NL2014542B1 - Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen. - Google Patents
Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2014542B1 NL2014542B1 NL2014542A NL2014542A NL2014542B1 NL 2014542 B1 NL2014542 B1 NL 2014542B1 NL 2014542 A NL2014542 A NL 2014542A NL 2014542 A NL2014542 A NL 2014542A NL 2014542 B1 NL2014542 B1 NL 2014542B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- stream
- halide
- electrolysis cells
- treatment
- effluent stream
- Prior art date
Links
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
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- 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
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- 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
- C25B15/02—Process control or regulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
- C02F1/004—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/42—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from bathing facilities, e.g. swimming pools
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4611—Fluid flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4612—Controlling or monitoring
- C02F2201/46145—Fluid flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte
- C02F2201/46185—Recycling the cathodic or anodic feed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/001—Upstream control, i.e. monitoring for predictive control
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/003—Downstream control, i.e. outlet monitoring, e.g. to check the treating agents, such as halogens or ozone, leaving the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/04—Oxidation reduction potential [ORP]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/29—Chlorine compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/42—Liquid level
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/18—Removal of treatment agents after treatment
- C02F2303/185—The treatment agent being halogen or a halogenated compound
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren, welke inrichting de benodigde pompen, kleppen en leidingen omvat.
Description
Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen.
Beschrijving
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogenide plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren, welke inrichting de benodigde pompen, kleppen en leidingen omvat.
De Europese publicatie EP 0 110 033 openbaart een methode voor het opwerken van pekeloplossing waarbij een aan de anoderuimte onttrokken effluentstroom wordt toegepast. Voornoemde effluentstroom wordt naar een anolytrecirculatievat geleid, waarbij de effluentstroom van het recirculatievat naar een dechlorinator wordt geleid, waarna de aldus van chloorbestanddelen ontdane stroom wordt opgemengd met geconcentreerde pekel, waarna de aldus bewerkte pekel wordt teruggeleid en als toevoer naar de anoderuimte wordt toegevoerd.
In het Amerikaans octrooi US 4,481,088 is geopenbaard dat uit een anoderuimte een effluentstroom ontstaat die vervolgens van chloorbestanddelen wordt ontdaan in een dechlorinator waarna de daarbij ontstane stroom, via een aantal tussenstappen, als anolyt liquor wordt teruggeleid naar de anoderuimte.
Ook de methode geopenbaard in de Amerikaanse publicatie US 2009/0026084 laat zien dat aan de anoderuimte een effluentstroom wordt onttrokken die vervolgens van chloorbestanddelen wordt ontdaan, waarna een aantal vervolgstappen plaatsvindt om vervolgens de aldus behandelde effluentstroom terug te leiden naar de anoderuimte.
Het Amerikaans octrooi US 4,169,773 openbaart een electrolysemethode waarbij anolyt wordt gerecirculeerd en opnieuw verzadigd voordat terugvoer naar het anolytcompartiment plaatsvindt.
Het Amerikaans octrooi US 4,839,003 openbaart een electrolysemethode waarbij een keukenzoutoplossing van magnesium en calcium wordt ontdaan alvorens elektrolyse wordt uitgevoerd.
Het Amerikaans octrooi US 4,190,505 heeft betrekking op een methode voor de elektrolyse van natriumchloride in een elektrolytische cel die door een kationenwisselingsmembraan is onderverdeeld in een anodekamer en een kathodekamer, waarbij een waterige oplossing van natriumchloride, die een ijzercyanidecomplex bevat, wordt gezuiverd om het gehalte ijzercyanidecomplex daarin te verminderen tot een hoeveelheid niet groter dan 0,5 ppm voordat de oplossing wordt toegevoerd aan de anodekamer.
De Amerikaanse publicatie US 2011/303549 heeft betrekking op een methode voor het produceren van chloor, alkalimetaalhydroxide en waterstof, waarbij een pekeloplossing wordt bereid waarna alkalische precipitaten uit de pekel in aanwezigheid van waterstofperoxide of in aanwezigheid van ten hoogste 5 mg/l actief chloor met behulp van een filter van actieve kool worden verwijderd. Een deel van de resterende pekeloplossing wordt onderworpen aan een ionenuitwisselingsstap en vervolgens aan een membraanelektrolysestap, waarbij ten minste een deel van de chloor, alkalimetaalhydroxide, waterstof en pekel wordt teruggewonnen. Een deel van de teruggewonnen pekel wordt onderworpen aan een chemisch dechloreringstap die met behulp van waterstofperoxide wordt uitgevoerd, waarna ten minste een deel van de gedechloreerde pekel opnieuw in het proces wordt toegepast.
Inrichtingen voor het uitvoeren van een elektrolyse van een halogenide-verbinding in een electrolysecel zijn op zich bekend uit de Europese octrooien EP1 298 231, EP 0 427 340 en EP 0958 407 ten name van de onderhavige aanvrager. Uit EP1 298 231 is een inrichting bekend waarin meerdere elektrolysecellen elektrisch in serie zijn geschakeld, welke elektrolysecellen elk een celelement, voorzien van ondergelegen toevoerleidingen voor elektrolyt en van een nabij de bovenzijde daarvan gelegen verzamel-afvoerleidingen voor elektrolyt en de bij de elektrolyse ontstane gassen, een kathode-compartiment met een kathode en een anodecompartiment met een anode en een diafragma of semipermeabel membraan omvatten, waarbij de elektrolyse-cellen onder voorspanning tussen twee kopse platen zijn samengeperst, zodat ieder anodecompartiment en ieder kathodecompartiment tezamen met de toevoerleidingen en de verzamelafvoerleidingen als een geheel is opgebouwd. Andere typen elektrolysecellen zijn bijvoorbeeld geopenbaard in het Amerikaans octrooischrift 5.064.514, het Amerikaans octrooischrift 5.082.543. de Internationale publicatie WO 98/32900 en het Duitse Offenlegungsschrift 199 10 639.
Voornoemde elektrolysecellen worden hoofdzakelijk toegepast voor het door middel van elektrolyse bereiden van chloorgas dat bestemd is voor het chloreren van water, bijvoorbeeld zwembadwater, drinkwater of afvalwater.
Als grondstof voor dergelijke elektrolysecellen en -toestellen wordt veelal NaCI (keukenzout) voor de productie van chloor toegepast. In de praktijk betekent dit dat de anode ruimte (+pool) wordt gevoed met een verzadigde pekeloplossing, bijvoorbeeld met een concentratie van ca. 300 gr/liter. Het is hierbij wenselijk, voornamelijk uit oogpunt van procesvoering, dat voornoemde concentratie in de anoderuimte niet verder daalt. Vanwege voornoemde voorwaarde stroomt er uit de anoderuimte een zogenaamde afgewerkte anolytstroom die nog een significante pekelconcentratie bezit. De onderhavige uitvinder heeft aldus geconstateerd dat het hierbij bereikte zoutrendement niet 100% bedraagt. In de praktijk wordt de afgewerkte anolytstroom veelal op gepaste wijze afgevoerd naar het riool, waarmee aldus waardevolle uitgangsmaterialen verloren gaan. Daarnaast heeft de onderhavige uitvinder geconstateerd dat de afgewerkte anolytstroom als een zure stroom moet worden gezien. Uit chemische analyse van de afgewerkte anolytstroom is gebleken dat er ook nog resthoeveelheden chloor aanwezig zijn. Ook vertoont de afgewerkte anolytstroom een corrosief karakter en ruikt deze oplossing naar chloor.
Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het zodanig behandelen van de afgewerkte anolytstroom dat reststromen, die bij de productie van een halogeen in elektrolysecellen ontstaan, nuttig kunnen worden hergebruikt.
Meer in het bijzonder is een doel van de onderhavige uitvinding het verschaffen van een werkwijze voor het verhogen van het zoutrendement, in het bijzonder in een proces waarbij in een of meer elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren.
De onderhavige uitvinding heeft aldus betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: i) het aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen onttrekken van een effluentstroom, ii) het mengen van de effluentstroom afkomstig van stap i) met een waterige stroom, iii) het onderwerpen van de gemengde stroom afkomstig van stap ii) aan een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen, iv) het zodanig toevoeren van de volgens stap iii) behandelde, van halogenidebestanddelen ontdane stroom aan de gemengde stroom afkomstig van stap ii) dat er een kringloop ontstaat waarbij de behandelde, van halogenidebestanddelen ontdane stroom, na opmenging met voornoemde effluentstroom, opnieuw wordt onderworpen aan een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen.
Onder toepassing van voornoemde werkwijze wordt aan een of meer doelstellingen voldaan. In het bijzonder wordt door het toepassen van een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen wordt een reststroom verkregen die minder corrosief is en minder geurbelastend is. Het moge duidelijk zijn dat verschillende effluentstromen afkomstig van verschillende elektrolysecellen kunnen worden samengevoegd en dat de aldus samengevoegde effluentstroom volgens de onderhavige werkwijze verder worden verwerkt. Als voorbeeld van te verwijderen bestanddelen kan, in de uitvoeringsvorm waarbij een pekeloplossing (keukenzout) wordt toegepast, aan bijvoorbeeld CIO' en HCIO' en afgeleiden worden gedacht. Onder de term “verwijderen” is ook te verstaan het omzetten van bestanddelen naar gewenste bestanddelen, in de uitvoeringsvorm van een pekeloplossing (keukenzout) worden hier in het bijzonder Cl' ionen genoemd. En dergelijke Cl' ionen kunnen dan weer nuttig bij de productie van halogenen worden toegepast om opnieuw te worden onderworpen aan de stap van het elektrolyseren in een of meer elektrolysecellen. Aldus is er sprake van een verhoging van het zoutrendement.
Vanuit het oogpunt van procesvoering is het wenselijk dat het debiet van de stroom, die aan een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen wordt onderworpen, groter dan of gelijk is aan het debiet van voornoemde effluentstroom die is onttrokken aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen.
Het verdient in een bijzondere uitvoeringsvorm de voorkeur dat het debiet in voornoemde kringloop ten minste 10 malen, bij voorkeur ten minste 50 malen, met name bij voorkeur ten minste 100 malen, in het bijzonder 500 malen, groter is dan het debiet van voornoemde effluentstroom onttrokken aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen.
Als geschikte behandeling ter verwijdering van halogenide-bestanddelen worden een of meer behandelingen genoemd, gekozen uit de groep van het toepassen van een katalysator, adsorptiemedium, absorptiemedium en halogenide neutraliserend medium. Dergelijke behandelingen kunnen als afzonderlijke behandelingen worden toegepast, maar het is in een bijzondere uitvoeringsvorm ook mogelijk dat een combinatie van twee of meer behandelingen wordt toegepast.
Een uitvoeringsvorm van de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen omvat een stap van het in contact brengen met actieve kool. De actieve kool kan zich bevinden in een kolom of reactor waarbij de te behandelen waterige stroom aan voornoemde kolom of reactor wordt toegevoerd. Het gehalte halogenide in de uit voornoemde kolom of reactor tredende stroom zal ten opzicht van de toegevoerde stroom zijn verlaagd. Dergelijke kolommen of reactoren zijn na een bepaalde procestijd verzadigd en dienen vervolgens te worden geregenereerd.
Een andere uitvoeringsvorm van de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen omvat een stap van het doseren van H2O2 omvat. Het doseren van waterstofperoxide heeft een neutraliserende werking op de in de te behandelen waterige stroom aanwezige halogenidebestanddelen.
In een bijzondere uitvoeringsvorm is het wenselijk dat een waterige basische stroom wordt toegevoerd aan voornoemde kringloop. Een dergelijke waterige basische stroom dient met name om de zuurgraad van de waterige stroom te verhogen, in het bijzonder wanneer de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen een medium omvat dat niet bestandheid is tegen waterige stromen met een lage zuurgraad.
Als een geschikte waterige basische stroom kan een waterige stroom afkomstig van voornoemde een of meer elektrolysecellen worden genoemd waarmee aldus een nuttige integratie tot stand wordt gebracht tussen de elektrolysecellen enerzijds en voornoemde kringloop anderzijds.
Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm is het wenselijk dat het toevoeren van voornoemde waterige basische stroom geschiedt op basis van het meten van de pH waarde van een stroom in voornoemde kringloop, in het bijzonder op een stroom vóór of na het toepassen van voornoemde behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen.
Voornoemde waterige basische stroom wordt bij voorkeur toegevoerd aan de gemengde stroom afkomstig van stap ii) waardoor aldus een intensieve menging van voornoemde stromen geschiedt.
Ter voorkoming van accumulatie van ongewenste bestanddelen en voor het afvoeren van een reststroom naar de omgeving verdient het de voorkeur dat aan voornoemde kringloop een spuistroom wordt onttrokken.
Vanwege de zuurgraad en concentratie geurbelastende bestanddelen verdient het de voorkeur dat het transport van voornoemde effluentstroom, onttrokken aan een of meer elektrolysecellen, naar de locatie waar stap ii) plaatsvindt, wordt uitgevoerd onder invloed van natuurlijk verval. De anoderuimte van de electrolysecel staat in het algemeen op onderdruk, in het bijzonder ter voorkoming van het ongewenst ontsnappen van halogenidebestanddelen naar de omgeving, waardoor een natuurlijk verval voor het beoogde transport kan zorgen. In een dergelijke uitvoeringsvorm zijn bijvoorbeeld pompen minder wenselijk.
In een voorkeursvorm wordt een aan de kringloop onttrokken stroom toegevoerd aan voornoemde, in water opgeloste halogenideverbinding vóórdat voornoemde halogenideverbinding aan elektrolyse wordt onderworpen. De aldus onttrokken stroom bevat in het bijzonder bestanddelen die aan elektrolyse kunnen worden onderworpen waarmee het zogenaamde zoutrendement van de electrolysecel kan worden verhoogd.
Voor het voorkomen van schadelijke en ongewenste gassen verdient het de voorkeur dat het transport van voornoemde effluentstroom, onttrokken aan een of meer elektrolysecellen, naar de locatie waar stap ii) plaatsvindt, wordt uitgevoerd zonder dat contact met de omgevingslucht geschiedt.
Vanuit procesvoering, kwaliteitscontrole en veiligheid voor de medewerkers verdient het de voorkeur dat de performance van voornoemde behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen wordt gemeten door de aldus behandelde stroom te monitoren, bijvoorbeeld onder toepassing van een redoxsensor.
De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren, welke inrichting de benodigde pompen, kleppen en leidingen omvat, waarbij voornoemde inrichting een leiding voor het onttrekken van een effluentstroom aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen omvat, welke leiding naar een mengorgaan wordt geleid, waarbij voornoemd mengvat via een leiding is verbonden met een orgaan voor het uitvoeren van een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen, waarbij de afvoerleiding van voornoemd orgaan is verbonden met voornoemd mengvat ter vorming van een kringloop.
In voornoemde inrichting is het wenselijk dat in voornoemde kringloop een spuileiding is opgenomen, dat een leiding is opgenomen die is verbonden met een houder waarin zich de te elektrolyseren halogenideverbinding bevindt en dat voornoemde kringloop is voorzien van een toevoerleiding voor het toevoeren van een waterige basische stroom, in het bijzonder dat voornoemde toevoerleiding afkomstig is van een of meer elektrolysecellen.
Vanuit processturing en -veiligheid verdient het de voorkeur dat zich in de nabijheid van voornoemde inrichting een of meer sensoren bevinden, welke sensoren de concentratie halogenideverbinding in de omgevingslucht monitoren.
De onderhavige inrichting vindt met name toepassing in omgevingen waar gasvormige halogenen gewenst zijn, bijvoorbeeld als desinfectant voor zwembaden of drinkwater. Als voorbeelden van halogeniden kunnen chloriden, of afgeleide verbindingen daarvan, worden genoemd.
De onderhavige uitvinding zal hierna onder verwijzing naar een tekening worden toegelicht, welke tekening echter niet als beperkend moet worden opgevat.
Figuur 1 toont een schematische weergave van een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige inrichting 1, waarin een electrolysecel 2, bestaande uit twee afzonderlijke compartimenten 3, 4, gescheiden door een permeabel membraan 5, wordt toegepast voor vorming van chloor, op basis van keukenzout. Het toepassen van keukenzout als uitgangsmateriaal voor de elektrolyse dient slechts als voorbeeld en andere halogeniden, of combinaties en mengsels van halogeniden, kunnen ook worden toegepast, bijvoorbeeld kaliumchloride. Aldus wordt uit houder 13 een pekeloplossing via leiding 14 aan anoderuimte 3 toegevoerd waarin zich anode 6 bevindt. Ten gevolge van een chemische reactie wordt NaCI omgezet in chloorgas dat via leiding 9 aan bijvoorbeeld een zwembad wordt toegevoerd, onder toepassing van venturipomp 10 en venturi 11. In kathoderuimte 4, waarin zich kathode 7 bevindt, vindt de vorming van waterstof plaats dat via leiding 8 wordt afgevoerd. Tevens vindt in kathoderuimte 4 de vorming van een loogoplossing plaats, waarbij het aldus gevormde loog via leiding 16 wordt afgevoerd naar houder 15. Electrolysecel 2 wordt tevens voorzien van een waterige stroom 37, toegevoerd via houder 36. In anoderuimte 3 wordt zogenaamde afgewerkte pekel of effluentstroom 12 naar houder 19 toegevoerd, waarbij effluentstroom 12 een lage pH-waarde bezit en tevens is voorzien van chloorbestanddelen. In houder 19, waarin zich reeds een hoeveelheid water bevindt, vindt aldus een menging plaats tussen effluentstroom 12 en de in houder 19 aanwezige waterige stroom. Aan houder 19 wordt de opgemengde stroom onttrokken en via bijvoorbeeld filter 20 en pomp 21 aan een orgaan 23 voor het uitvoeren van de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen toegevoerd. De behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen kan leiden tot de vorming van een stroom 24 waarin het gehalte halogenidebestanddelen tot een gewenst niveau is teruggebracht. Voornoemd gewenst gehalte kan zodanig zijn dat nog een kleine resthoeveelheid halogenidebestanddelen in stroom 24 waarneembaar is. Stroom 22 wordt aldus in orgaan 23 zodanig behandeld dat de in stroom 22 aanwezige halogenidebestanddelen in aanzienlijke mate worden verwijderd, waarbij een aldus behandelde stroom 24 ontstaat die eventueel via filter 25, sensoren 26-29, klep 30 en klep 32 wordt teruggeleid naar houder 19. De hierbij ontstane kringloop omvat aldus de waterige stromen aangeduid met verwijzingscijfers 22, 24, 31 en 34. Als voorbeelden van sensoren 26-29 kunnen worden genoemd sensoren voor het meten van de pH, sensoren voor het meten van het debiet, sensoren voor het meten van het chloorgehalte. Ook is het wenselijk dat zich in de ruimte waarin de onderhavige inrichting is geplaatst, een of meer sensoren bevinden die de concentratie halogenideverbinding in de omgevingslucht monitoren. Bij het overschrijden van een bepaalde grenswaarde wordt bijvoorbeeld de bedrijfsvoering van de inrichting stil gelegd.
Klep 30 kan zodanig zijn ingesteld dat een deel van stroom 24 via leiding 35 wordt teruggeleid naar houder 13. Klep 30 kan zodanig zijn ingesteld dat een deel van stroom 24 via stroom 31 en 34 wordt teruggeleid naar houder 19. Klep 32 kan zodanig zijn ingesteld dat een deel van stroom 31 als spuistroom 33 aan voornoemde kringloop wordt onttrokken.
In figuur 1 is tevens waarneembaar dat in kathoderuimte 4 vorming van een waterige basische stroom 16 plaatsvindt, waarbij aan houder 15 via leiding 17 een waterige basische stroom wordt onttrokken en aansluitend toegevoerd aan houder 19. Houder 19 is tevens voorzien van een niveausensor 18 waarmee het niveau in houder 19 wordt gemeten. Indien het niveau in houder 19 beneden of boven een vooraf ingestelde waarde komt, dan zal sensor 18 hierop reageren en zal het niveau in houder 19 tot de gewenste waarde worden hersteld, bijvoorbeeld door het aan houder 19 toevoeren of onttrekken van een waterige stroom (niet weergegeven).
De onderhavige uitvinder heeft met de in figuur 1 weergegeven opstelling experimenten uitgevoerd, waarbij het debiet van de effluentstroom 12 op een waarde van bijvoorbeeld 3 liter/uur werd ingesteld. De snelheid waarmee pomp 21 in voornoemde kringloop werd aangestuurd was zodanig dat de snelheid van de waterige stroom, aangeduid met 22, ongeveer 1000 liter/uur bedroeg. In een dergelijke uitvoeringsvorm is het mogelijk dat klep 30 zodanig wordt ingesteld dat het debiet door leiding 35 bijvoorbeeld 2,7 liter/uur bedraagt, waarbij klep 32 zodanig is ingesteld dat de volumestroom, afgevoerd als spuistroom 33, bijvoorbeeld 0,3 liter/uur bedraagt. Voornoemde waarden dienen slechts ter toelichting en zijn in geen geval als beperkend op te vatten. De aanwezigheid van filters en pompen, zoals die zijn opgenomen in de figuur, dienen niet als beperkend te worden opgevat.
De uit de anoderuimte 3 tredende leiding, die naar houder 19 wordt geleid, mondt zodanig in houder 19 uit dat contact met de buitenlucht tot een minimum is beperkt. Verder is anoderuimte 3 tijdens de bedrijfsvoering op onderdruk geplaatst waarmee het ontsnappen van halogenide-bestanddelen als gas ook tot een minimum is beperkt. Voor het transport van de effluentstroom 12 uit electrolysecel 2 naar houder 19 is het wenselijk dat electrolysecel 2 op een hoger niveau is geplaatst dan houder 19 zodat het transport van de effluentstroom 12 onder natuurlijk verval kan plaatsvinden.
De hiervoor besproken figuurbeschrijving dient louter ter illustratie en geldt niet als beperkend op de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding, welke beschermingsomvang wordt bepaald door de bijgevoegde conclusies.
Claims (21)
1. Werkwijze voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: i) het aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen onttrekken van een effluentstroom, ii) het mengen van de effluentstroom afkomstig van stap i) met een waterige stroom, iii) het onderwerpen van de gemengde stroom afkomstig van stap ii) aan een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen, iv) het zodanig toevoeren van de volgens stap iii) behandelde, van halogenidebestanddelen ontdane stroom aan de gemengde stroom afkomstig van stap ii) dat er een kringloop ontstaat waarbij de behandelde, van halogenidebestanddelen ontdane stroom, na opmenging met voornoemde effluentstroom, opnieuw wordt onderworpen aan een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het debiet van de stroom, die aan een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen wordt onderworpen, groter dan of gelijk is aan het debiet van voornoemde effluentstroom die is onttrokken aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen.
3. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen een of meer behandelingen omvat, gekozen uit de groep van het toepassen van een katalysator, adsorptiemedium, absorptiemedium en halogenide neutraliserend medium.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen een stap van het in contact brengen met actieve kool omvat.
5. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen een stap van het doseren van H2O2 omvat.
6. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een waterige basische stroom wordt toegevoerd aan voornoemde kringloop.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat voornoemde waterige basische stroom afkomstig is van voornoemde een of meer elektrolysecellen.
8. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 6-7, met het kenmerk, dat het toevoeren van voornoemde waterige basische stroom geschiedt op basis van het meten van de pH waarde van een stroom in voornoemde kringloop, in het bijzonder op een stroom vóór of na het toepassen van voornoemde behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen.
9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 6-8, met het kenmerk, dat voornoemde waterige basische stroom wordt toegevoerd aan de gemengde stroom afkomstig van stap ii).
10. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan voornoemde kringloop een spuistroom wordt onttrokken.
11. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het transport van voornoemde effluentstroom, onttrokken aan een of meer elektrolysecellen, naar de locatie waar stap ii) plaatsvindt, wordt uitgevoerd onder invloed van natuurlijk verval.
12. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een aan de kringloop onttrokken stroom wordt toegevoerd aan voornoemde, in water opgeloste halogenideverbinding vóórdat voornoemde halogenideverbinding aan elektrolyse wordt onderworpen.
13. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het transport van voornoemde effluentstroom, onttrokken aan een of meer elektrolysecellen, naar de locatie waar stap ii) plaatsvindt, wordt uitgevoerd zonder dat contact met de omgevingslucht geschiedt.
14. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de performance van voornoemde behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen wordt gemeten door de aldus behandelde stroom te monitoren.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het monitoren plaatsvindt onder toepassing van een redoxsensor.
16. Inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen, in welke elektrolysecellen productie van een halogeen plaatsvindt door ten minste een in water opgeloste halogenideverbinding te elektrolyseren, welke inrichting de benodigde pompen, kleppen en leidingen omvat, met het kenmerk, dat voornoemde inrichting een leiding voor het onttrekken van een effluentstroom aan de anoderuimte van voornoemde een of meer elektrolysecellen omvat, welke leiding naar een mengorgaan wordt geleid, waarbij voornoemd mengvat via een leiding is verbonden met een orgaan voor het uitvoeren van een behandeling ter verwijdering van halogenidebestanddelen, waarbij de afvoerleiding van voornoemd orgaan is verbonden met voornoemd mengvat ter vorming van een kringloop.
17. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat in voornoemde kringloop een spuileiding is opgenomen.
18. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 16-17, met het kenmerk, dat in voornoemde kringloop een leiding is opgenomen die is verbonden met een houder waarin zich de te elektrolyseren halogenideverbinding bevindt.
19. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 16-18, met het kenmerk, dat voornoemde kringloop is voorzien van een toevoerleiding voor het toevoeren van een waterige basische stroom.
20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat voornoemde toevoerleiding afkomstig is van een of meer elektrolysecellen.
21. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 16-20, met het kenmerk, dat zich in de nabijheid van voornoemde inrichting een of meer sensoren bevinden, welke sensoren de concentratie halogenideverbinding in de omgevingslucht monitoren.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2014542A NL2014542B1 (nl) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen. |
| PCT/NL2016/050209 WO2016159763A1 (en) | 2015-03-27 | 2016-03-25 | Method and device for treating an effluent stream from one or more electrolytic cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2014542A NL2014542B1 (nl) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2014542A NL2014542A (nl) | 2016-10-10 |
| NL2014542B1 true NL2014542B1 (nl) | 2017-01-06 |
Family
ID=56134527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2014542A NL2014542B1 (nl) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2014542B1 (nl) |
| WO (1) | WO2016159763A1 (nl) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1128459A (en) * | 1977-10-08 | 1982-07-27 | Shinsaku Ogawa | Electrolysis of sodium chloride in an ion-exchange membrane cell |
| US4169773A (en) | 1978-01-16 | 1979-10-02 | Hooker Chemicals & Plastics Corp. | Removal of chlorate from electrolytic cell anolyte |
| US4481088A (en) | 1982-07-06 | 1984-11-06 | Olin Corporation | Removal of chlorate from electrolyte cell brine |
| US4459188A (en) | 1982-09-13 | 1984-07-10 | Texas Brine Corporation | Brine systems for chlor-alkali membrane cells |
| DE3637939A1 (de) | 1986-11-07 | 1988-05-19 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur herstellung von alkalihydroxid, chlor und wasserstoff durch elektrolyse einer waessrigen alkalichloridloesung in einer membranzelle |
| NL8902713A (nl) | 1989-11-03 | 1991-06-03 | Zilvold Hydrotechniek B V En G | Inrichting voor het uitvoeren van een electrolyse en daarbij te gebruiken bipolaire electrode. |
| DE3938160A1 (de) | 1989-11-16 | 1991-05-23 | Peroxid Chemie Gmbh | Elektrolysezelle zur herstellung von peroxo- und perhalogenatverbindungen |
| US5064514A (en) | 1990-03-30 | 1991-11-12 | Olin Corporation | Apparatus for the production of chloric acid |
| NL1005081C2 (nl) | 1997-01-24 | 1998-07-27 | Zilvold Tieleman Hydro Technie | Inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse, een hierin toepasbaar celelement, werkwijze voor het uitvoeren van een elektrolyse in een dergelijke inrichting, werkwijze voor het bereiden van chloordioxide, reactor voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze en een installatie voor het bereiden van chloordioxide. |
| DE19910639A1 (de) | 1999-03-10 | 2000-09-14 | Fischer Margot | Reaktor für eine Flüssigkeitsbehandlungsanlage mit eingebauter Ozonerzeugung zur Begasung der Reaktorflüssigkeit |
| NL1019070C2 (nl) | 2001-10-01 | 2003-04-02 | Gerrit Albert Zilvold | Inrichting voor het uitvoeren van een elektrolyse van een halogenideverbinding. |
| US7972493B2 (en) | 2007-07-27 | 2011-07-05 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Filter wash for chloralkali process |
| ES2677004T3 (es) * | 2008-12-17 | 2018-07-27 | Thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers (Italia) S.R.L. | Proceso para producir cloro, sosa caustica, e hidrógeno |
-
2015
- 2015-03-27 NL NL2014542A patent/NL2014542B1/nl not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-03-25 WO PCT/NL2016/050209 patent/WO2016159763A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016159763A1 (en) | 2016-10-06 |
| WO2016159763A9 (en) | 2016-12-01 |
| NL2014542A (nl) | 2016-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2013284339B2 (en) | Process and apparatus for generating or recovering hydrochloric acid from metal salt solutions | |
| JP4478159B2 (ja) | 電解式バラスト水処理装置および処理方法 | |
| JP2906986B2 (ja) | ウエット処理装置および電解活性水生成方法およびウエット処理方法 | |
| KR101216227B1 (ko) | 고농도의 차아염소산수 제조장치 및 제조방법 | |
| CA2995836A1 (en) | Electrolysis apparatus and electrolysis method | |
| KR101269948B1 (ko) | 질소 폐수 처리장치 및 그 방법 | |
| JP7026985B2 (ja) | 酸化剤水溶液の合成のための電気化学システム | |
| RU2509829C2 (ru) | Способ производства хлора, каустической соды и водорода | |
| EP3673098A1 (de) | Vorrichtung zur gewinnung von produkten der elektrolyse von alkalimetallchloridlösung | |
| US7828980B2 (en) | Water treatment process | |
| JPS5920483A (ja) | 電解セル塩水からのクロレ−トの除去方法 | |
| KR102476542B1 (ko) | 차아염소산나트륨 제조시스템 | |
| NL2014542B1 (nl) | Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een effluentstroom afkomstig van een of meer elektrolysecellen. | |
| CN114108008A (zh) | 一种利用反渗透浓水制备次氯酸钠的方法 | |
| JP2009279532A (ja) | 二酸化塩素による水処理方法及び装置 | |
| KR102433006B1 (ko) | 차아염소산나트륨의 제조방법 및 차아염소산나트륨의 제조장치 | |
| WO1998012144A1 (en) | Electrolytic treatment of aqueous salt solutions | |
| US3520787A (en) | Method for electrolytic production of chlorine | |
| EP3114087B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung wässriger chlordioxidlösungen | |
| JP3651872B2 (ja) | 塩水中の硫酸根と塩素酸根の除去方法 | |
| JP2006063410A (ja) | 臭素低含有塩素の製造方法 | |
| US20210169053A1 (en) | Method for Neutralizing and Removing Ammonia from an Aqueous Solution | |
| EA012069B1 (ru) | Способ получения хлора высокой чистоты |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20180401 |