FI80727C - Avlaegsnande av klor ur alkalimetallklorid-vattenloesning. - Google Patents

Description

1 80727

Kloorinpoisto alkalimetallikloridin vesiliuoksesta Tämä keksintö koskee menetelmää kloorin poistamiseksi, ts dekloorauksen suorittamiseksi klooria sisältä-5 västä alkalimetallikloridin vesiliuoksesta ja erityises ti menetelmää dekloorauksen suorittamiseksi klooria sisältävästä alkalimetallikloridin vesiliuoksesta, joka on poistettu elektrolyysikennosta, esimerkiksi elohopeatyyp-pisestä elektrolyysikennosta tai hydraulisesti oleelli-10 sesti läpäisemätöntä ioninvaihtomembraanityyppiä olevas ta kennosta.

Klooria tuotetaan laajassa mittakaavassa kaikkialla maailmassa alkalimetallikloridin vesiliuoksen elektrolyysillä, erityisesti natriumkloridin vesiliuoksen elek-15 trolyysillä.

Elektrolyysikenno, jossa tämä elektrolyysi suoritetaan, voi olla elohopeatyyppiä. Tällaisen elektrolyy-sikennon käytössä liuos elektrolysoidaan anodien, jotka voivat olla grafiittia tai sopivaa metallia, ja vir-20 taavan elohopeakatodin välissä. Alkalimetallikloridin vesiliuos panostetaan elektrolyysikennoon ja klooria, loppuunkäytettyä klooria sisältävää alkalimetallikloridin vesiliuosta ja alkalimetalliamalgaamaa poistetaan kennosta. Amalgaaman annetaan tämän jälkeen reagoida ve-25 den kanssa niinkutsutussa desorptiolaitteessa vedyn ja alkalimetallihydroksidin vesiliuoksen tuottamiseksi ja tyhjennetty amalgaama palautetaan elektrolyysikennoon. Klooria sisältävä, tyhjennetty alkalimetallikloridin vesiliuos dekloorataan ja poistetaan jätteenä tai dekloo-3Q rataan, kyllästetään uudelleen alkalimetallikloridilla, käsitellään moniarvoisten metalli-ionien poistamiseksi ja palautetaan elektrolyysikennoon.

Elektrolyysi voidaan suorittaa elektrolyysikennos-sa, joka on hydraulisesti läpäisemätöntä ioninvaihtomem-35 braanityyppiä, joka sisältää lukuisia anodeja ja katodeja.

2 80727 jokaisen anodin ollessa erotettu viereisestä katodista hydraulisesti läpäisemättömällä ioninvaihtomembraanilla, joka jakaa elektrolyysikennon lukuisiin anodi- ja kato-diosastoihin. Tällaisen kennon anodiosastot on varustettu 5 välineellä, jolla panostetaan alkalimetallikloridin vesi-liuosta kennoon, sopivasti yhteisestä säiliöstä, ja välineellä, jolla poistetaan elektrolyysituotteita kennosta. Samoin kennon katodiosastot on varustettu välineellä, jolla poistetaan elektrolyysituotteet kennosta ja valin-naisesti välineellä, jolla panostetaan vettä tai muita nesteitä kennoon, sopivasti yhteisestä säiliöstä. Tällaisen elektrolyysikennon käytössä alkalimetallikloridin vesiliuosta panostetaan kennon anodiosastoihin ja elektrolyysissä tuotettu kloori ja klooria sisältävä, tyhjennet-•^5 ty alkalimetallikloridin vesiliuos poistetaan anodiosas-toista, alkalimetalli-ionit siirretään membraanien läpi kennon katodiosastoihin, joihin panostetaan vettä tai laimeaa alkalimetallihydroksidiliuosta, ja vety ja alka-limetallihydroksidiliuos, joita tuotetaan alkalimetalli-2Q ionien ja veden välisellä reaktiolla, poistetaan kennon katodiosastoista. Kuten elohopeatyyppisen elektrolyysi-kennonkin tapauksessa klooria sisältävä, tyhjennetty alkalimetallikloridin vesiliuos dekloorataan ja poistetaan jätteenä tai dekloorataan, kyllästetään uudelleen alkali-25 metallikloridilla, käsitellään moniarvoisten metalli-ionien poistamiseksi ja palautetaan elektrolyysikennoon.

Useista syistä on toivottavaa tai jopa välttämätöntä poistaa kloori klooria sisältävästä alkalimetallikloridin vesiliuoksesta, joka puretaan elektrolyysikennosta.

3Q Niinpä silloinkin, kun liuos on määrä poistaa jätepoisto-virtana ilman uudelleenkäyttöä, liuoksessa oleva kloori muodostaisi ympäristöongelman, jota ei voida hyväksyä, ellei sitä poistettaisi liuoksesta. Kun liuos on määrä kyllästää uudelleen alkalimetallikloridilla ja palauttaa 35 elektrolyysikennoon, moniarvoiset metalli-ionit, esim.

3 80727 maa-alkalimetalli-ionit poistetaan liuoksesta antamalla liuoksen reagoida natriumkarbonaatin ja natriumhydroksi-din kanssa moniarvoisten metallien saostamiseksi liukenemattomina hydroksideina ja karbonaatteina. Ellei klooria 5 poistettaisi liuoksesta ennen tätä käsittelyä, se reagoisi natriumhydroksidin kanssa muodostaen syövyttävää natriumhypokloriittia liuokseen. Edelleen ja erityisesti, kun alkalimetallikloridin vesiliuosta on määrä elektrolysoida membraanityyppisessä kennossa, on välttämätöntä käsitellä edelleen liuosta ioninvaihtohartsilla moniarvoisten metalli-ionien väkevyyden pienentämiseksi yhä edelleen liuoksessa. Liuoksessa olevalla kloorilla olisi haitallinen vaikutus ioninvaihtohartsiin. Samoin liuoksessa oleva kloori muodostaisi käytössä vaaran laitoksen työntekijä jöille, jos liuos kyllästettäisiin uudelleen alkalimetal-likloridilla avoimissa astioissa. Kloori, joka on läsnä alkalimetallikloridin vesiliuoksessa, saattaa myös edustaa huomattavaa osaa elektrolyysissä tuotetusta kloorista ja on toivottavaa, että tämä kloori otettaisiin talteen.

2o Klooria sisältävän alkalimetallikloridin vesiliuok sen deklooraus voidaan suorittaa lukuisilla eri tavoilla. Deklooraus voidaan esimerkiksi suorittaa johtamalla tai ' imemällä ilmaa liuoksen läpi esim. täytetyssä tornissa tai kloori voidaan saattaa tislautumaan pois kohdistamal-25 la liuokseen alipainetta tai kloori voidaan poistaa liuoksesta käyttämällä alipainetta ja johtamalla tai imemällä ilmaa liuoksen läpi. Tällaisia prosesseja on harjoitettu monia vuosia. Viimeaikaisempana kehityksenä EP-patentti-hakemuksfeösa 0 044 145 A on kuvattu menetelmää, jossa 3Q alkalimetallikloridin vesiliuos dekloorataan laitteistos sa, joka sisältää suuttimen, jolla muutetaan nesteen paine-energia kineettiseksi energiaksi, vähintään yhden de-sorptioputken, joka jatkuu suuttimesta ja jossa on kaasu-tiivis liitos siihen ja jonka tulopäällä on sama tai suu-35 rempi poikkileikkauspinta-ala kuin suuttimen poistopäällä, 4 80727 ja astian, joka on yhdistetty desorptioputken poisto-päähän ja jossa on kaasuviivis liitos siihen, ja joka astia on varustettu välineellä, jolla poistetaan kloori ja vesiliuos siitä, jossa menetelmässä saatetaan paineis-5 tettu klooria sisältävä alkalimetallikloridin vesiliuos tulemaan ulos suuttimesta suihkun muodossa, joka laajenee alavirtaan suuttimesta ja joutuu kosketukseen desorptioputken osan koko sisäkehän kanssa sulkien täysin umpinaisen tilan suihkun ja desorptioputken väliin ja kulke-•j^q maan sitten astiaan, ja poistetaan astiasta kloori ja dekloorattu liuos.

Tämä keksintö koskee menetelmää, jossa klooria sisältävä alkalimetallikloridin vesiliuos dekloorataan laitteistossa, jolla on yksinkertainen rakenne ja joka ei rii-pu alipaineen käytöstä eikä alkalimetallikloridin vesi-liuoksen käytöstä korotetussa paineessa.

Tämän keksinnön mukaisesti aikaansaadaan menetelmä alkalimetallikloridin klooria sisältävän vesiliuoksen de-klooraamiseksi, jossa menetelmässä saatetaan liuos kos-2o ketukseen hydrofobista materiaalia olevan huokoisen mem-braanin pinnan kanssa ja saatetaan vesipitoinen neste kosketukseen membraanin vastakkaisen pinnan kanssa.

Tämän keksinnön menetelmässä ilmoitetaan, että alkalimetallikloridin vesiliuos dekloorataan. Sanojen "de-25 kloorattu" tai "deklooraus" käytön ei tarkoiteta merkitsevän, että prosessissa alkalimetallikloridin vesiliuos puhdistetaan täysin kloorista, vaan pelkästään, että kloorin väkevyyttä liuoksessa alennetaan. Liuoksessa olevan klooriväkevyyden pienennyksen määrä riippuu useista teki-2g jöistä, joita selostetaan jäljempänä.

Tämän keksinnön menetelmässä klooria sisältävä alkalimetallikloridin vesiliuos saatetaan kosketukseen huokoisen membraanin toisen pinnan kanssa ja vesipitoinen neste saatetaan kosketukseen membraanin vastakkaisen 35 pinnan kanssa. Huokoinen membraani on valmistettu hydrofobisesta materiaalista ja prosessin toimiessa klooria 5 80727 siirtyy membraanin huokosten läpi alkalimetallikloridin vesiliuoksesta vesipitoiseen nesteeseen. Koska membraani on hydrofobinen, tapahtuu vain vähän tai ei lainkaan vesiliuoksen tai vesipitoisen nesteen siirtymistä membraanin 5 poikki. Itse vesipitoinen neste ei välttämättä ole vapaa kloorista, vaikka vesipitoisessa nesteessä mahdollisesti olevan kloorin väkevyyden tulee olla pienempi kuin kloorin väkevyys alkalimetallikloridin vesiliuoksessa.

Membraani, jota käytetään tämän keksinnön proses-1Q seissa, on sopivasti kalvon tai ohuen levyn muodossa, ts muodossa, jossa on kaksi pinta-alaltaan huomattavan suurta pintaa ja jonka kanssa alkalimetallikloridin vesiliuos ja vesipitoinen neste voidaan saattaa kosketukseen. Membraanin paksuus ei ole erityisen kriittinen. Sen paksuus ^5 voi olla esimerkiksi 1 mikronista 10 mm:iin, esim. 100 mikronista muutamaan mm:iin, kuten 3 mm:iin. Membraani on huokoinen ainakin siinä määrin, että se läpäisee kaasumaista klooria ja sillä voi olla suuresti vaihteleva huokoisuus, esim. vain 10 %:n huokoisuus, ts 10 % mem-2o braanin tilavuudesta koostuu huokosista, tai sillä voi .: olla jopa 90 %:n huokoisuus, vaikka yleensä huokoisuus on välillä 30-70 % tai 80 %. Huokosten koko membraanissa voi vaihdella laajalla alueella edellyttäen, että määrätyllä membraanin rakennemateriaalilla ja annetun paksui-25 sella ja huokoisella membraanilla huokosten koko ei ole niin suuri, että membraani läpäisee alkalimetallikloridin vesiliuosta tai vesipitoista nestettä. Membraanin ominaisuudet ovat tosin jossain määrin toisiinsa vaikuttavia, koska annetulla hydrofobisella materiaalilla membraanin 30 huokoisuus, huokosten koko ja paksuus tulee valita niin, että saavutetaan haluttu kloorin siirtymisvaikutus membraanin läpi klooria sisältävästä alkalimetallikloridin vesiliuoksesta vesipitoiseen nesteeseen siten, että vain vähän tai ei lainkaan liuosta tai nestettä siirtyy mem-35 braanin läpi.

6 80727

Membraani on valmistettu hydrofobisesta materiaalista, ts materiaalista, jota klooria sisältävä alka-limetallikloridin vesiliuos tai vesipitoinen neste ei kostuta huomattavassa määrin. Sopivia hydrofobisia mate-5 riaaleja ovat fluoria sisältävät orgaaniset polymeerimateriaalit, kuten tetrafluorietyleeni/heksafluoripropylee-nikopolymeeri ja polyvinylideenifluoridi. Edullinen hydrofobinen materiaali on polytetrafluorieteen ja erityisen sopiva membraani käytettäväksi tämän keksinnön pro-10 sessissa on huokoinen membraani kalvon muodossa, joka on tehty polytetrafluorieteenistä ja jota W.L. Gore and Associates Inc. myy kauppanimellä "Gore-Tex". Tämä membraani on tehty venyttämällä polytetrafluorieteenilevyä nopeasti huokoisuuden synnyttämiseksi, mitä seuraa läm-pökäsittely polytetrafluorieteenin sintraamiseksi saadussa huokoisessa kalvossa.

Tämän keksinnön prosessi voidaan toteuttaa laitteistossa, joka sisältää parin osastoja, joita erottaa huokoinen membraani, ensimmäisen osaston ollessa varus-2o tettu välineellä klooria sisältävän alkalimetalliklori-din vesiliuoksen panostamiseksi siihen ja välineellä de-klooratun alkalimetallikloridin vesiliuoksen poistamiseksi siitä, ja toisen osaston ollessa varustettu välineel-: lä vesipitoisen nesteen panostamiseksi siihen ja väli- 25 neellä klooria sisältävän vesipitoisen nesteen poista miseksi siitä. Laite liuoksen ja nesteen panostamiseksi ja poistamiseksi voi olla varustettu sopivilla osastojen seinissä olevilla aukoilla. Osastoilla on sopivasti suhteellisen pieni dimensio kohtisuorassa suunnassa mem-30 braania vastaan siten, että osastoissa oleva vesiliuos ja vesipitoinen neste on suhteellisen ohuen kalvon muodossa. Laitteistolla voi näin ollen olla suotopuristimen muoto ja osastoilla voi olla esimerkiksi 0,2-10 mm:n, : kuten 1-10 mm:n dimensio membraania vastaan kohtisuoras- 35 sa suunnassa.

7 80727

Laitteiston tehokkuus alkalimetallikloridin vesi-liuoksen dekloorauksessa riippuu membraanin pinta-alasta, jonka kanssa vesiliuos ja vesipitoinen neste ovat kosketuksessa ja ajasta, jonka liuos ja neste ovat kosketuk-5 sessa membraanin kanssa. Edullisessa toteutusmuodossa jokainen osasto voi olla varustettu ohjauslevyllä tai useilla ohjauslevyillä tai kanavalla tai useilla kanavilla, jotka toimivat suunnaten alkalimetallikloridin vesi-liuoksen ja vesipitoisen nesteen virtauksen pidennettyä reittiä huokoisen membraanin pintojen yli pidentäen täten kosketusta membraanin ja liuoksen ja nesteen välillä ja lisäten täten kloorin siirtymisen määrää huokoisen membraanin läpi. Klooria sisältävä alkalimetallikloridin vesiliuos on edullista saattaa virtaamaan laitteiston läpi ja on myös edullista, että liuos ja vesipitoinen neste virtaavat laitteiston läpi vastavirtaperiaatteella. Saattaa olla välttämätöntä dekloorata suuria määriä elek-trolyysikennosta poistettua alkalimetallikloridin vesi-liuosta, ja jotta vaadittu määrä dekloorausta voidaan 2q suorittaa, laitteiston täytyy ehkä sisältää huokoinen membraani, jolla on huomattava pinta-ala. Edelleen jos laitteiston pitäisi koostua parista huokoisen membraanin erottamia osastoja, laitteiston koon olisi ehkä oltava ylisuuri ja erityisesti sillä olisi oltava suuret korkeu-*.: 25 den ja pituuden kokonaismitat. Jotta laitteistolla ei tarvitsisi olla tällaisia suuria kokonaismittoja, on edullista että laitteisto sisältää useita pareja osastoja ja jokaista paria erottaa huokoinen membraani. Osastoilla voi olla suotopuristimen muoto. Osastoparien ensimmäiset 3Q osastot voivat olla yhteydessä keskenään osastojen seinissä olevien aukkojen avulla ja osastoparien toiset osastot voivat olla yhteydessä osastojen seinissä olevien aukkojen avulla. Tämän edullisen laitteistomuodon käytössä klooria sisältävä alkalimetallikloridin vesi-35 liuos voidaan johtaa ensimmäisten osastojen läpi peräkkäin ja dekloorattu alkalimetallikloridin vesiliuos voi- 8 80727 daan poistaa niistä ja vesipitoinen neste voidaan johtaa toisten osastojen läpi peräkkäin ja klooria sisältävä vesipitoinen neste voidaan poistaa niistä. Liuoksen ja nesteen virtaus laitteiston osastojen läpi tapahtuu edul-5 lisesti vastavirtaan. Tällainen edullinen laitteiston muoto, erityisesti kun se on suotopuristimen muodossa, voi olla liitetty, esim. kiinnitetty suotopuristintyyppiä olevaan elektrolyysikennoon.

Tämän keksinnön menetelmää voidaan käyttää minkä 10 tahansa klooria sisältävän alkalimetallikloridin vesiliuoksen, esim. kaliumkloridin liuoksen deklooraukseen, mutta yleisimmin sitä käytetään natriumkloridiliuoksen deklooraukseen.

Tämän keksinnön prosessi voi toimia klooria sisäl-15 tävän alkalimetallikloridiliuoksen yhteydessä, joka on poistettu minkä tyyppisestä elektrolyysikennosta tahansa, mutta yleensä se toimii sellaisilla liuoksilla, jotka on poistettu elohopea- tai membraanityyppiä olevista elektro-lyysikennoista, kuten edellä kuvattiin. Tällaiset elektro-20 lyysikennot ovat hyvin tunnettuja eikä ole tarpeen kuvata tällaisten elektrolyysikennojen rakennetta yksityiskohtaisesti.

Kloorin väkevyys alkalimetallikloridin vesiliuoksessa, joka on poistettu elektrolyysikennosta ja joka 25 on määrä dekloorata keksinnön prosessissa, riippuu lukuisista tekijöistä, esimerkiksi liuoksen lämpötilasta ja paineesta elektrolyysikennossa, jossa elektrolyysi suoritetaan, sitä pienempi on kloorin väkevyys liuoksessa. Sitävastoin mitä korkeampi paine, jossa elektrolyysi suo-3q ritetaan, sitä suurempi on kloorin väkevyys liuoksessa. Elektrolyysi suoritetaan tavallisesti lämpötilavälillä 7Q-95°C. Elohopeatyyppisessä elektrolyysikennossa paine on tavallisesti hieman ilmakehän painetta alempi, kun taas membraanityyppisessä elektrolyysikennossa paine voi 35 olla suunnilleen ilmakehän paine tai se voi olla ilmakehän 9 80727 painetta korkeampi. Kloorin väkevyys elektrolyysikennos-ta poistetussa liuoksessa voi olla luokkaa 1 paino-%, mutta se voi olla suurempi erityisesti, kun elektrolyysi on suoritettu ilmakehän painetta korkeammassa paineessa.

5 Kloorin väkevyys liuoksessa voi olla pienempi, esim. luokkaa 0,2 paino-%. Ennen käsittelyä tämän keksinnön prosessissa happoa, esim. kloorivetyhappoa voidaan lisätä klooria sisältävään natriumkloridin vesiliuokseen alikloori-hapokkeen muuttamiseksi klooriksi, jota happoa voi olla IQ läsnä liuoksessa.

Tämän keksinnön prosessissa on toivottavaa pienentää kloorin väkevyys natriumkloridiliuoksessa mahdollisimman pieneen arvoon ja edullisesti alle 100 miljoonasosan (ppm). ja edullisemmin alle 10 ppm:n väkevyyteen.

15 Vesipitoinen neste, jota käytetään tämän keksinnön prosessissa ja johon klooria siirretään, voi olla vettä.

Se voi kuitenkin itse olla alkalimetallikloridin vesiliuos. Se voi esimerkiksi olla sellainen liuos, joka on dekloo-rattu tämän keksinnön prosessissa ja joka on senjälkeen 2Q kyllästetty uudelleen alkalimetallikloridi11a ja jota on valinnaisesti käsitelty moniarvoisten metalli-ionien poistamiseksi. Tuloksena oleva klooria sisältävä alkalimetallikloridin vesiliuos voidaan palauttaa elektrolyysikennoon elektrolyysiä varten.

25 Jotta dekloorausprosessi voisi toimia suurella hyö- ·: tysuhteella, on edullista ajaa prosessia mahdollisimman korkeassa lämpötilassa, ts klooria sisältävän alkalimetallikloridin vesiliuoksen ja vesipitoisen nesteen ollessa mahdollisimman korkeassa lämpötilassa, esim. lämpö-3Q tilavälillä 70-95°C.

Vaihtoehtoisessa laitteistomuodossa, jossa tämän keksinnön prosessi voidaan toteuttaa, hydrofobista materiaalia oleva huokoinen membraani voi olla putken tai lukuisten putkien tai onttojen kuitujen muodossa ja pro-35 sessi voidaan toteuttaa johtamalla klooria sisältävä 10 80727 alkalimetallivesiliuos putken tai putkien tai kuitujen läpi ja vesipitoinen neste putken tai putkien tai kuitujen ulkopinnan yli. Vaihtoehtoisesti vesiliuoksen ja vesipitoisen nesteen asemat voidaan kääntää vastakkaisiksi.

5 Tällä laitteistomuodolla voi olla putkimaisen lämmönvaihtimen muoto.

Ennenkuin klooria sisältävää alkalimetalliklo-ridin vesiliuosta käytetään tämän keksinnön prosesissa, se voidaan saattaa alustavaan osittaiseen deklooraukseen, 20 esim, saattamalla se alipaineeseen ja/tai johtamalla ilmaa liuoksen läpi.

Tämän keksinnön prosessia kuvataan viitaten seu-raaviin kuviin, joissa kuva 1 esittää isometristä räjäytyskuvantoa lait-25 teistosta, jossa tämän keksinnön prosessi voidaan toteuttaa ja kuva 2 esittää vaihtoehtoista laitteiston muotoa, jossa tämän keksinnön prosessi voidaan toteuttaa.

Kuva 1 esittää laitteistoa 1, joka sisältää muo-2o vimateriaalia olevan päätylevyn 2, joka voi olla akryyli-nitriili-butadieeni-styreenikopolymeeria ja joka pääty-levy 2 sisältää kaksi aukkoa 3 ja 4. Laitteisto sisältää myös muovimateriaalia olevan päätylevyn 5, jossa on kaksi aukkoa 6 ja 7. Päätylevyjen 2 ja 5 väliin on sijoi-25 tettu kaksi kehysmäistä tiivistettä 8 ja 9, jotka myös ovat muovimateriaalia, ja huokoinen hydrofobinen membraa-ni, joka on polytetrafluorieteenin kalvon 10 muodossa, on sijoitettu tiivisteiden 8 ja 9 väliin. Huokoinen hydrofobinen membraani 10 on materiaalia, jota W.L. Gore and 30 Associates Inc. myy kauppanimellä "Gore-Tex". Membraani on limittäin tiivisteiden 8 ja 9 vastakkaisten pintojen kanssa, mutta ei välttämättä peitä kokonaan tiivisteiden vastakkaisia pintoja.

Laitteisto kootaan sijoittamalla membraani 10 tii-35 visteiden 8 ja 9 väliin ja sulkemalla tiivisteet 8 ja 9 n 80727 kiinni toisiinsa käyttämällä liimaa tai kuumasaumaamalla. Tiivisteet 8 ja 9 kiinnitetään sitten päätylevyihin 2 ja 5 samassa järjestyksessä samoin käyttäen liimaa tai kuumasaumaamalla. Kokoonpantu laitteisto käsittää kaksi 5 osastoa 11 ja 12.

Aukko 3 on yhdistetty klooria sisältävän alkali-metallikloridin vesiliuoksen lähteeseen, esim. elektro-lyysikennon anodiosastoista johtavaan poistosäiliöön ja aukko 4 on yhdistetty laitteistossa käsitellyn alkali--j^q metallikloridin vesiliuoksen varastosäiliöön. Aukko 7 on yhdistetty vesipitoisen nesteen lähteeseen, esimerkiksi kloorittoman alkalimetallikloridin vesiliuoksen lähteeseen ja aukko 6 on yhdistetty laitteiston läpi kulkeneen vesipitoisen nesteen varastosäiliöön.

15 Käytössä klooria sisältävää alkalimetallikloridin vesiliuosta syötetään osastoon 11 aukon 3 kautta, liuos johdetaan osaston läpi nuolella varustetun viivan 13 suuntaan ja dekloorattua alkalimetallikloridin vesiliuosta poistetaan osastosta aukon 4 kautta. Vesipitoista nes-2q tettä syötetään osastoon 12 aukon 7 kautta, vesipitoinen neste johdetaan osaston läpi nuolella varustetun viivan 14 osoittamaan suuntaan ja klooria sisältävää vesipitoista nestettä poistetaan osastosta aukon 6 kautta.

Kuva 2 esittää laitteistoa 14, joka sisältää muo-25 vimateriaalia olevan putken 15, jossa on päätyseinämät 16, 17. Päätyseinämät on varustettu aukoilla 18 ja 19 samassa järjestyksessä ja putki 15 on varustettu aukoilla 20 ja 21, Putken 15 sisälle on sijoitettu useita huokoista hydrofobista materiaalia, esimerkiksi huokoista poly-3Q tetrafluorieteeniä olevia putkia 22, joita levyt 23 ja 24 pitävät paikallaan. Laitteisto käsittää myös useita » ohjauslevyjä 25, 26, 27 ja 28.

Käytössä klooria sisältävää alkalimetallikloridin vesiliuosta syötetään laitteistoon aukon 19 kautta, liuos 35 kulkee pitkin huokoista, hydrofobista materiaalia 22 ole- 12 80727 via putkia ja dekloorattua alkalimetallikloridin vesi-liuosta poistetaan laitteistosta aukon 18 kautta. Vesipitoista nestettä syötetään laitteistoon aukon 20 kautta, vesipitoinen neste joutuu kosketukseen hydrofobista ma-5 teriaalia 22 olevien putkien ulkopintojen kanssa ja klooria sisältävää vesipitoista nestettä poistetaan laitteistosta aukon 21 kautta.

Prosessin toiminnan erikoisesimerkissä natrium-kloridin vesiliuosta, joka sisälsi noin 500 mg/1 klooria, ig dekloorattiin kuvassa 1 yleisesti esitetyn tyyppisessä laitteistossa. Laitteiston kokonaisulkomitat olivat 25 x 15 cm ja osastot 11 ja 12 sisälsivät ohjauslevyjä, jotka oli sijoitettu pystysuoraan tiivisteiden 8 ja 9 poikki, mutta joita ei ole esitetty kuvassa 1. Nämä ohjaus-15 levyt rajoittivat kanavia, joiden leveys oli 5 mm ja syvyys 1 mm ja kanavan kokonaispituus kummassakin osastossa 11 ja 12 oli 380 cm. (Käytössä vesiliuos ja vesipitoinen neste saatettiin kulkemaan vähitellen kanavan toisesta päästä toiseen). Tiivisteet 8 ja 9 olivat 1 mm 2o paksut ja näin ollen kummankin osaston 11 ja 12 syvyys oli 1 mm. Huokoisen polytetrafluorieteenimembraanin 10 paksuus oli 80 mikronia ja kokonaishuokoisuus 78 % ja keskimääräinen huokoshalkaisija 0,2 mikronia ja membraa-ni oli vahvistettu polypropeeniverkolla.

25 Tämän keksinnön prosessin käytössä loppuunkulu- tettua natriumkloridin vesiliuosta, joka oli poistettu membraanikennosta ja joka sisälsi noin 500 mg/1 klooria, johdettiin nopeudella 6 1/h osastossa 11 olevan kanavan läpi. Liuoksen lämpötila, kun se syötettiin osas-30 toon, oli 70°C. Kyllästettyä natriumkloridin vesiliuosta, joka oli vapaa kloorista ja 60°C:n lämpötilassa, johdettiin nopeudella 7,5 1/h osastossa 12 olevan kanavan läpi. Osastosta 12 poistetun liuoksen klooriväkevyyden havaittiin olevan noin 200 mg/1 ja tämä kloori oli siir-35 tynyt huokoisen membraanin 10 läpi osastossa 11 olevas- 13 80727 ta liuoksesta. Loppuun kulutetun natriumkloridin vesi-liuoksen dekloorausmäärää voitiin lisätä toistamalla dekloorausprosessi, ts johtamalla liuos toisen osaston 11 läpi ja saattamalla se kosketukseen toisen huokoisen t- membraanin 10 kanssa, joka on itse kosketuksessa toisessa osastossa 12 olevan kloorittomaan, kyllästetyn natriumkloridin vesiliuoksen kanssa.

Claims (11)

14 80727

1. Menetelmä kloorin poistamiseksi alkalimetalli-kloridin klooria sisältävästä vesiliuoksesta, tunnet- 5. u siitä, että vesiliuos saatetaan kosketukseen hydrofobista materiaalia olevan huokoisen membraanin pinnan kanssa ja vesipitoinen neste saatetaan kosketukseen membraanin vastakkaisen pinnan kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-10 n e t t u siitä, että huokoinen membraani on kalvon tai ohuen levyn muodossa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalvon tai ohuen levyn muodossa olevan huokoisen membraanin paksuus on 1-1000 pm.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että huokoisen membraanin huokoisuus on 10-90 %.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se toteutetaan laitteis-20 tossa (1), joka käsittää parin osastoja (11,12), jotka on erotettu toisistaan huokoisella membraanilla (10), jolloin ensimmäinen osasto on varustettu välineillä (3) klooria sisältävän alkalimetallikloridin vesiliuoksen syöttämiseksi mainittuun osastoon ja välineillä (4) alkalimetalliklo-25 ridin kloorivapaan vesiliuoksen poistamiseksi mainitusta osastosta, ja jolloin toinen osasto on varustettu välineillä (7) vesipitoisen nesteen syöttämiseksi mainittuun osastoon ja välineillä (6) klooria sisältävän vesipitoisen nesteen poistamiseksi mainitusta osastosta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että laitteiston osastojen (11,12) dimensio on 0,2-10 mm huokoista membraania (10) vastaan kohtisuorassa suunnassa.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 7 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että alkalimetallikloridin klooria is 80727 sisältävä vesiliuos ja vesipitoinen neste virtaavat laitteiston (1) läpi vastavirtaan.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se toteutetaan laiteis- 5 tossa, joka käsittää useita pareja osastoja (11,12) ja jossa jokaisen osastoparin ensimmäinen osasto (11) on erotettu jokaisen osastoparin toisesta osastosta (12) huokoisella membraanilla (10).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, t u n-10 n e t t u siitä, että osastoparien ensimmäiset osastot (11) ovat yhteydessä toisiinsa ja että osastoparien toiset osastos (12) ovat yhteydessä toisiinsa.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laitteistolla on suo- 15 datinpuristimen muoto.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen neste on alkalimetallikloridin vesiliuos. ie 80727