NO803900L - Fremgangsmaate for konsentrasjon av alkalimetallhydroksyd i hybridceller. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår elektrokjemiske prosesser for fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd fra saltløsning og samtidig fremstilling av elektrisk energi. Nærmere bestemt omfatter oppfinnelsen behandling av cellevæske fra en kloralkalicelle for å skille ut natriumionene fra cellevæsken og konsentrere dem i en annen væske som en natriumhydroksyd-løsning.

Fremstilling av klor og rålutløsninger ved elektrolyse

av saltløsninger utgjør en viktig industri. Det anvendes først og fremst to typer elektrolyseceller ved fremstilling av klor og alkalimetallhydroksyd,

nemlig diafragmace]ler og kvikksølvceller. Membranceller anvendes også i liten men tiltagende grad. Betraktelige energimengder er påkrevet ved elektro-

lyse av saltløsning for å fremstille klor, og på-følgende behandling av den cellevæske som frembringes ved elektrolyse i diafragmaceller er nødvendig for å oppnå lutløsninger med ønsket renhet og konsentrasjon J En 50% vandig lutløsning med lavt natrium-kloridinnhold er et ettertraktet produkt på markedet.

Kjente prosesser for elektrolyse av saltløsning i diafragmaceller, kvikksølvceller og membranceller frembringer på katodesiden cellevæsker med hydroksydinnhold fra omkring 10 og opp til 40 vektprosent i membranceller samt 50 vektprosent i kvikksølvceller. Natriumkloridinnholdet i cellevæsken er opp til 15 vektprosent ved diafragmaceller, praktisk talt fraværende i væske fra membranceller og hovedsakelig fraværende i væske fra kvikksølvceller. Kvikksølv-celler er imidlertid beheftet med miljøproblemer og er ikke lenger den teknologi som helst velges i industrialiserte land. Den katodecellevæske som fremstilles i en diafragmacelle inneholder typisk

i

omkring 10 - 15 vektprosent hydroksyd (NaOH) og 15 vektprosent natriumklorid (NaCl).

I diafragmacellen tilføres saltløsning kontinuerlig til et anodekammer, hvor det fremstilles klor, og bringes derpå til å strømme gjennom et diafragma som vanligvis består av asbest, til et katodekammer. Hydrogengass avgis fra løsningen ved katoden samtidig som det frembringes hydroKsyl-ioner. For å nedsette tilbakevandringen av hydrok.sydioner fra katodekammeret til anodekammeret, opprettholdes alltid en positiv strømningsmengde, hvilket vil si en strømning utover omvandlingstakten. Som en følge av dette, vil den resulterende katolyttløsning, som vil bli kalt katodecellevæske i denne tekst, ha uforbrukt natriumklorid i tillegg til det produserte natriumhydroksyd. Katodecellevæsken som inneholder natriumhydroksyd og natriumklorid nå renses og konsentreres i sådan grad at det oppnås en salgbar hydroksydløsning. En mem-brancelle som benytter en membran som er selektivt gjennomtrengelig for visse kationer i stedet for et diafragma, frembringer en katolytt med lavt salt-innhold og et hydroksydinnhold opptil omkring 40 vektprosent. Det sterkt korroderende klorholdige medium tærer imidlertid sterkt på membranmaterialene. Det er følgelig strenge fordringer til sådanne membraner, og membraner som kan arbeide i nærvær av klor er således ganske dyre. I tillegg er det indre spenningstap i membrancellen forholdsvis høyt, hvilket innebærer øket forbruk av elektrisk energi. Totalt sett er membrancellene dyre med hensyn til investe-ringsomkostninger.

Typiske prosesser for konsentrasjon av cellevæske og fjerning av natriumklorid fra hydroksydet omfatter fordampning og krystallisering under forbruk av store mengder damp og følgelig brensel som trenges til å frembringe sådanne dampmengder. Investeringsomkost-ningene ved sådanne prosesser er betraktelige.

En løsning på det foreliggende problem med å oppnå cellevæske med høy hydroksydkonsentrasjon er beskrevet i US patentskrift nr. 3.899.403. En elektrolysecelle med tre rom frembringer løsninger med henholdsvis høy og lav hydroksydkonsentras3on. zn celle mea to rom vil så konsentrere løsningen med lav hydroksydkonsen-tras jon. Strømvirkningsgraden i cellen med to rom er lavere enn i cellen med tre rom.

US patentskrift nr. 4.036.717 beskriver en elektrolysecelle med tre rom og utført for konsentrering og rensing av cellevæske som inneholder natriumhydroksyd eller kaliumhydroksyd. Denne celle har en porøs katylisk virkende anode, et porøst asbest diafragma mellom anodekammeret og et midtkammer, samt et kation-permselektivt membran mellom midtkammeret og katodekammeret. Cellevæske føres gjennom midtkammeret og konsentrert hydroksyd trekkes ut fra katodekammeret. Hydrogengass som utvikles under elektrolysen tilføres anoden for å nedsette potensialet over cellen til en verdi under utviklingspotensialet for klor og samtidig redusere cellens effektbehov.

Anvendelse av brenselceller av hydrogen/luft-type for

å utnytte hydrogengass fra kioralkali-ceiler samt for å frembringe elektrisk energi for kraftforskyning til en del av kloralkali-cellene, er beskrevet i kanadisk patent nr. 642.449. ved den her beskrevede prosess tilføres hydrogen som dannes ved elektrolyse av salt-løsning i en kioralkali-ceile -cil anoden for en brenselcelle, mens luft tilføres katoden. Brenselcellen benytter seg av en vandig elektrolytt av natrium- eller

i

kaliumhydroksyd i en konsentrasjon på 5 - 50 vektprosent. Det foreligger imidlertid ingen antydning i dette

patent om at cellevæske fra kloralkali-celler kan renses eller konsentreres ved .anvendelse av sådan cellevæske som elektrolytt i brenselcellen.

US patentskrift nr. 3.511.712 beskriver en fremgangsmåte for å fjerne karbondioksyd fra gasstrømmer ved anvendelse av en brenselcelle. En alkalimetallkarbonat-løsning som er dannet ved absorpsjon av karbondioksyd føres inn i anoderommet i en brenselcelle som for-bruker et oksyderingsmiddel og et brensel for å frembringe hydrogenioner, konsumere hydroksyl-ioner og produsere elektrisk energi. En sådan prosess nedsetter pH-verdien for elektrolytten i nærneten av anoden til en verdi hvor det utvikles karbondioksyd samtidig som pH-verdien økes.. Dette gjenoppretter løsningens evne til å absorbere karbondioksyd. Det nevnte patentskrift antyder ikke på noen måte anvendelse av en brenselcelle for å rensé og konsen-

trere cellevæske fra kloralkali-celler, og den beskrevede prosess vil ikke være egnet for behand-

ling av cellevæske, da den påkrevede nedsetning av anolyttens pH-verdi til 9 fører til polarisering av anoden og en kraftig senkning av cellens strømvirk-ningsgrad.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det utviklet en fremgangsmåte for samtidig fremstilling av alkaii-metallhydroksyd og elektrisk energi ved anvendelse av en hybridcelle. Oppfinnelsen er særlig rettet på dannelse av en renset og konsentrert hydroksydløs-

ning ut i fra den utstrømmende væske fra en kloralkali-celle ledsaget av frembringelse av elektrisk energi for anvendelse i kloralkali-cellen.

I henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte bringes en vandig løsning av minst et alkalimetallhydroksyd til å strømme som anolytt gjennom anoderommet i minst en hybridcelle som omfatter en gassdiffusjonsanodé, en gassdiffusjonskatode og en diffusjonsskillevegg som.

er selektivt gjennomtrengelig for kationer. Anoden, katoden og diffusjonsskilleveggen har alle en første og en annen overflate. Den første overflate på

anoden og den første overflate på diffusjonsskilleveggen danner anoderommet. Den første overflate på katoden og den annen overflate av diffusjonsskilleveggen danner katoderommet. Anoderommet og katoderommet er begge forskynt med et innløp og et utløp. Anolytten strømmer fra innløpet til utløpet for anoderommet. En katolyttstrøm, som er et vandig flytende medium for mottagelse av alkalimetallioner, innføres gjennom innløpet til katoderommet.

Ved å innføre et diafragma, som er gjennomtrengelig

for både kationer og anioner og omfatter en første og en annen overflate, i katoderommet på et sted mellom diffusjonsskilleveggen og katoden, oppnås en hydridcelle med tre rom. I en sådan celle dannes anoderommet av en første overflate på gassdiffusjonsan-

oden og en første overflate på diffusjonsskilleveggen. Midtrommet dannes av en annen overflate på en diff-us jonsskillevegg og en første overflate på diafragmaet. Katoderommet dannes av en annen overflate på et diafragma og en første overflate på gassdiffusjonskatoden. Anoderommet, midtrommet og katoderommet har alle både

et innløp og et utløp, idet utløpet fra midtrommet står i strømningsforbindelse med innløpet for katoderommet. Ved en treroms celle tilføres katolytt gjennom inn-løpet til midtcellen.

En elektrisk strøm fra katoden gjennom en ytre belastning

I

til anoden frembringes ved oksydasjon av hydrogen som tilføres anoden annen overflate samt ved frembringelse av hydroksydioner ved reduksjon av en oksygenholdig gass som tilføres katodens annen overflate.

Under strømgjennomgang vil noen alkalimetallioner selektivt passere fra anolytten gjennom diffusjonsbarrieren og inn i katolytten. Disse metallioner vil sammen med hydroksydioner som frembringes ved katoden danne en katolytt som utgjør en mer konsentrert alkalimetallhydroksyd-løsning enn det vandige flytende medium som ble innført som katolytt. Strømmen av katolytt tas ut fra katoderommets utløp. Anolytt med nedsatt innhold av alkalimetallhydroksyd trekkes ut fra anoderommets utløp.

Konsentrasjonen av alkalimetallhydroksyd i de respektive vandige media fremkommer som en følge av katione-overføring, elektrolytisk forbruk av vann ved reduksjon av oksygen ved katoden for dannelse av hydroksyl-

ioner, samt fordampning av vann gjennom katoden til luft. Luft som utgjør den mest økonomiske kilde for oksygen, føres forbi den katodeoverflate som ligger motsatt kåtodeoverflaten i forbindelse med katolytten,. hvilket vil si den annen katodeoverflate.

Totalt sett finner utskillelse av alkalimetallioner fra den løsning som tilføres anoderommet sted ved at alkalimetallioner vandrer gjennom diffusjonsskilleveggen, mens konsentrasjonen av hydroksyd i katoderommet finner sted ved diffusjon og elektrolytisk forbruk av vann sammen med reduksjon av oksygen og fordampning av vann.

Det endelige resultat av denne prosess er at den vandige løsning av alkalimetallhydroksyd, mens den passerer gjennom anoderommet, kontinuerlig tappes for hydroksydioner samt alkalimetallioner for å oppnå ionenøytralitet, således at det oppstår varierende konsentrasjon av alkalimetallioner og hydroksyd mellom anoderommets innløp og utløp. Som en følge av at alkalimetallioner opptas i det vandige medium som passerer gjennom katoderommet samt i en treroms celle, også gjennom midtrommet, samt frembringelse av hydroksydioner ved reduksjon av oksygen, vil det vandige medium få en stadig større konsentrasjon av alkalimetallhydroksyd etterhvert som det strømmer gjennom katoderommet samt eventuelt midtrommet. Katolytten forlater katoderommet som en løsning med høyere konsentrasjon av alkalimetallhydroksyd enn det vandige medium som føres inn i katoderommet eller midtrommet.

Den foretrukkede anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte er behandling av cellevæske fra en kloralkali-celle for å fremstille en renset og konsentrert vandig hydroksydløsning. Ved denne anvendelse innføres* kloralkalicellevæske med innhold av natriumhydroksyd og natriumklorid i anoderommet for en to eller treroms hydridcelle som fortrinnsvis utgjøres av smale rom. Hydrogen som utvikles i kloralkali-cellen bringes i kontakt med den ene overflate av gassdiffusjonsanoden i hybridcellen. Dette hydrogen oksyderes ved anoden og frembringer derved vann. Hybridcellens anode er adskilt fra katoderommet ved hjelp av en diffusjonsskillevegg som er selektivt gjennomtrengelig for kationer, fortrinnsvis en membran.

Skjønt den elektriske energi som utvikles som en

følge av den elektrokjemiske oksydasjon og reduksjon som finner sted i hybridcellen, kan tilføres en hvilken som helst belastning, er det fordelaktig å kombinere et antall hybridceller i en strømkrets og tilføre den

i

samlede utgangseffekt til en kloralkali-celle som en del av den elektriske energi som trenges til å drive denne celle.

Følgende prosesser vil finne sted i hybridcellen når

den drives ved hjelp av cellevæske fra kloralkali-cellen. Natriumioner fra den tilførte cellevæske vandrer på

tvers av strømningen av anolyttvæsken fra kloralkalicellen inn i anoderommene, gjennom diffusjonsskilleveggen samt inn i katolyttstrømmen i katoderommet. Hvis en treroms celle anvendes, vil natriumionene passere gjennom diff-us jonsskilleveggen og inn i en katolytt som strømmer gjennom midtrommet, samt trenge inn i katoderommet som en del av det vandige medium som strømmer fra midtrommet til katoderommet samt ved passasje gjennom diafragmaet.

Hydroksyl-ioner som frembringes som en følge av reduk-sjonen av oksygen ved katoden, kombineres med de overførte natriumioner til dannelse av natriumhydroksyd. Forbruk av vann ved frembringelse av hydroksyl-ioner tjener også til å konsentrere den natriumhydrok-sylløsning som dannes i katoderommet. Ytterligere konsentrasjon finner sted ved fordampning av vann gjennom - katoden inn i den luft som passerer over den katodeoverflate som befinner seg motsatt katodeoverflaten i kontakt med katolytten. Denne vannfordampning tjener også til nedkjøling av hybridcellen.

Et antall hybridceller kan være anordnet i cascade. Cellene arbeider da hydrodynamisk i serie. Anolytten strømmer i rekkefølge gjennom de forskjellige anoderom i hybridcellene. Katolytten strømmer gjennom katoderommene når det dreier seg om hybridceller med to rom, eller gjennom både midtrommene og katoderommene når det dreier seg om treroms celler i cascade. Hver hybridcelle arbeider under betingelser som medfører at bare en del av alkalimetallet fjernes fra anolytten og konsentreres i katolytten. Anolyttstrømningen kan alternativt finne sted i samme eller motsatt retning i forhold til katolyttstrømningen. Fluidene kan enten vandre oppover eller nedover langs cascadekoblingen. Cascaden kan videre omfatte en forbiføring som forbinder utløpet fra et katoderom med det innledende katoderominnløp for å forbedre katolyttens ledningsevne ved tilsats av noe av det fremstilte alkalimetallhydroksyd til den tilførte katodevæske.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått ut i fra følgende beskrivelse under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå:

i

fig. 1 viser skjematisk en toroms hybridcelle for anvendelse av utøvelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 viser et delsnitt gjennom en hybridcelle bestående av flere smale celleenheter,

fig. 3 er et flytdiagram som viser en kloralkali-célle og en hybridcelle i samarbeide,

fig. 4 viser skjematisk en treroms hybridcelle som anvendes ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 5 viser et delsnitt gjennom en treroms hybridcelle bestående av flere smale celleenheter,

fig. 6 er et flytdiagram som viser en kloralkali-celle og en treroms hybridcelle i samarbeide, og

fig. 7A er en skjematisk skisse av kaskadekoblede hybridceller for å vise rekkefølgen og anordningen av cellene

i kaskadekoblingen,

fig. 7P viser skjematisk en motstrømskaskade av enkelte hybridceller.

Alkalimetallhydroksyd-løsninger, særlig løsninger som inneholder alkalimetallhalider, kan behandles i henhold til foreliggende oppfinnelse. For å lette for-klaringen, antas det at den tilførte løsning typisk har en alkalimetallkonsentrasjon mellom ca. 5 og 30 vektprosent, beregnet ut i fra det foreliggende alkalimetallhydroksyd. Løsningen utgjøres fortrinnsvis av en kloralkali-cellevæske med en natriumhydroksydkonsen-trasjon opp til ca. 25 vektprosent, fortrinngsvis mellom ca. 10 og 25 vektprosent natriumhydroksyd,

samt opp til ca. 26 vektprosent natriumklorid, fortrinnsvis opp til ca. 15 natriumklorid. Løsninger av andre alkalimetallhydroksyder, slik som kalium-hydrodsyd og litiumhydroksyd, kan også behandles. Cellevæsken kan også inneholde andre alkalimetall-salter, slik som natriumbromid, kaliumjodid og liknende. Oppfinnelsen kan utnyttes ved behandling av væsker

fra kloralkali-celler, innbefattet diafragmaceller, membranceller og liknende. Fremgangsmåter ved drift av sådanne celler og arten av den cellevæske som frembringes under cellenes arbeidsfunksjon vil være vel kjent for fagfolk på dette området, og er blitt beskrevet i tallrike tekniske publikasjoner og patentskrifter. Foreliggende beskrivelse vil følgelig først og fremst omhandle hybridceller alene og i kombinasjon med kloralkali-celler.

Fig. 1 anskueliggjør skjematisk arbeidsfunksjonen for en toroms hybridcelle i henhold til oppfinnelsen. Cellevæske fra en kloralkali-celle og som inneholder omkring 10 vektprosent NaOH og omkring 15 vektprosent

NaCl innføres som anolytt i hybridcellens anoderom.

De avdelte rom i hybridcellen er utført for å tillate væskestrømning hovedsakelig i en og samme retning fra et innløp til et utløp uten vesentlig væskeblanding, tilbakestrømning eller diffusjon av molekyler og ioner parallellt med elektrodene i cellerommene. Fortrinnsvis opprettholdes laminær strømning. Dette oppnås lettere når middelavstanden (d) mellom anode og mem-ran henholdsvis membran og katode, er omkring 1 mm eller mindre, typisk omkring 0,1 - 1 mm.

Cellevæsken befinner seg i kontakt med en gassdiff-usjonsanode. Hydrogengass fra en hvilken som helst passende kilde og fortrinnsvis fra kloralkali-cellen, bringes i kontakt med den motsatte side av anoden. Anoden danner en overflate for intim kontakt mellom hydrogengassen og anolyttvæsken.

Hydrogengassen er gjenstand for en oksydasjonsreak-sjon med hydroksydioner i anolyttvæsken ved anoden, og denne reaksjon kan skjematisk uttrykkes ved:

Etter hvert som anolyttvæsken strømmer gjennom anoden rommet, vil dens innhold av hydroksydioner gradvis avta mens væskens vanninnhold tiltar.

Fig. 4 viser skjematisk virkemåten for en treroms hybridcelle i henhold til foreliggende oppfinnelse. Anoden, anoderommet og anolyttvæsken som anvendes i den viste treroms hybridcelle i fig. 4, samt cellens virke-måte, er hovedsakelig den samme som beskrevet i forbindelse med hybridcellen i fig. 1 med to cellerom.

i

En kation-permselektiv diffusjonsvegg, fortrinnsvis en membran, danner i fig. 1 skille mellom anoderommet og katoderommet og i fig. 4 mellom anoderommet og det midtre katoderom, som heretter vil bli betegnet som midtrommet. Dette er en skillevegg som er gjennomtrengelig for kationer, slik som et natriumion, men er forholdsvis ugjennomtrengelig for anioner, slik som kloridionene. For å opprettholde elektrisk nøy-tralitet og uligne uttappingen av hydroksydioner fra anolytten, vandrer natriumioner under opprettelse av elektrisk strøm gjennom en ytre belastning, ut av anolytten og gjennom den kation-permselektive skillevegg inn i en katolyttvæske som strømmer gjennom katoderommet i den viste hybridcelle i fig. 1, eller gjennom midtrommet i den hybridcelle som er vist i fig. 4. Praktisk talt alle kloridioner forblir i anolytten sammen med et tilstrekkelig antall natriumioner for elektrisk utbalansering av kloridionene.

Katoderommet i den toroms brenselcelle som er vist

i fig. 1, samt midtrommet i brenselcellen med tre rom som er vist i fig. 4, er adskilt fra vedkommende anoderom ved hjelp av den ovenfor nevnte kation-permselektive, dif fus jonsvegg. Midtrommet i treroms cellen er adskilt fra katoderommet ved hjelp av et diafragma som er gjennomtrengelig både for anioner og kationer, slik som et halvgjennomtrengelig asbest-diafragma.

Et vandig medium, slik som vann eller en utspedd ione-løsning, som kan være en del av den løsning som tas ut fra anoderommet, innføres som katolytt i katoderommet i den viste toroms celle i fig. 1 og tar gradvis opp natriumioner som vandrer gjennom den kation-permselektive membran. Denne katolytt kommer i kontakt med den ene sideflate av en gassdiffusjonskatode hvor oksygengass, fortrinnsvis i luft, er gjenstand for en reduksjonsreaksjon med katolyttvannet, og denne reaksjon kan skjematisk uttrykkes på følgende måte:

De frembragte hydroksydioner utbalanserer de natriumioner som trenger inn i katolytten slik at det dannes en hydroksydløsning med tiltagende hydroksydkonsentrasjon i katolyttens strømningsretning. Denne konsentrasjon er også delvis avhengig av vannforbruket ved katoden.

I den treroms hybridcelle som er vist i fig. 4 innføres vandig medium, slik som vann eller en utspedd ione-løsning som kan være en del av den løsning som tas ut fra anoderommet, som katolytt i midtområdet, hvor løsningen gradvis opptar natriumioner som vandrer gjennom den kation-permselektive membran.

Katolytten i katoderommet kommer i kontakt med en katode av gassdiffusjonstype,. hvor oksygen reduseres i samsvar med den skjematiske ligning:

hvilket fortrinnsvis finner sted som en følge av at luft bringes til å passere langs katoden. Noen av hydroksydionene vandrer fra katoderommet til midtrommet-; Som en følge av dette øker katolyttens natriumhydroksyd-innhold etterhvert som den strømmer gjennom midtrommet.

En katolyttvæske, som nå har middels natriumhydroksyd-innhold, tas ut fra midtrommet og føres inn i katoderommet i hybridcellen med tre cellerom. En del av de natriumioner som trenger inn i midtrommet gjennom den kation-permselektive membran fortsetter gjennom den

i

ione-gjennomtrengelige skillevegg eller diafragma inn i katoderommet. Når natriumhydroksyd-løsningen fra midtrommet er kommet inn i katoderommet, vil de natriumioner som har vandret gjennom den ione-gjennomtrengelige skillevegg samles opp i den katolytt som befinner seg i kontakt med den foreliggende katode av gassdiffusjonstype. Oksygen fra luften reduseres under dannelse av hydroksydioner og nedbrytning av vann i katolyttvæsken, således at det oppnås delvis konsentrering av natriumhydroksyd-løsningen.

Både under den angitt drift av toroms-cellen og treroms-cellen vil samtidig noe vann fra katolytten fordampe ved den motsatte side av katoden og trenge inn i den tilførte luftstrøm. For en gitt katodeflate og gjennomtrengelighet kan luftstrømmen reguleres til å styre fordampningen av vann fra katodeoverflaten og således modifisere konsentrasjonen av natriumhydroksyd i katolyttvæsken. I prak-sis samordnes tilsatsen av vann både til katoderommet og midtrommet, vanntransporten i gjennom den kation-permselektive diffusjonsvegg inn i katolytten, vannforbruket ved katoden, samt fordampningstakten av vann fra katoden på sådan måte at det som produkt oppnås en katolyttvæske med ønsket hydroksydkonsentrasjon.

Når således cellevæsken, vannet og den katolytt som innføres i hybridcellen med to eller tre cellerom alle strømmer gjennom sine respektive rom samtidig, slik som vist i fig. 1 og fig. 4, vil natriumhydroksydkonsentrasjonen i vedkommende anolyttvæske avta fra omkring 12 vektprosent på innløpssiden til 0,5% eller mindre på utløpssiden. Natriumhydroksydkonsentrasjonen av den tilsvarende katolyttvæske vil derimot øke fra omkring 0% ved vedkommende innløp til omkring 40%

på utløpssiden. Høye konsentrasjonsforskjeller kan oppnås med vanligvis tilgjengelige membraner og dia-

fragmaer.

Som allerede angitt vil den anolyttvæske som tas ut fra anoderommet hovedsakelig være tømt for natriumhydroksyd. Selv om utløpsvæsken fra anoderommet inneholder så lite som 0,1 vektprosent eller til og med 0,01 vektprosent natriumhydroksyd, vil pH-verdien for denne utløpsvæske være høy, nemlig over 12. Denne høye pH-verdi for utløpsvæsken fra anoderommet er imidlertid fordelaktig, idet den polarisasjon og tap av strømvirkningsgrad som kan forekomme i forbindelse med en forandring fra alkalisk til nøytral eller syrlig pH-verdi inne i cellen, nedsettes til et minimum.

Den eléktrolyseprosess og hybridcelle som er anskueliggjort i fig. 1 eller fig. 4, kan naturligvis anvendes for behandling av cellevæsker med forskjellige konsen-trasjoner av alkalimetallhydroksyd og alkalimetallhalid. Ved å regulere innstrømningen av vann eller utspedd vandig alkalihydroksyd-løsning til katoderommet i fig. 1 eller midtrommet i fig. 4, samt ved regulering av vannfordampningen fra den porøse katode, kan konsentrasjonen' av det produkt som strømmer ut fra katoderommet varieres innenfor et bredt område. Konsentrasjonsom-rådet for det produserte alkalimetallhydroksyd, kan således innstilles etter ønske.

Hybridcellen kan anordnes i en konstruksjon av filterpressetype og med et antall elementærceller koblet i serie for tilsammen å< [danne en ønsket hybridcelle.

Fig. 2 er et delsnitt gjennom et parti av en hybridcelle-enhet av filterpressetype og viser rekkefølgen og anordningen av de forskjellige elementer i cellen. Det er anordnet gassdiffusjonskatode 10 samt elektrisk ledende gasseparatorer og strømkolektorer 12 som bidrar til å danne luftkanaler 14 og hydrogenkanaler 16, gassdiffusjonsanoder 18, et anolyttrom 20, et katolyttrom 24 og en membran 26. Det er dannet flere strømningskanaler ved hjelp av isolerende og gjennomhullede avstandsstykker 30, nemlig en kanal 28 i forbindelse med hydrogenkanalene 16, en kanal 32 for den anolyttvæske som skal behandles, en kanal 34 for det vandige kato-lyttmedium samt en kanal 36 for den luft som tilføres til kanalene 14.

Fig. 5 er et delsnitt gjennom et parti av en annen hybridcelle av filterpresstype og viser rekkefølgen og anordningen av de forskjellige elementer i denne celle. Det er her anordnet katoder 111 av gassdiffusjonstype samt elektrisk, ledende gasseparatorer og strømkolektorer 112 som bidrar til å danne luftkanaler 114 og hydrogenkanaler 116, gassdiffusjonsanoder 118,

et anolyttrom 120, et midtrom 122, et katolyttrom 124, en membran 126 og et diafragma 128. Et antall kanaler dannes av isolerende gjennomhullede avstandsstykker 132, nemlig en kanal 130 som står i forbindelse med hydrogenkanalene 116, en kanal 134 for den væske som skal behandles, en kanal 136 for vann, en kanal 138

for fluidstrømmen til katoderommet 124, samt en kanal 140 for tilførsel av luft til kanalene 114.

Med gitt rekkefølge av elementene, kan sådanne vari-able faktorer som tykkelse og innbyrdes avstand mellom elementene, utformingen av luft- og hydrogenkanalene være gjenstand for sterkt varierende utførelse. I tillegg kan mange forskjellige konstruksjonsmaterialer anvendes, da foreliggende prosess i henhold til oppfinnelsen finner sted under forholdsvis milde driftsbeting-elser, særlig i sammenligning med de sterkt oksyderende og korroderende forhold som finnes i en kloralkali-celle. Et hvilket som helst konstruksjonsmaterial som ikke nedbrytes av alkalimetallhydroksyd og cellens driftstemperatur, kan således anvendes.

Passende konsentrasjonsmaterialer og cellekonstruksjoner er f.eks. beskrevet i US patentskrifter nr. 3.098.762, 3.196.048, 3.296.025, 3.511.714,3.516.866, 3.530,003, 3.764.391, 3.899.403, 3.901.731, 3.957.535, 4.036.717

og 4.051.002 samt britiske patentskrifter nr. 1.211.593 og 1.212.387. De kation-permselektive membraner kan være perfloursulfonsyre-polymere fremstilt av du Pont under handelsnavnet Nafion samt perflourkarboksylsyre-polymere fremstilt av Asahi Chemical Co. Andre membraner med lav pris og fremstilt av sulfonerte polymere, karboksylerte hydrokarbonpolymere, fenolharpikser, polyolefiner og liknende, kan også anvendes.

Hvilket material som enn velges, bør membranen fortrinnsvis ha en permselektivitet i 40% NaOH på minst omkring 0,95, en ohmsk motstand som ikke er høyere enn ca. 3 ohm-cm samt en elektroosmose-koeffisient som ikke er høyere enn ca. 7 4 gram vann pr. Faraday.

De gassdiffusjonsanoder og- katoder som vanligvis anvendes i brenselceller kan også anvendes ved fremstilling av hybridceller, og er semi-hydrofobe. De består vanligvis av et gassdiffusjonssjikt som i seg sely kan være katalytisk eller ha katalytiske egenskaper frembragt eller fremmet av et edelmetall eller liknende.

En passende katode og/eller anode av gassdiffusjonstype kan være utført i aktivert karbon, som kan være katalysert ved hjelp av et edelmetall og kombinert med et bærematerial, slik som teflon.

De porøse diafragmaer kan være fremstilt av asbest-filmer av brenselcellekvalitet, batteriskillevegger av porøs gummi eller ionebyttemembraner som er gjennom tr en gel i ge både for anioner og kationer.

I

For hybridceller av treroms typen antas det at katolytten kan overføres fra midtrommet i hybridcellen til katoderommet på en av eller begge de to følgende måter. For det første kan katolytt tas ut fra et utløp for midtrommet og innføres gjennom et innløp for katoderommet. For det annet kan ved hjelp av en trykkforskjell over et porøst diafragma katolytt fra midtrommet bringes til å strømme gjennom dette diafragma inn i katoderommet. Overføring av katolytt fra midtrommet til katoderommet kan finne sted på begge disse måter samtidig. Væskegjennomtrenge-lige polymerfilmer og vevede eller ikke vevede vev kan også anvendes som materialer for fremstilling av det porøse diafragma.

Hybridcellen kan arbeide ved hvilken som helst temp-eratur som holder elektrolyttene i flytende tilstand og ikke medfører utfelling av oppløste bestanddeler, slik som alkalimetallhalid eller alkalimetallhydroksyd. Temperaturer fra omtrent 20°C til 100°C, og fortrinnsvis 40 - 70°C, kan benyttes. Da cellevæsken fra en kloralkali-celle er varm og fordi varme frembringes inn i selve brenselcellen under dens drift, vil det være nødvendig å avkjøle cellen for å opprettholde en ønsket driftstemperatur. Cellen nedkjøles hensiktsmessig ved hjelp av fordampning av vann fra katolytten gjennom gassdiffusjonskatoden inn i den luftstrøm som for å tilføre oksygen til katoden føres langs den katodeflate som ligger motsatt den side av katoden som befinner seg i kontakt med katolytten. Ved en konstruksjon av filterpressetype, er de enkelte celler så smale at det er utmerket varmeoverføring mellom anoden, katoden og fluidrommene.

For å oppnå effektiv kjøling av katoden ved hjelp av fordampning, kan det være ønskelig kontinuerlig å tilføre frisk, tørr luft til hybridcellen på et sted i avstand fra cellens egentlige luftinntak. Luft kan hensiktsmessig tørkes ved å føres over kjølespoler eller gjennom en tørkemiddel slik som silisiummasse i samsvar med kjente fremgangsmåter. Elektrolytt-strømmene gjennom brenselcellens cellerom kan finne sted i samme retning, slik som vist i fig. 1, eller i innbyrdes motsatte retninger. Samme strømnings-retning foretrekkes i almindelighet.

Luft er den billigste kilde for det oksygen som må tilføres katoden og tjener til å bringe bort for-

dampet vann. Andre oksygenholdige gasser slik som oksygenberiket luft kan også anvendes, men med høyere omkostninger.

Fig. 3 viser det innbyrdes forhold mellom kloralkali-celler og hybridceller som anvendes for å behandle cellevæsken fra kloralkali-cellene i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Saltløsning tilføres kloralkali-cellen 38 gjennom inntaket 40. Klor frembringes ved anoden 42 og hydrogen frigjøres ved katoden 44. Diafragmaet 46 adskiller cellerommene. Det hydrogen

som utvikles i kloralkali-cellene tilføres diffusjons-anoden 48 i hybridcellen 49, mens cellevæsken tilføres anoderommet 50 over linjen 51. Luft tilføres gass-dif fus jonskatoden 42 og vann tilføres katoderommet 54. Ved den elektriske strøm som frembringes ved reduksjon av oksygen ved katoden og oksydasjon av hydrogen ved anoden vil natriumioner passere gjennom diffusjonsbarrieren 56 til katoderommet.

Fig. 6 viser sammenkoblingen mellom kloralkali-celler og hybridceller med tre cellerom for behandling av mot-tatt cellevæske fra kloralkali-cellene i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Saltløsning tilføres kloralkali-cellen 142 gjennom inntaket 144. Klor frembringes ved anoden 146, mens hydrogen utvikles ved katoden 148. Et diafragma 156 danner skille mellom cellerommene.

Det hydrogen som utvikles i kloralkali-cellen overføres til anoden 150 for cellen 152, mens cellevæsken til-føres anoderommet 154 gjennom væskeledningen 156.

Luft tilføres gassdiffusjonskatoden 158 og vann til-føres midtrommet 160. Ved elektrisk strøm som frembringes ved reduksjon av oksygen ved katoden og oksydasjon av hydrogen ved anoden, passerer natriumioner gjennom membranen til midtrommet og katoderommet. Katolytt tas ut fra cellerommet 162 over væskeledningen 164. En ledning 166 forbinder midtrommet med katoderommet. Membranen er vist ved 168 og diafragmaet ved 170.

En hybridcelle som vist enten i fig. 3 eller fig. 6,

er koblet i serie med kloralkali-cellen og vil frembringe en del av den effekt som forbrukes av kloralkali-cellen. Skjønt ytterligere elektrisk striøm må tilføres utenfra for drift av kloralkali-cellen, slik som angitt ved den viste effektkilde, nedsettes således energibehovet utenfra for drift av kloralikali-cellen.

Ved typisk, drift av hybridcellen med to rom, tilføres en cellevæske som inneholder omtrent 10 vektprosent NaOH og 15 vektprosent NaCl til anoderommet 50. Vann innføres i katoderommet 54. Ved en treroms hybridcelle tilføres cellevæsken til anoderommet 154, mens vann inn-føres i cellens midtrom 160. De produkter som tas ut fra den ene eller den annen av disse celler kan utgjøres av en løsning som inneholder 15-22 vektprosent NaCl og en liten mengdeandelNaOH fra vedkommende anoderom, mens en renset hovedsakelig kloridfri løsning som inneholder 40 vektprosent NaOH tas ut fra katoderommet. Skjønt hybridcellen kan drives slik at praktisk talt alt alkalimetallhydroksyd fjernes fra cellevæsken, slik som angitt, kan det likevel være mer hensiktsmessig å/ drive cellen slik at det etterlates en liten mengde natriumhydroksyd i avløpsvæsken fra anoderommet. Dette gjøres da for å forbedre hybridcellens virkningsgrad.

Avløpsvæsken fra hybridcellens anoderom kan med høy virkningsgrad drives ned til en anolytt som inneholder omkring 2% alkalimetallhydroksyd, og kan så tilføres anoderommet for en annen hybridcelle som arbeider under driftsforhold som er innstilt slik. at effektiv fjerning av de siste få prosent av alkalimetall fra anolytten kan finne sted. Arbeidsbetingelsene for en sådan avslutningscelle kan innstilles slik at det som slutt-produkt oppnås konsentrert alkalimetallhydroksyd skjønt den tilførte væske til anoderommet er forholdsvis utspedd.

Fordi konsentrasjonen av alkalimetallhydroksyd fra sådan utspedd innløpsvæske oppnås ved lavere strømvirk-ningsgrad enn den konsentrasjonsprosess som finner sted ved mer konsentrert innløpsvæske, vil imidlertid sluttcellen frembringe mindre mengder anvendbar effekt. I sistnevnte tilfelle kan cellen drives hovedsakelig under kortslutningsbetingelser, slik at den effektivt utfører en konsentrasjon av alkalimetallhydroksyd, men ikke frembringer nyttig effekt.

Skjønt en hovedhybridcelle og en sluttcelle kan drives på sådan måte at først størstedelen og derpå hovedsakelig resten av alkalimetallhydroksydet fjernes fra cellevæsken, kan det i blant være mer hensiktsmessig

å drive en kaskadekobling av hybridceller hydrodynamisk i serie, således at bare en liten del av natriumhydrok-sydet fjernes i hvert anoderom. Ved en sådan utførelse

kan strømvirkningsgraden for dé enkelte hybridceller holdes høy, således at strømutbyttet fra hvert trinn i kaskadekoblingen blir størst mulig.

Fig. 7A er en skjematisk skisse av en medstrømskaskade av enkelte hybridceller og viser rekkefølgen og anordningen av de forskjellige celler i kaskaden. De enkelte hybridceller 70 kan enten være celler med to eller tre cellerom, slik som omtalt ovenfor. De enkelte celler omfatter et anoderom 72 som er adskilt fra et katoderom 74 av en diffusjonsvegg 76, idet cellene fortrinnsvis er stablet ovenpå hverandre i vertikal kaskade og drives hydrodynamisk i serie. Cellevæske fra en kloralkali-celle tilføres som anolytt til innløpet for anoderommet i hybridcellen 78 ved den ene.ende av kaskadekoblingen. Anolytten strømmer gjennom anoderommene og''dens innhold av alkalimetallhydroksyd tappes herunder etter hvert ut. Avløpsvæsken fra anoderommet tas ut fra utløpet og overføres som » anolyttvæske til anoderommets inn-

løp for en annen hybridcelle 80.

Katolytten strømmer også i serie gjennom cellene. Ved en kaskadekobling av toroms celler innføres katolytten gjennom katoderommets innløp i hybridcellen 78 ved den ene ende av kaskaden. Katolytten bringes så til å strømme gjennom de enkelte katoderom i serie, og mottar herunder stadig mer alkalimetallhydroksyd for hvert trinn i kaskadekoblingen.

Ved en kaskadkobling av treroms celler strømmer katolytten gjennom både midtrommet og katoderommet i hver enkelt celle før den overføres til. neste trinn i kaskaden. Strømmen av katolyttvæske finner fortrinnsvis sted i samme retning gjennom midtrommet og katoderommet, skjønt denne retning ikke behøver å være den samme

som anolyttens strømningsretning.

Den katolyttvæske som tas ut fra vedkommende katoderoms utløp ved den motsatte ende av kaskadekoblingen, inneholder en renset løsning av konsentrert alkalimetallhydroksyd.

Hver hybridcelle drives under arbeidsbetingelser som

er hensiktmessige for fjerning av bare en del av det foreliggende alkalimetall fra anlolytten og konsentrasjon av denne del i katolytten. Den fjernede andel kan være bestemt av antallet celler som arbeider i kaskade. Et hvilket som helst antall trinn kan anvendes i kaskadekoblingen. Det.foreligger således ingen øvre grense for dette antall, bortsett fra brukerens fordringer til omkostninger og anleggets omfang.

Til forskjell fra en enkel hybridcelle eller filter-pressesystemet av hybridceller som er beskrevet ovenfor, arbeider følgelig hver enkelt celleanode i kaskadekoblingen med en forholdsvis lavere konsentrasjons-gradient for anolytten mellom anoderommets innløp og utløp. Som en følge av dette kan spenningsvirkningsgraden for de enkelte celler og for kaskadekoblingen i sin helhet økes til sin høyeste praktiske verdi ved anvendelse av kommersiell tilgjengelige diffusjonsanoder. Ved hybridcellekaskader som anvender sådanne anoder er den høyeste praktisk oppnåelige virkningsgrad ved anvendelse av kommersielle diffusjonsanoder faktisk mulig. Ved hybridcellekaskader som benytter sådanne anoder vil konsentrasjonsgradienten for alkalimetallhydroksyd i hvert trinn være mindre jo større antall trinn som benyttes, mens spenningsvirkningsgraden for de enkelte celler vil være tilsvarende høyere.

Som ancritt i f ia. 7A, vil både anolyttvæske og kato-

i

lyttvæske løpe inn i kaskaden i samme trinn. Strøm-ning i samme retning opprettholder laminær strømnings-tilstand i cellerommene og nedsetter enhver tverr-diffusjon av hydroksyd på grunn av membranfeil, f.eks. hull.

I fig. 7B er det imidlertid vist at anolytt og katolytt løper inn fra motsatte ender av kaskadekoblingen. Hybridcellen 84 ved den ene ende av kaskaden tjener både som suttrinn for anolytten og inngangstrinn for katolytten. Konsentrasjonene av natriumhydroksyd har sine minste verdier i denne celle, nemlig en anolyttkonsentrasjon på 0,5% NåOH eller mindre og en katolyttkonsentrasjon på omkring 10% NaOH.

Hybridcellen 86 ved den motsatte ende av kaskaden tjener som innløpstrinn for anolytten og sluttrinn for katolytten. Natriumhydroksyd-konsentrasjonene har her sin største verdi, nemlig en anolyttkonsentrasjon omkring 10% NaOH og en katolyttkonsentrasjon omkring 4 0% NaOH. Sammenlignet med en medstrømskaskade har imidlertid en motstrømskaskade minst mulig midlere forskjell i natriumhydroksydkonsentrasjonen over diff-us jonsveggene . Motstrømssirkulasjon kan således anvendes for å nedsette konsentrasjonensforskjellen for natriumhydroksyd over diffusjonsveggen i hver celle.

Etter hvert som konsentrasjonsgradienten øker over diffusjonsveggen, antas kjemiske drivkrefter å fremme bakoverrettet diffusjon av hydroksydproduktet fra en høyere katolyttkonsentrasjon til en lavere anolytt-konsentras jon , hvilket vil nedsette natriumhydroksyd-andelen i sluttproduktet samt prosessens totale virkningsgrad. Mange kommersielt tilgjengelige diffusjons-vegger, slik som de overfor omtalte membraner, opp-viser en nedsatt permselektivitet ved konsentrasjons forskjeller høyere enn ca. 30 vektprosent over membranet, hvilket påvirker virkningsgraden. En motstrømssirkula-sjon kan øke virkningsgraden og produktets enhet ved å nedsette den midlere konsentrasjonforskjell for natrium-hydroksydet langs kaskadekoblingen.

Kaskaden kan drives med enten stigende eller fallende elektrolytter ved medstrømssirkulasjon. En motstrøms-kaskade kan drives enten med stigende anolytt eller stigende katolytt.

En forbiføring 8» som er vist både i fig. 7A og fig. 7B, kan være anordnet for å frembringe en strøm av produktkatolytt fra det siste katolyttrinn i kaskaden til inn-løpet for det første katolyttrinn. Det kan være ønskelig å tilsette en liten andel produktkatolytt til den katolyttvæske som løper inn i kaskaden, hvilket kan være rent vann, for å øke dens ledningsevne. Innløps-konsentrasjoner fra litt over 0 til omkring 25 vektprosent NaOH, og fortrinnsvis mellom ca. 10 og 15 vektprosent, er representativt for tilbakeført hydroksyd med sikte på effektiv drift.

Skjønt foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet under henvisning til spesielle detaljer og utførelseseksempler, er disse bare ment å anskueliggjøre oppfinnelsen, hvis omfang er bestemt ved følgende patentkrav.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av alkalimetallhydroksyd og elektrisk energi og som omfatter: a) en vandig løsning av minst ett alkalimetallhydroksyd innføres som anolytt til et anoderom i minst en hybridcelle, idet hybridcellen omfatter en gass-dif fus jonsanode med en første og en annen overflate, en diffusjonsskillevegg som er selektivt gjennomtrengelig for kationer og har en første og en annen overflate, samt en gassdiffusjonskatode med en første og en annen overflate, idet den første overflate av anoden og den første overflate av diffusjonsskilleveggen danner anoderommet, den første overflate av katoden og den annen overflate av diffusjonsskilleveggen danner et katoderom, og anoderommet er utstyrt med et innløp og et utløp, katoderommet har en innløp og et utløp, og anolytten strømmer fra innløpet til utløpet av anode- .rommet, b) en strøm av et vandig fluidmedium som kan motta alkalimetallioner innføres som katolytt gjennom katoderommet fra innløp til utløp, c) ved hjelp av en elektrisk strøm gjennom en ytre belastning mellom katode og anode og frembragt ved okydering av hydrogen tilført gassdiffusjonsanodens annen overflate samt frigjøring av hydroksydioner ved reduksjon av en oksygenholdig gass tilført gassdiffusjonskatodens annen overflate, bringes alkalimetallioner til selektivt å vandre fra anolytten gjennom diffusjonsskilleveggen til katolytten i katoderommet for sammen med de frigjorte hydroksydioner ved katoden å frembringe en vandig løsning med mer konsentrert innhold av alkalimetallhydroksyd enn det vandige fluidmedium som tilføres katoderommet , d) katolytt som er mer konsentrert med hensyn til alkalimetallhydroksyd enn det vandige medium som tilføres katoderommet, tas ut fra katoderommet, og e) anolytt med redusert innhold av alkalimetallhydroksyd tas ut gjennom anoderommets utløp.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvori hybridcellen har tre rom og omfatter et diafragma som er gjennomtrengelig for både anioner og kationer og har en første og en annen overflate anbragt mellom den første overflate på katoden og den annen overflate på diff-us jonsskilleveggen, således at diafragmets første overflate sammen med den annen overflate av diffusjonsskilleveggen danner et midtrom i cellen, diafragmaets annen overflate sammen med den første overflate av katoden danner katoderommet, idet midtrommet er utstyrt med et innløp og et utløp i strømningsforbindelse med innløpet for katoderommet, og nevnte strømning av vandig fluidmedium som kan motta alkalimetallioner, innføres som katolytt til midtrommet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, hvor luft bringes til å strømme over en annen overflate av gassdiffusjonskatoden som ligger motsatt dens nevnte første overflate i tilstrekkelig mengde til å fjerne vann fra katoden for derved og ytterligere konsentrere innholdet av alkalimetallhydroksyd i den løsning som strømmer gjennom katoderommet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 3, hvor den vandige løsning av alkalimetallhydroksyd som innføres i anoderommet er en løsning som omfatter opp til omkring 25 vektprosent alkalimetallhydroksyd.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, hvor den vandige alkaliraetallhydroksyd-løsning som tas ut fra katoderommet inneholder alkalimetallhydroksyd i en mengdeandel opp til ca. 40 vektprosent.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5, hvor nevnte alkalimetallhydroksyd er natriumhydroksyd.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-6, hvor den vandige løsning av minst et alkalimetallhydroksyd som innføres i anoderommet er den vandige avløpsvæske fra minst en kloralkali-celle, idet denne avløpsvæske omfatter natriumhydroksyd og natriumklorid.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, hvor den vandige avløpsløsning fra minst en kloraikali-celle omfatter opp til ca. 25 vektprosent natriumhydroksyd og opp til ca. 2 6 vektprosent natriumklorid.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7 eller 8, hvor den vandige avlø psløsning fra kloralkali-cellen som innføres i anoderommet omfatter fra ca. 10 til ca. 15 vektprosent natriumhydroksyd og opp til ca. 15 vektprosent natriumklorid.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 9, hvor ano-lyttstrømmen fra innløpet til utløpet av anoderommet, samt katolyttstrømmen fra innløpet til utløpet av et annet cellerom begge finner sted hovedsakelig i en og samme retning uten vesentlig blanding eller til-bakestrømning eller- diffusjon av molekyler og ioner som inneholdes i anolytten eller katolytten.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 10, hvor den løsning som tas ut fra anoderommet inneholder alkalimetallhydroksyd i en konsentrasjon over ca. 0,01 vektprosent .

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 -11, hvor laminær strømningstilstand opprettholdes både i anode-og katoderommet.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 12, karakterisert ved at den oksygenholdige gass er luft.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 13, karakterisert ved at det hydrogen som tilføres anoden utgjøres av hydrogen som utvikles i kloralkali-cellen.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 1- 14, karakterisert ved at flere hybridceller bringes til å arbeide hydraulisk i serie, således at anolytten strømmer i rekkefølge gjennom de forskjellige anoderom i hybridcellene, og katolytten strømmer i rekkefølge gjennom katoderommene i de samme hybridceller.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, hvor anolytt-strømmen i rekkefølge gjennom anoderommene finner sted i samme strømningsretning som katolyttstrømmen i rekke-følge gjennom de forskjellige katoderom.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, hvor anolytt-strømmen i rekkefølge gjennom de forskjellige anoderom finner sted i motsatt strømningsretning av katolytt-strømmen i rekkefølge gjennom de forskjellige katoderonu

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 15 - 17, hvor anolyttstrømmen er stigende.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 15 - 17, hvor anolyttstrømmen er rettet nedover.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 19, .hvor en del av den katolytt som dannes ved prosessen tilføres nevnte vandige fluidmedium som er mottagelig for alkalimetallioner, med det formål å øke ledningsevnen for dette vandige fluidmedium som er mottagelig for alkalimetallioner.

21. Fremgangsmåte som beskrevet ovenfor under henvisning til og anskueliggjort ved tegningene.