JP2018513277A5

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Publication number: JP2018513277A5
Application number: JP2017555298A
Authority: JP
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2036-04-12

Claims

陽極構造体と陰極構造体とを備えた電極アセンブリであって、前記陽極構造体及び前記陰極構造体の各々は、発生気体及び使用済み液体のための出口ヘッダを含み、
ｉ）前記陽極構造体における前記出口ヘッダは、Ｖ_Aｃｍ³の内部容積と、前記ヘッダの出口端におけるＡ_Aｃｍ²の内部断面積と、Ｌ_Aｃｍの内部長とを有し、
ｉｉ）前記陰極構造体における前記出口ヘッダは、Ｖ_Cｃｍ³の内部容積と、前記ヘッダの出口端におけるＡ_Cｃｍ²の内部断面積と、Ｌ_Cｃｍの内部長とを有し、
ａ）前記陽極構造体における前記出口ヘッダが外部ヘッダであり、比率Ｖ_A／（Ａ_A×Ｌ_A）が１未満であること、及び、
ｂ）前記陰極構造体における前記出口ヘッダが外部ヘッダであり、比率Ｖ_C／（Ａ_C×Ｌ_C）が１未満であること、
のうちの一方又は両方が当てはまり、
前記外部出口ヘッダは、電気分解中に発生した気体を電極構造体から排出する、前記電極構造体の電解区画室の外部に設けられた出口容積である、
ことを特徴とする電極アセンブリ。
陽極構造体及び陰極構造体を備えた電極アセンブリであって、前記陽極構造体及び前記陰極構造体の各々は、発生気体及び使用済み液体のための出口ヘッダを含み、前記陽極構造体における前記出口ヘッダは、Ｖ_Aｃｍ³の総内部容積を有し、前記陰極構造体における前記出口ヘッダは、Ｖ_Cｃｍ³の総容積を有し、Ｖ_AはＶ_C未満である、
ことを特徴とする電極アセンブリ。
ｉ）前記陽極構造体における前記出口ヘッダは、前記ヘッダの前記出口端におけるＡ_Aｃｍ²の内部断面積と、Ｌ_Aｃｍの内部長とを有し、
ｉｉ）前記陰極構造体における前記出口ヘッダは、前記ヘッダの前記出口端におけるＡ_Cｃｍ²の内部断面積と、Ｌ_Cｃｍの内部長とを有し、
ａ）前記陽極構造体における前記出口ヘッダが外部ヘッダであり、比率Ｖ_A／（Ａ_A×Ｌ_A）が１未満であること、及び、
ｂ）前記陰極構造体における前記出口ヘッダが外部ヘッダであり、比率Ｖ_C／（Ａ_C×Ｌ_C）が１未満であること、
のうちの一方又は両方が当てはまり、
前記外部出口ヘッダは、電気分解中に発生した気体を電極構造体から排出する、前記電極構造体の電解区画室の外部に設けられた出口容積である、
請求項２に記載の電極アセンブリ。
前記陽極構造体における前記出口ヘッダは外部ヘッダであり、１未満の、さらに好ましくは０．７未満などの０．９５未満のＶ_A／（Ａ_A×Ｌ_A）有し、好ましくは前記陽極構造体における前記出口ヘッダは、長さに沿って断面積が増加するようにテーパ状である、
請求項１又は３記載の電極アセンブリ。
Ａ_Aは、少なくとも７ｃｍ²であり、好ましくは少なくとも１５ｃｍ²である、
請求項１、３及び４のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
Ａ_Cは、Ａ_A未満であり、好ましくはＡ_Aを少なくとも５ｃｍ²下回る、
請求項１、３、４及び５のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
Ｖ_Aは３１００のｃｍ³未満である、及び／又は、Ｖ_AはＶ_Cを１００ｃｍ³、さらに好ましくは２５０ｃｍ³下回る、
請求項１から６のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
外部陽極出口ヘッダと内部陰極出口ヘッダとを有し、又は内部陽極出口ヘッダと外部陰極出口ヘッダとを有し、前記内部出口ヘッダは、電気分解中に発生した気体を電極構造体から排出する、前記電極構造体の電解区画室の内部に設けられた出口容積である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
各出口ヘッダは、個々の前記陽極構造体又は前記陰極構造体上に設けられて前記陽極構造体又は前記陰極構造体から、電気分解中に発生した気体を複数の出口ヘッダの出口から回収してさらなる処理に受け渡す容積である電解槽回収ヘッダに発生気体を排出する出口容積であり、好ましくは、各出口ヘッダは前記電極構造体の長い水平軸と平行に整列する拡張容積である、
請求項８に記載の電極アセンブリ。
前記１又は複数の外部出口ヘッダは、該ヘッダの水平長さの一部又は全部に沿って配置されて該ヘッダの側面に内部的に取り付けられた１又は２以上の内部クロスメンバを含む、
請求項１から９のいずれか１項に記載の電極アセンブリ。
電極構造体であって、
ｉ）皿状凹部と、第２の電極構造体におけるフランジと相互作用して間にセパレータを保持することができるフランジとを有し、前記皿状凹部が、電極ユニット又はモジュール式電解槽における第３の電極構造体の対応する突出部に嵌合できる複数の内向き又は外向きに突出する突出部をさらに有する、パンと、
ｉｉ）電気分解される液体のための入口と、
ｉｉｉ）発生気体及び使用済み液体のための出口ヘッダと、
を備え、前記出口ヘッダは、前記外部出口ヘッダのｃｍ³単位の内部容積をＶ_Eとし、前記ヘッダの前記出口端における前記内部断面積をＡ_Eとし、内部長をＬ_Eとすると、Ｖ_E／（Ａ_E×Ｌ_E）が１未満の外部出口ヘッダであり、前記外部出口ヘッダは、電気分解中に発生した気体を電極構造体から排出する、前記電極構造体の電解区画室の外部に設けられた出口容積であり、好ましくは前記出口ポートに向かう気体／液体流の方向に断面積が増加するテーパ状の外部出口ヘッダである、
ことを特徴とする電極構造体。
前記外部出口ヘッダは、該ヘッダの水平長さの一部又は全部に沿って配置されて該ヘッダの側面に内部的に取り付けられた１又は２以上の内部クロスメンバを含む、
請求項１１に記載の電極構造体。
陽極構造体である、請求項１１又は１２に記載の電極構造体。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の複数の電極アセンブリを備え、好ましくは５〜３００個の電極アセンブリを備える、
ことを特徴とするモジュール式又はフィルタプレス型電解槽。
アルカリ金属ハロゲン化物の電気分解プロセスであって、請求項１４に記載のモジュール式又はフィルタプレス型電解槽においてアルカリ金属ハロゲン化物を電気分解するステップを含み、特に、前記プロセスは、Ｗ_AｋｇＣｌ₂／ｈｒの陽極電極アセンブリ当たりの生成速度で動作し、Ｗ_A／Ｖ_Aは、０．００６ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³よりも大きい、
ことを特徴とするアルカリ金属ハロゲン化物の電気分解プロセス。
アルカリ金属ハロゲン化物の電気分解プロセスであって、モジュール式又はフィルタプレス型電解槽においてアルカリ金属ハロゲン化物を電気分解するステップを含み、該電解槽は、
ｉ）Ｖ_Aｃｍ³の内部容積を有する陽極出口ヘッダを有する複数の陽極電極構造体と、
ｉｉ）Ｖ_Cｃｍ³の内部容積を有する陰極出口ヘッダを有する複数の陰極電極構造体と、
を含み、前記プロセスは、Ｗ_AｋｇＣｌ₂／ｈｒの陽極電極アセンブリ当たりの生成速度で動作し、Ｗ_A／Ｖ_Aは、０．００６ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³よりも大きい、
ことを特徴とするアルカリ金属ハロゲン化物の電気分解プロセス。
前記プロセスは、Ｗ_AｋｇＣｌ₂／ｈｒの陽極電極アセンブリ当たりの生成速度で動作し、Ｗ_A／Ｖ_Aは、少なくとも０．０１０ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³などのように少なくとも０．００８ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³である、及び／又は最大０．０２０ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³である、
請求項１５又は１６に記載のプロセス。
前記プロセスは、Ｗ_Aの陽極電極アセンブリ当たりの生成速度で動作し、
ａ）Ｗ_Aは、４〜４０ｋｇＣｌ₂／ｈｒであり、好ましくは２０〜４０ｋｇＣｌ₂／ｈｒであり、及び／又は、
ｂ）Ｗ_Aは、４ｋＡ／ｍ²の電流密度において１２ｋｇＣｌ₂／ｈｒを上回り、７ｋＡ／ｍ²の電流密度において２１ｋｇＣｌ₂／ｈｒを上回る、
請求項１５から１７のいずれか１項に記載のプロセス。
前記電解槽は、７ｋＡ／ｍ²の電流密度での動作時に少なくとも０．００６ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³の、好ましくは少なくとも０．０１０ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³のＷ_A／Ｖ_Aを有し、４ｋＡ／ｍ²の電流密度での動作時に少なくとも０．００３ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³の、好ましくは少なくとも０．００５ｋｇＣｌ₂／ｈｒｃｍ³のＷ_A／Ｖ_Aを有することを特徴とする、
請求項１５から１８のいずれか１項に記載のプロセス。
ｉ）前記陽極出口ヘッダは、前記ヘッダの前記出口端におけるＡ_Aｃｍ²の内部断面積と、Ｌ_Aｃｍの内部長とを有し、
ｉｉ）前記陰極出口ヘッダは、前記ヘッダの前記出口端におけるＡ_Cｃｍ²の内部断面積と、Ｌ_Cｃｍの内部長とを有し、
ａ）前記陽極構造体における前記出口ヘッダが外部ヘッダであり、比率Ｖ_A／（Ａ_A×Ｌ_A）が１未満であること、及び、
ｂ）前記陰極構造体における前記出口ヘッダが外部ヘッダであり、比率Ｖ_C／（Ａ_C×Ｌ_C）が１未満であること、
のうちの一方又は両方が当てはまり、
前記外部出口ヘッダは、電気分解中に発生した気体を電極構造体から排出する、前記電極構造体の電解区画室の外部に設けられた出口容積である、
請求項１５から１９のいずれか１項に記載のプロセス。
前記陽極出口ヘッダは、０．７未満などの０．９５未満のＶ_A／（Ａ_A×Ｌ_A）を有する、
請求項２０に記載のプロセス。
外部陽極出口ヘッダを有する複数の陽極電極構造体と、内部陰極出口ヘッダを有する複数の陰極電極構造体、又は内部陽極出口ヘッダを有する複数の陽極電極構造体と、外部陰極出口ヘッダを有する複数の陰極電極構造体とを有し、さらに好ましくは、外部陽極出口ヘッダを有する複数の陽極電極構造体と、内部陰極出口ヘッダを有する複数の陰極電極構造体とを有し、内部出口ヘッダは、電気分解中に発生した気体を電極構造体から排出する、前記電極構造体の電解区画室の内部に設けられた出口容積である、
請求項１５から２１のいずれか１項に記載のプロセス。