FI88409B - Foerfarande foer elektrolytisk produktion av vaeteperoxid - Google Patents
Foerfarande foer elektrolytisk produktion av vaeteperoxid Download PDFInfo
- Publication number
- FI88409B FI88409B FI892298A FI892298A FI88409B FI 88409 B FI88409 B FI 88409B FI 892298 A FI892298 A FI 892298A FI 892298 A FI892298 A FI 892298A FI 88409 B FI88409 B FI 88409B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cell
- air
- cells
- cathode
- electrolyte
- Prior art date
Links
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 33
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 33
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 31
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- DDBREPKUVSBGFI-UHFFFAOYSA-N phenobarbital Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1(CC)C(=O)NC(=O)NC1=O DDBREPKUVSBGFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- MSLRPWGRFCKNIZ-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;hydrogen peroxide;dicarbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].OO.OO.OO.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O MSLRPWGRFCKNIZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/28—Per-compounds
- C25B1/30—Peroxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
1 88409
Menetelmä vetyperoksidin tuottamiseksi elektrolyyttisesti Tämä keksintö on menetelmä kennon tai useamman ken-5 non käyttämiseksi vetyperoksidin tuottamiseksi ilman sisältämää happea pelkistämällä.
Yli sadan vuoden ajan on ollut tunnettua, että happea voidaan pelkistää katodilla vetyperoksidin muodostamiseksi. Puolikennoreaktion vaatimasta hyvin pienestä jän-10 nitteestä huolimatta menetelmää ei ole koskaan sovellettu kaupallisesti.
US-patenttijulkaisut 4 406 758 ja 4 511 441 kuvaavat menetelmää sähkökemiallisen kennon, jossa käytetään kaasukatodia, käyttämiseksi. Elektrolyytti syötetään ken-15 non anoditilaan, jossa muodostuu kaasua, kuten esimerkiksi happea, joka poistetaan kennosta. Elektrolyytti siirtyy sitten erottimen läpi "tihkukerroskatodin" tai itsetyhjen-tyvän katodin sisään. Katodin sisään johdetaan myös happi-kaasua, joka pelkistyy, jolloin muodostuu vetyperoksidia. 20 Vetyperoksidi voidaan valinnan mukaan hajottaa tai kerätä talteen ja käyttää valkaisuliuoksena. Happea ei voida kierrättää katodille ilman erillisiä talteenotto- ja puristusvaiheita.
Näissä molemmissa patenttijulkaisuissa ilmoitetaan, : 25 että haluttu elektrolyysireaktio kaasun kanssa tapahtuu ainoastaan silloin, kun kaasun, elektrolyyttiliuoksen ja kiinteän sähkönjohtimen välillä on kolmifaasikontakti. Patenttijulkaisujen mukaan elektrolyytin hydraulinen paine erottimen anodipuolella Ja katodipuolella on välttämätöntä • *: 30 saattaa tasapainoon elektrolyytin virtauksen katodiin pi tämiseksi kontrolloituna ja happikaasun säilyttämiseksi kaikkialla katodissa. Katodiin järjestetään riittävä määrä riittävän kokoisia huokosia sekä kaasun että nesteen samanaikaisen virtauksen katodin läpi mahdollistamiseksi.
35 Hapen läsnäolo happikatodilla on tarpeen paitsi hyötysuhteen säilyttämiseksi korkeana myös tuhoisan rä- 2 88409 jähdyksen välttämiseksi. Alkalimetallihydroksidin ollessa läsnä kokonaisreaktio happikatodilla on hapen ja veden reaktio hydroksyyli-ioneiksi ja perhydroksyyli-ioneiksi (vetyperoksidin hyvin heikon hapon, anioneiksi).
5 Katodireaktio on (1) 202 + 2H20 + 4e‘ -> 2HOj" + 20H* ja anodireaktio on (2) 40H' -> 02 + 2HjO + 4e‘ kokonaisreaktion ollessa 10 (3) 02 + 20H" -> 2H0j·.
Hapen puuttuessa katodilta kyseinen puollkennoreaktio on (4) 2H20 + 4e' -> H2 + 20H*.
Myös ei-toivottuja sivureaktioita voi tapahtua katodilla: 15 (5) H02' + 2H20 - 2e* -> 30H" sekä anodilla: (6) H02' + OH‘ -> 02 + H20 + 2e‘
Sen vuoksi on tärkeätä välttää suuren paikallisen perhyd-roksyyli-ionipitoisuuden (H02"-pitoisuuden) kasaantuminen 20 katolyyttiin.
Yhtälö 4 voi olla vallitseva, jos katodi ei sisällä happikaasua tai vetyperoksidia (yhtälö 5) joko siksi, että kenno on ääriään myöten täynnä elektrolyyttiä, tai siksi, että hapen syöttö on riittämätöntä. Hapen puuttuessa kato-: 25 dilla muodostuu vetykaasua. Vetykaasu voi muodostaa happi- kaasun kanssa räjähtävän seoksen hapensyöttöputkessa. Vaihtoehtoisesti, jos hapen syöttö olisi riittämätöntä, vetyä muodostuisi osassa, josta happi on kulutettu loppuun, ja se sekoittuisi happeen happirikkaalla vyöhykkeel-30 lä muodostaen räjähtävän seoksen.
US-patenttijulkaisuissa 3 454 477, 3 459 652, 3 462 351, 3 506 560, 3 507 769, 3 591 470 ja 3 592 749 (Grangaard) katodi on huokoinen levy ja elektrolyytti ja happi syötetään vastakkaisilta puolilta katodilla ta-35 pahtuvaa reaktiota varten. Huokoinen kaasudiffuusioelek- 3 88409 trodi vaatii vahapäällysteen reaktiovyöhykkeen rajaamiseksi sekä hapen ja elektrolyytin paineen saattamisen huolellisesti tasapainoon reaktiovyöhykkeen pitämiseksi huokoisen levyn pinnalla. Näiden kennojen anodilla kehittynyttä 5 happea ei myös voida kierrättää katodille ilman kalliita lisävaiheita.
US-patenttijulkaisussa 4 118 305 (Oloman) on yritetty ratkaista ongelmat, jotka liittyvät hydrostaattisten voimien tasapainottamiseen kiinteän elektrodin (kato-10 din), nestemäisen elektrolyytin ja happikaasun muodostaman kolmifaaslsysteemin ylläpitämiseksi, antamalla happikaasun ja nestemäisen elektrolyytin seoksen virrata jatkuvasti nestettä läpäisevän katodin, kuten esimerkiksi grafiitti-hiukkaslsta koostuvan huokoisen kerroksen, läpi. Kerros-15 elektrodin erottaa viereisestä elektrodista huokoinen erotin, jonka kannattajana toimii kerroselektrodi. Erottimen huokoset ovat riittävän suuria, jotta ne mahdollistavat elektrolyytin kontrolloidun virtauksen kerroselektrodin aukkoihin. Sähkökemialliset reaktiot tapahtuvat elektrodin 20 sisällä kaasun, elektrolyytin ja elektrodin rajapinnassa. Nestemäiset tuotteet ja reagoimaton elektrolyytti virtaa-vat painovoiman vaikutuksesta kerroselektrodin pohjalle. Sellaisissa kennoissa on ongelmana aineensiirto, koska ;* elektrodi on lähes ääriään myöten täynnä elektrolyyttiä.
: 25 Reaktiot ovat hitaita ja tuotteen kierrätys on välttämätöntä tyydyttävän tuotteen väkevyyden saavuttamiseksi, ja ylimääräisen happikaasun kierrätys on olennaisen tärkeätä taloudellisen käytön kannalta. Sitä paitsi anodilla kehittynyttä happea ei voida helposti kierrättää katodille.
30 Kullakin näistä alalla aikaisemmin tunnetuista elektrolyysikennoita on haittapuolena se, että ne vaativat huomattavasti suuremman jännitteen kuin teoreettis- ____ ten puolikennojännitteiden summa kennojen suuren ohmisen vastuksen vuoksi, mikä synnyttää liikaa lämpöä ja edellyt-35 tää jonkinlaista jäähdytyskeinoa. Yksi näiden kennojen i 88409 lisäpuute on se, että niistä puuttuvat keinot muuttaa kennon kapasiteettia käytön aikana.
Suurin ongelma vetyperoksidikennon turvallisessa ja tehokkaassa käytössä on hapen rajoittunut liukoisuus emäk-5 siseen elektrolyyttiin. Puhtaan hapen liukoisuus 0,1
NaOHiohon 1 bar:n paineessa on vain 1,3 nunol/litra. Tämä pitoisuus rajoittaisi kennon virrantiheyden suunnilleen arvoon 0,001 A/cm2, joka on epäkytännöllinen. Yrityksiin ratkaista liukoisuusongelma kuuluvat ilmakehän painetta 10 korkeamman hapen paineen, tihkukerroskatodien ja vastaavien käyttäminen. Yksikään näistä yrityksistä ei liittynyt siihen turvallisuusriskiin, joka olisi olemassa, jos edes yhdessä kennoista ilmenisi happivajausta.
US-patenttihakemukset 932 836, joka on jätetty 20. 15 marraskuuta 1986, 932 834, joka on jätetty 20. marraskuuta 1986, ja 932 832, joka on jätetty 20. marraskuuta 1986, kuvaavat elektrolyysikennoja, joissa on katodi, jonka ensimmäinen pinta on kosketuksissa elektrolyytin kanssa ja toinen pinta, joka muodostaa kennon ulkopinnan, on kos-20 ketuksissa ilman tai jonkin muun happea sisältävän kaasun kanssa. Eräs tähän saakka tuntematon ongelma on se, että jatkuvassa käytössä katodi, joka pelkistää ilman sisältämän hapen vetyperoksidiksi, käy vähitellen tehottomaksi ja tukkeutuu. Syyksi tähän ongelmaan on todettu ilmassa muka-25 na oleva hiilidioksidi, joka absorboituu ja muodostaa kiteitä, joko natriumkarbonaattikiteitä tai vetyperoksidin läsnä ollessa natriumkarbonaattiperoksidikiteitä, joista kummat tahansa tukkivat katodin huokoset.
Esillä oleva keksintö on menetelmää kennon tai 30 useamman kennon käyttämiseksi, jolloin kussakin kennossa on elektrolyytin syöttöaukko, elektrolyytin poistoaukko, anodi, kaasua läpäisevä huokoinen katodi ja erotusväline, joka rajaa anoditilan ja katoditilan, jolloin katodi käsittää ensimmäisen pinnan, joka on kosketuksessa elektro-35 lyytin kanssa, ja toisen pinnan, joka muodostaa kennon 5 88409 ulkopinnan. Menetelmälle on tunnusomaista, että kennoa tai kennoja ympäröivään säiliöön syötetään ilmaa, ilmasta poistetaan hiilidioksidi, kennoon tai kennoihin syötetään emäksistä elektrolyyttiä, hiilidioksidition ilma ohjataan 5 kennossa tai kennoissa katodin toisen pinnan poikki hapen toimittamiseksi kennon tai kennojen toiselle pinnalle, anodin ja katodin välille kytketään sähköjännite, jolloin happi pelkistyy vetyperoksidiksi, ilma poistetaan säiliöstä ja vetyperoksidia sisältävä elektrolyytti kerätään tal-10 teen kennosta tai kennoista.
Hiilidioksidi voidaan poistaa ilmasta joko ennen ilman saapumista säiliöön tai ilman säiliöön saapumisen jälkeen mutta ennen sen ohjaamista kennossa tai suuressa määrässä kennoja olevan katodin toisen pinnan poikki. Hii-15 lidioksidi voidaan poistaa millä tahansa tarkoituksenmukaisella keinolla, edullisesti kiinteään aineeseen tai nesteeseen absorboimalla. Kennosta ei ole pakko poistaa kaikkea hiilidioksidia vaan ainoastaan riittävä osa kiteiden muodostumisen ja niiden aiheuttaman katodin tukkeutu-20 misen estämiseksi.
Hiilidioksidin absorbointi ilmasta nesteeseen esimerkiksi natriumhydroksidin vesiliuokseen, on edullista, •; koska samalla voidaan säätää ilman suhteellista kosteutta.
Alan ammatti-ihmiset käsittävät ilman muuta, että tämä 25 tarjoaa keinon säädellä elektrolyytistä katodi tilassa tapahtuvan veden haihtumisen nopeutta, jotta estetään liian suuri paikallinen natriumhydroksidin vesiliuoksen ja vetyperoksidin pitoisuus elektrolyytissä katoditilassa.
On yllättäen havaittu, että ilmaa ei ole välttämä-30 töntä ohjata säiliössä katodin toisen pinnan poikki suurella nopeudella eikä ilmaa ole välttämätöntä pitää säiliössä ylipaineessa. Yksinkertainen puhallin tai tuuletin riittää, jolloin energian kulutus on mahdollisimman pieni.
Koska suuri määrä ilmaa pystytään siirtämään hel-35 posti, menetelmällä on se lisäetu, että se tarjoaa yksin- 6 88409 kertaisen keinon kennossa kehittyneen ylimääräisen lämmön poistamiseksi poistoilman mukana. On ilman muuta selvää, että suuri määrä kennoja, joita käytetään lähellä toisiaan, saattaa vaatia jäähdytystä, vaikka kennojen ohminen 5 vastus onkin pieni. Koska kaikki säiliöön syötetyn ilman sisältämä typpi on pakko laskea ulos, tämä typpi toimii yhdessä mahdollisesti sisältämänsä hapen kanssa kennojen vapaana lämpönä tuottaman lämmön poistajana. Tämä tekee mahdolliseksi sijoittaa säiliöön lähekkäin monta kennoa.
10 Turvallisen toiminnan kannalta on välttämätöntä käyttää ilmaa ylimäärin sen varmistamiseksi, että kaikkiin kennoihin on saatavissa riittävästi happea. Jotta käytettävissä on riittävän suuri ylimäärä ilmaa, kennojen lämpötilö on edullisesti pitää riittävän alhaisena vetype-15 roksidin liiallisen hajoamisen estämiseksi. Alle 50 °C:n lämpötila on toivottava ja alle 30 °C:n lämpötila edullinen.
Eräs tämän keksinnön etu on vielä se, että anodilla syntynyt ja anoditilasta poistettu happikaasu voidaan 20 käyttää uudelleen kennon katodilla ilman mitään erillisiä talteenotto- ja puristusvaiheita. Lisäksi tällä keksinnöllä vältetään aikaisempien kennojen turvallisuusriskit, koska kussakin säiliössä olevassa kennossa on katodipinta kosketuksissa säiliössä olevan ilman kanssa, joten ken- 25 noissa ei luoteta erillisiin välineisiin hapen toimittamisessa kuhunkin kennoista. Hapen läsnäolo katodilla on välttämätöntä, jotta vältetään vedyn kehittyminen jossakin kennossa.
Seuraava kuva valaisee yksityiskohtaisesti eräitä 30 edullisia tämän keksinnön mukaisia toteutusmuotoja.
Kuvio 1 on poikkileikkauskuva säiliöstä, joka sisältää monta kennoa, jossa katodin toinen pinta muodostaa kennon yläpinnan.
Kuva 1. Ilma painetaan puhaltimella 102 ilman tulo-35 aukon 143 kautta suihkutusperiaatteella toimivaan kaasun- 7 88409 pesuriin 104, jossa suihkun tuloputki 141, joka johtaa natriumhydroksidin vesiliuoksen jostakin lähteestä (joka ei näy) suihkutinpäähän 142. Ilma ja natriumhydroksidi-liuossuihku virtaavat suihkutuspesurin läpi vastavirtaan 5 ja pesty ilma saapuu putkeen 105. Natriumhydroksidin vesi-liuos virtaa vesiliuoksen poistoaukosta 146 säiliöön (joka ei näy).
Putkeen 105 saapunut ilma, joka ei sisällä hiilidioksidia ja jonka vesipitoisuus on tasapainossa natri-10 umhydroksidin vesiliuoksen kanssa, johdetaan ilmanjako-putkea 130 pitkin säiliöön 100. Säiliössä 100 on päällekkäin suuri määrä kennoja 150A ja 150M, jotka on yhdistetty tasavirtalähteeseen (joka ei näy). Kunkin kennon yläpinnan muodostaa huokoinen katodi. Varastosäiliöstä (joka ei näy) 15 tuleva vettä sisältävä natriumhydroksidielektrolyytti saapuu elektrolyytin tuloputken ( 160 kautta ja jaetaan syöt-tökaukaloon 161A, jossa on ylivuotoputki 162A. Elektrolyytti valuu syöttökaukalosta putouksena toiseen, sen alapuolella sijaitsevaan kaukaloon ja valuu säiliöstä yli 20 162M:n kautta, ja se johdetaan säiliöön (joka ei näy).
Kaukalosta, kuten esimerkiksi 161A:sta, elektrolyytti oh-jataan kennoon 150A. Putkesta 130 ilma suunnataan kennon 150A pinnan poikki ja se diffundoituu kennon sisään, jossa se pelkistetään vetyperoksidiksi. Kennoista 150A ja 150M .·, - 25 elektrolyytti kerätään poistokaukaloihin 163A ja 163 M.
Poistokaukalot on yhdistetty poistoputkeen 165 (joka on piirretty ainoastaan kennoon 150M), joka johtaa tuotteen säiliöstä säiliöihin, jotka on tarkoitettu tuotteen varastointiin (ja jotka eivät näy). Ilma poistetaan säiliöstä 30 100 ilman poistoaukon 180 kautta.
Tämän keksinnön suoja-alan piiriin kuuluu, että säiliö voi sisältää vain yhden kennon tai monta kennoa. Kennot voidaan järjestää yhdeksi tai useaksi pinoksi kunkin pinon koostuessa monesta kennosta.
• ’· 35 Parasta tapaa soveltaa tätä keksintöä käytännössä valaisevat seuraavat ei-rajoittavat esimerkit.
β 88409
Esimerkki 1, suoritus A
Umpinaiseen säiliöön muodostettiin kenno, joka sisälsi anodina nikkelilevyn, joka muodosti kennon pohjan. Levyn päälle asetettiin 0,1 mm paksu kerros polyesterihuo-5 paa, joka toimii anoditilana ja 0,025 mm paksu kerros vedellä kostutettavissa olevaa pienihuokoista polypropeenikalvoa, jonka keskimääräinen huokoisuus oli 38 % tehollisen huokoskoon ollessa 0,02 pm ja jota käytettiin erottimena. Kalvoon tehtiin noin 0,7 mm pitkiä viiltoja 1 cm x 1 10 cm:n matriisiin. Toinen polyesterihuopa, joka toimi kato di tilana, oli noin 1 mm paksu. Ellei toisin ole mainittu, säiliössä oli elektrolyyttinä 4-%:inen NaOH, joka sisälsi 0,05 % EDTAa. Vertailusuorituksessa A kenno toimi 5 tuntia happikaasun syöttönopeuden ollessa 320 ml/minuutti ilmake-15 hän paineessa ja happikaasun ollessa kosketuksissa katodin toisen pinnan kanssa. Kenno oli kallistettu 10°:n kulmaan.
Katodina oli hiilimusta, joka kerrostettiin 1,25 mm paksulle grafiittikankaalle, jonka koko oli 51 en x 15 cm ja johon oli imeytetty polytetrafluorieteeniä (PTFE) ja 20 hiilimustan ja PTFE:n seosta.
Suoritus B
Suoritus B oli samanlainen kuin suoritus A, paitsi että happea sisältävänä kaasuna käytettiin puhtaan hapen sijasta ilmaa syöttönopeudella 1600 ml/minuutti.
; 25 Suoritus C
Suorituksessa C käytettiin myös happea sisältävävä kaasuna 1600 ml ilmaa/minuutti ja kennon kulmana 12°:ta. Kennossa käytettiin erottimena kaupallista ioninvaihtokal-voa, joka oli rei'itetty kuten edellä. Ilmasta poistet-• 30 tiin hiilidioksidi saattamalla se kosketuksiin natriumhyd-roksidin kanssa. Tulokset on esitetty taulukkona I.
9 88409
Taulukko I
Suori- Aika Hyötysuhde H„0? Virtaus °C
tus (%) (%) (g/m) syöttö tuote 5 A 1 96 1,7 9,1 24,4 26,3 2 101 1,7 9,5 24,4 25*8 3 92 1,6 9,2 24,5 25,7 4 94 1,6 9,3 24,4 25,9 5 87 1,5 9,5 24,4 25,7 10 Keskim. 94 1,6 9,3 24,4 25,8 B 1 83 1,5 9,2 21,9 26,3 2 88 1,4 10,0 23,1 27,1 3 92 1,5 10,3 23,0 25<7 15 4 97 1,5 10,4 23,6 25,4 5 86 1,4 10,4 24,1 25,7
Keskim. 89 1,45 10,1 23,4 26*0 c 1 76,4 1,1 11,0 24,0 27,1 2o 2 96,5 1,3 12,0 23,3 27,6 3 92,0 1,2 12,2 22,5 26,1 4 90,1 1,3 11,5 22,8 26,3 5 85,6 1,3 10,9 22,6 26,3
Keskim. 88,1 1,2 11,5 22,8 26,5
Claims (4)
1. Menetelmä kennon tai useamman kennon käyttämiseksi, jolloin kussakin kennossa on elektrolyytin syöttö- 5 aukko, elektrolyytin poistoaukko, anodi, kaasua läpäisevä huokoinen katodi ja erotusväline, joka rajaa anoditilan ja katoditilan, jolloin katodi käsittää ensimmäisen pinnan, joka on kosketuksessa elektrolyytin kanssa, ja toisen pinnan, joka muodostaa kennon ulkopinnan, tunnettu 10 siitä, että kennoa tai kennoja ympäröivään säiliöön syötetään ilmaa, ilmasta poistetaan hiilidioksidi, kennoon tai kennoihin syötetään emäksistä elektrolyyttiä, hiilidiok-sidition ilma ohjataan kennossa tai kennoissa katodin toisen pinnan poikki hapen toimittamiseksi kennon tai kenno-15 jen toiselle pinnalle, anodin ja katodin välille kytketään sähköjännite, jolloin happi pelkistyy vetyperoksidiksi, ilma poistetaan säiliöstä ja vetyperoksidia sisältävä elektrolyytti kerätään talteen kennosta tai kennoista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-20 n e t t u siitä, että hiilidioksidi poistetaan ilmasta saattamalla ilma kosketukseen vesipitoisen natriumhydrok-sidin kanssa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaa syötetään riittävästi - 25 ylimäärin lämpötilan säilyttämiseksi kennossa tai kennoissa 50 °C:n alapuolella.
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaa syötetään riittävästi ylimäärin lämpötilan säilyttämiseksi kennossa tai kennois- • 30 sa 30 °C:n alapuolella. 11 88409
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/932,833 US4693794A (en) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | Process for manufacturing hydrogen peroxide electrolytically |
| US93283386 | 1986-11-20 | ||
| US8701530 | 1987-06-30 | ||
| PCT/US1987/001530 WO1988003965A1 (en) | 1986-11-20 | 1987-06-30 | Process for manufacturing hydrogen peroxide electrolytically |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI892298A FI892298A (fi) | 1989-05-12 |
| FI892298A0 FI892298A0 (fi) | 1989-05-12 |
| FI88409B true FI88409B (fi) | 1993-01-29 |
| FI88409C FI88409C (fi) | 1993-05-10 |
Family
ID=25463021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI892298A FI88409C (fi) | 1986-11-20 | 1989-05-12 | Foerfarande foer elektrolytisk produktion av vaeteperoxid |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4693794A (fi) |
| BR (1) | BR8707898A (fi) |
| CA (1) | CA1316485C (fi) |
| FI (1) | FI88409C (fi) |
| MX (1) | MX169648B (fi) |
| SE (1) | SE462755B (fi) |
| WO (1) | WO1988003965A1 (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5316629A (en) * | 1991-09-20 | 1994-05-31 | H-D Tech Inc. | Process for maintaining electrolyte flow rate through a microporous diaphragm during electrochemical production of hydrogen peroxide |
| DE4311665C1 (de) * | 1993-04-08 | 1994-08-18 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Herstellung von Alkaliperoxid-Lösungen |
| DE4317349C1 (de) * | 1993-05-25 | 1994-10-13 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Herstellung von Alkaliperoxid/Percarbonat-Lösungen |
| US5565073A (en) * | 1994-07-15 | 1996-10-15 | Fraser; Mark E. | Electrochemical peroxide generator |
| DE19516304C1 (de) * | 1995-05-04 | 1996-07-25 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Herstellung von Alkaliperoxid-Hydrat |
| JP2003506120A (ja) | 1999-08-05 | 2003-02-18 | ステリス インコーポレイテッド | 過酢酸の電気分解による合成 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR654592A (fr) * | 1927-07-13 | 1929-04-08 | Ig Farbenindustrie Ag | Procédé d'obtention d'eau oxygénée par réduction cathodique d'oxygène |
| US3459652A (en) * | 1966-12-27 | 1969-08-05 | Kimberly Clark Co | Paraffin-active carbon electrode |
| US3454477A (en) * | 1966-12-27 | 1969-07-08 | Kimberly Clark Co | Electrochemical process of producing peroxide solutions and porous electrode therefor |
| US3506560A (en) * | 1967-01-30 | 1970-04-14 | Kimberly Clark Co | Electrolytic cell having novel electrolyte flow path means |
| US3507769A (en) * | 1967-01-30 | 1970-04-21 | Kimberly Clark Co | Simplified electrolytic cell |
| US3462351A (en) * | 1967-01-30 | 1969-08-19 | Kimberly Clark Co | Process for alkaline peroxide solution production including alkali concentration control |
| US3856640A (en) * | 1971-06-02 | 1974-12-24 | Wright H D | Production of hydrogen peroxide |
| US3969201A (en) * | 1975-01-13 | 1976-07-13 | Canadian Patents And Development Limited | Electrolytic production of alkaline peroxide solutions |
| US4430177A (en) * | 1979-12-11 | 1984-02-07 | The Dow Chemical Company | Electrolytic process using oxygen-depolarized cathodes |
| US4406758A (en) * | 1982-02-18 | 1983-09-27 | The Dow Chemical Company | Method of operating a liquid-gas electrochemical cell |
| US4511441A (en) * | 1982-02-18 | 1985-04-16 | The Dow Chemical Company | Method of operating a liquid-gas electrochemical cell |
-
1986
- 1986-11-20 US US06/932,833 patent/US4693794A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-06-30 BR BR8707898A patent/BR8707898A/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-06-30 WO PCT/US1987/001530 patent/WO1988003965A1/en active IP Right Grant
- 1987-07-03 CA CA000541300A patent/CA1316485C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-14 MX MX007354A patent/MX169648B/es unknown
-
1989
- 1989-05-12 FI FI892298A patent/FI88409C/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-05-19 SE SE8901802A patent/SE462755B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1316485C (en) | 1993-04-20 |
| US4693794A (en) | 1987-09-15 |
| FI892298A (fi) | 1989-05-12 |
| WO1988003965A1 (en) | 1988-06-02 |
| MX169648B (es) | 1993-07-16 |
| FI892298A0 (fi) | 1989-05-12 |
| FI88409C (fi) | 1993-05-10 |
| SE8901802L (sv) | 1989-05-19 |
| BR8707898A (pt) | 1989-10-31 |
| SE462755B (sv) | 1990-08-27 |
| SE8901802D0 (sv) | 1989-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3969201A (en) | Electrolytic production of alkaline peroxide solutions | |
| US4683039A (en) | Membrane pervaporation process | |
| RU2074266C1 (ru) | Электролитическая ячейка и электрод с капиллярными зазорами для электролитических реакций с выделением или поглощением газа и способ электролиза для нее | |
| US4595469A (en) | Electrolytic process for production of gaseous hydrogen chloride and aqueous alkali metal hydroxide | |
| US4221644A (en) | Air-depolarized chlor-alkali cell operation methods | |
| US4455203A (en) | Process for the electrolytic production of hydrogen peroxide | |
| US3410783A (en) | Electrochemical cell for separation of gaseous mixtures | |
| US20100314261A1 (en) | Oxygen-Consuming Zero-Gap Electrolysis Cells With Porous/Solid Plates | |
| US4256551A (en) | Electrolytic process | |
| FI88409B (fi) | Foerfarande foer elektrolytisk produktion av vaeteperoxid | |
| NO307524B1 (no) | FremgangsmÕte for fremstilling av en alkalisk hydrogenperoksydoppløsning | |
| US4305793A (en) | Method of concentrating alkali metal hydroxide in hybrid cells having cation selective membranes | |
| US4332662A (en) | Electrolytic cell having a depolarized cathode | |
| US4891107A (en) | Porous diaphragm for electrochemical cell | |
| US4872957A (en) | Electrochemical cell having dual purpose electrode | |
| US5045162A (en) | Process for electrochemically regenerating chromosulfuric acid | |
| CA1250404A (en) | Membrane pervaporation process | |
| US4246078A (en) | Method of concentrating alkali metal hydroxide in hybrid cells having cation selective membranes | |
| US4415413A (en) | Method of concentrating alkali metal hydroxide in a cascade of hybrid cells | |
| US4299673A (en) | Method of concentrating alkali metal hydroxide in hybrid cells having cation selective diffusion barriers | |
| US4790915A (en) | Process for the electrolysis of alkali metal chloride solutions | |
| CA2239572A1 (en) | Electrolyte cell | |
| JP3373178B2 (ja) | 電解方法 | |
| FI73744B (fi) | Foerfarande foer anvaendning av en elektrokemisk vaetske/gascell. | |
| US4744873A (en) | Multiple compartment electrolytic cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| FD | Application lapsed | ||
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: FMC CORPORATION |