JP6216806B2 - イオン交換膜電解槽 - Google Patents
イオン交換膜電解槽 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6216806B2 JP6216806B2 JP2015557873A JP2015557873A JP6216806B2 JP 6216806 B2 JP6216806 B2 JP 6216806B2 JP 2015557873 A JP2015557873 A JP 2015557873A JP 2015557873 A JP2015557873 A JP 2015557873A JP 6216806 B2 JP6216806 B2 JP 6216806B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- exchange membrane
- ion exchange
- electrolytic cell
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 title claims description 72
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 66
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- -1 platinum group metal oxide Chemical class 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
- C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
前記陽極が、少なくとも1枚のエクスパンドメタルを備え、該エクスパンドメタルの厚みが0.1〜0.5mm、短目方向中心間距離SWと長目方向中心間距離LWの比SW/LWが0.45〜0.55であり、かつ、前記イオン交換膜と前記陰極とが密着されてなることを特徴とするものである。
本発明のイオン交換膜電解槽用陽極は、イオン交換膜により、陽極を収容する陽極室と陰極を収容する陰極室とに区画されたイオン交換膜電解槽に用いる陽極である。図1は、本発明の一好適な実施の形態に係るイオン交換膜電解槽用陽極の概略部分拡大図であり、本発明の一好適な実施の形態においては、陽極は少なくとも1枚の金属製有孔平板を備えている。図1では、金属製有孔平板1としてエクスパンドメタル1を例として挙げているが、開口部を有する金属製平板であれば、特に制限はない。例えば、エクスパンドメタル以外にも、丸型や角型等の孔を打ち抜いたパンチングメタルを用いてもよい。また、これらを積層したものであってもよい。
図3は、本発明の一好適な実施の形態に係るイオン交換膜電解槽の断面図である。図示するように、本発明のイオン交換膜電解槽10は、イオン交換膜11により陽極室12と陰極室13とに区画され、陽極室12に陽極14が、陰極室13に陰極15がそれぞれ収容されている。図示例においては、陽極室12では陽極リブのような陽極支持体16に陽極14が固定されており、陰極室13では陰極15は陰極集電体17を介して陰極室13に固定されている。
<実施例1〜7、比較例1〜8および従来例>
下記表1に示す条件に従い、チタン製のエクスパンドメタルからなる電極用陽極を作製し、図3に示すタイプのイオン交換膜電解槽に装着した。その後、下記の電解条件にしたがって、食塩水の電気分解を行った。なお、イオン交換膜電解槽の電解面積は1dm2であり、電解陰極としてゼロギャップ式活性陰極、隔膜として食塩電解用陽イオン交換膜を用いた。また、電解陽極のコーティングは全て同じとした。
下記表2に示す条件に従い、金属線材を織って作製した金属織物からなる電極用陽極を作製し、図3に示すタイプのイオン交換膜電解槽に装着した。その後、下記の電解条件にしたがって、食塩水の電気分解を行った。なお、イオン交換膜電解槽の電解面積は1dm2であり、電解陰極としてゼロギャップ式活性陰極、隔膜として食塩電解用陽イオン交換膜を用いた。また、電解陽極のコーティングは全て同じとした。
陽極液として200±10g/L−NaCl、陰極液として32±0.5質量%−NaOH水溶液を用いた。電解温度は86〜88℃とし、電流密度は6kA/m2とした。
各電解槽を用いて食塩水を電解する際のセル電圧、電流効率、塩素ガス(Cl2)中の酸素濃度(O2濃度)を測定し、各実施例および各比較例の値から従来例の値を引いた値を評価に用いた。電圧差(V)およびO2濃度はマイナスの値の場合を合格とした。なお、電流効率は、電解槽の運転時における誤差を考慮すると、−0.3%以上であれば、従来と同程度である。得られた結果を表1、2に併記する。
なお、2014年1月15日に出願された日本特許出願2014−005323号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
1a 開口部
2 金属線材
3 金属線材からなる織物
10 イオン交換膜電解槽
11 イオン交換膜
12 陽極室
12a 陽極室注入口
12b 陽極室排出口
13 陰極室
13a 陰極室注入口
13b 陰極室排出口
14 陽極
15 陰極
16 陽極支持体
17 陰極集電体
18 ガスケット
Claims (4)
- イオン交換膜により陽極室と陰極室とに区画され、前記陽極室に陽極が、前記陰極室に陰極が収容されてなるイオン交換膜電解槽において、
前記陽極が、少なくとも1枚のエクスパンドメタルを備え、該エクスパンドメタルの厚みが0.1〜0.5mm、該エクスパンドメタルの短目方向中心間距離SWと長目方向中心間距離LWの比SW/LWが0.45〜0.55であり、かつ、前記イオン交換膜と前記陰極とが密着されてなることを特徴とするイオン交換膜電解槽。 - 前記エクスパンドメタルの厚みが0.43〜0.5mmである請求項1記載のイオン交換膜電解槽。
- 前記短目方向中心間距離SWが3.0mm以下である請求項1または2記載のイオン交換膜電解槽。
- イオン交換膜により陽極室と陰極室とに区画され、前記陽極室に陽極が、前記陰極室に陰極が収容されてなるイオン交換膜電解槽において、金属線材からなる織物を備え、前記金属線材の線径dが0.20mm以下であり、かつ、前記金属線材の線径dと、隣接する並行な前記金属線材同士の間隔Dの比d/Dが0.40〜0.55であり、かつ、前記イオン交換膜と前記陰極とが密着されてなることを特徴とするイオン交換膜電解槽。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014005323 | 2014-01-15 | ||
JP2014005323 | 2014-01-15 | ||
PCT/JP2015/050964 WO2015108115A1 (ja) | 2014-01-15 | 2015-01-15 | イオン交換膜電解槽用陽極およびこれを用いたイオン交換膜電解槽 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015108115A1 JPWO2015108115A1 (ja) | 2017-03-23 |
JP6216806B2 true JP6216806B2 (ja) | 2017-10-18 |
Family
ID=53543000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015557873A Active JP6216806B2 (ja) | 2014-01-15 | 2015-01-15 | イオン交換膜電解槽 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11643739B2 (ja) |
EP (1) | EP3095896B1 (ja) |
JP (1) | JP6216806B2 (ja) |
CN (2) | CN105917027A (ja) |
WO (1) | WO2015108115A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114351178B (zh) * | 2017-01-13 | 2024-07-16 | 旭化成株式会社 | 电解用电极、电解单元、电解槽、电极层积体和电极的更新方法 |
KR102492777B1 (ko) * | 2018-10-16 | 2023-01-26 | 주식회사 엘지화학 | 전해용 전극 및 이의 제조방법 |
US20220341049A1 (en) * | 2019-06-18 | 2022-10-27 | Thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers Gmbh | Electrolysis electrode and electrolyzer |
CN113111550B (zh) * | 2021-03-31 | 2023-03-31 | 广西大学 | 一种基于有限元分析碱性水电解槽工作特性的方法及系统 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5842778B2 (ja) * | 1979-05-28 | 1983-09-21 | 新日本製鐵株式会社 | 冷延鋼板用鋳片の連続鋳造方法 |
US4605482A (en) * | 1981-04-28 | 1986-08-12 | Asahi Glass Company, Ltd. | Filter press type electrolytic cell |
JPS5842778A (ja) * | 1981-09-09 | 1983-03-12 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | 電解方法 |
JPS58130286A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-08-03 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | 電解方法 |
EP0225343B1 (en) | 1985-05-07 | 1990-03-14 | Eltech Systems Corporation | Expanded metal mesh and coated anode structure |
DE3640584A1 (de) | 1986-11-27 | 1988-06-09 | Metallgesellschaft Ag | Elektrodenanordnung fuer gasbildende elektrolyseure mit vertikal angeordneten plattenelektroden |
US5221452A (en) | 1990-02-15 | 1993-06-22 | Asahi Glass Company Ltd. | Monopolar ion exchange membrane electrolytic cell assembly |
IT1248564B (it) * | 1991-06-27 | 1995-01-19 | Permelec Spa Nora | Processo di decomposizione elettrochimica di sali neutri senza co-produzione di alogeni o di acido e cella di elettrolisi adatta per la sua realizzazione. |
JP3264535B2 (ja) * | 1992-12-10 | 2002-03-11 | ペルメレック電極株式会社 | ガス電極構造体及び該ガス電極構造体を使用する電解方法 |
WO2000011242A1 (fr) | 1998-08-25 | 2000-03-02 | Toagosei Co., Ltd. | Cellule d'electrolyse a la soude, dotee d'une electrode de diffusion de gaz |
US6395153B1 (en) * | 1998-12-02 | 2002-05-28 | Eltech Systems Corporation | Diaphragm cell |
JP3850265B2 (ja) * | 2001-10-30 | 2006-11-29 | クロリンエンジニアズ株式会社 | イオン交換膜電解槽 |
JP4453973B2 (ja) | 2002-11-27 | 2010-04-21 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 複極式ゼロギャップ電解セル |
JP5693215B2 (ja) | 2010-12-28 | 2015-04-01 | 東ソー株式会社 | イオン交換膜法電解槽 |
DE102012204042A1 (de) | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Bayer Materialscience Aktiengesellschaft | Verfahren zur Elektrolyse von Alkalichloriden mit Sauerstoffverzehrelektroden in Micro-Gap Anordnung |
CN104769162B (zh) * | 2012-10-31 | 2017-08-11 | 大曹株式会社 | 零极距食盐电解槽用阳极、食盐电解槽以及利用该食盐电解槽的食盐电解方法 |
-
2015
- 2015-01-15 CN CN201580004868.1A patent/CN105917027A/zh active Pending
- 2015-01-15 JP JP2015557873A patent/JP6216806B2/ja active Active
- 2015-01-15 CN CN202210653421.9A patent/CN114990603B/zh active Active
- 2015-01-15 US US15/110,358 patent/US11643739B2/en active Active
- 2015-01-15 WO PCT/JP2015/050964 patent/WO2015108115A1/ja active Application Filing
- 2015-01-15 EP EP15737891.0A patent/EP3095896B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105917027A (zh) | 2016-08-31 |
EP3095896A4 (en) | 2017-08-30 |
EP3095896A1 (en) | 2016-11-23 |
US20160333488A1 (en) | 2016-11-17 |
US11643739B2 (en) | 2023-05-09 |
WO2015108115A1 (ja) | 2015-07-23 |
EP3095896B1 (en) | 2020-04-01 |
CN114990603A (zh) | 2022-09-02 |
JPWO2015108115A1 (ja) | 2017-03-23 |
CN114990603B (zh) | 2024-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3139159U (ja) | 水電気分解用電解槽 | |
JP6216806B2 (ja) | イオン交換膜電解槽 | |
RU2436871C2 (ru) | Электрод для мембранных электролизных ячеек | |
JP2008144274A (ja) | ガス発生電解装置 | |
JPS599185A (ja) | イオン交換膜法電解槽 | |
KR102349667B1 (ko) | 전해용 전극, 전해조, 전극 적층체 및 전극의 갱신 방법 | |
CN105603455B (zh) | 一种电解锰生产用电解槽 | |
US4401530A (en) | Electrode | |
KR101187435B1 (ko) | 전기분해용 다공성 전극 및 이를 구비하는 전기분해조 | |
JP7236568B2 (ja) | 電解用電極および電解装置 | |
EP3161185B1 (en) | Narrow gap, undivided electrolysis cell | |
JP6585176B2 (ja) | 電極、電極ユニット、及び電解装置 | |
JP2001073177A (ja) | 電解水生成装置 | |
JPS622036B2 (ja) | ||
JP4582784B2 (ja) | イオン交換膜電解方法 | |
JPH0216389B2 (ja) | ||
JPH04157189A (ja) | 電解槽 | |
JP2013237880A (ja) | 多室型塩水電解槽、塩水電解方法及び生成物 | |
JPH0598485A (ja) | 複数の電解槽を有する装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170418 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170616 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170925 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6216806 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |