JP2002069683A - 次亜塩素酸塩製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転停止時に水素の滞留を防止した次亜塩素
酸塩製造装置を得る。 【解決手段】 塩水の電気分解による次亜塩素酸塩製造
装置において、無隔膜式電解槽内の電解液面に開口部を
有する上昇管に結合した気液分離装置を電解槽の上部に
有し、上昇管の電解槽の上部空間に位置する部分には小
孔を有し、電解槽の運転停止時には、気液分離装置内の
電解液が上昇管を通じて逆流するとともに小孔から電解
槽の上部空間に滞留した水素を気液分離装置へ排出させ
る次亜塩素酸塩製造装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は次亜塩素酸塩の電解
による製造装置に関し、とくに運転停止時の安全性の高
い次亜塩素酸塩製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】次亜塩素酸ナトリウムに代表される次亜
塩素酸塩類は、漂自剤、殺菌剤として、上下水の処理、
排水の処理から家庭の台所用あるいは洗濯用等の各方面
で用いられている。次亜塩素酸塩の製造は、食塩水等の
アルカリ金属塩化物の水溶液の電気分解によって得られ
たアルカリ金属水酸化物と塩素とを反応させて製造する
方法、あるいはアルカリ金属塩化物を無隔膜電解槽にお
いて電気分解を行って、電解槽中で次亜塩素酸塩を直接
製造する方法で行われている。アルカリ金属水酸化物と
塩素を反応させる方法は、高濃度の次亜塩素酸塩を得る
ことができるので、次亜塩素酸塩を販売する目的で製造
する場合にはこの方法で行われているが、アルカリ金属
水酸化物と塩素を製造する電解設備が必要となるので、
食塩水の電解工場において水酸化ナトリウムあるいは塩
素の製造に付随して大規模に行われている。

【０００３】一方、食塩などの水溶液を無隔膜電解槽に
おいて電気分解する方法も知られている。この方法で
は、生成する次亜塩素酸塩の濃度は比較的低濃度である
が、水の浄化や殺菌に直接利用することが可能な濃度の
ものを製造することができ、製造設備も水酸化アルカリ
と塩素を製造する電解設備に比べて簡単であるので、次
亜塩素酸塩を必要とする現場において製造されている。

【０００４】図３は、従来の次亜塩素酸塩製造装置の一
例を説明する図である。

【０００５】次亜塩素酸塩製造装置は、次亜塩素酸塩製
造用の無隔膜式電解槽１に食塩水２を供給し、無隔膜式
電解槽において電気分解を行って、次亜塩素酸塩は次亜
塩素酸塩管路３を通じて、また生成した水素は水素管路
４を通じて水封安全器５に供給され、水封安全器５内の
液面を所定の範囲に保持することによって水素は水素放
散管６を通じて外部へ排出される。また、水素放散管６
には、希釈空気ポンプ７によって水素の濃度を希釈する
空気を供給し、水素濃度を安全な水準まで低下させてい
る。

【０００６】一方、水封安全器からは次亜塩素酸塩を次
亜塩素酸塩貯槽８に貯蔵し、供給ポンプ９によって所望
の使用場所へ供給している。電解装置は、次亜塩素酸塩
の使用量に応じて間欠的な運転が行われることがある
が、電解槽の運転停止時には、電気分解によって発生し
た水素が電解槽内に滞留することが起こる。水素が電解
槽内において長期間滞留していると、空気中の酸素と混
合する可能性も生じ、水素の爆発の危険が生じることと
なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、次亜塩素酸
塩製造装置を提供することを課題とするものであり、と
くに運転停止時において電解槽内に水素が滞留すること
を防止した安全性が高い次亜塩素酸塩製造装置を提供す
ることを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩水の電気分
解による次亜塩素酸塩製造装置において、無隔膜式電解
槽内の電解液面に開口部の一端を位置させた上昇管を有
し、上昇管の他端の開口部を結合した気液分離装置を電
解槽の上部に設け、上昇管の電解槽の上部空間に位置す
る部分には小孔を有し、電解槽の運転停止時には、気液
分離装置内の電解液が上昇管を通じて逆流するとともに
小孔から電解槽の上部空間に滞留した水素を気液分離装
置へ排出させる次亜塩素酸塩製造装置である。上昇管の
内径が１５ｍｍ〜１５０ｍｍであり、小孔の径が２ｍｍ
〜２０ｍｍである前記の次亜塩素酸塩製造装置である。

【発明の実施の形態】本発明の次亜塩素酸塩製造装置
は、無隔膜式電解槽内の上部空間を気液混合流体の上昇
管によって気液分離装置とを結合し、電解槽に供給する
塩水の流動と電気分解時に発生する気泡の上昇によって
気液混合流体を気液分離装置に上昇させて、気液分離装
置内において次亜塩素酸塩と水素とに分離するととも
に、電解槽の運転停止時には、上昇管内を上昇する気泡
がなくなるために気液分離装置内の次亜塩素酸塩が電解
槽内に逆流するとともに、上昇管に設けた小孔から電解
槽内の水素を気液分離装置に排出させて電解槽内部から
の水素の排出により電解槽の運転停止時には水素の滞留
を防止したものである。

【０００９】以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の次亜塩素酸塩製造装置の一実施例を示
す図である。本発明の次亜塩素酸塩製造装置は、無隔膜
式電解槽１を有し、無隔膜式電解槽１の電解液面１０に
開口部を有する上昇管１１に結合した気液分離装置１２
が設けられている。上昇管１１の無隔膜式電解槽１の上
部の電解槽内の上部空間に開口する小孔１３を有してい
る。また、気液分離装置１２には、水素放散管６および
希釈空気ポンプ７と結合した希薄空気供給管１４が結合
されており、気液分離装置１２において、水素を分離し
た次亜塩素酸塩は、次亜塩素酸塩貯槽８に貯蔵され、供
給ポンプ９によって所望の使用場所へ供給される。

【００１０】本発明の次亜塩素酸塩製造装置において
は、無隔膜式電解槽１に供給された食塩水２が陽極１５
および陰極１６によって電気分解を受け、陽極で発生し
た塩素から次亜塩素酸塩が生成し、陰極における電気分
解および次亜塩素酸塩の生成反応の両者によって水素が
生成する。生成した水素からなる水素気泡１７の浮力と
供給される塩水の流動によって、次亜塩素酸塩を含有し
た液は、上昇管１１を上昇して気液分離装置１２に達し
て水素気泡１７が次亜塩素酸塩から分離されて水素放散
管６から放出される。気液分離装置１２には、希釈空気
ポンプ７と結合した空気供給管１４から供給されて希釈
されて安全な濃度に低下させることができる。また、無
隔膜式電解槽１の運転停止時には、塩水２の供給が停止
されると気液分離装置１２から次亜塩素酸塩が逆流し、
電解槽内の水素は上昇管に設けた小孔１３から気液分離
装置１２へ上昇し外部へ排出される。

【００１１】図２は、図１の一部を拡大して説明する図
であり、図１のＡの部分の拡大図である。無隔膜式電解
槽１への通電を停止し塩水の供給を停止すると、気液分
離装置および上昇管１１内の液体が上昇管１１内を通じ
て無隔膜式電解槽１内へ逆流するとともに、無隔膜式電
解槽１の上部空間１８の気体が小孔１３を通じて上昇管
を通じて気液分離装置へ排出される。本発明において、
上昇管は任意のものを用いることができるが、通電中に
上昇管を通過する液体と水素気泡との上昇速度が０．４
〜０．８ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。上昇速度が
０．４ｍ／ｓｅｃ未満では上昇管の管径が太くすること
が必要となるので、構造上好ましくない。また０．８ｍ
／ｓｅｃを超えると上昇管を流れる流体の抵抗が増加し
て通電中の電解槽の液面変動が生じることがある。

【００１２】上昇管の内径は、次亜塩素酸塩の生産量に
応じて決定されるが、１５ｍｍ〜１５０ｍｍであること
が好ましい。また、上昇管の電解槽上部空間に位置する
部分に設ける小孔は、通電中に発生する水素が小孔を全
量通過することを防止するために小孔部の水素流速が１
５〜２５ｍ／ｓｅｃとなるような径とすることが好まし
く、２ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましい。また小孔
は、１個に限らず複数個を設けたものであっても良い。

【００１３】

【実施例】以下に、実施例を示し本発明を説明する。 実施例１ 縦２００ｍｍ、横１５０ｍｍの白金族金属の酸化物を含
有する電極触媒物質を被覆した陽極、チタン陰極を有す
る陰極を設けた無隔膜式電解槽に、電解液の冷却管を取
り付け、無隔膜式電解槽の電解液面に開口部を有する内
径４０ｍｍの上昇管の上部に縦２０ｍｍ、横５０ｍｍ、
高さ２５ｍｍの気液分離装置を取り付け、上昇管には電
解液面から３０ｍｍの位置に５ｍｍの孔を設けた。この
電解槽に２５０アンペアの電流を通電して、３０ｇ／ｌ
の食塩水を４２０リットル／時間の流量で供給して電気
分解を行った後に、電流の通電と、食塩水の供給を停止
したところ、気液分離装置から上昇管を通じて液が電解
槽内に逆流するとともに、電解槽内の上部空間の水素
は、小孔を通じて気液分離装置へ排出された。

【００１４】

【発明の効果】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置は、無
隔膜式電解槽内の電解液面に開口部を有する上昇管に結
合した気液分離装置を設け、電解槽の運転停止時には、
電解槽の上部空間に滞留した水素を安全に放出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の次亜塩素酸塩製造装置の一実
施例を示す図である。

【図２】図２は、図１の一部を拡大して説明する図であ
る。

【図３】図３は、従来の次亜塩素酸塩製造装置の一例を
説明する図である。

【符号の説明】

１…無隔膜式電解槽、２…食塩水、３…次亜塩素酸塩管
路、４…水素管路、５…水封安全器、６…水素放散管、
７…希釈空気ポンプ、８…次亜塩素酸塩貯槽、９…供給
ポンプ、１０…電解液面、１１…上昇管、１２…気液分
離装置、１３…小孔、１４…希薄空気供給管、１５…陽
極、１６…陰極、１７…水素気泡、１８…上部空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩水の電気分解による次亜塩素酸塩製造
   装置において、無隔膜式電解槽内の電解液面に開口部の
   一端を位置させた上昇管を有し、上昇管の他端の開口部
   を結合した気液分離装置を電解槽の上部に設け、上昇管
   の電解槽の上部空間に位置する部分には小孔を有し、電
   解槽の運転停止時には、気液分離装置内の電解液が上昇
   管を通じて逆流するとともに小孔から電解槽の上部空間
   に滞留した水素を気液分離装置へ排出させることを特徴
   とする次亜塩素酸塩製造装置。