NL1013630C2 - Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse. - Google Patents

Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse. Download PDF

Info

Publication number
NL1013630C2
NL1013630C2 NL1013630A NL1013630A NL1013630C2 NL 1013630 C2 NL1013630 C2 NL 1013630C2 NL 1013630 A NL1013630 A NL 1013630A NL 1013630 A NL1013630 A NL 1013630A NL 1013630 C2 NL1013630 C2 NL 1013630C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
space
cell element
anolyte
catholyte
electrolysis
Prior art date
Application number
NL1013630A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerrit Albert Zilvold
Original Assignee
Zilvold Tieleman Hydrotechniek
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 Zilvold Tieleman Hydrotechniek filed Critical Zilvold Tieleman Hydrotechniek
Priority to NL1013630A priority Critical patent/NL1013630C2/nl
Priority to PCT/NL2000/000846 priority patent/WO2001036715A2/en
Priority to AU22372/01A priority patent/AU2237201A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1013630C2 publication Critical patent/NL1013630C2/nl

Links

Classifications

    • 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
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • 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
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms

Landscapes

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

Description

Μ
Korte aanduiding: Cel element om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse.
5
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding, in welke inrichting meerdere elektrolysecellen elektrisch in serie zijn geschakeld, welke 10 cellen het celelement, een bipolaire elektrode en een diafragma of een semi-permeabel membraan omvatten, waarbij het celelement is voorzien van een elektrolytruimte en een elektroderuimte. De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding, in welke inrichting meerdere 15 elektrolysecellen elektrisch in serie zijn geschakeld, welke cellen bestaan uit een celelement, dat van een elektrolytruimte en een elektroderuimte is voorzien, een bipolaire elektrode en een diafragma of een semi-permeabel membraan, welke cellen zijn omgeven door een omhulling met twee kopse platen. De onderhavige uitvinding heeft bovendien betrekking op een 20 werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding in een elektrolyse-inrichting.
Het celelement zoals vermeld in de aanhef is op zich bekend uit de ten name van de onderhavige aanvrager eerder ingediende Europese octrooiaanvrage 0 958 407. Het daarin toegepaste celelement wordt 25 gekarakteriseerd doordat de kathoderuimte in directe verbinding is met de katholytruimte, welke katholytruimte tevens dient als afvoer van waterstofgas, en doordat de anoderuimte in directe verbinding is met de anolytruimte, welke anolytruimte dient als afvoer van chloorgas, waarbij er geen verbinding is tussen de katholytruimte en de anolytruimte. Een 30 dergelijke constructie zorgt ervoor dat tijdens het uitvoeren van de elektrolyse het aan de kathode gevormde waterstofgas de kathoderuimte kan verlaten via de aan de bovenzijde gelegen opening hiervan. Het aldus uit de kathoderuimte naar de katholytruimte getransporteerde waterstofgas, welk waterstofgas zich verzamelt in de ruimte gelegen boven het niveau 35 van de katholytvloei stof, zorgt ervoor dat via aan de onderzijde gelegen opening "vers" katholyt in de kathoderuimte wordt gezogen. Dit proces wordt ook wel omschreven als de "bellenpomp". Het aldus verse katholytmateriaal i-V? 1013630 » ' 2 wordt vervolgens in de kathoderuimte omgezet tn waterstofgas, welk gas de kathoderuimte verlaat via de aan de bovenzijde gelegen opening. Het toepassen van twee openingen zorgt in de kathoderuimte voor een continue toevoer van vers uitgangsmateriaal en een continue afvoer van reactie-5 producten. Een dergelijke constructie is ook toegepast bij de anoderuimte en de anolytruimte. Deze Europese octrooiaanvrage 0 958 407 is bovendien te beschouwen als een verdere ontwikkeling van het tevens ten name van onderhavige aanvragers verleende Europees octrooi 0 427 340.
Verder heeft het Duitse Offenlegungsschrift 36 03 254 10 betrekking op een celraam dat is samengesteld uit een kathodegasdeel en een anodegasdeel, welke delen met het elektrolyseceldeel via een verbindingsopening in verbinding staan.
De uit het Amerikaans octrooi schrift 4.371.433 bekende elektrochemische cel heeft als doelstelling het verminderen c.q. 15 verhinderen van parasitaire elektrische stroom via de elektrolyt parallel aan het eigenlijke elektrolyseproces tussen kathode en anode. Deze doelstelling wordt in dit Amerikaans octrooi schrift bereikt door een geleidende vloeistof(elektrolyt)onderbreking tussen elektroderuimte en de andere compartimenten door middel van een vrije vloeistofval naar een 20 wezenlijk lager gelegen vloeistofniveau. Voor de onderhavige aanvrage is daarentegen geen pompsysteem nodig om de verhoogde potentiële druk te realiseren ten einde de vrije val mogelijk te maken.
Het Britse octrooi schrift 761.823 heeft betrekking op een bipolaire elektrolyse-inrichting waarbij gebruik wordt gemaakt van 25 externe pompen om de elektrolyten over een "hoge" drempel te persen in de vrijwel lege ontgasserkamers, zodat aldus sprake is van een onderbreking tussen elektroderuimte en de andere compartimenten.
De onderhavige uitvinders hebben uitvoerig onderzoek uitgevoerd naar het verbeteren van de reeds volgens de stand van de 30 techniek bekende inrichtingen voor het uitvoeren van een elektrolyse, in het bijzonder het hierin toepasbare celelement. Gevonden is dat gedurende het elektrolyseproces de waterige stroom van verzadigde pekeloplossing, die aan een van de kopse zijden van de omhulling wordt toegevoerd, in de richting van de afvoer van het tijdens het elektrolyseproces gevormde 35 chloorgas in concentratie chlorideverbinding afneemt. Dit betekent dat aan de kopse zijde van de omhulling, waar de afvoer van het gevormde chloorgas plaatsvindt, een pekeloplossing wordt waargenomen waarvan de 1013630 '» ï 3 concentratie chlorideverbinding ver beneden de verzadigingsconcentratie ligt. Een dergelijke afname is het natuurlijke gevolg van de vorming van chloorgas. Doordat de concentratie chlorideverbinding in de richting van de kopse zijde waar de afvoer van het chloorgas plaatsvindt, steeds minder 5 wordt, zal dientengevolge het rendement van de totale inrichting negatief worden beïnvloed.
Het doel van de onderhavige uitvinding is aldus het verschaffen van een cel element, alsmede een inrichting en een werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding waarbij 10 het rendement ten opzichte van de volgens de stand van de techniek bekende inrichtingen is verhoogd.
Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een celelement, inrichting alsmede werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding waarbij zonder 15 complexe aanpassingen een duurzame constructie wordt verkregen.
Een ander doel van de onderhavige uitvinding is bovendien te voorzien in een celelement, inrichting alsmede werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding waarbij het optreden van lekkage van het elektrolyt uit de elektrolysecel wordt 20 voorkomen. Bovendien is het gewenst een elektrolyse-inrichting toe te passen waarbij van aparte ontgassingsbuizen, zoals reeds bekend uit het Europese octrooi 0 427 340, kan worden afgezien.
Het celelement zoals vermeld in de aanhef wordt volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de elektrolytruimte en de 25 elektroderuimte in directe verbinding staan, waarbij de elektrolytruimte door een scheidingselement is onderverdeeld in een eerste en tweede elektrolytkamer.
De toepassing van een dergel ijk scheidingselement zorgt ervoor dat binnen de inrichting voor het uitvoeren van de elektrolyse 30 aparte vloeistofstromen worden gecreëerd, welke aparte vloei stofstromen een bij voorkeur zo hoog mogelijke concentratie chlorideverbinding bezitten.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van het onderhavige celelement is het gewenst dat het scheidingselement integraal is 35 vormgegeven met het celelement.
Een dergelijke integrale constructie van het scheidingselement verlaagt de kans op lekkage aanzienlijk. Bovendien is 1013630 «rr/ 4 een dergelijk celelement eenvoudig door spuitgieten te vervaardigen zodat van aanvullende verbindingsconstructies kan worden afgezien.
De elektrolytruimte van het onderhavige celelement is 'met name te beschouwen als een anolytruimte, welke anolytruimte door 5 toepassing van een anolytscheidingselement is onderverdeeld in een eerste en tweede anolytkamer, waarbij het in een bijzondere uitvoeringsvorm de voorkeur verdient dat het volume van de eerste anolytkamer gelijk aan of groter is dan het volume van de tweede anolytkamer.
De anolytruimte dient als afvoer van chloorgas, zodat 10 ten gevolge van de hoge concentratie chlorideverbinding in de elektrolyse-cel, het gewenst is dat het volume van de eerste anolytkamer groter is dan het volume van de tweede anolytkamer. De eerste anolytkamer dient voornamel ijk voor het afvoeren van chloorgas, terwijl de tweede anolytkamer met name is voorzien van waterige vloei stofstromen.
15 De elektrolytruimte van het onderhavige celelement is bovendien bij voorkeur ook een. katholytruimte, welke katholytruimte onder toepassing van een katholytscheidingselement is onderverdeeld in een eerste en tweede katholytkamer, waarbij het volume van de eerste katholytkamer gelijk aan of kleiner dan het volume van de tweede katholytkamer is.
20 De katholytruimte dient als afvoer van waterstofgas, waarbij de eerste katholytruimte kan worden beschouwd als een kamer waar in het waterstofgas wordt verzameld, terwijl de tweede katholytkamer is te beschouwen als een kamer waarin de waterige vloeistofstromen zich bevinden.
25 Het verdient verder de voorkeur het celelement uit één geheel op te bouwen zodat de dimensie-stabil iteit is gewaarborgd. Eventuele spanningen zullen aldus niet tot lekkage leiden, hetgeen een van de doelstellingen volgens de onderhavige uitvinding is. Daarnaast zijn dergelijke cel elementen eenvoudig en met grote nauwkeurigheid te 30 vervaardigen. Het verdient met name de voorkeur dat de geometrie van het celelement een rechthoekige vorm heeft waarbij het deel dat de anolytruimte vormt en het deel dat de katholytruimte vormt, een P-vormige structuur bezitten, waarbij de beide P-vormige structuren in het celelement aanwezig zijn en van elkaar zijn gescheiden door een tussenstuk en de ruimte van 35 de bipolaire elektrode. Aldus kan met een geringe hoeveelheid vloeistof in de anolyt- respectievel ijk katholytruimte de gewenste bellenpompfunctie tot stand worden gebracht. In het bijzonder bezit zowel de anolytruimte /tv 1 0 1 3 630 •. » 5 als de katholytruimte een P-vormige geometrie, welke P-vormige geometrie is gevormd door een tussenstuk dat deel uitmaakt van de eerste anolyt-respectievel ijk katholytruimte en de ruimte van de bipolaire elektrode.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige 5 uitvinding verdient het de voorkeur dat de bipolaire elektrode in een cel element is geïntegreerd, waarbij het met name de voorkeur verdient dat voor een directe verbinding tussen de elektrolytruimte en de elektrode-ruimte het tussenstuk is voorzien van een afvoerkanaal, welk afvoerkanaal een verbinding vormt tussen de elektroderuimte en de eerste elektrolyt-10 kamer, waarbij geen verbinding aanwezig is tussen katholytruimte en anolytruimte.
Een dergelijke bijzondere uitvoeringsvorm van het onderhavige celelement maakt het mogelijk dat twee afzonderlijke celelementen volgens een sandwich-constructie met el kaar worden verbonden, 15 waarbij tussen elk celelement een diafragma of een semi-permeabel membraan is aangebracht. Een dergelijk diafragma of semi-permeabel membraan vertegenwoordigt bovendien een aanvullende functie als pakking, zodat de kans op lekkage is geminimaliseerd. Voor nadere gegevens van een dergelijke constructie wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren.
20 In een bijzondere uitvoeringsvorm is het onderhavige celelement voorzien van een uitsparing waarin de bipolaire elektrode plaatsbaar is, welke uitsparing rondom is voorzien van rillen.
Het toepassen van rillen zorgt voor een goede afdichting van de bipolaire elektrode in de uitsparing van een celelement waardoor 25 lekkage van de vloeistof, die in de kathoderuimte aanwezig is, naar de anoderuimte, en vice versa, wordt voorkomen. Bij voorkeur zijn dergelijke rillen ook aanwezig op het celelement om de fixatie en afdichting van het diafragma of semi-permeabel membraan met het celelement te waarborgen.
De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op 30 een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chloride-verbinding waarin meerdere elektrolysecellen elektrisch in serie zijn geschakeld, welke cellen bestaan uit een celelement, dat van elektrolytruimte en een elektroderuimte is voorzien, een bipolaire elektrode en een diafragma of een semi-permeabel membraan, waarbij de cellen zijn omgeven 35 door een omhulling met twee kopse platen, welke inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat één of meer celelementen zoals hiervoor beschreven zijn toegepast.
, @ H01 3 630 6
In een dergelijke inrichting verdient het met name de voorkeur dat de elektrolysecellen zodanig in serie zijn geschakeld dat de kathoderuimte en anoderuimte afwisselend zijn aangebracht.
Voor het tot stand brengen van een hoge concentratie 5 chlorideverbinding in de waterige vloeistofstromen verdient het de voorkeur dat in de onderhavige inrichting de scheidingselementen van de in serie geplaatste elektrolysecellen een zich over de lengte van de inrichting uitstrekkend scheidingsschot vormen, waarbij zowel de zich over de lengte van de inrichting uitstrekkende katholytruimte als anolytruimte 10 is op te vatten als een aaneenschakeling van eerste en tweede katholyt-respectievelijk anolytruimtes, gescheiden door een katholytscheidings-respectievelijk anolytscheidingselement.
Het handhaven van een hoge concentratie chlorideverbinding in de waterige stromen van de onderhavige uitvinding wordt in 15 het bijzonder gerealiseerd doordat ter hoogte van de kopse zijde van de omhulling, waar afvoer van het in het elektrolyseproces gevormde chloorgas plaatsvindt, een doseringsorgaan is aangebracht, in welk orgaan een verrijking met chlorideverbinding van de zich in de elektrolysecel bevindende waterige stroom plaatsvindt.
20 In bepaalde uitvoeringsvormen verdient het de voorkeur dat het doseringsorgaan binnen de omhulling is aangebracht. In een dergelijke uitvoeringsvorm wordt een inrichting verkregen waarbij van externe afvoer- en aanvoerleidingen kan worden afgezien zodat een compacte opstelling wordt verkregen, behalve dat een toevoerorgaan voor de 25 chlorideverbinding is vereist.
In een bijzondere uitvoeringsvorm verdient het echter de voorkeur dat het doseringsorgaan zich buiten de omhulling bevindt.
Volgens een dergelijke constructie dient de waterige vloei stofstroom naar een uitwendig doseringsorgaan te worden geleid, in 30 welk doseringsorgaan een verrijking met chlorideverbinding van de ingaande waterige stroom plaatsvindt. Vervolgens wordt de met chlorideverbinding verrijkte waterige stroom terug geleid naar de inrichting zodat de gewenste hoge concentratie chlorideverbinding wordt gerealiseerd.
De onderhavige uitvinding heeft bovendien betrekking 35 op een werkwijze voor het uitvoeren van elektrolyse van een chlorideverbinding in een elektrolyse-inrichting, welke werkwijze volgens de 101 3 630 *Cfr 7 onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat de elektrolyse in de hiervoor genoemde inrichting wordt uitgevoerd.
De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt verder gekenmerkt doordat de elektrolysecellen zodanig elektrisch in serie 5 zijn geschakeld dat zich zowel in de eerste als in de tweede electrolyt-kamer een vloei stofstroom van de waterige oplossing van de chloride-verbinding bevindt, waarbij de stromingsrichting hiervan tegengesteld is.
Volgens een dergelijke werkwijze zal aan de ene kopse zijde van de omhulling een vloei stofstroom ontstaan in de richting van 10 de kopse zijde waar het chloorgas wordt afgevoerd. Aan deze kopse zijde zal een verrijking met chlorideverbinding plaatsvinden waarna de waterige stroom met verhoogde concentratie in de richting van de kopse zijde van stromen. Aldus ontstaat er in de omhulling een continue stroom van waterige oplossing waarin een zo hoog mogel i jke chi orideconcentratie is gewaarborgd, 15 hetgeen het rendement van de onderhavige inrichting wezenlijk verhoogt ten opzichte van de reeds volgens de stand van de techniek bekende inrichtingen. De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een aantal tekeningen nader worden besproken, waarbij echter moet worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval is beperkt tot 20 dergelijke bijzondere tekeningen.
Figuur 1 is een schematische weergave van een bijzondere uitvoeringsvorm van het onderhavige celelement.
Figuur 2 is een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige inrichting waarin het celelement volgens figuur 1 is opgenomen. 25 Figuur 3 is een bijzondere uitvoeringsvorm van het onderhavige celelement.
Figuur 4 is een bijzondere uitvoeringsvorm van het onderhavige celelement.
In figuur 1 is het onderhavige celelement weergegeven 30 met verwijzingscijfer 11. Het onderhavige celelement 11 omvat een eerste anolytkamer 1, een tweede anolytkamer 2, een eerste katholytkamer 7, een tweede katholytkamer 10, waarbij het anolytscheidingselement met verwijzingscijfer 3 is aangeduid, het katholytscheidingselement met verwijzingscijfer 9. De tweede anolytkamer 2 omvat een opening 5 zodat 35 tweede anolytkamer 2 in verbinding staat met elektroderuimte 6 waarin een bipolaire elektrode (niet weergegeven) plaatsbaar is. Tengevolge van de elektrolyse die zich afspeelt in elektroderuimte 6 ontstaat chloorgas (101 3 6 30 δ » (niet weergegeven), welk chloorgas zich via opening 4 verplaatst naar eerste anolytkamer 1. Uit figuur 1 is bovendien duidelijk waarneembaar dat eerste anolytkamer 1 onder toepassing van tussenstuk 8 is gescheiden van eerste katholytkamer 7.
5 In figuur 2 is schematisch de onderhavige inrichting met verwijzingscijfer 12 aangegeven. Het in figuur 1 schematisch weergegeven celelement 11 is in inrichting 12 hierin opgenomen waarbij bipolaire elektrode 18 is te beschouwen als een negatieve elektrode 16 en een positieve elektrode 17. Elektrolyse-inrichting 12 is te beschouwen 10 als een aantal in serie geschakelde celelementen 23, 11, 14, 24, waarbij tussen celelementen 14 en 24 een diafragma of semi-permeabel membraan 19 is aangebracht. Een soortgelijke constructie is van toepassing tussen celelement 11 en celelement 23. In figuur 2 is schematisch de stromings-richting van de waterige oplossing in de eerste anolytruimtes 1 en tweede 15 anolytruimtes 2 door middel van pi jl en schematisch weergegeven. De waterige oplossing is aldus in staat tot een verhoging van de chlorideconcentratie door het stromen in kopse zijde 15 langs een hoeveelheid chlorideverbinding 22. De chlorideverbinding 22 wordt aan de kopse zijde 15 toegevoerd via toevoerorgaan 20, welk toevoerorgaan 20 is voorzien van een kegel vormig 20 orgaan 21. Het doseren vindt bij voorkeur plaats onder variabel verlaagde druk, in het bijzonder in combinatie met variabele verwarming. Volgens een dergelijke uitvoeringsvorm is in elk celelement 24, 14, 11, 23 een zo hoog mogelijke chlorideconcentratie gewaarborgd zodat de opbrengst aan chloorgas is gemaximaliseerd. Voor een beter begrip van de in figuur 2 25 weergegeven onderdelen van de elektrolyse-inrichting 12 wordt verwezen naar de ten name van onderhavige uitvinder ingediende Europese octrooiaanvrage 0 958 407, welk document hier als ingelast kan worden beschouwd.
Het moet duidelijk zijn dat de onderhavige figuur 12 in geen geval is beperkt tot het bijzonder aantal toegepast celelementen. 30 In figuur 3 is een bijzonder celelement volgens de onderhavige uitvinding weergegeven, waarbij de bipolaire elektrode 35 in celelement 30 is geïntegreerd. Celelement 30 omvat een eerste anolytkamer 31 en een tweede anolytkamer 32, alsmede een eerste katholytkamer 33 en een tweede katholytkamer 34. Het bij de elektrolyse ontstane gas wordt 35 uit de elektroderuimte 38, waarin zich bipolaire elektrode 35 bevindt, via afvoerkanaal 36 in eerste katholytkamer 33 geleid. Een soortgelijke constructie is van toepassing in de elektroderuimte 38, gelegen aan de 110 1 3 6 3 0 ¥ 9 s .
achterzijde van bipolaire elektrode 35, waarbij het in die elektroderuimte 38 ontstane gas naar eerste anolytkamer 31 wordt geleid via het aan de achterzijde gelegen afvoerkanaal 39. Het moet duidelijk zijn dat het in figuur 3 weergegeven cel element in het bijzonder geschikt is om in de in 5 figuur 2 weergegeven elektrolyse-inrichting 12 te worden toegepast.
Het in figuur 4 weergegeven cel element 40 komt in feite overeen met het in figuur 3 weergegeven celelement 30, waarbij de bipolaire elektrode 45 in celelement 40 is geïntegreerd. Celelement 40 omvat een eerste anolytkamer 41 en een tweede anolytkamer 42, alsmede een eerste 10 katholytkamer 43 en een tweede katholytkamer 44. Het bij de elektrolyse ontstane gas wordt uit de elektroderuimte 48, waarin zich bipolaire elektrode 45 bevindt, via afvoerkanaal 46 in eerste katholytkamer 43 geleid. Een soortgelijke constructie is van toepassing in de elektroderuimte 48, gelegen aan de achterzijde van bipolaire elektrode 45, waarbij 15 het in die elektroderuimte 48 ontstane gas naar eerste anolytkamer 41 wordt geleid via het aan de achterzijde gelegen afvoerkanaal 49. Het moet duidelijk zijn dat het in figuur 4 weergegeven celelement in het bijzonder geschikt is om in de in figuur 2 weergegeven elektrolyse-inrichting 12 te worden toegepast. Het celelement 40 verschilt van het celelement 30 20 doordat de tweede elektrolytkamer 42, 44 onder in plaats van naast de elektroderuimte 48 is gelegen. Aldus is bij een gelijkblijvende dimensie van het celelement 40 een relatief kleinere elektrolytkamer 42, 44 ten gunste van een relatief grotere elektroderuimte 48 te realiseren hetgeen in meer celvermogen resulteert. Hoewel de onderhavige uitvinders tot geen 25 enkele theorie wensen te worden gebonden, is het waarschijnlijk dat celelement 40 een beter gedrag vertoont dan celelement 30 omdat de soortelijke massa van anolyt hoe lager gelegen, hoe beter is en dus de cel beter voedt.
1013630

Claims (19)

1. Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding waarin 5 meerdere elektrolysecellen elektrisch in serie zijn geschakeld, welke cellen het celelement, een bipolaire elektrode en een diafragma of een semi-permeabel membraan omvatten, waarbij het celelement is voorzien van een elektrolytruimte en een elektroderuimte, met het kenmerk, dat de elektrolytruimte en de elektroderuimte in directe verbinding staan, waarbij 10 de elektrolytruimte door een scheidingselement is onderverdeeld in een eerste en tweede elektrolytkamer.
2. Celelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het scheidingselement integraal is vormgegeven met het celelement.
3. Celelement volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, 15 dat de elektrolytruimte een anolytruimte is, welke anolytruimte door toepassing van een anolytscheidingselement is onderverdeeld in een eerste en tweede anolytkamer.
4. Celelement volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het volume van de eerste anolytkamer gelijk aan of groter is dan het volume 20 van de tweede anolytkamer.
5. Celelement volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat de elektrolytruimte een katholytruimte is, welke katholytruimte onder toepassing van een katholytscheidingselement is onderverdeeld in een eerste en tweede katholytkamer.
6. Celelement volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het volume van de eerste katholytkamer gelijk aan of kleiner dan het volume van de tweede katholytkamer is.
7. Celelement volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat zowel de anolytruimte als de katholytruimte een P-vormige geometrie 30 bezit, welke P-vormige geometrie is gevormd door een tussenstuk dat deel uitmaakt van de eerste anolyt- respectievelijk katholytruimte.
8. Celelement volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de elektroderuimte zich over de volledige breedte van het celelement uitstrekt, welke elektroderuimte een scheiding vormt tussen enerzijds de 35 eerste anolyt- respectievelijk katholytkamer en anderzijds de tweede anolyt- respectievelijk katholytkamer. /Tii 1013630
9. Cel element volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de bipolaire elektrode in het cel element is geïntegreerd.
10. Celelement volgens conclusies 7-9, met het kenmerk, dat voor de directe verbinding tussen de elektrolytruimte en de 5 elektroderuimte het tussenstuk is voorzien van een afvoerkanaal, welk afvoerkanaal een verbinding vormt tussen de elektroderuimte en de eerste elektrolytkamer, waarbij geen verbinding is tussen katholytruimte en anolytruimte.
11. Celelement volgens conclusies 1-10, met het kenmerk, 10 dat het celelement is voorzien van een uitsparing waarin de bipolaire elektrode plaatsbaar is, welke uitsparing rondom is voorzien van rillen.
12. Inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding waarin meerdere elektrolysecellen elektrisch in serie zijn geschakeld, welke cellen bestaan uit een celelement, dat van 15 een elektrolytruimte en een elektroderuimte is voorzien, een bipolaire elektrode en een diafragma of een semi-permeabel membraan, waarbij de cellen zijn omgeven door een omhulling met twee kopse platen, met het kenmerk, dat de inrichting een of meer celelementen volgens conclusies 1-11 omvat.
13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de elektrolysecellen zodanig in serie zijn geschakeld dat de kathoderuimte en de anoderuimte wisselend zijn aangebracht.
14. Inrichting volgens conclusies 11-13, met het kenmerk, dat de scheidingselementen van de in serie geplaatste elektrolysecellen 25 een zich over de lengte van de inrichting uitstrekkend scheidings-schot vormen, waarbij zowel de zich over de lengte van de inrichting uitstrekkende katholytruimte als anolytruimte is op te vatten als een aaneenschakeling van eerste en tweede katholyt- respectievelijk anolytruimtes, gescheiden door een katholytscheidings- respectievelijk 30 anolytscheidingselement.
15. Inrichting volgens conclusies 12-14, met het kenmerk, dat ter hoogte van de kopse zijde van de omhulling, waar afvoer van het in de elektrolyse gevormde chloorgas plaatsvindt, een doseringsorgaan is aangebracht, in welk orgaan een verrijking met chlorideverbinding van de 35 zich in de elektrolysecel bevindende waterige stroom plaatsvindt.
16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het doseringsorgaan binnen de omhulling is aangebracht. 1013630 * ♦ *.
17. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het doseringsorgaan zich buiten de omhulling bevindt.
18. Werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse van een chlorideverbinding in een elektrolyse-inrichting, met het kenmerk, 5 dat de elektrolyse wordt uitgevoerd in de inrichting volgens conclusies 12-17.
19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de elektrolysecellen zodanig elektrisch in serie zijn geschakeld dat zich zowel in de eerste als in de tweede anolytkamer een vloeistofstroom van 10 de waterige oplossing van de chlorideverbinding bevindt, waarbij de stromingsrichting hiervan tegengesteld is. «013630
NL1013630A 1999-11-19 1999-11-19 Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse. NL1013630C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1013630A NL1013630C2 (nl) 1999-11-19 1999-11-19 Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse.
PCT/NL2000/000846 WO2001036715A2 (en) 1999-11-19 2000-11-17 A cell element for electrolytic cell, electrolytic cell and electrolytic process
AU22372/01A AU2237201A (en) 1999-11-19 2000-11-21 A cell element for use in a device for carrying out an electrolytic process, a device to be used for that purpose as well as a method for carrying out such an electrolytic process

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1013630 1999-11-19
NL1013630A NL1013630C2 (nl) 1999-11-19 1999-11-19 Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1013630C2 true NL1013630C2 (nl) 2001-05-22

Family

ID=19770295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1013630A NL1013630C2 (nl) 1999-11-19 1999-11-19 Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2237201A (nl)
NL (1) NL1013630C2 (nl)
WO (1) WO2001036715A2 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11339483B1 (en) 2021-04-05 2022-05-24 Alchemr, Inc. Water electrolyzers employing anion exchange membranes

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB761823A (en) * 1954-08-24 1956-11-21 Pintsch Bamag Ag Improvements in or relating to bipolar electrolysers
US4371433A (en) * 1980-10-14 1983-02-01 General Electric Company Apparatus for reduction of shunt current in bipolar electrochemical cell assemblies
WO1998032900A1 (nl) * 1997-01-24 1998-07-30 Zilvold-Tieleman Hydrotechniek B.V. Inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, een hierin toepasbaar celelement, werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse in een dergelijke inrichting, toepassing van het aldus verkregen chloorgas ter bereiding van chloordioxide, alsmede een daartoe geschikte reactor en installatie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB761823A (en) * 1954-08-24 1956-11-21 Pintsch Bamag Ag Improvements in or relating to bipolar electrolysers
US4371433A (en) * 1980-10-14 1983-02-01 General Electric Company Apparatus for reduction of shunt current in bipolar electrochemical cell assemblies
WO1998032900A1 (nl) * 1997-01-24 1998-07-30 Zilvold-Tieleman Hydrotechniek B.V. Inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, een hierin toepasbaar celelement, werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse in een dergelijke inrichting, toepassing van het aldus verkregen chloorgas ter bereiding van chloordioxide, alsmede een daartoe geschikte reactor en installatie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11339483B1 (en) 2021-04-05 2022-05-24 Alchemr, Inc. Water electrolyzers employing anion exchange membranes

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001036715A2 (en) 2001-05-25
WO2001036715A3 (en) 2001-10-04
AU2237201A (en) 2001-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI67728C (fi) Bipolaer film- eller membranelektrolyseringsanordning
US4339324A (en) Polycell gas generator
JP5639724B1 (ja) 電解水生成装置及びその製造方法
RU2074266C1 (ru) Электролитическая ячейка и электрод с капиллярными зазорами для электролитических реакций с выделением или поглощением газа и способ электролиза для нее
CN1204296C (zh) 离子交换膜电解槽
KR101934222B1 (ko) 전기분해수 생성장치
US20160312370A1 (en) Electrochemical cell without an electrolyte-impermeable barrier
CN107531517B (zh) 电解槽及电解水生成装置
NL1013630C2 (nl) Celelement om te worden toegepast in een inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, daartoe te gebruiken inrichting, alsmede een werkwijze voor het uitvoeren van een dergelijke elektrolyse.
HU223363B1 (hu) Végház elektrodializátor számára
EP2115445B1 (en) Internal flow control in electrolytic cells
RU2005131463A (ru) Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления
KR101226029B1 (ko) 이온 분리 하우징
EP2569815B1 (en) Fuel cell stacks
KR20130138295A (ko) 나선형 입구 튜브를 갖는 전해조
CN1130475C (zh) 离子交换膜电解槽
US3252883A (en) Frames for electrolytic diaphragm cells
JP5441756B2 (ja) 電解水生成装置の有隔膜電解槽
KR102284084B1 (ko) 이온수기용 직렬 전해장치
JP2018188710A (ja) 水電解装置
CN211005649U (zh) 一种能高效产生臭氧水的金刚石膜电极片
US3062733A (en) Electrolytic cell and anode assembly thereof
US4290863A (en) Process for electrolysis of brine by mercury cathodes
JP2003033765A (ja) 電解水生成装置
WO2023233180A1 (en) Gas generating membrane-less electrolyser

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
TD Modifications of names of proprietors of patents

Owner name: TIELEMAN ZWEMBAD- EN HYDROTECHNIEK B.V.

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20150601