JPS6217038B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6217038B2
JPS6217038B2 JP54500004A JP50000478A JPS6217038B2 JP S6217038 B2 JPS6217038 B2 JP S6217038B2 JP 54500004 A JP54500004 A JP 54500004A JP 50000478 A JP50000478 A JP 50000478A JP S6217038 B2 JPS6217038 B2 JP S6217038B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
electrolyte
gas
electrode
upper chamber
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.)
Expired
Application number
JP54500004A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54500071A (en
Inventor
Furanshisu Gutsudoritsuji
Reimondo Aanesuto Purimurei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Development Corp UK
Original Assignee
National Research Development Corp UK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Development Corp UK filed Critical National Research Development Corp UK
Publication of JPS54500071A publication Critical patent/JPS54500071A/ja
Publication of JPS6217038B2 publication Critical patent/JPS6217038B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/036Bipolar electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/23Oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

請求の範囲 1 水平な有孔板によつて上部室と下部室とに分
割されかつ前記2つの室は上部室から下部室に電
解液を導く導管によつて連通されている電気化学
槽であつて、 上部室は該有孔板を底壁とする上部開放の電極
室およびその両側端に設けられた電解液出入口お
よび電極室の上部の気体収集室からなり、 下部室は気体を前記有孔板の孔を経て上部室内
の電極室中に供給する気体供給室とその底部に位
置する反応済の電解液をプールするための受器部
とより構成されている、 ことを特徴とする電気化学槽。
Claim 1: An electrochemical cell that is divided into an upper chamber and a lower chamber by a horizontal perforated plate, and the two chambers are communicated by a conduit that leads an electrolyte from the upper chamber to the lower chamber. The upper chamber consists of an electrode chamber with an open top having the perforated plate as a bottom wall, an electrolyte inlet/outlet provided at both ends of the electrode chamber, and a gas collection chamber above the electrode chamber, and the lower chamber collects gas through the perforated plate. An electrochemical device characterized in that it is composed of a gas supply chamber that supplies gas to an electrode chamber in an upper chamber through a hole in a plate, and a receiver section located at the bottom of the chamber for pooling the reacted electrolyte. Tank.

2 電解液入口と電解液出口はおのおのせきによ
つて形成されている特許請求の範囲第1項記載の
電気化学槽。
2. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the electrolyte inlet and the electrolyte outlet are each formed by a weir.

3 電解液入口せきの頂部は電解液出口の頂部よ
り高く、そして電解液出口せきの頂部は電極の頂
部よりも高い特許請求の範囲第2項記載の電気化
学槽。
3. The electrochemical cell according to claim 2, wherein the top of the electrolyte inlet weir is higher than the top of the electrolyte outlet, and the top of the electrolyte outlet weir is higher than the top of the electrode.

4 せきは有孔板から直立する板によつて形成さ
れている特許請求の範囲第2または3項記載の電
気化学槽。
4. The electrochemical cell according to claim 2 or 3, wherein the weir is formed by a plate standing upright from a perforated plate.

5 間隔をおいた平行な関係で配置されて、電解
液入口と電解液出口との間にチヤンネルを形成す
る、垂直の板様電極の複極の配列を含む特許請求
の範囲第1項記載の電気化学槽。
5. A bipolar array of vertical plate-like electrodes arranged in spaced parallel relationship to form a channel between an electrolyte inlet and an electrolyte outlet. Electrochemical bath.

6 複極型電極は電気絶縁性材料から作られた有
孔板上に静置され、そして有孔板中の孔は隣接電
極間のほぼ中央に隔置された列で配置されている
特許請求の範囲第5項記載の電気化学槽。
6. A claim in which the bipolar electrodes are placed on a perforated plate made of electrically insulating material, and the holes in the perforated plate are arranged in rows spaced approximately centrally between adjacent electrodes. The electrochemical cell according to item 5.

7 上部室から下部室への導管(立下り管)によ
つて、反応済の電解液をプールへ放出するため
に、電解液出口せきから下部室の底部へ導びかれ
ている特許請求の範囲第2項記載の電気化学槽。
7. A conduit (down pipe) from the upper chamber to the lower chamber leads from the electrolyte outlet weir to the bottom of the lower chamber in order to discharge the reacted electrolyte into the pool. The electrochemical cell according to item 2.

8 新らしい電解液を電解液入口せきへ放出する
ために、上部室を通つて下に伸びる立上り管を含
む特許請求の範囲第7項記載の電気化学槽。
8. The electrochemical cell of claim 7 including a riser extending downward through the upper chamber for discharging fresh electrolyte into the electrolyte inlet weir.

9 隔置された平行な関係で配置されて電解液入
口せきと電解液出口せきとの間にチヤンネルを形
成する垂直の板様の複極の配列を含み、該電極の
配列は上部室の対面する側壁中に差込まれた末端
電極を含む特許請求の範囲第1項記載の電気化学
槽。
9 comprising an array of vertical plate-like bipolar electrodes arranged in spaced parallel relationship to form a channel between an electrolyte inlet weir and an electrolyte outlet weir, the array of electrodes being arranged on opposite sides of the upper chamber; 2. An electrochemical cell as claimed in claim 1, including a terminal electrode inserted into the side wall of the cell.

10 垂直方向に積み重ねられた、電極室を有す
る上部室と、複数の中間室、および下部室とから
なり、該上部室、中間室、下部室は水平な有孔板
によつて分割されかつ上部室から中間室、中間室
から下部室に向つて順次に電解液を導く導管によ
つて連通されている多段電気化学槽であつて、 該上部室および中間室には、有孔板を底壁とす
る上部開放の電極室およびその両側壁に設けられ
た電解液出入口および電極室の上部の気体収集室
からなり、そして該気体収集室(上部室を除く)
はその上にある上部室、中間室への気体供給室を
形成し、各有孔板は気体供給室の上に配置されて
おり、 下部室は気体を前記有孔板の孔を経て順次に各
上方の中間室、上部室内の電極室に供給する気体
供給室とその底部に位置する反応済の電解液をプ
ールするための受器部とより構成されている、 ことを特徴とする多段電気化学槽。
10 consisting of an upper chamber having an electrode chamber, a plurality of intermediate chambers, and a lower chamber stacked vertically, the upper chamber, the intermediate chamber, and the lower chamber being divided by horizontal perforated plates; A multi-stage electrochemical cell connected by a conduit that sequentially guides an electrolytic solution from the chamber to the intermediate chamber and from the intermediate chamber to the lower chamber, and the upper chamber and the intermediate chamber are provided with a perforated plate on the bottom wall. It consists of an electrode chamber with an open top, an electrolyte inlet/outlet provided on both sides of the electrode chamber, and a gas collection chamber above the electrode chamber, and the gas collection chamber (excluding the upper chamber)
forms a gas supply chamber to the upper chamber and the intermediate chamber above it, each perforated plate is placed above the gas supply chamber, and the lower chamber sequentially supplies gas through the holes in the perforated plate. A multi-stage electric device comprising a gas supply chamber for supplying gas to the upper intermediate chamber and the electrode chamber in the upper chamber, and a receiver section located at the bottom for pooling the reacted electrolyte. Chemical tank.

11 上部室と中間室の電解液入口と電解液出口
はせきによつて形成されている特許請求の範囲第
10項記載の多段電気化学槽。
11. The multi-stage electrochemical cell according to claim 10, wherein the electrolyte inlet and outlet of the upper chamber and the intermediate chamber are formed by weirs.

12 上部室と中間室の電解液入口せきの頂部は
電解液出口の頂部より高く、そして電解液出口の
頂部は電極の頂部よりも高い特許請求の範囲第1
1項記載の多段電気化学槽。
12 The top of the electrolyte inlet weir of the upper chamber and the intermediate chamber is higher than the top of the electrolyte outlet, and the top of the electrolyte outlet is higher than the top of the electrode.
The multi-stage electrochemical cell according to item 1.

13 せきは有孔板から直立する板によつて形成
されている特許請求の範囲第11項または第12
項記載の多段電気化学槽。
13. Claim 11 or 12, wherein the weir is formed by a plate standing upright from a perforated plate.
Multi-stage electrochemical cell as described in section.

14 隔置された平行な関係で配置されて、上部
室と中間室の電解液入口と電解液出口との間にチ
ヤンネルを形成する、垂直の板様電極の複極の配
列を含む特許請求の範囲第10項記載の多段電気
化学槽。
14. Claims comprising a bipolar array of vertical plate-like electrodes arranged in spaced parallel relationship to form a channel between an electrolyte inlet and an electrolyte outlet of an upper chamber and an intermediate chamber. A multi-stage electrochemical cell according to scope 10.

15 電極は上部室と中間室の有孔板上に静置さ
れ、有孔板は電気絶縁材料から作られており、そ
して有孔板中の孔はそれぞれの隣接電極の間にほ
ぼ中央に間隔をおいて位置する列に配置されてい
る特許請求の範囲第14項記載の多段電気化学
槽。
15 The electrodes are placed on perforated plates in the upper and middle chambers, the perforated plates are made of electrically insulating material, and the holes in the perforated plates are approximately centrally spaced between each adjacent electrode. 15. The multi-stage electrochemical cell according to claim 14, which is arranged in rows spaced apart from each other.

16 上部室と中間室(一番下の中間室を除く)
の電解液出口せきから下の中間室の電解液入口せ
きへ電解液を放出するための導管(立下り管)を
含む特許請求の範囲第11項記載の多段電気化学
槽。
16 Upper chamber and middle chamber (excluding the bottom middle chamber)
12. A multi-stage electrochemical cell according to claim 11, comprising a conduit (down pipe) for discharging the electrolyte from the electrolyte outlet weir of the cell to the electrolyte inlet weir of the intermediate chamber below.

17 新らしい電解液を上部室の電解液入口せき
へ放出するための、上部室を通して下向きに伸び
る立上り管を含む特許請求の範囲第16項記載の
多段電気化学槽。
17. The multi-stage electrochemical cell of claim 16 including a riser extending downwardly through the upper chamber for discharging fresh electrolyte into the electrolyte inlet weir of the upper chamber.

18 上部室と中間室において、隔置された平行
な関係に配置されて、電解液入口せきと電解液出
口せきの間にチヤンネルを形成する、垂直の板様
電極の複極の配列を含み、各電極の配列はそれぞ
れの上部室、中間室の対面する側壁中差込まれた
末端電極を含む特許請求の範囲第10項記載の多
段電気化学槽。
18 comprising a bipolar array of vertical plate-like electrodes arranged in spaced parallel relationship in the upper chamber and the intermediate chamber to form a channel between the electrolyte inlet weir and the electrolyte outlet weir; 11. The multi-stage electrochemical cell of claim 10, wherein each electrode arrangement includes terminal electrodes inserted into opposing side walls of the respective upper and middle chambers.

技術分野 本発明は電気化学槽、とくに気体反応成分を含
む電気化学的反応、あるいは気体を他の目的、た
とえば反応生成物をパージまたはスウイープする
目的で、または緩衝剤として、あるいは望まない
反応を抑制するために使用する電気化学的反応を
実施するための電気化学槽に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to electrochemical vessels, in particular electrochemical reactions involving gaseous reactants, or the use of gases for other purposes, such as purging or sweeping reaction products, or as a buffer or suppressing undesired reactions. This invention relates to an electrochemical cell for carrying out an electrochemical reaction.

本発明は、さらに詳しくは、電気有機合成、た
とえば不飽和および多不飽和の炭化水素の電気化
学的酸化のための電気化学槽に関するが、これに
限定されない。プロピレンオキシドの電気化学的
製造はとくに興味があり、例として詳述する。
The invention relates more particularly, but not exclusively, to an electrochemical cell for electroorganic synthesis, such as, but not limited to, the electrochemical oxidation of unsaturated and polyunsaturated hydrocarbons. The electrochemical production of propylene oxide is of particular interest and will be detailed as an example.

背景技術 プロピレンオキシドの電気化学的製造におい
て、水溶液中のアルカリ金属のハロゲン化物塩の
陽極酸化によりその場で発生したハロゲンとの反
応により、プロピレンをプロピレンハロヒドリン
に変える。このプロピレンハロヒドリンを、水素
が遊離する陰極において、ヒドロキシル基との反
応によりプロピレンオキシドに変える。臭化ナト
リウムを電解質として使用するとき、反応の一般
的図解は次のとおりである: 陽極 2Br-→Br2+2e C3H6+Br2+H2O→C3H6BrOH+HBr 陰極 2H2O→H2+2OH-−2e C3H6BrOH+OH→C3H6O+H2O+Br 全体 C3H6+H2O→C3H6O+H2 原理的には、水、プロピレンおよび電気エネル
ギーのみがプロピレンオキシドと水素の生成に消
費される。ハロゲン化物の電解質、臭化ナトリウ
ムは連続的に酸化され、さらに使用するために槽
内で再生されるが、臭素の損失も次亜臭素酸塩と
臭素ガスの発生により起こることがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the electrochemical production of propylene oxide, propylene is converted to propylene halohydrin by reaction with halogens generated in situ by anodization of halide salts of alkali metals in aqueous solution. This propylene halohydrin is converted into propylene oxide by reaction with hydroxyl groups at the cathode where hydrogen is liberated. When using sodium bromide as the electrolyte, the general diagram of the reaction is as follows: Anode 2Br - →Br 2 +2e C 3 H 6 +Br 2 +H 2 O→C 3 H 6 BrOH+HBr Cathode 2H 2 O→H 2 +2OH - -2e C 3 H 6 BrOH+OH→C 3 H 6 O+H 2 O+Br Total C 3 H 6 +H 2 O→C 3 H 6 O+H 2In principle, only water, propylene, and electrical energy can be combined with propylene oxide and hydrogen. consumed in the production of The halide electrolyte, sodium bromide, is continuously oxidized and regenerated in the bath for further use, but loss of bromine may also occur due to the generation of hypobromite and bromine gas.

ふつうの化学的方法において直面する廃塩化カ
ルシウムの生成を排除する、この電気化学的道筋
の利点は、長い間認識されてきたが、それを満足
させる試みはひじように有効でないことが明らか
にされた。
Although the advantages of this electrochemical route, which eliminates the production of waste calcium chloride encountered in conventional chemical methods, have long been recognized, attempts to satisfy it have proven to be very ineffective. Ta.

フランス国特許明細書第1375973号および西ド
イツ国公告明細書第1258856号は、プロピレンハ
ロヒドリンを多孔質の陽極で発生させ、そして隔
膜を通して多孔質陰極中のアルカリ電解質中に通
し、ここでそれをプロピレンオキシドにケン化す
る隔膜槽の使用を提案した。しかし、これらの槽
は複雑であり、効率が低い。
French Patent Specification No. 1 375 973 and West German Publication No. 1 258 856 generate propylene halohydrin in a porous anode and pass it through a membrane into an alkaline electrolyte in a porous cathode, where it is We proposed the use of a diaphragm tank to saponify propylene oxide. However, these vessels are complex and have low efficiency.

米国特許明細書第3394059号は、ハロヒドリン
法を分割されていない槽、好ましくは流動水銀陰
極槽中で実施し、プロピレンを単に電解液中にあ
わ立てて通入することを提案した。再び、この性
能は劣り、そしてF.Beck(IUPAC XXIVth
International Congress,Hamburg,1973,
Vol.5,“Applied Electrochemistry”111−136ペ
ージ)は毛管ギヤツプ槽を用いる改良された性能
を述べた。これにおいて、希NaBr電解液中に分
散したプロピレンを電極円板のパイル中の中央の
穴を通して供給し、そして円板の間を半径方向に
外向きに流す。電極円板のギヤツプは小さく
(0.2〜0.5mm)にして、低い濃度の臭化物を低い
オーム損失で取り扱うことができるようにした。
70%またはこれよりわずかに高い電流効率および
0.23〜0.30キロワツト時/グラムモルのプロピレ
ンオキシドのエネルギー消費が小さな毛管ギヤツ
プ槽について報告されているが、工業的生産につ
いてのこの槽の規模の増大は困難を含むであろ
う。
US Pat. No. 3,394,059 proposed carrying out the halohydrin process in an undivided cell, preferably a flowing mercury cathode cell, and simply whisking the propylene into the electrolyte. Again, this performance was poor, and F.Beck (IUPAC XXIVth
International Congress, Hamburg, 1973,
Vol. 5, “Applied Electrochemistry” pages 111-136) described improved performance using capillary gap baths. In this, propylene dispersed in a dilute NaBr electrolyte is fed through a central hole in the pile of electrode discs and flows radially outward between the discs. The electrode disk gap was kept small (0.2-0.5 mm) to allow handling of low concentrations of bromide with low ohmic losses.
70% or slightly higher current efficiency and
Although energy consumption of 0.23 to 0.30 kWh/gram mole of propylene oxide has been reported for small capillary gap vessels, scaling up this vessel for industrial production would be difficult.

Fleischmann ら(Symposium on
Electrochemical Engineering ,Newcastle
1971,Editor J.D.Thornton)は複極型充てんベ
ツド槽を用いてプロピレンオキシドの合成を研究
した。この槽は導電性粒子と非導電性粒子との混
合物から作つた充てんベツドからなつていた。導
電性粒子は、槽中に希電解液を使用し、接触電極
間に十分な電圧こう配を加えることによつて複極
となり、電解液中の抵孔低下を克服する。導電性
粒子としてグラフアイトで被覆したガラスビーズ
と、非導電性粒子としてガラスビーズを使用し、
すべての粒子の直径を約0.05cmとすると、このよ
うな槽のエネルギー消費は高く、2.5〜3キロワ
ツト時/グラムモルのプロピレンオキシドである
ことがわかつた。
Fleischmann et al. (Symposium on
Electrochemical Engineering I , Newcastle
(1971, Editor JDT Thornton) studied the synthesis of propylene oxide using a bipolar packed bed tank. The vessel consisted of a filled bed made from a mixture of conductive and non-conductive particles. The conductive particles become bipolar by using a dilute electrolyte in the bath and applying a sufficient voltage gradient between the contact electrodes, thereby overcoming the decrease in resistance in the electrolyte. Using glass beads coated with graphite as conductive particles and glass beads as non-conductive particles,
The energy consumption of such a bath was found to be high, 2.5 to 3 kilowatt hours/gram mole of propylene oxide, assuming a diameter of all particles of about 0.05 cm.

複極棒の流動槽は、Kingら(Trans.Inst.
Chem.Eng.Chemical.Eng.,53,1975)によりプ
ロピレンオキシドの製造に使用された。この槽
は、小さなギヤツプで互に分離された、導電性の
棒の垂直な列からなつていた。電解液を上部の棒
に供給し、垂直な棒上を下向きに流し、そして下
部の棒から集めて再循環させた。気体の反応成
分、プロピレンを、垂直棒の間の空間を上向き
に、電解液のフイルムと連続的に接触させて通
す。この槽の電流効率は70%程度であつた。エネ
ルギー消費は0.35〜0.4キロワツト時/グラムモ
ルのプロピレンオキシドと推定される。
A bipolar rod fluidized bath was developed by King et al. (Trans.Inst.
Chem.Eng.Chemical.Eng., 53, 1975) in the production of propylene oxide. The tank consisted of vertical rows of conductive rods separated from each other by small gaps. Electrolyte was fed into the top bar, flowed downwards over the vertical bar, and collected from the bottom bar for recirculation. The gaseous reactant, propylene, is passed upwardly through the space between the vertical rods in continuous contact with the film of electrolyte. The current efficiency of this tank was about 70%. Energy consumption is estimated at 0.35-0.4 kWh/gram mole of propylene oxide.

R.E.W.Janssonらは、複極型電気化学ポンプ槽
を開発し、この槽のエネルギー収率は0.2キロワ
ツト時/グラムモルのプロピレンオキシド以下で
あると、電極ギヤツプ0.25mmにおいて、3000rpm
で回転する陰極を用いる実験室規模の実験におい
て、述べている(Journal of App.
Electrochemistry,7,(1977),437−443)。し
かし、その構造は工業的生産のために大規模にす
ることは容易ではない。
REW Jansson et al. developed a bipolar electrochemical pump cell with an energy yield of less than 0.2 kWh/gram mole of propylene oxide at 3000 rpm with an electrode gap of 0.25 mm.
(Journal of App.
Electrochemistry, 7, (1977), 437-443). However, its structure is not easy to scale up for industrial production.

電解液へ気体を供給するように設計された種々
の他の槽の構造も知られている。たとえば、銅の
ような金属のエレクトロウイニングにおいて、電
極の下に位置するあわ管を通して気体を供給し
て、電解液をかきまぜることはよく知られている
(たとえば、米国特許明細書第3875041号および前
述の特許参照)。米国特許明細書第3259049号中に
なされている他の提案は、電解液中の電極の下に
位置し、そして気体をあわ立てて電解液中に上昇
させる有孔上部表面を有する中空の平らなマニホ
ルドを使用し、気体を気体流管からマニホルドに
供給することによつて、電気メツキ槽中の電解液
をかきまぜることを提案した。固定したあわ管の
配置と対照して、マニホルド構造全体を取りはず
して、周期的クリーニングを促進して、マニホル
ド中の孔をふさぐことがある破片を除去できるよ
うにした。
Various other cell constructions designed to supply gas to the electrolyte are also known. For example, in the electrowinning of metals such as copper, it is well known to supply gas through froth tubes located below the electrodes to agitate the electrolyte (e.g., U.S. Pat. No. 3,875,041 and supra. (see patent). Another proposal, made in U.S. Pat. It was proposed to use a manifold to agitate the electrolyte in the electroplating bath by supplying gas to the manifold from a gas flow tube. In contrast to a fixed froth tube arrangement, the entire manifold structure was removed to facilitate periodic cleaning to remove debris that could block the holes in the manifold.

発明の開示 本発明の目的は、従来提案された槽よりもいつ
そうよく次の要件を満足するように設計できる、
とくにプロピレンオキシドの製造のための(しか
し、これに限定されない)電気化学槽を提供する
ことである: 1 機械的構造が簡単であること; 2 すぐれた熱および質量の伝達特性 3 運転および連続運転が簡単であること; 4 すぐれた気一液の接触;および 5 すぐれた陽極液および陰極液の生成物の混
合。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tank that can be designed to better satisfy the following requirements than previously proposed tanks;
In particular, but not exclusively, to provide an electrochemical cell for the production of propylene oxide: 1. Simple mechanical construction; 2. Good heat and mass transfer properties; 3. Operation and continuous operation. 4. Good gas-liquid contact; and 5. Good anolyte and catholyte product mixing.

本発明の電気化学槽は、次の構成からなるもの
である。
The electrochemical cell of the present invention has the following configuration.

「水平な有孔板によつて上部室と下部室とに分
割されかつ前記2つの室は上部室から下部室に電
解液を導く導管によつて連通されている電気化学
槽であつて、 上部室は該有孔板を底壁とする上部開放の電極
室およびその両側端に設けられた電解液出入口お
よび電極室の上部の気体収集室からなり、 下部室は気体を前記有孔板の孔を経て上部室内
の電極室中に供給する気体供給室とその底部に位
置する反応済の電解液をプールするための受器部
とよりなる構成」である。
"An electrochemical cell which is divided into an upper chamber and a lower chamber by a horizontal perforated plate, and the two chambers are communicated by a conduit that leads an electrolyte from the upper chamber to the lower chamber, The chamber consists of an electrode chamber with an open top having the perforated plate as a bottom wall, an electrolyte inlet/outlet provided at both ends of the electrode chamber, and a gas collection chamber above the electrode chamber, and the lower chamber collects gas through the holes of the perforated plate. The structure consists of a gas supply chamber that supplies gas to the electrode chamber in the upper chamber through the gas supply chamber, and a receiver section located at the bottom of the chamber for pooling the reacted electrolyte.

本発明によれば、その最も簡単な形において、
電気化学槽は有孔の一般に水平の板の上に配置さ
れた電極と、有孔板を横切つて電極の両側に間隔
をおいて配置された電解液入口および電解液出口
と、有孔板によつて上部室と下部室とに分割され
た槽の囲いとからなる。下部室には気体供給室が
あり、使用のとき、ここから気体は上向きに板中
の孔を通り、あわとなつて板上の電解液中を通り
上部室中に集められる。
According to the invention, in its simplest form:
An electrochemical cell includes an electrode disposed on a perforated generally horizontal plate, an electrolyte inlet and an electrolyte outlet spaced across the perforated plate on either side of the electrode, and a perforated plate. It consists of a tank enclosure divided into an upper chamber and a lower chamber by a. The lower chamber contains a gas supply chamber from which, in use, gas flows upwardly through holes in the plate, foams through the electrolyte on the plate, and is collected in the upper chamber.

この槽の電解液入口と電解液出口はおのおのせ
きで形成すると有利である。入口せきの頂部は出
口せきの頂部より高く、そして出口せき頂部の頂
部は、電極の頂部よりも高い。それ故、新らしい
電解液の入口せきへの供給を調節することによつ
て、選んだ速度で、電解液は入口せきを越えて電
極の間を流れ、一方使用済みまたは反応した電解
液は出口せきを越えて流れるようにする。これら
のせきは有孔板と一体的にまたはそれに固定した
直立する板によつて形成できる。
Advantageously, the electrolyte inlet and the electrolyte outlet of this cell are each formed by a weir. The top of the inlet weir is higher than the top of the outlet weir, and the top of the outlet weir is higher than the top of the electrode. Therefore, by regulating the supply of fresh electrolyte to the inlet weir, at a chosen rate, electrolyte flows across the inlet weir and between the electrodes, while spent or reacted electrolyte flows out the outlet. Allow it to flow over the cough. These weirs can be formed by upright plates integral with or fixed to the perforated plate.

電解液の入口と出口との間にチヤンネルを形成
するように間隔をおいて平行な関係に配置された
電極、有利には複極の配列の垂直な板様電極は、
有孔板上に静置することができ、有孔板は、この
場合、電気絶縁材料から作ることができる。板の
孔は隣接電極間のほぼ中央においておのおのが間
隔をおいて位置する列の形に配置できる。直径的
1mmの一般に円形の孔は満足すべきものであるこ
とがわかつたが、他の形および大きさの孔を使用
できる。
Electrodes, preferably vertical plate-like electrodes in a bipolar array, arranged in spaced parallel relationship to form a channel between the inlet and outlet of the electrolyte,
It can be placed on a perforated plate, which in this case can be made of an electrically insulating material. The holes in the plate can be arranged in rows, each spaced approximately midway between adjacent electrodes. Although generally circular holes of 1 mm in diameter have been found to be satisfactory, other shapes and sizes of holes can be used.

槽の囲いの下部室の底は使用済みまたは反応し
た電解液のプールのための受器としてはたらくこ
とができる。この電解液は前述の出口せきからプ
ールへ導びかれる立下り管を通つて流れ、このプ
ールから出口を経て抜き出されて、再循環されう
る。新らしい電解液は前述の入口せきへ立上り管
を経て供給される。この管は槽の囲いの上部室を
通つて下向きに伸びて、入口せきによつて保持さ
れた電解液中にはいる。
The bottom of the lower chamber of the cell enclosure can serve as a receptacle for the pool of spent or reacted electrolyte. This electrolyte flows through a down pipe leading from the aforementioned outlet weir to the pool, from which it can be withdrawn via the outlet and recycled. Fresh electrolyte is supplied to the aforementioned inlet weir via a riser. This tube extends downwardly through the upper chamber of the cell enclosure and into the electrolyte held by the inlet weir.

上部室と下部室は箱様槽の囲いの上部と下部に
よつて形成でき、これらの部分は電極の下の領域
のみが有孔である前述の板によつて分離されてい
る。電極のための長方形の囲いはこのようにし
て、上部囲い部分の側壁によつて形成でき、そし
て側壁は入口せきおよび出口せきを形成する直立
板に対してはめ込まれている。これらの側壁は電
極列の差込み末端電極を支持できる。
The upper and lower chambers can be formed by the upper and lower parts of the enclosure of the box-like tank, these parts being separated by the aforementioned plate, which is perforated only in the region below the electrodes. A rectangular enclosure for the electrodes can thus be formed by the side walls of the upper enclosure part, which are fitted against the upright plates forming the inlet and outlet weirs. These side walls can support plug-in terminal electrodes of the electrode array.

また、本発明は前記電気化学槽の多段よりな
る、次の構成からなるものである。
Further, the present invention has the following configuration consisting of multiple stages of the electrochemical baths.

「垂直方向に積み重ねられた、電極室を有する
上部室と複数の中間室、および下部室とからな
り、該上部室、中間室、下部室は水平な有孔板に
よつて分割されかつ上部室から中間室、中間室か
ら下部室に向つて順次に電解液を導く導管によつ
て連通されている多段電気化学槽であつて、 該上部室および中間室には、有孔板を底壁とす
る上部開放の電極室およびその両側端に設けられ
た電解液出入口および電極室の上部の気体収集室
からなり、そして該電体収集室(上部室を除く)
はその上にある上部室、中間室への気体供給室を
形成し、各有孔板は気体供給室の上に配置されて
おり、下部室は気体を前記有孔板の孔を経て順次
に各上方の中間室、上部室内の電極室に供給する
気体供給室とその底部に位置する反応済の電解液
をプールするための受器部とよりなる構成」であ
る。
"It consists of an upper chamber with an electrode chamber, a plurality of intermediate chambers, and a lower chamber stacked vertically, and the upper chamber, intermediate chamber, and lower chamber are divided by horizontal perforated plates, and the upper chamber This is a multi-stage electrochemical cell which is connected by a conduit that sequentially guides an electrolytic solution from the to the intermediate chamber and from the intermediate chamber to the lower chamber, and the upper chamber and the intermediate chamber are provided with a perforated plate on the bottom wall. It consists of an electrode chamber with an open top, an electrolyte inlet/outlet provided at both ends of the electrode chamber, and a gas collection chamber above the electrode chamber, and the electricity collection chamber (excluding the upper chamber)
forms a gas supply chamber to the upper chamber and intermediate chamber above it, each perforated plate is placed above the gas supply chamber, and the lower chamber sequentially supplies gas through the holes in the perforated plate. It is composed of a gas supply chamber for supplying gas to the upper intermediate chamber and the electrode chamber in the upper chamber, and a receiver section located at the bottom for pooling the reacted electrolyte.

この装置を用いると、運転において、気体は下
部室の底から中間室を通過して上部室へ行き、各
中間室、上部室中の電解液をあわとなつて通る。
好ましくは、連続する槽の電解液の出口と入口は
カスケード式に接続されているので、電解液は上
部室から各中間室を流れ下り、上記各室の有孔板
を入口から出口に横切り、次いで下つて下の室の
入口へ行く。このような上部室、中間室は、せき
によつて電解液の入口と出口が形成されるよう
な、前述の単一電気化学槽単位の好ましい特徴を
有することができる。
With this device, in operation, gas passes from the bottom of the lower chamber through the intermediate chamber to the upper chamber, and bubbles through the electrolyte in each intermediate chamber and the upper chamber.
Preferably, the electrolyte outlets and inlets of successive cells are connected in a cascade so that the electrolyte flows from the upper chamber down each intermediate chamber and across the perforated plate of each said chamber from the inlet to the outlet; Then go down and go to the entrance to the room below. Such an upper chamber, an intermediate chamber, may have the preferred characteristics of a single electrochemical cell unit as described above, such that an inlet and an outlet for the electrolyte are formed by a weir.

本発明の他の面は本発明に従う電気化学槽を用
いる電気化学的方法および反応を実施する方法で
あり、この方法は気体を板の孔に上向きに通し、
これによつて気体を板上の電解液中に通すことか
らなる。反応に依存して、この方法は連続的に、
すなわち連続的に気体、電解液および電流を供給
することによつて、あるいは不連続的に、すなわ
ち気体、電解液および/または電流を不連続的に
供給することによつて、実施できる。
Another aspect of the invention is an electrochemical method and method of carrying out a reaction using an electrochemical cell according to the invention, which method comprises passing a gas upwardly through holes in a plate;
This consists in passing gas into the electrolyte on the plate. Depending on the reaction, this method continuously
That is, it can be carried out by continuously supplying gas, electrolyte and/or electric current, or discontinuously, ie by discontinuously supplying gas, electrolyte and/or electric current.

さらに、本発明の他の面は前記の多段電気化学
槽を用いて電気化学的方法または反応を実施する
方法であり、この方法は電解液を上部室から中間
室へ下向きにかつ各室の有孔板を横切つて流し、
そして気体を連続する板中の孔を通して上向きに
流して、これによりこの気体を各板上の電解液中
にあわ立てることからなる。この方法はまた連続
的にまたは不連続的に実施できる。
Still another aspect of the invention is a method of carrying out an electrochemical process or reaction using the multi-stage electrochemical cell described above, which method directs the electrolyte downwardly from an upper chamber to an intermediate chamber and between each chamber. flow across the perforated plate,
The method then consists of flowing the gas upward through holes in successive plates, thereby causing the gas to bubble into the electrolyte on each plate. The method can also be carried out continuously or discontinuously.

気体は反応成分または反応成分の混合物である
ことができ、あるいは他の目的を満足でき、たと
えば窒素のような不活性パージガスを使用して反
応の生成物を押し流すことができ、あるいはCO2
またはNH3のような緩衝剤を使用して電解液のPH
を調節して望まない反応を抑制できる。
The gas may be a reactant or a mixture of reactants, or it may serve other purposes, for example an inert purge gas such as nitrogen may be used to sweep away the products of the reaction, or CO 2
or the PH of the electrolyte using a buffer like NH3
can be controlled to suppress undesired reactions.

プロピレンオキシドの製造に加えて、本発明に
従う槽は他の生成物の電気合成、たとえば、ブテ
ンからのブチレンオキシドの生成に使用できるで
あろう。
In addition to the production of propylene oxide, a vessel according to the invention could be used for the electrosynthesis of other products, for example the production of butylene oxide from butene.

他の重要な応用は、ある種の流出気体の電気化
学的処理である。一般的に言えば、多くの応用は
1種または2種以上の反応成分が気体であり、そ
して陽極液と陰極液の混合が有利であるか、ある
いは問題にならない場合である。
Another important application is the electrochemical treatment of certain effluent gases. Generally speaking, many applications are where one or more of the reactants are gases and mixing the anolyte and catholyte is advantageous or not a problem.

発明を実施するための最良の形態 第1〜3図の電気化学槽は上部室1と下部室2
から構成された一般に長方形の箱様囲いからな
る。上部室1および下部室2のフランジ34の間
に固定された板3は、囲いを上部室1と下部室2
に分割する。フランジ34と板3との間の結合部
はガスケツト6によつてシールされている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The electrochemical cell shown in FIGS. 1 to 3 has an upper chamber 1 and a lower chamber 2.
It consists of a generally rectangular box-like enclosure made up of A plate 3 fixed between the flanges 34 of the upper chamber 1 and the lower chamber 2 separates the enclosure from the upper chamber 1 and the lower chamber 2.
Divide into. The joint between the flange 34 and the plate 3 is sealed by a gasket 6.

上部室1は電解液入口7、電極室8および電解
液出口9を有する。入口7は立上り管10からな
り、この管10は上部室1の頂部35を通過し、
板3の付近に、直立板11と上部室1の3つの側
壁36の間に下向きに伸びる。板11は、板3と
一体式であり、上部室1の幅を横切つて延び、入
口せきを形成し、このせきは、使用のとき、電解
液のプールを液面12で保持し、この電解液は立
上り管10を経て供給される。
The upper chamber 1 has an electrolyte inlet 7, an electrode chamber 8 and an electrolyte outlet 9. The inlet 7 consists of a riser 10 which passes through the top 35 of the upper chamber 1;
In the vicinity of the plate 3, it extends downwardly between the upright plate 11 and the three side walls 36 of the upper chamber 1. The plate 11 is integral with the plate 3 and extends across the width of the upper chamber 1 and forms an inlet weir which, in use, holds a pool of electrolyte at the liquid level 12 and this weir. Electrolyte is supplied via riser 10.

電解液出口9は出口せき板13からなり、この
板13も上部室1の幅を横切つて延びるが、立下
り管15の拡大された四角の端14の1つの壁に
よつて形成され、そして立下り管15は板3の孔
16を通過する。四角の端14は、上部室1の側
壁36と板3と一体である直立板17とによつて
定められた対応する四角のくぼみにかん合されて
いる。出口せき板13の頂部は入口せき板11の
頂部より低く、そして使用のとき、それは電極室
8中の電解液を液面18に維持する。
The electrolyte outlet 9 consists of an outlet weir plate 13 which also extends across the width of the upper chamber 1 but is formed by one wall of the enlarged square end 14 of the down pipe 15; The downpipe 15 then passes through the hole 16 in the plate 3. The square ends 14 are fitted into corresponding square recesses defined by the side walls 36 of the upper chamber 1 and the upright plate 17 which is integral with the plate 3. The top of the outlet dam 13 is lower than the top of the inlet dam 11 and, in use, it maintains the electrolyte in the electrode chamber 8 at the liquid level 18.

電極室8中には板の形の7個の電極が配置され
ており、そしてこれらの電極は板11および17
中の垂直みぞ20中に間隔をおいて平行な関係で
保持されている。電極19は2個の末端電極21
の間に配置されており、末端電極21は側壁36
中に差込まれており、そしてその側壁36を電流
リード線22が通過する。電極室の一端の板11
と他端の板17および13は、上部室1の側壁3
6とともに、電解液受器を形成し、その底は板3
の有孔中央部分で形成されている。板3中の孔2
3は直径約1mmの円形の孔の形であり、隣接する
電極19または19および21の間の中央に各7
個の等間隔の孔からなる8つの列に配置されてい
る。
Seven electrodes in the form of plates are arranged in the electrode chamber 8, and these electrodes are connected to the plates 11 and 17.
are held in spaced apart parallel relationship in vertical grooves 20 therein. The electrode 19 has two terminal electrodes 21
The terminal electrode 21 is disposed between the side wall 36
The current lead wire 22 passes through the side wall 36 of the cap. Plate 11 at one end of the electrode chamber
and the plates 17 and 13 at the other end are the side walls 3 of the upper chamber 1.
6 together form an electrolyte receiver, the bottom of which is plate 3
It is formed by a perforated central part. hole 2 in plate 3
3 is in the form of a circular hole with a diameter of about 1 mm, and each 7 is in the center between adjacent electrodes 19 or 19 and 21.
They are arranged in eight rows of equally spaced holes.

また、囲いの上部室1はその頂部35中に、気
体収集室4から気体を抜き出すための、気体出口
パイプ24を含む。
The upper chamber 1 of the enclosure also includes in its top 35 a gas outlet pipe 24 for extracting gas from the gas collection chamber 4 .

下部室2において、立下り管15は底付近に、
液面31の出て行く電解液のプールを保持するト
ラツプまたはせきを形成する直立壁30のレベル
の下に伸びる。下部室2の底に出口パイプ32が
存在し、これはせき壁30を越えて流れる電解液
を抜き出す。また、下部室2は、気体供給室5中
へ気体を供給する気体入口管33を有する。気体
供給室5の底の電解液は、この気体が出口パイプ
32または立下り管15を経て逃げるのを防ぐの
で、気体は板3中の孔23を通つて上に行き、電
極室8中の電極19、および19および21の間
の電解液中にあわとなつてはいる。
In the lower chamber 2, the down pipe 15 is located near the bottom.
The liquid level 31 extends below the level of an upright wall 30 forming a trap or weir that retains the pool of exiting electrolyte. At the bottom of the lower chamber 2 there is an outlet pipe 32 which draws off the electrolyte flowing over the weir wall 30. The lower chamber 2 also has a gas inlet pipe 33 that supplies gas into the gas supply chamber 5 . The electrolyte at the bottom of the gas supply chamber 5 prevents this gas from escaping via the outlet pipe 32 or downpipe 15, so that the gas goes up through the holes 23 in the plate 3 and into the electrode chamber 8. It foams up in the electrolyte between the electrodes 19 and 19 and 21.

この電気化学槽を運転するためには、電解液出
口パイプ32を立下り管10へ電解液循環系によ
り接続し、そして気体出口パイプ24を入口パイ
プ33へ気体循環系により接続する。電解液は選
定速度で循環されるので、立下り管10からの新
らしい電解液は入口せき、すなわち板11を越
え、電極室8を横切つて、すなわち電極19、お
よび19および21の間の定められた平行なチヤ
ンネルを通つて流れ、そして出口せき板13を越
えて出る。また、気体は選定速度で循環され、そ
の速度は電解液の流速に対して独立に調節でき
る。気体は気体供給室5から孔23を上向きに通
り、電極19、および19および21の間の電解
液中をあわとなつて通り、上部すなわち気体収集
室4へはいる。すべての流れが形成されると、電
流を電極19および21に供給する。ある場合に
おいて、すなわち、気体が反応成分であるとき、
電流は気体を供給するとき電極へ供給し、そして
運転は有利には連続的に、すなわち一定の電解液
および気体の流速で行う。しかし、他の場合にお
いて、不連続的に、すなわち、電解液または気体
または両者を不連続に流し、電流を適当な相の間
に流して、運転することが有利であることがあ
る。電気化学反応の生成物は、気体として取り去
り、そして気体流から再循環前に抜き出すことが
でき、あるいは電解液中に溶かして取り去ること
ができ、この場合において、反応生成物は再循環
前に電解液から取り出す。プロピレンオキシドの
製造に対して、生成物は電解液と気相との間にそ
れ自体を分配し、それ故気体出口パイプ24から
取り出し、凝縮により分離することが有利であろ
う。
To operate this electrochemical cell, the electrolyte outlet pipe 32 is connected to the downpipe 10 by an electrolyte circulation system, and the gas outlet pipe 24 is connected to the inlet pipe 33 by a gas circulation system. The electrolyte is circulated at a selected rate so that fresh electrolyte from the downcomer 10 passes over the inlet weir, i.e. plate 11, across the electrode chamber 8, i.e. between electrode 19 and between 19 and 21. It flows through defined parallel channels and exits over the outlet dam 13. Also, the gas is circulated at a selected rate, which rate can be adjusted independently of the electrolyte flow rate. The gas passes upwardly from the gas supply chamber 5 through the hole 23, bubbles through the electrode 19 and the electrolyte between 19 and 21, and enters the upper or gas collection chamber 4. Once all current is established, current is applied to electrodes 19 and 21. In some cases, i.e. when gas is the reactant,
Electric current is supplied to the electrodes when supplying gas, and operation is advantageously carried out continuously, ie with constant electrolyte and gas flow rates. However, in other cases it may be advantageous to operate discontinuously, ie with the electrolyte or gas or both flowing discontinuously and the current flowing between the appropriate phases. The products of the electrochemical reaction can be removed as a gas and extracted from the gas stream before being recycled, or they can be dissolved in an electrolyte, in which case the reaction products are electrolyzed before being recycled. Remove from liquid. For the production of propylene oxide, it may be advantageous for the product to partition itself between the electrolyte and the gas phase, and therefore to be removed from the gas outlet pipe 24 and separated by condensation.

産業上の利用可能性 第1〜3図に示すような電気化学槽をプロピレ
ンオキシドの製造に使用した。電極はおのおの高
さ6.3cm、長さ8.3cm、厚さ0.3cmのグラフアイトの
板であり、約4mmの距離で離して配置した。0.1
モルまたは0.2モルのNaBr溶液の5の電解液
を、約20〜45cm3/秒の範囲の一定速度で流した。
また、プロピレンを、新らしいプロピレンの供給
により、約5〜40cm3/秒の範囲の一定速度で循環
した。一定電流(約1〜2Aおよび一定電圧25〜
40V)を供給する前に、プロピレンを数分間循環
させて電気化学槽の囲いから空気を除去し、そし
て電解質溶液を飽和した。運転は室温および大気
圧で実施し、そして電解液のPHをHBr溶液の添加
により約11〜12の間に維持した。気体と液体の試
料を0.5時間の間隔で検査した。ある場合におい
て、発泡剤(〓Decon″商標)を加えて、反応成
分の電極への急速な質量移動を促進し、そしてプ
ロピレンの溶解を増加させて見た。低い温度、低
い電流および低い気体流速において希NaBrを用
いるとき、結果は高い電流効率、約80%、および
低いエネルギー消費、0.2〜0.3キロワツト時/グ
ラムモルのプロピレンオキシドを示した。同じ槽
を用いる1−ブテンのエポキシ化に対して、プロ
ピレンオキシドを用いて得られた値に近ずく電流
効率で、0.26キロワツト時/グラムモルのブチレ
ンオキシドのエネルギー消費が達成された。これ
らの性能は、槽の寸法と方法の条件を最適にする
ことにより、そして可能ならば、高圧で運転する
ことにより、改良できる。
Industrial Applicability An electrochemical cell as shown in Figures 1-3 was used for the production of propylene oxide. The electrodes were graphite plates, each 6.3 cm high, 8.3 cm long, and 0.3 cm thick, and were spaced approximately 4 mm apart. 0.1
An electrolyte of 5 molar or 0.2 molar NaBr solution was flowed at a constant rate ranging from about 20 to 45 cm 3 /sec.
The propylene was also circulated at a constant rate ranging from about 5 to 40 cm 3 /sec with a fresh supply of propylene. Constant current (approximately 1~2A and constant voltage 25~
Propylene was circulated for several minutes to remove air from the electrochemical cell enclosure and saturate the electrolyte solution before supplying 40 V). The operation was carried out at room temperature and atmospheric pressure, and the pH of the electrolyte was maintained between about 11 and 12 by addition of HBr solution. Gas and liquid samples were tested at 0.5 hour intervals. In some cases, a blowing agent (〓Decon'' trademark) was added to promote rapid mass transfer of the reactants to the electrodes and was seen to increase dissolution of propylene.lower temperatures, lower currents and lower gas flow rates The results showed high current efficiency, about 80%, and low energy consumption, 0.2-0.3 kWh/gram mole of propylene oxide when using dilute NaBr in the epoxidation of 1-butene using the same bath. An energy consumption of 0.26 kWh/gram mole of butylene oxide was achieved with current efficiencies approaching the values obtained with propylene oxide. These performances were achieved by optimizing the bath dimensions and process conditions. , and can be improved by operating at higher pressures if possible.

第4図に示すように、第1〜3図に類似する上
部室、中間室および下部室を積み重ねて、カスケ
ード式に接続された電解液流系をもつ多段電気化
学槽が形成できる。第4図において、同じ部分は
前と同じ参照数字で表示されており、中間室のい
くつかの部分は二重の参照数字で表示されてい
る。上部室の1と下部室の2は、第1および2図
の上部室1と下部室2に正確に同じである。しか
し、多段電気化学槽において、上部室、中間室の
底を形成する有孔板3はまた下の中間室(一番下
の中間室を除く)の気体収集室4の頂部を形成
し、そしてその孔23はその中間室の気体出口と
して作用する;上部室、中間室(一番下の中間室
を除く)からの電解液の排出のための立下り管1
5は下の中間室の立下り管10を形成する;中間
室の気体収集室4は上の中間室、上部室の気体供
給室5を形成する;そして以下同様である。
As shown in FIG. 4, upper, middle and lower chambers similar to FIGS. 1-3 can be stacked to form a multi-stage electrochemical cell with a cascaded electrolyte flow system. In FIG. 4, the same parts are designated with the same reference numerals as before, and some parts of the intermediate chamber are designated with double reference numerals. The upper chamber 1 and the lower chamber 2 are exactly the same as the upper chamber 1 and the lower chamber 2 of FIGS. 1 and 2. However, in a multi-stage electrochemical cell, the perforated plate 3 forming the bottom of the upper chamber, the middle chamber also forms the top of the gas collection chamber 4 of the lower middle chamber (except the bottom middle chamber), and The hole 23 acts as a gas outlet of the intermediate chamber; the downcomer 1 for the discharge of the electrolyte from the upper chamber, the intermediate chamber (except the lowest intermediate chamber)
5 forms the down pipe 10 of the lower intermediate chamber; the intermediate chamber gas collection chamber 4 forms the upper intermediate chamber, the gas supply chamber 5 of the upper chamber; and so on.

この多段電気化学槽の運転において、気体は下
部室の底に、入口パイプ33から供給され、連続
する中間室、上部室を上向きに通過し、各電極室
8中の電解液中をあわとなつて上昇し、そして上
部室の頂部35から出口パイプ24を経て抜き出
される。電解液は上部室の頂部35の立下り管1
0から供給され、矢印で示すように、上部室から
中間室そして下部室へ降下し、上部室、中間室の
電極室を横切つて流れ、そして下部室の底から出
口パイプ32を経て抜き出される。前のように、
電流を上部室、中間室の電極へ供給し、そして運
転は連続または不連続であることができる。
In operation of this multi-stage electrochemical cell, gas is supplied to the bottom of the lower chamber from the inlet pipe 33, passes upward through the continuous middle chamber and upper chamber, and bubbles in the electrolyte in each electrode chamber 8. and is extracted from the top 35 of the upper chamber via the outlet pipe 24. The electrolyte is supplied to the down pipe 1 at the top 35 of the upper chamber.
0, descends from the upper chamber to the middle chamber and the lower chamber as indicated by the arrow, flows across the electrode chambers of the upper chamber, the middle chamber, and is extracted from the bottom of the lower chamber via an outlet pipe 32. It can be done. As before,
Current is supplied to the electrodes of the upper chamber, the middle chamber, and operation can be continuous or discontinuous.

多くの変更を前述の態様に加えることができ
る。種種の電極材料を、反応条件に依存して使用
できる:とくに、寸法安定性金属電極はいくつか
の反応に好ましいであろう。また、電極はかなら
ずしも複極性である必要はない。ある場合におい
て、平行に隔置された電極を一般に電解液が有孔
板を横切つて流れる方向に対して横方向に配置で
きる。種々の形および大きさの孔をこの板中に形
成でき、そして隣接する電極の間に配置する代わ
りに、ある種の反応に対して、これらの孔は有孔
板に配置された多孔質または有孔電極中に導びく
ことができる。好ましい電解液の入口および出口
のせきの代わりに、他の手段を設けて有孔板を一
般に横切る電解液の流れを形成でき、同時に一定
の電解液の液面を維持できるであろう。
Many modifications can be made to the embodiments described above. A variety of electrode materials can be used depending on the reaction conditions; in particular, dimensionally stable metal electrodes may be preferred for some reactions. Further, the electrodes do not necessarily have to be bipolar. In some cases, parallel spaced electrodes can be arranged generally transverse to the direction in which the electrolyte flows across the perforated plate. Holes of various shapes and sizes can be formed in this plate, and for certain reactions, instead of being placed between adjacent electrodes, these holes can be placed in a porous or It can be introduced into a perforated electrode. In place of the preferred electrolyte inlet and outlet weirs, other means could be provided to create a flow of electrolyte generally across the perforated plate while maintaining a constant electrolyte level.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

本発明の態様を、一例として、添付図面に示
す。第1図は第2図の線−に沿つた電気化学
槽の断面図である;第2図は第1図の線−に
沿つた断面図である;第3図は第1図の線−
に沿つた第1および2図の槽の断面図である;第
4図はカスケード式に接続した上部室といくつか
の中間室と下部室から形成した多段電気化学槽の
一部分の、第1図に類似する断面図である。
Embodiments of the invention are illustrated, by way of example, in the accompanying drawings. 1 is a cross-sectional view of the electrochemical cell along the line - of FIG. 2; FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrochemical cell along the line - of FIG. 1; FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the cell of FIGS. 1 and 2 along the lines; FIG. 4 is a cross-sectional view of the cell of FIG. FIG.

JP54500004A 1977-11-28 1978-10-13 Expired JPS6217038B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB4941177 1977-11-28
PCT/GB1978/000025 WO1979000323A1 (en) 1977-11-28 1978-10-13 Electrochemical cell and process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54500071A JPS54500071A (en) 1979-11-29
JPS6217038B2 true JPS6217038B2 (en) 1987-04-15

Family

ID=10452254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54500004A Expired JPS6217038B2 (en) 1977-11-28 1978-10-13

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0007951B1 (en)
JP (1) JPS6217038B2 (en)
CA (1) CA1103201A (en)
DE (1) DE2862342D1 (en)
WO (1) WO1979000323A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS563689A (en) * 1979-06-26 1981-01-14 Chlorine Eng Corp Ltd Electrolytic apparatus for electrolysis of aqueous solution

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE637692A (en) * 1962-09-20

Also Published As

Publication number Publication date
EP0007951B1 (en) 1983-10-26
JPS54500071A (en) 1979-11-29
DE2862342D1 (en) 1983-12-01
EP0007951A1 (en) 1980-02-20
CA1103201A (en) 1981-06-16
WO1979000323A1 (en) 1979-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08225975A (en) Compensated-pressure electrochemical cell
US5527436A (en) Akylene oxide production
US3291708A (en) Electrolytic process for producing a halogen from its respective acid and the apparatus therefor
US4048047A (en) Electrochemical cell with bipolar electrodes
JPS5850556B2 (en) Electrochemical purification device for contaminated liquids
US20160312370A1 (en) Electrochemical cell without an electrolyte-impermeable barrier
US20240084462A1 (en) Method and electrolysis device for the production of chlorine, carbon monoxide and optionally hydrogen
US2837408A (en) Process and apparatus for the catalytic decomposition of alkali metal amalgams
JPH02247391A (en) Improved electrolytic apparatus and anode
JPS6121315B2 (en)
US2232128A (en) Electrolysis of alkaline metal chlorides and apparatus therefor
EP3921458A1 (en) Electrolyzer for hydrogen and oxygen production
JPS6013087A (en) Electrolyzing method of cerous sulfate
US3409533A (en) Mercury-method cell for alkali chloride electrolysis
US4270995A (en) Electrochemical cell and process
US4046653A (en) Novel electrolysis method and apparatus
JPS6217038B2 (en)
US2732284A (en) sakowski
US6620305B2 (en) Method and apparatus for electrochemical cells with improved anti-fouling characteristics
US4048046A (en) Electrolytic cell design
US2537304A (en) Electrolytic process and apparatus
JPS59193290A (en) Electrolytic cell
US4107020A (en) Vertical elecrolytic cells
US636234A (en) Process of and apparatus for electrolytic decomposition of saline solutions.
WO2020009572A1 (en) Electrolysis system comprising an electrode array