JP6986193B2 - 電極アセンブリ、電解槽及び電気分解プロセス - Google Patents
電極アセンブリ、電解槽及び電気分解プロセス Download PDFInfo
- Publication number
- JP6986193B2 JP6986193B2 JP2017555298A JP2017555298A JP6986193B2 JP 6986193 B2 JP6986193 B2 JP 6986193B2 JP 2017555298 A JP2017555298 A JP 2017555298A JP 2017555298 A JP2017555298 A JP 2017555298A JP 6986193 B2 JP6986193 B2 JP 6986193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- header
- electrode
- outlet
- anode
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
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
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
-
- 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
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
-
- 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
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- 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
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
- C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
Description
i)陽極構造体における出口ヘッダが、VAcm3の内部容積と、ヘッダの出口端におけるAAcm2の内部断面積と、LAcmの内部長とを有し、
ii)陰極構造体における出口ヘッダが、VCcm3の内部容積と、ヘッダの出口端におけるACcm2の内部断面積と、LCcmの内部長とを有し、
比率VA/(AA×LA)及び比率VC/(AC×LC)の一方又は両方が1未満である、電極アセンブリを提供する。
i)別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、
ii)電極を含むとともに、使用時には電気分解される液体を含む電解区画室と、
iii)電気分解される液体のための入口と、
iv)発生気体及び使用済み液体のための出口ヘッダと、
を含む。
i)VAcm3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)VCcm3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、プロセスが、WAkgCl2/hrの陽極電極アセンブリ当たりの生成速度で動作し、WA/VAが0.006kgCl2/hrcm3よりも大きい、電気分解プロセスを提供する。
i)陽極出口ヘッダが、VAcm3の内部容積と、ヘッダの出口端におけるAAcm2の内部断面積と、LAcmの内部長とを有し、
ii)陰極出口ヘッダが、VCcm3の内部容積と、ヘッダの出口端におけるACcm2の内部断面積と、LCcmの内部長とを有し、
比率VA/(AA×LA)及びVC/(AC×LC)の一方又は両方が1未満であり、最も好ましくは少なくとも陽極出口ヘッダが、1未満の比率VA/(AA×LA)有することが特に好ましい。
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、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、
を含み、出口ヘッダが、外部出口ヘッダのcm3単位の内部容積をVEとし、ヘッダの出口端における内部断面積をAEとし、内部長をLEとするVE/(AE×LE)が1未満の外部出口ヘッダであり、好ましくは出口ヘッダが、出口ポートに向かって気体/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、電極構造体を提供する。
外部陽極出口ヘッダ及び内部陰極出口ヘッダを含む図2に示す一般的構造の5つのモジュールで双極電解槽を形成した。
いずれもテーパ付けしていない外部陽極出口ヘッダと外部陰極出口ヘッダとを有する、米国特許第6761808号に示される一般的構造の138個のモジュールで電解槽を形成した。
11 フランジ
12 皿状凹部
13 突出部
14 電解区画室
15 陽極
16 外部出口ヘッダ
17 導電性ポスト
18 電気絶縁クッション
19 スパイダ
30 陰極構造体
31 フランジ
32 皿状凹部
33 突出部
34 電解区画室
35 陰極
36 内部出口ヘッダ
37 導電性ポスト
38 電気絶縁クッション
39 スパイダ
50 伝導率向上装置
Claims (25)
- 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、VAcm3の内部容積と、前記ヘッダの出口端におけるAAcm2の内部断面積と、LAcm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、VCcm3の内部容積と、前記ヘッダの出口端におけるACcm2の内部断面積と、LCcm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VA/(AA×LA)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VC/(AC×LC)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、VAcm3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、VCcm3の総容積を有し、VAはVC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AAcm2の内部断面積と、LAcm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ACcm2の内部断面積と、LCcm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VA/(AA×LA)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VC/(AC×LC)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VA/(AA×LA)を有する、
請求項1又は3記載の電極アセンブリ。 - V A /(A A ×L A )は0.95未満である、
請求項4記載の電極アセンブリ。 - V A /(A A ×L A )は0.7未満である、
請求項4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、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4から6のいずれか1項に記載の電極アセンブリ。 - AAは、少なくとも7cm2である、
請求項1及び3から7のいずれか1項に記載の電極アセンブリ。 - A A は、少なくとも15cm 2 である、
請求項8に記載の電極アセンブリ。 - ACは、AA未満である、
請求項1及び3から9のいずれか1項に記載の電極アセンブリ。 - A C は、A A を少なくとも5cm 2 下回る、
請求項10に記載の電極アセンブリ。 - VAは3100cm3未満である、及び/又は、VAはVCを100cm3下回る、
請求項1から11のいずれか1項に記載の電極アセンブリ。 - V A は3100cm 3 未満である、及び/又は、V A はV C を250cm 3 下回る、
請求項12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13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る、
請求項14に記載の電極アセンブリ。 - 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15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16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VE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AEとし、内部長をLEとすると、VE/(AE×LE)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る、
ことを特徴とする電極構造体。 - 前記外部出口ヘッダは、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、
請求項18に記載の電極構造体。 - 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18又は19に記載の電極構造体。 - 陽極構造体である、請求項18から20のいずれか1項に記載の電極構造体。
- 請求項1から17のいずれか1項に記載の複数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。 - 5〜300個の電極アセンブリを備える、
請求項22に記載の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22又は23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む、
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 A kgCl 2 /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、0.006kgCl 2 /hrcm 3 よりも大きい、
請求項24に記載のアルカリ金属ハロゲン化物の電気分解プロセス。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15164303 | 2015-04-20 | ||
EP15164309 | 2015-04-20 | ||
EP15164309.5 | 2015-04-20 | ||
EP15164303.8 | 2015-04-20 | ||
PCT/EP2016/058016 WO2016169812A1 (en) | 2015-04-20 | 2016-04-12 | Electrode assembly, electrolysers and processes for electrolysis |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018513277A JP2018513277A (ja) | 2018-05-24 |
JP2018513277A5 JP2018513277A5 (ja) | 2019-05-23 |
JP6986193B2 true JP6986193B2 (ja) | 2021-12-22 |
Family
ID=55702003
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017555298A Active JP6986193B2 (ja) | 2015-04-20 | 2016-04-12 | 電極アセンブリ、電解槽及び電気分解プロセス |
JP2017555297A Active JP6986192B2 (ja) | 2015-04-20 | 2016-04-12 | 電極アセンブリ、電極構造体及び電解槽 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017555297A Active JP6986192B2 (ja) | 2015-04-20 | 2016-04-12 | 電極アセンブリ、電極構造体及び電解槽 |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10988846B2 (ja) |
EP (2) | EP3286355B1 (ja) |
JP (2) | JP6986193B2 (ja) |
CN (2) | CN107750283B (ja) |
AU (2) | AU2016251452B2 (ja) |
BR (1) | BR112017022345B1 (ja) |
CA (2) | CA2982381C (ja) |
ES (1) | ES2731677T3 (ja) |
MX (1) | MX2017013440A (ja) |
MY (1) | MY182635A (ja) |
PL (1) | PL3286356T3 (ja) |
PT (1) | PT3286356T (ja) |
RU (1) | RU2709541C2 (ja) |
TR (1) | TR201909079T4 (ja) |
TW (1) | TWI710670B (ja) |
WO (2) | WO2016169813A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW202146707A (zh) | 2020-01-24 | 2021-12-16 | 英商億諾斯技術有限公司 | 電極總成及電解器 |
US11444304B1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-09-13 | Verdagy, Inc. | Anode and/or cathode pan assemblies in an electrochemical cell, and methods to use and manufacture thereof |
US20230107017A1 (en) * | 2021-10-05 | 2023-04-06 | Verdagy, Inc. | Systems and methods for producing hydrogen gas |
WO2023111052A2 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Danfoss A/S | Membrane fixation to cassette for electrolyzer |
WO2023150554A2 (en) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | Verdagy, Inc. | Electrolyzer cell |
TW202405951A (zh) * | 2022-06-30 | 2024-02-01 | 日商旭化成股份有限公司 | 裝置及方法 |
WO2024005096A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 旭化成株式会社 | 装置及び方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3475313A (en) | 1964-04-24 | 1969-10-28 | Chemech Eng Ltd | Electrolytic cell for chlorate manufacture |
CA892733A (en) | 1969-04-28 | 1972-02-08 | O. Westerlund Gothe | Bipolar metal electrode cell apparatus |
US3732153A (en) * | 1971-10-05 | 1973-05-08 | Hooker Chemical Corp | Electrochemical apparatus and process for the manufacture of halates |
GB1581348A (en) | 1976-08-04 | 1980-12-10 | Ici Ltd | Bipolar unit for electrolytic cell |
GB1595183A (en) | 1977-03-04 | 1981-08-12 | Ici Ltd | Diaphragm cell |
US4505789A (en) * | 1981-12-28 | 1985-03-19 | Olin Corporation | Dynamic gas disengaging apparatus and method for gas separation from electrolyte fluid |
US5314591A (en) | 1991-06-26 | 1994-05-24 | Chlorine Engineers Corp., Ltd | Electrolyzer and method of production |
JP3555197B2 (ja) | 1994-09-30 | 2004-08-18 | 旭硝子株式会社 | 複極型イオン交換膜電解槽 |
ES2209875T3 (es) * | 1999-05-10 | 2004-07-01 | Ineos Chlor Limited | Estructura electrodica. |
US6761808B1 (en) * | 1999-05-10 | 2004-07-13 | Ineos Chlor Limited | Electrode structure |
US20040108204A1 (en) * | 1999-05-10 | 2004-06-10 | Ineos Chlor Limited | Gasket with curved configuration at peripheral edge |
US6939449B2 (en) | 2002-12-24 | 2005-09-06 | General Atomics | Water electrolyzer and system |
WO2006053962A2 (fr) | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Universite Paul Sabatier Toulouse Iii | Procédé de réaction électrochimique et réacteur électrochimique à microcanaux et son procédé de fabrication |
CN101550552B (zh) | 2009-05-20 | 2011-01-12 | 王可全 | 氢氧混合气体发生器 |
RU127288U1 (ru) * | 2012-08-14 | 2013-04-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства Российской академии сельскозяйственных наук | Проточный электролитический элемент модульного типа |
-
2016
- 2016-04-12 US US15/567,644 patent/US10988846B2/en active Active
- 2016-04-12 CN CN201680036263.5A patent/CN107750283B/zh active Active
- 2016-04-12 RU RU2017140076A patent/RU2709541C2/ru active
- 2016-04-12 CA CA2982381A patent/CA2982381C/en active Active
- 2016-04-12 WO PCT/EP2016/058021 patent/WO2016169813A1/en active Application Filing
- 2016-04-12 US US15/567,694 patent/US10738386B2/en active Active
- 2016-04-12 MX MX2017013440A patent/MX2017013440A/es unknown
- 2016-04-12 CN CN201680036307.4A patent/CN107750284B/zh active Active
- 2016-04-12 PT PT16715571T patent/PT3286356T/pt unknown
- 2016-04-12 JP JP2017555298A patent/JP6986193B2/ja active Active
- 2016-04-12 EP EP16715570.4A patent/EP3286355B1/en active Active
- 2016-04-12 EP EP16715571.2A patent/EP3286356B1/en active Active
- 2016-04-12 PL PL16715571T patent/PL3286356T3/pl unknown
- 2016-04-12 ES ES16715571T patent/ES2731677T3/es active Active
- 2016-04-12 MY MYPI2017703907A patent/MY182635A/en unknown
- 2016-04-12 AU AU2016251452A patent/AU2016251452B2/en active Active
- 2016-04-12 BR BR112017022345-7A patent/BR112017022345B1/pt active IP Right Grant
- 2016-04-12 AU AU2016251453A patent/AU2016251453B2/en active Active
- 2016-04-12 TR TR2019/09079T patent/TR201909079T4/tr unknown
- 2016-04-12 JP JP2017555297A patent/JP6986192B2/ja active Active
- 2016-04-12 CA CA2982399A patent/CA2982399C/en active Active
- 2016-04-12 WO PCT/EP2016/058016 patent/WO2016169812A1/en active Application Filing
- 2016-04-14 TW TW105111643A patent/TWI710670B/zh active
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6986193B2 (ja) | 電極アセンブリ、電解槽及び電気分解プロセス | |
EP1190115B1 (en) | Electrode structure | |
US7363110B2 (en) | Gasket with curved configuration at peripheral edge | |
US6761808B1 (en) | Electrode structure | |
IE840552L (en) | Electrolytic cell | |
EP1469103A2 (en) | Gaskets for use with electrode structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190411 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190411 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200525 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210301 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210921 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20211012 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211021 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6986193 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |