Electrosynthesis of sodium dithionite in a trickle-bed reactor

Authors


Abstract

Sodium dithionite was generated by electroreduction of sulphur dioxide on a graphite fibre mat cathode in a continuous ‘flow-by’ trickle-bed electrochemical reactor. Reactor performance was measured with respect to variation of the feed catholyte NaOH concentration [0.5-1.0 mol/L], feed gas SO2 concentration [4-40 vol%], product catholyte pH [2.4-12.0] and applied current [10-50 A (0.4-2.0 kA/m2)]. Product catholyte temperature was in the range 18 to 30°C. With product catholyte pH between 2.4 and 6.9, dithionite was generated at current efficiency from 42 to 100%, concentration from 0.05 to 0.78 mol/L, yield from SO2 up to 69% and specific energy from about 2 to 5 kWh/kg Na2S2O4. Current efficiency fell with increasing current and rose with increasing gas load. High levels of thiosulphate [0.07-0.3 mol/L] and sulphide [0.01-0.13 mol/L] measured in the product catholyte would compromise the use of this process in commercial applications such as brightening wood pulp.

Abstract

Du dithionite de sodium a été produit par électroréduction de dioxyde de soufre sur une cathode sur semelle en fibre graphite dans un réacteur électrochimique à lit ruisselant à écoulement secondaire. La performance du réacteur a été mesurée en fonction de la variation de la concentration en NaOH du catholyte d'alimentation [0,5-1, O mol/L], de la concentration en SO2 du gaz d'alimentation [4-40% en volume], du pH du catholyte du produit [2,4-12,0] et du courant appliqué [ 10-50 A (0,4-2,0 kA/m2)]. La température du catholyte du produit varie de 18 à 30°C. Avec un pH du catholyte du produit entre 2,4 et 6,9, le dithionite a été produit à une efficacité du courant de 42 à loo%, une concentration de 0,05 a 0,78 mol/L, un rendement en SO, atteignant 69% et une knergie specifique d'environ 2 B 5 kWh/kg de Na2S204. L'efficacité du courant diminue avec une augmentation du courant et augmente avec une diminution de la charge de gaz. Des taux élevés de thiosulfate [0,07-0,3 mol/L] et de sulfate [0,01-0,13 mol/L] mesurés dans le catholyte du produit compromettraient I'utilisation de ce procédé pour des applications cornmerciales, telles que le brillantage de la pâte a papier.

Ancillary