JP5308282B2 - オゾン発生装置の運転方法及びオゾン発生装置 - Google Patents
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Description
このようなオゾン発生装置において、陽イオン交換膜と電極触媒、及び電極触媒と集電体の接合方法は、本電解システムの利点を有効に利用するために重要であり、大別して2つのタイプがある。
前記導電性多孔質構造体としては、フッ素樹脂を用いて多孔質構造体を作り、これにカーボンや金属繊維などの導電性粒子を混合し、導電性を付与して製作する。このフッ素樹脂としては、各種のフッ素樹脂が使用できるが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が好ましい。また、前記導電性多孔質構造体としては、多孔質金属板又は金属繊維焼結体を用いることができ、その表面に、前記陽極触媒を電解めっき法や、熱分解法、塗布法、ホットプレス法等で担持することもできる。
尚、陽極2は、前記導電性多孔質構造体を使用しないで、前記陽極触媒をフッ素樹脂やナフィオン液等のバインダー成分と混合し、シート状に成形して使用することもできる。また、オゾン発生用の陽極2を構成するオゾン発生用の陽極触媒としては、二酸化鉛の代わりに導電性ダイヤモンドを用いることができる。この場合、導電性多孔質構造体が不要となり、更には、陽極集電体又は陽極基体3も用いないでもよい。
前記導電性多孔質構造体としては、フッ素樹脂を用いて多孔質構造体を作り、これにカーボンや金属繊維などの導電性粒子を混合し、導電性を付与して製作する。このフッ素樹脂としては、各種のフッ素樹脂が使用できるが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が好ましい。また、前記導電性多孔質構造体としては、多孔質金属板又は金属繊維焼結体を用いることができ、その表面に、前記陰極触媒を電解めっき法や、熱分解法、塗布法、ホットプレス法等で担持することもできる。
更に、陰極4は、前記多孔質構造体を使用しないで、前記陰極触媒をフッ素樹脂やナフィオン液等のバインダー成分と混合し、シート状に成形して使用することもできる。また、陰極集電体又は陰極基体5を用いないでもよい。
尚、酸素又は空気を供給するパイプ10及び酸素又は空気の排出パイプ13は、前記陰極室内の電解水(移行水)及び水素ガスを全て排出するための、空気又は不活性ガスの供給パイプ、空気又は不活性ガスの排出パイプとしても使用される。このとき、電解水(移行水)は、パイプ15より排出され、水素ガスは、パイプ14より排出される。尚、純水を使用して前記陰極室内の電解水及び水素ガスを全て排出する場合、純水を供給パイプ11より陰極室に供給し、パイプ15より排出される。
(1)通常電解用直流電源E1から100Aの電流が電解セル8に供給される。
(2)同時に、保護電流用直流電源E2からも1Aの電流が電解セルに供給される。
(3)+側には、パイプ9より純水が供給され、陽極室6からは酸素とオゾンの混合ガスが排出される。
(4)水素イオンと移行水は、電解によって陽極室6から陰極室7へ移動する。
(5)この通常運転時において、水素イオンは、陰極反応により陰極4で水素ガスとなる。
(6)陰極室7からは、水素と電解水(移行水)が排出され、気液分離装置12にて分離される。
(7)陰極室7にラインから供給されるものはなく、V1、V2とも閉となっており、V4は開でV3は閉となっている。
従って、通常運転時においては、陰極4は、水素ガス発生陰極として作動し、陰極4より水素ガスが発生する。
(1)運転停止においては、制御装置S1によりE1を停止し、E2のみを運転したままとする。
(2)次いで、V2を開き、パイプ11より純水を陰極室7に供給し、陰極室7内の水素ガス及び電解水を追い出す。
(3)次に、所定時間経過後、V2を閉じ、V1を開いてパイプ10より酸素又は空気を陰極室7に供給する。V1を開くのと同時に、V4を閉じてV3を開く。
(4)停止時動作完了。
従って、運転停止時においては、陰極4は、ガス陰極として作動し、陰極4より水素ガスは発生しない。
(1)V1を閉じて、V2を開き、純水をパイプ11より陰極室7に供給し、陰極室7内の酸素・空気を追い出す。
(2)次いで、所定時間経過後V2を閉じ、同時にV3を閉じて、V4を開く。
(3)通常電解用直流電源E1から100Aの電流を電解セル8に供給する。
従って、再稼動後は、通常運転時の状態に戻り、陰極4は、再び水素ガス発生陰極として作動し、陰極4より水素ガスが発生する。
更に、本発明によるオゾン発生装置の運転方法及びオゾン発生装置においては、置換に用いるガスや純水の流量を測定したり、流量測定値とバルブ開時間から置換に用いた流体の積算値を求めたり、電解室以外の配管等の経路中のガス置換の状況を確認するために経路中に酸素濃度や水素濃度を測定する測定器を設置することが好ましい。
厚さ1mmのチタン製びびり繊維焼結体(東京製綱(株)製)を中性洗剤にて洗浄し脱脂した後、20質量%の50℃塩酸溶液にて1分間酸洗して前処理を行い、次いでチタン製びびり繊維焼結体上に、白金−チタン−タンタル(25−60−15モル%)からなる被覆を熱分解法により形成し表面に下地層を形成した陽極集電体又は陽極基体3とした。
該陽極集電体又は陽極基体3を陽極として、400g/Lの硝酸鉛水溶液を電解液にて、60℃、1A/dm2の条件で60分間電解を行い、陽極触媒であるβ−二酸化鉛の被覆層よりなる陽極2を陽極集電体又は陽極基体3表面に形成した。
以下の実施例及び比較例における電解条件は、全て実施例1と同一とした。
実施例1と同様に通常電解を実施した後、保護電流とし、陰極室内の電解水及びガスを純水にて置換し、置換後、陰極室にPSA濃縮による酸素(酸素濃度96%)を0.3L/minで供給したところ、陽極発生ガス中の水素濃度は未検出、陰極室排出ガス中の水素濃度も未検出であった。セル電圧は0.4Vであった。
実施例1と同様に通常電解を実施した後、保護電流とし、陰極室にエアポンプにて空気を0.5L/minで供給したところ、陰極室中の水が排出され、陽極発生ガス中の水素濃度は未検出、陰極室排出ガス中の水素濃度も未検出であった。セル電圧は0.5Vであった。
実施例1と同様に通常電解を実施した後、保護電流とし放置したところ、陽極発生ガス中の水素濃度は1体積%、陰極室排出ガス中の水素濃度は100体積%であった。セル電圧は2.2Vであった。
実施例1と同様に通常電解を実施した後、保護電流とし、陰極室にエアポンプにて空気を0.5L/minで供給したところ、陰極室中の水が排出され、陽極発生ガス中の水素濃度は未検出、陰極室排出ガス中の水素濃度も未検出であった。セル電圧は0.5Vであった。エアポンプを停止し、放置したところ、3日後には陽極発生ガス中の水素濃度は0.8体積%であり、陰極室排出ガス中の水素濃度は100体積%であった。セル電圧は2.0Vであった。
2:陽極
3:陽極集電体又は陽極基体
4:陰極
5:陰極集電体又は陰極基体
6:陽極室
7:陰極室
8:電解セル
9、10、11、13、14、15:パイプ
12:気液分離装置
V1、V2、V3、V4:切替バルブ
E2:保護電流用直流電源
E1:通常電解用直流電源
S1:制御装置
Claims (7)
- 陽イオン交換膜からなる固体高分子電解質隔膜の一方の側面に、オゾン発生用の陽極を密着させ、その前面に陽極室を形成し、他方の側面に水素発生用の陰極を密着させ、その前面に陰極室を形成したオゾン発生装置において、前記オゾン発生装置の通常運転時に、前記陽極室内の前記陽極よりオゾンガス、前記陰極室内の前記陰極より水素ガスを発生させ、前記オゾン発生装置の運転を停止し前記陽極保護のため微小電流を供給する保護電流運転時のみに、前記陰極室内の電解水及び水素ガスを全て排出した後、前記陰極室内に酸素含有ガスを供給し、前記陰極をガス電極として酸素還元反応を行わせ、前記陰極をガス発生電極及びガス電極の両方の機能を備えた可逆電極として使用することを特徴とするオゾン発生装置の運転方法。
- 前記オゾン発生装置の運転を停止し前記陽極保護のため微小電流を供給する保護電流運転時のみに、前記陰極室内に純水、空気又は不活性ガスを供給して、前記陰極室内の電解水及び水素ガスを全て純水、空気又は不活性ガスと置換した後、前記陰極室内に酸素含有ガスを供給する請求項1に記載のオゾン発生装置の運転方法。
- 前記陰極が、白金又は白金担持カーボン粒子をフッ素樹脂含有樹脂中に分散させた導電性多孔質構造体よりなる請求項1に記載のオゾン発生装置の運転方法。
- 前記陽極が、二酸化鉛を含む陽極触媒を表面に含有する多孔質金属板又は金属繊維焼結体よりなる導電性多孔質構造体よりなる請求項1に記載のオゾン発生装置の運転方法。
- 陽イオン交換膜からなる固体高分子電解質隔膜の一方の側面に、オゾン発生用の陽極を密着させ、その前面に陽極室を形成し、他方の側面に水素発生用の陰極を密着させ、その前面に陰極室を形成したオゾン発生装置において、前記陰極を可逆電極として使用し、前記オゾン発生装置の通常運転時においては、ガス発生電極として使用し、前記オゾン発生装置の運転を停止し前記陽極保護のため微小電流を供給する保護電流運転時においては、ガス電極として使用し、請求項1に記載の運転方法を実施することを特徴とするオゾン発生装置。
- 前記陰極が、白金又は白金担持カーボン粒子をフッ素樹脂含有樹脂中に分散させた導電性多孔質構造体よりなる請求項5に記載のオゾン発生装置。
- 前記陽極が、二酸化鉛を含む陽極触媒を表面に含有する多孔質金属板又は金属繊維焼結体よりなる導電性多孔質構造体よりなる請求項5に記載のオゾン発生装置。
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US5972196A (en) * | 1995-06-07 | 1999-10-26 | Lynntech, Inc. | Electrochemical production of ozone and hydrogen peroxide |
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JP3304563B2 (ja) * | 1993-10-12 | 2002-07-22 | ペルメレック電極株式会社 | 電解オゾン発生装置 |
JPH07242402A (ja) * | 1994-03-02 | 1995-09-19 | Sasakura Eng Co Ltd | 水電解式オゾン発生装置 |
JPH11236692A (ja) * | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Matsushita Refrig Co Ltd | 電解式オゾン発生装置 |
JPH11264090A (ja) * | 1998-03-16 | 1999-09-28 | Matsushita Refrig Co Ltd | 電解式オゾン発生装置とその停止方法 |
JP3679984B2 (ja) * | 2000-07-19 | 2005-08-03 | 三菱重工業株式会社 | オゾン発生用電解槽への電解水供給方法及びオゾン発生装置 |
JP2004300510A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Mitsui Chemicals Inc | ガス拡散陰極を用いたイオン交換膜型電解槽の保護方法 |
JP4410155B2 (ja) * | 2005-06-16 | 2010-02-03 | ペルメレック電極株式会社 | 電解水噴出装置 |
JP4252591B2 (ja) * | 2006-08-08 | 2009-04-08 | クロリンエンジニアズ株式会社 | オゾン製造装置 |
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