peakatalyytiliä käyttäen ilmasyöttöä 3,536 0,799 (18 %) 65281 19Oxygen electrode using a ho-catalyst catalyst air supply 3,536 0.799 (18%) 65281 19

Kuten yllä olevista tuloksista voidaan nähdä, jokainen näistä puheena olevista katodeista verrattaessa niitä standardi vetyä kehittävään teräsverkkokatodiin osoittaa ernomaista suorituskykyä käytettäessä tämän keksinnön menetelmiä.As can be seen from the above results, each of these cathodes in question, when compared with a standard hydrogen-generating steel mesh cathode, shows excellent performance using the methods of this invention.

Esimerkki 5Example 5

Suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti happikatodikoe, jossa ajo tehtiin ilmalla, josta hiilidioksidia ei pesty pois. Katodi ajettiin sisään hapella ja sen jälkeen ilma käännettiin päälle ja pilaantuminen tapahtui alle 48 tuntia ilmalle kääntämisen jälkeen. Tämä käyttäytyminen oli tyypillinen katodeille, joihin syötettiin hiilidioksidia sisältävää ilmaa, mikä osoittaa hiilidioksidin poiston välttämättömyyttä happikatodin eliniän kannalta. Perusolosuhteet olivat samat, jotka sisältyivät esimerkkien 1-3 mukaisiin ajoihin ja taulukko esittää kennojännitteitä ja referenssijännitettä huomau-tuksineen.An oxygen cathode test was performed according to Example 1, in which the run was performed with air from which carbon dioxide was not washed away. The cathode was run in with oxygen and then the air was turned on and the contamination occurred less than 48 hours after turning on the air. This behavior was typical of cathodes fed with carbon dioxide-containing air, indicating the need for carbon dioxide removal for the life of the oxygen cathode. The basic conditions were the same as those included in the runs of Examples 1-3, and the table shows the cell voltages and the reference voltage with comments.

SEP vs. Hg/HgOSEP vs. Hg / HgO

Kennojännite Referenssijännite Huomautukset 2 1,168 -0,255 V (virralla 0,05 A/cm ) sisäänajo hapella 1,044 -0,124 0,995 -0,112 1,790 -0,222 V (virralla 0,155 A/cm^) 1,768 -0,212 1,944 -0,354 kääntö paineilmalle 1,940 -0,347 2,034 -0,461 2,120 -0,490 2,745 -1,066 katodi meni pilalleCell voltage Reference voltage Remarks 2 1.168 -0.255 V (current 0.05 A / cm) run-in with oxygen 1.044 -0.124 0.995 -0.112 1.790 -0.222 V (current 0.155 A / cm ^) 1.768 -0.212 1.944 -0.354 reversal for compressed air 1.9 0.461 2.120 -0.490 2.745 -1.066 cathode was ruined

Esimerkit 6-12Examples 6-12

Suoritettiin esimerkin 1 mukaisesti happikatodikokeet, joissa koko-nai s ilmavirtauksen määrää vaihdeltiin piirrosten kuvan 2 mukaisesti ja myös painetta vaihdeltiin. Kuten kuvasta 2 nähdään katodipoten-tiaali laski virtausmäärien kasvaessa ja laski myös paineiden kasvaessa. Kaikissa tapauksissa syötetty ilma oli vapaa hiilidioksidista ja kostutettu.Oxygen cathode experiments were performed according to Example 1, in which the total amount of air flow was varied according to Fig. 2 of the drawings and also the pressure was varied. As can be seen from Figure 2, the cathode potential decreased with increasing flow rates and also decreased with increasing pressures. In all cases, the air supplied was free of carbon dioxide and humidified.

i 20 6 5 2 81i 20 6 5 2 81

Esimerkkien yllä kuvaamat katodikokeet lopetettiin kaikissa tapauksissa, kun referenssijännite saavutti arvon -1,00 V tai kun tapahtui katodin eri kerrosten delaminoitumista. Ilman (tai hapen) virtaus merkittiin katodi-ikäkennokokeen tulosarkeille teräspallon korkeutena (mm) Matheson n:o 601-virtausmittarissa (paitsi esimerkissä 3, jossa käytettiin Matheson n:o 602-virtausmittaria). Nämä lukemat muutettiin sitten kuutiosenttimetreiksi minuutissa käyttäen sopivia kalibrointikäyriä. Esimerkit antavat tulokset katodikokeista, joissa paine-erot olivat luokkaa 100 g/cm . Sanonta paine-ero merkitsee hyötypainetta, joka vaikuttaa katodin kahden puolen välillä. Tässä 2 tapauksessa ero hapettavan kaasun osaston paineen (100 g/cm normaali-paineen yläpuolella) ja elektrolyytin aikaansaaman keskimääräisen 2 hydrostaattisen paineen välillä katodin toisella puolella (10 g/cm ) on suunnilleen 100 g/cm . Hydrostaattinen paine lasketaan kertomalla elektrolyytin tiheys (1,33) keskimääräisellä korkeudella katodin yläpuolella, joka oli 7,5 cm. Arvion mukaan paine-eron hyödyllinen alue on todennäköisesti välillä 0,25-500 g/cm^. On odotettavissa, että niillä katodeilla, joissa käytetään normaalipainetta tai joissa kaasuosaston paineen ei anneta ylittää normaalipainetta, olisi alle 1240 tunnin elinikä, joka saatiin esimerkiksi esimerkissä 2. On kuitenkin huomautettava, että kaikki esimerkit antavat koetulokset käyttäen vain NaOH-elektrolyyttiä; kloori-alkalikennoja ei käytetty, koska mitään huokoisia katodeja ei ole tätä nykyä kaupallisessa käy- 2 tössä. Kaikki yllä kuvatut kokeet suoritettiin 0,155 A/cm :n virrantiheydellä, joka valittiin koetarkoituksiin vain standardointia varten, eikä sitä tulisi pitää suurimpana mahdollisena arvona. Ole- 2 tetaan, että luokkaa 0,30 A/cm tai suurempia olevia virrantiheyksiä voitaisiin käyttää. Esimerkkien 1-3 kokeet suoritettiin 60°C:ssa, joka lämpötila valittiin yksinkertaisesti vaivattomaksi lämpötilaksi, johon standardointi voidaan perustaa.The cathode tests described above in the examples were stopped in all cases when the reference voltage reached -1.00 V or when delamination of the different layers of the cathode occurred. The air (or oxygen) flow was plotted on the cathode age cell test results sheets as the height of the steel ball (mm) in a Matheson No. 601 flowmeter (except in Example 3 where a Matheson No. 602 flowmeter was used). These readings were then converted to cubic centimeters per minute using appropriate calibration curves. The examples give the results of cathode tests in which the pressure differences were of the order of 100 g / cm. The term pressure differential means the benefit pressure acting between the two sides of the cathode. In this case 2, the difference between the pressure of the oxidizing gas compartment (100 g / cm above normal pressure) and the average hydrostatic pressure 2 produced by the electrolyte on the other side of the cathode (10 g / cm) is approximately 100 g / cm. The hydrostatic pressure is calculated by multiplying the density of the electrolyte (1.33) by an average height above the cathode of 7.5 cm. It is estimated that the useful range of the pressure difference is likely to be between 0.25 and 500 g / cm 2. It is expected that those cathodes using normal pressure or not allowing the gas compartment pressure to exceed normal pressure would have a lifetime of less than 1240 hours as obtained in Example 2, however. It should be noted that all examples give test results using only NaOH electrolyte; chlor-alkali cells were not used because no porous cathodes are currently in commercial use. All experiments described above were performed at a current density of 0.155 A / cm, which was selected for experimental purposes for standardization purposes only and should not be considered as the highest possible value. It is assumed that current densities of the order of 0.30 A / cm or more could be used. The experiments of Examples 1-3 were performed at 60 ° C, which temperature was simply selected as the effortless temperature on which standardization can be based.

Näin ollen edellä olevasta suositeltavien toteutusmuotojen kuvauksesta pitäisi käydä ilmi, että tässä esitetyt ja kuvatut menetelmät happi/ilmakatodin käyttämiseksi elektrolyysikennoissa toteuttavat keksinnön tarkoitukset ja ratkaisevat ongelmat, jotka liittyvät tällaiseen systematiikkaan, joka on tarkoitettu käytettäväksi happika-todia hyväksi käyttävässä tuotantoon tarkoitetussa kloori-alkali-elektrolyysikennossa.Accordingly, it should be apparent from the foregoing description of the preferred embodiments that the methods for using an oxygen / air cathode in electrolytic cells presented and described herein accomplish the purposes of the invention and solve the problems associated with such a system for use in an oxygen-cathode chlor-alkali electrolytic cell. .

I:I:

Claims (9)

65281 2165281 21 1. Menetelmä kloori-alkallelektrolyysikennon käyttämiseksi, jossa on anodiosasto, katodiosasto, joka on erotettu anodiosas-tosta membraanilla, ja happiosasto, joka on erotettu katodiosas-tosta happielektrodilla, jossa menetelmässä anodiosastoon syötetään alkalimetallihalogenidiliuosta, katodiosastoon syötetään vesiliuosta, happiosastoon syötetään molekyylihappea sisältävää väliainetta, elektrolyysikennon katodin ja anodin välille synnytetään sähköpotentiaali, anodiosastosta poistetaan halogeeni-kaasua, katodiosastosta poistetaan alkalimetallihydroksidia ja happiosastosta poistetaan hapesta tyhjennettyä väliainetta, tunnettu siitä, että molekyylihappea sisältävää väliainetta syötetään happiosastoon positiivisella manometripaineella reaktioon tarvittavaan stökiömetriseen happimäärään verrattuna 1,5-10-kertaisen kokonaisvirtausmäärän aikaansaamiseksi, ja hapesta tyhjennettyä väliainetta poistetaan happiosastosta siten, että happiosastossa ylläpidetään positiivista manometripainetta.A method of operating a chloro-alkali electrolysis cell having an anode compartment, a cathode compartment separated from the anode compartment by a membrane, and an oxygen compartment separated from the cathode compartment by an oxygen electrode, the method an electric potential is generated between the cathode and the anode, halogen gas is removed from the anode compartment, alkali metal hydroxide is removed from the cathode compartment and a deoxygenated medium is removed from the oxygen compartment, characterized in the oxygen-depleted medium is removed from the oxygen compartment so that a positive gauge pressure is maintained in the oxygen compartment. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 2 siitä, että positiivinen manometripaine on välillä 0,25-500 g/cm , 2. edullisesti 5-250 g/cm ja sopivimmin 100-200 g/cm .Method according to Claim 1, characterized in that the positive gauge pressure is between 0.25 and 500 g / cm, 2. preferably between 5 and 250 g / cm and most preferably between 100 and 200 g / cm. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kokonaisvirtausmäärä on 1,5-5 kertaa hapen teoreettinen stökiömetrinen määrä.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the total flow rate is 1.5 to 5 times the theoretical stoichiometric amount of oxygen. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happea sisältävä väliaine on ilma, josta hiilidioksidi on poistettu.Process according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the oxygen-containing medium is degassed air. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happea sisältävä väliaine, jolla on suuri kosteus, kyllästetään 40-70°C:ssa ja syötetään happiosastoon sen ollessa lämpötilassa välillä 40-90°C.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the oxygen-containing medium with a high humidity is impregnated at 40 to 70 ° C and fed to the oxygen compartment at a temperature in the range from 40 to 90 ° C. 6. Kloori-alkalielektrolyysikenno patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän soveltamiseksi käsittäen anodiosaston (20) alkali-metallikloridia sisältävää anolyyttiä varten, jossa on välineet (26) alkalimetallikloridin syöttämiseksi siihen ja välineet (32) kloorin poistamiseksi siitä, katodiosaston (22) alkalimetalli- 65281 22 hydroksidia sisältävää katolyyttiä varten, joka on erotettu anodiosastosta (20) erottimella (16) ja jossa on välineet (28) katolyytin syöttämiseksi siihen ja välineet (34) alkalimetalli-hydroksidin poistamiseksi siitä, happiosastossa oleva happielektro-di, joka erottaa happiosaston (24) katodiosastosta (22) ja jossa on välineet (30) molekyylihappea sisältävän, kostutetun ja hiilidioksidista vapaan väliaineen syöttämiseksi happiosastoon (24) ja välineet (36) hapesta tyhjennetyn väliaineen poistamiseksi siitä, tunnettu siitä, että välineet (30, 36) molekyylihappea sisältävän väliaineen syöttämiseksi happiosastoon (24) ja hapesta tyhjennetyn väliaineen poistamiseksi siitä ovat sovitetut syöttämään väliainetta positiivisella manometripaineella ja positiivisella kokonaisvirtauksella, joka on 1,5-10 kertaa reaktioon tarvittavan hapen stökiömetrinen määrä, ja poistamaan väliainetta siten, että happiosastossa (24) ylläpidetään positiivista mano-metripainetta.A chlor-alkali electrolysis cell for applying the method of claim 1, comprising an anode compartment (20) for an alkali metal chloride-containing anolyte having means (26) for supplying alkali metal chloride thereto and means (32) for removing chlorine therefrom, an alkali metal chloride-containing cathode compartment (22) for a catholyte separated from the anode compartment (20) by a separator (16) and having means (28) for feeding the catholyte thereto and means (34) for removing alkali metal hydroxide therefrom, an oxygen electrode in the oxygen compartment separating the oxygen compartment (24) from the cathode compartment (22) ) and means (30) for supplying a molecular oxygen-containing, wetted and carbon dioxide-free medium to the oxygen compartment (24) and means (36) for removing an oxygen-depleted medium therefrom, characterized in that means (30, 36) for supplying the molecular oxygen medium to the oxygen compartment (24) and to remove the oxygen-depleted medium i are adapted to supply the medium at a positive gauge pressure and a positive total flow of 1.5 to 10 times the stoichiometric amount of oxygen required for the reaction, and to remove the medium so as to maintain a positive gauge pressure in the oxygen compartment (24). 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että sanottu erotin (16) on diafragma.Electrolysis cell according to claim 6, characterized in that said separator (16) is a diaphragm. 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että erotin (16) on kationinvaihtomembraani.Electrolysis cell according to Claim 6, characterized in that the separator (16) is a cation exchange membrane. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että kationinvaihtomembraani (16) on hydraulisesti läpäisemätön kalvo, joka koostuu fluoratusta kopolymeeristä, jossa on riippuvia sulfonihapporyhmiä.Electrolysis cell according to Claim 8, characterized in that the cation exchange membrane (16) is a hydraulically impermeable membrane consisting of a fluorinated copolymer with pendant sulfonic acid groups.
FI792789A 1979-09-07 1979-09-07 FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL FI65281C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI792789A FI65281C (en) 1979-09-07 1979-09-07 FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI792789A FI65281C (en) 1979-09-07 1979-09-07 FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL
FI792789 1979-09-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI792789A FI792789A (en) 1981-03-08
FI65281B FI65281B (en) 1983-12-30
FI65281C true FI65281C (en) 1984-04-10

Family

ID=8512871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI792789A FI65281C (en) 1979-09-07 1979-09-07 FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI65281C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI792789A (en) 1981-03-08
FI65281B (en) 1983-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4221644A (en) Air-depolarized chlor-alkali cell operation methods
US5084149A (en) Electrolytic process for producing chlorine dioxide
US4209368A (en) Production of halogens by electrolysis of alkali metal halides in a cell having catalytic electrodes bonded to the surface of a porous membrane/separator
JP3553775B2 (en) Electrolyzer using gas diffusion electrode
US4080270A (en) Production of alkali metal carbonates in a membrane cell
US5437771A (en) Electrolytic cell and processes for producing alkali hydroxide and hydrogen peroxide
US4455203A (en) Process for the electrolytic production of hydrogen peroxide
JPS6131190B2 (en)
WO2007070047A2 (en) Oxygen-consuming zero-gap electrolysis cells with porous/solid plates
US4834847A (en) Electrochemical cell for the electrolysis of an alkali metal halide and the production of a halogenated hydrocarbon
US5565082A (en) Brine electrolysis and electrolytic cell therefor
CA1195949A (en) Hydrogen chloride electrolysis in cell with polymeric membrane having catalytic electrodes bonbed thereto
US4969981A (en) Cell and method of operating a liquid-gas electrochemical cell
KR20010086305A (en) Synthesis of tetramethylammonium hydroxide
US4305793A (en) Method of concentrating alkali metal hydroxide in hybrid cells having cation selective membranes
US4749452A (en) Multi-layer electrode membrane-assembly and electrolysis process using same
FI89281B (en) ELEKTROKEMISK CELL MED DUBBELVERKANDE ELEKTROD
JP2002275670A (en) Ion exchange membrane electrolytic cell and electrolysis method
US4832805A (en) Multi-layer structure for electrode membrane-assembly and electrolysis process using same
EP0008232B1 (en) Oxygen electrode rejuvenation methods
EP0004191B1 (en) Chloralkali electrolytic cell and method for operating same
FI65281C (en) FOERFARANDE FOER DRIFT AV EN KLOR-ALKALIELEKTROLYSCELL
US4299673A (en) Method of concentrating alkali metal hydroxide in hybrid cells having cation selective diffusion barriers
CA1338634C (en) Cell and method of operating a liquid-gas electrochemical cell
JPS6059086A (en) Electrolyzing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: ELTECH SYSTEMS CORPORATION