JP5797733B2 - 大型電解槽及び電解停止方法 - Google Patents
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Description
本実施形態の大型電解槽は、電気的に直列接続された複数(2つ)の電解槽を備える。各電解槽は、イオン交換膜を介して直列に連結された複数の電解セルを有する。2つの電解槽は、電気遮断装置を介して、導電体で直列に接続される。なお、「複数の電解セルが直列に連結される」とは、各電解セルが備える陽極及び陰極が所定の方向に沿って交互に並ぶように複数の電解セルが配置されることを意味する。直列に並んだ多数の電解セルを有する電解槽は、一般的に、複極式イオン交換膜法電解槽と呼ばれるものである。
図4は、第二実施形態に係る大型電解槽1の側面図(模式図)である。図4の大型電解槽1においては、各電解槽4内において直列に連結された複数の電解セル2が、可変式のプレス器11により連結方向に加圧されている。直列に連結された複数の電解セル2を、プレス器11で連結方向に加圧することにより、各電解セル2及びイオン交換膜28を互いに密着させ、電解中に電解セル2内の内容物(電解液等)の漏れを抑制することができる。プレス器11の具体例としては、油圧プレスなどが挙げられる。
図5は、第三実施形態に係る大型電解槽1の側面図(模式図)である。図5の大型電解槽1は、一般的に、ダブルプレス型電解槽と呼ばれる。図5の大型電解槽1においては、2つの電解槽4の間に固定ヘッド12が配置されている。また、各電解槽4内において直列に連結された複数の電解セル2が可変式のプレス器11により連結方向に加圧されている。
図7(b)は、第四実施形態に係る大型電解槽1の側面図(模式図)である。図7(a)は電解槽の一例を示す側面図(模式図)である。本実施形態においては、図7(a)に示す1つの電解槽を2つの電解槽に分離することにより、図7(b)に示す大型電解槽1が作製される。より具体的には、図7(b)に示すように、1つの電解槽内の直列接続された複数の電解セルの中央に、陽極室のみからなる陽極ターミナルセル14及び陰極室のみからなる陰極ターミナルセル13が導入される。陽極ターミナルセル14と陰極ターミナルセル13の間には絶縁板15が設置される。また、陽極ターミナルセル14と陰極ターミナルセル13とは電気遮断装置3を介して導電体5で接続される。これにより、1つの電解槽を2つの電解槽に分離し、図7(b)に示す大型電解槽1を作製することができる。本実施形態の大型電解槽も本発明の効果を奏するこができる。本実施形態においては、1つの電解槽の中央付近にターミナルセルを導入して、1つの電解槽内で連結された複数の電解セルを二等分することが好ましい。つまり、1つの電解槽の分離によって作製された2つの電解槽内の電解セルの個数が互いに等しいことが好ましい。これにより、逆電流を低減する効果がより顕著になる。
上記実施形態に係る大型電解槽が備える電解槽の個数は2つであったが、大型電解槽が3つ以上の電解槽を備えてもよい。3つの以上の電解槽が直列に接続される場合、そのうちの少なくとも2つの隣り合う電解槽の間に電気遮断装置を設置すれば、本発明の効果を奏することが可能である。3つの以上の電解槽の全てが、電気遮断装置を介して、導電体で直列に接続されることが好ましい。つまり、各電解槽間を直列に接続する導電体の全てに電気遮断装置が介在することにより、逆電流を低減する効果が顕著になる。また、大型電解槽は、電解槽を2個有し、2つの電解槽が、電気遮断装置を介して、導電体で直列に接続されていてもよい。これにより、簡素な構成とすることができる。
上記大型電解槽1を用いて、下記の条件で電解を行なった。
陽極室の塩水濃度:205g/L
陰極室の水酸化ナトリウム濃度:32wt%
電解セル内の温度:90℃
電解電流密度:4kA/m2
電解停止時に電気遮断装置3により電解槽4間を電気的に遮断しなかったこと以外は実施例と同様に、各ターミナルセルと電解液供給管9との電位差を測定した。陽極端子1側から数えて1個目の電解セル(陽極ターミナルセル14)と電解液供給管9との電位差は13.5Vであった。陽極端子1側から数えて14個目の電解セル(陰極端子6側の陰極ターミナルセル13)と電解液供給管9との電位差は−12.9Vであった。
逆電流の大きさは、電気的に接続されている電解セルの個数の2乗に比例する。そして、電気的に接続された電解セルの個数は、大型電解槽における最大電圧(電解セルの電位の最大値)に比例する。そのため、逆電流の大きさは、最大電圧の2乗に比例する。
Claims (6)
- 電気的に直列接続された複数の電解槽を備え、
前記電解槽が、複数の電解セルを有し、
前記電解セルが、電気的に接続された陽極及び陰極を有し、
前記電解セル内において、前記陽極が設置された陽極室と、前記陰極が設置された陰極室とが、隔壁を介して配置され、
前記電解槽内において、前記複数の電解セルが直列に連結され、
前記電解槽内において隣接する2つの前記電解セルのうち一方の電解セルの前記陽極室と他方の電解セルの前記陰極室との間にイオン交換膜が配置され、
少なくとも2つの隣り合う前記電解槽が、電気遮断装置を介してのみ、導電体で直列に接続されている、大型電解槽。 - 全ての前記電解槽が、前記電気遮断装置を介して、前記導電体で直列に接続されている、請求項1に記載の大型電解槽。
- 2つの前記電解槽を備える、請求項1又は2に記載の大型電解槽。
- 前記電解槽内において、直列に連結された前記複数の電解セルが、プレス器により連結方向に加圧されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の大型電解槽。
- 電解を停止するときに、前記電気遮断装置が、隣り合う前記電解槽間の電流を自動的に遮断する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の大型電解槽。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の大型電解槽を用いた電解を停止するときに、隣り合う前記電解槽間の電流を前記電気遮断装置によって遮断する工程を備える、電解停止方法。
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