JP2013096001A - 次亜塩素酸塩の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イオン交換膜1により陽極室2と陰極室3とに区画された電解槽10の、陽極室にアルカリ金属塩化物水溶液を供給し、陰極室に純水を供給して電気分解を行い、電気分解後の陽極液6および生成塩素ガス7、並びに、生成アルカリ金属水酸化物水溶液8を反応槽に導入して、反応槽内での陽極液、塩素ガスおよびアルカリ金属水酸化物水溶液の反応により次亜塩素酸塩を製造する方法である。イオン交換膜1として、食塩または塩化カリウム電解用の高濃度苛性アルカリ生成用イオン交換膜を用いるとともに、反応槽に導入する前の陽極液若しくはアルカリ金属水酸化物水溶液、または、反応槽に導入された陽極液、塩素ガスおよびアルカリ金属水酸化物水溶液の混合物に対し、水11を添加する。
【選択図】図1
Description
Cl2+2OH− →ClO−+Cl−+H2O (1)
HClO+OH−→ClO−+H2O (2)
ClO−+H2O+2e→Cl−+2OH− (3)
前記イオン交換膜として、食塩または塩化カリウム電解用の高濃度苛性アルカリ生成用イオン交換膜を用いるとともに、前記反応槽に導入する前の陽極液若しくはアルカリ金属水酸化物水溶液、または、該反応槽に導入された陽極液、塩素ガスおよびアルカリ金属水酸化物水溶液の混合物に対し、水を添加することを特徴とするものである。
図1に、本発明に用いる次亜塩素酸塩の製造装置の一例の装置構成図を示す。本発明においては、イオン交換膜1により陽極室2と陰極室3とに区画された電解槽10の、陽極室2にアルカリ金属塩化物水溶液4を供給し、陰極室3に純水5を供給して電気分解を行う。その後、電気分解後の陽極室2内の陽極液6および生成塩素(Cl2)ガス7、並びに、陰極室3内の生成アルカリ金属水酸化物水溶液8を反応槽18に導入して、反応槽18内での陽極液6、塩素ガス7およびアルカリ金属水酸化物水溶液8の反応により、次亜塩素酸塩を製造する。ここで、陽極液6とは、電解後の、例えば濃度100g/リットル未満に濃度が低下した、食塩水や塩化カリウム水溶液等(アルカリ金属塩化物水溶液)である。なお、符号9は、陰極室3から排出される水素(H2)ガスを示す。
(i)生成する次亜塩素酸塩濃度を高く維持するため、陰極室において可能な限り高濃度のアルカリ金属水酸化物水溶液を製造すること。
(ii)生成する次亜塩素酸塩中のアルカリ金属塩化物の使用原単位を小さくするため、電解後の陽極液中のアルカリ金属塩化物濃度を可能な限り小さくすること。
2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2
に従う電気分解により生成した水酸化ナトリウムおよび塩素の全量が、反応槽18において、下記反応式、
2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O
に従い反応して、次亜塩素酸ナトリウムおよび等モルの食塩が生成する。一方、本発明において反応槽18に供給する塩水中には、例えば、実施例1では90.1g/リットルの食塩が含まれているので、生成する次亜塩素酸ナトリウムの水溶液中には、次亜塩素酸塩の生成反応で生じた食塩と塩水中に含まれていた食塩との双方が含まれることとなる。
[実施例1]
図1に示す構成の装置において、次亜塩素酸ソーダの製造を行った。電解槽の電解面積は100cm2とし、流す電流は40Aとした。陽極室と陰極室とを仕切るイオン交換膜としては、食塩電解用途で幅広く用いられているデュポン(株)製のナフィオン(登録商標)N2030を使用した。
反応槽に純水を供給しない点以外は実施例1と同様の電解槽および電解条件にて電解を行い、次亜塩素酸ソーダの製造を行った。次亜塩素酸ソーダ製造開始前の電解槽の電解済み陽極液の食塩濃度は93g/リットル、生成苛性ソーダ濃度は31.5質量%、苛性ソーダの生成電流効率は96.5%であり、この状態で生成する塩素ガス、電解済み陽極液および生成苛性ソーダを電解槽の外側にある反応槽に導入して、次亜塩素酸ソーダの製造を行った。
陽極室と陰極室とを仕切るイオン交換膜を、デュポン(株)製のナフィオン(登録商標)N324に変更した以外は実施例1と同じ電解槽および電解条件にて、運転を行った。運転が安定した1週間後の電解済み陽極液の食塩濃度は95g/リットル、生成苛性ソーダ濃度は28.5質量%、苛性ソーダの生成電流効率は51%であり、高濃度の次亜塩素酸ソーダを製造できたものの、実施例1と比較すると、経済性の点で不十分であることが確認された。
2 陽極室
3 陰極室
4 アルカリ金属塩化物水溶液
5 純水
6 陽極液
7 生成塩素ガス
8 アルカリ金属水酸化物水溶液
9 水素ガス
10 電解槽
11 水
12 次亜塩素酸塩水溶液
13 水供給源
14 陽極
15 陰極
16 ポンプ
17 冷却装置
18 反応槽
Claims (3)
- イオン交換膜により陽極室と陰極室とに区画された電解槽の、該陽極室にアルカリ金属塩化物水溶液を供給し、該陰極室に純水を供給して電気分解を行い、電気分解後の該陽極室内の陽極液および生成塩素ガス、並びに、該陰極室内の生成アルカリ金属水酸化物水溶液を反応槽に導入して、該反応槽内での陽極液、塩素ガスおよびアルカリ金属水酸化物水溶液の反応により次亜塩素酸塩を製造する方法であって、
前記イオン交換膜として、食塩または塩化カリウム電解用の高濃度苛性アルカリ生成用イオン交換膜を用いるとともに、前記反応槽に導入する前の陽極液若しくはアルカリ金属水酸化物水溶液、または、該反応槽に導入された陽極液、塩素ガスおよびアルカリ金属水酸化物水溶液の混合物に対し、水を添加することを特徴とする次亜塩素酸塩の製造方法。 - 有効塩素濃度が5質量%以上の次亜塩素酸塩を製造する請求項1記載の製造方法。
- 前記反応槽に導入する前のアルカリ金属水酸化物水溶液、または、該反応槽に導入された陽極液、塩素ガスおよびアルカリ金属水酸化物水溶液の混合物に対し、水を添加する請求項1または2記載の製造方法。
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