SA97170635B1 - طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID - Google Patents

طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID Download PDF

Info

Publication number
SA97170635B1
SA97170635B1 SA97170635A SA97170635A SA97170635B1 SA 97170635 B1 SA97170635 B1 SA 97170635B1 SA 97170635 A SA97170635 A SA 97170635A SA 97170635 A SA97170635 A SA 97170635A SA 97170635 B1 SA97170635 B1 SA 97170635B1
Authority
SA
Saudi Arabia
Prior art keywords
cathode
titanium
hydrochloric acid
anode
aforementioned
Prior art date
Application number
SA97170635A
Other languages
English (en)
Inventor
جيوسيبي فايتا
Original Assignee
أودي نورا تيكنولوجيز اس. آر. أل.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by أودي نورا تيكنولوجيز اس. آر. أل. filed Critical أودي نورا تيكنولوجيز اس. آر. أل.
Priority to SA97170635A priority Critical patent/SA97170635B1/ar
Publication of SA97170635B1 publication Critical patent/SA97170635B1/ar

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

الملخص: يتعلق الاختراع الحالي بطريقة محسنة لانتاج الكلور من محاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك hydrochloric acid في خلية غشائية للتحليل الكهربي electrolysis كل من حجيرة كاثود cathode compartment مجهزه بكاثود انتشار غازي يزود بهواء أو هواء مزود أو أكسجين ، وحجيرة أنود anodic compartment مزودة بأنود مجهز بغطاء حفز كهربائي لتوليد الكلور.يتم تغذية حجيرة الأنود المذكورة بمحلول مائي من حمض الهيدروكلوريك hydrochloric acid بأقصى تركيز 20% ودرجة قصوى ٠ ٦ درجة مئوية ، ويحتوي على مركب مؤكسد ذو جهد أكسدة وأختزال على الاقل صفر فولت Volts NHE (الكترود الهيدروجين hydrogen electrode المعتاد) على نحو مفضل من ٠.٣-0.6 فولت NHE . ويكون المركب المؤكسد المناسب هو ثلاثي التكافؤ في تركيزات متضمنة في المدى من ١00 الى 10000 جزء لكل مليون. وتصنع كل من الحجيرة الانودية والكاثودية للخلية ومكوناتها الداخلية من تيتانيوم titanium أو سبائك من ذلك ، مثل 0.2 تيتانيوم- بلاديوم titanium-palladium، وتزود الاجزاء المصنعه من التيتانيوم titanium والتي توجد فيها شقوق بغطاء واقي يعتمد على معادن من مجموعة البلاتين platinum ، واكسيداتها oxides مثلها أو مثل مخلوط منها.

Description

اج طريقة محسنة للتحليل الكهربي ‎electrolysis‏ لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق الاختراع الحالي بمادة الكلور ‎Sua chlorine‏ تعتمد الكيمياء الصناعية الحديثة الى حد كبير على استخدام الكلور كمادة خام. ويمكن ان تقسم التفاعلات من الفائدة العملية الى مجموعتين اعتمادا على ما اذا كان المنتج النهائي يحتوي على الكلور ام لا ؛ تبعاً للمنتج التالي : ‎A‏ - النوانج النهائية المحتوية على الكلور . ‎Al‏ - انتاج متعدد كلوريد الفينيل ‎polyvinylchloride (PVC)‏ من بلمرة ‎polymerization‏ كلوريد الفينيل الغير متبلمر ‎vinyl chloride monomer (VCM)‏ ويحصل على كلوريد الفينيل الغير متبلمر ‎(VEM)‏ خلال خطوتين من تخليق ثنائي الكلور ايثان ‎dichloroethane (DCE)‏ من الاثيلين 6 والكلور ؛ ومن التكسير الحراري لثنائي الكلور ايثان 06 الى كلوريد ‎vinyl Jail‏ ‎chloride | ٠‏ بالتفاعلات التالية :- ‎CH, =CH, +Cl, -----> CH, CI-CH, Cl (DCE)‏ ‎CH, Cl-CH, Cl -----> CHCI=CH; (VCM) +110‏ يتم ايضاً تحويل حمض الهيدروكلوريك 48 ‎hydrochloric‏ والذي يعتبر كناتج ثانوي للتفاع ل ويمثل نسبة ‎5٠٠‏ 7 من الكلور المستخدم ؛ الى ‎DCE‏ اضافي بواسطة التفاعل التالي لعملية ‎١‏ _المعالجة بالكلور في وجود اكسجين : ‎CH, = CH, + 2101+ '/ 03 > CHCl - CHCl + 10‏ ‎Ae‏
دسم وعلى العكس في عمليات صناعية اخرى ؛ لا يمكن اعادة دوران حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ حيث يتعرض لمشكلة تجارية في سوق منخفض الاسعار على وجه العموم ؛ وايضا نظراً لمحتواه من الشوائب العضوية المحتوية على الكلور ؛ وتدرج هنا عمليات مشابهة ثالية : ‎٠‏ 20م - انتاج الكلوربنزين ‎chlorobenzene‏ ‎(monochlorobenzene) + HCI‏ 11:01 >< مان + ‎Cs Hs‏ ‎Cs Hg + 7 <> 11012 (dichlorobenzene) + 21101‏ ‎A3‏ - انتاج الكلورو ‎chloromethanes (lise‏ ‎CH, + Cl, > 1:0 (methylchloride) + HCl‏ ‎CH,C1, (methylenechloride) + 111 ve‏ > م20 + ‎CH,‏ ‏ويمكن ‎OF‏ يكون الكلورو ميثان ‎chloromethanes‏ مواد بدء التفاعل لانتاج المركبات الفلورينيه 40 بالتبادل مع حمض الهيدروفلوريك ‎hydrofluoric acid‏ كالاتي : ‎HF < CHF + HCI‏ + ايحن ‎B‏ النواتج النهائية الغير محتوية على الكلور . ‎Vo‏ بصورة مماثلة يكون انتاج متعدد اليوريثان ‎polyurethane‏ ¢ وتكون المواد البادئه للتفاعل ‎cad‏ ‏الايزوسيانات ‎isocyanates isocyanates‏ والتي تم الحصول عليها خلال خطوتين كما يلي : ‎CO + Cl; -< 00012 (phosgene)‏ ‎COCl, + R-NH, (amine) ----> RNCO (isocyanate) + 21101‏ ‎Atl‏
ع
بينما يحتوي حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ في عملية المعالجة بالكلور في النقطة ‎A‏
على ‎Lov‏ من الكلورالمستخدم ؛ فانه لانتاج الايزوسيانات ‎isocyanates‏ يزال كل الكلور في
صورة حمض الهيدروكلوريك 40 ‎hydrochloric‏ كمنتج ثانوي ‎٠‏ ويطبق نفس الشيء لانتاج
متعددة الكربونات ‎polycarbonates‏ وتوجد خصائص مشابهة في انتاج ثاني اكسيد التيتانيوم : د ‎ditanium dioxide‏ ويستخدم الكلور للحصول على رباعي كلوريد التيتانيوم ‎titanium‏
06 الذي عندئذ يتحول الى ثاني اكسيد التيتانيوم ‎titanium dioxide‏ مع ‎aes‏
الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ كمنتج ثانوي .
بينما توليد الكيمياء الصناعية سوف يواكب ‎Lf‏ انشاء وحدات صناعية جديدة أو توسيع اخرى
متواجدة لانتاج مركبات الايزوسيانات ‎isocyanates‏ الفلورينية بجانب مركبات كلورينية معينة ؛
1 فانه يمكن بسهولة التنبؤ باتاحة زيادة كبيرة بكميات حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏
بينما متطلبات السوق ضعيفه للغايه ؛ بهذا الوضع تبدو العملية القادرة على تحويل حمض
الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ كلور مفيدة للغاية .
يمكن تلخيص الخلفية التكنولوجية فيما يتعلق بتحويل حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric. acid‏
الى كلور كالاتي :
‎١‏ - عمليات التحفيز
‏تستنج هذه العمليات من عملية ديكون ‎Deacon‏ المعروفة جيداً ؛ المخترعة في نهاية القرن التاسع
‏عشر . وهي تعتمد على تفاعل الاكسدة لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الغازي على
‏عامل حفاز 1 فلزي (كلوريد التحاس ‎(copper chloride‏ .
‎Cl; + 0‏ جح يمويلا + ‎HCl‏ ‏تيم
ده - وحديثاً تم تحسين العملية بصورة ملحوظة بمطابقة العامل الحفاز المحتوي على اكسيد الكروم ويعمل عند درجة حرار منخفضة تقريباً . وتقع المشكلة المؤثرة على هذه العملية في الديناميكية الحرارية للتفاعل ؛ والتي تسمح فقط بالتحويل الجزئي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric‏ ‏وبالتالي فان اتجاه التيار للتفاعل يجب ان يراعي كل من فصل الكلور من حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid»‏ واعادة دورة حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الغهير متحول . بالاضافة لذلك ؛ يزال الشق المائي بالوحدة الصناعية (يكون الماء هو ناتج تفاعل) ويحتوي على معادن ‎ALE‏ تنتج من العامل الحفاز . وللتغلب على هذه السلبيات ؛ حديثاً ؛ يقترح اجراء الاكسدة ض في خطوتين ؛ وهما : تفاعل بين حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric‏ الغازي واكسيد النحاس لتكوين كلوريد النحاس ؛ وبالتتابع تفاعل بين كلوريد النحاس والاكسجين لتكوين كلور واكسيد ‎٠‏ نحاس والذي يكون مادة جديدة للتفاعل الاول (اختبار الهندسة الكيميائية - ‎١١‏ سبتمبر 1380( بينما تحتوي هذه العمليه الجديدة على الحاجه لدعم خواص عوامل حفازه جديدة قادرة على تحمل الصدمات الحرارية والاحتكاك . - عمليات كيميائية كهربية يحلل حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ في صورة محلول مائي كهربيا في خلية ‎١‏ كهروكيميائية منقسمة الى حجرتين بواسطة حاجز مسامي أو بواسطة غشاء تبادل ايوني ‎Perfluorinated type‏ . وتحدث التفاعلات الاتية عند القطبية » الموجب (الانود) والسالب (كاثود). ‎Cl‏ جا ‎Cl-2¢‏ + ‎H++2 > H‏ د ‎٠‏ - التفاعل الاجمالي ‎Cly+H,‏ حا ‎HCl‏ ‏كيم
- تطبق العملية على عدد معين من الوحدات الصناعية ؛ تتضمن هذه العملية في نسخة معدلة اقرب ما تكون نموذجية ؛ استهلاك للطاقة ‎Vow ny‏ كيلووات في الساعة لكل طن من الكلور بكثافة تيار كهربي ب 5000 أمبير لكل متر مربع . وعادة ما يعتبر هذا الاستهلاك للطاقة مرتفع جداً ليكون ذو فائدة اقتصادية و ايضاً نظراً لتكاليف الاستثمار العالية في ‎١‏ الحقيقة ؛ تؤدي الحدة العالية لكل من محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ والكلور ‏لاختيار الرصاص الاسود كمادة انشاء ؛ والتي تفرض ‎GSS‏ عاليه للآلية الميكانيكية . علاوة ‏على ذلك ؛ يشكل التقصف العالي للرصاص الاسود مشاكل الاعتمادية للوحدة الصناعية وعلى ‏وجه الخصوص ؛ تستبعد العملية ‏تحت ضغط والتي يمكن ان تقدم مميزات واضحه من حيث نوعية المنتجات وتكامل عملية التحلل ‎٠‏ الكهربي بالوحدات الصناعية للانتاج . ‏واليوم يمكن استبدال الرصاص الاسود بمركبات الرصاص الاسود والتي يتم الحصول عليها من ‏خلال الضغط الساخن لمساحيق الرصاص الاسود والمواد اللاصقة اللدنه بالحرارة والمقاومة ‏كيميائيا ‎٠‏ كما هو موصوف في براءة الاختراع الامريكية 4,911,557 . ‏وتتطلب هذه المركبات قوالب خاصة وضغوط قوية جداً واضافة لذلك يكون الوزن لمميزاتها ‎١‏ بالمقاومة العالية وقابليتها للتشكيل عن الرصاص الاسود النقي . ويقترح استبدال الكاثود الباعث ‏للهيدروجين بكاثود مستهلك للاكسجين . وهذا يوفر الميزة وهي خلية ذات ولطية اقل ؛ وتبعاً ‏لذلك تقليل الطاقة الكهربية المستهلكة الى ‎١١٠١ - ٠٠٠١‏ كيلوات في الساعة لكل طن من ‏الكلور - واخيرا يعمل هذا الاستهلاك المخفض على ‎GUE‏ عمليات التحلل الكهربي . وبينما تم ‏اختبار هذا النظام على المستوى المعملي ؛ لم يسجل التطبيق على المستوى الصناعي . وحديثاً تم © عمل اقتراحات اخرى : ‎. PCT publication no. 10/095/44797 of Du Pont De Nemours and Co
Ae
ل“ فان في الحقيقة تم وصف التحلل الكهربي لحمض الهييدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الغازي الذي تم الحصول عليه من الوحدات الصناعية لانتاج الايزوسيانات ‎isocyanates‏ أو المركبات الفلورينيه أو الكلوريد ؛ وبعد الترشيح المناسب لازالة الجزيئات العضوية والصلبة ‎ills‏ يمكن تواجدها ؛ يزود حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ خلية تحلل كهربي منقسمة الى 2 حجرتين بواسطة غشاء استبدال ايوني ‎Perfluorinated ion exchange membrane‏ . تتضمن حجيرة الانود على الكترود انتشار غاز مصنوع من غشاء رقيق مسامي يحتوي على عامل حفاز مناسب للاتصال الوثيق بالغشاء . وينتشر حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الغازي خلال فتحات الالكترود الى السطح البيني للغشاء والعامل الحفاز حيث يتحول الى كلور ؛ وتزود حجيرة الكاثود بالكترود ‎Lad‏ في تلامس وثيق مع الغشاء القادر على توليد الهيدروجين ‎hydrogen ٠‏ . ويزيل تيار الماء الهيدروجين الناج في صورة فقاعات ويساهم في تنظيم حرارة الخلية ومع ذلك تحت ظروف تشغيل معينة وعلى وجه الخصوص اثناء الايقاف والتشغيل في حجيرة الانود ؛ ‎Lay‏ مظهر ‎Sle‏ والذي يحتوي حمض الهيدروكلوريك 40 ‎hydrochloric‏ في تركيزات ‎Ale‏ تصل من 70 - 40 7 . عندئذ تحتاج هذه العملية ايضاً مواد ذات مقاومة عاليه ويبدو الرصاص الاسود فقط ليكون مناسباً وبذلك يتضمن تكاليف استثمارية عاليه كما نوقش من ‎hve‏ ال وصف عام للاخترا 2 يعتبر الغرض من الاختراع الحالي هو التغلب على عيوب المجال السابق ؛ على وجه الخصوص يكشف عن عملية جديدة للتحليل الكهربي للمحاليل المائية لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric‏ ‏80 بخلية تتضمن استعمال كاثود انتشار غازي مزود بالاكسجين ويتميز باعتمادية ميكانيكية © عاليه وتكاليف استثمارية مخفضة . تم
ام -
يتعلق الاختراع الحالي بطريقة للتحليل الكهربي محاليل ‎Agile‏ من حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ حيث يزود المحلول المائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ بحجيرة انود لخلية كيميائية كهربية محتوية على انود مصنع من مادة مقاومة لانزيم معين مقاوم للصداأً مجهزة بغطاء حفز كهربي لانبعاث الكلور. وتكون المواد المقاومة للانزيمات رقائق مسامية من الكربون الجرافيتي ‎graphitized carbon‏ ؛ فعلى ‎Jara‏ المقال ‎G8) PWB - 3 201166 or TGH Toray‏ مسامية ؛ شبكات او معادن ممتدة مصنوعة من التيتانيوم ‎ctitanium‏ سبائك التيتانيوم ‎ctitanium‏ نوبيم ‎niobium‏ أو التيتاليوم ‎tantalum‏ ويمكن تصنيع غطاء الحفز الكهربي من اكسيدات من معادن مجموعة البلاتين ‎Jie platinum‏ تلك أو في ‎٠‏ خليط ؛ اضافة الاختيارية للاكسيدات الاستقرار الكيميائي ‎Fa‏ اكسيدات التيتانيوم ‎titanium‏ أو التنتاليوم ‎tantalum‏ ؛ وتفصل حجيرة الكاثود ‎cathode‏ عن حجيرة الانود ‎anode compartment‏ بواسطة غشاء التبادل الايوني ‎ion exchange‏ المشبع مسبقاً بالفلور 0 من نوع أيون
موجب الشحنة . ويتم تسويق الاغشية المناسبة تجارياً بواسطة ‎Du Pont‏ تحت العلامة المسجلة 0 ( على وجه الخصوص أغشية ‎١١ Nafion‏ ؛ و ‎١١١ Nafion‏ . وايضاً يمكن استخدام ‎٠‏ منتجات مماثله وتسوق تجارياً بواسطة شركة ‎Asahi Glass‏ وشركة ‎Asahi Chemical‏ في اليابان ؛ وتتضمن حجيرة الكاثود » كاثود انتشار غازي مجهز بالهواء أو هواء مزود بالاكسجين ‎oxygen‏ ‏او اكسجين نقي ؛ ويصنع كاثود انتشار الغاز من مادة خام مقاومة للانزيمات مسامية تتضمن على الاقل في احد الاشكال غطاء حفز كهربي مسامي . ويصنع الكاثود صاد للماء على سبيل ‎Jt‏ ‏بغمر جزيئات متعدد رباعي الاثيلين ‎polytetracthylene‏ في الطبقة المحفزه واختيارياً ايضاً بداخل © كل المادة المقاومة للانزيمات المسامية لكي تسهل انطلاق الماء المتكون بواسطة التفاعل بين
تيم
و - الاكسجين والبروتونات المغادرة خلال الغشاء من حجيرة الانود . وتصنع المادة للانزيمات على وجه العموم من رقيقة مسامية أو نسيج كربون جرافيتي ‎TGH.
Sia graphitized carbon‏ ‎Toray or BWB - 3 Zoltec‏ تتضمن طبقة الحفز الكهربي كعامل حفاز معادن من مجموعة البلاتين أو اكسيد من ذلك المصدر أما لكل سيلينيوم ‎se‏ او في مخلوط . يؤخذ في الاعتبار اختيار ذ ‏ التركيب الامثل ؛ الحاجه .والحاجه في نفس الوقت لاخذ الكينتيكا ‎kinetics‏ المفضلة لتفاعل الاكسجين ومقاومة جيدة لكل الظروف الحمضية السائدة بداخل غطاء الحفز الكهربي نتيجة لانتشار حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ خلال الغشاء من حجيرة الانود وايضاً النمط المتحمل العالي لغاز الاكسجين . تكون العوامل الحفازه المناسبه هي البلاتين ‎platinum‏ ¢ ايريديوم ‎iridium‏ ؛ اكسيد الرثينيوم ‎ruthenium oxide‏ ولكل سيلنيوم ‎se‏ ؛ أو احتمالياً مدعمة على مسحوق ‎٠‏ الكربون ذات مساحة سطحية عاليه ‎Jie‏ ولكان - 72 - ‎XC‏ يمكن ان يزود كاتود انتشار الغاز بطبقة رقيقة من مادة متبلمرة ايونياً على الجانب المواجه للغشاء . على نحو مفضل به تكون المادة المتبلمره ‎Lig‏ ذات تركيب مماثل لتلك المادة المكونه لغشاء تبادل الايون . يحفظ كاثود انتشارالغاز في تلامس وثيق مع الغشاء تحت حراره ؛ ضغط منظم ؛ لوقت مناسب . قبل الوضع بداخل الخلية . على نحو مفضل نظراً للتكاليف الاقل ؛ يركب الكاثود والغشاء بداخل الخلية كقطع وحيده وتحفظ في تلامس مع ضغط تفاضلي مناسب بين حجيرتي الانود والكاثود (إضغط حجيرة الانود أعلى من ضغط حجيرة الكاثود) . ولقد وجد انه تم الحصول على نتائج مرضية مع ضغط تفاضلي من ‎١ - ١,١‏ بار ؛ مع قيم اقل ؛ كفاءات الاحلال جوهرياً حيث يتم استخدام قيم ‎lel‏ حتى اذا كانت بميزات طفيفة . على اي حال يكون الضغط التفاضلي مفيداً ‎Lovie Lad ©‏ يضغط الكاثود سابقاً الى داخل الغشاء ؛ وكما عرف في الاختيار ؛ يمكن حدوث تيم
- ١. ‏انفصالات بين الكاثود والغشاء مع الوقت نتيجة للضغط الشعيري المتكون داخل التقوب بالماء‎ ‏المنتج بواسطة تفاعل الاكسجين ؛ في هذه الحاله يكفل الضغط التفاضلي تلامس وثيق مناسب بين‎ ‏في مناطق الانفصال . يمكن تطبيق الضغط التفاضلي فقط عندما تزود‎ Load ‏الكاثود ؛ والغشاء‎ . ‏حجيرة الكاثود بتركيب صلب مناسب للتدعيم المنظم لتجميع الغشاء - الكاثود‎
‎٠‏ لصنع هذا التركيب على سبيل المثال من رقيقة مسامية بسمك مناسب ومستوية جيداً ‎٠‏ وفي نموذج مفضل للاختراع الحالي ؛ تصنع الرقيقة المسامية من طبقة اولى مصنعة من شبكة أو لوح معدني متمدد ذو حجم شبكة كبير وسمك ضروري لكي يزود بالصلابه الضرورية . وطبقة ثانية مصنعة من شبكة أو لوح معدني متمدد ذات سمك وحجم شبكة أقل من الطبقة الاولى ؛ مناسب ليزود بعدد كبير من نقاط تلامس مع الكترود انتشار الغاز ؛ في هذه الطريقة فانه يمكن الحل بصورة اسهل
‎٠‏ وارخص لمشكلة المتطلبات المتباينة من التركيب الكاثودي والذي يكون صلب والذي يعني سمك اساسي وعدد كبير من نقاط التلامس والتي تعني تقوب صغيرة أو حجم شبكة ؛ منفذ سهل للاكسجين وازالة سريعة للماء المتكون بواسطة تفاعل الاكسجين والتي يمكن الحصول على اهدافها فقط مع سمك صغير . تحدد حجرتي الأنود والكاثود للخلية الكيميائية الكهربية في احد الجوانب بغشاء تبادل ايوني وعلى
‏1 الجانب الاخر بحائط موصل للكهرباء ذو مقاومة كيميائية ملائمة . وتكون هذه الصفة واضحه لحجيرة الانود التي تزود بحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ ولكنها ‎Lind‏ ضرورية لحجيرة الكاثود. وفي الحقيقة ؛ فلقد لوحظ ان بواسطة الاغشية المشبعة مسبقا بالفلور السابق ذكرها الماء المكون بواسطة تفاعل الاكسجين ان ؛ المظهر السائل المتجبع على قاعدة حجيرة الكاثود يحتوي على حمض هيدروكلوريك في كميات تتراوح بين © الى ‎LY‏
‎٠‏ .من الوزن.
‎A
‎١١ -‏ - والآن سوف يوصف الاختراع بالرجوع لشكل ‎١‏ والذي يكون قطاع طولي عرضي مبسط للخلية الكيميائية الكهربية للاختراع ؛ تتضمن الخلية غشاء تبادل ايون ‎١‏ ؛ حجيرتين كاثود وانود ‎YoY‏ ‏على التوالي ؛ أنود ؛ ؛ فوهه تغذية الحمض 0 ؛ فوهه + لسحب الحمض المستهلك والكلور الناتج ؛ حائط ‎١7‏ يحدد حجيرة الانود ؛ كاثود انتشار غاز 4 ؛ عنصر مدعم الكاثود 4 يتضمن لوح أو شبكة سميكة متمددة معدنية ‎٠١‏ ولوح 0 شبكة رفيعه متمددة معدنية ‎١١‏ ؛ فوهه ‎١١‏ للتزويد بالهواء أو هواء مزود بالاكسجين او اكسجين نقي ؛ فوهه ‎١١7‏ لسحب الماء الحمضي لتفاعل الاكسجين ؛ والاكسجين الزائد؛ حائط يحد حجيرة الكاثود ‎VE‏ ؛ اطواق طرفيه مانعه للتسرب ‎Vo‏ ‏26 ‏في الممارسة الصناعية ؛ تكون الخلايا الكيميائية الكهربية مثل التي تخطط في شسكل ‎١‏ ؛ عادة ‎٠‏ متجمعة في عدد معين ‎Lad‏ لتخطيط التركيب ؛ ما يسمى 'مكبس الترشيح” يرتب لتكوين محلل بالكهرباء ؛ والذي يكون المكافئ الكيميائي الكهربي للمفاعل الكيميائي . في المحلل الكهربي ؛ تتصل مختلف الخلايا كهربياً اما متوازيه ؛ أو في سلسلة . وفي الترتيب المتوازي يتصل كائود كل خليه بساعد توصل في تلامس كهربي مع القطب السالب للمقوم ؛ بينما يتصل كل انود ايضاً بساعد التوصيل في تلامس كهربي مع القطب الموجب للمقوم . وعلى العكس في الترتيب في ‎0s‏ سلسلة ؛ يتصل انود كل خلية مع كاثود الخلية التالية بدون الحاجه لسواعد توصيل كهربية مقل الترتيب المتوازي ؛ يمكن تصنيع هذا الاتصال الكهربي باللجوء الى موصلات ملائمه والتي توفر بالاستمراريه الكهربية الضرورية بين انود واحده من الخلايا او كاثود الخلية المجاوره. وعندما تكون مواد الانود والكاثود واحده ؛ يمكن ان يصنع الاتصال ببساطة بأستخدام حائط وحيد ‎Lge‏ وظيفه تحديد كل من الانود لاحدى الخلايا وحجيرة الكائود للخلية المجاورة ؛ © وخصوصاً انه محلول انشائي مبسط يستخدم في المحللات الكهربية باستخدام تكنولوجية التيار تي
- ١١“ ‏عند ذكر‎ . hydrochloric acid ‏لحممض الهيدروكلوريك‎ dla ‏للتحليل الكهربائي للمحاليل‎ ‏التكنولوجيا فانه في الحقيقة يستخدم الرصاص الاسود كمادة انشائية فقط لكل من حجيرات الانود‎ ‏وحجيرات الكاثود . وبينما تكون هذه المادة مرتفعة الثمن جداً نتيجة للآلية الصعبه والمستهلكة‎ . ‏للوقت ؛ بجانب ندرة الاعتماد عليها نتيجة تقصفها الذاتي‎
وكما قيل بالفعل ؛ يمكن استبدال الرصاص الاسود النقي بالمركبات المصنعة من ‎ala ll‏ الاسود والبوليمرات ‎polymers‏ ¢ خصوصاً بوليمرات الفلورين ‎fluorinated polymers‏ ؛ والتي تكون اقل تقصفاً ولكن ايضاً باهظه الثمن اكثر من الرصاص الاسود النقي ؛ ولا تستخدم مادة اخرى في المجال السابق . وللفائدة الخاصة يمكن استخدام التيتانيوم ‎titanium‏ الذي يتميز بتكلفة مقبولة ؛ ويمكن انتاجه في صفائح رفيعة تكون سهله التصنيع والتشكيل وتكون ايضاً مقاومة
‎٠‏ للمحاليل المائية للكلور المحتوي على حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ والذي يكون الظروف الانوديه النموذجيه اثناء التشغيل . بينما يهاجم التيتانيوم ‎titanium‏ بسهوله في غياب الكلور والتيار الكهربي ؛ وضع مطابق للشكل المبدئي لبدء العمل وكل هذه الحالات ‎Cun‏ تخالف القاعدة ؛ ويحدث انقطاع مفاجئ للتيار الكهربي ؛ وعلاوة على ذلك ؛ بالمجال التكنولوجي السابق » يتم اجراء التحلل الكهربي بدون كاثود انتشار الغاز المزود بالهواء أوالاكسجين وعندئذ يكون
‎١‏ - التفاعل الكاثودي هو توليد الهيدروجين في وجود تيتانيوم ‎titanium‏ الهيدروجين ؛ وعندما يستخدم كمادة لحجيرة الكاثود ويحدث له تقصف . ومن المدهش وجد انه بادخال تعديلات لعملية التحلل الكهربي للمجال السابق فانه من الممكن استخدام التيتانيوم ‎titanium‏ والسبائك من ذلك المصدر ؛ مثل تيتانيوم - بلاديوم ‎fluorinated‏ ‎+.Y) polymers‏ 7) ؛» بينما مادة التركيب لكل من الحجيرات الانودية والكاثودية ؛ عندئذ التزويد
‏© _بتركيب مبسط ورخيص الثمن للمحلل الكهربي تماماً مصنع من المعدن .
‏تيم
EN
وتكون التعديلات المتضمنة للاختراع الحالي مدرجة هنا كالتالي :- - اضافة مركب مؤكسد الى المحلول المائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ ويجب ان يحفظ المركب المذكور دائماً في حالة الاكسدة بالكلور ويجب الا يختزل بصورة سائدة عندما يأتي في تلامس مع كاثود انتشار الغاز. وتتقابل تلك المتطلبات عندما يكون جهد الاكسدة ‎٠‏ والاختزال أعلى من التفريغ للهيدروجين ؛ والذي يمكن حدوثه عند الكتكرود ‎electrode‏ انتشار ‏الغاز في حالات اللانظامية القوية . وهذا يقلل قيمة الجهد في السائل الحمضي الموجود في تقوب ‏كاثود انتشار الغاز ويكون ‎ia‏ ولت لمجال ‎NHE‏ (الكترود الهيدروجين الطبيعي ‎(Normal Hydrogen Electrode‏ .وتتضمن القيم المقبولة لجهد الاكسدة والاختزال في المدى من ‎١“‏ =+ _فولت ‎NHE‏ ؛ وبصورة مطابقة يمكن اضافة الحديد ثلاثي التكافؤ والنحاس ثنائي ‎٠‏ التكافؤ الى الحمض ؛ بينما لا يتعمد الاختراع ان يكون محدوداً ايضاً . وخصوصاً يفضل الحديد ‏ثلاثي التكافؤ حيث انه لا يسبب تسمم لكاثود انتشار الغاز ؛ حيث انه يمكن وصوله بعد الهجره ‏خلال الغشاء ؛ وتقع التركيزات الاكثر تفضيلاً للحديد ثلاثي التكافؤ في المدى من ‎٠٠٠١ - ٠٠١‏ ‏جزء لكل مليون ؛ وعلى نحو مفضل به في المدى من ‎٠٠٠١‏ - 0080© جزء لكل مليون. ‏- استخدام كاثود انتشار الغاز المزود بالهواء أو هواء مزود بالاكسجين او اكسجين نقي . ‎١٠‏ - مداومه التركيز الاقصى لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ بداخل المحلل الكهربي ‎. 7 7١ ‏عند‎ ‏- تحدد درجة الحرارة الى حوالي ‎١‏ درجة مئوية . ‏- واختيار آخر أضافة الملح القاعدي ‎alkali salt‏ ؛ وعلى نحو مفضل الكلوريد القاعدي ‎alkali‏ ‎Jo chloride‏ سبيل المثال في ‎Ala‏ مبسطه كلوريد الصوديوم ‎sodium chloride‏ » السى محلول ‎Ad
و١‏ - حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ المائي . ويمكن شرح الاسباب التعديلات المذكورة كالاتي : - اضافة الحديد ثلاثي التكافؤ او مركب مؤكسد آخر مع جهد اكسدة واختزال مشابه ؛ يحفظ التيتانيوم ‎titanium‏ في صور غير فعالة والتي تقاوم الصداً ؛ نتيجة تكوين طبقة رقيقة اكسيديد ‎protective oxide film ©‏ واقية تحدث بواسطة مركب مؤكسد ؛ حتى في غياب التيار الكهربي او الكلور ويكون هذا وضع مطابق لفتح وغلق الخلية نتيجة الاسباب الطارئه للتوقف المفاجئ للتيار الكهربي ؛ اثناء العمل ؛ يذاب التيار الكهربي والكلور في محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ ؛ يضاف تأثيره الى ذلك المركب المؤكسد ؛ لاعادة دفع الفعل السلبي ؛ ويكون المركب المؤكسد قادر على تكوين الاكسيد الواقي ؛ غالباً عندما يكون جهد الاكسدة والاختزال ‎٠‏ الخاص به مرتفع بصورة كافيه على الاقل صفر فولت ‎NHE‏ (الكترود هيدروجين معتاد) ؛ وعلى نحو مفضل من ‎١7‏ - 56 فولت ‎NHE‏ ؛ وعندما يزيد تركيزه قيم محدودة معينة ؛ وفي الحالة الخاصة للحديد ثلاثي التكافؤ يكون هذا التركيز القليل ‎٠٠١‏ جزء لكل مليون ؛ بينما يحفظ هذا التركيز على نحو مفضل به في مدى ‎٠٠٠١‏ = 000 جزء لكل مليون ؛ لكي يحصل على اعتمادية عاليه وايضاً حماية بكفائه لحجيرة الكاثود ؛ كما هو مشروح في الوصف الاتي . يمكن ‎vo‏ التحكم في التركيز الضروري للمركب المؤكسد في محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric‏ ‏0 الذي يدور في حجيرات الانود للخلية بواسطة قياس ‎af‏ جهد الاكسدة والاختزال أو بواسطة قياس امبيرومتري ‎Cus amperometric‏ يعرف جيداً في اسلوبه الفني للتحلل الكهربي ؛ خلال معايير وادوات تجارية متاحة بسهولة . - استخدام كاثود انتشار الغاز ¢ في هذا النوع من ‎aa Sl‏ » يحدث التفاعل الكاتودي بين © الاكسجين والبروتونات المهاجرة من حجيرة الانود خلال الغشاء مع انتاج الماء . كما يذكر بالفعل ‎At‏
و١‏ - ؛ يكون هذا الماء الذي يكون شكل سائل يبلل جدران حجيرات الكاثود حمض قوي نتيجة لهجرة حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ خلال الغشاء . يمكن ان تتضمن هذه الحمضية بين 4 ؛ و ‎١7‏ # اعتماداً على ظروف العمل ؛ وعلاوة على ذلك ايضاً تتعرض حجيرات الكاثود الى ‎dad‏ ضار بدرجة كبيرة حتى اذا كان ذلك ‎a GSH‏ بمستوى اقل ‎٠‏ من ذلك المستوى النموذجي لحجيرات الانود . يحتوي الشكل السائل الحمضي ايضاً على المركب المؤكسد الذي يضاف الى سوائل حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الدائرة بداخل حجيرات الانود ؛ ويكون المركب المؤكسد خاصة اذا كان في شكل كاتيون ‎Je cation‏ حالة الحديد الثلاثي التكافؤ ‎trivalent iron‏ ؛ يهاجر خلال الغشاء نتيجة للمجال الكهربي ويتراكم في ماء التفاعل بداخل تقوب كاثود انتشار الغاز يعتمد تركيز المركب المؤكسد في ماءة تفاعل الحمض . ‎٠‏ في نفس ظروف العمل على تركيز المركب المؤكسد في محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الدائر في حجيرة الانود . اذا تم حفظ الاخير كما ذكر من قبل عند قيم عاليه بصورة كافيه ؛ مثلاً في حالة الحديد الثلاثي التكافؤ في المدى من ‎٠٠٠١‏ = 2000 جزء لكل مليون ؛ عندئذ ‎Lind‏ يصل التركيز في ماء التفاعل الحمض الى قيم كافية لحفظ التيتانيوم غير فعال بأمان حتى عندما تصل قيم الحمضية ؛ - 7 7 . على الوجه الاخر ؛ استخدام كاثود ‎١‏ انتشار الغاز ينبذ التفاعل الكاثودي لتوليد الهيدروجين الذي يمكن ان يكون خطراً جداً مع التيتانيوم؛ وكل إمكانية التقصف ايضاً مثل امكانية تحطيم اكسيدات الصداً المقاومة الواقية . = بمجرد الحصول على العوامل الضرورية لتكوين اكسيد التيتانيوم الواقي بواسطة تركيزات مناسبة للمركب المؤكسد كل في محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الدائر خلال حجيرات الانود ؛ وفي الماء الحمضي للحجيرة الكاثودية ؛ وانه لمن الضروري تجنب ظطروف © _العمل الاخرى والتي يمكن ان تسبب ذوبانها . ولقد وجد ان الحصول على الظروف المناسبه امنياً يم"
- ١١ -
‎Laie‏ لا تزيد درجة حرارة العمل على ‎Te‏ درجة مئوية يكون اقصى تركيز لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ في المحلول الدائر بداخل حجيرات الانود هو ‎Ye‏ 7 بالوزن ولقد لوحظ ‎Lind‏ ان دوران محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ في حجيرات الانود يزيد بكفاءة الحرارة المتولدة بواسطة تأثير ال ول في المحلول وفي الغشاء وبواسطة التفاعلات ‎٠‏ الكيميائية الكهربية . وانه من الممكن حفظ درجة الحرارة بداخل الحد الثابت ‏ ل ‎Te‏ درجة مئوية ‎Lay‏ بواسطة كثافة التيار ب 00860 -0 5060 أمبير لكل متر مربع ؛ مع معدل دفق معتدل لمحاليل حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ على سبيل المثال ‎٠‏ لتر في الساعة لكل
‏متر مربع للغشاء . - اضافة ملح قاعدي ؛ خصوصاً كلوريد الصوديوم ‎sodium chloride‏ محلول حمض ‎٠‏ الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ الدائر بداخل حجيرات الانود ؛ وتجري هذه الاضافة لاتحاد انتقال التيار الكهربي المتأثر بواسطة البروتونات مع تلك المتأثرة بالكاتيونات القاعدية ‎٠‏ خصوصاً كاتيونات الصوديوم ‎sodium cations‏ . هذا اتحاد لانتقال التيار الكهربي ؛ اذا كان متزن بصورة مناسبة ؛ يعادل معظم الحمضية الموجودة في ماء التفاعل الكاثودي في حجيرات الكاثود . وبذلك يمكن اختصار الحمضية الى قيم في معدل 1 - 0.1 :0 7 مع الاخذ في الاعتبار ال؛ - ‎LV‏ ‎١‏ المميزة لظروف العمل بدون اضافة الاملاح القاعدية ‎alkali salts‏ ؛ وفي ‎dlls‏ خاصة لكلوريد الصوديوم ؛ لوحظ ان اضافة من ‎Ye‏ - 56 جرام لكل لتر الى ‎7١0‏ ) محاليل حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ جوهرياً تقلل حمضية ماء التفاعل الكاثتودي مع تأثير اضافي معين ثابت على التيتانيوم ‎titanium‏ وتقلل هذه الظروف البسيطة ايضاً معدل الفض (تحويل المعدن الخام) لعوامل حفازة معينه والتي يمكن ان تدمج في كاثود انتشار الغاز . اثناء الاختبار ‎x‏ بالخلايا الكيميائية الكهربية كما هو مبين في شكل ‎١‏ ؛ فانه موضح ان الظروف المذكورة عاليه ؛
‏حي
- ١١7 ‏فان اضافة المركب المؤكسد يتحكم في الحرارة ؛ والحفاظ على اقصى تركيز لحمض‎ ‏الدوار واستخدام الكترودات انتشار الغاز ؛ يسمح باستخداء‎ hydrochloric acid ‏الهيدروكلوريك‎ ‎. ‏التيتانيوم لتركيب حجيرات الانود والكاثود بأعتمادية كافيه طويلة المدى بأخذ الصداً في الاعتبار‎ ‏ولقد وجد احياناً ان النقاط الضعيفة الوحيدة في اماكن الشقوق تتوافر حيث يوجد التيتانيوم الغير‎ ‏.حر للتلامس بالشكل السائل المحتوي على المركب المؤكسد . ومثال نموذجي تكون الشفرات‎ ١ . ‏الطرفية للحجيرات الانودية والكاثودية بالنسبة لمنطقة اطواق منع التسرب‎ ‏ويتم التغلب على المشكلة بتطبيق مناطق الشقوق ؛ بشكل رئيسي ؛ على الشفرات الطرفية‎ oxides ‏والفوهات المختلفة ؛ وغطاء متضمناً معادن من مجموعة البلاثين مثل تلك او كاكسيدات‎ ‏او المخلوط من ذلك المصدر والتي تخلط بعد ذلك اختيارياً مع اكسيدات مركزه مل التيتانيوم‎ tantalum oxides ‏التيتانيوم‎ Chau Sg ‏؛‎ zirconium ‏؛ زيركونيوم‎ niobium ‏نوبيوم‎ titanium | ٠ ‏في نسبة مولية‎ titanium ‏والتيتانيوم‎ ruthenium ‏ويكون المثال المطابق هو اكسيد مخلوط للراثيوم‎ . ‏متساوية‎ ‏ويشتمل محلول اخر يمكن الاعتماد عليه بدرجة أكثر على استخدام ؛ سبائك التيتانيوم بدلاً من‎ . ‏وعلى وجه الخصوص ؛ يكون الاهتمام من جهة التكلفة والاتاحية‎ SUI ‏التيتانيوم‎ ‏وعلى وجه الخصوص « يكون الاهتمام من جهه التكلفة والاتاحية بسبيكة تيتانيوم - بلاديوم‎ eo ‏وتكون لهذه السبيكة مقاومة معينة في مناطق الشقوق ؛ كما هو‎ ٠ / ‏أ‎ titanium-palladium ‏من الصداً في الاماكن الخالية من الالتصاق‎ LS ‏معروف في هذا المجال ؛ يكون محصن‎ . ‏بالمحاليل الحمضية المحتوية على مركبات مؤكسدة كما هو موضح من قبل‎ ‏تيمم‎
م١‏ - مثال : ‎Lad‏ يتعلق بكفاءة الخلايا الكيميائية الكهربية الموصوفة عاليه ؛ يبين شكل ؟ العلاقة بين ولطية الخلية وكثافة التيار الذي تم الحصول على كل منهما وفقاً للأساليب الفنية للاختراع الحالي ‎)١(‏ ‏وتلك الخاصة بالمجال السابق (7) ؛ وتصنع الحجيرات الانودية والكاثودية (بالرجوع لارقام ؟ و د 67لاو ‎١4‏ في شكل ‎)١‏ من سبيكة التيتانيوم - بلاديوم ‎٠,7‏ 7 مزوده بأطواق طرفيه لمنع التسرب مصنوعة من ‎EPDM elasbmer‏ (بالرجوع لارقام ‎١١‏ و ‎١١‏ في شكل ‎.)١‏ تزود حجيرة الانود بأنود مصنع من شريحة شبكة تيتانيوم - بلاديوم ‎١,7‏ 7 متمددة مكونة شبكة غير سطحية بسمك 9ر١‏ مليمتر بفتحات شبه معينة ذات اقطار © الكترون ‎٠١‏ مليمتر على التوالي ؛ مجهزه بغطاء حفز كهربي ؛ مصنع من اكسيد مخلوط من راثينيوم وايريديوم وتيتانيوم (؟ في شكل ‎)١‏ . ‎٠‏ تزود حجيرة الكاثود ‎١.7 ALES AGE‏ 7 من تيتانيوم - بلاديوم بسمك ‎V0‏ مليمتر بفتحات شبه معينة ذات اقطار © و ‎٠١‏ مليمتر على التوالي ؛ بشبكة رفيعة (بالرجوع لارقام ‎١١ 0٠٠ cd‏ في شكل ‎)١‏ بتركيز *رء 7 تيتانيوم - بلاديوم (سمك در مليمتر ؛ فتحات شبه معينة باقطار ؟ و ؛ مليمتر على التوالي) ملحومة نقطياً ايضاً ؛ تزود الشبكة الرفيعة بغطاء موصل كهربياً مصنع من شبكة بلاتينيوم - ايريديوم . تدعم الشبكة المزدوجة التركيب كاثود انتشار الغاز المكون من ‎ELAT ٠‏ الكترود يسوق تجارياً بواسطة 30( ‎E - TEX - USA‏ 1 بلاتين على لكان 72 - ‎XC‏ ‏كربون نشط ؛ بوزن اجمالي ‎٠١‏ جرام لكل متر مربع من معدن كريم) ؛ مزود بطبقة رقيقة من مادة ‎Pergluorinated‏ متبلمرة ايونيا في الجانب المواجه لتلك التي تتلامس مع الشبكة مزدوجة التركيب ‎2A)‏ شكل ‎)١‏ . تفصل الحجيرتان بواسطة غشاء نافيون ‎١١١7 ( Nafion‏ ؛ متوفر لدى ‎Du Pont - USA) (1‏ في شكل ‎)١‏ ؛ يزود الانود بمحلول من ‎٠١‏ 7 حمض هيدروكلوريك وتم © تزويد حجيرة الكاثود باكسجين نقي عند مستوى أعلى بدرجة طفيفة من ضغط الهواء الجبوى حي
- ١ bar ‏يحفظ الضغط التفاضلي عند مستوى لا يبان‎ . 7 7١ ‏بمعدل دفق مطابق للزيادة المكافئة‎ ‏بين الحجيرتين ويحتفظ بدرجة الحرارة عند 00 درجة مئوية . ويضاف حمض الهيدروكلوريك‎ ‏جزء لكل‎ You ‏مع كلوريد الحديد لكي يصل تركيز الحديد ثلاثي التكافؤ الى‎ hydrochloric acid ‏مليون ؛ يصنع السائل المسحوب من قاع حجيرة الكاثود محلول مائي من + 7 حمض‎ . ‏جزء لكل مليون من الحديد ثلاثي التكافؤ‎ 7٠١ ‏هيدروكلوريك المحتوي على حوالي‎ يستغرق عمل الخلية ‎You‏ ساعة مع توقفات وسطية مختلفة وفترات خمول طويلة في وجود الحمض الراكد . ولا يوجد تعفن أو صدأ حتى في مناطق الشفرات تحت اطواق منع التسرب الطرفية ؛ ويتم عمل مراقبة اخرى لتحلل السوائل الخارجه بدون كشف اي بقايا من التيتانيوم يمكن تقديرها .
Av

Claims (1)

  1. ام* ‏ عناصر_ الحماية ‎١ ١‏ - يتم اجراء عملية التحليل الكهربي ‎electrolysis‏ للمحاليل المائية لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid Y‏ لانتاج الكلور 6 في محللات كهربية ‎electrolyzers‏ تتكون على ¥ الاقل من خلية كيميائية كهربية واحدة تتضمن حجيرة كاثود ‎cathode‏ وحجيرة انود ‎anode‏ ‏1 مفصولتان بواسطة غشاء تبادل ايوني ‎fon‏ مقاوم للصداً من النوع الكاتيوني ‎cationic‏ ؛ ويتم ° شغل حجيرتي الكاثود ‎cathode‏ والانود 6 بواسطة كاثود ‎cathode‏ انتشار الغاز وانود ‎anode‏ مصنع من مادة متأثرة بالانزيمات خاملة مزود بغطاء محفز كهربياً لتوليد الكلور ل ‎chlorine‏ ؛ على الاقل يكون كاثود ‎cathode‏ انتشار الغاز والغشاء في تلامس وثيق كل مع ‎AY) A‏ ؛ وبعد ذلك تزود حجيرة الكاثود . ع1:00ه» بمدخل لتزويد الغاز المحتوي على 4 الاكسجين 0 ومخرج ‎zl AY‏ ماء التفاعل ؛ وتتضمن حجيرة الانود ‎anode‏ على ‎Ve‏ مدخل للمحول المائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ ليحلل كهربائياً ‎١‏ 40 ومخرج لازالة محلول حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ المستهلك ‎VY‏ والكلور ‎chlorine‏ المنتج ؛ ويتم اجراء هذه العملية في خلية حيث تصنع حجيرات الانود ‎Vr‏ 6 والكاتود ‎cathode‏ من نفس مادة التركيب والتي يتم اختيارها من مجموعة التيتانيوم ‎titanium Ve‏ وسبائك التيتانيوم ‎Alay titanium‏ الى محلول مائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid 12‏ ليتم تحلله كهربائياً ؛ مركب مؤكسد ذو جهد اكسده واختزال ‎redox‏ ‎le potential ١‏ الاقل يساوي صفر _فولت ‎Volt NHE‏ والذي يجب ان يبقى مثيتاً تحت حالة ‎VY‏ أكسدة بواسطة الكلور ‎chlorine‏ ويجب أن يختزل عندما يصل الى حالة اتصال مع ‎YA‏ الكاترد ‎cathode‏ . ‎AT‏
    ‎Y ١‏ - تتميز العملية ‎Lia‏ للعنصر ‎١‏ ¢ بأن جهد الاكسدة والاختزال ‎redox potential‏ المذكور ‎Y‏ يقع ما بين ‎١7‏ و 56 فولت ‎Volt‏ 11118. ‎١‏ ¥ - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎١‏ ؛ بأن المركب المؤكسد المذكور يكون ‎an‏ ‏7 التكائؤ ‎trivalent iron‏ . ‎١‏ 8 — تتميز العملية ‎Gi‏ للعنصر ¥ بأنه يتم حفظ تركيز الحديد ثلاثي التكاتؤ ‎trivalent‏ ‎Y‏ 0 في مدى من ‎٠٠٠٠١١ = ٠٠١‏ جزء لكل مليون . ‎١‏ © - تتميز العملية وفقاً للعنصر ؛ ؛ بان التركيز تم ذكره يحفظ في المدى من ‎٠٠٠١‏ الى ‎Cosel‏ ‎١‏ + - تتميز العملية ‎Uy‏ لعنصر ؛ بان يتم التحكم في التركيز بواسطة مسامير ‎Y‏ الكتروكيميائية ‎electrochemical probes‏ أو قياس امبيرومتري ‎amperometric‏ . ‎V ١‏ - تتميز العملية وفقا للعنصر ؛ ؛ بأن تركيز المحلول المائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid Y‏ المراد تحليله كهربيا ‎electrolyzed‏ يكون ذو قيمة عظمى ‎٠١‏ # بالوزن ‎v‏ ولا تزيد درجة حرارة المحلول ‎All‏ لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ ¢ المستهلك عن ‎Te‏ درجة ‎sie‏ 4 .
    ‎Atl
    ‎A ١‏ - تتميز العملية وفقاً للعغخصر 7 بان درجة حرارة المحلول المائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ المستهلك تحفظ تحت التحكم بواسطة ضبط معدل دفق المحلول المائي لحمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ المراد تحليله كهربياً ‎electrolyzed $‏ . ‎١‏ 4 - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎A‏ بان معدل الدفق ذو قيمة ‎٠٠١‏ لتر في الساعة لكل متر 7 مربع من الغشاء ¢ وبكثافة يتار ‎Seve — ١١‏ أمبير لكل متر مربع من الغشاء . ٍْ ‎٠ ١‏ - تتميز العملية ‎Gg‏ للعنصر ‎١‏ ؛ بأنه بعد ذلك يضاف الى المحلول المائى لحمض ‎Y‏ الهيدروكلوريك ‎hydrochloric acid‏ المراد تحليله كهربيا 0 ملح قاعدي ‎alkali‏ ‎salt v‏ . ‎١ ١‏ - تتميز العملية وفقا للعنصر ‎٠١‏ ؛ بأن الملح القاعدي ‎alkali salt‏ المذكور يكون ‎Y‏ كلوريد الصوديوم ‎sodium chloride‏ ويكون تركيزه ‎led‏ بين ‎ee - ٠0‏ جرام لكل لتر . ‎١١ ١‏ - تتميز العملية وفقا للعنصر ¢ بأنه يستخدم التيتانيوم ‎titanium‏ أو سبيكة التيتانيوم ‎titanium Y‏ كمادة تركيب لحجير تي الانود ‎anode‏ والكاثود ‎cathode‏ وتزود بغطاء حفز ‎ST‏ واقي بمناطق الشقوق لكل من الحجيرتين . تيم
    ‎١٠“ ١‏ - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎١١‏ بأن الغطاء المذكور الواقي يصنع من معادن من ‎Y‏ مجموعة البلاتين ‎platinum‏ ¢ واكسيداتها ‎oxides‏ تستخدم كتلك أو كمخلوط من ذلك ¥ المصدر مع الاضافة الاختيارية لاكسيدات 5 مركزه يتم اختيارها من مجموعة 1 التيتانيوم ‎titanium‏ توبيوم ‎niobium‏ ¢ زيركونيوم ‎zirconium‏ ء اكسيدات التيتاليوم ‎-tantalum oxides 2‏
    ‎١‏ 4 - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎١“‏ بأن الغطاء المذكور الواقي يصنع من اكسيدات ‎Y‏ مخلوطة ‎mixed oxides‏ من الرثينيوم ‎ruthenium‏ والتيتانيوم ‎titanium‏ في نسبة متساوية ‎Y‏ مولياً .
    ‎Ve ١‏ - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎١‏ ؛ بأن المادة المذكورة المكونة تكون ‎١,١‏ 7#من ¥ وزن سبيكة تيثانيوم - بلاديوم ‎titanium-palladium‏ .
    ‎٠١ ١‏ - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎١‏ ؛ بأن سطح كاثود ‎cathode‏ انتشار الغاز الذي في ‎Y‏ تلادمس وثيق مع غشاء التبادل الايوني مزود بطبقة رقيقة من مادة متبلمر ايوني ‎ionomeric‏ ‏0 مقاومة للصداً متوافقة مع المادة المكونة للغشاء .
    ‎cathode ‏؛ بأن التلامس الوثيق المذكور بين كاقرد‎ ١ ‏تتميز العملية وفقا لعنصر‎ - VY ١ ‏00؛ يتم الحصول عليه قبل تركيب المذكور‎ exchange ‏انتشار الغاز وغشاء التبادل الايوني‎ Y . ‏بالتحليل الكهربي بالالتحام تحث حرارة وضغط‎ ¥
    ‎Ae
    ‎١‏ - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎١‏ ؛ بأنه تم تعريض حجيرة الانود ‎anode‏ الى ضغط ‎Y‏ أعلى من حجيرة الكائود ‎cathode‏ . ‎١‏ 4 - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎YA‏ بأن الضغط التفاضلي بين حجيرات | لانود ‎anode‏ ‎Y‏ والكاثود ‎cathode‏ يحفظ في مدى ما بين ‎٠,١٠ = 6.١‏ بار عوط . ‎٠ ١‏ - تتميز العملية وفقاً للعنصر ‎VA‏ بأن كاثود ‎cathode‏ انتشار الغاز المذكور وغشاء ‎Y‏ التبادل الايوني ‎jon exchange‏ يدعم بواسطة تركيب صلب ؛ مسامي ذات العديد من مناطق و ‎gyal‏ مع سطح كاثود ‎cathode‏ انتشار الغاز المقابل الى ذلك في تلاميس وثيق مع الغشاء § ¢ يوضع بالتركيب المذكور في حجيرة الكاثود ‎cathode‏ . ‎١‏ ١؟‏ - تتميز العملية وفقا لعنصر ‎٠١‏ بأن التركيب المذكور من لوح من معدن صلب خشن 7 متمدد او شبكة ولوح او شبكة معدنية متمددة ؛ ملحومة كل مع الاخرى 3 باللوح او الشبكة 1 المعدنية الرقيقة المذكورة المتمددة والمصنعة من تيتانيوم ‎titanium‏ او سبيكة التيتانيوم ‎titanium‏ ويجهز اللوح او الشبكة المعدنية المذكورة الرفيعة بغطاء موصل كهربياً مقاوم ° للصدأ .
    ‎Atl
SA97170635A 1997-02-23 1997-02-23 طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID SA97170635B1 (ar)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SA97170635A SA97170635B1 (ar) 1997-02-23 1997-02-23 طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SA97170635A SA97170635B1 (ar) 1997-02-23 1997-02-23 طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SA97170635B1 true SA97170635B1 (ar) 2006-05-20

Family

ID=58232820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SA97170635A SA97170635B1 (ar) 1997-02-23 1997-02-23 طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID

Country Status (1)

Country Link
SA (1) SA97170635B1 (ar)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0785294B1 (en) Improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid
US5041196A (en) Electrochemical method for producing chlorine dioxide solutions
US5084149A (en) Electrolytic process for producing chlorine dioxide
CA1125697A (en) Electrolysis of hydrogen halide in cell with catalytic electrodes bonded to membrane
US5580437A (en) Anode useful for electrochemical conversion of anhydrous hydrogen halide to halogen gas
US4311569A (en) Device for evolution of oxygen with ternary electrocatalysts containing valve metals
US4528083A (en) Device for evolution of oxygen with ternary electrocatalysts containing valve metals
Viswanathan et al. Chemical, electrochemical, and technological aspects of sodium chlorate manufacture
US5158658A (en) Electrochemical chlorine dioxide generator
JP2000104189A (ja) 過酸化水素の製造方法及び製造用電解槽
RU97100560A (ru) Способ электролиза водных растворов хлористоводородной кислоты
US4936970A (en) Redox reactions in an electrochemical cell including an electrode comprising Magneli phase titanium oxide
JPS5949318B2 (ja) 次亜ハロゲン酸アルカリ金属塩の電解製造法
JP2007197740A (ja) 過塩素酸化合物の合成用電解セル及び電解合成方法
Schuetz et al. Electrolysis of hydrobromic acid
US5089095A (en) Electrochemical process for producing chlorine dioxide from chloric acid
Robertson et al. High efficiency hypochlorite generation
US5868912A (en) Electrochemical cell having an oxide growth resistant current distributor
Millet Chlor-alkali technology: fundamentals, processes and materials for diaphragms and membranes
US4971666A (en) Redox reactions in an electrochemical cell including an electrode comprising Magneli phase titanium oxide
Barmashenko et al. Recovery of chlorine from dilute hydrochloric acid by electrolysis using a chlorine resistant anion exchange membrane
AU604590B2 (en) Production of chlorine dioxide in an electrolytic cell
SA97170635B1 (ar) طريقة محسنة للتحليل الكهربي electrolysis لمحاليل مائية من حمض الهيدروكلوريك HYDROCHLORIC ACID
JP3538271B2 (ja) 塩酸電解装置
Paidar et al. 13 Membrane electrolysis