NL8104647A - Werkwijze voor het elektrolyseren van pekel. - Google Patents

Description

- 1 - 0 * t

Werkwijze voor het elektrolyseren van pekel.

Chloor en alkalimetaalhydroxyden kunnen op industriële schaal hereid worden in elektrolysecellen met voor ionen doorlaatbare membranen tussen anolytruimte en katholytruimte. In de anolytruimte zit een zure, chloor bevat-5 tende pekel en daarin steekt een beklede anode. De katholytruimte, aan de andere kant van het membraan bevat waterig alka-limetaalhydroxyde en daarin steekt de kathode.

Het voor ionen doorlaatbare membraan is selectief doorlaatbaar voor alkalimetaalionen, d.w.z. kalium 10 en natrium kunnen door het membraan van de anolytruimte naar de katholytruimte, terwijl de doorgang van anionen zoals chloride van de anolytruimte naar de katholytruimte of hydroxy1-ionen van de katholytruimte naar de anolytruimte in hoofdzaak tegengehouden wordt door de voor kationen selectieve groepen in dat 15 membraan.

In het algemeen bestaat het voor ionen doorlaatbare membraan uit gehalogeneerde koolwaterstof, bijvoorbeeld een perfluorkoolstof-polymeer, met aanhangende actieve groepen. Die aanhangende groepen zijn anionen, zoals sulfonaat-, 20 fosfonaat- en carboxylaat-groepen, waaraan de selectiviteit voor kationen te danken is. Meestal zijn de aanhangende functionele groepen hetzij carboxylaat- hetzij sulfonaat-groepen, maar ook kan men functionele groepen hebben die in dit soort anionen omgezet kunnen worden.

25 De zijde van het voor ionen doorlaat bare membraan ("merionic membrane’1) die naar het katholyt gericht is is tijdens de elektrolyse in de vorm van een alkali-metaal-zout. Deze zoutvorm van het membraan is niet gemakkelijk te verwerken, daar hij nat, sterk alkalisch en niet goed te smel-30 ten en dus ook niet te lassen is.

Bij voorkeur verkeert het materiaal voor dit membraan tijdens het ophouwen van de cel in een met de hand bewerkbare en door verhitting lasbare vorm, bijvoorbeeld in de 8104647 ΐ* ϊ - 2 - vorm van een alkyl-ester van het carbonzuur of als zuurhaloge-nide van carbonzuur, sulfonzuur of fosforzuur.

De ester-, zuurhalogenide- of water-stofvorm van het membraan moet gehydrolyseerd worden voordat-de 5 elektrolyse kan beginnen. De hydrolyse kan voor de fabricage, na de fabricage maar voor het installeren van de cel, of na fabricage en na installeren in de cel gebeuren.

Hydrolyse in situ, dat is hydrolyse na fabricage en in elkaar zetten van de cel, biedt verschillende 10 voordelen. Bijvoorbeeld laat dat toe dat de monteurs met de ester-vorm in plaats van met de natrium- of kalium-vorm van het membraan werken, en dus met een droog membraan, en als het nat is kan men het zonder speciale voorzorgen hanteren. Maar hydrolyse, waarbij een zijde met pekel in aanraking is en de an-15 dere zijde met een alkalische oplossing, als katholyt, leidt tot problemen zoals blaarvorming en hoge chloraat-gehalte in het anolyt, en de aanwezigheid van. veel verontreinigingen zoals zuurstof en waterstof in het ontstaande chloorgas. Daarom is het nodig de hydrolyse zodanig uit te voeren, dat die bezwaren zo 20 gering mogelijk gehouden worden.

Nu is gevonden dat de hydrolyse in situ uitgevoerd kan worden door in de anolytruimte een alkalimetaal-chloride-pekel en in de katholytruimte een elektrolyt zoals alkalimetaalhydroxyde met water te brengen en. onder tussen een 25 elektrodialyse-potentiaal tussen anode en kathode aan te brengen, waardoor het membraan gehydrolyseerd wordt. D.w.z. tussen de anode en de kathode wordt een elektrische spanning aangebracht waardoor het anolyt (de vloeistof) zuur wordt terwijl de elektrische spanning laag genoeg gehouden wordt om vorming van het 30 elektrode-produkt te voorkomen totdat het membraan in hoofdzaak volledig gehydrolyseerd is, bij voorkeur totdat de elektrische weerstand van dat membraan in hoofdzaak constant geworden is.

Deze uitvinding betreft de chloor-alkali-elektrolyse in cellen, met voor ionen doorlaatbare membranen, en 35 meer in het bijzonder een werkwijze voor het opstarten van de cel, dat is voor het gereedmaken van de cel om met de elektrolyse 8104647

m “V

- 3 - te beginnen, en wel door hydrolyse van het scheidende membraan.

Elektrolysecellen met een voor ionen doorlaatbaar membraan worden gekenmerkt door een anolytruimte gevuld met anolyt waarin de anode steekt, een katholytruimte 5 gevuld met katholyt waarin de kathode steekt, en daartussen een voor ionen doorlaatbaar membraan. In het algemeen is de anode een bekleed metaal met een "ventielmetaal" als substraat en een katalytische bekleding daarop. Chloor wordt aan de anode gevormd volgens de reactie 10 2 Cl” ·*· Cl^ + 2e.

Het anolyt is de aangevoerde pekel die binnen de cel zuur wordt en chloor gaat bevatten. In het algemeen is de pekel geconcentreerd, meestal zelfs verzadigd, en die kan zuur, neutraal of alkalisch zijn, meestal alkalisch.

15 Deze aangevoerde pekel bevat als regel'4,5 tot 11 mol.% alkalimetaalchloride, dat is 15 tot 26 gew.% NaCl of 17-35 gew.% KC1. Het anolyt is in het algemeen pekel die voor 25 tot 75 % uitgeput is en een pH tussen 2,5 en 5.5 heeft.

In de katholytruimte steekt een metalen 20 kathode, eventueel met een bekleding zoals nikkel, loodoxyde of iets dergelijks. Aan de kathode ontstaan hydroxy 1-ionen en, indien niet tevens een oxydant in de katholytruimte geleid wordt, ook waterstof. Het katholyt is een oplossing van een alkali-metaalhydroxyde, in hoofdzaak vrij van chloor, met een alkali-25 metaalhydroxyde-concentratie tussen 5 en 28 mol.%, dat is tussen 10 en 45 gew.% NaOH of tussen 13 en 55 gew.% KOH.

Tussen de anolytruimte en de katholytruimte is er een voor kationen doorlaatbaar membraan. Dit membraan heeft functionele groepen die de doorgang van chloride-30 ionen van anolytruimte naar katholytruimte en de doorgang van hydroxyl-ionen van katholyt- naar anolytruimte tegenhouden, terwijl ze de doorgang van kationen toelaten. Tijdens een normale elektrolyse is de richting der alkalimetaal-ionen van anolyt naar katholyt. Bovendien houdt dit voor ionen doorlaatbare 35 membraan een pH-verschil tussen anolyt en katholyt in stand, waarbij het anolyt een pH tussen 2,5 en 5,5 heeft en het katho- 8104647 - 4 - lyt 5 tot 28 mol.% alkalimetaalhydroxyde bevat.

Bij de toepassing van dergelijke cellen voor de bereiding van chloor en alkalimetaalhydroxyden wordt pekel in de anolytruimte geleid en uitgeputte pekel daaruit afge-5 voerd, terwijl of water of verdunde alkalimetaalhydroxyde in de katholytruimte geleid en geconcentreerde alkalimetaalhy-droxyde-oplossing daaruit afgevoerd wordt, Er gaat een elektrische stroom van de anode naar de kathode, en aan de anode ontwikkelt zich chloor en aan de kathode ontstaan waterstof en 10 hydroxyl-ionen. Chloorgas wordt als produkt uit de anolytruimte afgevoerd, en de waterige alkalimetaalhydroxyde-oplossing als produkt uit de katholytruimte.

• De elektroden kunnen vlak zijn, bijvoor beeld in de vorm van een vlag of een pannekoek, of vingervormig 15 en dan in elkaar grijpend zijn. Het voor ionen doorlaatbare membraan wordt door een elektrode ondersteund, meestal door de kathode, hoewel ook de anode het kan dragen. Bovendien kunnen anodische elektrokatalysator of kathodische elektrokatalysator of beide met het doorlaatbare membraan in contact staan, zoals 20 in elektrolysecellen met vaste polymeren als elektrolyt, waarin de elektrokatalysator aan het doorlaatbare membraan gehecht is, en ook zoals in "spleetloze" elektrolysecellen met membraan waarin de anodische elektrokatalysator of de kathodische elektrokatalysator of beide tegen het doorlaatbare membraan aanzitten 25 maar gemakkelijk van losgemaakt kunnen worden. In een elektro-lysecel met membraan en vingervormige elektroden heeft het membraan in het algemeen de vorm van een vel of een aantal vellen in de vorm van het elektroden-oppervlak waarop het steunt, het krijgt dus de vorm van een soort handschoen en wordt dan gas-30 dicht en elektrolyt-dicht gelast. In het algemeen gebeurt dat lassen door verhitting.

Daar het membraan fabricage moet ondergaan, (waaronder ook dichtlassen) is het bij voorkeur in de vorm van een ester of zuurhalogenide. Het kan droog zijn of gezwollen 35 door geschikte oplosmiddelen zoals water, pekel of organische vloeistoffen zoals alkoholen, aldehyden, ketonen, ethers en 8104647 - 5 - 3 % esters.

Wanneer het membraan in de cel ingebouwd wordt is er een kant van gericht op de anolytruimte met de anode. Deze ruimte bevat onderdelen, waaronder de anode, die 5 door geconcentreerde alkalimetaalhydroxyde-oplossingen beschadigd kunnen worden. De andere kant van het membraan is op het katho-lyt en de kathode gericht, en deze ruimte bevat onderdelen (waaronder de kathode) die door het anolyt beschadigd kunnen worden.

Voordat men met elektrolyse begint is het 10 nodig de waterstof-, ester- of zuurhalogenide-vorm te hydroly-seren, en wel om tijdens de elektrolyse blaarvorming, hoge gehalten aan zuurstof en waterstof in het ontstaande gas en een hoog gehalte aan chloraat in het anolyt te voorkomen. Maar die hydrolyse moet gebeuren zonder de anolytruimte aan katholyt of 15 de katholytruimtë aan anolyt bloot te stellen.

Volgens de uitvinding wordt een lage spanning over de cel aangebracht, waardoor een elektrodialyse-stroom met lage stroomdichtheid door de cel gaat. De opgedrukte spanning is minder dan de som van de halfcel-spanningen voor 20 de anode- en de kathode-reacties, meegerekend de overspanning en de weerstand van elektrolyt en scheidend membraan. Op die manier ontstaat in hoofdzaak geen chloor aan de anode en in hoofdzaak geen hydroxyl-ionen of waterstof aan de kathode. De opgedrukte spanning is echter hoog genoeg om elektrodialyse 25 door het membraan in stand te houden.

De stroomdichtheid wordt laag genoeg gehouden om spanningen te voorkomen waarbij, hetzij parallel met hetzij in concurrentie met de elektrodialyse, chloor of hydroxy1-ionen zouden ontstaan. De spanning wordt beneden 2,6 volt, bij 30 voorkeur beneden 2,5 volt en het allerbeste beneden 2,4 volt gehouden, waarbij elektrodialyse het bevoorkeurde verschijnsel is en elektrolyse (dat is het ontstaan van produkt aan de elektrode) bij voorkeur niet optreedt.

De genoemde spanning voor elektrodialyse 35 is lager dan de nulstroom-ontledingsspanning, die de som is van de nulstroom-halfcelspanningen, de overspanning en het span-ningsverval over membraan en elektrolyten samen. Maar de elektro- 8104647 - 6 - dialyse-spanning moet hoog genoeg zijn om verzuring van het ano-lyt te veroorzaken. Het anolyt komt in het algemeen als neutrale of basische alkalimetaalchloride-oplossihg in de cel, en wordt daarin elektrodialytisch aangezuurd, d.w.z. de begin-pH van 8,1 5 of hoger daalt met minstens 0,3 pH-eenheden of meer tot 7,8 of minder, en bij voorkeur tot beneden 7. In het algemeen duurt deze elektrodialyse 2 tot 48 uur, hoewel kortere en langere tijdsduren ook toegepast kunnen, worden, afhankelijk van de stroomdichtheid tijdens de elektrodialyse.. Dialyse zonder elek-10 trische versnelling kan aan deze elektrodialyse voorafgaan, waarbij de pH van het anolyt beneden de beginwaarde komt. De totale tijd van dialyse en elektrodialyse samen moet zodanig zijn dat de’specifieke elektrische weerstand over het membraan (gemeten tussen de elektrische aansluitingen van de cel) van een 15 beginwaarde van miljoenen ohm.cm daalt tot tussen 100 en 1000 ohm.cm, en tenslotte tot een waarde beneden 7000 ohm.cm, d.i. tussen 2100 en 5000 ohm.cm.

Volgens de uitvinding wordt een elektroly-secel met een anolytruimte waarin een anode en een katholyt-20 ruimte waarin een kathode, met daartussen een voor ionen doorlaatbaar membraan gebruikt voor het elektrolyseren van alkalimetaal-chloride-oplossingen, ter bereiding van chloor en alkalimetaal-hydroxyde. Het voor kationen selectief doorlaatbare membraan is een perfluorkoolstof-polymeer met daaraan voor kationen selec-25 tieve zure groepen, meestal carboxylaat-groepen. Deze zuur- groepen zijn tijdens de elektrolyse meestal in de alkalimetaal-vorm. Volgens de uitvinding nu wordt het scheidende membraan eerst aangebracht in een andere vorm dan de natrium- of kalium-vorm, d.i. in waterstof-, zuurhalogenide- of alkylester-vórm. Dan 30 brengt men een alkalimetaalchloride-oplossing in de anolytruimte en een elektrolyt, bijvoorbeeld water of verdunde Κ0Η of NaOH, in de katholytruimte. Een elektrische spanning wordt tussen anode en kathode ingesteld totdat het membraan in hoofdzaak volhdig gehydrolyseerd is. Dan wordt de elektrische span-35 ning tussen anode en kathode verhoogd waardoor de elektrolyse begint. Men kan de hydrolyse volgen door de elektrische weer- 8104647 - 7 - stand van het membraan voortdurend te meten en de elektrodialyse voort te zetten totdat de elektrische weerstand van het membraan meer of minder constant geworden is.

Bij een uitvoeringsvorm van deze uitvin-5 ding zet men een spleetloze elektrolysecel met membraan op. Hiermee wordt een cel bedoeld waarin de anode-elektrokatalysator wegneembaar tegen de anolytkant van het membraan zit of de kathode-elektrokatalysator wegneembaar tegen de kathodekant aanzit, of beide aan weerszijden van het membraan. De anodische 10 elektrokatalysator is geschikt een elektrokatalysator voor de anodische chloorvorming, bijvoorbeeld rutheniumdioxyde, ruthenium-dioxyde met de rutiel-vorm van titaandioxyde, platina met iridium, platina of een intermetaaloxyde zoals delafossiet, een pyrochloor of een spinel. De anodische elektrokatalysator zit 15 aan een de elektriciteit geleidend metaalsubstraat, zoals een gaas van titaan, tantaal, wolfraam of iets dergelijks.

De kathodische elektrokatalysator zit op de kant van het doorlaatbare membraan die naar het katholyt gericht is. De kathodische katalysator kan een platina-metaal 20 zoals platina, platinazwart, platina-iridium of iets dergelijks zijn. Ook kan het een overgangsmetaal zoals ijzer, cobalt of nikkel zijn. Bij voorkeur is het een poreus metaal uit de 8 groep zoals poreus nikkel. Het substraat van de kathode kan ijzer, cobalt, nikkel, koper of lood in de vorm van een gaas 25 zijn.

Bij voorkeur zitten zowel de anode-elektrokatalysator als de kathode-elektrolysator tegen het membraan van perfluorkoolstofcarbonzuur aan. Bij het in elkaar zetten van de cel is het membraan in de ester-vorm, d.i. de methyΙ-ΒΟ ester- of ethylester-vorm van het carbonzuur. De twee helften van de cel worden samengevoegd met het membraan daartussen.

Daarna wordt een natriumchloride-oplossing, bijvoorbeeld met 15 tot 25 gew.% NaCl, in de anolytruimte gebracht en wordt een elektrolyt, bijvoorbeeld een natriumhydroxyde-oplossing met 35 2 tot 25 gew.% NaOH, in de katholyt-ruimte gebracht. Over de cel wordt een elektrische spanning tussen 2,4 en 2,6 ingesteld. Deze 8104647 -8-.

spanning is minder dan de som van elektrodepotentialen, span- ningsverval over het membraan en spanningsverval over het elektrolyt. Deze spanning wordt gehandhaafd terwijl de weerstand over het membraan gevolgd wordt. Naarmate de weerstand over het 2 5 membraan daalt van zo 400 tot 0,004 ohm/cm stijgt de elektro- 2 2 dialyse-stroomdichtheid van zo 3 A/dm tot 24 A/dm . Na ongeveer 40 uur elektrodialyse wordt de spanning verhoogd waardoor aan de anode de chloorontwikkeling begint en aan de kathode de waterstofontwikkeling.

10 Bij een andere uitvoeringsvorm gebeurt de elektrolyse in een elektrolysecel met vast polymeer elektrolyt, waarin de anode en de kathode in het doorlaatbare membraan ingebed en daaraan gehecht zijn. De anode- en kathode-elektro-katalysatoren zijn beide deeltjesvormig. De anode-elektrokataly-15 sator kan een metaal uit de platinagroep, een oxyde of een verbinding daarvan zijn of een oxyde van zo’n metaal, met dat van een overgangsmetaal, bijvoorbeeld RuO^ met T1O2· Meestal is de anode-elektrokatalysator een fijnverdeeld metaal uit de platinagroep, een fijnverdeeld oxyde van zo'n metaal of een gereduceerd fijn-20 verdeeld oxyde daarvan. De kathode-elektrokatalysator is evenzo een fijn verdeeld poeder van een metaal uit de platinagroep, of van een oxyde of een gereduceerd: oxyde daarvan. Meestal is de kathode bedekt met platinazwart.

Volgens de uitvinding wordt het membraan 25 in een elektrolysecel tussen geschikte stroomgeleiders geplaatst, dat is tussen een paar tegen elektrolyt bestendige, de elektriciteit geleidende poreuze geleiders die de elèktrische stroom van' de aansluitleidingen op de katalysator en van de katalysator aan de andere kant van het membraan, weer op de elektrische 30 aansluitingen overbrengt. Volgens de uitvinding heeft het membraan dan de vorm van een methyl- of ethyl-ester van een per-fluorkoolstofcarbonzuur-polymeer. De deeltjes elektrokatalysator worden aan het doorlaatbare membraan gebonden terwijl dit in thermoplastische vorm verkeert, dat. is bij een temperatuur tus-35 sen 150° en 23Ö°C, en worden daar ingeperst. Daarna wordt het membraan, nog steeds in de vorm van methyl- of ethyl-ester, in 8104647 - 9 - de elektrolysecel tussen die stroomgeleiders gemonteerd. In de anolytruimte van de cel met vast polymeer elektrolyt wordt een alkalimetaalchloride-oplossing gebracht, bijvoorbeeld een 20 tot 35 gew.% KCl-oplossing, en in de katholytruimte een 5 tot 5 45 gew.% KOH-oplossing. Dan begint men met de elektrodialyse met een stroomdichtheid tussen 0,5 en 2,7 A/dm en een spanning lager dan de som van elektrode-ontledingspotentialen (meeinbegrepen overspanning en spanningsverval over elektrolyt en membraan) dat is met een spanning tussen 2,4 en 2,6 valt. De elek- 10 trodialyse wordt voortgezet totdat de specifieke elektrische 6 3 weerstand over het membraan van 7.10 ohm.cm tot beneden 7.10 ohm.cm gedaald is. Daarna wordt de spanning zodanig verhoogd dat de elektrolyse begint, dat is tot tussen 2,9 en 3,1 volt, waarbij aan de anode chloor ontwikkeld wordt en aan de kathode 15 waterstof, en waarbij uit de katholytruimte een KOH-oplossing afgevoerd wordt.

Bij een nog andere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft men een elektrolysecel met vingervormige metalen anoden en vingervormige metalen kathoden en daartussen een 20 membraan, zoals bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.919.059. Het voor ionen doorlaatbare membraan is in de vorm van een methylester van een perfluorkoolstof-carbonzuur-polymeer. Het membraan wordt in de vorm van de vingers gesneden en de vingers worden heet tot een soort handschoen van 25 de vingervormige kathode gelast. Daarna wordt het vingervormige membraan, nog steeds in de vorm van zijn methylester, uit de hete pers genomen en op de vingervormige kathode geschoven.

Deze kathode en een daarop aansluitende anode worden samengevoegd tot een elektrolysecel. Daarna wordt 25 gew.% NaCl-oplos-30 sing in de anolytruimte gebracht en een 20 % NaOH-oplossing in de katholyt-ruimte, en wordt een spanning van 2,4 tot 2,6 volt op de elektrolysecel gezet. In het begin is de stroomdichtheid 2 ongeveer 2 A/dm , maar die neemt geleidelijk over 48 uur toe 2 tot ongeveer 17 A/dm bij 2,6 volgt. Nadat de specifieke weer- 6 35 stand van het membraan gedaald is van ongeveer 9.10 ohm.cm tot 3 ongeveer 5.10 ohm.cm begint men met de elektrolyse door de % 8104647 •V' - - 10 -

V

spanning van 2,6 volt op ongeveer 3,3 volt te brengen.

De uitvinding wordt nader toegelicht door de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

5 Een spleetloze laboratoriumcel met mem braan werd in elkaar gezet. Het huis was van 16 mm dik gechloreerd polyvinylchloride. De anolyt- en katholyt-ruimten maten elk 76 mm x 76 mm x 22 mm. De anode was een met bekleed titaangaas met mazen van 0,6 bij 0,8 mm, dat ondersteund werd 10 door een met bekleed rooster van titaan met openingen van 4 mm bij 8 mm. De kathode was een met Rariey-nikkel bekleed nik-kelgaas met mazen van 0,6 mm bij 0,8 mm, dat ondersteund werd door een met nikkel bekleed roestvrij stalen rooster met openingen van 4 mm bij 8 mm.

15 Anode en kathode zaten beide direct tegen het membraan aan. Dat membraan was een 0,28 mm dik vel "Elemion (TM)" (een perfluorkoolstofcarbonzuur-polymeer met een equivalent gewicht tussen 800 en 1200 in de vorm van zijn ethyl- ester, betrokken van de firma Asahi Glass Co.).

20 Nadat de cel in elkaar gezet was werd in de anolytruimte 26 % NaCl-oplossing gebracht en in de katholyt- ruimte een 26 % NaOH-oplossing. Over de cel. werd een spanning van 2,47 volt ingesteld, hetgeen minder was dan de som van elektrodepotentialen en spanningsverval over het membraan. Deze 25 spanning werd 10 minuten aangehouden, waardoor een elektrodialyse 2 optrad met een stroomdichtheid van ongeveer 5,5 A/dm . Daarna werd de spanning tot 2,65 volt verhoogd, waardoor elektrodialyse 2 met een stroomdichtheid van 11 A/dm optrad. Na de elektrodialyse werd met elektrolyse begonnen.

30 Voorbeeld II

Een laboratorium-elektrolysecel met een huis van 16 mm dik gechloreerd polyvinylchloride werd in elkaar gezet. De anolyt- en katholyt-ruimten maten elk 177 mm X 126 mm x 22 mm. De anode was een met "Englehard” platina-35 iridium bekleed rooster van titaan met gaten van 4 mm bij 8 mm.

De kathode was een met nikkel bekleed stalen rooster met gaten 8104647 τ - IJ - van 4 mm bij 8 mm en een oppervlak van gevlamsproeid Raney-nikkel en molybdeen. De ruimte tussen anode en kathode was ongeveer 6 mm breed,, en hierin stond een membraan.

De beginvulling was een 17 % NaCl-oplos-5 sing met een pH van 8,1 voor de anolytruimte en een 25 % NaOH- oplossing voor de katholytruimte. Maar daarna werden in de anolytruimte 9,5 ml/min. 26 % NaCl en 5,9 ml/min. 2 % NaCl geleid, wat samen een voeding van 17 % NaCl en een pH van 8,1 gaf.

Deze doorstroming van de cel werd onge-10 veer 3 uur voortgezet, waarbij de pH van de uitstromende vloeistof van 8,1 tot 7,5 daalde en de specifieke elektrische weerstand tot 30.000 ohm.cm daalde. Daarna ging men voort met de aanvoer van de pekel-oplossing en begon men in de katholyt-ruimte een 25 % NaOH-oplossing door te leiden. Na 25 minuten was de 15 specifieke weerstand van het membraan tot 4200 ohm.cm gedaald.

Nu werd een elektrische spanning van 2,48 volt over de cel ingesteld, wat een elektrodialyse-stroom- 2 dichtheid van ongeveer 0,55 A/dm gaf. Na ongeveer 37 minuten was de spanning tot 2,61 volt opgelopen, wat een elektrodialyse- 2 20 stroomdichtheid van 1,8 A/dm gaf. Na ongeveer 50 minuten was 2 de spanning 2,62 volt geworden en de stroomdichtheid 2,6 A/dm .

Vervolgens werd de gelijkrichter op een 2 constante stroom van 2,6 A/dm ingesteld, en dit werd 16 uur volgehouden. Toen was de spanning over de cel 2,91 volt gewor-25 den.

Daarna werd de voeding van de anolytruimte gewijzigd tot 9,5 ml/min. aan 26 % NaCl-ορlossing en die van de katholytruimte tot 0,72 ml/min. aan water. Nu begon men met de elektrolyse. Over 2 uur steeg de spanning van 2,51 2 2 30 volt bij 4,5 A/dm naar 3,07 volt bij 20 A/dm .

8104647

Claims (4)

4 " - 12 - V Gonclus ies

1. Werkwijze voor het in gebruikstel-len van een elektrolysecel met een anolytruimte waarin een anode, een katholytruimte waarin een kathode, en een doorlaat- 5 haar membraan daartussen, welk membraan bestaat uit een polymeer perfluorkoolstof met daaraan functionele, groepen die tijdens de elektrolyse in de vorm van een alkalimetaal-zout zijn, waarbij men in de anolytruimte een alkalimetaalchloride-oplos-sing brengt en een elektrische stroom door de cel laat lopen, 10 waardoor aan de anode chloor ontstaat, met het kenmerk, dat (1) in de anolytruimte een alkalimetaalchloride-oplossing en in de katholytruimte een elektrolyt gebracht wordt, (2) tussen de anode en de kathode een elektrodialytische spanning ingesteld wordt totdat de stroomdichtheid een elektro- 15 lytische stroomdichtheid geworden is, en (3) dat daarna de elektrische spanning verhoogd wordt zodat dan elektrolyse begint.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de elektrodialytische potentiaal hoog ge-20 noeg gehouden wordt om het anolyt aan te zuren maar laag genoeg om een noemenswaardige vorming van elektrodeprodukt te voorkomen.

3. Werkwijze voor het in gebruikstellen van een elektrolysecel met een anolytruimte waarin een anode, een katholytruimte met daarin een kathode, en een doorlaatbaar 25 membraan daartussen, welk membraan bestaat uit een polymeer perfluorkoolstof met daaraan functionele groepen die tijdens de elektrolyse in de vorm van een alkalimetaal-zout zijn, waarbij men in de anolytruimte een alkalimetaalchloride-oplossing brengt en een elektrische stroom door de cel laat lopen, waardoor aan 30 de anode chloor ontstaat,'mét hét'kenmerk, dat (1) in de anolytruimte een alkalimetaalchloride-oplossing en in de katholytruimte een elektrolyt gebracht wordt, (2) tussen de anode en de kathode een elektrische spanning ingesteld wordt waardoor het anolyt aangezuurd wordt terwijl die 35 spanning laag genoeg gehouden wordt om de vorming van elektrodeprodukt te voorkomen totdat het membraan in hoofdzaak volledig 8104647 - 13 - gehydrolyseerd is, en (3) dat daarna de elektrische potentiaal verhoogd wordt zodat de elektrolyse begint.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, 5 met het kenmerk, dat de elektrische potentiaal laag genoeg gehouden wordt om de vorming van elektrodeprodukt te voorkomen terwijl de elektrische weerstand van het membraan omlaag gaat, en dat de elektrische potentiaal verhoogd wordt nadat de elektrische weerstand een in hoofdzaak constante waarde bereikt heeft. 10 ♦ Λ 8104647