DE2005071A1 - Electrolytic cell - Google Patents
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN · DIPI.. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANNDR. ING. E. HOFFMANN · DIPI .. ING. W. EITLE DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
D.8000 München ei · arabeuastrasse4 . telefon (οβιΐ) 9ΐΐοβ7D.8000 Munich ei · arabeuastrasse4. phone (οβιΐ) 9ΐΐοβ7
,tone ei /.sbster tLngineering Corporation, t;oston, Nass. / USA, tone ei / .sbster tLngineering Corporation, t; oston, Nass. / UNITED STATES
Die tlrfindung bezieht sich auf eine Elektrolysezelle und auf ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen reiner Saure und reiner Base aus den entsprechenden Salzen.The invention relates to an electrolytic cell and to a method for the production of essentially pure acid and pure base from the corresponding salts.
Obgleich die Elektrolysezelle und das Verfahren gemä'iS der vorliegenden Erfindung bei einer breiten Vielzahl wäßriger Elektrolytsalzlösungen eingesetzt werden können, ist die Erfindung doch von besonderer Wichtigkeit, wenn sie bei Natriumsulfatlösungen angewandt wird, die bei der Wiedergewinnung von Schwefeldioxyd aus Abgasen oder anderen Quellen durch Absorption In Nütriumhydroxyaiösung erhalten werden. Bei diesen Wiedergewinnungssystemen wird aas Schwefeldioxyd daran an-Although the electrolytic cell and the method according to the present Invention in a wide variety of aqueous electrolyte salt solutions can be used, the invention is of particular importance when applied to sodium sulfate solutions that are used in the recovery of sulfur dioxide from exhaust gases or others Swelling can be obtained by absorption in sodium hydroxide solution. In these recovery systems, sulfur dioxide is added to it.
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schlie3end aus der Lösung durch Zugabe von Schwefelsäure in konzentrierter Form freigesetzt, üie Schwefelsaure- und Natriumhyaroxyaiösungen werden nach der Elektrolyse aer erhaltenen Natriumsulfatlösung wieaer zurückgeführt. Die Erfindung ist weiterhin von besonaerem wert, wenn sie als Teil eines Systems, aas zur entfernung des Kohlendioxyds aus aer ^tm'osphäre dient, angewanat wird.Finally released from the solution by adding sulfuric acid in concentrated form, the sulfuric acid and sodium hyaroxy solutions are recycled after the electrolysis of the sodium sulfate solution obtained. The invention is further worth of besonaerem when used as part of a system for the removal of carbon dioxide from aas aer ^ t m'osphäre used is angewanat.
bei der Wiedergewinnung von Schwefeldioxya ist die Uxyaation eines Kleinen Teils dsr Sulfit- oder bisulfitlösung in dem Absorber zu sulfat nicht vermeiabar. Darüber hinaus ist in dem Dioxya gewöhnlich als Verunreinigung eine geringe Menge Schwefeltrioxyd enthalten, uie gleichfalls Sulfat gibt. Dieses weitere Sulfation n,ui3 ohne gleichzeitige Entfernung des Natriumions entfernt werden, um in dem Zuriickführungssysten. Ungleichheiten zu verhindern. Die für die Abtrennung der sulfat- und Natrium ionen bereits vorgeschlagenen tllektrolysezellen und Elektrolyseverfahren sina insofern nicht zufriedenstellend gewesen, als sie zu einer angemessener- Abtrennung der Ionen nicht imstande waren und insbesondere als Produkt keine Lösung, die nur Sulfationen enthielt und die im wesentlichen von Natriumionen frei war, 11eiern konnten.in the recovery of sulfur dioxide is the uxyaation of a little one Part of the sulphite or bisulphite solution in the absorber does not lead to sulphate avoidable. In addition, the dioxya is usually present as an impurity contain a small amount of sulfur trioxide, and also sulphate gives. This further sulfate ion n, ui3 without simultaneous removal of the sodium ion removed to be in the return system. Inequalities too impede. The one for the separation of the sulphate and sodium ions already The proposed electrolysis cells and electrolysis processes are insofar has not been satisfactory when it comes to an adequate- severance of the ions were incapable and, in particular, as a product no solution which contained only sulfate ions and which was essentially free of sodium ions was able to celebrate.
Demgegenüber werden gemä3 der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Produktströme erhalten, die im wesentlichen aus der reinen wäßrigen Säure, die dem elektrolyslerten Salz entspricht, bestehen, weiterhin wird ein getrennter Strom erhalten, der in. wesentlichen die reine wä3rige hiase, aie dem Salz entspricht, enthält sowie ein dritter Produktstrom, der in wäßriger Losung ein Gemisch des Salzes und der Säure, d.h. irr Falle von Sulzen mit mehrwertigen Anionen weitgehend das saure t>alz enthält und darüber hinaus noch Ströme von gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff.In contrast, according to the present invention, one or more Obtain product streams which consist essentially of the pure aqueous acid corresponding to the electrolyzed salt, furthermore a separate one Receive current, which is essentially the pure aqueous phase, aie corresponds to the salt, as well as a third product stream which, in aqueous solution, is a mixture of the salt and the acid, i.e. in the case of sulzen with polyvalent anions largely contains the acid t> alz and above in addition there are streams of gaseous hydrogen and oxygen.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Fig. 1 eine diagrammähnliche Veranschaulichung einer Elektrolysezelle mit vier Abtellen, gemäö einer Ausführungsform der ErfindungiFigure 1 is a diagrammatic illustration of an electrolytic cell with four tables, according to an embodiment of the invention
Flg. 2 eine diagrammähnliche Veranschaulichung einer Zusammenstellung von Zellen, die die elektrischen Verbindungen dazwischen angibt}Flg. Figure 2 is a diagrammatic illustration of an assembly of cells indicating the electrical connections therebetween}
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Fig. 3 ein Fließschema, das den FIuS der Flüssigkeiten in der Zusammenstellung der Fig. 2 zeigt; undFig. 3 is a flow sheet showing the FIuS of the liquids in the compilation Fig. 2 shows; and
Fig. 4 eine diagrammähnliche Ansicht einer weiteren Aus führungs form dieser Erfindung mit fünf Abteilen»4 shows a diagrammatic view of a further embodiment of this Invention with five compartments »
Bei der in Fig. 1 gezeigten Aus führungs form enthält die Zelle 10 eine Anode 11 und eine Kathode 12. Zwischen der Anode und der Kathode sind drei Trennwände 14, 16 und 18 angeordnet, die vier Abteile 20, 22, 24 und 26 bilden. Die Trennwand 14, die an den Anodenraum 20 angrenzt, ist eine aniohenselektive Ionenaustauschermembran. Die Trennwand 18, die an den Kathoaenraum 26 angrenzt, ist eine kationenselektive Ionenaustauschermembran. Die dazwischenliegende dritte Trennwand 16 stellt ein flüssigkeitsperrneables, poröses, nicht-permselektives Diaphragma dar und trennt den Beschickungsraum 24, der an die kationenselektive Membran 16 angrenzt, von üerri Salz-Säureraum 22, der an die anionenselektive Membran 14 an-' grenzt, ab. Es können in der üblichen Weise Abstandsstücke verwendet werden, um zu gewährleisten, daiS der richtige Abstand zwischen den.einzelnen Trennwänden aufrechterhalten wird.In the embodiment shown in FIG. 1, the cell 10 includes an anode 11 and a cathode 12. Between the anode and the cathode are three Partition walls 14, 16 and 18 are arranged, the four compartments 20, 22, 24 and 26 form. The partition 14 adjoining the anode space 20 is one anion-selective ion exchange membrane. The partition 18, which is attached to the Kathoaenraum 26 is a cation-selective ion exchange membrane. The intermediate third partition 16 provides a liquid-barrier-able, porous, non-permselective diaphragm and separates the loading space 24, which adjoins the cation-selective membrane 16, of üerri salt-acid space 22, which is attached to the anion-selective membrane 14 delimits, delimits. Spacers can be used in the usual way, to ensure that there is the correct spacing between each Partition walls is maintained.
Der Beschickungsraum 24 ist mit einem Einlaß 30 für die Einbringung der wäßrigen elektrolytischen Salzlösung In die Zelle versehen. 'Der Anoaenraum 20 ist mit einem Ausla3 32 für gasförmigen Sauerstoff und einem Auslaß 34 für die wäßrige Lösung der Säure, die dem Anion cies in den Besen ickungs raum 24 eingebrachten Salzes entspricht, versehen. Die Saurelösung enthält auch eine geringe Menge'gelösten Sauerstoffs und kann darüber hinaus noch Sauerstoff gas in Bläschenform enthalten. Der Kathodenraum 26 ist mit einem Auslaß 36 für gasförmigen Wasserstoff und einem zweiten Auslaß 38 für die wäßrige Lösung der Base, die dem Kation des in den · Besch Ickungs raum 24 eingebrachten Salzes entspricht, versehen. Die Lösung der Base enthält gleichfalls eine geringe Menge .gelösten Wasserstoffs und kann darüber hinaus noch Wasserstoff In Bläschenform enthalten. Der . Salz-'Säureraum 22 ist mit einem Auslaß 40 für die wäßrige Lösung des Salzes; und der Säure versehen.The loading space 24 is provided with an inlet 30 for the introduction of the aqueous electrolytic salt solution into the cell. The anaenum space 20 is provided with an outlet 32 for gaseous oxygen and an outlet 34 for the aqueous solution of the acid, which corresponds to the anion of the salt introduced into the broom space 24. The acid solution also contains a small amount of dissolved oxygen and can also contain oxygen gas in the form of bubbles. The cathode compartment 26 is provided with an outlet 36 for gaseous hydrogen and a second outlet 38 for the aqueous solution of the base, which corresponds to the cation of the salt introduced into the loading compartment 24. The base solution also contains a small amount of dissolved hydrogen and can also contain hydrogen in the form of bubbles. Of the . Salt 'acid space 22 is provided with an outlet 40 for the aqueous solution of the salt; and the acid.
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00 98 4 0/2076 SAD 0RIGINA*-00 98 4 0/2076 SAD 0RIGINA * -
Der Anodenraum 20 kann auch mit einer Flüssigkeitseinlaßleitung 50 versehen sein, um die Rezirkulation der Säurelösung und/oder die Einbringung von Verdünnungswasser zu gestatten. Die rezirkulierte Saurelösung kann in einem hier nicht gezeigten äußeren Kuhler abgekühlt werden, um zur Niederhaltung der ZeIItemperatur beizutragen. Der Kathodenraum 26 kann gleichermaßen mit einem Flüssigkeitseinlaß 52 versehen sein, um die Rezirkulation der Baselösung und/oder die Einbringung von Verdünnungswasser zu gestatten. Die rezirkulierte Baselösung kann gleichermaßen in einem hler nicht gezeigten äußeren Kühler abgekühlt werden, um zur Niederhaltung der ZeI!temperatur beizutragen.The anode space 20 can also be provided with a liquid inlet line 50 be to the recirculation of the acid solution and / or the introduction of dilution water to allow. The recirculated acid solution can be cooled in an external cooler, not shown here, to to contribute to keeping the cell temperature down. The cathode compartment 26 may likewise be provided with a liquid inlet 52 to allow recirculation of the base solution and / or the introduction of dilution water. The recirculated base solution can also be used in An outer cooler (not shown) can be cooled in order to hold down to contribute to the time temperature.
Die anionenselektive Membran 14 ist gegenüber Anionen und die kationenselektive Membran 1d gegenüber Kationen selektiv permeabel. Dagegen ist das poröse Diaphragma 16 nicht-permselektiv und gestattet sowohl den Durchtritt der Anionen als auch den der Kationen zusammen mit dem als Lösungsmittel dienenden Wasser.The anion-selective membrane 14 is against anions and the cation-selective Membrane 1d selectively permeable to cations. Against it is the porous diaphragm 16 is non-permselective and allows both the Passage of the anions as well as that of the cations together with the as Solvent-serving water.
Beim betrieb der Vorrichtung wird aie wäßrige Salzlösung durch den Einlaß 30 eingeführt. Das .Vasser strömt durch dus Diaphragma 16 in den Kaum 22. Ein geringer bruchteil des durch die beiden Membranen 14 und 1d strömenden wassers wird als Folge des Druckunterschiedes transportiert, üer Hauptteil des tatsächlich zwischen diesen Membranen transportierten Wassers ergibt sich aus aem vorherrschenden elektrischen Feld und dem Stromfluß. Zwischen die Elektroden 11 und 12 wird ein Gleichstrom angelegt. Die Dissoziation oder Zersetzung des Wassers an der Kathode führt zusammen mit der Aufnahme von Elektronen aus dem äußeren Stromkreis zu der Bildung von Hydroxyl ionen, die aus dem Raun; 25 durch den Auslaß 38 zusammen mit den Salzionen (die durch die Membran 1ü wandern) in Fora- einer Baselösung entnommen werden. Gleichzeitig bildet sich wasserstoffgas, welches durch den Auslaß 36 entnommen wird. Zur gleichen Zeit wandert der Rest der Kationen und der Anionen aus dem in den Beschickungsraum 24 eingebrachten Salz durch das Diaphragma 16. Einige der Anionen werden durch die Membran 14 weitertransportiert. Der Durchgang der Anionen von dem iioschlckungcraum 24 durch die Membran 1b ist erheblich verringert oder verhindert aufgrund der- selektiven Natur dieser Meu.bran, GleichermaßenIn operation of the device, an aqueous saline solution is introduced through inlet 30. The water flows through the diaphragm 16 into the barely 22. A small fraction of the water flowing through the two membranes 14 and 1d is transported as a result of the pressure difference; most of the water actually transported between these membranes results from a prevailing electric field and the current flow. A direct current is applied between the electrodes 11 and 12. The dissociation or decomposition of the water at the cathode, together with the uptake of electrons from the external circuit, leads to the formation of hydroxyl ions, which emerge from the space; 25 can be removed through the outlet 38 together with the salt ions (which migrate through the membrane 1ü) in form of a base solution. At the same time, hydrogen gas is formed, which is withdrawn through outlet 36. At the same time, the remainder of the cations and anions from the salt introduced into the loading space 24 migrate through the diaphragm 16. Some of the anions are transported further through the membrane 14. The passage of the anions from the absorption space 24 through the membrane 1b is considerably reduced or prevented due to the selective nature of this membrane, likewise
4 0/2076 ßAD original4 0/2076 ß AD original
. wird die Bewegung der Kationen von dem Salz-Säureraum 22 durch die Membran 14 in den Anodenraum 20 erheblich verringert oder verhindert, was auf die selektive Natur der kembran 14 zurückzuführen ist. Die AnIo-. nen, aie durch die N.ernbran 14 wandern, werden in Lösung aurch den Aus-Ia3 34 von c'eiT. Anodenraum 20 abgenommen, und zwar zusammen mit •Aasserstoffionen in Form einer Säurelösung»' Die Anodenreaktlon stellt die Zersetzung des wassers unter Bildung von /v'asserstofHonen und Sauer-' stoffgas dar, wobei elektronen freigesetzt werden, aie auf dem weg über den äußeren otrornkreis an die Kathode befördert werden. Das Sauerstoffgas wirG aus aern Anodenraum 20 durch den Aus. IaIi 32 entnommen. Aufgrund aer Mobilität der wasserstoff ionen wandert ein erheblicher Teil der Gesamtzahl dieser in dem Raum 20 gebildeten Ionen in den Raum 22. Die Wanderung der .oasserstoffkationen aus dem Raum 22 in Richtung des Beschickungsraums 24 wird durch den Strom der Lösung durch das Diaphragma 16 gehinaert. Durch den AuslaJ 40 aus dem Salz-Säureraum 22 wird eine Lösung entnommen, die nichtumgesetztes SoIz zusdmmen mit weiterenr An ionen una aen //usserstoffionen, die die Membran 14 durchdrungen haben, enthält. Der ausflie3ende Strom stellt eine wäärige Lösung von Salz und Säure dar.. the movement of the cations from the hydrochloric acid space 22 through the Membrane 14 in the anode space 20 is significantly reduced or prevented, which is due to the selective nature of the membrane 14. The anIo-. Nines that migrate through the N.ernbran 14 are dissolved in solution by the Aus-Ia3 34 by c'eiT. Anode compartment 20 removed, together with • Aasserstoffionen in the form of an acid solution »'The anode reaction represents the Decomposition of the water with the formation of hydrogen hones and acidic substance gas, whereby electrons are released, aie on the way over the outer otrornkreis be conveyed to the cathode. The oxygen gas flows out of the anode compartment 20 through the exit. IaIi 32 taken. Because of The mobility of the hydrogen ions moves a considerable part of the total number of these ions formed in space 20 into space 22. The migration The hydrogen cations from the space 22 in the direction of the feed space 24 are constrained by the flow of the solution through the diaphragm 16. A solution is created through the outlet 40 from the hydrochloric acid chamber 22 removed, the unreacted sol together with other anions una aen // hydrogen ions that have penetrated the membrane 14 contains. The flowing stream is an aqueous solution of salt and acid.
üemä3.einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können viele Zellen 10 des in Fig. 1 gezeigten Typs in einer Zusammenstellung in der Weise angeordnet sein, daß die Zellen - wie in Fig. 2 gezeigt - elektrisch in Serie geschaltet sina. Dabei fließen, wie In Fig. 3 gezeigt, die ijtröme parallel. Die elektrische Verbindung zwischen der Kathode einer Zelle und der Anode der angrenzenden Zelle kann entweder äußerlich oaer innerlich in der Zusammenstellung hergestellt sein. Die Rohrabzweiger zur Verteilung und Sammlung der Flüssigkeit und diejenigen zur Sammlung des Gases können in der Zusammenstellung entweder innen oder außen angeordnet sein.According to a preferred embodiment of the invention, many cells can 10 of the type shown in Fig. 1 in an assembly in the manner be arranged that the cells - as shown in Fig. 2 - electrically in series switched sina. As shown in FIG. 3, the currents flow in parallel. The electrical connection between the cathode of one cell and the anode of the adjacent cell can either be external or internal of the compilation. The pipe branches for distribution and collection of the liquid and those for collection of the gas can be arranged either inside or outside the assembly.
Die Elektrolyse kann bei jeder beliebigen üblichen Temperatur von Raumtemperatur bis zum Siedepunkt der Lösung durchgeführt werden. Die FlIeS-gesehwlndigkelten und die Stromdichten können Im Einklang an das Übliche Vorgehen ausgewählt werden, und zwar In Abhängigkeit von dem Druck, mit welchem die Salzlösung durch den Einlaß 30 eingebracht wird, und der Fläche und Permeabilität des Diaphragmas. Die Elektroden können von jeder beliebigen herkömmlichen Konstruktion sein, und zwar entweder porös oder undurchlässig. Sie können entweder voll oder teilweise eingetaucht betrleben werden. 009840/2078 6 The electrolysis can be carried out at any convenient temperature from room temperature to the boiling point of the solution. The flow swirls and the current densities can be selected in accordance with the usual procedure, depending on the pressure at which the saline solution is introduced through inlet 30 and the area and permeability of the diaphragm. The electrodes can be of any conventional construction, either porous or impermeable. They can be operated either fully or partially submerged . 009840/2078 6
. : ÖAD ORIGIN. : ÖAD ORIGIN
Die kationenselektive Ionenaustauschermembran 1ü kann einfacherweise in Form eines aUnnen blattes eines Kationenaustauscherharzes oder in Form von Teilchen des Kationenaustauscherharzes, die In bekannter Weise durch einen geeigneten binder oder ein Trägermittel zusammengehalten werden, ausgeführt sein. Die anlonenselektive Ionenaustauschermembran 14 kann gleichermaßen aus einem Anionenaustauscherharz zusammengesetzt sein. Es ist wichtig, für die Membran 14 ein Material auszuwählen, das den Transport der A-asserstoffionen aus dem Nauru 20 in den Hiaum 22 im wesentlichen inhibiert.The cation-selective ion exchange membrane 1ü can simply in the form of an outer sheet of a cation exchange resin or in Form of particles of the cation exchange resin, which are held together in a known manner by a suitable binder or a carrier will be executed. The ion-selective ion exchange membrane 14 can also consist of an anion exchange resin be composed. It is important to select a material for the membrane 14 which essentially inhibits the transport of the hydrogen ions from the Nauru 20 into the Hiaum 22.
Das poröse, flüssigkeitspermeable Diaphragma 16, aas nicht-permselektiv ist und durch welches gleichermaßen sowohl die Kationen als auch die Anionen laufen können, kann aus jeden·, beliebigen, geeigneten rr ikroporösen Material, wie Kautschuk, insbesondere HartkautschuK, byntheseharzen, wie Phenolharzen, Vinylharzen oder dergleichen, keramischen Stoffen, Asbest und anaeren ähnlichen Materialien zusammengesetzt sein.The porous, liquid-permeable diaphragm 16 is non-permselective and through which both the cations and the anions can pass can be made of any suitable microporous Material, such as rubber, especially hard rubber, bynthesis resins, such as phenolic resins, vinyl resins or the like, ceramic materials, Asbestos and other similar materials.
Die Erfindung wird in dem nachstehenden Beispiel erläutert.The invention is illustrated in the following example.
Eine Einzelzelle des in Flg. 1 gezeigten Typs mit einem Diaphragma und Membranen jeweils von einer Fläche von 0,09 m wird bei etwa 50 C undA single cell of the in Flg. 1 with a diaphragm and Membranes each with an area of 0.09 m will be at about 50 C and
2 mit einer Stromdichte von 120 Amp. pro 0,09 m betrieben. Die Kathode besteht aus nieaerkohl igem btahl, die Anode aus Platin. Das poröse Diaphragma besteht aus mikroporösem Kautschuk, während die kationenselektive Ionenaustauschermembran aus einem Copolymeren von Acrylsäure mit Divlnylbenzol hergestellt Ist, Die anlonenselektive Ionenaustauschermembran besteht aus einem sulfonierten Gopoiymeren des Styrols mit Divinylbenzol. Die Einlaß- und Auslafiströme haben folgende Werte:2 operated with a current density of 120 amps per 0.09 m. The cathode consists of carbon steel, the anode of platinum. The porous diaphragm consists of microporous rubber, while the cation-selective ion exchange membrane from a copolymer of acrylic acid with divinylbenzene The ion-selective ion exchange membrane is made from a sulfonated copolymer of styrene with divinylbenzene. The inlet and outlet flows have the following values:
-7--7-
009840/2076009840/2076
Stromcurrent
K i I omo I ρ ro M i nuteK i I omo I ρ ro M i nute
Beschickung (EinlaB 30):Loading (inlet 30):
Ausströmende Lösung der Base (Auslas 38):Escaping solution of the base (outlet 38):
Ausströmendes Wasserstoffgas (Auslaß 36):Leaking hydrogen gas (outlet 36):
Ausströmende SaIz-Säurelösung (Auslaß 40): 'Escaping salt acid solution (Outlet 40): '
Ausströmende Säurelösung (Auslaß 34):Escaping acid solution (outlet 34):
Ausströmendes Sauerstoffgas (Auslaß 32):Escaping oxygen gas (outlet 32):
Aus der Aufstellung wird ersichtlich, daß 60% der in dem Anodenraum·20 erzeugten Wasserstoff1!onen durch die Membran 14 durchdringen.That 60% of the hydrogen produced in the anode compartment 1 x 20 ones! Is seen to penetrate through the membrane 14 from the formation.
Wenn technische und/oder wirtschaftliche Überlegungen es erfordern, daß die Permeabilität der Membran 14 sehr hoch ist, so daß der Wasserstoffionentransport unerwünschterweise hoch ist, dann können weitere anionenseiektive Membranen, vorzugsweise eine oder zwei, im Abstand zwischen die Anode und das Diaphragma 16 eingesetzt werden» In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist eine derartige weitere anionenseiektive Membran 60 gezeigt, die einen weiteren Raum 62 bildet, .der einen Auslaß 64 hat, aus welchem die Säurelösung entnommen wird.When technical and / or economic considerations require that the permeability of the membrane 14 is very high, so that the hydrogen ion transport is undesirably high, then additional anionic sensitive membranes, preferably one or two, can be spaced between the anode and the diaphragm 16 are used. In the embodiment shown in FIG. 4, such a further anion-selective membrane is 60 shown, which forms a further space 62, .which has an outlet 64 from from which the acid solution is taken.
0 09840/207 60 09840/207 6
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993006297A1 (en) * | 1991-09-17 | 1993-04-01 | Mo Och Domsjö Aktiebolag | A method in ozone bleaching of pulp |
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