SE501204C2 - Framställning av polysulfid genom elektrolys av vitlut som innehåller sulfid - Google Patents
Framställning av polysulfid genom elektrolys av vitlut som innehåller sulfidInfo
- Publication number
- SE501204C2 SE501204C2 SE9302213A SE9302213A SE501204C2 SE 501204 C2 SE501204 C2 SE 501204C2 SE 9302213 A SE9302213 A SE 9302213A SE 9302213 A SE9302213 A SE 9302213A SE 501204 C2 SE501204 C2 SE 501204C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- white liquor
- cell
- alkali metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0042—Fractionating or concentration of spent liquors by special methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0064—Aspects concerning the production and the treatment of green and white liquors, e.g. causticizing green liquor
- D21C11/0078—Treatment of green or white liquors with other means or other compounds than gases, e.g. in order to separate solid compounds such as sodium chloride and carbonate from these liquors; Further treatment of these compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/04—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters of alkali lye
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
501 204 2 10 15 20 25 30 35 Low-Temperature Decomposition of Hydrogen Sulfide in an Aqueous Alkaline Solution; Yen-Shiang Shih et al, Chem. 1986, 25, 834-836, Solvent Extraction of sulfur from the Electrochemical Oxida- Ind. Eng.
PIOCESS DES . DGV. , "Continuous tion of a Basic Sulfide Solution in the CSTER System"; B.
Dandapani et al, Intersociety Energy Conversion Engineering Conference 1986, p 262-265, in Aqueous Alkaline Solutions; "Electrolysis of Hydrogen Sulfide samt US patent 3409520. Ett vanligt förekommande problem är passivering av anoderna på grund av svavelutfällning.
US patent 4717450 beskriver avlägsnande av klorid från massaavlutar genom elektrolys.
Föreliggande uppfinning avser en lösning på problemet att ur vid massabruk normalt lättillgängliga råvaror fram- ställa alkalimetallhydroxid utan bildning av oönskade bipro- dukter. Genom uppfinningen är det även möjligt att åstadkomma en förbättring av vanligt förekommande processer för alkalisk kokning av pappersmassa.
Uppfinningen avser ett sätt att behandla vitlut inne- hållande behandlas vitlutenzien.kontinuerligt arbetande elektrolyscell sulfid enligt patentkraven. Enligt uppfinningen med separata anodrunl och katodrum som. är åtskilda av en partiellt genomsläpplig barriär. Vitlut införs i cellens anodrum och en vattenlösning av alkalimetallhydroxid införs i sulfid alkalimetallkatjoner transporteras genom barriären in till katodrummet. I anodrummet oxideras samtidigt som katodrummet där vatten reagerar under bildning av hydroxid- joner.
Med vitlut avses den vätska som används vid alkalisk kokning av pappersmassa, exempelvis sulfatmassa eller kraft- massa, och som kan erhållas genom återvinning av vid kokningen bildad svartlut. Vitluten innehåller före den elektrolytiska behandlingen normalt från ca 2 till ca 6 mol/liter av alkali- varav ca 90 till ca 97% natrium och resten från ca 2 till metallkatjoner, huvudsakligen kalium, ca 4 mol/liter av hydroxid, samt från ca 0,2 till ca 1,5 mol/liter av sulfid, huvudsakligen i form av HS". Därutöver innehåller den normalt sulfat, kisel, aluminium, fosfor, magnesium, koppar, mangan och järn. tiosulfat, klorid samt diverse föroreningar såsom 10 15 20 25 30 35 3 501 204 Företrädesvis upprätthålls anodpotentialen så att den det De exakta gränserna för huvudsakliga oxidationsprodukten utgörs av polysulfider, vill säga S22-, S32" Sf' och S52' etc. anodpotentialen beror på hur stor överspänningen är, men i normalfallet hålls lämpligen potentialen från ca -0,6V, vilket är den teoretiska nedre gränsen för att polysulfidbildning ska kunna ske, upp till den nivå då syrgas börjar utvecklas, vilket normalt sker vid ca +O,6V. Företrädesvis hålls anod- potentialen inom intervallet från ca -O,6V till ca +0,5V, i synnerhet från ca -0,2V till ca +0,4V.
Katodpotentialen upprätthålls företrädesvis så att det förutom hydroxidjoner huvudsakligen bildas vätgas, vilket i praktiken normalt sker inom intervallet från ca -O,9V till ca -l,2V. energikälla eller som råvara vid andra kemiska processer.
Den bildade vätgasen kan användas som miljövänligt Enligt en annan utföringsform upprätthålls katodpotentialen från ca +O,3V till ca -O,9V samtidigt som syrgasinnehållande gas, exempelvis luft, tillförs en katod i form av en gas- diffusionselektrod, vilket resulterar i reduktion av syrgasen och bildning av väteperoxid och/eller hydroxidjoner. I närvaro av syrgas är det även möjligt att driva cellen som en bränsle- cell vilket resulterar i produktion av elkraft.
Alla siffror på elektrodpotentialer, anod- såväl som katodpotential, avser potentialen mätt mot en referenselektrod av Hg/HgO i 1 M NaOH vid 25°C. Gränserna kan ej sättas exakt eftersom resultatet vid en viss potential beror på hur stor överspänningen är i varje enskilt fall.
Den vitlut som införs i anodrummet kan vara helt obehandlad, recirkulerad vitlut ingår kan den innehålla från ca 0,2 till recirkulerad, eller en blandning därav. Om ca 1,5 mol sulfid per liter, företrädesvis från ca 1 till ca 1,5 mol sulfid per liter. Omsättningen av sulfider kan exempelvis vara från ca 0,5 till 100%. Lösningen som införs i katodrummet består företrädesvis väsentligen av vatten och av natrium, kalium alkalimetallhydroxid, speciellt hydroxid eller blandningar därav. Koncentrationen av alkalimetall- hydroxid är inte kritisk och kan exempelvis vara från ca 1 till ca 15 mol/l, Den övre gränsen för vad som är lämpligt bestäms i allmänhet företrädesvis från ca 5 till ca 10 mol/l. 10 15 20 25 30 35 501 204 4 av egenskaperna pà barriären mellan anod- och katodrum, eftersom alltför kraftigt läckage av hydroxidjoner genom denna sänker strömutbytet.
För att tillfullo utnyttja elektrolyscellen, drivs processen företrädesvis med en strömtäthet överstigande ca 0,5 kA/mz, kA/mz. strömtätheter ökar slitaget pà anoden samt risken för för speciellt överstigande ca 2 Vid för höga oönskade biprodukter såsom sulfat, tiosulfat och syrgas.
Normalt föredras en strömtäthet ej överstigande ca 20 kA/mï speciellt ej överstigande ca 15 kA/m2. Bildning av biprodukter minskas även om temperaturen i anodrummet är tillräckligt hög, lämpligen inom intervallet frán ca 60°C upp till kokpunkten vilken normalt ligger vid ca 110-120°C. I praktiken begränsas temperaturen.uppát av cellens konstruktionsmaterial, speciellt om barriären utgörs av ett polymerbaserat membran, varför den speciellt föredragna temperaturen är fràn ca 80 till ca lOO°C.
Av praktiska skäl hålls katodrummets temperatur väsentligen lika med anodrummets. Det har även visat sig att mängden biprodukter' minskas om. anolytflödet är tillräckligt högt. är flödet i genomsnittliga linjära hastigheten är lämpligen högre än ca Företrädesvis anodrummet turbulent och den 0,5 m/s. Katolytflödet är inte kritiskt, men lämpligen bestäms det i praktiken av storleken pà lyftkraften fràn den gas som utvecklas. I annat fall kan pumpar användas.
Det har visat sig att svavelutfällning på anoden kan undvikas genom att välja rätt material. Utan att vara bunden till någon teori, antas det att oxidationen av sulfid sker via ett intermediärt staidium där atomärt svavel är bundet på anodytan. Om denna bindning är för stark kommer inte svavel att reagera vidare utan en del blir kvar och bildar ett passiverande ytskikt. Enligt uppfinningen har det visat sig fördelaktigt att använda en anod gjord av ett bärarmaterial med hög beständighet i alkali såsom titan, zirkonium, hafnium, nickel eller niob eller legeringar därav, alternativt kol, nickellegeringar, vilket bärarmaterial är ytbelagt med. en eller flera oxider av rutenium, iridium, platina eller palladium. Elektroder av lämpligt material och med lämplig exempelvis så Enligt ytbeläggning finns kommersiellt tillgängliga, kallade DSA®-elektroder (dimensionsstabil anod). 10 15 20 25 30 35 501 204 5 uppfinningen har det visat sig att DSA-elektroder designade för syrgas- eller klorgasutveckling är användbara, exempelvis sådana som säljs med beteckningarna ON 201, ON 120 och ON 101.
Det är väsentligt att anoden har stor yta och att sulfidtransporten är god till hela ytan. Som anod används därför lämpligen en tredimensionell genomströmningselektrod, exempelvis en tredimensionell meshelektrod, trádnystan, lager av tràdmattor, partikelbädd eller metallskum. Speciellt föredras en tredimensionell meshelektrod uppbyggd av ett flertal lager av sträckmetall, vilka lager exempelvis kan vara sammanfogade i varandra genom punktsvetsning.
Katodmaterialet är inte kritisk och vanligt förekommande alkaliresistenta material såsom stäl, rostfria stàl, nickel eller ruteniumbelagd nickel kan användas. Katoden kan vara en plan platta, ett, tvá eller flera lager av mesh, eller en tredimensionell genomströmningselektrod av liknande slag som anoden. Om syrgasinnehàllande gas ska blàsas in i katodrummet bör en syrgasreducerande katod användas, varvid en grafit- filtelektrod är lämplig, vilken typ av elektroder är kommersi- ellt tillgängliga och i allmänt bruk i exempelvis bränsle- celler. Den syrgasreducerande katoden kan vara belagd med en katalysator, exempelvis platina, för att öka andelen bildade hydroxidjoner i förhållande till väteperoxid. Genom syrgas- reducering är det möjligt att producera alkalisk väteperoxid- lösning som kan användas direkt för blekning av pappersmassa.
Väteperoxid i katodrummet underlättar även erhàllandet av en helt sulfidfri produkt eftersom sulfider som eventuellt läcker in från anodrummet omgående oxideras av peroxiden till sulfat.
Företrädesvis används en tvákammarcell där anodrum och katodrum direkt gränsar till varandra, men även celler med tre eller flera kammare kan komma i fråga, varvid exempelvis vitlut kan införas i anodrummet samt i en eller flera kammare mellan anod- och katodrum. Barriären mellan cellens kammare, normalt mellan anodrum och katodrum, bör släppa igenom alkalimetallkatjoner från anodrummet till katodrummet men i så stor utsträckning som möjligt hindra sulfider, polysulfider och helst även andra anjoner. Det föredras att också hydroxid- joner hindras av barriären även, om en viss övergång kan 10 15 20 25 30 35 501 204 6 tillåtas. som är genomsläppligt för alkalimetallkatjoner men väsentligen Företrädesvis används ett katjonselektivt membran ogenomsläppligt för sulfider och polysulfider. Om cellen innefattar fler än två kammare, kan olika kombinationer av anjon- och katjon-selektiva membran användas för att avgränsa de olika cellkammrarna. Det är även möjligt att använda ett eller flera porösa diafragma som barriär, eventuellt i kombination med ett eller flera jonselektiva membran. Lämpliga membran kan exempelvis vara tillverkade av perfluorinerade, sulfonerade eller teflonbaserade polymerer, eller av keramer. Även polystyrenbaserade membran eller diafragma av polymerer eller keramer kan komma i fråga. Ett flertal kommersiellt tillgängliga membran kan användas, exempelvis Nafion®.
Ett flertal elektrolysceller kan arrangeras bipolärt såväl som monopolärt.
Uppfinningen avser även ett sätt vid framställning av pappersmassa genom alkalisk kokning, företrädesvis enligt sulfatprocessen, varvid åtminstone en del av vitluten behand- las elektrolytisk enligt beskrivningen ovan innan den tillförs kokprocessen.
Enligt en föredragen utföringsform behandlas vitluten så att dess halt kokprocessen. Därvid kan hela mängden vitlut behandlas med làg av polysulfider ökar innnan den tillförs omsättningsgrad, exempelvis från ca 0,5 till ca 1% räknat på sulfiden i vitluten, eller en delström behandlas till en högre omsättningsgrad, exempelvis från ca 10 till 100%, företrädes- vis från ca 60 till ca 95% räknat pà sulfiden i vitluten.
Delströmmen kan sedan blandas med huvudströmmen eller doseras lokalt i recirkuleras lämpligen katolyten i en särskild krets, varvid massakokaren. I samtliga ovannämnda varianter stationärt tillstànd upprätthålls genom att en delström tas ut som produkt, vilken exempelvis kan användas i kokprocessen, blekningen eller helt bortföras från massabrukets system.
Enligt en annan utföringsform behandlas en delström av vitluten så att en stor andel av sulfiden. omvandlas till polysulfider, företrädesvis från ca 70 till 100%, varefter dessa omvandlas till svavel eller någon svavelförening i fast form, exempelvis genom kylkristallisation, och bortförs från systemet. Denna utföringsform är lämplig vid bruk där alltför 10 15 20 25 30 35 v 501 204 stora mängder svavelföreningar tillförs processen med rå- varorna. Katolyten kan behandlas som i föregående utförings- form.
Enligt ytterligare en annan utföringsform behandlas en delström av vitluten så att sulfiderna oxideras till sulfat.
Anolyten kan då användas som sulfidfri lut med viss sulfat- halt. former.
Katolyten kan behandlas som i föregående utförings- Uppfinningen avser även en elektrolyscell lämplig för behandling av vitlut enligt beskrivningen ovan, vilken cell innefattar en anod placerad i ett anodrum, en katod placerad i ett katodrum, en barriär som avgränsar anod- och katodrummen från varandra, varvid anoden utgörs av en tredimensionell genomströmningselektrod gjord av ett bärarmaterial med hög beständighet i alkali såsom titan, zirkonium, hafnium, niob eller legeringar därav, alternativt kol, nickel eller nickel- legeringar, flera oxider av rutenium, iridium, platina eller palladium.
Företrädesvis utgörs anoden avenltredimensionell meshelektrod uppbyggd av ett flertal lager av sträckmetall. I övrigt hänvisas till beskrivniningen av sättet enligt uppfinningen.
Uppfinningen erbjuder energisnål tillverkning av alkali från vid massabruk lättillgängliga råvaror utan bildning av oönskade biprodukter, varvid det i vissa fall är möjligt att tillfredställa ett bruks hela alkalibehov och dessutom ge ett överskott. Eftersom såväl anolyt som katolyt är alkaliska är det genom uppfinningen även möjligt att göra mycket koncent- rerad alkalimetallhydroxid, exempelvis upp till ca 15 mol/l eller' mer, varvid. den övre gränsen. i allmänhet sätts av membranet som åtskiljer anod- och katodrum. Risken för försämrad funktion av membran på grund av föroreningar är förhållandevis liten, och eftersom anolyten är alkalisk och anodpotentialen är förhållandevis låg kan enkla och billiga membran användas. Det är möjligt att öka vedutbytet vid massatillverkning genom att öka vitlutens polysulfidhalt. Om den. producerade alkalimetallhydroxiden inte används i den slutna delen av massaprocessen är det även möjligt att minska risken för anrikning av kalium och därmed undvika de problem som kan uppstå i sodapannan vid för höga kaliumhalter. Den vilket bärarmaterial är ytbelagt med en eller' 501 204 a 10 15 20 25 30 35 polysulfidanrikade vitluten kan även användas vid skrubbning av illaluktande gaser, så kallade blàsgaser fràn massa- processen, varvid god reningseffekt med avseende pá olika merkaptaner erhàlls.
Uppfinningen ska i. det följande beskrivas närmare i anslutning till bifogade visar ritningsfigurer. Figur 1 schematiskt en elektrolyscell, figur 2 visar en tredimen- sionell meshelektrod och figur 3 visar ett schematiskt flödesschema för hur uppfinningen tillämpas vid framställning av pappersmassa. Uppfinningen är emellertid inte begränsad till de visade utföringsformerna, utan endast av patentkravens omfång.
Elektrolyscellen 1 enligt figur 1 innefattar ett anodrum 2 med en som anod 4 fungerande tredimensionell genomström- ningselektrod. Ett katodrum 3 med en katod 5 i form av en tredimensionell struktur átskiljs från anodrummet 2 med ett katjonselektiv membran 6. Anoden 4 och katoden 5 är anslutna till en likströmskälla (ej visad). Anodrummet 2 innefattar ett inlopp 7 och ett utlopp 8 för anolyt. Katodrummet 3 innefattar ett inlopp 9 och ett utlopp 10 för katolyt och gasformiga produkter som leder till en gasavskiljare 13 med ett utlopp 12 för gas och ett utlopp 11 för vätska. Vid användning av cellen 1 införs vitlut i anodrummet 2 genom inloppet 7, varvid sulfider oxideras till polysulfider och alkalimetallkatjoner Pà En transporteras genom membranet 6 in till katodrummet 3. polysulfider anrikad 'vitlut leds ut genonn utloppet 8. vattenlösning av alkalimetallhydroxid införs i katodrummet 3 genom inloppet 9, varvid vatten sönderdelas till vätgas och hydroxidjoner. Vätgasen leds ut tillsammans med en pä alkali- metallhydroxid anrikad vattenlösning genom utloppet utloppet 10. I gasavskiljaren 13 separeras vätgasen 12 från alkali- metallhydroxiden 11.
Figurerna 2a och 2b visar en tredimensionell mesh- elektrod ovanifrán respektive framifrån. Elektroden är samman- satt av fyra sträckmetallnät 40 sammanfogade genom punkt- svetsning till en strömtilledare i form av metallribbor 41.
Figur 3 visar hur en elektrolyscell 1 av samma slag som den i figur 1 beskrivna kan användas vid alkalisk framställ- ning av pappersmassa såsom sulfatmassa. För överskádlighetens 10 15 20 25 30 35 9 501 204 skull visas endast en cell 1, men det är uppenbart för fackmannen att ett flertal celler, exempelvis från två till flera hundra, kan 'vara sammankopplade parallellt eller i serie. En föredragen utföringsform kan beskrivas enligt följande: En kokare 20 matas med vitlut 21 samt med ved och andra erforderliga kemikalier 22, exempelvis alkalimetall- hydroxid. Kokningen följt av tvätt (ej visat) resulterar i massa 23 och svartlut 24 som genomgår olika behandlingssteg i processens kemikalieàtervinningssystem 25. Behandlingsstegen i återvinningssystemet 25 innefattar vanligen indunstning, tillsats bränning samt kausticering med kalksten av den vid förbrän- av make-up-kemikalier såsom natriumsulfat, för- ningen bildade grönluten, vilka behandlingssteg alla är välkända för fackmannen inom massatillverkning. Kemikalie- återvinningen resulterar i vitlut 26 som normalt innehåller från ca 0,5 till ca 1 mol/l av sulfider, från ca 2,5 till ca 3,3 mol/l av hydroxidjoner, samt fràn ca 3,8 till ca 4,5 mol/l av alkalimetallkatjoner, varav normalt från ca 90 till ca 97% är natrium och resten huvudsakligen kalium. En del av vitluten 27, exempelvis från ca 1 till ca 30%, leds till en tank 30 med vitlut Mellan tanken 30 elektrolyscellens 1 anodrum 2 cirkulerar vitlut vars poly- innehållande polysulfider. och sulfidhalt ökar vid elektrolysen, exempelvis så att ca 65 till ca 95% av sulfiden omsätts till polysulfid. Från tanken 30 leds polysulfidrik vitlut 31 ut och blandas med huvudflödet 21 så att önskad polysulfidhalt uppnås, exempelvis från ca 0,5 til ca 1,5 vikt%, varefter blandningen matas in i kokaren 20.
Alternativt kan den polysulfidrika vitluten 31 istället för att blandas med huvudflödet 21 ledas direkt till kokaren 20 Mellan cellens 1 katodrum 3 och en tank 35, via gasavskiljaren 13, och injiceras lokalt på ett eller flera ställen. cirkulerar alkalimetallhydroxidlösning som exempelvis kan innehålla från ca 2 till ca 15 mol alkalimetallhydroxid per från gasavskiljaren 13 leds bort som produkt 36 och kan exempelvis liter. En del av alkalimetallhydroxidlösningen 11 andvändas vid massatillverkningen eller i. helt andra pro- cesser. Vatten 37 tillförs tanken 35 så att väsentligen konstant volym och koncentration upprätthålls.
Enligt en särskild utföringsform kan svavel utstötas 501 204 10 10 l5 20 25 30 35 från systemet genom att sulfidoxidationen drivs till höga tanken 30, omsättning räknat på sulfiden halter polysulfider i företrädesvis över 70% i vitluten, varvid det är möjligt att behandla vitlut frán denna tank 30 sä att svavel fälls UC, Detta kan ske genom att polysulfidrik vitlut cirkulerar mellan tanken 30 och exempelvis genom kylkristallisation. en kristallisator (ej visad), fràn vilken utfälld svavel bortförs medan moderluten àterförs till tanken 30.
Enligt en annan utföringsfornx oxideras sulfiderna i vitluten i stor utsträckning till sulfat, vilket kan ske genom att tanken 30 fylls med vitlut, genom anodrummet 2, utan att någon vitlut lämnar cirkulations- varefter denna cirkulerar systemet tills väsentligen hela mängden sulfider övergått till sulfat eller tiosulfat. Denna sulfatrika och väsentligen sulfidfria vitlut kan sedan användas som alkalikälla i massabruket. Denna utföringsform innebär även att kabonaten som finns i vitluen avgår som koldioxid, vilket medför en nettoproduktion av hydroxidlösning i katolyten.
Uppfinningen illustreras ytterligare i följande utfö- ringsexempel: Exempel 1: Elektrolysförsök av syntetisk vitlut utfördes i en flödescell där anod- och katodrum àtskiljdes med ett (Nafiorß 425) . tredimensionell elektrod bestående av tre nät av sträckmetall av titan belagd med DSA ON 201, titan. Som katod användes en plan elektrod av nickel. Ytan på katjonselektivt membran Som anod användes en punktsvetsade i en ram av membranet, katoden samt anodens tvärsnitt var 10 cm” Den totala anodytan var emellertid màngdubbelt större på grund av den tredimensionella strukturen. Anolyten utgjordes av 100 ml syntetisk vitlut, det vill säga en vattenlösning av 3,0 mol/l NaOH, 0,7 mol/l Nafišoch 0,25 mol/l Nagïg. Katolyten utgjordes De båda lösningarna cirkulerades mellan var sin termostaterad reaktor av 100 ml av en vattenlösning av 3 mol/l NaOH. och respektive elektrodrum med pumpar. Temperaturen pà båda lösningarna var 90°C. Elektrolysen utfördes vid en konstant strömbelastning av 1,0 A. Cellspänningen uppmättes med en högohmig digitalvoltmeter och korrigerades för spänningsfall (IR-drop) “current interrupt"-studier. i elektrolyt och tillredare med hjälp av en mät- utrustning för Den korrigerade 10 15 so1 2o4 ll cellspänningen blev inledningsvis 0,9 V och ökade långsamt till 1,1 V efter tvâ timmar. Efter ytterligare tvà timmar var den fria sulfidhalten 0 men cellspänningen var fortfarande under 1,2 V. Omsättningen var 90% och strömutbytet för den bildade polysulfiden var ca 70%, medan strömutbytet för den bildade hydroxiden i katolyten var ca 50%.
Exemgel 2: Försöket utfördes pà samma sätt som i Exempel 1 men med teknisk vitlut som anolyt och med en anod som var belagd med DSA ON 101. Vid start var halten sulfid 0,68 mol/1, medan ingen polysulfid kunde detekteras. Den korrigerade cellspänningen var mindre än 1 V under de tre första timmarna av elektrolysen. Under den tiden omvandlades 98% av sulfiden till polysulfid med ett strömutbyte pä 65%. cellspänningen till 2 V. Efter 7 timmar hade såväl sulfid som Därefter steg polysulfid totalt eliminerars fràn anolyten.
Claims (12)
1. Sätt att behandla vitlut k ä n n e t e c k n a t innehållande sulfid, att vitluten behandlas i en (1) anodrum (2) och katodrum (3) åtskilda av en partiellt genom- (6) (1) och en vattenlösning av alkalimetallhydroxid (1) (3), samtidigt som alkalimetallkatjoner transporteras (6) (3) reagerar under bildning av hydroxidjoner, varvid temperaturen därav, kontinuerligt arbetande elektrolyscell med separata släpplig barriär genom att vitlut införs i cellens anodrum (2) införs i cellens katodrum sulfid oxideras i anod- (2) genom barriären rummet in till katodrummet där vatten i anodrummet hålls inom intervallet från ca 60°C upp till kokpunkten.
2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att upprätthålls så att sulfider i vitluten huvudsakligen resulterar i bildning av anodpotentialen oxidationen av polysulfider;
3. Sätt enligt något av krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att anodpotentialen upprätthålls från ca -0,6 V till ca +0,6 V mätt mot en referenselektrod av Hg/Hg0 i 1 M NaOH vid 25°C.
4. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - (4) bärarmaterial med hög beständighet i alkali som är ytbelagt n a t därav, att den använda anoden är gjord av ett med en eller flera oxider av rutenium, iridium, platina eller palladium.
5. Sätt enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en tredimensionell genomström- (4). k ä n n e t e c k n a t ningselektrod används som anod
6. Sätt enligt krav 5, att en tredimensionell meshelektrod uppbyggd av ett flertal därav, lager av sträckmetall används som anod (4).
7. Sätt av kraven 1-6, k ä n n e - att elektrolytflödet i anodrummet är enligt något t e c k n a t därav, turbulent.
8. Sätt enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k - n a t därav, att en gasdiffusionselektrod används som katod och att en syrgasinnehållande gas tillförs nämnda katod.
9. Sätt enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k - 10 15 20 13 501 204 n a t därav, att temperaturen i anodrummet hálls intervallet från ca 80°C till ca l00°C.
10. Sätt enligt något att det som barriär (6) mellan anodrum av kraven 1-9, k ä n n e - t e c k n a t därav, (2) och katodrum (3) används ett katjonselektivt membran som är genomsläppligt för alkalimetallkatjoner men är väsentligen ogenomsläppligt för sulfider och polysulfider.
11. Sätt vid framställning av pappersmassa alkalisk kokning, att åt- minstone en del av vitluten behandlas elektrokemiskt enligt genom k ä n n e t e c k n a t därav, något av patentkraven 1-10.
12. Elektrolyscell för behandling av vitlut enligt nàgot av' patentkraven 1-10, k ä n n e t e c k n a d därav, att cellen (1) innefattar en anod (4) placerad i ett anodrum (2), en katod (5) placerad i ett katodrum (3), en barriär (6) som avgränsar anod- och katodrummen från varandra, varvid anoden utgörs av en tredimensionell genomströmningselektrod uppbyggd av ett flertal lager av sträckmetall av ett bärarmaterial med hög beständighet i alkali som är ytbelagt med en eller flera oxider av rutenium, iridium, platina eller palladium. inom .
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9302213A SE9302213L (sv) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Framställning av polysulfid genom elektrolys av vitlut som innehåller sulfid |
CA002166083A CA2166083C (en) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | Production of polysulphide by electolysis of white liquor containing sulphide |
PCT/SE1994/000526 WO1995000701A1 (en) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | Production of polysulphide by electrolysis of white liquor containing sulphide |
NZ268111A NZ268111A (en) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | Electrolysis of sulphide-containing white liquor in an anode compartment of an electrolytic cell having separated anode and cathode, alkali metal hydroxide forming in the cathode compartment |
BR9406830A BR9406830A (pt) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | Processo e célula eletrolitica para o tratamento de licor branco contendo sulfeto |
US08/564,183 US5624545A (en) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | Production of polysulphide by electrolysis of white liquor containing sulphide |
AU70868/94A AU7086894A (en) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | Production of polysulphide by electrolysis of white liquor containing sulphide |
JP7502690A JP2864168B2 (ja) | 1993-06-28 | 1994-06-01 | 硫化物を含有する白液の電解による多硫化物の製造 |
FI956205A FI117563B (sv) | 1993-06-28 | 1995-12-22 | Produktion av polysulfid genom elektrolys av vitlut innehållande sulfid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9302213A SE9302213L (sv) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Framställning av polysulfid genom elektrolys av vitlut som innehåller sulfid |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9302213D0 SE9302213D0 (sv) | 1993-06-28 |
SE501204C2 true SE501204C2 (sv) | 1994-12-05 |
SE9302213L SE9302213L (sv) | 1994-12-05 |
Family
ID=20390427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9302213A SE9302213L (sv) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Framställning av polysulfid genom elektrolys av vitlut som innehåller sulfid |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5624545A (sv) |
JP (1) | JP2864168B2 (sv) |
AU (1) | AU7086894A (sv) |
BR (1) | BR9406830A (sv) |
CA (1) | CA2166083C (sv) |
FI (1) | FI117563B (sv) |
NZ (1) | NZ268111A (sv) |
SE (1) | SE9302213L (sv) |
WO (1) | WO1995000701A1 (sv) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000073578A1 (fr) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Kawasaki Kasei Chemicals Ltd. | Procede de recuperation de produits chimiques en fabrication de pate a papier kraft |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5536384A (en) * | 1995-02-14 | 1996-07-16 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Separation of sulphides from pulping liquors by electrodialysis |
US5653861A (en) * | 1995-04-06 | 1997-08-05 | Eka Nobel Ab | Electrochemical process |
EP0835341B1 (en) * | 1996-04-26 | 2001-07-25 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for producing polysulfides by electrolytic oxidation |
DE19742748A1 (de) * | 1997-09-27 | 1999-04-01 | Degussa | Verfahren zum Delignifizieren und Bleichen von Zellstoffen unter Verwendung elektrochemisch oxidierbarer organischer Verbindungen |
US6132590A (en) * | 1998-01-09 | 2000-10-17 | Huron Tech Corp | Electrolytic process for treating aqueous waste streams |
US6319358B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-11-20 | Institue Of Paper Science And Technology Inc. | Electrolytic causticizing of smelt from a kraft recovery furnace |
JP4187826B2 (ja) | 1998-05-29 | 2008-11-26 | 川崎化成工業株式会社 | 電解酸化による多硫化物の製造方法 |
JP4312869B2 (ja) | 1999-02-26 | 2009-08-12 | 旭硝子株式会社 | 電解酸化を用いた多硫化物の製造方法 |
JP2000247611A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Asahi Glass Co Ltd | 電解酸化による多硫化物の製造方法 |
JP4704639B2 (ja) * | 1999-06-15 | 2011-06-15 | 川崎化成工業株式会社 | パルプ蒸解方法 |
EP1132684A3 (en) * | 2000-03-10 | 2002-05-02 | L'air Liquide, S.A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Method and system for lancing gas into an environment with variable entrainment of non-lanced gas |
US6866748B2 (en) | 2001-06-15 | 2005-03-15 | American Air Liquide, Inc. | Process for preparing polysulfides using clarified white liquor |
US6875414B2 (en) | 2002-01-14 | 2005-04-05 | American Air Liquide, Inc. | Polysulfide measurement methods using colormetric techniques |
US20040134794A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-07-15 | Sundaram V S Meenakshi | Systems and methods for generating polysulfides |
WO2007008591A2 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Applied Intellectual Capital | Methods and apparatus for generating oxidizing agents |
EP1767671B1 (en) | 2005-09-26 | 2012-05-02 | CHLORINE ENGINEERS CORP., Ltd. | Three-dimensional electrode for electrolysis, ion exchange membrane electrolytic cell and method of electrolysis using the three-dimensional electrode |
JP4975402B2 (ja) * | 2006-09-06 | 2012-07-11 | クロリンエンジニアズ株式会社 | 電解方法 |
CN102449231B (zh) * | 2009-05-26 | 2014-05-14 | 日本制纸株式会社 | 木化纤维素材料的蒸煮法 |
WO2011069192A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | The University Of Queensland | Treatment of sulfide containing material |
JP6106604B2 (ja) * | 2011-01-12 | 2017-04-05 | セラマテック・インク | 水素の電気化学的製造方法 |
MY188587A (en) * | 2012-10-01 | 2021-12-22 | Jujo Paper Co Ltd | Continuous electrolysis method with electrolytic bath for polysulfide production and electrolysis device for implementing the same |
SE538784C2 (sv) * | 2015-04-09 | 2016-11-22 | Valmet Oy | Method for polysulfide production in a kraft pulp mill |
US10323328B2 (en) | 2015-06-19 | 2019-06-18 | Bio-H2-Gen Inc. | Method for producing hydrogen gas from aqueous hydrogen sulphide |
US20180141836A1 (en) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | Bo Hu | Electrochemical removal of sulfide species and phosphorus species |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE160736C1 (sv) * | ||||
US3249522A (en) * | 1965-02-23 | 1966-05-03 | Socony Mobil Oil Co Inc | Electrochemical oxidation of hydrogen sulfide |
US3409520A (en) * | 1965-09-23 | 1968-11-05 | Mobil Oil Corp | Removal of hydrogen sulfide from a hydrogen sulfide-hydrocarbon gas mixture by electrolysis |
US4024229A (en) * | 1970-11-06 | 1977-05-17 | The Mead Corporation | Production of polysulfide with PTFE coated catalyst |
US4519881A (en) * | 1984-06-25 | 1985-05-28 | Standard Oil Company (Indiana) | Regeneration of alkaline treating agents |
US4717450A (en) * | 1985-08-19 | 1988-01-05 | University Of British Columbia | Removal of chloride from process solutions |
US4765873A (en) * | 1985-12-06 | 1988-08-23 | The Dow Chemical Company | Continuous process for the removal of hydrogen sulfide from a gaseous stream |
US5082526A (en) * | 1989-01-23 | 1992-01-21 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Process of producing kraft pulping liquor by the oxidation of white liquor in the presence of lime mud |
CA1335976C (en) * | 1989-05-31 | 1995-06-20 | Mahmoud Kamran Azarniouch | Recovery of naoh and other values from spent liquors and bleach plant effluents |
-
1993
- 1993-06-28 SE SE9302213A patent/SE9302213L/sv unknown
-
1994
- 1994-06-01 AU AU70868/94A patent/AU7086894A/en not_active Abandoned
- 1994-06-01 CA CA002166083A patent/CA2166083C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-01 WO PCT/SE1994/000526 patent/WO1995000701A1/en active IP Right Grant
- 1994-06-01 US US08/564,183 patent/US5624545A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-01 NZ NZ268111A patent/NZ268111A/en not_active IP Right Cessation
- 1994-06-01 BR BR9406830A patent/BR9406830A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-06-01 JP JP7502690A patent/JP2864168B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-12-22 FI FI956205A patent/FI117563B/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000073578A1 (fr) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Kawasaki Kasei Chemicals Ltd. | Procede de recuperation de produits chimiques en fabrication de pate a papier kraft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2166083C (en) | 2000-09-05 |
CA2166083A1 (en) | 1995-01-05 |
FI117563B (sv) | 2006-11-30 |
AU7086894A (en) | 1995-01-17 |
WO1995000701A1 (en) | 1995-01-05 |
FI956205A (sv) | 1995-12-22 |
FI956205A0 (sv) | 1995-12-22 |
BR9406830A (pt) | 1996-04-02 |
US5624545A (en) | 1997-04-29 |
SE9302213L (sv) | 1994-12-05 |
SE9302213D0 (sv) | 1993-06-28 |
NZ268111A (en) | 1996-06-25 |
JPH08512099A (ja) | 1996-12-17 |
JP2864168B2 (ja) | 1999-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE501204C2 (sv) | Framställning av polysulfid genom elektrolys av vitlut som innehåller sulfid | |
US4798715A (en) | Producing chlorine dioxide from chlorate salt | |
US5198080A (en) | Electrochemical processing of aqueous solutions | |
CA2108629C (en) | Process of producing chlorine dioxide | |
CN1216784A (zh) | 水处理用二氧化氯的生产方法 | |
US5122240A (en) | Electrochemical processing of aqueous solutions | |
US3539486A (en) | Method of electrolytically producing alkaline chlorates | |
US5958208A (en) | Process for the combined electrochemical production of sodium peroxide disulphate and soda lye | |
US5419818A (en) | Process for the production of alkali metal chlorate | |
EP0835341B1 (en) | Method for producing polysulfides by electrolytic oxidation | |
CA2194609C (en) | Process for production of chlorine dioxide | |
US5653861A (en) | Electrochemical process | |
AU644179B2 (en) | Electrochemical production of acid chlorate solutions | |
JP2630507B2 (ja) | パルプ化薬品回収系中の塩化物の低減 | |
JP3098422B2 (ja) | 電気化学方法 | |
WO2004005583A1 (en) | Process for producing alkali metal chlorate | |
JP2004532352A (ja) | 亜二チオン酸ナトリウム及びペルオキソ二硫酸ナトリウムを電気化学的に同時に製造する方法 | |
SE500053C2 (sv) | Ozonblekning varvid massan surgöres med genom elektrolys framställd svavelsyra | |
FI121076B (sv) | Förfarande för framställning av alkalimetallklorat | |
JPH11350178A (ja) | 過酸化水素製造用電解槽 | |
SE500106C2 (sv) | Förfarande för att generera klordioxid |