EP0302891B1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrolyse mit durchsickern von einer mehreren voluminösen porösen elektroden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur elektrolyse mit durchsickern von einer mehreren voluminösen porösen elektroden Download PDF

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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/40—Cells or assemblies of cells comprising electrodes made of particles; Assemblies of constructional parts thereof

Definitions

  • electrolyses of this type have been carried out through particles beds set in motion, from time to time, in order to eliminate the clogging phenomenon.
  • the electrical conduction at the heart of the bed then takes place in very poor conditions. conditions and densities of electrolysis current, much lower than in a fixed bed, lead to very insufficient material transfers to make this process applicable on the industrial level.
  • Another objective is to obtain the above-mentioned effects without disturbing the selectivity of the reaction with respect to the deposited species.
  • each volume electrode eliminates clogging phenomena, by separating and dislocating the particles which can no longer weld together, while operating in a fixed bed during the remainder of the cycle with speed reversal of the flow of electrolyte allows electrical conduction under satisfactory conditions inside the electrode.
  • the delivery speed Vo will in practice generally be chosen much lower than the minimum fluidization speed Vmf (Vmf> 10 Vo) so that the fluidization is due only to the periodic pulsation superimposed on the flow.
  • the solution to be treated is taken from a tank 15 by a gear pump 16 to be delivered at constant upward speed Vo through a flow meter 17 at the base 1b of column 1.
  • Current leads are formed by conductive grids 23, 24, 25, 26 and 27.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Claims (11)

1. Verfahren zur Elektrolyse durch Perkolation durch mindestens eine räumliche poröse Elektrode, um eine elektrochemische Reaktion hervorzurufen, das im elektrischen Polarisieren jeder durch eine leitfähige Schicht fester Teilchen (2) gebildeten räumlichen Elektrode besteht, sowie im Umwälzen, in aufsteigender Richtung, durch die besagte räumliche Elektrode eines flüssigen Elektrolyten mit einer mittleren Ausgangsgeschwindigkeit Vo und im Bewirken einer Schwingung des durch die räumliche Elektrode umlaufenden Elektrolyten, wobei das besagte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf den Umlauf des Elektrolyten eine periodische Schwingung mit einer Amplitude ―a― und einer Frequenz ―f― überlagert, so daß:
a · f >  |Vmf - Vo| 2π und a · f >  Vo 2π
Figure imgb0020
wobei Vo, a bzw. f die arithmetischen Werte der Ausgangsgeschwindigkeit, der Amplitude und der Frequenz sind und Vmf der arithmetische Wert der Mindestverflüssigungsgeschwindigkeit der Teilchenschicht ist, so daß:
· die Teilchen der die räumliche Elektrode bildenden Schicht während eines Bruchteils des Zyklus in unterer Lage und in fester Schicht sind, und zwar bei einer momentanen Geschwindigkeit, die dadurch bedingt ist, daß der Elektrolyt im Laufe dieses Bruchteils des Zyklus seine Richtung ändert, um einen Fluß in bewegtem, wirbeligem Zustand zu verursachen,
· und so, daß während des anderen Bruchteils des Zyklus, dem besagten Verflüssigungsmoment, die Teilchen in den Zustand der Verflüssigung versetzt werden.
2. Verfahren zur Elektrolyse nach Anspruch 1, bei dem die Geschwindigkeit Vmf im Vergleich mit der Geschwindigkeit Vo hoch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung so bewirkt wird, daß:
a · f ≦  1,2 Vmf - Vo 2π ,
Figure imgb0021
wobei die Dauer des Verflüssigungsmoments in jedem Zyklus sehr viel kürzer ist als die Dauer des anderen Bruchteils des Zyklus.
3. Verfahren zur Elektrolyse durch Perkolation durch mindestens eine räumliche poröse Elektrode, um eine elektrochemische Reaktion hervorzurufen, das im elektrischen Polarisieren jeder durch eine leitfähige Schicht fester Teilchen (2) gebildeten räumlichen Elektrode besteht, sowie im Umwälzen, in aufsteigender Richtung, durch die besagte räumliche Elektrode eines flüssigen Elektrolyten mit einer mittleren Ausgangsgeschwindigkeit Vo und im Bewirken einer Schwingung des durch die räumliche Elektrode umlaufenden Elektrolyten, wobei das besagte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf den Umlauf des Elektrolyten eine periodische Schwingung mit einer Amplitude ―a― und einer Frequenz ―f― überlagert, so daß:
a · f >  Vmf + Vo 2π and a · f >  4 Vo 2π
Figure imgb0022
wobei Vo, a bzw. f die arithmetischen Werte der Ausgangsgeschwindigkeit, der Amplitude und der Frequenz sind und Vmf der arithmetische Wert der Mindestverflüssigungsgeschwindigkeit der Teilchenschicht ist, so daß:
· die Teilchen der die räumliche Elektrode bildenden Schicht während eines Bruchteils des Zyklus in unterer Lage und in fester Schicht sind, und zwar bei einer momentanen Geschwindigkeit, die dadurch bedingt ist, daß der Elektrolyt im Laufe dieses Bruchteils des Zyklus seine Richtung ändert, um einen Fluß in bewegtem, wirbeligem Zustand zu verursachen,
· und so, daß während des anderen Bruchteils des Zyklus, dem besagten Verflüssigungsmoment, die Teilchen in den Zustand der Verflüssigung versetzt werden.
4. Verfahren zur Elektrolyse nach Anspruch 3, bei dem die Geschwindigkeit Vmf im Vergleich mit der Geschwindigkeit Vo hoch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung so bewirkt wird, daß:
a · f ≦  1,2 Vmf = Vo 2π ,
Figure imgb0023
wobei die Dauer des Verflüssigungsmoments in jedem Zyklus sehr viel kürzer ist als die Dauer des anderen Bruchteils des Zyklus.
5. Verfahren zur Elektrolyse nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine annähernd sinusförmige Schwingung bewirkt.
6. Verfahren zur Elektrolyse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schwingung des Elektrolyten bewirkt, deren Frequenz ―f― zwischen 0,5 und 2 Hertz beträgt.
7. Verfahren zur Elektrolyse nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit dem Ziel der Rückgewinnung von Metallen aus verdünnten ionischen Lösungen.
8. Elektrolysevorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein Reaktionsgefäß (1) mit einem Elektrolyteneingang (1b) und einem Elektrolytenausgang (1c), mindestens eine räumliche poröse Elektrode (2) in der Form einer leitfähigen, in dem Reaktionsgefäß angeordneten Schicht fester Teilchen, mindestens eine leitfähige Gegenelektrode (13) innerhalb des besagten Reaktionsgefäßes, mit jeder Gegenelektrode und jeder räumlichen Elektrode in Verbindung stehende elektrische Mittel zwecks Polarisierung dieser Elektrode oder Elektroden, Mittel (16) zur Umwälzung des Elektrolyten innerhalb des Reaktionsgefäßes und Mittel (6-10) zur Versetzung des Elektrolyten in Höhe der die räumliche Elektrode oder Elektroden bildenden Teilchenschicht oder -schichten in den Schwingungszustand, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Versetzung in den Schwingungszustand eine Abzweigung umfassen, die an dem Reaktionsgefäß angeordnet und mit einer durch Antriebmittel (8) betätigten Vorrichtung für periodische Verlagerung (6) versehen ist.
9. Elektrolysevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für periodische Verlagerung (6) mit einem Exzenter (7) in Verbindung steht, der es ermöglicht, die Amplitude ―a― ihrer Bewegung zu regeln, wobei die Antriebsmittel der Art mit regelbarer Geschwindigkeit sind.
10. Elektrolysevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jede räumliche Elektrode bildende Teilchenschicht eine Wirbelvorrichtung (20) umfaßt, die so beschaffen ist, daß sie im Laufe der Verflüssigung in der besagten Schicht Wirbel verursacht.
11. Elektrolysevorrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, umfassend mehrere übereinander angeordnete räumliche Elektroden (C₁-C₄) und mehrere mit diesen in Verbindung stehende Gegenelektroden (22).
EP87903352A 1986-06-06 1987-06-02 Verfahren und vorrichtung zur elektrolyse mit durchsickern von einer mehreren voluminösen porösen elektroden Expired - Lifetime EP0302891B1 (de)

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