[发明专利]调节工艺流组成用于改进的电解槽性能

说明书

一种电氯化系统包括：电解槽，所述电解槽在进料流体的源和产物流体出口之间可流体地连接；以及在电解槽的上游的子系统，所述子系统被配置成增加进料流体的pH或增加进料流体中的单价离子与二价离子的比率中的一种。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年2月27日提交的题为“REGULATION OFPROCESS STREAM COMPOSITION FOR IMPROVED ELECTROLYZER#PERFORMANCE”的美国临时申请序列号62/635,731的优先权，该美国临时申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。

背景

1.发明领域

本文公开的方面和实施方案总体上涉及电化学装置，并且更具体地涉及电氯化电池(electrochlorination cell)和电氯化装置以及使用电氯化电池或电氯化装置的系统和方法。

2.相关技术的讨论

用于通过在电极处的化学反应从进料流产生产物溶液的电化学装置被广泛地用于工业实施和市政实施。反应的实例包括：

A1.电氯化，其中从氯化钠和水生成次氯酸钠：

在阳极处的反应：2Cl^-→C1₂+2e^-

在阴极处的反应：2Na⁺+2H₂O+2e^-→2NaOH+H₂

在溶液中：C1₂+2OH^-→ClO^-+Cl^-+H₂O

总反应：NaCl+H₂O→NaOCl+H₂

E⁰_氧化＝-1.36V(氯生成)

E⁰_还原＝-0.83V(氢气生成)

E⁰_电池＝-2.19V

A2.沉淀反应条件.

氢氧化镁：Mg²⁺+2OH^-→Mg(OH)₂

碳酸钙：Ca²⁺+CO₃^2-→CaCO₃

B.从氯化钠和水生成氢氧化钠和氯气，其中阳离子交换膜将阳极和阴极隔开：

在阳极处的反应：2Cl^-→C1₂+2e^-

在阴极处的反应：2H₂O+2e^-→2OH^-+H₂

总反应：2NaC1+2H₂O→2NaOH+C1₂+H₂

C.用于能量储存的钒氧化还原电池，其中质子可渗透膜将电极隔开：

在充电期间：

在第1电极处的反应：V³⁺+e^-→V²⁺

在第2电极处的反应：V⁴⁺→V⁵⁺+e^-