JPH0213491Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、イオン交換膜の損傷を防止し、長期
に亘つて安定かつ経済的に運転しうるようにした
フインガー状電極を有する複極式イオン交換膜法
電解槽に関する。

（従来技術） 塩化アルカリを電解して苛性アルカリを製造す
る電解槽として従来、アスベスト隔膜を用いる隔
膜式電解槽が採用されている。この電解槽では、
アスベストを電極に付着させて隔膜としているた
め、両電極室の圧力差が、比較的大きくても、隔
膜が損傷したり変形したりすることはないが、隔
膜が多孔性であるため、製品である苛性アルカリ
中に塩素イオンが混入して、製品純度が低下する
という欠点がある。

そこで、製品純度を向上させるために、既存設
備である隔膜式電解槽を利用して隔膜をアスベス
トから塩素イオンの透過を防止する陽イオン交換
膜とした変換型イオン交換膜電解槽が提案されて
いる。この変換にあたつては電極表面のアスベス
トを除去した後、陽極または陰極のいずれかを袋
状または筒状に成型した陽イオン交換膜で包みこ
み、該陽イオン交換膜の周縁を適宜シールして陽
極室と陰極室とに区画している。しかし、既存の
隔膜式電解槽には、種々の構造のものがあり、各
電解槽につき、現実の変換方法は異なり、それぞ
れに問題点が生じている。

例えば、従来の隔膜式電解槽の一種として、陰
極取付板に固着された複数のフインガー状陰極
と、陽極取付板に固着された複数のフインガー状
陽極とを、フインガー状陰極の先端が隣接するフ
インガー状陽極の基端間近傍に位置し、フインガ
ー状陽極の先端が隣接するフインガー状陰極の基
端間近傍に位置するように単位電解槽内に収容
し、かつフインガー状陰極の表面に被覆されたア
スベス等から成る多孔質中性隔膜により陽極室と
陰極室に区画したいわゆるグラノール型電解槽が
あり、（特公昭49−11552号公報）、この電解槽を
イオン交換膜法電解槽へ変換する方法は既に種々
提案され、（特開昭57−194285公報、特開昭59−
162286号公報）、また本出願人らも、フインガー
状陰極と同数の袋状陽イオン交換膜の基部同士を
ヒートシールして１枚の櫛状の陽イオン交換膜と
し、各袋内に各フインガー状陰極を収容して、陰
極側から加圧し、陽イオン交換膜を陽極に近づけ
あるいは密着させながら電解するようにした電解
槽を提案している。（特願昭58−216613号、特願
昭58−216614号、特願昭58−216615号、特願昭58
−220030号）が、いずれのグラノール型電解槽を
使用するにしても、成型した陽イオン交換膜は電
解槽の天板、底板、外壁の部分でシールしなけれ
ばならず、しかも陰極と外壁等との間にはかなり
の間隙が生じている。

従つて第３図に示す通り、フインガー状陰極Ａ
を収容する陽イオン交換膜Ｂの袋状部Ｃと電解槽
の、特に底板Ｄの間には、かなりの間隙が生じ、
陰極室側を加圧しながら運転を行うと、陽イオン
交換膜Ｂの周縁のフインガー状陰極Ａと底板Ｄの
間に対応する部分に、矢印方向の力が作用して、
陽イオン交換膜Ｂが点線のように変形し、特にヒ
ートシール部がある場合には亀裂が生じ、ない場
合にも寿命が短かくなるという欠点がある。

（考案の解決しようとする問題点） 本考案は、いわゆるグラノール型電解槽を運転
するにあたつて、電解槽を陽極室と陰極室とに区
画する高価な陽イオン交換膜が、両電極室間の圧
力が大きくなつても変形することのないようにし
て、長期に亘つて安定で経済的な電解反応を行い
うるようにした電解槽を提供することを目的とす
るものである。

〔考案の構成〕

本考案よりなる電解槽の要旨とするところは、
陰極取付板に固着された複数のフインガー状陰極
と、陽極取付板に固着された複数のフインガー状
陽極とを、フインガー状陰極の先端が隣接するフ
インガー状陽極の基端近傍に位置し、フインガー
状陽極の先端が隣接するフインガー状陰極の基端
近傍に位置するように、これら両極のフインガー
部が非接触で交互に組合うようにして電解槽内に
収容し、前記両極フインガー部の間に位置してこ
れらフインガー部のいずれかを収容する陽イオン
交換膜の袋状部を有し、これら袋状イオン交換膜
の基端同士を連結しかつ周縁が電解槽壁に固定さ
れた櫛状成型膜で陰極室と陽極室に区画した電解
槽において、前記櫛状成型膜の下部周縁に接する
ように膜変形防止用の支持部材を設けたことを特
徴とするところにある。

以下、図面に示す実施例に基いて、本考案を詳
細に説明するが、本考案は当該実施例に限定され
るものではない。

第１図は、本考案に係る複極式イオン交換膜法
電解槽の一実施例を示す一部破断縦断面図、第２
図は、第１図の−線横断面図である。

電解槽本体１は、複数の単位電解槽２から成
り、各単位電解槽２は、両側板（図示せず）、底
板３および天板４から構成されている。電解槽本
体１内には、複数の円孔５が穿孔され、各端部が
両側板、底板３および天板４に密着するように区
画板６が設置され、該区画板６により、電解槽本
体１内が複数の単位電解槽２に分割されている。
区画板６の円孔５には、棒状の連結杆７が嵌着さ
れ、該連結杆７の一端は、下端が底板３上に固着
され、かつ上端が天板４下面と一体の補助板８を
下端に固着されたメツシユ状の陰極取付板９を貫
通し、かつ所要個所が該陰極取付板９の円孔１０
内に固着されている。陰極取付板９には、陰極液
の流通を円滑にするための長円孔１１が複数列上
下方向に穿孔されている。断面形状が長円形であ
る袋状メツシユから成る複数のフインガー状陰極
１２は、それぞれ上記１列の長円孔１１を囲むよ
うに基端部を陰極取付板９に溶接等により固着さ
れ、陰極１２の下縁部は、底板３よりやや上方に
位置している。各フインガー状陰極１２は、ほぼ
同形でやや大きめの陽イオン交換膜の袋状部１３
に収容され、各陽イオン交換膜の袋状部１３の基
端部同士は接合されて、櫛状成型膜１４とされて
いる。該櫛状成型膜１４はその周縁部を、単位電
解槽２の両側板、底板３および天板４の間隙に設
けられた１対の額縁状ガスケツト１５に挾持さ
れ、この櫛状成型膜１４により、単位電解槽２が
陽極室と陰極室とに区画されている。なお、この
櫛状成型膜１４は、全体を陽イオン交換膜で成型
してもよいが、陽イオン交換膜は高価であるた
め、陽極と陰極とに挾まれた陽イオン交換膜の袋
状部１３のみを陽イオン交換膜で成型し、電解に
直接関与しない各袋状部１３の基端同士を接合す
る部分をフツ素含有樹脂等で成型するようにして
もよい。

前記連結杆７の他端は、メツシユ板から成る陽
極取付板１６に固着され、該陽極取付板には、メ
ツシユ板から成り、上下両端及び先端が開口する
複数のフインガー状陽極１７が溶接等により固着
されている。このフインガー状陽極１７は、その
先端が隣接するフインガー状陰極１２の基端間に
位置し、かつフインガー状陰極１２の先端が隣接
するフインガー状陽極１７の基端間に位置するよ
うに単位電極槽２内に収容されている。また、フ
インガー状陽極１７の先端の開口端間に陽極ブリ
ツジ１８が架設されて補強されている。

陽極室底部の底板３と各陽イオン交換膜の袋状
部１３を含む櫛状成型膜１４の周縁部とで囲まれ
た空間には、メツシユ状で断面がほぼコ字状であ
る支持部材１９が、ほぼ陽極室の前後長全長に亘
つて、開口端がフインガー状陰極１２の先端方向
を向き、メツシユ部が底板３及び櫛状成型膜１４
に接するように設置されている。本考案で、この
支持部材はこの形状に限定されるものではなく、
例えば板状としたり、断面ロ字状に成型したり、
また、陽極室全長に亘つて１本の支持部材を設置
するのではなく、数個の短寸の支持部材を間隙を
あけて設置してもよい。この支持部材は、運転開
始前には、櫛状成型膜１４の下縁部に接触してい
なくてもよいが、運転開始後は、下縁部に接触し
て、櫛状成型体の変形を防止するようにする。

陰極室の陰極取付板９と区画板６の間の空間の
下部には、一端が電解槽本体１外に達し、各陰極
室と対応する個所の上面に供給孔２０が穿孔され
た陰極液供給管２１が配設されている。なお、２
２は、陰極液取出用マニホールド、２３は陽極ガ
ス取出管である。

この電解槽で、塩化アルカリ水溶液を電解する
には、陽極室へ陽極液供給管（図示せず）で、塩
化アルカリ水溶液を供給し、陰極室へは、陰極液
供給管２１から希苛性アルカリ水溶液または水を
加え、かつ陰極室側を加圧して陽イオン交換膜の
袋状部１３を陽極に密着または接近させながら運
転する。この場合、陰極室側が加圧されているた
め、櫛状成型膜１４の下縁部も陽極側に押圧さ
れ、変形しやすくなつているが、陽極室下部に存
在する支持部材１９に接触して変形が防止され
る。電解を続けると、陰極室側に苛性アルカリ水
溶液が生成し、マニホールド２２から取り出さ
れ、また電解により濃度が減少した陽極室側の塩
化アルカリ水溶液は陽極取出管（図示せず）から
取出される。

本実施例では、フインガー状陰極を陽イオン交
換膜の袋状部に収容し、かつ支持部材を陽極室側
に設置するようにしたが、本考案はこれに限定さ
れるものではなく、フインガー状陽極を陽イオン
交換膜の袋状部に収容しかつ支持部材を陰極室側
に設置するようにしてもよい。

〔考案の効果〕

本考案においては、両電極室の差圧により変形
をうけやすいイオン交換膜の櫛状成型膜の下縁部
を、少なくともその一部が支持部材に接触して、
加圧されても変形しないようにしている。従つ
て、特に、ヒートシール部等加圧によつて損傷し
やすい部分があつても支持部材により保護され、
櫛状成型膜の寿命が飛躍的に伸びる。また、本考
案が対象とする電解槽では、複数の袋状陽イオン
交換膜の基部同士を接合した櫛状成型膜を使用し
ているので、一部が損傷しても、櫛状成型膜全体
を電解槽本体から取出して修理しなければならな
いが、支持部材を設けるのみで、電解槽の分解
等、長時間に亘る電解槽の運転中止といつた事態
を避けることができるので好都合となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る複極式イオン交換膜法
電解槽の一実施例を示す一部破断縦断面図、第２
図は、第１図の−線縦断面図、第３図は、従
来の複極式イオン交換膜法電解槽の一例を示す一
部破断縦断面図である。 １……電解槽本体、２……単位電解槽、３……
底板、６……区画板、９……陰極取付板、１２…
…フインガー状陰極、１３……陽イオン交換膜の
袋状部、１４……櫛状成型膜、１６……陽極取付
板、１７……フインガー状陽極、１９……支持部
材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 陰極取付板に固着された複数のフインガー状陰
   極と、陽極取付板に固着された複数のフインガー
   状陽極とを、フインガー状陰極の先端が隣接する
   フインガー状陽極の基端近傍に位置し、フインガ
   ー状陽極の先端が隣接するフインガー状陰極の基
   端近傍に位置するように、これら両極のフインガ
   ー部が非接触で交互に組合うようにして前記両極
   フインガー部の間に位置して電解層内に収容し、
   前記両極フインガー部の間に位置してこれらフイ
   ンガー部のいずれかを収容する陽イオン交換膜の
   袋状部を有し、これら袋状イオン交換膜の基端同
   士を連結しかつ周縁が電解槽壁に固定された櫛状
   成型膜で陰極室と陽極室に区画した電解槽におい
   て、前記櫛状成型膜の下部周縁に接するように膜
   変形防止用の支持部材を設けたことを特徴とする
   複極式イオン交換膜法電解槽。