SA97170635B1 - An improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid. - Google Patents
An improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid. Download PDFInfo
- 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
Links
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 115
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 39
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 27
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- NGRREJFFVWHKRV-UHFFFAOYSA-N niobium titanium Chemical compound [Ti][Ti][Nb] NGRREJFFVWHKRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZARVOZCHNMQIBL-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) titanium(4+) zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4] ZARVOZCHNMQIBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- 101150051314 tin-10 gene Proteins 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical class ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010349 cathodic reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- -1 isocyanates isocyanates Chemical class 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000015107 ale Nutrition 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 238000007138 Deacon process reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBWUNQZJGJFJLZ-UHFFFAOYSA-N [Cl].Cl Chemical compound [Cl].Cl CBWUNQZJGJFJLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 230000009134 cell regulation Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- JOTOPCOJPUYXPE-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1.ClC1=CC=CC=C1 JOTOPCOJPUYXPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- CSTCGHZCMTZWEB-UHFFFAOYSA-N fluoroimino(oxo)methane Chemical class FN=C=O CSTCGHZCMTZWEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229920000831 ionic polymer Polymers 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940073584 methylene chloride Drugs 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZQADQWPBJVVGH-UHFFFAOYSA-N niobium titanium zirconium Chemical compound [Ti].[Zr].[Nb] PZQADQWPBJVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAQNULZQXCKSQW-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Ti+4] BAQNULZQXCKSQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N platinum-iridium alloy Chemical compound [Ir].[Pt] HWLDNSXPUQTBOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
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.Abstract: The present invention relates to an improved method for producing chlorine from aqueous solutions of hydrochloric acid in a membrane cell for electrolysis each with a cathode compartment equipped with a gaseous diffusion cathode supplied with air or supplied air or oxygen, and an anodic compartment equipped with an anode equipped with a catalytic cap Electrolyte to generate chlorine. The aforementioned anode chamber is fed with an aqueous solution of hydrochloric acid with a maximum concentration of 20% and a maximum temperature of 60°C, containing an oxidizing compound with an oxidation-reduction potential of at least zero Volts NHE (usual hydrogen electrode) as Preferred from 0.3-0.6 V NHE. The suitable oxidizing compound is trivalent in concentrations included in the range 100 to 10,000 parts per million. The anodic and cathodic chambers of the cell and its internal components are made of titanium or alloys thereof, such as 0.2 titanium-palladium, and the parts made of titanium in which there are cracks are provided with a protective covering based on metals of the platinum group, and their oxides like them or Like a mixture of them.
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 AeAn improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid Full Description Background The present invention relates to Sua chlorine Modern industrial chemistry relies to a large extent on the use of chlorine as a raw material. Reactions of practical interest can be divided into two groups depending on whether the final product contains chlorine or not; According to the following product: A - finished offal containing chlorine. Al - production of polyvinylchloride (PVC) from the polymerization of vinyl chloride monomer (VCM) and obtaining unpolymerized vinyl chloride (VEM) through two steps of dichloroethane synthesis dichloroethane (DCE) from ethylene-6 and chlorine; And from the thermal cracking of dichloroethane 06 to vinyl Jail chloride | 0 by the following reactions: CH, =CH, +Cl, -----> CH, CI-CH, Cl (DCE) CH, Cl-CH, Cl -----> CHCI=CH; (VCM) +110 is also converted to 48 hydrochloric acid which is a by-product of the reaction and represents 7,500 percent of the chlorine used; to additional DCE by the following reaction of process 1 _ chlorination in the presence of oxygen: 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 AtlConversely creamy in other industrial processes; Hydrochloric acid cannot be recycled, as it is exposed to a commercial problem in a low-price market in general; Also, due to its content of organic impurities containing chlorine; Three similar processes are listed here: 0 20 C - production of chlorobenzene (monochlorobenzene) + HCI 11:01 < Mann + Cs Hs Cs Hg + 7 <> 11012 (dichlorobenzene) + 21101 A3 - Production of chloromethanes (lise CH, + Cl, > 1:0 (methylchloride) + HCl CH, C1, (methylenechloride) + 111 ve > M20 + CH, and OF can be Chloromethane, chloromethanes, starting materials for the reaction to produce fluorinated compounds 40 in exchange with hydrofluoric acid, as follows: HF < CHF + HCI + ion B is the final product that does not contain chlorine. polyurethane ¢ and the starting materials for the reaction are cad isocyanates isocyanates, which were obtained through two steps as follows: CO + Cl; -< 00012 (phosgene) COCl, + R-NH, (amine) - ---> RNCO (isocyanate) + 21101 Atl
عp
بينما يحتوي حمض الهيدروكلوريك hydrochloric acid في عملية المعالجة بالكلور في النقطة AWhile hydrochloric acid is contained in the chlorination process at point A
على Lov من الكلورالمستخدم ؛ فانه لانتاج الايزوسيانات isocyanates يزال كل الكلور فيOn Lov of chlorine used; For the production of isocyanates, all chlorine is removed from the
صورة حمض الهيدروكلوريك 40 hydrochloric كمنتج ثانوي ٠ ويطبق نفس الشيء لانتاجPicture of hydrochloric acid 40, hydrochloric as a by-product 0 and the same applies to produce
متعددة الكربونات polycarbonates وتوجد خصائص مشابهة في انتاج ثاني اكسيد التيتانيوم : د ditanium dioxide ويستخدم الكلور للحصول على رباعي كلوريد التيتانيوم titaniumPolycarbonates, and there are similar properties in the production of titanium dioxide: d, ditanium dioxide, and chlorine is used to obtain titanium tetrachloride.
06 الذي عندئذ يتحول الى ثاني اكسيد التيتانيوم titanium dioxide مع aes06 which then turns into titanium dioxide with aes
الهيدروكلوريك hydrochloric acid كمنتج ثانوي .Hydrochloric acid as a by-product.
بينما توليد الكيمياء الصناعية سوف يواكب Lf انشاء وحدات صناعية جديدة أو توسيع اخرىWhile generating industrial chemistry, Lf will go along with establishing new industrial units or expanding others
متواجدة لانتاج مركبات الايزوسيانات isocyanates الفلورينية بجانب مركبات كلورينية معينة ؛present for the production of fluorine isocyanates as well as certain chlorinated compounds;
1 فانه يمكن بسهولة التنبؤ باتاحة زيادة كبيرة بكميات حمض الهيدروكلوريك hydrochloric acid1, it can easily be predicted that a large increase in the quantities of hydrochloric acid will be available
بينما متطلبات السوق ضعيفه للغايه ؛ بهذا الوضع تبدو العملية القادرة على تحويل حمضWhile market requirements are very weak; In this situation, the process capable of converting acid appears
الهيدروكلوريك hydrochloric acid كلور مفيدة للغاية .Hydrochloric acid chlorine is very useful.
يمكن تلخيص الخلفية التكنولوجية فيما يتعلق بتحويل حمض الهيدروكلوريك hydrochloric. acidThe technological background regarding hydrochloric acid conversion can be summarized. acid
الى كلور كالاتي :to chlorine as follows:
١ - عمليات التحفيز1- Stimulation processes
تستنج هذه العمليات من عملية ديكون Deacon المعروفة جيداً ؛ المخترعة في نهاية القرن التاسعThese processes derive from the well-known Deacon process; Invented at the end of the ninth century
عشر . وهي تعتمد على تفاعل الاكسدة لحمض الهيدروكلوريك hydrochloric acid الغازي علىTen. It is based on the oxidation reaction of gaseous hydrochloric acid
عامل حفاز 1 فلزي (كلوريد التحاس (copper chloride .Catalyst 1 metal (copper chloride)
Cl; + 0 جح يمويلا + HCl تيمCl; + 0 JH Ymoila + HCl Tim
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 كيمThis - and recently, the process has been significantly improved by matching the catalyst containing chromium oxide and operating at a low temperature. The problem affecting this process lies in the thermodynamics of the reaction; Which allows only partial conversion of hydrochloric acid, and therefore the direction of the current for the reaction must take into account both the separation of chlorine from the hydrochloric acid and the re-cycling of the hydrochloric acid. add to that ; The water crack is removed in the industrial unit (the water is a reaction product) and contains ALE minerals produced from the catalyst. And to overcome these negatives; newly ; Z oxidation is proposed to be performed in two steps; They are: a reaction between gaseous hydrochloric acid and copper oxide to form copper chloride; Sequentially, a reaction between copper chloride and oxygen to form chlorine and oxide 0 copper, which is a new material for the first reaction (chemical engineering test - 11 September 1380), while this new process contains the need to support the properties of new catalysts capable of withstanding thermal shock and friction. Electrochemical processes Hydrochloric acid is analyzed in the form of an aqueous solution electrolytically in an electrochemical cell 1 divided into two chambers by a porous barrier or by an ion exchange membrane, Perfluorinated type.The following reactions occur at the polarity: positive (anode) and negative (cathode) Cl ja Cl-2¢ + H++2 > H d 0 - Total reaction Cly+H, H HCl chem
- 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- the process is applied to a certain number of industrial units; This process includes in a modified version as close as possible to typical; Energy consumption, Vow ny, is kilowatt-hours per ton of chlorine at a current density of 5000 amperes per square metre. This energy consumption is usually considered too high to be economically beneficial and also due to the high investment costs in fact 1; The high sharpness of both hydrochloric acid and chlorine solutions leads to the selection of black lead as a construction material. which imposes a high GSS of the mechanical mechanism. moreover; The high embrittlement of black lead constitutes reliability problems for the industrial unit, and in particular; The process under pressure is excluded, which can provide clear advantages in terms of product quality and the integration of the electrolytic decomposition process into the industrial production units. Today, black lead can be replaced by black lead compounds, which are obtained by hot pressing of black lead powders and thermoplastic and chemically resistant adhesives 0 as described in US Patent 4,911,557. These compounds require special molds and very strong pressures, and in addition to that, the weight has 1 advantages in terms of high resistance and its ability to be formed from pure black lead. It is proposed to replace the hydrogen-emitting cathode with an oxygen-consuming cathode. This provides the advantage of a lower voltage cell; Accordingly, reducing the electrical energy consumed to 1101 - 0001 kilowatt-hour per ton of chlorine - and finally this reduced consumption works on GUE electrolysis processes. And while this system has been tested on a laboratory level; The application has not been registered at the industrial level. Recently, other suggestions have been made: . PCT publication no. 10/095/44797 of Du Pont De Nemours and Co
AeAe
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 . تمIn fact, the electrolysis of gaseous hydrochloric acid obtained from industrial units for the production of isocyanates, fluorinated compounds, or chlorides has been described; After appropriate filtration to remove organic and solid particles, ills can be present. Hydrochloric acid supplies an electrolysis cell divided into 2 chambers by a Perfluorinated ion exchange membrane. The anode chamber comprises a gas diffusion electrode made of a porous thin film containing a catalyst suitable for close contact with the membrane. Gaseous hydrochloric acid diffuses through the electrode holes to the interface between the membrane and the catalyst, where it is converted to chlorine. The cathode chamber is provided with a Lad electrode in close contact with the membrane capable of generating hydrogen 0 . The water stream removes the released hydrogen in the form of bubbles and contributes to the regulation of cell temperature, however, under certain operating conditions, in particular during the off and on operation of the anode chamber; Lay the appearance of Sle, which contains 40 hydrochloric acid at Ale concentrations of 40 - 70 7 . Then this process also needs materials with high resistance and only black lead seems to be suitable and thus involves high investment costs as discussed from hve The general description of the invention 2 The purpose of the present invention is to overcome the defects of the previous field; In particular, it reveals a new process for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid 80 with a cell that includes the use of a gaseous diffusion cathode supplied with oxygen and is characterized by high mechanical reliability and reduced investment costs. It was completed
ام -Mother -
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 أيونThe present invention relates to a method for the electrolysis of Agile solutions of hydrochloric acid, where the aqueous solution of hydrochloric acid is provided with an anode chamber of an electrochemical cell containing an anode made of a material resistant to a specific enzyme that is resistant to rust, and equipped with an electrocatalytic cover for the emission of chlorine. The enzyme-resistant materials are porous flakes of graphitized carbon; According to Jara article (G8) PWB - 3 201166 or TGH Toray porous; Grids or expanded metals made of titanium, titanium alloys, ctitanium, niobium, or tantalum. The electrocatalytic cover can be made of oxides of these Jie platinum group metals, or in 0 mixtures; Optional addition of oxides, chemical stability, Fa, titanium or tantalum oxides; The cathode is separated from the anode compartment by an ion exchange membrane pre-saturated with fluorine 0 of the ion type.
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 بينpositive charge. Suitable films are commercially marketed by Du Pont under the registered mark 0 (in particular Nafion 11; Nafion 111 films). Similar 0 products may also be used and commercially available by Asahi Glass and Asahi Chemical. In Japan, the cathode chamber includes “a gaseous diffusion cathode equipped with air, oxygenated air, or pure oxygen; the gaseous diffusion cathode is made of porous enzyme-resistant raw material that includes at least in one form a porous electrocatalytic cover. The cathode is made waterproof For example, Jt immersed polytetrathylene molecules in the catalyst layer and optionally also in © all the porous enzyme-resistant material in order to facilitate the release of the water formed by the reaction between
تيمTim
و - الاكسجين والبروتونات المغادرة خلال الغشاء من حجيرة الانود . وتصنع المادة للانزيمات على وجه العموم من رقيقة مسامية أو نسيج كربون جرافيتي TGH.F - Oxygen and protons leaving through the membrane from the anode chamber. The material for enzymes is generally made of porous film or TGH carbon graphite fabric.
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 تيمSia graphitized carbon Toray or BWB - 3 ZoltecThe electrocatalytic layer includes as a catalyst metals from the platinum group or an oxide from that source either per se or in a mixture. Taking into account the selection of the optimal installation; The need. And the need at the same time to take the preferred kinetics for the reaction of oxygen and good resistance to all acidic conditions prevailing inside the electrocatalytic jacket as a result of the diffusion of hydrochloric acid through the membrane from the anode chamber and also the high tolerance type of oxygen gas. Suitable catalysts are platinum ¢ iridium; ruthenium oxide and selenium per se; Or possibly supported on 0 carbon powder with high surface area Jie Lakan-72-XC gas diffusion cathode can be provided with a thin layer of ionic polymer material on the facing side of the membrane. Preferably, the Lig copolymer has a similar composition to that of the ion exchange membrane. The gas diffusion cathode is kept in close contact with the membrane under its heat; pressure regulator; for an appropriate time. prior to placement in the cell. preferably due to lower costs; The cathode and the membrane are installed inside the cell as single pieces and kept in contact with an appropriate differential pressure between the anode and cathode chambers (the pressure of the anode chamber is higher than the pressure of the cathode chamber). It was found that satisfactory results were obtained with a differential pressure of 1 - 1.1 bar; with lower values; Substitution efficiencies are essentially where lel values are used even if they have slight advantages. However differential pressure is useful. Loveie Lad© previously presses the cathode into the membrane; And as it was known in the choice; Tim can happen
- 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- 1. separations between the cathode and the membrane with time as a result of the capillary pressure formed inside the bore with water produced by the reaction of oxygen; In this case, the differential pressure ensures an appropriate close contact between the separation zones. Differential pressure can only be applied when Load is supplied to the cathode; and the membrane. Cathode chamber with rigid construction suitable for orderly support of the cathode-membrane assembly
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 اسهل0 to make such a composition for example from a porous foil of suitable thickness and well leveled 0 and in a preferred embodiment of the present invention; The porous sheet shall be made of a first layer made of expanded metal mesh or sheet with a large mesh size and necessary thickness in order to provide the necessary rigidity. a second layer made of expanded metal mesh or sheet having less thickness and mesh size than the first layer; suitable to be provided with a large number of contact points with the gas diffusion electrode; In this way it can be solved more easily
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 وعلى0 and cheaper to the problem of varying requirements than the cathodic composition being solid which means basic thickness and a large number of contact points which means small holes or mesh size; Easy access to oxygen and rapid removal of water formed by the reaction of oxygen, whose targets can only be obtained with small fish. The anode and cathode chambers of the electrochemical cell are bounded on one side by an ion exchange membrane and on the other
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 LY1 The other side with an electrically conductive wall with appropriate chemical resistance. This characteristic is clear for the anode chamber that is supplied with hydrochloric acid, but Lind is necessary for the cathode chamber. And in fact; It has been observed that by means of the aforementioned fluorine membranes, the water formed by the interaction of oxygen is that; The caustic liquid appearance on the base of the cathode chamber contains hydrochloric acid in amounts ranging from © to LY
٠ .من الوزن.0 .by weight.
AA
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 تي11- Now the invention will be described by reference to Figure 1, which is a simplified longitudinal cross-section of the electrochemical cell of the invention; The cell includes an ion exchange membrane 1 ; Two YoY cathode and anode compartments in series; anode ; acid feed nozzle 0; Nozzle + for drawing spent acid and resulting chlorine; wall 17 defines the anode compartment; gas diffusion cathode 4; Cathode supporting element 4 comprising a thick metal expanded mesh plate 01 and a plate 0 fine expanded metal mesh 11 ; Nozzle 11 for supplying air, oxygenated air, or pure oxygen; Nozzle 117 to withdraw acidic water for the reaction of oxygen; excess oxygen; wall bounding cathode compartment VE; Vo 26 sealing end gaskets in industrial practice; The electrochemical cells are like the one plotted in Fig. 1; Usually 0 grouped into a certain number Lad for layout planning; The so-called 'filter press' arranges to form an electrolyte; Which is the electrochemical equivalent of a chemical reactor. in the electrolyzer; The various cells are electrically connected either in parallel; or in a string. In a parallel arrangement, the cathode of each cell is connected to a connecting rod in electrical contact with the negative pole of the rectifier; While each anode is also connected to the conduction arm in electrical contact with the positive pole of the rectifier. and conversely in order in 0s series; The anode of each cell connects to the cathode of the next cell without the need for electrical conductors, as in the parallel arrangement; This electrical connection can be made by resorting to suitable conductors which provide the necessary electrical continuity between the anode of one cell or the cathode of an adjacent cell. And when the anode and cathode materials are one; The connection can be made simply by using a single wall LGE function to locate both the anode of one cell and the cathode compartment of the adjacent cell; © Especially since it is a simplified structural solution used in electrolyzers using T-current technology
- 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- 11 “when mentioned. hydrochloric acid For hydrochloric acid dla for electrolysis of solutions Technology, in fact, black lead is used as a structural material only for both the anode compartments and the cathode compartments. While this material is very expensive as a result of the difficult and consuming mechanism. for the time; In addition to the scarcity of dependence on it as a result of its self-destruction
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 مقاومةAnd as already said; Pure black lead can be replaced by compounds made of black ala ll and polymers ¢, especially fluorinated polymers; which are less brittle, but also more expensive than pure black lead; Do not use another substance in the previous field. For special interest, titanium, which has an acceptable cost, can be used. It can be produced in thin sheets that are easy to manufacture and form, and are also resistant
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 يكون0 for aqueous solutions of chlorine containing hydrochloric acid, which is the typical anode conditions during operation. While titanium attacks easily in the absence of chlorine and electric current; A situation identical to the initial form of starting work, and all these cases Cun violate the rule; There is a sudden power outage; Furthermore ; In the previous technological field » Electrolysis is carried out without gas diffusion cathodes supplied with air or oxygen, and then it is
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 التزويد1 - The cathodic reaction is the generation of hydrogen in the presence of hydrogen titanium; And when it is used as a material for the cathode chamber, it causes embrittlement. Surprisingly, it was found that by introducing modifications to the electrolysis process of the previous field, it is possible to use titanium and alloys from that source; such as fluorinated titanium - palladium +.Y) polymers 7); While the mounting material for both the anodic and cathodic compartments; Then supply
© _بتركيب مبسط ورخيص الثمن للمحلل الكهربي تماماً مصنع من المعدن .© _ With a simple and cheap installation of the electrolyzer completely made of metal.
تيمTim
ENEN
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 AdThe modifications included in the present invention are listed here as follows: - Adding an oxidizing compound to the aqueous solution of hydrochloric acid, and the said compound must always be kept in the state of chlorine oxidation, and it must not be reduced predominantly when it comes into contact with a gas diffusion cathode. These requirements meet when the oxidation potential 0 and reduction is higher than the discharge of hydrogen; Gas diffusion can occur at the electrode in cases of strong irregularity. This reduces the value of the voltage in the acidic liquid present in the gas diffusion cathode vaults and is ia volt for the NHE field (Normal Hydrogen Electrode). NHE: In an identical manner, trivalent iron and 0-bivalent copper can be added to the acid, while the invention does not intend to be limited either. through the membrane; the most favorable concentrations of trivalent iron are in the range of 0001 - 001 ppm; preferably in the range of 0001 - 0080© ppm. - Use of gas diffusion cathode supplied with air or Air supplied with oxygen or pure oxygen. alkali salt, preferably the basic alkali Jo chloride, for example in simplified Ala, sodium chloride
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 AtAnd 1- hydrochloric acid, aqueous. The reasons for the aforementioned modifications can be explained as follows: - Addition of trivalent iron or another oxidizing compound with similar oxidation-reduction potential; Titanium is preserved in passive forms that resist corrosion; As a result of the formation of a protective oxide film© produced by an oxidizing compound; Even in the absence of electric current or chlorine, and this situation is identical to the opening and closing of the cell as a result of the emergency reasons for the sudden cessation of the electrical current; during work ; Electric current and chlorine are dissolved in a solution of hydrochloric acid; Its effect is added to that oxidizing compound; to re-pay a negative deed; The oxidizing compound is able to form a protective oxide; often when its redox potential 0 is sufficiently high to be at least zero volts NHE (usual hydrogen electrode); preferably from 17 - 56 V NHE; And when its concentration increases certain limited values; In the special case of trivalent iron this small concentration is 100 parts per million; While this concentration is preferably kept in the range of 0001 = 000 ppm ; In order to obtain high reliability and also efficient protection of the cathode chamber; As explained in the following description. vo can control the necessary concentration of the oxidizing compound in a solution of hydrochloric acid 0 circulating in the anode compartments of the cell by measuring af the redox potential or by Cus amperometric well known in his technical method of electrolysis; Through readily available commercial standards and tools. - Using a gas diffusion cathode ¢ in this type of aa Sl » the cathodic reaction takes place between the oxygen and protons migrating from the anode chamber through the membrane with the production of water. As already mentioned by 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"and 1 -; This water, which forms a liquid that wets the walls of the cathode compartments, is a strong acid as a result of the migration of hydrochloric acid through the membrane. These acidic can include between 4; and 17 # depending on working conditions; Moreover, the cathode compartments are also exposed to a highly harmful DAD even if that is a GSH at a level of 0 less than that level typical for the anode compartments. The acidic liquid form also contains the oxidizing compound that is added to the hydrochloric acid liquids in the circuit inside the anode chambers; The oxidized compound, especially if it is in the form of a cation, Je cation, is the state of trivalent iron; It migrates through the membrane as a result of the electric field and accumulates in the reaction water inside the cathode cavity. Gas diffusion depends on the concentration of the oxidized compound in the acid reaction water. 0 Under the same working conditions, the concentration of the oxidized compound in the hydrochloric acid solution circulating in the anode chamber. If the latter is preserved as mentioned before at sufficiently high values; For example, in the case of trivalent iron in the range of 001 = 2000 ppm; The Lind concentration in the acid reaction water then reaches values sufficient to keep the titanium safely inactivated even when acidic values are reached; - 7 7 . On the other hand; The use of a gas diffusion cathode 1 eliminates the cathodic reaction to generate hydrogen which can be very hazardous with titanium; And all the possibility of embrittlement is also like the possibility of destroying the protective resistant rust oxides. = Once the necessary factors for the formation of protective titanium oxide are obtained by means of appropriate concentrations of the oxidized compound, each in the hydrochloric acid solution circulating through the anode chambers; and in the acidic water of the cathodic chamber; And it is necessary to avoid other © _ work envelopes that could cause them to melt. And it was found that obtaining the appropriate conditions in terms of security is beneficial.
- ١١ -- 11 -
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 لكلLaie, the working temperature does not exceed Te degrees Celsius. The maximum concentration of hydrochloric acid in the circulating solution inside the anode compartments is Ye 7 by weight. Lind has observed that the hydrochloric acid solution circulates in The anode chambers efficiently increase the heat generated by the effect of the mol in the solution and in the membrane and by the electrochemical reactions. and that it is possible to keep the temperature within the constant limit of Te °C Lay by means of a current density of 00860 -0 5060 amperes per square metre; With a moderate flow rate for hydrochloric acid solutions eg 0 liters per hour per
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 ؛square meter of film. - add base salt; Especially sodium chloride, a 0-hydrochloric acid solution circulating inside the anode chambers; This addition takes place to combine the transmission of the electrical current affected by protons with those affected by base cations 0, especially sodium cations. This is a union of electric current transmission; if properly balanced; Most of the acidic content of the cathodic reaction water is neutralized in the cathode compartments. Thus, the acidity can be reduced to values in the ratio of 1 - 0.1 : 0 7 taking into account the ; - LV 1, which is characterized by working conditions without the addition of alkali salts; and in dlls, especially for sodium chloride; It was noted that the addition of Ye - 56 grams per liter to 710) hydrochloric acid solutions substantially reduces the acidity of the cathodic reaction water with a certain additional fixed effect on titanium. These simple conditions also reduce the rate of silvering (metal conversion). Crude) for certain catalysts which may be incorporated into a gas diffusion cathode. During the test x with electrochemical cells as shown in Figure 1; It is explained that the circumstances mentioned above;
حيlive
- 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- 117 The addition of the oxidizing compound controls the temperature; maintaining the maximum concentration of the spinning acid and using gas diffusion electrodes; Hydrochloric acid is allowed to be used. Titanium for the installation of the anode and cathode compartments with sufficient long-term reliability, taking into account the corrosion. Sometimes it was found that the only weak points in the places of cracks are available where there is titanium that is not free to contact with the liquid form containing the oxidized compound. A typical example would be the ciphers 1 . peripheral anodic and cathodic chambers in the area of gaskets, and the problem is overcome by applying crack areas; mainly; oxides on the end blades and various nozzles; and a covering containing minerals from the platinum group such as those or oxides or mixtures from that source, which are then optionally mixed with titanium oxides concentrated in titanium titanium oxides Chau Sg; zirconium; zirconium niobium titanium | 0 in the molar ratio of titanium and ruthenium, and the corresponding example is an alloyed oxide of ruthenium. Another more reliable solution includes the use of; titanium alloys instead of . In particular; The interest is in terms of cost and availability SUI titanium, and in particular “the interest is in terms of cost and availability in a titanium-palladium alloy eo, and this alloy has a certain resistance in the cracks areas; As it is 0 / a titanium-palladium from rust in non-adhesive places, LS is known in this field; be fortified. In acidic solutions containing oxidizing compounds as described by Timm
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 حيM1 - Example: Lad relates to the efficiency of the electrochemical cells described above; shows a form? The relationship between the cell voltage and the current density obtained for each of them according to the technical methods of the present invention (1) and those of the previous field (7); and the anodic and cathodic compartments are made (referring to Figures ? and D 67 and Lao 14 in Figure 1) Made of titanium-palladium alloy 0.7 7, provided with end gaskets to prevent leakage made of EPDM elasbmer (referring to numbers 11 and 11 in Figure 1). The anode chamber is provided with an anode made of titanium mesh slice - Palladium 1,7 7 expanded, forming a non-surface lattice with a thickness of 1.9 millimeters, with quasi-certain holes of electron diameters of 01 mm in a row, equipped with an electrocatalytic cover, made of oxide mixtures of Rathenium, Iridium and Titanium (? in Figure 1) 0. The cathode chamber 1.7 ALES AGE 7 of titanium-palladium with a thickness of V0 mm is provided with quasi-rhombic apertures of diameters © and 01 mm, respectively, with a fine mesh (referring to figures 11 000 cd in Figure 1) with a concentration of * Ra 7 titanium - palladium (thickness in millimeters; semi-certain holes with diameters? and millimeters, respectively) also spot welded; the thin grid shall be provided with an electrically conductive cover made of platinum-iridium grid. The double-composite grid supports a gas diffusion cathode consisting of ELAT 0 electrodes commercially marketed by (30) E-TEX - USA 1 platinum on LCAN-72 XC activated carbon; with a total weight of 10 grams per square meter of metal. generous) ; Provided with a thin layer of ionic polymerized Pergluorinated material on the side opposite to that which is in contact with the double-composite lattice (2A) Figure 1). The two compartments are separated by a Nafion 1117 membrane (Nafion; available from Du Pont - USA) (1 in fig. 1) ; The anode is supplied with a solution of 7 01 hydrochloric acid and the cathode chamber is supplied with pure oxygen at a level slightly above the atmospheric pressure.
- 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 .- 1 bar maintains the differential pressure at an indistinguishable level. 7 71 with a flow rate matching the equivalent increment between the two compartments and keeping the temperature at 00°C. Hydrochloric acid is added one part for every You with iron chloride so that the trivalent iron concentration reaches one million hydrochloric acid. The liquid drawn from the bottom of the cathode chamber makes an aqueous solution of +7 acid. Parts per million of trivalent iron 701 hydrochloric containing about You cell work takes an hour with various intermediate stops and long periods of inactivity in the presence of stagnant acid. There is no rot or rust even in the blade areas under the end gaskets; Another monitoring is done for the decomposition of the external fluids without detecting any residual titanium that can be estimated.
AvAv
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SA97170635A SA97170635B1 (en) | 1997-02-23 | 1997-02-23 | An improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SA97170635A SA97170635B1 (en) | 1997-02-23 | 1997-02-23 | An improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SA97170635B1 true SA97170635B1 (en) | 2006-05-20 |
Family
ID=58232820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SA97170635A SA97170635B1 (en) | 1997-02-23 | 1997-02-23 | An improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SA (1) | SA97170635B1 (en) |
-
1997
- 1997-02-23 SA SA97170635A patent/SA97170635B1/en unknown
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 (en) | Production of hydrogen peroxide and electrolytic cell for production | |
RU97100560A (en) | METHOD FOR ELECTROLYSIS OF AQUEOUS SOLUTIONS OF HYDROCHLORIDE ACID | |
US4936970A (en) | Redox reactions in an electrochemical cell including an electrode comprising Magneli phase titanium oxide | |
JPS5949318B2 (en) | Electrolytic production method of alkali metal hypohalite salt | |
JP2007197740A (en) | Electrolytic cell for synthesizing perchloric acid compound and electrolytic synthesis method | |
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 (en) | An improved method for the electrolysis of aqueous solutions of hydrochloric acid. | |
JP3538271B2 (en) | Hydrochloric acid electrolyzer | |
Paidar et al. | 13 Membrane electrolysis |