JPH0339460Y2

JPH0339460Y2 -

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Publication number: JPH0339460Y2
Application number: JP18581785U
Authority: JP
Priority date: 1985-12-02
Filing date: 1985-12-02
Publication date: 1991-08-20
Also published as: JPS6295706U

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この考案は、塩化アルカリ水溶液電解用の塩
水、特にイオン交換膜法における塩化アルカリ水
溶液電解用塩水を精製するための精製装置に関す
るものである。〔従来の技術〕塩化アルカリ水溶液電解においては、電解槽に
供給する塩水中に含まれる不純物を、可及的に減
少させることが要求される。その中でも、イオン交換膜法による塩化アルカ
リ電解用の塩水は、電解槽に用いるイオン交換膜
が塩水中の不純物によつて汚染されると、電解運
転に大きな影響を及ぼすため、特に厳しく、その
量が制限されている。そのため、従来は塩水精製工程において、電解
槽陽極室からの戻り塩水を、脱塩素し、苛性ソー
ダ等でPHを調整した後、原塩溶解水と合流させ精
製剤（苛性ソーダ、炭酸ソーダ等）を加え、液中
に含まれるカルシウム、マグネシウム、鉄等を連
続沈降槽において沈澱分離し、ついで、液を砂濾
過器、或いはアンスラサイト（無煙炭）を濾過材
とする濾過器に通して、その中の浮遊懸濁物やカ
ルシウム、マグネシウム、鉄等を除く一次精製
と、これをキレート樹脂層に通して更に精製する
二次精製との組合せ工程によつて精密精製された
塩水を得るようにしている。また、原塩中には、前記カルシウム、マグネシ
ウムと共にシリカが含有され、このシリカが電解
槽内に持込まれると、カルシウム、マグネシウム
の如き多価陽イオンと同様にイオン交換膜に悪影
響を及ぼすことが知られている。この対策として、塩水の連続沈降槽より排出さ
れるスラリーの一部を、該連続沈降槽に戻してシ
リカを水酸化マグネシウムと共沈させる、所謂、
沈澱スラリー循環法も知られている。（例えば、
米国特許第4155820号、特公昭59−43556号等）〔考案が解決しようとする問題点〕しかしながら、工程中に砂を濾過材とする砂濾
過器を用いた場合には、砂濾材中のシリカが溶出
して、前記沈澱スラリー循環法による効果を実質
的に減殺するので、有効にその目的を達成するこ
とができない。一方、濾過器として、前記のアンスラサイトを
濾過材とするものを使用すれば、かゝる弊害はな
い。しかしながら、アンスラサイトは、その真比重
が1.4〜1.5と極めて小さいため、濾過材の洗浄に
際して濾過器を逆洗する場合には、濾過層の浮き
上がり現象が生じるので、逆洗流速を大きくする
ことができない。したがつて、逆洗作業に要する時間が長く、か
つ逆洗効果が不充分となつて、カルシウム、マグ
ネシウム等の沈澱物が濾過層内で固化して、いわ
ゆるマツドボールが生じ易く、濾過性能を低下さ
せる。また、濾過材として砂を使用する場合は、砂の
真比重が約2.6であるので、前記アンスラサイト
を濾過材とする場合に比べて、濾過層の浮き上が
り現象は少なく、逆洗流速を一応大きくすること
ができ、マツドボールの生成も比較的少ない。しかし、濾過材として使用される砂は、シリカ
が多く含有され（通常は75％以上、珪砂では約98
％）、このシリカの溶出によるトラブルの発生は
不可避であつて、イオン交換膜法塩化アルカリ水
溶液電解で要求されている＋数mg／以下という
シリカの規定を満たすのは殆ど不可能に近い。〔問題点を解決するための手段〕この考案は、かゝる現状に鑑み研究開発したも
ので、塩水に含まれる不純物を確実に除去すると
共に、イオン交換膜に大敵のシリカの溶出が殆ど
なく、しかも逆洗流速を大きくして濾過材の洗浄
作業を短縮できる精製装置を提供することを目的
としたものである。すなわち、この考案の塩化アルカリ電解用塩水
の精製装置は、真比重が3.0以上のアルミナ細粒
を内部に充填した濾過器からなることを特徴とす
るものである。この考案の精製装置は、濾過材または濾床とし
て、その真比重が3.0以上のアルミナ細粒を使用
するもので、代表的なものとしては、ボーキサイ
ドから作つたバイヤーアルミナを原料として電気
炉で溶融して得た白色電融アルミナを挙げること
ができる。この白色電融アルミナは、前記真比重の限定を
充分に満足し、しかも耐熱性に優れ、硬度、靭性
（抗破砕性）等の性能にいずれも高い値を持つも
のである。使用するアルミナ細粒の粒径は、特に制限され
ないが、小さすぎたり、大きすぎる場合には濾過
が不十分となるので、好ましくは平均粒径0.2〜
2.0mm、特に0.4〜1.0mm程度のものがよい。また、真比重が3.0以上のアルミナ細粒からな
る濾過材は、例えば白色電融アルミナからなる濾
過材についてみると、第１表に例示する如く、砂
濾過器用の砂と比較し、シリカ分が殆どなく、真
比重も大きいものである。

〔作用〕

つぎに、この考案の精製装置の作用について説
明する。まず、第１図に示した逆洗用塩水タンクを併設
する方式においては、原塩水導入管５より原塩水
は、仕切板６と、真比重が3.0以上のアルミナ細
粒を充填して構成した濾過層４の上面との間に導
入される。ついで、前記濾過層４を通過して濾過された塩
水は、空隙部２より連通管８を経て、仕切板６の
上方の精製塩水室７に送られ、精製塩水として精
製塩水出口管９から取り出される。しかして、前記濾過層４を構成する濾過材を洗
浄するには、前記仕切板６の中央から装置の外部
に導き出されている逆流液出口管１０のバルブ１
１を開放する。このバルブ１１を開放することによつて、前記
精製塩水室７内に溜まつている精製塩水は、その
ヘツド圧により連通管８を逆に流れて、本体１内
底部の空隙部２に入り、濾過層４を逆流して濾過
材を洗浄し、濾過材に付着していた不純物を逆洗
液と共に、前記逆洗液出口管１０から外部に取り
出すことができる。一方、第２図に示すスタンダードな方式におい
ては、原塩水は、本体１の上部の原塩水導入管５
から導入され、下部にある多孔板１３を通過し、
その下部において真比重3.0以上のアルミナ細粒
を充填した濾過層４に至り、第１図の場合と同様
にして液中の不純物を濾過し、空隙部２および精
製塩水出口管９の開放されたバルブ１１を通過し
て精製塩水として外部に排出される。この装置の逆洗は、精製塩水出口管９に附属す
るバルブ１１を閉止し、逆洗液導入管１２のバル
ブ１１を開放して不純物の少ない逆洗用の塩水を
別途流入させ、この塩水を上方流として濾過層４
を通過させて逆洗し、逆洗液出口管１０より液を
排出させることにより洗浄することができるもの
である。〔実施例〕以下、この考案の精製装置の態様について図面
を引用して具体的に説明する。第１図は、逆洗用塩水タンクを併設する方式の
もので、筒状の本体１の内底部に空隙部２を介し
て多孔部材からなる仕切板３を設け、この仕切板
３上に真比重3.0以上のアルミナ細粒を充填して
濾過層４を形成すると共に、この濾過層４の上方
に原塩水導入管５を開口し、かつその上方に仕切
板６を設け、本体１の上部を精製塩水室７とした
もので、前記空隙部２と精製塩水室７とは連通管
８とによつて連通している。なお、９は精製塩水室７の上方に開口する精製
塩水の出口管、１０は前記仕切板６の中央に開口
した逆洗液出口管で、バルブ１１を有するもので
ある。第２図は、スタンダード方式の精製装置を示す
もので、筒状の本体１の上部には原塩水導入管５
が開口されると共に、その内底部には空隙部２を
介して多孔部材からなる仕切板３が設けられ、こ
の仕切板３上に真比重3.0以上のアルミナ細粒を
充填して濾過層４を形成したものである。前記空隙部２の一側壁側には、逆洗液導入管１
２がバルブ１１を介して開口し、他端側壁には精
製塩水の出口管９の基端がバルブ１２を介して開
口している。なお、前記濾過層４の上方には、濾過材が原塩
水中に混入するのを防止するための多孔板１３が
設けられると共に、本体１の上方には逆洗液の出
口管１０の基端が開口しているものである。つぎに、この考案の装置と、従来の砂濾過によ
る装置とに関連する比較試験、およびこれらの装
置の比較使用例を掲げて、この考案をより具体的
に説明する。〔１〕濾過材の不純物溶出試験前記第１表に掲げた砂濾過材と、アルミナ細粒
濾過材を各９ｇ準備し、これを90c.c.の飽和食塩水
（PH＝11.2）に投入して温度60℃に保持し、撹拌
機の回転数120r.p.mで５時間撹拌し、最初の飽和
食塩水と、撹拌後の食塩水中のSiO₂、およびAl
の量を測定した。その結果は、第２表の通りであつた。なお、SiO₂は比色法、Alは原子吸光法で分析
した。

【表】の飽和食塩水中を、また、攪拌後塩水中は、
攪拌後の食塩水中を意味する。
〔２〕逆洗試験透明な塩化ビニル樹脂で作られた、直径450mm
の第２図に示した精製装置２基を準備し、それぞ
れ前記第１表に掲げたアルミナ細粒からなる濾過
材、および砂濾過材を600mmの高さに充填してこ
の考案の装置、および砂濾過装置となし、これに
PH11.2の飽和食塩水を用い、逆洗流速を種々に変
更して逆洗試験を実施した。その結果は、第３表のとおりであつた。

【表】なお、逆洗試験において使用したアルミナ細粒
に、より粒度の小さいもの（粒度分布が第４表に
しめすとおり）を、15重量％の割合で添加した以
外は、同じ条件で逆洗試験を行つたところ、逆洗
流速68m³／m²・hrで濾層の浮上は、約90mmとなつ
た。

【表】〔〕濾層中のCa残留試験イオン交換膜法食塩水溶液電解用塩水を使用し
て、前記逆洗試験に用いた精製装置に、それぞれ
5.2m³／m²・hrの流速で通水して塩水の精製を行
い、後記第５表に示す条件で１日１回逆洗を繰り
返し、10回目の逆洗直後に濾層上部の濾材をサン
プリングした。ついで、これを５日間放置して乾燥し、この乾
燥物を50c.c.あて採取し、100c.c.の純水を加えた後、
塩酸を添加して液のPHを２に調整し、濾過材に付
着しているカルシウム分を充分に溶解して残留カ
ルシウム分を測定した。その際の試験条件、および試験結果を第５表に
示す。

〔考案の効果〕

この考案の精製装置は、特定の大きさの真比重
を持つたアルミナ細粒を、濾過材として充填使用
するものであり、これにより本来有害とされてい
るカルシウム、マグネシウム等の不純物に対して
は、従来の砂濾過装置による場合といさゝかの遜
色もない除去が可能であり、これに加えてシリカ
の溶出を充分に防止し、電解運転に大きく貢献し
うるものである。また、かゝる濾材により装置の逆洗を著しく短
時間に、かつ安全に実施することができ、しかも
濾過、逆洗のサイクルの繰り返しを長期に亘つて
実施しても性能劣化に伴うことなく充分使用に耐
えることができるものである。これらより総合的に見て、この考案の装置は、
従来の精製装置に比べて能率面、経済面等で格段
に優れた効用を有するもので、利用価値大なるも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの考案の精製装置の一例を示
すもので、第１図は逆洗用塩水タンクを併設する
方式の装置の簡略縦断面図、第２図はスタンダー
ド型の装置の簡略縦断面図である。１……濾過器本体、２……空隙部、３……仕切
板、４……濾過層、５……原塩水導入管、６……
仕切板、７……精製塩水室、８……連通管、９…
…精製塩水出口管、１０……逆流液出口管、１１
……バルブ、１２……逆洗液導入管、１３……多
孔板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

真比重が3.0以上のアルミナ細粒を内部に充填
した濾過器からなることを特徴とする塩化アルカ
リ電解用塩水の精製装置。