JP3128269B2 - Alkaline chloride aqueous solution electrolyzer - Google Patents
Alkaline chloride aqueous solution electrolyzerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属塩化物水
溶液を電解し塩素とアルカリ金属水酸化物を生産するた
めの、イオン交換膜法塩化アルカリ電解用電解槽に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic cell for alkali chloride electrolysis using an ion exchange membrane method for electrolyzing an aqueous alkali metal chloride solution to produce chlorine and an alkali metal hydroxide.
【0002】[0002]
【従来の技術】高電流効率で高純度のアルカリ金属水酸
化物を生産するためのイオン交換膜法電解槽は、陰極を
取り付けた陰極室枠と陽極を取り付けた陽極枠を陽イオ
ン交換膜及びガスケットを介して密着させる、フィルタ
ープレス型電解槽、隔膜として陽イオン交換膜を袋状に
加工し、陽極室又は陰極室枠に装着したボックス型電解
槽等がよく知られている。これらの電解槽内には、電解
液としてアルカリ及び塩化アルカリ、ガスとして塩素や
水素等で満たされており、外部にリークすることは、環
境上や健康上有害である。因って、電解槽枠間のシール
を確実に行なうために、従来より多くの工夫がなされて
きた。例えば、シール用ガスケットとして、特開昭55
−164088号にはゴムシートに補強布を裏打ちし、
イオン交換膜に接するゴム層の厚みと全ゴム層の厚みを
適宜規定することが提案されている。又、実用新案公報
昭62−14130号には、電解槽に接するゴム層に凹
みを設けることなども提案されている。しかし、電解槽
内では、常に塩素が発生しており、塩素や次亜塩素酸イ
オンを多量に含んだ電解液や、ガスが流動しているため
ガスケットの陽極室内に露出する部分は少しづつ腐食さ
れ脱落して徐々にシール性が低下してゆく欠点があっ
た。2. Description of the Related Art An ion-exchange membrane electrolytic cell for producing high-purity alkali metal hydroxides with high current efficiency is composed of a cathode chamber with a cathode attached thereto, an anode frame with an anode attached thereto, and a cation exchange membrane. Well-known are a filter press type electrolytic cell which is brought into close contact with a gasket, a box type electrolytic cell in which a cation exchange membrane is processed into a bag shape as a diaphragm, and is attached to an anode chamber or cathode chamber frame. These electrolytic cells are filled with an alkali and an alkali chloride as an electrolytic solution and chlorine and hydrogen as a gas, and leaking to the outside is harmful to the environment and health. Therefore, many devices have been devised in order to reliably seal between the electrolytic cell frames. For example, as a gasket for sealing,
No. 164,088 has a rubber sheet lined with a reinforcing cloth,
It has been proposed to appropriately define the thickness of the rubber layer in contact with the ion exchange membrane and the thickness of the entire rubber layer. Further, Japanese Utility Model Publication No. Sho 62-14130 proposes that a rubber layer provided in contact with an electrolytic cell be provided with a recess. However, in the electrolytic cell, chlorine is always generated, and the electrolytic solution containing a large amount of chlorine and hypochlorite ions, and the portion of the gasket exposed in the anode chamber due to the flowing gas gradually corrode. However, there is a disadvantage that the sealing properties are gradually lowered and fall off.
【0003】かかる、塩素や次亜塩素酸ソーダなどに対
するガスケットの耐久性を増す目的で、特開平2−29
8287号には、ガスケットの陽極室内に露出する部分
がフッソ系樹脂シートで覆われた電解槽を提案してい
る。又、特開平3−64490号には、フッソ樹脂を用
いたガスケットも提案されている。確かに、これらのガ
スケットは、耐蝕性が優れ、長期間の使用に対してもガ
スケット自体の腐食は生じにくいが、電解槽枠のフラン
ジ部分そのものに致命的なダメージを与えるような電解
槽枠フランジ面のチタンの腐食を生じさせる場合があ
る。このようなチタンの腐食は、ガスケット表面層のフ
ッソ系樹脂層と電解槽枠フランジ面の間で生じやすく、
このようなチタンの腐食はフランジ面の平滑性を損な
い、シール不良が生じたりあるいは、甚だしい場合は電
解槽そのものが使用できなくなる場合がある。In order to increase the durability of a gasket against chlorine, sodium hypochlorite, etc.
No. 8287 proposes an electrolytic cell in which a portion of a gasket exposed in an anode chamber is covered with a fluorine resin sheet. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-64490 proposes a gasket using a fluorine resin. Certainly, these gaskets have excellent corrosion resistance and are unlikely to corrode the gasket itself even when used for a long period of time. May cause corrosion of the surface titanium. Such titanium corrosion is likely to occur between the fluorine resin layer of the gasket surface layer and the flange surface of the electrolytic cell frame,
Such corrosion of titanium may impair the smoothness of the flange surface, cause poor sealing, or, in extreme cases, may render the electrolytic cell itself unusable.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来より用
いられていたガスケットの耐蝕性を向上させるととも
に、チタン等の腐食を生じさせずに、長期間に亘りガス
ケット交換の必要のない、安定した塩化アルカリ水溶液
電解のできる電解槽を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention improves the corrosion resistance of a conventionally used gasket, and eliminates the need for gasket replacement for a long period of time without causing corrosion of titanium or the like. It is an object of the present invention to provide an electrolytic cell capable of carrying out electrolysis of an aqueous alkali chloride solution.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、陽イオン交換
膜を用いて塩化アルカリ水溶液を電解する電解槽におい
て、陽極室フランジ面と陽イオン交換膜との間に配した
ガスケットが、ゴム弾性を有しており、少なくとも、陰
イオン交換膜に接している側の一部分、電解室内に露出
する一部分、及び、電解槽枠フランジに接する側の一部
分が、フッソ系樹脂シートで覆われており、且つ、該ガ
スケットの電解槽枠フランジ面に接する側のフッソ系樹
脂シート上に、厚さ0.1mm〜1mmのゴムの裏打ち
がなされていることを特徴とする塩化アルカリ水溶液電
解槽に関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an electrolytic cell for electrolyzing an aqueous alkali chloride solution using a cation exchange membrane, wherein a gasket disposed between the anode chamber flange surface and the cation exchange membrane has a rubber elasticity. And at least a part of the side in contact with the anion exchange membrane, a part exposed in the electrolytic chamber, and a part of the side in contact with the electrolytic cell frame flange, are covered with a fluorine resin sheet, The present invention also relates to an alkaline chloride aqueous solution electrolytic cell, characterized in that a rubber liner having a thickness of 0.1 mm to 1 mm is provided on a fluorine resin sheet on a side of the gasket in contact with an electrolytic cell frame flange surface.
【0006】本発明者らは、塩化アルカリ電解槽に用い
ているガスケットについて長期に亘って改良を重ねてき
た。その改良のポイントは、(a)シール性の向上、
(b)塩素や次亜塩素酸に対する耐蝕性の向上、(c)
締め付け圧力によるガスケットのクリープや破損及びイ
オン交換膜の破損防止、(d)電解槽フランジ面のチタ
ン腐食発生防止等である。The present inventors have been improving the gasket used in the alkaline chloride electrolytic cell over a long period of time. The points of the improvement are (a) improvement of sealing performance,
(B) improvement of corrosion resistance to chlorine and hypochlorous acid, (c)
This is to prevent creep and breakage of the gasket and breakage of the ion exchange membrane due to the tightening pressure, and (d) prevent titanium corrosion on the electrolytic tank flange surface.
【0007】近年のイオン交換膜の性能向上とライフの
長期化にともない、特に要望されているのは、ガスケッ
トの耐久性向上とチタンの腐食防止についてである。一
般にチタンは耐蝕材料としてよく知られており、特に、
湿塩素の雰囲気では抜群の耐蝕性を示す。しかし、フラ
ンジ面等のシール部分では隙間腐食と言われる腐食が進
行することがある。この防止対策として、パラジウムな
どとチタンとを合金とすることで腐食を防ぐことが行わ
れている。しかし、パラジウム入りのチタンは価格が高
く、特に塩化アルカリ電解槽等のように多量にチタンを
使用する装置では、コストが高くなりすぎて実用的では
ない。このため、フランジ面を焼成することにより酸化
皮膜を形成させたりあるいは貴金属又は貴金属酸化物を
コーティングすることが行なわれている。しかし、この
ような方法も、万全ではなく、長期間に亘る使用状況に
よっては腐食が発生する場合がある。[0007] With the recent improvement in performance of ion exchange membranes and prolonged life, particularly demanded are improvements in the durability of gaskets and prevention of titanium corrosion. In general, titanium is well known as a corrosion-resistant material.
Excellent corrosion resistance in wet chlorine atmosphere. However, corrosion called crevice corrosion may progress in a seal portion such as a flange surface. As a countermeasure, corrosion is prevented by using an alloy of titanium and palladium. However, titanium containing palladium is expensive, and particularly in an apparatus using a large amount of titanium, such as an alkaline chloride electrolytic cell, the cost is too high to be practical. Therefore, an oxide film is formed by firing the flange surface, or a noble metal or a noble metal oxide is coated. However, such a method is not perfect, and may cause corrosion depending on the usage over a long period of time.
【0008】本発明者らは、この問題を解決し、長期間
安定な電解をするために、フッソ樹脂成形品からなるガ
スケットおよびフッソ樹脂とフッソ系以外のゴムとの複
合材からなるガスケット等について多岐にわたる検討を
重ねてきた。その結果、フッソ樹脂及びフッソ樹脂との
複合素材は、耐蝕性及びシール性には優れていても長期
間の電解で使用すると、電解槽枠フランジ面とフッソ樹
脂との接触面でチタンの腐食が生じやすいことが見いだ
された。それに反して、ゴムから成るガスケットは腐食
劣化に対しては耐久性が劣るもののチタンの腐食はフッ
ソ樹脂に較べて生じにくいことを見いだした。In order to solve this problem and perform stable electrolysis for a long period of time, the present inventors have proposed a gasket made of a fluorine resin molded product and a gasket made of a composite material of a fluorine resin and a non-fluoro rubber. We have repeated various studies. As a result, even if the fluororesin and the composite material with the fluororesin have excellent corrosion resistance and sealability, if they are used for long-term electrolysis, titanium corrosion will occur on the contact surface between the electrolytic tank frame flange surface and the fluororesin. It was found to be prone. On the other hand, it has been found that a rubber gasket is inferior in durability against corrosion deterioration, but is less susceptible to titanium corrosion than fluorine resin.
【0009】如何なる理由によりフッソ樹脂がチタンの
腐食を生じさせやすいのかは明確ではないが、樹脂はゴ
ムに較べて弾性に乏しく、チタン表面の微細な凹凸を完
全に埋めることができないことや、フッソ樹脂のガスや
液の浸透性がゴムと異なっていることが関係するものと
考えられる。そこで、この両者の長所を生かした理想的
なガスケットを開発すべく鋭意検討した結果、ガスケッ
ト内周の電解室内に露出する部分をフッソ樹脂シートで
包み、フッソ樹脂部分のうち電解槽フランジ部と接する
部分にはチタンの腐食が生じない程度の最小限の厚みで
ゴムを裏打ちすることで、長期間の電解でもガスケット
の腐食劣化も見られず、チタンの腐食も発生しないこと
を見いだし本発明を完成させたものである。以下に、本
発明について図面に基づき詳細に説明するが、本発明は
これらに限定されるものではない。図1、図2、図3
は、本発明の電解槽枠フランジ部に装着するガスケット
に関するいくつかの例を示す断面図であり、図4はフィ
ルタープレス型イオン交換膜法電解槽について、本発明
の一実施態様を示す電解槽枠フランジ部分の断面図であ
る。図中番号はそれぞれに対応しており、同一番号のも
のは同一物を示す。ガスケットは、図1〜図3に示すよ
うに、弾性を有するゴムシート1の電解室の電解液やガ
スに曝される部分をフッソ樹脂シート2で覆い、さらに
陽極側電解槽枠フランジ面5と接する側のフッソ樹脂シ
ート2は、裏打ちゴム3で覆われている。Although it is not clear why the fluororesin tends to cause corrosion of titanium for any reason, the resin is poor in elasticity as compared with rubber and cannot completely fill the fine irregularities on the titanium surface. This is considered to be related to the fact that the gas and liquid permeability of the resin is different from that of the rubber. Therefore, as a result of diligent studies to develop an ideal gasket that makes use of the advantages of both, the portion of the gasket exposed inside the electrolytic chamber is wrapped with a fluoro resin sheet, which comes into contact with the electrolytic cell flange portion of the fluoro resin portion. By lining the rubber with a minimum thickness that does not cause titanium corrosion in the part, we found that gasket corrosion deterioration did not occur even with long-term electrolysis and titanium corrosion did not occur, and completed the present invention It was made. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. 1, 2, and 3
4 is a cross-sectional view showing some examples of a gasket to be mounted on an electrolytic cell frame flange portion of the present invention. FIG. 4 is an electrolytic cell showing one embodiment of the present invention for a filter press type ion exchange membrane electrolytic cell. It is sectional drawing of a frame flange part. The numbers in the figure correspond to each other, and the same numbers indicate the same things. As shown in FIGS. 1 to 3, the gasket covers a portion of the rubber sheet 1 having elasticity, which is exposed to the electrolytic solution and gas in the electrolytic chamber, with the fluororesin sheet 2. The fluoro resin sheet 2 on the side to be in contact with is covered with a backing rubber 3.
【0010】ゴムシートの材質は、天然ゴム、イソプレ
ンゴム、スチレン/ブタジエンゴム、ブチルゴム、ブタ
ジエンゴム、エチレン/プロピレンゴム、アクリリニト
リル/ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、
シリコーンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴ
ム、エチレン/アクリルゴム、フッソゴム等のを挙げる
ことが出来る。この中でエチレン/プロピレンゴムが価
格や耐久性の面から好ましい。The rubber sheet may be made of natural rubber, isoprene rubber, styrene / butadiene rubber, butyl rubber, butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, urethane rubber, and many others. Sulfurized rubber,
Examples include silicone rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, ethylene / acryl rubber, and fluorine rubber. Among them, ethylene / propylene rubber is preferred in terms of cost and durability.
【0011】ゴムシートの形状としては、シール性を増
すために種々の工夫を加えたものが考えられるが、例え
ば、図1に示した断面平滑なもの、図2のように電解槽
フランジに接する側は、例えば台形状の凹凸のあるも
の、図3の如く電解槽枠フランジに接する側、イオン交
換膜に接する側とも凹凸のあるもの等が適用できる。凹
凸の高さは0.1mm〜2mmであり、好ましくは0.
2mm〜1mmである。ゴムシートの厚みは、用いてい
る電解槽枠の構造によっても異なるが、電極間の距離を
あまり大きくしない範囲で、シール性が十分な厚みを経
験的に決めており、一般的には0.5mm〜5mm以内
である。ゴムシートの幅は、シール性の面から15mm
〜50mmが好ましい。ゴムシートには、電解槽枠フラ
ンジでの締め付け圧力によるクリープや過度の伸びを防
止するために補強布を芯材としているものを用いてもよ
い。The shape of the rubber sheet may be variously modified in order to increase the sealing property. For example, the rubber sheet may have a smooth cross section as shown in FIG. 1 or may be in contact with the electrolytic cell flange as shown in FIG. As the side, for example, one having a trapezoidal unevenness, one having an unevenness on the side in contact with the electrolytic cell frame flange as shown in FIG. 3, and the other side in contact with the ion exchange membrane can be applied. The height of the unevenness is 0.1 mm to 2 mm, preferably 0.1 mm.
It is 2 mm to 1 mm. Although the thickness of the rubber sheet varies depending on the structure of the electrolytic cell frame used, a sufficient sealing property is determined empirically within a range where the distance between the electrodes is not so large. It is within 5 mm to 5 mm. The width of the rubber sheet is 15mm from the sealing surface
~ 50 mm is preferred. As the rubber sheet, a sheet having a reinforcing cloth as a core material to prevent creep or excessive elongation due to the tightening pressure at the electrolytic cell frame flange may be used.
【0012】フッソ樹脂シートの材質としては、ポリテ
トラフロロエチレン、ポリフッ化ビリニデン、ポリフッ
化ビニル等の耐薬品性、耐塩素性に優れたものを用いる
ことができる。フッソ樹脂シートの厚みとしては、母材
のゴムシートの弾力性を失わない範囲であればよいが、
1mm以下、好ましくは0.5mm以下のものが用いや
すい。ゴムシートはフッソ樹脂シートによって、直接電
解液やガスに曝される部分だけでなく電解液やガスが浸
透してくる可能性のある部分まで覆われているのが好ま
しく、電解槽内面に相当する部分から外側の方向に表裏
ともに5mm〜20mmの巾で覆うことが好ましい。As the material of the fluorine resin sheet, a material having excellent chemical resistance and chlorine resistance such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride and the like can be used. The thickness of the fluorine resin sheet may be any range as long as the elasticity of the base rubber sheet is not lost.
Those having a thickness of 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less are easy to use. The rubber sheet is preferably covered with a fluororesin sheet not only on the part that is directly exposed to the electrolyte or gas, but also on the part where the electrolyte or gas may penetrate. It is preferable to cover both the front and back with a width of 5 mm to 20 mm in the outward direction from the part to be formed.
【0013】裏打ちゴム3の厚みとしては、1mm以上
にもなると電解液に曝される部分が多くなりゴムの腐食
が進行してシール性が低下したり、電解槽フランジ面の
チタンの腐食が生じたりする場合があるので好ましくな
い。又、薄すぎても、ゴムを裏打ちした効果であるチタ
ンの腐食が防止できないので、0.1mm〜1mmの範
囲が好ましく、さらに好ましくは、0.1mm〜0.5
mmの範囲である。この範囲であれば、電解液や塩素ガ
スに曝される部分はわずかなので、これら電解液等の侵
入浸透もわずかとなり、裏打ちゴムの腐食は進行しにく
い。その上、電解槽内に露出した部分に形成された、比
較的安定な塩素化層の脱落による腐食の進行も押さえら
れるので望ましい。裏打ちゴムの材質は、母材であるゴ
ムシートと同一物であれば加工上、一体成形ができるの
で好ましいが、別なゴム材を接着剤等で張り合わせても
良い。When the thickness of the backing rubber 3 is 1 mm or more, the portion exposed to the electrolytic solution increases, and the corrosion of the rubber progresses to deteriorate the sealing property, and the corrosion of titanium on the flange surface of the electrolytic cell occurs. May be undesirable. Also, even if it is too thin, the corrosion of titanium, which is the effect of backing the rubber, cannot be prevented, so the range is preferably 0.1 mm to 1 mm, more preferably 0.1 mm to 0.5 mm.
mm. In this range, the portion exposed to the electrolytic solution and chlorine gas is small, so that the penetration of the electrolytic solution and the like becomes small, and the corrosion of the backing rubber hardly progresses. In addition, the progress of corrosion due to the falling off of the relatively stable chlorinated layer formed in the portion exposed in the electrolytic cell is desirably suppressed. The backing rubber is preferably made of the same material as the rubber sheet as the base material, since it can be integrally formed in processing. However, another rubber material may be bonded with an adhesive or the like.
【0014】本発明の電解槽では、ガスケットは、例え
ば、図4の如く装着される。図4では、陽極側電解槽枠
フランジ部に陽極側ガスケット7を装着し、陰極側電解
槽枠フランジ部にはフッソ樹脂シートを用いてない陰極
側ガスケット8を装着し、イオン交換膜を介して締め付
けている。陽極側ガスケット7は、電解槽内にはみ出し
て装着されていても、あるいは、はみ出さないように装
着されていてもどちらでもよい。はみ出して装着されて
いる場合は、電解槽内に露出されている裏打ちゴムが腐
食され脱落することもあるが、陽極側電解槽枠フランジ
5の下部と陽極室13との境界付近で、先に述べた理由
によりガスケットの腐食の進行が止まるので、ガスケッ
ト寿命には影響を与えない。In the electrolytic cell of the present invention, the gasket is mounted, for example, as shown in FIG. In FIG. 4, the anode-side gasket 7 is mounted on the flange portion of the anode-side electrolytic cell frame, and the cathode-side gasket 8 without using a fluorine resin sheet is mounted on the flange portion of the cathode-side electrolytic cell frame. Tightening. The anode-side gasket 7 may be mounted so as to protrude into the electrolytic cell, or may be mounted so as not to protrude. If it is mounted so as to protrude, the backing rubber exposed in the electrolytic cell may be corroded and fall off, but near the boundary between the lower part of the anode-side electrolytic cell frame flange 5 and the anode chamber 13, For the reasons described above, the progress of the gasket corrosion is stopped, so that the gasket life is not affected.
【0015】本発明は以上のように、非常に耐久性があ
り電解槽枠フランジ面のチタンの腐食を引き起こさない
寿命の長いガスケットを用いた電解槽なので、シール不
良による電解液のリークや陽イオン交換膜の損傷等も生
ずる心配もなく、長期間停止する必要のない、安定した
電解ができる。次に本発明の実施例を示すが、本発明は
この実施例のみに限定されるものではない。As described above, the present invention is an electrolytic cell using a gasket which is extremely durable and has a long service life which does not cause corrosion of titanium on the electrolytic tank frame flange surface. Stable electrolysis can be performed without the need to stop for a long time without worrying that the exchange membrane will be damaged. Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
【0016】[0016]
【実施例1】通電面積270dm2 の電解槽において、
図2に示すガスケットを陽極側ガスケット7とし、同一
形状でフッソ樹脂シートのないものを陰極側ガスケット
8として、陽イオン交換膜6として、旭化成工業株式会
社製のACIPLEX(登ー録商標)F−4100を用
い、図4の電解槽を構成した。陽極側ガスケット7は、
硬度Hs70度のエチレン/プロピレンゴムシートに、
厚さ0.03mmのポリテトラフロロエチレンからなる
シートでガスケット内周部を15mmの巾で電解槽フラ
ンジ面に接する側からイオン交換膜に接する側まで包む
ように覆い、裏打ちゴム3としてエチレン/プロピレン
ゴムを0.3mmの厚みで裏打ちした。又、シール性を
高めるために、電解槽枠フランジ面に接する側には2m
m間隔に上辺0.5mm、下辺1.5mm、高さ0.8
mmの台形状の凹凸を設け、イオン交換膜に接する側は
平滑な形状に成形した。ガスケットのサイズは、内寸縦
1162mm、横2362mm、外寸縦1222mm、
横2422mmとし、ガスケット巾30mm、厚みは平
均2.0mmとした。陰極側ガスケット8は、フッソ樹
脂シートを用いなかった以外は、まったく陽極側ガスケ
ットと同一形状で、同一サイズのものを用いた。Example 1 In an electrolytic cell having an energization area of 270 dm 2 ,
The gasket shown in FIG. 2 is referred to as an anode gasket 7, a gasket having the same shape but without a fluorine resin sheet as a cathode gasket 8, and a cation exchange membrane 6 as ACIPLEX (registered trademark) F- made by Asahi Kasei Corporation. 4100 was used to construct the electrolytic cell shown in FIG. The anode side gasket 7
Ethylene / propylene rubber sheet with hardness Hs 70 degrees,
A gasket inner peripheral portion is covered with a sheet made of polytetrafluoroethylene having a thickness of 0.03 mm so as to wrap the inner peripheral portion of the gasket with a width of 15 mm from the side in contact with the flange surface of the electrolytic cell to the side in contact with the ion-exchange membrane. Was backed with a thickness of 0.3 mm. Also, in order to enhance the sealing property, 2 m is set on the side in contact with the electrolytic tank frame flange surface.
0.5mm at the top, 1.5mm at the bottom, 0.8 height at m intervals
mm trapezoidal irregularities were provided, and the side in contact with the ion exchange membrane was formed into a smooth shape. The size of the gasket is 1162 mm in inner size, 2362 mm in width, 1222 mm in outer size,
The width was 2422 mm, the gasket width was 30 mm, and the average thickness was 2.0 mm. The cathode-side gasket 8 had exactly the same shape and the same size as the anode-side gasket except that the fluorine resin sheet was not used.
【0017】この電解槽を用いて、40A/dm2 、電
解温度90℃、陰極液苛性ソーダ濃度30〜33w%、
陽極液食塩濃度195〜210g/l、電解槽内圧1.
0kg/cm2 Gで360日運転したのち電解を停止
し、陽イオン交換膜、ガスケット、陽極側電解槽枠フラ
ンジ部の点検を行なった。この間に、電解槽枠からの電
解液やガスのリークは全くなく、電解電圧の上昇や電流
効率の低下もなかった。陽極側ガスケットについては、
裏打ちゴムの電解槽内に露出している部分が、わずかに
白く変色し、電解槽枠フランジ部と接していた裏打ちゴ
ムの凹凸が潰れていただけで、その他の場所には腐食に
よるガスケット巾や厚みの減少は見られなかった。ガス
ケットを取り出さずにこのまま運転していても以後少な
くとも4〜5年間は問題なく使用できる様な状態であっ
た。Using this electrolytic cell, 40 A / dm 2 , an electrolysis temperature of 90 ° C., a catholyte soda concentration of 30 to 33 w%,
Anolyte salt concentration 195 to 210 g / l, internal pressure of electrolytic cell 1.
After operating at 0 kg / cm 2 G for 360 days, the electrolysis was stopped, and the cation exchange membrane, gasket, and anode-side electrolytic cell frame flange were inspected. During this time, there was no leakage of the electrolytic solution or gas from the electrolytic cell frame, and there was no increase in electrolytic voltage and no decrease in current efficiency. For the anode side gasket,
The exposed portion of the backing rubber inside the electrolytic bath turned slightly white and the irregularities of the backing rubber that was in contact with the flange of the electrolytic cell frame were crushed, and the gasket width and thickness in other places due to corrosion No decrease was seen. Even if the gasket was operated without removing the gasket, it could be used for at least 4 to 5 years without any problem.
【0018】陽イオン交換膜は、外見上はまったく初期
と変わっておらず、ピンホールや破れ等の損傷はなかっ
た。陽極側電解槽枠フランジ部にもチタンの腐食はなく
初期と同様で、変色も見られなかった。The cation exchange membrane had no apparent change from the initial stage, and had no damage such as pinholes or tears. There was no corrosion of titanium in the flange portion of the anode-side electrolytic cell frame, as in the initial stage, and no discoloration was observed.
【0019】[0019]
【比較例1】陽極側ガスケットとして、フッソ樹脂シー
トでガスケット内周部を覆っていないものを用いた以外
は、実施例1とまったく同様な電解槽を組み立て、同様
な電解条件で360日間の電解後、同様にして陽イオン
交換膜、ガスケット、陽極側電解槽枠フランジ部の点検
を行なった。電解中は、電解槽枠からの電解液やガスの
リークは全くなく、電解電圧の上昇や電流効率の低下も
なかった。[Comparative Example 1] An electrolytic cell exactly the same as that in Example 1 was assembled except that a gasket whose inner peripheral portion was not covered with a fluorine resin sheet was used as the anode-side gasket, and electrolysis was performed for 360 days under the same electrolytic conditions. Thereafter, the cation exchange membrane, the gasket, and the anode-side electrolytic cell frame flange were similarly inspected. During the electrolysis, there was no leakage of the electrolytic solution or gas from the electrolytic cell frame, and there was no increase in the electrolytic voltage and no decrease in the current efficiency.
【0020】陽極側ガスケットについては、ゴムの電解
槽内に露出している部分から外側に向かって2mm〜1
0mmの巾でガスケット内周全面にわたって白く変色
し、場所によっては、この白色の塩素化物と考えられる
ものが脱落し、ガスケット巾が2mm〜4mm小さくな
っていた。又、電解槽枠フランジ部と接していた裏打ち
ゴムの凹凸がつぶれていた。ガスケットは、このまま使
用していたとすれば、少なくとも1〜2年以内には電解
槽外へのリークや陽イオン交換膜破損等が予想される状
態であった。With respect to the anode side gasket, 2 mm to 1 mm from the portion exposed in the rubber electrolytic tank to the outside.
With a width of 0 mm, the gasket discolored white over the entire inner circumference, and in some places, this white chlorinated product fell off, and the gasket width was reduced by 2 mm to 4 mm. Also, the irregularities of the backing rubber in contact with the flange portion of the electrolytic cell frame were crushed. If the gasket had been used as it was, it was in a state where leakage to the outside of the electrolytic cell, breakage of the cation exchange membrane, and the like were expected at least within one to two years.
【0021】陽イオン交換膜は、ピンホールや破れ等の
損傷はなかったが、ガスケットの腐食脱落部分は、周囲
より白く変色が見られる部分もあった。陽極側電解槽枠
フランジ部には、はっきりとしたチタンの腐食は見られ
なかったが、ガスケットが腐食により脱落した部分に
は、薄黒い変色が見られた。The cation exchange membrane did not suffer any damage such as pinholes or tears, but there were some parts of the gasket that had fallen off from corrosion and were discolored whiter than the surroundings. No clear corrosion of titanium was observed at the anode-side electrolytic cell frame flange, but a pale black discoloration was observed at the portion where the gasket had fallen off due to corrosion.
【0022】[0022]
【比較例2】陽極側ガスケットとして、ポリテトラフロ
ロエチレン樹脂製の、実施例1の陽極側ガスケットと全
く同一形状のガスケットを用いた以外は、実施例1と同
様な電解槽を組み立て、同様な電解条件で360日間の
電解後、陽イオン交換膜、ガスケット、陽極側電解槽枠
フランジ部の点検を行った。電解中は、電解槽枠からの
電解液やガスのリークは全くなく、電解電圧の上昇や電
流効率の低下もなかった。陽極側ガスケットについて
は、電解槽枠フランジ部と接していた部分の凹凸が潰れ
ていただけで腐食や寸法の変化もなかった。Comparative Example 2 An electrolytic cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that a gasket made of polytetrafluoroethylene resin and having exactly the same shape as the anode-side gasket of Example 1 was used as the anode-side gasket. After 360 days of electrolysis under electrolysis conditions, the cation exchange membrane, gasket, and anode-side electrolytic cell frame flange were inspected. During the electrolysis, there was no leakage of the electrolytic solution or gas from the electrolytic cell frame, and there was no increase in the electrolytic voltage and no decrease in the current efficiency. Regarding the anode-side gasket, there was no corrosion or dimensional change because only the unevenness of the portion in contact with the electrolytic cell frame flange was crushed.
【0023】陽イオン交換膜は、外見上は全く初期と変
わっておらず、ピンホールや破れ等の損傷はなかった。
陽極側電解槽枠フランジ部には、電解槽内面側から外に
向かって5mm〜10mmの巾で長さ10mm〜50m
mの範囲で7箇所にわたり、電解槽枠フランジ部チタン
表面に1mm以下の小さな穴が多数発生し、そしてチタ
ンの局部的な膨れが発生していた。この電解槽枠は、こ
のままでは使用しても、その後1年以内の電解使用の後
には、電解槽外へのリークや、電解槽の補修不能な状態
にまでチタンの腐食が進行すると判断される状態であっ
た。The cation exchange membrane had no apparent change from the initial stage, and had no damage such as pinholes or tears.
On the anode-side electrolytic cell frame flange portion, a width of 5 mm to 10 mm and a length of 10 mm to 50 m from the inner side of the electrolytic cell to the outside.
Many small holes of 1 mm or less were formed on the titanium surface of the electrolytic cell frame flange at seven locations in the range of m, and local swelling of titanium occurred. Even if this electrolytic cell frame is used as it is, it is determined that after the electrolytic use within one year thereafter, the leakage of titanium to the outside of the electrolytic cell and the corrosion of titanium will progress to a state where the electrolytic cell cannot be repaired. Condition.
【0024】[0024]
【比較例3】陽極側ガスケットとして、電解槽枠フラン
ジ部に接する側にゴムの裏打ちがなされていない以外は
図2と同一で、フッソ樹脂シートで電解槽内に露出する
ガスケット内周部を中心に覆ったガスケットを用いて、
実施例1と全く同様な電解槽を組み立て、同様な電解条
件で360日間の電解後、同様にして陽イオン交換膜、
ガスケット、陽極側電解槽枠フランジ部の点検を行っ
た。電解中は、電解槽枠からの電解液やガスのリークは
全くなく、電解電圧の上昇や電流効率の低下もなかっ
た。電解槽枠フランジ部と接していた部分の凹凸が潰れ
ていた以外は初期とほとんど変わらず、ガスケットの腐
食は見られなかった。Comparative Example 3 The anode side gasket was the same as FIG. 2 except that no rubber lining was provided on the side in contact with the electrolytic cell frame flange, and the gasket inner peripheral portion exposed in the electrolytic cell with a fluorine resin sheet was used. Using a gasket covered in
An electrolytic cell exactly the same as that in Example 1 was assembled, and electrolysis was performed for 360 days under the same electrolytic conditions.
The gasket and the electrolytic cell frame flange on the anode side were inspected. During the electrolysis, there was no leakage of the electrolytic solution or gas from the electrolytic cell frame, and there was no increase in the electrolytic voltage and no decrease in the current efficiency. The gasket was not corroded almost as in the initial stage, except that the irregularities in the portion in contact with the electrolytic cell frame flange were crushed.
【0025】陽イオン交換膜は、外見上はまったく初期
と変わっておらず、ピンホールや破れ等の損傷はなかっ
た。陽極側電解槽枠フランジ部には、電解槽内面側から
外に向かって3mm〜10mmの巾で長さ5mm〜20
mmの範囲で5箇所にわたり、陽極側電解槽枠フランジ
部のチタン表面に1mm以下の小さな穴が多数発生した
り、あるいはチタンの局部的な膨れが発生していた。こ
の電解槽枠は、このままでは使用しても、1〜2年の電
解使用の後には、電解槽外へのリークや、電解槽の補修
不能な状態にまでチタンの腐食が進行すると判断される
状態であった。The cation exchange membrane did not change in appearance at all, and there was no damage such as pinholes or tears. The anode-side electrolytic cell frame flange has a width of 3 mm to 10 mm and a length of 5 mm to 20 mm from the inner side of the electrolytic cell to the outside.
Many small holes of 1 mm or less were formed on the titanium surface of the anode-side electrolytic cell frame flange portion, or local swelling of titanium occurred in five places in the range of mm. Even if this electrolytic cell frame is used as it is, it is determined that, after one to two years of electrolytic use, the leakage of the electrolytic cell to the outside or the corrosion of titanium proceeds to a state where the electrolytic cell cannot be repaired. Condition.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明の電解槽は、以上の説明から明ら
かな通り、陽極側ガスケットとして電解槽内に露出する
部分を中心にフッソ樹脂シートで覆っているので、ガス
ケットとしての耐蝕性に優れ、陽イオン交換膜も破損す
ることもなく、且つ、陽極側電解槽枠フランジ部に接す
る側は、適当な厚みのゴムで裏打ちしているのでフラン
ジ部チタンの腐食を生ずることもなく、長期にわたり、
電解槽外への電解液やガスのリークもなく、停止するこ
ともなく、安定して電解ができるので、休止損失やガス
ケット及び陽イオン交換膜の取り替え等に要する経費を
大巾に軽減できる。As is clear from the above description, the electrolytic cell according to the present invention is excellent in corrosion resistance as a gasket because it is covered with a fluorine resin sheet around the portion exposed as an anode gasket in the electrolytic cell. The cation exchange membrane is not damaged, and the side in contact with the anode-side electrolytic cell frame flange is lined with rubber of an appropriate thickness. ,
Electrolysis can be performed stably without leakage or stoppage of the electrolytic solution or gas outside the electrolytic cell, so that the cost of downtime and replacement of gaskets and cation exchange membranes can be greatly reduced.
【図1】本発明の一実施態様である、表面に凹凸のない
ガスケットの断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a gasket having no unevenness on a surface according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施態様である、電解槽枠フランジ
面に接する部分に凹凸のあるガスケットの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a gasket having unevenness in a portion in contact with an electrolytic cell frame flange surface according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施態様である、電解槽枠フランジ
面に接する部分及び陽イオン交換膜に接する面に凹凸の
あるガスケットの断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of a gasket according to an embodiment of the present invention, in which a portion in contact with a flange surface of an electrolytic cell frame and a surface in contact with a cation exchange membrane have irregularities.
【図4】電解槽枠フランジ部にガスケットを装着してい
る、本発明の電解槽の一実施態様を示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing one embodiment of the electrolytic cell of the present invention in which a gasket is attached to an electrolytic cell frame flange.
1 ゴムシート 2 フッソ樹脂シート 3 裏打ちゴム 4 ガスケット凹凸 5 陽極側電解槽枠フランジ 6 陽イオン交換膜 7 陽極側ガスケット 8 陰極側ガスケット 9 陰極側電解槽枠フランジ 10 陽極 11 陰極 12 陽極室 13 陰極室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rubber sheet 2 Fluoro resin sheet 3 Backing rubber 4 Gasket unevenness 5 Anode-side electrolytic cell frame flange 6 Cation exchange membrane 7 Anode-side gasket 8 Cathode-side gasket 9 Cathode-side electrolytic cell frame flange 10 Anode 11 Cathode 12 Anode chamber 13 Cathode chamber
Claims (1)
溶液を電解する電解槽において、陽極室フランジ面と陽
イオン交換膜との間に配したガスケットが、ゴム弾性を
有しており、少なくとも、陰イオン交換膜に接している
側の一部分、電解室内に露出する一部分、及び、電解槽
枠フランジに接する側の一部分が、フッソ系樹脂シート
で覆われており、且つ、該ガスケットの電解槽枠フラン
ジ面に接する側のフッソ系樹脂シート上に、厚さ0.1
mm〜1mmのゴムの裏打ちがなされていることを特徴
とする塩化アルカリ水溶液電解槽。1. An electrolytic cell for electrolyzing an aqueous alkali chloride solution using a cation exchange membrane, wherein a gasket disposed between the anode chamber flange surface and the cation exchange membrane has rubber elasticity, A part of the side in contact with the anion exchange membrane, a part exposed in the electrolytic chamber, and a part of the side in contact with the flange of the electrolytic cell frame are covered with a fluorine resin sheet, and the electrolytic cell frame of the gasket the fluorine-based resin sheet on the side in contact with the flange surface, 0.1 thickness
An alkaline chloride aqueous solution electrolysis tank characterized by being lined with rubber of 1 mm to 1 mm .
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JP03164154A JP3128269B2 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Alkaline chloride aqueous solution electrolyzer |
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JP03164154A Expired - Lifetime JP3128269B2 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Alkaline chloride aqueous solution electrolyzer |
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Cited By (1)
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1991
- 1991-07-04 JP JP03164154A patent/JP3128269B2/en not_active Expired - Lifetime
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