FR2493878A1 - Aq. alkaline soln. contg. hydrogen peroxide, made in electrolysis cell - esp. caustic soda soln. contg. hydrogen peroxide and used as oxidant or bleach - Google Patents

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    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form

Abstract

A cell is used contg. a membrane sepg. an anode chamber from a cathode chamber, in which a porous cathode is located. The cathode is a carbon or graphite felt or fabric, which is given a hydrophilic treatment prior to its use as the cathode. An emulsion of O2 or a gas contg. O2 in an aq. soln. of alkali hydroxide is fed through the cathode to formH202 dissolved in the soln. The hydrophilic treatment pref. consists in immersing the felt or fabric in (A) an alkanol, esp. pure, boiling ethanol for 2 h, then washing in water; or (B) in a hot mixt. of 50% chromic and sulphuric acids for 0.5-5 minutes, then washing in water. The pref. cell uses a perforated sheet anode made of Ni or steel coated with Ni. The prod. is an oxidising and bleaching agent which does not cause the corrosion and pollution created by similar agents based on Cl cpds., and can be used for bleaching paper pulp.

Description

L'eau oxygénée est un agent d'oxydation et de blanchiment
qui présente l'avantage de ne pas générer de déchets corrosifs ou
polluants contrairement à d'autres agents d'oxydation et de blanchi
ment classiques, par exemple les dérivés du chlore (eau de javel,
bioxyde de chlore, etc.). Son action sélective est aisément contro-
lable et est ainsi appréciée dans de nombreuses industries où la
qualité du produit fini revêt une grande importance, notamment dans
le domaine du blanchiment des putes à papier.
Hydrogen peroxide is an oxidizing and bleaching agent
which has the advantage of not generating corrosive waste or
pollutants unlike other oxidizing and bleaching agents
such as chlorine derivatives (bleach,
chlorine dioxide, etc.). Its selective action is easily contro-
lable and is thus appreciated in many industries where the
quality of the finished product is of great importance, particularly in
the field of whitening paper money.

Cependant, l'eau oxygénée est un réactif relativement
cher, ce qui limite son utilisation : ce coQt élevé s'explique par
le fait que, dans les procédés classiques de production de l'eau
oxygénée, celle-ci est purifiée et concentrée en vue de sa commer
cialisation. Ces opérations ne sont cependant pas nécessaires pour
de nombreuses applications ; par exemple, le blanchiment des pâtes
à papier est réalise avec une solution diluée d'eau oxygénée dans
un hydroxyde alcalin, généralement la soude.
However, hydrogen peroxide is a relatively
expensive, which limits its use: this high cost is explained by
the fact that, in conventional processes of water production
oxygenated, it is purified and concentrated with a view to its
keting. These operations are however not necessary for
many applications; for example, pasta bleaching
paper is made with a dilute solution of hydrogen peroxide in
an alkaline hydroxide, usually soda.

Dans ce cas, un procédé permettant de produire une solu
tion alcaline d'eau oxygénée serait donc un avantage puisqu'il sup
primerait les opérations de dilution d'une solution commerciale
concentrée d'eau oxygénée et de mélange de celle-ci avec une solu
tion d'hydroxyde alcalin. Si, de plus, cette production était rda-
lisée sur le lieu d'utilisation, on aurait l'économie du transport
et l'assurance d'une sécurité d'approvisionnement.
In this case, a process for producing a solution
alkaline hydrogen peroxide would be an advantage since it
would dominate the dilution operations of a commercial solution
concentrated oxygenated water and mixing it with a solution
alkali hydroxide. If, moreover, this production was reduced
on the place of use, we would save the transport
and the assurance of security of supply.

Par ailleurs, la production de l'eau oxygénée en milieu
alcalin par voie électrochimique par réduction de l'oxygène ou de l'air sous pressionkn présence d'une solution aqueuse alcaline, sur des cathodes
poreuses en charbon, est une technique connue.
In addition, the production of hydrogen peroxide in
alkaline electrochemically by reduction of oxygen or air under pressure; presence of an aqueous alkaline solution on cathodes
porous coal, is a known technique.

Ces cathodes sont géneralement constituées de particules
de carbone agglomérées ensemble au moyen d'un liant hydrophobe.
These cathodes are usually made up of particles
of carbon agglomerated together by means of a hydrophobic binder.

Toutefois, ces électrodes présentent deux inconvénients
importants
- une réalisation délicate et
- une longévité relativement réduite, du fait même de leur
principe de fonctionnement basé sur un triple contact (gaz-électrolyte
électrode).
However, these electrodes have two disadvantages
important
- a delicate realization and
- a relatively short life expectancy, by the very fact of their
principle of operation based on a triple contact (gas-electrolyte
electrode).

La pénétration progressive de la solution alcaline au sein de la structure poreuse, en réduisant la surface active, est à l'origine du vieillissement de l'électrode. The progressive penetration of the alkaline solution into the porous structure, by reducing the active surface, is at the origin of the aging of the electrode.

Ces cathodes peuvent également être constituées par un lit fixe de particules de graphite. Ces cathodes présentent rapidement une forte hétérogénéité de potentiels ; de plus, l'électrolyte et I' l'oxygène doivent être maintenus sous pression, ce qui accroît le coat de réalisation de la cellule et réduit la longévité de la cathode. These cathodes can also be constituted by a fixed bed of graphite particles. These cathodes rapidly exhibit a high heterogeneity of potentials; in addition, the electrolyte and the oxygen must be kept under pressure, which increases the cost of production of the cell and reduces the longevity of the cathode.

La présente invention a donc pour objet un procédé pour la production de l'eau oxygénée en milieu alcalin par électroréduction de l'oxygène ou d'un gaz contenant de oxygène, en présence d'eau et d'un hydroxyde alcalin, dans une cellule électrolytique comprenant une cathode et une anode permettant de remédier aux inconvénients de la technique antérieure ; selon ce procédê, on fait passer une dmul- sion d'oxygène, ou d'un gaz en contenant, dans un blectrolyte, constitué par une solution aqueuse d'un hydroxyde alcalin, à travers une cathode poreuse constituée par un feutre ou un tissu de carbone ou de graphite, à l'interieur de ladite cellule, pour former de l'eau oxygénée par réduction de l'oxygène en présence d'eau et d'un hydroxyde alcalin au contact de la cathode, cette cathode étant en outre séparée de l'anode par une membrane séparatrice semi-perméable pour empêcher le contact de l'eau oxygénée formée avec l'anode. The subject of the present invention is therefore a process for the production of oxygenated water in an alkaline medium by electroreduction of oxygen or of an oxygen-containing gas, in the presence of water and an alkaline hydroxide, in a cell electrolytic system comprising a cathode and an anode to overcome the disadvantages of the prior art; according to this process, a solution of oxygen, or a gas containing it, is passed through a porous cathode consisting of a felt or cloth in an electrolyte of an aqueous solution of an alkaline hydroxide. carbon or graphite, inside said cell, to form oxygenated water by reducing the oxygen in the presence of water and an alkaline hydroxide in contact with the cathode, this cathode being further separated of the anode by a semipermeable separating membrane to prevent the contact of hydrogen peroxide formed with the anode.

L'invention a également pour objet une cellule d'électro- lyse pour la production électrochimique de l'eau oxygénée en solution aqueuse alcaline, par électroréduction de l'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène en presence dsgau et d'un hydroxyde alcalin, pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus defini. The invention also relates to an electrolysis cell for the electrochemical production of hydrogen peroxide in alkaline aqueous solution, by electroreduction of oxygen or of an oxygen-containing gas in the presence of water and water. an alkaline hydroxide, for carrying out the above defined process.

La cellule d'électrolyse selon l'invention comporte à cet effet
- une cathode poreuse en feutre ou tissu de carbone ou de graphite >
- une anode en nickel ou en acier nickelé sous forme de tôle perforée,
- un compartiment cathodique pour loger ladite cathode,
- un compartiment anodique faisant suite audit compartiment cathodique pour loger ladite anode,
- une membrane séparatrîce semi-perméable pour séparer le compartiment cathodique du compartiment anodique, et également
- un dispositif pour alimenter le compartiment cathodique avec une émulsion d'oxygène ou de gaz contenant de l'oxygène dans une solution aqueuse d'un hydroxyde alcalin,
- un dispositif pour soutirer l'eau oxygénée en solution aqueuse alcaline formée dudit compartiment cathodique, et
- un dispositif pour alimenter le compartiment anodique avec une solution aqueuse d'un hydroxyde alcalin.
The electrolysis cell according to the invention comprises for this purpose
- a porous cathode made of felt or carbon or graphite fabric>
an anode made of nickel or nickel-plated steel in the form of a perforated sheet,
a cathode compartment for accommodating said cathode,
an anode compartment following said cathode compartment for accommodating said anode,
a semi-permeable separable membrane for separating the cathode compartment from the anode compartment, and also
a device for supplying the cathode compartment with an emulsion of oxygen or of gas containing oxygen in an aqueous solution of an alkaline hydroxide,
a device for withdrawing oxygenated water in alkaline aqueous solution formed from said cathode compartment, and
a device for supplying the anode compartment with an aqueous solution of an alkaline hydroxide.

Selon un mode de réalisation particulier, le compartiment cathodique est cloisonné par la cathode en deux sous-compartiments, l'un en amont, l'autre en aval de cette cathode, l'alimentation en émulsion d'oxygene se faisant dans le sous-compartiment amont et le soutirage de l'eau oxygénée formée se faisant dans le sous-compartiment aval. According to a particular embodiment, the cathode compartment is partitioned by the cathode in two subcompartments, one upstream and the other downstream of this cathode, the supply of oxygen emulsion being in the sub-compartment. upstream compartment and the withdrawal of oxygenated water formed in the subcompartment downstream.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la cathode est en feutre ou tissu de carbone ou de graphite préalablement soumis à un traitement d'hydrophilisation. According to an essential characteristic of the invention, the cathode is made of felt or carbon or graphite fabric previously subjected to a hydrophilization treatment.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la membrane séparatrice est constituée par une membrane échangeuse de cations ou par une membrane microporeuse du type hydrophile. According to another characteristic of the invention, the separating membrane is constituted by a cation exchange membrane or by a microporous membrane of the hydrophilic type.

Selon une autre caractéristique encore, la cellule d'électrolyse comporte un circuit pour recycler le contenu du sous-compartiment cathodique aval vers l'alimentation du sous-compartiment cathodique amont en vue d'amener la concentration en eau oxygénée dans ledit sous-compartiment aval au niveau souhaité. According to another characteristic, the electrolysis cell comprises a circuit for recycling the contents of the downstream cathode sub-compartment to the supply of the upstream cathode sub-compartment in order to bring the concentration of hydrogen peroxide in said sub-compartment downstream at the desired level.

Selon une autre caractéristique également, la cellule d'elec- trolyse comporte un dispositif pour créer un vortex dans le~sous-com- partiment cathodique amont, en vue de contraindre l'émulsion à balayer, à débit élevée, la surface de la cathode.  According to another characteristic also, the electrolysis cell comprises a device for creating a vortex in the ~ upstream cathodic sub-partition, in order to constrain the emulsion to be swept, at a high rate, the surface of the cathode .

En outre un ajutage est prevu pour évacuer l'excédent gazeux de ltemulsion dudit sous-compartiment amont et le recycler vers l'alimentation de ce sous-compartiment cathodique amont. In addition, a nozzle is provided to evacuate the gaseous excess of the emulsion of said upstream subcompartment and recycle it to the feed of this upstream cathode subcompartment.

Selon une nouvelle caracteristique, la cellule d'électrolyse comporte un circuit pour évacuer oxygène gazeux, formé dans le compartiment anodique, dans une circulation anodique forcée en circuit non ferle.  According to a new characteristic, the electrolysis cell comprises a circuit for evacuating gaseous oxygen, formed in the anode compartment, in a forced anode circulation in a non-iron circuit.

Selon une autre nouvelle caractéristique, la concentration de la solution aqueuse d'hydroxyde alcalin est maintenue entre 0,1 mole/litre et 2,5 moles/litre.  According to another new characteristic, the concentration of the aqueous solution of alkaline hydroxide is maintained between 0.1 mol / liter and 2.5 mol / liter.

La caractéristique essentielle de l'invention reside dans le fait que la cathode est constituée par un réseau cohérent de fibres de carbone ou de graphite, tel qu'un feutre ou tissu de carbone ou de graphite ; un feutre de graphite présente cependant de meilleures qualités de conduction électrique et une meilleure tenue mécanique qu'un feutre de carbone. The essential characteristic of the invention lies in the fact that the cathode is constituted by a coherent network of carbon or graphite fibers, such as a felt or fabric of carbon or graphite; a graphite felt, however, has better electrical conduction qualities and better mechanical strength than a carbon felt.

Les feutre ou tissus utilises ont préférentiellement une épaisseur au moins égale à 2 mm afin d'obtenir une importante surface active. La porosité de ces feutres ou tissus est d' au moins 98 %. Il est nécessaire de faire subir à ces feutres et tissus un traitement préalable afin qu'ils puissent être utilisés en tant que cathodes dans des cellules électrolytiques de l'invention
En effet, ces feutres ou tissus présentent une nette tendance hydrophobe qui interdirait un passage suffisant de 1'1ectro- lyte à travers son épaisseur. I1 est par conséquent avantageux de les soumettre à un traitement préalable d'hydrophilisation. Celui-ci peut être conduit de deux manieres åifferentes
- la première méthode de traitement consiste en une immersion du feutre ou tissu dans un alcool inférieur, par exemple de l'éthanol pur, à l'ébullition pendant une durée d'environ deux heures
- la seconde méthode de traitement comporte une immersion du feutre ou tissu dans de l'acide sulfochromique à environ 50 %, à chaud, pendant environ 30 secondes à 5 minutes.
The felt or fabric used preferably has a thickness of at least 2 mm in order to obtain a large active surface. The porosity of these felts or fabrics is at least 98%. It is necessary to subject these felts and fabrics to pre-treatment so that they can be used as cathodes in electrolytic cells of the invention.
Indeed, these felts or fabrics have a clear hydrophobic tendency that would prohibit a sufficient passage of the electrolyte through its thickness. It is therefore advantageous to subject them to a prior hydrophilization treatment. This can be conducted in two different ways
the first treatment method consists in immersing the felt or fabric in a lower alcohol, for example pure ethanol, to boiling for a duration of about two hours
the second method of treatment comprises immersing the felt or fabric in about 50% sulfochromic acid under heat for about 30 seconds to 5 minutes.

Dans les deux cas, on opère ainsi un dégraissage poussé du feutre ou tissu et une oxydation simultanée des fibres qui permet de créer sur celles-ci des groupements hydrophiles.  In both cases, a deep degreasing of the felt or fabric is carried out and simultaneous oxidation of the fibers which makes it possible to create hydrophilic groups thereon.

Le feutre ou tissu est ensuite, dans un cas comme dans l'autre, lavé et rince à l'eau, puis utilisé dans l'état comme cathode. The felt or fabric is then, in either case, washed and rinsed with water, and then used in the state as a cathode.

Le traitement d'hydrophilisation a permis de multiplier par un facteur de 2 et même, dans certains cas, par un facteur de 3, les densites de courant cathodiques admissibles, alors que, dans les essais conduits sur des échantillons de feutres ou tissus utilisés sans traitement préalable d'hydrohilisation, les densites de courant maximales mesurées,correspondant à la réduction de l'oxygène en eau oxygénée, se sont situées vers 15 mA/cm2 seulement. The hydrophilization treatment made it possible to multiply the acceptable cathodic current densities by a factor of 2 and even, in some cases, by a factor of 3, whereas in tests carried out on samples of felts or fabrics used without Prior hydrohilization treatment, the maximum measured current densities, corresponding to the reduction of oxygen in hydrogen peroxide, were located at 15 mA / cm 2 only.

La cathode ainsi réalisée, pour son utilisation au sein de la cellule, est avantageusement enserrée entre deux collecteurs de charges constitués chacun par une tôle perforée de nickel ou d'acier nickelé, ou tout autre matériau pouvant résister aux effets du milieu au potentiel de travail. The cathode thus produced, for use within the cell, is advantageously sandwiched between two charge collectors, each consisting of a perforated sheet of nickel or nickel-plated steel, or any other material able to withstand the effects of the medium at the working potential. .

La réaction qui se déroule au contact de la cathode dans le compartiment cathodique est une réduction de l'oxygène (transporte sous forme dissoute par l'électrolyte), en présence d'eau et d'un hydroxyde alcalin, en eau oxygénée

Figure img00050001
The reaction that takes place in contact with the cathode in the cathode compartment is a reduction of oxygen (transported in dissolved form by the electrolyte), in the presence of water and an alkaline hydroxide, in hydrogen peroxide
Figure img00050001

Par contre, les bulles d'oxygène gazeux non dissous ne peuvent traverser le feutre ou tissu qui fait office de filtre du fàit des dimensions réciproques de ces bulles et des pores du feutre ou tissu. On the other hand, the undissolved gaseous oxygen bubbles can not pass through the felt or fabric which acts as a filter of the fact of the reciprocal dimensions of these bubbles and the pores of the felt or fabric.

Les caractéristiques particulières des électrodes de feutre ou tissu de carbone hydrophilisé les désignent pour remplacer avantageusement les électrodes classiques employées pour realiser une telle réaction, à savoir soit les électrodes percolantes, soit les électrodes à triple contact, qui présentent des inconvénients importants. Les électrodes percolantes posent des problèmes à plusieurs niveaux : de par leur conception, elles présentent rapidement une forte hétérogénéité de potentiels, ce qui conduit à une diminution du rendement faradique. Par ailleurs, I'électrolyte, pour les traverser, doit être envoye sous pression, ce qui a pour effet d'accroître le coût de réalisation de la cellule et de nuire sensiblement à la durée de vie de l'électrode.Cette utilisation sous pression ne permet pas, de surcroît, d'eviter la circulation de l'électrolyte selon des chemins préférentiels. Enfin, l'electrode percolante est désavantagée par une mise en oeuvre assez délicate, par un coQt superieur à celui d'une électrode en feutre ou tissu de carbone. De son coté, l'électrode a triple contact présente elle aussi des inconvenients majeurs : sa réalisation est particulièrement delicate en raison de la tendance du carbone à s'hydrophiliser au fur et à mesure de l'utilisation de l'électrode.Un équilibre extrêmement délicat est à trouver, par traitement au moyen d'un liant à base de "téflon" entre le risque de mouillage rapide et celui d'une trop grande hydrophobation. L'elactrode est dans tous les cas sujette à un vieillissement assez rapide qui se manifeste par un mouillage progressif et l'apparition d'un perlage au niveau de la phase gazeuse. The particular characteristics of the felt or hydrophilized carbon cloth electrodes designate them to advantageously replace the conventional electrodes employed to carry out such a reaction, namely either the piercing electrodes or the triple contact electrodes, which have significant disadvantages. Percolating electrodes pose problems on several levels: by their design, they quickly have a high heterogeneity of potentials, which leads to a decrease in faradic efficiency. Moreover, the electrolyte, to cross, must be sent under pressure, which has the effect of increasing the cost of production of the cell and significantly impair the life of the electrode. does not allow, moreover, to avoid the circulation of the electrolyte along preferential paths. Finally, the percolating electrode is disadvantaged by a rather delicate implementation, at a cost higher than that of an electrode made of felt or carbon fabric. For its part, the triple contact electrode also has major drawbacks: its realization is particularly delicate because of the tendency of the carbon to be hydrophilized as the electrode is used. delicate is to find, by treatment with a binder based on "Teflon" between the risk of fast wetting and that of too much hydrophobation. The elactrode is in all cases subject to a fairly rapid aging which is manifested by a gradual wetting and the appearance of beading in the gas phase.

Comme feutres ou tissus de carbone, ou de graphite, on peut utiliser, selon la présente invention, notamment les produits commer- cialisés par la firme "Le Carbone Lorraine" dont les caractéristiques sont groupées dans le tableau suivant. As felts or fabrics of carbon, or of graphite, it is possible to use, according to the present invention, in particular the products marketed by the firm "Le Carbone Lorraine" whose characteristics are grouped in the following table.

TABLEAU I

Figure img00060001
TABLE I
Figure img00060001

<tb> TCM <SEP> 128 <SEP> TCM <SEP> 909 <SEP> TCM <SEP> 285 <SEP>
<tb> <SEP> Tissu <SEP> carbone <SEP> carbone <SEP> graphite
<tb> <SEP> diamètre <SEP> des <SEP> fils <SEP> (mm) <SEP> 0,2-0,4 <SEP> 0,4-0,7 <SEP> 0,4-0,5
<tb> <SEP> épaisseur <SEP> (mm) <SEP> 0,25 <SEP> 0,35-0,4 <SEP> 0,6-0,7
<tb> <SEP> résistance <SEP> prise <SEP> sur <SEP> un <SEP> 1-1,5 <SEP> 0,85 <SEP> 1,25
<tb> <SEP> carré <SEP> (en <SEP> #)
<tb> <SEP> RVG <SEP> 1000 <SEP> 1 <SEP> RVG <SEP> 2000 <SEP> RVG <SEP> 4000
<tb> <SEP> Feutres <SEP> graphite <SEP> graphite <SEP> graphite
<tb> <SEP> diamètre <SEP> des <SEP> fibres <SEP> (p <SEP> ) <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9
<tb> <SEP> épaisseur <SEP> (mm) <SEP> 1,2 <SEP> <SEP> 3,5 <SEP> 9
<tb> <SEP> résistance <SEP> prise <SEP> sur <SEP> un <SEP> 1,7 <SEP> 1 <SEP> 0,2
<tb> carré <SEP> (en <SEP> @) <SEP>
<tb>
Bien entendu, ces exemples ne sont pas limitatifs et d'autres produits analogues, par exemple les produits commercialisés par la firme Union Carbide sous le nom commercial UCAR ou par la firme Toyobo, peuvent également convenir.
<tb> TCM <SEP> 128 <SEP> TCM <SEP> 909 <SEP> TCM <SEP> 285 <SEP>
<tb><SEP> Fabric <SEP> carbon <SEP> carbon <SEP> graphite
<tb><SEP> diameter <SEP> of <SEP> threads <SEP> (mm) <SEP> 0.2-0.4 <SEP> 0.4-0.7 <SEP> 0.4-0, 5
<tb><SEP> Thickness <SEP> (mm) <SEP> 0.25 <SEP> 0.35-0.4 <SEP> 0.6-0.7
<tb><SEP> resistance <SEP> taken <SEP> on <SEP> a <SEP> 1-1,5 <SEP> 0.85 <SEP> 1.25
<tb><SEP> square <SEP> (in <SEP>#)
<tb><SEP> RVG <SEP> 1000 <SEP> 1 <SEP> RVG <SEP> 2000 <SEP> RVG <SEP> 4000
<tb><SEP> Felt <SEP> Graphite <SEP> Graphite <SEP> Graphite
<tb><SEP> diameter <SEP> of <SEP> fibers <SEP> (p <SEP>) <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9
<tb><SEP> thickness <SEP> (mm) <SEP> 1.2 <SEP><SEP> 3.5 <SEP> 9
<tb><SEP> resistance <SEP> taken <SEP> on <SEP> a <SEP> 1.7 <SEP> 1 <SEP> 0.2
<tb> square <SEP> (in <SEP> @) <SEP>
<Tb>
Of course, these examples are not limiting and other similar products, for example the products sold by Union Carbide under the trade name UCAR or Toyobo, may also be suitable.

Par ailleurs, afin de laisser passer les ions OH , tout en empêchant la migration des ions HO2 (de l'eau oxygénée) du compartiment cathodique vers le compartiment anodique, et d'éviter ainsi la reaction inverse de destruction de l'eau oxygénée à l'anode, un séparateur est intercalé selon la présente. invention entre le compartiment cathodique et le compartiment anodique. Moreover, in order to let the OH ions pass, while preventing the migration of HO2 ions (hydrogen peroxide) from the cathode compartment to the anode compartment, and thus avoid the reverse reaction of destruction of oxygenated water to the anode, a separator is interposed according to the present. invention between the cathode compartment and the anode compartment.

Ce séparateur peut être soit une membrane échangeuse de cations, soit une membrane microporeuse hydrophile. This separator may be either a cation exchange membrane or a hydrophilic microporous membrane.

A titre indicatif, on donne dans le tableau qui suit les valeurs de concentrations en eau oxygénée obtenues avec différentes membranes échangeuses cationiques du commerce testées pour des concentrations théoriques visées de 10 et 30 g/l.  As an indication, the following table gives the values of oxygenated water concentrations obtained with different commercial cation exchange membrane tested at target theoretical concentrations of 10 and 30 g / l.

TABLEAU Il

Figure img00070001
TABLE II
Figure img00070001

<tb> Concentrations <SEP> théoriques <SEP> (rendement <SEP> 100 <SEP> %)
<tb> <SEP> Membranes <SEP> 10 <SEP> g/l <SEP> i <SEP> 30 <SEP> g/l
<tb> (noms <SEP> (noms <SEP> commerciaux)
<tb> H2O2 <SEP> g/I <SEP> 11202 <SEP> H2O2 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> Ionac <SEP> MC <SEP> 3470 <SEP> 9,2 <SEP> 15,7
<tb> <SEP> Nafion <SEP> 427 <SEP> 2,2 <SEP> 3,6
<tb> <SEP> Nafion <SEP> 152 <SEP> E <SEP> 5,6 <SEP> 8,2
<tb> <SEP> Nafion <SEP> 125 <SEP> 4,1 <SEP> 0,7
<tb> <SEP> Phone <SEP> Poulenc <SEP> 4,8 <SEP> 9,8
<tb> <SEP> OU <SEP> 2082
<tb> <SEP> Sélénion <SEP> CVM <SEP> 7,1 <SEP> 11,5
<tb>
A la condition d'offrir une bonne résistance aux agents oxydants et une bonne tenue en milieu alcalin, une membrane cationique permet de maintenir une parfaite séparation des espèces d'ions.
<tb> Theoretical <SEP> Concentrations <SEP> (yield <SEP> 100 <SEP>%)
<tb><SEP> Membranes <SEP> 10 <SEP> g / l <SEP> i <SEP> 30 <SEP> g / l
<tb>(<SEP> names (commercial <SEP> names)
<tb> H2O2 <SEP> g / I <SEP> 11202 <SEP> H2O2 <SEP> g / l <SEP>
<tb><SEP> Ionac <SEP> MC <SEP> 3470 <SEP> 9.2 <SEP> 15.7
<tb><SEP> Nafion <SEP> 427 <SEP> 2.2 <SEP> 3.6
<tb><SEP> Nafion <SEP> 152 <SEP> E <SEP> 5.6 <SEP> 8.2
<tb><SEP> Nafion <SEP> 125 <SEP> 4.1 <SEP> 0.7
<tb><SEP> Phone <SEP> Poultry <SEP> 4.8 <SEP> 9.8
<tb><SEP> OR <SEP> 2082
<tb><SEP> Selenion <SEP> CVM <SEP> 7.1 <SEP> 11.5
<Tb>
With the condition of offering good resistance to oxidizing agents and good resistance in an alkaline medium, a cationic membrane makes it possible to maintain perfect separation of the ion species.

Cependant, une telle membrane peut être le siège d'une réaction d'electrodialyse caractérisée par une variation de pH, celui-ci diminuant dans le compartiment anodique alors qu'il croit dans le compartiment cathodique. However, such a membrane may be the seat of an electrodialysis reaction characterized by a change in pH, the latter decreasing in the anode compartment while it is believed in the cathode compartment.

Pour les applications papetières, cette réaction constitue un léger inconvenient puisque la concentration en soude augmentant dans le compartiment cathodique, le rapport pondéral H202/NaOH (eau oxygénée sur soude) y a tendance à baisser.  For paper applications, this reaction is a slight disadvantage since the concentration of sodium hydroxide increasing in the cathode compartment, the weight ratio H 2 O 2 / NaOH (hydrogen peroxide on sodium) tends to decline.

Par contre) les membranes microporeuses laissent le libre passage aux ions OH-, tout en empêchant une trop grande diffusion des ions H02 vers le compartiment anodique, et ne provoquent pas de réaction dXelectrodialyse. Cependant, plus la concentration en eau oxy- gênée dans le compartiment cathodique augmente, et plus les ions HO2- ont tendance à migrer vers le compartiment anodique. Les résultats obtenus pour une concentration d'environ 20 g/l en eau oxygénée dans le compartiment cathodique nten sont pas moins particulièrement inté- pressants, puisque les rendements faradiques restent, pour cette concentration élevée2 de l'ordre de 80 %. On the other hand, the microporous membranes leave the free passage to the OH- ions, while preventing an excessive diffusion of the H02 ions towards the anode compartment, and do not provoke an electrodialysis reaction. However, the higher the concentration of oxygenated water in the cathode compartment, the more the HO 2 - ions tend to migrate to the anode compartment. The results obtained for a concentration of about 20 g / l of oxygenated water in the cathode compartment nten are no less particularly interesting, since faradic yields remain, for this high concentration2 of the order of 80%.

Les membranes microporeuses préférentiellement utilisées sont constituées soit par du chlorure de polyvinyle (PVC) fritté, scit par un film microporeux en polypropylène contenant un agent hydrophilisant et ayant une très bonne stabilité chimique en solution alcaline. The microporous membranes preferably used consist either of sintered polyvinyl chloride (PVC) scit by a microporous polypropylene film containing a hydrophilizing agent and having a very good chemical stability in alkaline solution.

Egalement à titre d'exemple, on donne dans le tableau qui suit les valeurs de concentrations en eau oxygénée obtenues avec dif férentes membranes microporeuses du commerce testées pour des concentrations théoriques vises de 10 et 30 g/l. Also by way of example, the following table gives the values of oxygenated water concentrations obtained with various commercially available microporous membranes tested for theoretical target concentrations of 10 and 30 g / l.

TABLEAU III

Figure img00080001
TABLE III
Figure img00080001

<tb> Concentrations <SEP> théoriques <SEP> (rende- <SEP>
<tb> <SEP> ment <SEP> 100 <SEP> 7.) <SEP>
<tb> <SEP> Membrane <SEP> Matériau <SEP> 10 <SEP> g/l <SEP> - <SEP> 30 <SEP> g/l
<tb> <SEP> microporeuse
<tb> <SEP> H202 <SEP> g/l <SEP> H2O2 <SEP> g/l <SEP>
<tb> <SEP> "Porvic" <SEP> PVC <SEP> | <SEP> 5,1 <SEP> 1 <SEP> 7 <SEP>
<tb> <SEP> "4ccuma <SEP> I <SEP> PVC <SEP> ! <SEP> <SEP> 4,8 <SEP> 7,4
<tb> <SEP> "IRCHA" <SEP> 5A <SEP> Polysulfone <SEP> 3,2 <SEP> 4,7
<tb> <SEP> "Celgard" <SEP> 3501*1 <SEP> Polypropylène <SEP> i <SEP> 8 > 4 <SEP> 14,8
<tb> <SEP> "Celgard" <SEP> 5511** <SEP> Polypropylène <SEP> 6,8 <SEP> 12
<tb>
*film mouillable à l'eau, perméable à l'air, de porosité 45 %, de
dimension de pore 200 , commercialisé par CELANESE COPSORATION **stratifié, mouillable à l'eau, de Celgard 3501 sur un non-tisse de
polypropylène commercialisé par CEL4NESE CORPORATION
Les séparateurs en chlorure de polyvinyle présente la porosité la plus importante, d'où une plus grande surface d'échange entre les deux compartiments anodique et cathodique.
<tb> Theoretical <SEP> Concentrations <SEP> (rende- <SEP>
<tb><SEP> ment <SEP> 100 <SEP> 7.) <SEP>
<tb><SEP> Membrane <SEP> Material <SEP> 10 <SEP> g / l <SEP> - <SEP> 30 <SEP> g / l
<tb><SEP> microporous
<tb><SEP> H202 <SEP> g / l <SEP> H2O2 <SEP> g / l <SEP>
<tb><SEP>"Porvic"<SEP> PVC <SEP> | <SEP> 5.1 <SEP> 1 <SEP> 7 <SEP>
<tb><SEP>"4cuma<SEP> I <SEP> PVC <SEP>! <SEP><SEP> 4.8 <SEP> 7.4
<tb><SEP>"IRCHA"<SEP> 5A <SEP> Polysulfone <SEP> 3.2 <SEP> 4.7
<tb><SEP>"Celgard"<SEP> 3501 * 1 <SEP> Polypropylene <SEP> i <SEP>8> 4 <SEP> 14.8
<tb><SEP>"Celgard"<SEP> 5511 ** <SEP> Polypropylene <SEP> 6.8 <SEP> 12
<Tb>
* wettable film with water, permeable to air, porosity 45%,
pore size 200, marketed by CELANESE COPSORATION ** stratified, wettable with water, Celgard 3501 on a non-woven
polypropylene marketed by CEL4NESE CORPORATION
The polyvinyl chloride separators have the largest porosity, resulting in a larger exchange surface between the two anode and cathode compartments.

Les dimensions des pores des membranes poreuses de polypropylène commercialisées sont beaucoup plus faibles, comprises entre 200 et 400 . Cependant, la tension aux bornes d'une cellule équipée de telles membranes demeure à un niveau acceptable, de l'ordre de 2 V pour une densité de courant de 30 mA/cm2.  The pore sizes of the porous polypropylene membranes marketed are much smaller, between 200 and 400. However, the voltage across a cell equipped with such membranes remains at an acceptable level, of the order of 2 V for a current density of 30 mA / cm 2.

Par ailleurs, selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, l'oxygène (ou un gaz en contenant) est alimenté dans le sous-compartiment cathodique amont sous la forme d'une émulsion d'oxygène (ou dudit gaz) dans une solution aqueuse d'un hydroxyde alcalin. Cette émulsion contient à la fois
- de l'oxygène dissous jusqu'à saturation et qui participe à la réaction de formation d'eau oxygénée,
- et de oxygène gazeux dispersé dans l'émulsion et ne participant pas directement à cette réaction sous cette forme, mais formant une réserve d'oxygène se dissolvant dans ladite solution aqueuse au fur et à mesure que l'oxygène dissous est consomme dans la réaction de formation d'eau oxygénée.
Furthermore, according to another essential characteristic of the invention, the oxygen (or a gas containing it) is fed into the upstream cathodic subcompartment in the form of an oxygen emulsion (or said gas) in a solution. aqueous alkali hydroxide. This emulsion contains both
dissolved oxygen until saturation and which participates in the hydrogen peroxide formation reaction,
and oxygen gaseous dispersed in the emulsion and not participating directly in this reaction in this form, but forming an oxygen reserve dissolving in said aqueous solution as the dissolved oxygen is consumed in the reaction of hydrogen peroxide formation.

Ainsi, l'oxygène intervenant dans la réaction de formation de l'eau oxygénée est de l'oxygène dissous. De ce fait, tous les paramètres agissant favorablement sur la solubilité de l'oxygène dans la solution aqueuse d'bydroxyde alcalin sont intéressants. Thus, the oxygen involved in the formation reaction of oxygenated water is dissolved oxygen. As a result, all the parameters favorably influencing the solubility of oxygen in the aqueous solution of alkali metal hydroxide are of interest.

En particulier, la création d'un vortex dans le sous-compartiment cathodique amont,en vue de contraindre l'émulsion d'oxygène à balayer, à débit élevée la surface d la cathode, permet à la fois d'augmenter la solubilite de l'oxygène et le débit de fluide. En outre, il est économiquement souhaitable de recycler l'oxygène généré à l'anode suivant la réaction

Figure img00090001

vers l'alimentation du compartiment cathodique, ce recyclage pouvant couvrir jusqu'à la moitié de la consommation cathodique d'oxygène.In particular, the creation of a vortex in the upstream cathode sub-compartment, in order to constrain the oxygen emulsion to be swept, at a high flow rate, the surface of the cathode, makes it possible at the same time to increase the solubility of the cathode. oxygen and the flow of fluid. In addition, it is economically desirable to recycle the oxygen generated at the anode following the reaction
Figure img00090001

to the supply of the cathode compartment, this recycling can cover up to half of the cathodic oxygen consumption.

Par ailleurs, la concentration en hydroxyde alcalin de l'électrolyte exerce une double influence : lorsque cette concentration diminue, la solubilite de l'oxygène augmente, ainsi que la cinetique de la réaction de formation d'eau oxygénée, mais, par contre la conductibilité de l'électrolyte diminue, et l'augmentation de l'activité de la cathode s'accompagne d'une elévation des chutes ohmiques et par-là de la tension à appliquer aux bornes de la cellule. Moreover, the alkaline hydroxide concentration of the electrolyte exerts a double influence: when this concentration decreases, the solubility of oxygen increases, as well as the kinetics of the hydrogen peroxide formation reaction, but, on the other hand, the conductivity the electrolyte decreases, and the increase in the activity of the cathode is accompanied by a rise in ohmic drops and hence the voltage to be applied across the cell.

Pour concilier vitesse de formation de l'eau oxygénée et coût énergétique du procede, un intervalle de concentration en hydroxyde alcalin de l'électrolyte de 0,1 à 2,5 moles/litre constitue un compromis valable. In order to reconcile hydrogen peroxide formation rate and energy cost of the process, an alkali metal hydroxide concentration range of 0.1 to 2.5 moles / liter constitutes a valid compromise.

On décrit ci-après un mode de réalisation particulier de la cellule d'électrolyse selon I'invention, en se référant au dessin ci-joint sur lequel la figure unique représente une vue schématique de la cellule d'electrolyse selon l'invention pour la production de l'eau oxygénée en solution alcaline. A particular embodiment of the electrolysis cell according to the invention is described below, with reference to the attached drawing in which the single figure shows a schematic view of the electrolysis cell according to the invention for the production of hydrogen peroxide in alkaline solution.

Cette cellule d'électrolyse est constituée d'une cuve elec- trochimique 1 divisée par une membrane séparatrice 2 en - un compartiment cathodique dans lequel est logée une cathode 3. et - un compartiment anodique dans lequel est logée une anode 4. This electrolysis cell consists of an electrochemical cell 1 divided by a separating membrane 2 into a cathode compartment in which is housed a cathode 3 and an anode compartment in which an anode 4 is housed.

La cathode 3 partage le compartiment cathodique en deux souscompartiments cathodiques 5, 6, l1un en amont, l'autre en aval de ladite cathode. The cathode 3 divides the cathode compartment into two sub-cathode compartments 5, 6, one upstream, the other downstream of said cathode.

L'anode 4 est disposée au voisinage immédiat de la membrane séparatrice 2 dans le compartiment anodique 7. The anode 4 is disposed in the immediate vicinity of the separating membrane 2 in the anode compartment 7.

L'alimentation du sous-compartiment cathodique amont 5 en réactifs est assurée par la conduite d'amenée d'oxygène ou de gaz contenant de l'oxygène 8 et par la conduite d'amende de solution aqueuse de soude 9 via la conduite 10.  The feeding of the upstream cathodic sub-compartment 5 with reagents is ensured by the supply line of oxygen or oxygen-containing gas 8 and by the fine line of aqueous sodium hydroxide solution 9 via line 10.

L'eau oxygénée produite dans la réaction d'électrorêduction de l'oxygène en présence d'eau et de soude au contact de la cathode s'accumule dans le sous-compartiment cathodique aval 6 et peut être recyclée en partie, en vue de son enrichissement, via les conduites 12, 13, la pompe 14 et la conduite 10, vers le sous-compartiment cathodique amont 5, après un nouvel apport en oxygène et en solution de soude, jusqu'd l'obtention de la concentration désirée en eau oxygénée pour le soutirage. L'eau oxygénée à la concentration désirée est soutirée par la conduite 11. The oxygenated water produced in the electro-reduction reaction of oxygen in the presence of water and sodium hydroxide in contact with the cathode accumulates in the downstream cathode sub-compartment 6 and can be recycled in part, in view of its enrichment, via the pipes 12, 13, the pump 14 and the pipe 10, to the upstream cathodic sub-compartment 5, after a new supply of oxygen and sodium hydroxide solution, until the desired concentration of water is obtained oxygenated for the withdrawal. The oxygenated water at the desired concentration is withdrawn through line 11.

De même, l'excès de l'émulsion oxygène-soude aqueuse peut être soutiré du sous-compartiment cathodique 5 par la conduite 15 et recycle via la conduite 13, la pompe 14, la conduite 10, dans le sous-compar timent cathodique amont 5 après un nouvel apport en oxygène et en solution de soude. Similarly, the excess of the aqueous oxygen-sodium emulsion can be withdrawn from the cathode sub-compartment 5 via line 15 and recycled via line 13, pump 14, line 10, in the upstream cathodic sub-comparator. After a new supply of oxygen and sodium hydroxide solution.

Le milieu, contenu dans le compartiment anodique 7,et riche en oxygène gazeux forme au contact de l'anode, est évacué dudit compartiment par la conduite 16, via un circuit anodique forcé sur lequel sont intercalés une pompe 17 et un séparateur 18 ; l'effluent liquide est recyclé par laconduite 19 vers ledit compartiment anodique 7 et l'effluent gazeux par la conduite 20 vers l'alimentation en oxygène 8. The medium, contained in the anode compartment 7, and rich in gaseous oxygen forms in contact with the anode, is discharged from said compartment through the pipe 16, via a forced anode circuit on which are inserted a pump 17 and a separator 18; the liquid effluent is recycled by ducting 19 to said anode compartment 7 and the gaseous effluent via line 20 to the oxygen supply 8.

En fonctionnement, la cathode et l'anode étant reliees aux bornes d'une source de courant continu, oxygène ou un gaz en contenant, alimente par la conduite 8, est émulsionné dans la solution aqueuse de soude (par exemple à une concentration de 0,1 à 2,5 mol/l) alimentee par la conduite 9,et l'émulsion obtenue dans la conduite 10 est introduite par la pompe 14 dans le sous-compartiment cathodique 5 en amont de la cathode 3, où un vortex créé à cet effet a pour but de parfaire cette mise en émulsion et d'imposer a celle-ci une circulation rapide à la surface de la cathode 3.La plus grande partie de l'emul- sion est contrainte de traverser la cathode, tandis que la conduite 15 permet de contrôler le débit du passage à travers la cathode et d'éliminer le surplus gazeux en evacuant une partie de l'émulsion qui est recyclée par la conduite 13 pour être renvoyée au moyen de la pompe 14 vers le même sous-compartiment 5, après un nouvel apport en oxygène en 8 et en soude en 9. In operation, the cathode and the anode being connected to the terminals of a direct current source, oxygen or a gas containing it, fed via line 8, is emulsified in the aqueous solution of sodium hydroxide (for example at a concentration of , 1 to 2.5 mol / l) fed through the pipe 9, and the emulsion obtained in the pipe 10 is introduced by the pump 14 into the cathode sub-compartment 5 upstream of the cathode 3, where a vortex created at this effect is intended to complete this emulsification and to impose on it a rapid circulation on the surface of the cathode 3. The greater part of the emulsion is forced to pass through the cathode, while the line 15 makes it possible to control the flow rate of the passage through the cathode and to eliminate excess gaseous by evacuating part of the emulsion which is recycled via line 13 to be returned by means of pump 14 to the same sub-compartment 5, after a new supply of oxygen in 8 and soda in 9.

L'emulsion qui traverse la cathode poreuse 3 en direction du sous-compartiment cathodique aval 6 subit, au contact de la cathode, une réaction de réduction electrochimique de l'oxygène qu'elle contient, avec formation d'eau oxygénée dans le milieu electrolytique. The emulsion which passes through the porous cathode 3 in the direction of the sub-cathode compartment 6 downstream undergoes, in contact with the cathode, an electrochemical reduction reaction of the oxygen it contains, with formation of hydrogen peroxide in the electrolytic medium .

Dans le sous-compartiment cathodique aval 6, le milieu s' enri- chit en eau oxygénée au cours de l'électrolyse ; il est recyclé vers le sous-compartiment amont 5 par la conduite 12 jusqu'à l'obtention, dans ce circuit, de la concentration désirée en eau oxygénée, pour le soutirage par la conduite 11. In the sub-cathode compartment 6 downstream, the medium is enriched in hydrogen peroxide during electrolysis; it is recycled to the upstream subcompartment 5 through line 12 until the desired concentration of oxygenated water is obtained in this circuit, for drawing off via line 11.

Le milieu qui circule dans le compartiment anodique 7 et à travers le circuit anodique 16 animé par la pompe 17 est une solution de soude de même nature que celle dans laquelle est realisée l'emul- sion d'oxygène introduite dans le sous-compartiment cathodique 5, ctest-d-dire à une concentration d'environ 0,1 à 2,5 moles/litre.  The medium circulating in the anode compartment 7 and through the anode circuit 16 driven by the pump 17 is a sodium hydroxide solution of the same nature as that in which the emulsion of oxygen introduced into the cathodic subcompartment is carried out. 5, that is, at a concentration of about 0.1 to 2.5 moles / liter.

Dans le compartiment anodique 7, au contact de l'anode 4, la reaction d'électrolyse provoque la formation d'oxygène gazeux, lequel est sépare dans le circuit anodique, en 18, pour être eventuellement renvoyé en 8 sur l'alimentation en oxygène de la cellule. In the anode compartment 7, in contact with the anode 4, the electrolysis reaction causes the formation of gaseous oxygen, which is separated in the anode circuit at 18, to be optionally returned to 8 on the oxygen supply. of the cell.

Les exemples non limitatifs qui suivent sont donnes pour illustrer l'invention. The nonlimiting examples which follow are given to illustrate the invention.

Exemple 1.Example 1

Une cellule électrochimique, telle que décrite ci-dessus et représentée à la figure unique du dessin, est équipée d'une cathode en feutre de graphite (RGV 2000) de 3,5 mm d'épaisseur et dont les fibres ont 9 pm de diamètre, ayant subi un traitement dthydrophili- sation par immersion à chaud dans une solution sulfochromique à 50%. An electrochemical cell, as described above and shown in the single figure of the drawing, is equipped with a cathode graphite felt (RGV 2000) of 3.5 mm thick and whose fibers have 9 pm in diameter , having undergone a hot-dip hydrophilic treatment in a 50% sulfochromic solution.

Ce feutre est enserré dans deux collecteurs constitués par des plaques perforées en nickel.This felt is contained in two collectors constituted by perforated nickel plates.

La membrane séparatrice est une membrane de polypropylène microporeuse (Celgard 5511). L'anode est une tole de nickel perforée. The separating membrane is a microporous polypropylene membrane (Celgard 5511). The anode is a perforated nickel sheet.

Le débit d'émulsion d'oxygène est de 3 l/min/dm . Les conditions de température et de pression sont normales. The oxygen emulsion flow rate is 3 l / min / dm. The conditions of temperature and pressure are normal.

Les résultats obtenus avec diverses combinaisons de marche sont donnés dans le tableau ci-dessous. The results obtained with various combinations of steps are given in the table below.

~~~~~ TABLEAU IV

Figure img00120001
~~~~~ TABLE IV
Figure img00120001

<tb> <SEP> Concentration <SEP> 20 <SEP> > <SEP> 20 <SEP> " <SEP> -5 <SEP> 30
<tb> NaOH, <SEP> g/l
<tb> Concentration
<tb> R2 <SEP> ,g/l <SEP> 10 <SEP> > <SEP> 14 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> >
<tb> <SEP> (en <SEP> régime)
<tb> Rapporr <SEP> 0,5- <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> ----)
<tb> Rapport <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP> > <SEP> 0,7 <SEP> > <SEP> 0,5 <SEP> - <SEP> )
<tb> N202/NaON
<tb> <SEP> ..... <SEP> ~~ <SEP> ~ <SEP> . <SEP> ..
<tb>
<tb><SEP> Concentration <SEP> 20 <SEP>><SEP> 20 <SEP>"<SEP> -5 <SEP> 30
<tb> NaOH, <SEP> g / l
<tb> Concentration
<tb> R2 <SEP>, g / l <SEP> 10 <SEP>><SEP> 14 <SEP> - <SEP> 15 <SEP>>
<tb><SEP> (in <SEP> scheme)
<tb> Rapporr <SEP> 0.5- <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> ----)
<tb> Ratio <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP>><SEP> 0.7 <SEP>><SEP> 0.5 <SEP> - <SEP>)
<tb> N202 / NaON
<tb><SEP> ..... <SEP> ~~ <SEP> ~ <SEP>. <SEP> ..
<Tb>

Densité <SEP> de <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6
<tb> courant <SEP> A2 <SEP> '4 <SEP> '6 <SEP> '2 <SEP> A/dm
<tb> Quantité <SEP> d1élec- <SEP> ~ <SEP> . <SEP> ~
<tb> tricité <SEP> kA/hkgH202 <SEP> 2,0
<tb> <SEP> H202 <SEP> I
<tb> Tension <SEP> appliquée <SEP> 8 <SEP> 2,4 <SEP> 1,6 <SEP> 2,2 <SEP> 2,83 > 1
<tb> <SEP> V <SEP> 3 > <SEP> 1,82,43,11,62,22,8
<tb> Energie <SEP> > 6 <SEP> 4,8 <SEP> 6,2 <SEP> 4,1 <SEP> 5,45 <SEP> 7,0 <SEP> 3,6 <SEP> 5,0 <SEP> 6,4
<tb> Energie <SEP> 3,6 <SEP> 4,8: <SEP> 6,2 <SEP> ,1 <SEP> 11202
<tb> Rendement <SEP> faradique <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> <SEP> w <SEP> 180
<tb>
Les rapports H2O2/NaOH obtenus sont particulièrement élevés (0,5 et 0,7) ; les rendements faradiques sont particulièrement intéressants (70 et 80%).
Density <SEP> of <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6
<tb> current <SEP> A2 <SEP>'4<SEP>' 6 <SEP>'2<SEP> A / dm
<tb> Quantity <SEP> d1elec- <SEP> ~ <SEP>. <SEP> ~
<tb> tritiy <SEP> kA / hkgH202 <SEP> 2.0
<tb><SEP> H202 <SEP> I
<tb> Tension <SEP> applied <SEP> 8 <SEP> 2.4 <SEP> 1.6 <SEP> 2.2 <SEP>2.83> 1
<tb><SEP> V <SEP>3><SEP> 1,82,43,11,62,22,8
<tb> Energy <SEP>> 6 <SEP> 4.8 <SEP> 6.2 <SEP> 4.1 <SEP> 5.45 <SEP> 7.0 <SEP> 3.6 <SEP> 5, 0 <SEP> 6.4
<tb> Energy <SEP> 3,6 <SEP> 4,8: <SEP> 6,2 <SEP>, 1 <SEP> 11202
<tb> Yield <SEP> Faradic <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb><SEP> w <SEP> 180
<Tb>
The H2O2 / NaOH ratios obtained are particularly high (0.5 and 0.7); faradic yields are particularly interesting (70 and 80%).

Ces résultats montrent également que des solutions de mêmes concentrations en H202 et de mêmes concentrations en soude peuvent être obtenues avec des densités de courant différentes à la condition d'ajuster le potentiel au niveau requis pour effectuer la réduction de l'oxygène dans les conditions optimales. These results also show that solutions with the same concentrations of H 2 O 2 and the same sodium concentrations can be obtained with different current densities provided that the potential is adjusted to the level required to effect the reduction of oxygen under optimal conditions. .

La consommation d'énergie diminue avec la densité de courant mais, en revanche, la surface d'électrode doit alors être augmentée pour passer la quantité d'électricité nécessaire. L'optimum est donc déterminé pour chaque cas particulier en fonction des courts de l'énergie électrique et des coûts d'investissement. The energy consumption decreases with the current density but, on the other hand, the electrode surface must then be increased to pass the amount of electricity required. The optimum is therefore determined for each particular case according to the short periods of electric energy and investment costs.

Par exemple, pour fabriquer de l'eau oxygénée a une concentration de 10 g/l avec un rapport H2O2/NaOH de 0,5, le tableau précédent indique
- qu'il faut fixer la concentration de soude a 20 g/l,
- qu'il faut fixer la densité de courant, en fonction de la taille
de la cellule dont on dispose, à une valeur de 2 ou 4 ou 6 A/dm
Dès que l'on a fixé la densité de courant par exemple a 4 A/dm, les autres paramètres se trouvent également fixés : tension 2,4 V ; quantité d'électricité 2 kA/h.kg Ho02; énergie 4,8 kWh/kg H202; rendement faradique 80%.
For example, to make oxygenated water at a concentration of 10 g / l with a H2O2 / NaOH ratio of 0.5, the previous table shows
- that the concentration of soda must be set at 20 g / l,
- that it is necessary to fix the density of current, according to the size
of the cell available, at a value of 2 or 4 or 6 A / dm
As soon as the current density has been fixed, for example at 4 A / dm, the other parameters are also fixed: voltage 2.4 V; amount of electricity 2 kA / h.kg Ho02; energy 4.8 kWh / kg H202; faradic yield 80%.

Exemple 2.Example 2

Le régime hydrodynamique caractérisant l'écoulement et l'injection des fluides a une influence prépondérante sur la marche da la cellule comme le montrent les données ci-après. Ce régime a pour effet de contraindre l'émulsion d'oxygène a balayer a débit élevé la surface de la cathode. L'augmentation du debit permet d'augmenter la densité de courant que l'on peut passer a un potentiel donné et plus la densité de courant est élevée plus le rendement électrolytique est grand. The hydrodynamic regime characterizing the flow and the injection of the fluids has a preponderant influence on the functioning of the cell as shown by the data below. This regime has the effect of forcing the oxygen emulsion to sweep at a high rate the surface of the cathode. Increasing the flow rate makes it possible to increase the current density that can be passed to a given potential and the higher the current density, the greater the electrolytic efficiency.

TABLEAU V 02/NaOH : Emulsion d'oxygène dans la soude jusqu'8
saturation
Cathode/anode/membrane séparatrice : cf exemple 1

Figure img00130001
TABLE V 02 / NaOH: Emulsion of oxygen in sodium hydroxide up to 8
saturation
Cathode / anode / separating membrane: cf example 1
Figure img00130001

<tb> Débit <SEP> émulsion <SEP> Densité <SEP> de <SEP> courant
<tb> <SEP> l/min/dm2 <SEP> admissible <SEP> à <SEP> -700 <SEP> mV/Hg.HgO
<tb> <SEP> 1 <SEP> 1,25
<tb> <SEP> 3 <SEP> 3
<tb>
On observe que plus le débit est important, plus la densité de courant relevée à potentiel constant est élevée. Ainsi à -700 mV/Hg.HgO, on passe de 1,25 A/dm pour un débit faible (11/min) à 3 A/dm pour un débit de l'ordre de 3 1 min.
<tb> Flow rate <SEP> emulsion <SEP> Density <SEP> of <SEP> current
<tb><SEP> l / min / dm2 <SEP> allowable <SEP> to <SEP> -700 <SEP> mV / Hg.HgO
<tb><SEP> 1 <SEP> 1.25
<tb><SEP> 3 <SEP> 3
<Tb>
It is observed that the higher the flow rate, the higher the current density recorded at constant potential is high. Thus at -700 mV / Hg.HgO, going from 1.25 A / dm for a low flow (11 / min) to 3 A / dm for a flow rate of the order of 3 1 min.

Exemple 3.Example 3

La cellule décrite à l'exemple 1 est équipée de différents échantillons d'un même feutre de carbone dont l'un n'est pas hydrophilisé et les autres hydrophilisés, selon deux méthodes différentes. Le traitement d'hydrophilisation permet d'augmenter la densité de courant que l'on peut passer au potentiel de réduction de l'oxygène en H2O2 (-700 mV) (en référence à l'électrode au calomel). The cell described in Example 1 is equipped with different samples of the same carbon felt, one of which is not hydrophilized and the other hydrophilized, according to two different methods. The hydrophilization treatment makes it possible to increase the current density that can be passed to the oxygen reduction potential in H2O2 (-700 mV) (with reference to the calomel electrode).

T A B L E A U VI

Figure img00140001
TABLE VI
Figure img00140001

<tb> <SEP> Densité <SEP> de <SEP> courant
<tb> <SEP> Hydrophilisation <SEP> mA/cm2
<tb> <SEP> néant <SEP> 15
<tb> <SEP> Traitement <SEP> par <SEP> un
<tb> mélange <SEP> sulfochromique <SEP> 40
<tb> <SEP> (50%)
<tb> Traitement <SEP> à <SEP> l'méthanol <SEP> 40
<tb>
Exemple 4.
<tb><SEP> Density <SEP> of <SEP> current
<tb><SEP> Hydrophilization <SEP> mA / cm2
<tb><SEP> nil <SEP> 15
<tb><SEP> Processing <SEP> with <SEP> a
<tb> sulfochromic <SEP> mixture <SEP> 40
<tb><SEP> (50%)
<tb> Treatment <SEP> to <SEP> methanol <SEP> 40
<Tb>
Example 4

L'importance de la membrane séparatrice et les diverses possibilités envisageables sont illustres par les résultats ci-après
TABLEAU VII
Oxygène : émulsion dans la soude 40 gil
Débit fluides : 3 l/mn /dm
Cellule/électrodes : cf exemple 1
Température : 20 C
Densité de courant : 30 mA/cm

Figure img00140002
The importance of the separating membrane and the various possible possibilities are illustrated by the results below.
TABLE VII
Oxygen: emulsion in soda 40 gil
Flow rate: 3 l / min / dm
Cell / electrodes: see example 1
Temperature: 20 C
Current density: 30 mA / cm
Figure img00140002

<tb> <SEP> Concentration <SEP> H202 <SEP> (g/l)
<tb> Membrane <SEP> séparatrice <SEP> (C <SEP> = <SEP> 10 <SEP> g/l <SEP> pour <SEP> un <SEP> rendement
<tb> <SEP> de <SEP> 100%)
<tb> Néant <SEP> 0,2
<tb> Membrane <SEP> microporeuse
<tb> <SEP> .<SEP> hydrophobe <SEP> (copolymère <SEP> acrylo- <SEP> 6,3
<tb> <SEP> nitrile/PVC <SEP> - <SEP> Acropor <SEP> ANH) <SEP>
<tb> <SEP> hydrophile <SEP> polypropylène <SEP> 8,4' <SEP>
<tb> <SEP> (Celg <SEP> a <SEP> rd <SEP> 3501)
<tb> Membrane <SEP> échangeuse
<tb> (Cationique <SEP> (IONAC <SEP> MC <SEP> 3470)) <SEP> 9,2
<tb>
D'après ce tableau, les membranes échangeuses de cations et les membranes microporeuses hydrophiles conduisent à des résultats nettement plus intéressants que les membranes microporeuses hydrophobes.
<tb><SEP> Concentration <SEP> H202 <SEP> (g / l)
<tb> Membrane <SEP> separator <SEP> (C <SEP> = <SEP> 10 <SEP> g / l <SEP> for <SEP> a <SEP> yield
<tb><SEP> of <SEP> 100%)
<tb> Nil <SEP> 0,2
<tb> Microporous Membrane <SEP>
<tb><SEP>.<SEP> hydrophobic <SEP> (copolymer <SEP> acrylo- <SEP> 6.3
<tb><SEP> Nitrile / PVC <SEP> - <SEP> Acropor <SEP> ANH) <SEP>
<tb><SEP> Hydrophilic <SEP> Polypropylene <SEP> 8.4 <SEP>
<tb><SEP> (Celg <SEP> a <SEP> rd <SEP> 3501)
<tb> Membrane <SEP> exchange
<tb> (Cationic <SEP> (IONAC <SEP> MC <SEP> 3470)) <SEP> 9.2
<Tb>
According to this table, the cation exchange membranes and the hydrophilic microporous membranes lead to much more interesting results than the hydrophobic microporous membranes.

Exemple 5.Example 5

Cet exemple est destiné à mettre en évidence l'intérêt du peroxyde d'hydrogène produit selon l'invention et utilisé dès sa fabrication sans addition de stabilisants, contrairement aux peroxydes du commerce. L'exemple d'application choisi est le blanchiment de pâte à papier, selon une séquence C (chloration) P (peroxyde) D (bioxyde de chlore). Le peroxyde est produit selon l'exemple 1 avec un rapport
H2O2/NaOH = O, 533.
This example is intended to highlight the interest of hydrogen peroxide produced according to the invention and used from its manufacture without the addition of stabilizers, unlike commercial peroxides. The example of application chosen is the bleaching of paper pulp, according to a sequence C (chlorination) P (peroxide) D (chlorine dioxide). Peroxide is produced according to Example 1 with a ratio
H2O2 / NaOH = O, 533.

TABLEAU VIII Patte : Pâte Kraft de feuillus divers (ch8ne,hêtre, etc.) prd-
traitée à l'oxygène et d'indice Kappa = 10,1.

Figure img00150001
TABLE VIII Leg: Kraft pulp of various hardwoods (oak, beech, etc.) prd-
treated with oxygen and Kappa number = 10.1.
Figure img00150001

<tb><Tb>

<SEP> Blanchiment
<tb> <SEP> Stade <SEP> C <SEP> (chloration) <SEP> Z <SEP> Cl2/pâte <SEP> : <SEP> 2,8 <SEP>
<tb> <SEP> temperature <SEP> : <SEP> 400C <SEP>
<tb> <SEP> durée <SEP> : <SEP> 30 <SEP> min
<tb> <SEP> protecteur <SEP> 0,1% <SEP> urée/pflte <SEP>
<tb> <SEP> Stade <SEP> P <SEP> (peroxyde) <SEP> % <SEP> NaOH/pSte <SEP> : <SEP> 1,5
<tb> <SEP> température <SEP> : <SEP> 50 C <SEP>
<tb> <SEP> durée <SEP> : <SEP> 60 <SEP> min <SEP>
<tb> <SEP> % <SEP> H2O2 <SEP> :<SEP> 0,8
<tb> Peroxyde <SEP> du <SEP> Peroxyde <SEP> alcalin
<tb> <SEP> commerce <SEP> selon <SEP> l'invention
<tb> <SEP> Stade <SEP> D <SEP> (bioxyde)
<tb> <SEP> % <SEP> ClO2 <SEP> 1,1 <SEP> 1,0
<tb> <SEP> température
<tb> <SEP> i <SEP> 3h <SEP> 3h <SEP>
<tb> <SEP> blancheur <SEP> 89,3 <SEP> 90,2
<tb> <SEP> degré <SEP> de <SEP> poly- <SEP> 800 <SEP> 800
<tb> <SEP> mérisation
<tb>
D'après le tableau précédent, le peroxyde d'hydrogène en milieu aqueux alcalin selon l'invention permet d'obtenir une pâte de même qualité (degré de polymérisation = 800) avec même un léger gain de blancheur (90,2 contre 89,3) et une économie de réactif (bioxyde de chlore : 1,0% contre 1,1%) probablement dus au fait que le peroxyde selon l'invention, non stabilisé, utilisé dès sa production est plus actif que le peroxyde stabilisé du commerce.
<SEP> Whitening
<tb><SEP> Stage <SEP> C <SEP> (Chlorination) <SEP> Z <SEP> Cl2 / Paste <SEP>: <SEP> 2.8 <SEP>
<tb><SEP> temperature <SEP>: <SEP> 400C <SEP>
<tb><SEP> time <SEP>: <SEP> 30 <SEP> min
<tb><SEP> protector <SEP> 0.1% <SEP> urea / pflte <SEP>
<tb><SEP> Stage <SEP> P <SEP> (peroxide) <SEP>% <SEP> NaOH / pSte <SEP>: <SEP> 1.5
<tb><SEP> temperature <SEP>: <SEP> 50 C <SEP>
<tb><SEP> time <SEP>: <SEP> 60 <SEP> min <SEP>
<tb><SEP>%<SEP> H2O2 <SEP>: <SEP> 0.8
<tb> Peroxide <SEP> of <SEP> Alkaline Peroxide <SEP>
<tb><SEP> trade <SEP> according to <SEP> the invention
<tb><SEP> Stage <SEP> D <SEP> (Dioxide)
<tb><SEP>%<SEP> ClO2 <SEP> 1.1 <SEP> 1.0
<tb><SEP> temperature
<tb><SEP> i <SEP> 3h <SEP> 3h <SEP>
<tb><SEP> whiteness <SEP> 89.3 <SEP> 90.2
<tb><SEP> degree <SEP> of <SEP> poly- <SEP> 800 <SEP> 800
<tb><SEP> Meritoring
<Tb>
According to the preceding table, the hydrogen peroxide in alkaline aqueous medium according to the invention makes it possible to obtain a paste of the same quality (degree of polymerization = 800) with even a slight gain in whiteness (90.2 against 89, 3) and a reagent economy (chlorine dioxide: 1.0% against 1.1%) probably due to the fact that the peroxide according to the invention, not stabilized, used from its production is more active than the stabilized peroxide of commerce .

Exemple 6 : essais d'endurance
La cellule décrite à l'exemple 1, équipée d'une membrane
Celgard K 511 et d'un feutre RVG 2000, a été mise en fonctionnement pendant 3000 heures, la température étant maintenue à 21"C. Toutes les 150 heures, il a été procédé à un relevé du potentiel pris par la cathode et à un prélèvement de l'électrolyte. On constate que la concentration en H202 est pratiquement constante, en fonction du temps d'utilisation de la cellule, la valeur moyenne est de 16 g/l à une densité de courant de 5 A/dm2.
Example 6: endurance tests
The cell described in Example 1, equipped with a membrane
Celgard K 511 and a RVG 2000 felt were put into operation for 3000 hours, the temperature being maintained at 21 ° C. Every 150 hours, the potential taken by the cathode was taken The concentration of H 2 O 2 is found to be substantially constant, depending on the time of use of the cell, the average value is 16 g / l at a current density of 5 A / dm 2.

Claims (13)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T IO N S 1. Procédé pour la production de l'eau oxygénée en solution aqueuse alcaline par électroréduction de l'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène, en présence d'eau et d'un hydroxyde alcalin, dans une cellule électrolytique comprenant une cathode et une anode, caractérisé en ce que l'on fait passer une émulsion d'oxygène ou d'un gaz en contenant dans un électrolyte constitué par une solution aqueuse d'un hydroxyde alcalin, à travers une cathode poreuse constituée par un feutre ou un tissu de carbone ou de graphite, à l'intérieur de ladite cellule, pour former de l'eau oxygénée dans l'électrolyte par réduction de l'oxygène en présence d'eau et d'un hydroxyde alcalin au contact de la cathode, cette cathode étant en outre séparée de l'anode par une membrane séparatrice semi-perméable pour empêcher le contact de l'eau oxygénée formée avec l'anode.A process for the production of oxygenated water in aqueous alkaline solution by electroreduction of oxygen or an oxygen-containing gas in the presence of water and an alkaline hydroxide in an electrolytic cell comprising a cathode and an anode, characterized in that an oxygen emulsion or a gas containing it is passed through an electrolyte constituted by an aqueous solution of an alkaline hydroxide, through a porous cathode constituted by a felt or a fabric of carbon or graphite, inside said cell, for forming oxygenated water in the electrolyte by reducing the oxygen in the presence of water and an alkaline hydroxide in contact with the cathode, this cathode being further separated from the anode by a semipermeable separating membrane to prevent the contact of hydrogen peroxide formed with the anode. 2. Cellule d'électrolyse pour la production électrochimique de l'eau oxygénée en solution aqueuse alcaline, par électroréduction de oxygène ou d'un gaz contenant de oxygène, en présence d'eau et d'un hydroxyde alcalin, caractérisée en ce qu'elle comporte - une cathode poreuse en feutre ou tissu de carbone ou de graphite > - une anode en nickel ou en acier nickelé sous forme de tôle perforée, - un compartiment cathodique pour loger ladite cathode, - un compartiment anodique faisant suite audit compartiment cathodique2. Electrolysis cell for the electrochemical production of hydrogen peroxide in alkaline aqueous solution, by electroreduction of oxygen or an oxygen-containing gas, in the presence of water and an alkaline hydroxide, characterized in that it comprises - a porous cathode made of felt or fabric of carbon or graphite> - anode made of nickel or nickel-plated steel in the form of a perforated plate, - a cathode compartment for accommodating said cathode, - an anode compartment following said cathode compartment pour loger ladite anode, - une membrane séparatrice semi-perméable pour séparer le compartiment for accommodating said anode, - a semipermeable separating membrane for separating the compartment cathodique du compartiment anodique, et également - un dispositif pour alimenter le compartiment cathodique avec une cathode of the anode compartment, and also - a device for supplying the cathode compartment with a émulsion d'oxygène ou de gaz contenant de l'oxygène dans une solu emulsion of oxygen or gas containing oxygen in a solution tion aqueuse d'un hydroxyde alcalin, - un dispositif pour soutirer l'eau oxygénée en solution aqueuse alca aqueous solution of an alkaline hydroxide, - a device for withdrawing oxygenated water in aqueous solution alca line formée du compartiment cathodique, et - un dispositif pour alimenter le compartiment anodique avec une solu line formed of the cathode compartment, and - a device for supplying the anode compartment with a solution tion aqueuse d'un hydroxyde alcalin. aqueous solution of an alkaline hydroxide. 3. Cellule d'électrolyse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le compartiment cathodique est cloisonné par la cathode en deux sous-compartiments, l'un en amont, l'autre en aval de cette cathode, l'alimentation en émulsion d'oxygène se faisant dans le sous-compartiment amont et le soutirage de l'eau oxygénée formée se faisant dans le sous-compartiment aval.3. Electrolysis cell according to claim 2, characterized in that the cathode compartment is partitioned by the cathode in two sub-compartments, one upstream, the other downstream of this cathode, the emulsion feed. oxygen is formed in the upstream subcompartment and the withdrawal of oxygenated water formed in the subcompartment downstream. 4. Cellule d'électrolyse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la cathode est en feutre ou tissu de carbone ou de graphite préalablement soumis à un traitement d'hydrophilisation.4. Cell electrolysis according to claim 2 or 3, characterized in that the cathode is made of carbon or graphite felt or fabric previously subjected to a hydrophilization treatment. 5. Cellule d'électrolyse selon la revendication 4, caractérisée en ce que ce traitement d'hydrophilisation consiste en une immersion du feutre ou tissu dans un alcool inférieur, notamment l'éthanol pur, à la température d'ébullition de ce dernier, pendant environ 2 heures, suivie d'un lavage et d'un rinçage à l'eau.5. Electrolysis cell according to claim 4, characterized in that said hydrophilization treatment consists of an immersion of the felt or fabric in a lower alcohol, in particular pure ethanol, at the boiling temperature of the latter, during about 2 hours, followed by washing and rinsing with water. 6. Cellule d'électrolyse selon la revendication 4, caractérisée en ce que ce traitement d'hydrophilisation consiste en une immersion dans de l'acide sulfochromique à environ 50%, à chaud, pendant environ 3G s. à 5 min, suivie d'un lavage et d'un rinçageàl'eau. 6. Electrolysis cell according to claim 4, characterized in that this hydrophilization treatment consists of an immersion in sulfochromic acid at about 50%, hot, for about 3G s. at 5 min, followed by washing and rinsing with water. 7. Cellule d'électrolyse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la membrane séparatrice est constituée par une membrane échangeuse de cations ou par une membrane microporeuse du type hydrophile.7. Electrolysis cell according to claim 2 or 3, characterized in that the separating membrane is constituted by a cation exchange membrane or a microporous membrane of the hydrophilic type. 8. Cellule d'électrolyse selon la revendication 3, carac térisée en ce qu'elle comporte un circuit pour recycler le contenu du sous-compartiment cathodique aval vers l'alimentation du sous-compartiment cathodique amont en vue d'amener la concentration en eau oxygénée dans ledit sous-compartiment aval au niveau souhaité.8. Electrolysis cell according to claim 3, charac terized in that it comprises a circuit for recycling the contents of the sub-cathode compartment downstream to the supply of the sub-cathode compartment upstream in order to bring the water concentration oxygenated in said downstream subcompartment to the desired level. 9. Cellule d'électrolyse selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif pour créer un vortex dans le sous-compartiment cathodique amont, en vue de contraindre l'émulsion à balayer, à débit élevé, la surface de la cathode.9. Electrolysis cell according to claim 3, characterized in that it comprises a device for creating a vortex in the upstream cathodic sub-compartment, in order to constrain the emulsion to be swept at a high rate, the surface of the cathode. 10. Cellule d'électrolyse selon la revendication 3 ou 9, caractérisée en ce qu'un ajutage est prévu pour évacuer l'excédent gazeux de l'émulsion du sous-compartiment cathodique amont et le recycler vers l'alimentation de ce sous-compartiment cathodique amont.10. Electrolysis cell according to claim 3 or 9, characterized in that a nozzle is provided to remove the excess gas from the emulsion of the upstream cathode sub-compartment and recycle to the feed of this sub-compartment cathodic upstream. 11. Cellule d'électrolyse selon la revendication 3, carac térisée en ce qu'elle comporte un circuit pour évacuer l'oxygène gazeux formé dans le compartiment anodique, dans une circulation anodique forcée en circuit non fermé, avec recyclage de l'effluent gazeux vers l'alimentation du sous-compartiment cathodique amont et recyclage de l'effluent liquide vers ledit compartiment anodique. 11. Electrolysis cell according to claim 3, charac terized in that it comprises a circuit for evacuating gaseous oxygen formed in the anode compartment, in a forced anode circulation in an open circuit, with recycling of the gaseous effluent. to feeding the upstream cathode sub-compartment and recycling the liquid effluent to said anode compartment. 12. Cellule d'électrolyse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la concentration de la solution aqueuse d'hydroxyde alcalin est maintenue entre Q,1 mole/litre et 2,5 moles/litre.12. Electrolysis cell according to claim 2 or 3, characterized in that the concentration of the aqueous alkali hydroxide solution is maintained between Q, 1 mole / liter and 2.5 moles / liter. 13. Cellule d'électrolyse selon la revendication 2 ou 3 ou 4, caractérisée en ce que la cathode en feutre ou tissu de carbone ou de graphite est maintenue entre deux collecteurs de tssle perforée de nickel ou d'acier nickelé. 13. Cell electrolysis according to claim 2 or 3 or 4, characterized in that the cathode felt or carbon or graphite cloth is held between two collectors tssle perforated nickel or nickel-plated steel.
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