DE3014839A1

DE3014839A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrodialyse

Info

Publication number: DE3014839A1
Application number: DE19803014839
Authority: DE
Inventors: Kenkichi Izumi; Osamu Kuroda; Harumi Matsuzaki; Isao Okouchi; Sankichi Takahashi
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1980-11-06
Also published as: JPS5836604B2; DE3014839C2; US4311575A; JPS55139803A; US4351715A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Elektrodialyse zum Entsalzen oder Konzentrieren einer Elektrolytlösung durch Ausnutzung der Elektrophorese von Ionen und der selektiven Permeabilität von Ionen-Austauschermembranen. Die Erfindung betrifft speziell ein Verfahren und eine Vorrichtung zur wirksamen Anwendung der Elektrodialyse bei hoher Temperatur.

Aus der US-PS 4 160 713 ist bekannt, daß die Dicke der durch Konzentrationspolarisation ausgebildeten Diffusionsschicht vermindert werden kann, indem Gasblasen in die Verdünnungskaramern einer Elektrodialyse-Vorrichtung eingeleitet werden. Die Dicke der Diffusionsschicht wird gegenüber einem entsprechenden Verfahren, welches ohne Einleiten von Gasblasen durchgeführt wird, verringert. Aus der JA-OS 137153/77 ist es ferner bekannt, eine in eine Elektrodialyse-Vorrichtung eintretende Elektrolyt-Lösung mit Hilfe von Abwärme zu erhitzen. Die Leistung der Elektrodialyse wird jedoch durch (1) die Dialyse-Rate pro Membranflächeneinheit und (2) den Energieverbrauch bestimmt. Der Bewertungsfaktor (1) ist die Grenzstromdichte, die von der Turbulenz einer Elektrolyt-Lösung abhängt. Der Bewertungsfaktor (2) ist der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden, der von der Dicke der Diffusionsschicht bei niederer Konzentration, die an den Seiten der Sntsalzungskammern nahe der Membranoberfläche gebildet werden, der Dicke einer Diffusionsschicht, die ein gewisses MaD der Konzentrationspolarisation zeigt, dem spezifischen Widerstand der Hauptschicht, dem spezifischen Widerstand der Membran und dem Grad der Verunreinigung der Membranen durch die Ausbildung von weichen Ablagerungen, die durch Abscheidung von suspendierten Materialien, wie Staub, Schmutz etc. an der Membranoberfläche gebildet werden, und aufgrund von harten Ablagerungen, die durch Abscheidung von gelösten und ionisierten Substanzen an der Membranoberfläche ge-

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bildet werden, wenn die Konzentration dieser Substanzen aufgrund der Gre ":flächenverdampfung an der Grenzfläche zwischen Elektrolyt-Lösung und Gasblasen den Sättigungswert überschreitet, abhängig ist.

Außerdem hat die Verunreinigung der Membranen an den Seiten der Entsalzungskammern einen Einfluß auf das Ausmaß der Konzentrationspolarisation .

Die Hochtemperatur-Elektrodialyse wird bei vorbestimmter erhöhter Temperatur der Elektrolyt-Lösung durchgeführt, um den spezifischen Widerstand und die Viskosität der Elektrolytlösung zu vermindern und um die Elektrolyt-Lösung leicht in einen turbulenten Zustand zu versetzen und dadurch den elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden stark zu vermindern und den Energieverbrauch herabzusetzen. Wenn die Elektrodialyse bei einer Temperatur der Elektrolyt-Lösung von 6O⁰C durchgeführt wird, kann der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden durch die Wirkung des Erhitzens im Vergleich mit dem bei 20⁰C durchgeführten Verfahren um etwa 40 % vermindert werden. Außerdem kann durch die Verminderung der Viskosität auch der Druckverlust im Strom der Elektrolyt-Lösung zwischen den Membranen verringert werden.

Durch das Erhitzen werden jedoch auch negative Wirkungen verursacht. So wird beispielsweise die Abscheidung von harten Ablagerungen begünstigt und infolgedessen treten Schwierigkeiten, wie die Verunreinigung der Membran, auf, so daß die vorstehend erläuterten Vorteile durch diese Nachteile aufgewogen werden.

Im allgemeinen neigt die Sättigungskonzentration von Salzen zu einer Erhöhung mit ansteigender Temperatur; die Sättigungskonzentration von typischen harten Ablagerungen in Meerwasser, beispielsweise CaSO^, CaSO^.2H₂O, CaSO₄-1/2H₂O, CaCO₃ u. Mg(OH)₂, wird jedoch bei einem Temperaturanstieg nicht erhöht, sondern neigt zur Verminderung, wie aus Figur 1 ersichtlich ist.

Wenn die Elektrodialyse von Meerwasser bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, scheiden sich somit an der Membranoberfläche

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Ablagerungen selbst bei niederer Konzentration ab, wodurch die Wirksamkeit der Dialyse vermindert und die Lebensdauer der Membran beträchtlich verkürzt wird. Wenn die Elektrodialyse weiter fortgesetzt wird, werden die Dialysekammern und die Leitungen für die Elektrolyt-Lösung durch die abgeschiedenen Ablagerungen verstopft und die Zuführung der Elektrolyt-Lösung wird schwierig. Das bedeutet, daß die weitere Durchführung der Elektrodialyse unmöglich wird.

Es ist daher wesentliche Voraussetzung, die Abscheidung von Ablagerungen an den Membranoberflächen bei der Hochtemperatur-Elektrodialyse von Meerwasser aus den vorstehenden Gründen zu verhindern.

Der Erfindung liegen weitreichende Untersuchungen zugrunde, mit dem Ziel, die Erscheinung der Abscheidung von Ablagerungen aufzuklären. Dabei wurde gefunden, daß bei der Hochtemperatur-Elektrodialyse einer Elektrolytlösung, bei der die Neigung besteht, daß die Sättigungskonzentration sich mit einem Temperaturanstieg vermindert, die Abscheidung von Ablagerungen an den Oberflächen der Ionen-Austauschermembranen praktisch verhindert werden kann, indem ein Gas in Form von Gasblasen in die Elektrolytlösung zwischen den Ionen-Austauschermembranen eingeleitet wird, wobei zwischen dem Gas und der Elektrolytlösung eine Temperaturdifferenz aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird das Verdampfen der Flüssigkeit an den Grenzflächen zwischen der Flüssigkeit und den Gasblasen verursacht und die Wirksamkeit der Elektrodialyse kann dadurch ebenfalls verbessert werden. Die Erfindung beruht auf diesen Untersuchungen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Hochtemperatur-Elektrodialyse zur Verfügung zu stellen, wobei dieses Verfahren befähigt ist, die Abscheidung von Ablagerungen an den Oberflächen der Ionen-Austauschermembranen im wesentlichen zu vermeiden, wenn eine Elektrolytlösung bei hoher Temperatur unter Verwendung der Ionen-Austauschermembranen elektrodialysiert wird, wobei eine merkliche Wirkung des Erhitzens realisiert wird.

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Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Einsatz einer Heizvorrichtung "bei der Elektrodialyse einer Elektrolytlösung bei hoher Temperatur.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Elektrodialyse zum Entsalzen oder Konzentrieren einer Elektrolytlösung in Entsalzungs- und Konzentrierkammern, die durch abwechselndes Nebeneinander-Anordnen mehrerer Anionen- und Kationen-Austau- -schermembranen zwischen mindestens einem Paar von Elektroden gebildet werden, bei dem eine Elektrolytlösung in die Entsalzungs- und Konzentrier-Kammern geleitet wird, während gleichzeitig ein Gas in Form von Blasen in die Elektrolytlösung zwischen die lonen-Austauschermembranen eingeleitet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Elektrolytlösung mit den Gasblasen in Kontakt hält, während man eine Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolytlösung aufrechterhält.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Erfindungsgemäß sind die nachstehenden beiden Methoden anwendbar, um die Temperaturdifferenz zwischen der Elektrolytlösung und dem Gas einzustellen, welches in Form von Gasblasen zwischen den Ionen-Austauschermembranen eingeleitet wird.

(1) Die Temperatur der Elektrolytlösung wird auf einen höheren Wert eingestellt, als die des Gases und das Gas wird in Form von Gasblasen in die Elektrolytlösung eingeleitet, um den Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit zu erreichen.

(2) Die Temperatur des Gases wird durch Erhitzen auf einen höheren Wert als die der Elektrolytlösung eingestellt und das Gas wird in Form von Gasblasen in die Elektrolytlösung eingeleitet, um den Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit zu erreichen.

Das Wesen der Erfindung, die auf dem vorstehend erläuterten Verfahrensprinzip beruht, liegt darin, die Abscheidung von

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Ablagerungen an den Oberflächen der Ionen-Austauschermembranen zu verhindern, indem dafür Sorge getragen wird, daß die höchste Konzentration der zwischen den Ionen-Austauschermembranen befindlichen Elektrolytlösung sich an anderen Stellen als an den Oberflächen der Membranen befindet, d.h., in der Mitte zwischen den lonen-Austauschermembranen, wodurch ermöglicht v/ird, daß die Ablagerungen sich im mittleren Bereich abscheiden, und die abgeschiedenen Ablagerungen zusammen mit den aufsteigenden Gasblasen abtransportiert werden.

Die Erfindung v/ird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert.

Figur 1 ist ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Sättigungslöslichkeit von typischen Komponenten harter Ablagerungen in Meerwasser und der Temperatur zeigt.

Figur 2 ist eine schematische Darstellung, die die Konzentrationsverteilung in einer Konzentrationskammer bei der Elektrodialyse zeigt.

Figur 3 ist ein schematisches Fließdiagramm, welches eine Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die in dieser Figur gezeigte Elektrodialyse wird durchgeführt, während die Temperatur der Elektrolytlösung bei einem höheren Wert gehalten v/ird, als die des in Form von Gasblasen einzuleitenden Gases.

Figur 4 ist ein weiteres Fließdiagramm, welches eine Ausführungsform der Erfindung darstellt. In diesem Fall v/ird die Elektrodialyse durchgeführt, während die Temperatur des in Blasenform einzuleitenden Gases durch Erhitzen auf einem höheren Wert gehalten wird, als die der Elektrolytlösung.

Figur 5 ist ein Diagramm, welches die Änderung des Zustandes der Luft darstellt, die bei der Verfahrensweise gemäß Beispiel 2 der Erfindung eingeleitet v/ird.

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In Figur 2 wird die Konzentrationsverteilung in einer Konzentrationskammer bei der Elektrodialyse gezeigt. Wenn elektrischer Strom zwischen den Elektroden 5 und 5¹ fließt, bewegen sich Ionen durch Elektrophorese von Ionen und aufgrund der selektiven Permeabilität der Ionenaustauschermembranen in Richtung der Konzentrationskammer. Die Elektrophorese von Ionen bedeutet die Bewegung von Ionen mit einer negativen Ladung (beispielsweise Cl") in Richtung der positiven Elektrode und die Bewegung von Ionen mit einer positiven Ladung (beispielsweise Na⁺) in Richtung der negativen Elektrode. Die selektive Permeabilität der Ionenaustauschermembran ist die Eigenschaft, die darin besteht, daß eine AnLonen-Austauschermembran A nur für Anionen durchlässig ist, während eine Kationen-Austauschermembran K nur für Kationen durchlässig ist. Die Ionen passieren somit die Ionen-Austauschermembranen und bewegen sich in die Konzentrationskammer, wodurch in dec Nähe der Oberflächen der Membranen eine sehr hohe Konzentration verursacht wird. Die Erscheinung, daß eine hohe Konzentration vorherrschend an den Oberflächen der Membranen ausgebildet wird (während niedere Konzentration in der Nähe der Oberflächen der Membranen in einer Entsalzungskammer erzeugt wird), wird als "Konzentrationspolarisation" bezeichnet. In der in Figur 2 gezeigten Konzentrat.ionsverteilung wird der -Inteil mit einem Konzentrationsgradienten als "Diffusionsschicht (&)" bezeichnet, während der Anteil, in dem kein Konzentrationsgradient vorhanden ist, als "Hauptschicht (ß)" bezeichnet wird. Der Grad der Konzentrationspolarisation kann durch die Dicke der Diffusionsschicht (S) bewertet werden.

Erfindungsgemäß werden die nachstehenden drei Wirkungen der Gasblasen gleichzeitig ausgenutzt.

(1) Die Gasblasen durchmischen die Elektrolytlösung zwischen den Ionen-Austauschermembranen kräftig, wodurch die Dicke der Diffusionsschicht (S) vermindert und somit die Konzentration an den Oberflächen der Membranen verringert wird. Die Differenz zwischen der Konzentration an den Oberflächen der Membranen und der Konzentration in der Hauptschicht kann durch

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das Einleiten von Gasblasen auf 1/5 bis 1/6 des Werts verringert werden, der ohne Einleiten von Gasblasen vorhanden ist.

(2) Die Elektrolytlösung wird an den Grenzflächen zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung verdampft, wodurch die Elektrolytlösung in der Nähe der Grenzflächen konzentriert wird und dadurch an dieser Stelle die Konzentration gegenüber der Konzentration an den Membranoberflächen erhöht wird, wodurch die Ausfällung von Abscheidungen in der Nähe der Grenzflächen verursacht wird.

(3) Die Abscheidung der Ablagerungen, die sich an den Grenzflächen zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung abscheiden, an den Membranoberflächen wird dadurch verhindert, daß aufgrund der Duchmischung der Elektrolytlösung durch die Gasblasen eine Waschwirkung erreicht v/ird. Die Waschwirkung, welche die Gasblasen auf die Oberfläche der Membranen ausüben, ist nicht wirksam für die an den Oberflächen der Membranen abgeschiedenen Ablagerungen, jedoch sehr wirksam zum Verhindern, daß sich die in der Elektrolytlösung suspendierten Materialien an den Oberflächen der Membranen abscheiden oder ablagern und hat außerdem die Wirkung, diese Materialien zusammen mit den Gasblasen wegzutransportieren und auszutragen.

Erfindungsgemäß kann durch das gleichzeitige Eintreten der vorstehend beschriebenen drei Wirkungen der Gasblasen und einer Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolytlösung vermieden werden, daß sich harte Ablagerungen an den Oberflächen der Membranen abscheiden und die Elektrodialyse kann somit mit guter Beständigkeit durchgeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben, wobei auf eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der eine Elektrolytlösung' mit hoher Temperatur angewendet v/ird, und eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Gas mit hoher Tempe-

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ratur als Mittel zum Einstellen der Temperaturdifferenz zwischen der Elektrolytlösung und dem in Blasenform einzuleitenden Gas verwendet wird, Bezug genommen wird, die erfindungsgemäß anwendbar sind.

Beispiel 1

In Fig. 3 ist ein schematisch.es Fließdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt, "bei der eine Elektrolytlösung mit höherer Temperatur angewendet wird, als die Temperatur des in Blasenform einzuleitenden Gases, und bei der cLLe Elektrolytlösung in Kontakt mit den Gasblasen gehalten wird (Methode 1).

Die Elektrodialysezelle 1 besteht aus Entsalzungskammern I und Konzentrationskammern II, die durch abwechselnd nebeneinander angeordnete Anionen-Austauschermembranen A und Kationen-Austauschermembranen K, die zwischen Anode 5 und Kathode 5¹ angeordnet sind, gebildet sind. Eine Gaszuführungseinrichtung 14 ist im unteren Teil der Entsalzungskammern I und Konzentrationskammern II vorgesehen. Die Abschnitte II', in denen Elektroden 5 und 5' und Elektrodenflüssigkeit 15 enthalten sind,- werden als Elektrodenkammern bezeichnet. Die zu entsalzende Lösung 6 und die zu konzentrierende Lösung 7 werden jeweils für sich in einem Erhitzer 2 vom Wärmeaustauscher-Typ auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt und in die Entsalzungskammer I und die Konzentrationskammer II der Elektrodialysezelle eingeleitet. Gas 9¹ wird durch die Gaszuführungseinrichtung 14 in die Dialysekammern I und II (d.h. in die Entsalzungskammern I und die Konzentrationskammern II) eingeleitet. Die zu entsalzende Lösung 6 und die zu konzentrierende Lösung 7 werden in den Elektrodialysekammern I bzw. II elektrodialysiert, wodurch in der zu entsalzenden Lösung eine Verminderung der Salzkonzentration verursacht wird, während in der zu konzentrierenden Lösung "eine Erhöhung der Salzkonzentration stattfindet. Die Lösungen fließen dann aus den Dialysekaramertt I und II aus. Das Gas 9' wird durch «Ön^wässerungs- bzw. Trocknungs-Eiaarichtungen 12 zum unteren Ende der Dialysekaramern I und II _rteJLö|tet und in Form von Gasblasen 16 durch die Gaszu-

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führungseinrichtung 14 eingeleitet, die mit Düsen zum Dispergieren der Gasblasen versehen ist. Das Gas durchmischt die Elektrolytlösung bei hoher Temperatur, wodurch der Grad der Konzentrationspolarisation neben den Membranoberflächen vermindert wird und die Konzentrationsdifferenz zwischen den Membranoberflächen und der Hauptschicht im wesentlichen beseitigt wird. Die Verdampfung der Elektrolytlösung erfolgt an den Grenzflächen zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung durch Kontakt der Elektrolytlösung mit den Gasblasen 16, wodurch die Konzentration der Elektrolytlösung an den Grenzflächen zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung gegenüber anderen Teilen erhöht wird. Der gebildete Dampf wird in die Gasblasen 16 eingeschlossen, wobei Ablagerungen an den Grenzflächen abgeschieden werden. Die dabei gebildete weiße, trübe Elektrolytlösung wird zusammen mit den Gasblasen aus den Dialysekammern abströmen gelassen.

Die entsalzte Lösung und die konzentrierte Lösung, welche die Gasblasen enthalten, die aus den Dialysekammern I und II abgezogen wurden, werden einer Stufe der Abscheidung und Freisetzung von feuchtem Gas 9 in einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 3 unterworfen und in die jeweiligen Dialysekammern zurückgeführt und dort elektrodialysiert. Andererseits wird das feuchte Gas 9 in dem Kondensator 4 kondensiert, wobei der in dem Gas enthaltene Wasserdampf als Kondensat 11 (Frischwasser) abgeschieden wird, welches mit dem entsalzten Wasser 6^r vermischt oder gesondert als Frischwasser abgezogen werden kann. Gesättigtes feuchtes Gas 9', welches von Wasser befreit wurde, wird in die zu entsalzende und in die zu konzentrierende Lösung durch die Trocknungseinrichtung 12 und die Gas-Zuführungseinrichtung 14 mit den Düsen zum Dispergieren des Gases in Form von Gasblasen zurückgeführt .

Gemäß dieser Ausführungsform kann eine Vorrichtung zum Entsalzen von Meerwasser, d.h. zur Frischwasser-Produktion oder Salz-Produktion, zur Verfügung gestellt werden. Die Behandlung von Meerwasser wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

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Die zu entsalzende Lösung 6 und die zu konzentrierende Lösung 7, für die Meerwasser als Beschickungslösung dient, werden durch Ausnutzung von Sonnenwärme oder warmem Meerwasser, das als Kühlwasser in einem mit Brennstoff "betriebenen Kraftwerk angewendet wurde, etc. oder durch Ausnutzung von Sonnenwärme untertags und Verbrennung von Naturgas oder Treibstoff an wolkigen oder regnerischen Tagen und in der Nacht in tropischen erdölproduzierenden Ländern erhitzt.

Der Heizmechanismus dieser Ausfuhrungsform, der eine kontinuierliche Verfahrensweise gewährleistet, umfaßt eine Heizvorrichtung 2 vom Wärmeaustauschertyp, in der Meerwasser 20 eingeschlossen ist, und die mit Wärmeübertragungs-Rohrabschnitten 18 u. 19 zum Erhitzen der entsalzten Lösung und der konzentrierten Lösung versehen ist, die in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 3 von feuchtem Gas 9 befreit wurden und zur Elektrodialyse zurückgeführt werden. Die zu entsalzende Lösung 6 und die zu konzentrierende Lösung 7 können auf hohe Temperatur erhitzt werden, indem beispielsweise in den Erhitzer 2 vom Wärmeaustauschertyp Verbrennungsabgas 30 direkt eingeblasen wird, wodurch Beschiekungs-Meerwasser hoher Temperatur erhalten wird.

Das Verbrennungsabgas, welches in das Beschickungs-Meerwasser eingeblasen wurde, wird durch Leitung 23 an die Atmosphäre abgeleitet. Das abgeleitete Verbrennungsabgas enthält Wasserdampf und kann daher durch eine Verbindungsleitung 23, die in Verbindung mit dem Kondensator 4 steht, in den Kondensator 4 eingeleitet werden, wodurch der Wasserdampf in dem abströmenden Verbrennungsabgas als Prischwasserkondensat erhalten werden kann, und das Gas als Verfahrensgas 9¹ zurückgeleitet werden kann.

Zum Einleiten der Gasblasen geeignete Gase sind Luft, Stickstoff etc., welche nach einer Staubentfernung mit Hilfe des Filters 17 der Elektrodialysevorrichtung zugeleitet werden können.

Wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erläutert wurde, werden bei der Elektrodialyse zum Konzentrieren oder Entsalzen der Elektrolytlösung unter Zuführung der Elektrolytlösung

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in Entsalzungskammern und Konzentrationskammern einer Elektrödialysezelle Gasblasen in eine Elektrolytlösung eingeleitet, die höhere Temperatur hat, als die Gasblasen. In dieser Elektrodialysezelle sind die Entsalzungskammern und die Konzentrationskammern durch abwechselndes Nebeneinanderanordnen von mehreren Anionen-Austauschermembranen und Kationen-Austauschermembranen zwischen mindestens einem Elektrodenpaar ausgebildet, und die Elektrolytlösung wird durch Erhitzen mit Hilfe eines Heizmechanismus bei höherer Temperatur gehalten,yersebai mit einer Efcdzvoi?- richtung vom Wärme-Austauschertyp, welche unbehandelte (Beschickungs-) Lösung einschließt, die dem Entsalzen und Konzentrieren unterworfen werden soll, und mit röhrenförmigen Wärmeübertragungsabschnitten für die Rückführung von entsalzter bzw. konzentrierter Lösung aus der Elektrodialysezelle nach dem Befreien von den in den Lösungen enthaltenen Gasblasen ausgestattet ist.

Versuchsergebnisse, die mit dieser Ausführungsform der Erfindung erzielt wurden, sind in Tabelle 1 gezeigt.

Die verwendete Elektrodialysezelle und die Verfahrensbedingungen sind durch nachstehende Daten charakterisiert:

Anionen- und Kationen-Austauschermembranen:

Membranfläche: Membranabstand: Elektrolytlösung: einzuleitendes Gas: Betriebsdauer:

Strömungsgeschwindigkeit des eingeleiteten Gases (als Oberflächen-Gasgeschwindigkeit )

3 Paare

21,3 dm²/Platte

4 mm

Meerwasser, enthaltend 2000 ppm Gips

Luft (2O⁰C, R.F. 70 %)

4 Stunden (mehr als 3 Std. nachdem keine Konzentrationsänderung beobachtet

wurde)

3 cm/sec

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Tabelle

Versuch	Temperatur der Elektrolytlösung (⁰C)	Ablagerungen an der Membranob erflache	Weiße Trübung der Elektrolytlösung	Wirksamkeit
1	20	ja (gesamte Ober fläche)	nein	schlecht
2	30	ja (teilweise)	ja	ziemlich gut
3	40	nein	ja	gut
4	50	nein	ja	gut
5	60	nein	ja	gut

Wie aus den vorstehenden Versuchen ersichtlich ist, werden Gipsablagerungen auf der gesamten Oberfläche der Membranen aus der Elektrolytlösung bei 20°C abgeschieden, die Elektrolytlösung bildet keine weiße Trübung aus und die Elektrodialyse zeigt praktisch keine Wirksamkeit. Wenn die Elektrolytlösung bei 30⁰C gehalten wird, so ist die Abscheidung von Ablagerungen nur an den Oberflächen in den Ecken der Membranen der Elektrodialysekammern zu beobachten, in anderen Teilen der Membranoberflächen wird jedoch keine Abscheidung von Ablagerungen beobachtet und die Elektrolytlösung zeigt weiße Trübung. Es scheint, daß die angestrebte Wirkung in den Teilen mit stagnierender Strömung aufgrund des Aufbaus der Elektrodialysekammern nicht erreicht v/erden kann. Bei einer Temperatur der Lösung von 40° bis 60°C ist keine wesentliche Abscheidung von Ablagerungen an den Membranoberflächen ersichtlich, wenn Luft mit üblicher Feuchtigkeit bei Normaltemperatur (20⁰C) zur Ausbildung der Gasblasen verwendet wird. Die Elektrolytlösung muß dann eine Temperaturdifferenz von mindestens 10⁰C gegenüber der Luft haben. Das bedeutet, daß die Temperatur der Elektrolytlösung mindestens 30°C betragen muß, wenn das Gas bei 20 C eingeleitet wird; ein Einfluß der hohen Temperatur auf die Eigenschaften und die Lebensdauer der Ionen-Austauschermembran muß jedoch berücksichtigt werden.

Die erfindungsgemäße Hochtemperatur-Elektrodialyse, bei der die Temperatur der Elektrolytlösung auf einen höheren Wert eingestellt wird, als die des Gases, bevor diese der Elektrodialysezelle zugeleitet werden, um die erforderliche Temperaturdifferenz zwischen der Elektrolytlösung und dem Gas aufrechtzuerhalten, läßt sich in wirtschaftlicher und wirksamer Weise auf Meerwasser etc. in tropischen Ländern anwenden, in denen die Sonnenenergie leicht ausgenutzt werden kann.

Experimentell wurde festgestellt, daß die Abscheidung von Ablagerungen an den Düsenteilen der Gasdispersionsvorrichtung, durch welche das Gas in Form von Blasen in die Elektrolytlösung eingeleitet wird, leicht stattfindet, wenn die Temperatur des einzu-

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leitenden Gases niedriger ist, und die Temperatur der Elektrolytlösung in der Nähe der Düsenteile höher ist, und daß die Abscheidung von Ablagerungen vermindert wird, wenn die Temperatur des einzuleitenden Gases sich einer Sättigungstemperatur nähert. Die beschriebenen Schwierigkeiten bei der Gasdispersions-Einrichtung zum Einleiten des Gases können daher leicht mit Hilfe von einfachen Einrichtungen beseitigt werden, die auf die Elektrodialysevorrichtung abgestimmt sind, beispielsweise durch Verwendung von Vibrationsdüsen oder mit Hilfe einer Einstellvor- · richtung für die Temperatur und die Feuchtigkeit.

Beispiel 2

In Fig. 4 ist ein schematisches Fließdiagramm gezeigt, das eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Gas auf eine höhere Temperatur erhitzt, als die Elektrolytlösung, und das erhitzte Gas in Form von Gasblasen in die Elektrolytlösung eingeleitet (vorstehend erläuterte Methode 2).

Gemäß dieser Ausführungsform v/erden die gleiche Elektrodialysezelle 1, der Gas-Flüssigkeitsabscheider 3, Kondensator 4 etc. wie in Beispiel 1 verwendet. Die Abänderung besteht darin, daß die Ausbildung und Funktion der Teile, welche die Einrichtung zum Einleiten des Gases betreffen» sich von den entsprechenden Teilen des Beispiels 1 unterscheiden. Die Erläuterung der gemeinsamen Vorrichtungsteile in der Elektrodialysevorrichtung wird daher nachstehend weggelassen, um Wiederholungen zu vermeiden.

Diese Ausführungsform ist ebenfalls zum Entsalzen von-Meerwasser geeignet, wie die in Beispiel 1 beschriebene Ausführungsform. Die Erläuterung erfolgt daher unter Bezugnahme auf die Behandlung von Meerwasser als Beispiel.

Die beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf eine Elektrodialysevorrichtung, die für Gebiete geeignet ist, in denen die

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Ausnutzung der Sonnenwärme etc. nicht einfach ist. Das ständige Erhitzen einer großen Menge an Meerwasser durch Verbrennung von Brennstoff ist wegen seiner Unwirtschaftlichkeit in Gebieten mit mildem oder kaltem Klima nicht anwendbar, ausgenommen vulkanische Regionen in der Nähe des Meerufers, in denen die vulkanische Wärme ausgenutzt werden kann. So läßt sich beispielsweise selbst bei der einfachen Maßnahme, ein heißes Gas direkt in Meerwasser einzublasen, die in Beispiel 1 durchgeführt wird, die Abscheidung und Ablagerung von harten Ablagerungen in dem Erhitzer vom ¥ärmeaustauschertyp nicht vermeiden, wenn die Ablagerungen auch nur in geringem Umfang erfolgen. Aus diesem Grund verursacht die Verwendung einer Heizvorrichtung vom Wärmeaustauschertyp als kontinuierlich betriebener Vorrichtungsteil noch einige Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten aufgrund der Abscheidung von Ablagerungen können mit dieser Ausführungsform der Erfindung vermieden werden, indem als Mittel zum Erhitzen ein in die Elektrolytlösung einzuleitendes Gas verwendet wird, wodurch die Ziele der Erfindung in wirksamer Weise erreicht werden können.

Die zu entsalzende Lösung 6 und die zu konzentrierende Lösung7, für die Meerwasser als Beschickungs-Elektrolytlösung 20 dient, werden in der gleichen Weise, die vorstehend für die zu entsalzende und die zu konzentrierende Lösung beschrieben wurde, aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 3 in die Elektrodialysezelle 1 eingeleitet. Gesättigtes feuchtes Gas 9', das aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 3 in den Kondensator 4 eingeleitet wurde und von kondensiertem Frischwasser befreit wurde, wird durch die Trocknungseinrichtung 12 geleitet und in dem röhrenförmigen Wärmeaustauscher-Abschnitt 22 der Heizvorrichtung 21 auf eine hohe Temperatur erhitzt. Dann wird das erhitzte Gas durch den zur Wärmeübertragung dienenden röhrenförmigen Abschnitt 25 der Temperatureinstellvorrichtung 24 geleitet und in Form von Blasen durch Dispersion mit Hilfe einer Gasdispergiervorrichtung der Gaszuführungsvorrichtung 14 in die Entsalzungskammern I bzw.. Konzentrationskammern II der Elektrodialysezelle 1 eingeleitet. Die auf hohe Temperatur erhitzten Gasblasen durchmischen die Elektrolytlösungen zwischen den Ionen-Austauschermembranen und

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vermindern somit das Ausmaß der Konzentrationspolarisation, die in der Nähe der Oberflächen der Membranen auftritt, und beseitigen im wesentlichen die Konzentrationsdifferenz zwischen den Oberflächen der Membranen und der Hauptschicht.

An den Grenzflächen zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung erfolgt das Verdampfen der Elektrolytlösung durch den Kontakt der bei hoher Temperatur gehaltenen Gasblasen 16 mit der Elektrolytlösung und die Konzentration der Elektrolytlösung wird daher an der Grenzfläche zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung höher als in anderen Teilen, wobei der gebildete Dampf von den Gasblasen 16 eingeschlossen wird und die Ablagerungen an den Grenzflächen abgeschieden werden. Die so gebildete weiß-getrübte Elektrolytlösung wird zusammen mit den Gasblasen aus den Elektrodialysekammern abgezogen. Die Elektrolytlösung wird dann in dein Gas-Flüssigkeitsabscheider 3 und dem Kondensator 4 in gleicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt. Das erhaltene gesättigte feuchte Gas 9¹ wird im Kreislauf geführt,

Bei dieser Ausführungsform wird die Temperatur des Gases, das in der Heizvorrichtung 21 auf hohe Temperatur erhitzt wurde, in der Temperatur-Einstellvorrichtung 24 durch Luftkühlung auf eine geeignete Temperatur eingestellt, da eine zv hohe Temperatur des Gases die Ionen-Austauschermembranen schädigt. Die Temperatureinstellung erfolgt durch Messen der Temperaturen im unteren Teil der Entsalzungskammern I und der Konzentrationskammern II und Einstellung des Öffnungsgrads der Drosselklappe D an der Temperatur-Einstellvorrichtung 24, die eine Abriegelung zur Heizvorrichtung 21 bewirkt.

In dieser Ausführungsform kann als geeignetes Gas 13, welches in Form von Blasen eingeleitet wird, Luft, Stickstoff etc. verwendet werden und dieses Gas wird nach der Staubentfernung durch das Filter 17 in die Elektrodialysezelle eingeleitet.

In Fig. 5 ist ein Diagramm dargestellt, das die Veränderung des Zustandes eines Gases (Luft) zeigt. Je niedriger die Feuchtigkeit eines in die Elektrolytlösung einzuleitenden Gases hoher

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Temperatur ist, umso besser ist die Verdampfungswirkung an der Grenzfläche zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung durch den Kontakt der Gasblasen mit der Elektrolytlösung.

Fig. 5 verdeutlicht die Verfahrensweise der Ausführungsform gemäß Fig. 4, bei der die Trocknungsvorrichtung umgangen wird.

Die gestrichelte Kurve in Fig. 5 ist die mit gesättigter feuchter Luft unter Atmosphärendruck von 760 mm Hg erhaltene Kurve und die eingezeichneten Linien zeigen den Fall des stationären Zustandes an (b - d - c), in welchem Luft mit gegebener Feuchtigkeit bei 84°C (Punkt b) in eine bei 20⁰C gehaltene Elektrolytlösung eingeleitet wird und die Temperatur der Elektrolytlösung 40⁰C (Punkt d) durch den Wärmeaustausch zwischen der Luft hoher Temperatur und der Elektrolytlösung bei ihrem Kontakt erreicht. Nachstehend wird dieser Fall unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform und die dort angegebenen Bezugsziffern erläutert. Luft 13 entspricht Punkt a in Fig. 5, in welchem die relative Feuchtigkeit etwa 70 % beträgt. Luft 13 wird durch die Heizvorrichtung 21 und die Temperatureinstellvorrichtung 24 auf 84⁰C erhitzt und geht in Luft 13' über (Punkt b). Luft 13' wird dann in die Elektrolytlösung eingeleitet und der Wärmeaustausch und die Verdampfung der Elektrolytlösung finden an der Grenzfläche zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung statt, wodurch sich der Zustand der Luft von Punkt b bei 84°C zu Punkt d bei 40°C verschiebt. Feuchte Luft 9 entspricht Punkt d und liegt im gesättigten feuchten Zustand vor. Dann wird kondensiertes Wasser in dem Kondensator 4 aus der feuchten Luft entfernt, wobei bei 33°C gesättigte feuchte Luft 9' erhalten wird, was Punkt c entspricht. Der Weg von Punkt d nach Punkt c stellt einen Kondensationsvorgang dar. Die gesättigte feuchte Luft 9' wird in der Heizvorrichtung 21 wieder auf die vorbestimmte Temperatur erhitzt, wobei erneut bei hoher Temperatur ungesättigte Luft 13' erhalten wird, entsprechend Punkt b. Dann wird die Verfahrensweise in dem Zyklus b - d - c wiederholt. Die Menge der an der Grenzfläche zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung verdampften Elektrolytlösung

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"beträgt Δ χ und hängt von der Temperatur der Elektrolytlösung im stationären Zustand und der Feuchtigkeit und der Temperatur des eingeleiteten Gases ab.

Versuche wurden unter Verwendung von Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 70 % bei variierenden Temperaturen zwischen 40° und 100⁰C des in die Elektrolytlösung einzuleitenden Gases durchgeführt, wobei die Elektrolytlösung bei der Anfangstemperatur von 20⁰C und der stationären Temperatur von 30 C gehalten wurde. Nachstehend werden die Bedingungen der Elektrodialyse aufgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Daten der Versuche und der Elektrodialysezelle:

Anionen- und Kationen-Austauscher- 3 Paare membranen:

Membranfläche: Membranab stand: Elektrolytlösung: einzuleitendes Gas: Betriebsdauer:

21,3 dnr/Platte
4 mm

Me er v/a s s e r, enthalt end 2000 ppm GiOs
Luft (R.F. 70-90

Strömungsgeschwindigkeit des eingeleiteten Gases

4 Stunden (mehr als 3 Std. nachdem keine Änderung der Konzentration beobachtet wurde

3 cm/sec

(als Oberflächen-Gasgeschwindigkeit )

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Tabelle

CD CO O O -Ρ» cn

Versuch	Temperatur des eingalßiten Gases (⁰C)	Ablagerungen an der Membranoberfläche	Weiße Trübung der Elektrolytlösung	Wirksamkeit
1	50	da	keine	schlecht
2	60	ja	keine	schlecht
3	70	ja	keine	schlecht
4	80	praktisch keine	ja	gut
5	90	11 ti	ja	gut
6	100	It ti	ja	gut

Wenn die Temperatur des eingeleiteten Gases weniger als 70 C beträgt, werden Ablagerungen an den Membranoberflächen abgeschieden und die Wirksamkeit ist schlecht, während bei Temperaturen von' mehr als 80⁰C keine wesentliche Abscheidung von Ablagerungen an den Membranoberflächen stattfindet, mit Ausnahme der stagnierenden Bereiche der Strömung, und eine gute Wirksamkeit erhalten wird.

In der beschriebenen Ausführungsform, in der das Gas auf hohe Temperatur erhitzt wird, muß die Gastemperatur vor dem Kontakt des Gases mit den Ionen-Austauschermembranen eingestellt werden, um den Eigenschaften und der Lebensdauer der Ionen-Austauschermembranen Rechnung zu tragen, wie vorstehend in Beispiel 2 erläutert wurde.

Wie vorstehend angegeben, ist die Ausführungsform gemäß Beispiel 2 der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Gas auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, als die Elektrolytlösung, um eine Temperaturdifferenz zwischen dem einzuleitenden Gas und der Elektrolytlösung einzustellen. Darin unterscheidet sich diese Ausführungsform von der Ausführungsform gemäß Beispiel 1. Es ist daher eine Einrichtung zum Erhitzen des Gases auf hohe Temperatur vorgesehen, die erfindungsgemäß eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des Ga.?es, das aus der Elektrolytlösung abgeschieden wurde, die aus der Elektrodialysezelle abgezogen wurde, und das von Frischwasser-Kondensat befreit wurde, eine Temperatureinstellvorrichtung zum Einstellen der Temperatur des erhitzten Gases auf eine geeignete Temperatur und eine Leitung zum Rückführen des Gases in Form von Gas hoher Temperatur und zum Einleiten in Blasenform in die Entsalzungskammern und Konzentrierkammern der Elektrodialysezelle enthält.

In der Ausführungsform gemäß Beispiel 2 ist es nicht erforderlich, den Schwierigkeiten durch die Ablagerung und Abscheidung von Ablagerungen in der Heizvorrichtung Rechnung zu tragen, da, im Unterschied zum Erhitzen der Elektrolytlösung, das Gas auf hohe Temperatur erhitzt wird und da außerdem eine Temperatureinstellvorrichtung vorgesehen ist, um das erhitzte Gas auf eine geeignete Temperatur einzustellen. Ein wirksamer Betrieb der

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Elektrodialysezelle kann daher ohne schädliche Wirkung der hohen Temperatur auf die Eigenschaften und die Lebensdauer der Ionen-Austauschermembran aufrechterhalten werden. Bei der Elektrodialyse von Meerwasser ist die beschriebene Ausführungsforrn der Erfindung, bei der das in die Elektrolytlösung einzuleitende Gas erhitzt wird, in warmen oder kalten Klimagebieten wirtschaftlich vorteilhaft, in denen die Ausnutzung von Sonnenwärne nicht möglich ist.

In Tabelle 3 sind die Ergebnisse von erfindungsgemäßen Versuchen gemäß Beispielen 1 und 2 unter Verwendung von Ionen-Austauschermembranen dargestellt. Dabei ist die Wirkung der Temperaturdifferenz zur Verhinderung der Konzentrationspolarisation und der Abscheidung von Ablagerungen als Verhältnis des elektrischen Widerstands zu dem Wert des elektrischen Widerstandes, der bei der Elektrodialyse von Meerwasser bei 2O⁰C erreicht wird, als Standard, dargestellt.

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Tabelle 3 (Beispiel 1)

Einleiten von Luftblasen	Temperatur der Elektrolytlösung (⁰C)	Verhältnis des elektri schen Widerstandes
nein	20 - 30	0,9 - 1
da	20	0,6 - 0,7
H	30	0,6
11	40	0,5
11	50	0,44
Il •	60	0,4
11	70	0,38

O,

Anmerkung: Temperatur der eingeleiteten Luft: 20 C

(Beispiel 2)

Einleiten von Luftblasen	Temperatur der eingeleiteten Luft (⁰C)	Verhältnis des elektri schen Widerstandes
da	50	0,6 - 0,7
11 It	60 70	0,6 - 0,7 0,6
Il	80	0,5
Il	90	0,44
Il	100	0,4

O,

Anmerkung: Temperatur der Elektrolytlösung: 20 C

0 30045/0 70

-Zl-

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann die Elektrodialyse einer Elektrolytlösung bei hoher Temperatur unter Einleiten von Gasblasen und unter Aufrechterhalten einer Temperaturdifferenz zwischen den Gasblasen und der Elektrolytlösung bei vermindertem elektrischen Widerstand durchgeführt werden, der beispielsweise die Hälfte oder weniger des elektrischen Widerstands einer Verfahrensweise beträgt, bei der keine Gasblasen eingeleitet werden und bei 20 C gearbeitet wird, Ferner kann bei diesem Verfahren jede Schädigung der Ionen-Austauschermembranen vermieden werden.

Erfindungsgemäß kann somit nicht nur eine Verminderung des Energieverbrauches, sondern auch eine Erhöhung der Betriebsstromdichte sowie der Betriebswirksamkeit erreicht werden. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Hochtemperatur-Slektrodialyse in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird, so wird eine merklich verbesserte Wirksamkeit speziell bei der Elektrodialyse von Meerwasser erzielt.

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Claims

PAT E M "^1V N WÄLT Ei SCHIFF v. FÜNER STREHL SCH Ü BEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-SOOO MÖNCHEN 95 AUSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE KARL LUDWIG SCHIFF (1964-197B) DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER DIPL. INS» PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. ING. DIETER EBBINSHAUS DR. ING. DIETER FINCK TELEFON (Ο8Θ) 482054. TELEX 5-23565 AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN HITACHI, LTD. DEA - 14 590 BABCOCK-HITACHI KABUSHIKI KAISHA 17. April 1980 Verfahren und Vorrichtung zur Elektrodialyse. PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Elektrodialyse zum Entsalzen oder Konzentrieren einer Elektrolyt-Lösung in Entsalzungs- und Konzentrierkammern, die durch abwechselndes iTebeneinander-Anordnen mehrerer Anionen- und Kationenaustauschermembranen zwischen mindestens einem Paar von Elektroden gebildet werden, bei dem eine Elektrolyt-Lösung in die Entsalzungs- und Konzentrations-Kammern geMtefc wird, während gleichzeitig ein Gas in Form von Blasen in die Elektrolyt-Lösung zwischen den Ionen-Austauschermembranen eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet , daß man die Elektrolyt-Lösung mit den Gasblasen in Kontakt hält, während man eine Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolyt-Lösung aufrechterhält.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elektrolyt-Lösung bei höherer Temperatur als das Gas hält und daß man die bei höherer Temperatur gehaltene Elektrolyt-Lösung mit dem Gas zwischen den Ionen-Austauschermembranen in Berührung bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas bei einer höheren Temperatur als die Elektrolyt-Lösung hält und daß man das bei höherer Temperatur befindliche Gas zwischen den lonen-Austauschermembranen mit der Elektrolyt-Lösung in Berührung bringt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß man zwischen der Elektrolyt-Lösung und dem Gas eine Temperaturdifferenz von mindestens 1O°C aufrechterhält .

5 . Elektrodialyse-Vorrichtung zum Entsalzen oder Konzentrieren einer Elektrolyt-Lösung, die mindestens ein Paar von Elektroden, mehrere Anionen- und Kationen-Austauschermembranen, die abwechselnd nebeneinander zwischen dem Elektrodenpaar angeordnet sind, aufweist, wodurch Entsalzungskammern und Konzentrationskamrnern gebildet werden, und die eine Gas-Zuführungsvorrichtung zur Verteilung von Gasblasen zwischen den Ionen-Austauscherraembranen aufweist, so daß das Gas in Kontakt mit der Elektrolyt-Lösung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß Heizvorrichtungen (2, 21) zum Erhitzen der Elektrolyt-Lösung bzw. des Gases vorgesehen sind, die das Aufrechter-

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halten einer Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolyt-Lösung ermöglichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zum Aufrechterhalten der Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolyt-Lösung in einer Leitung für die Rückführung des Gases nach dem Inkontaktbringen des Gases mit der Elektrolyt-Lösung eine Heizvorrichtung (21) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zum Aufrechterhalten der Temperatur- -differenz zwischen dem Gas und der Elektrolyt-Lösung in einer Leitung für die Elektrolyt-Lösung eine Eeiζvorrichtung für die Elektrolyt-Lösung mit einem Aufbau vorgesehen ist, bei dem ein erhitztes Gas direkt eingeblasen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zum Aufrechterhalten der Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolyt-Lösung eine Heizvorrichtung (21) zum Erhitzen des Gases, welches zugeführt wird, um mit der Elektrolyt-Lösung in Kontakt gebracht zu werden, und eine Temperatur-Einstellvorrichtung (24) zum Einstellen der Temperatur des aus dem Erhitzer (21) kommenden Gases auf eine für die Ionen-Austauschermembranen geeignete Temperatur vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch

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gekennzeichnet , daß die Heizvorrichtungen so ausgebildet sind, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Elektrolyt-Lösung mindestens 1O⁰C beträgt.

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