JPH05339773A - 塩化アルカリ水溶液の電解方法 - Google Patents
塩化アルカリ水溶液の電解方法Info
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- JPH05339773A JPH05339773A JP4176183A JP17618392A JPH05339773A JP H05339773 A JPH05339773 A JP H05339773A JP 4176183 A JP4176183 A JP 4176183A JP 17618392 A JP17618392 A JP 17618392A JP H05339773 A JPH05339773 A JP H05339773A
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- solution
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
Abstract
(57)【要約】
【目的】イオン交換膜法電解において塩化アルカリ水溶
液中の硫酸根濃度を制御し高電流効率で電解する。 【構成】電解槽９の陽極室１０から排出される塩化アル
カリ水溶液１５を２分割し、一方の液１８を一価陰イオ
ン選択性陰イオン交換膜２７と陽イオン交換膜２５とを
組み込んだ電気透析槽２２に供給して電気透析し、硫酸
根濃度を低下させた後に上記分割した他方の液１９に混
合し、該混合液に原料塩を溶解し、電解槽の陽極室に循
環する。
液中の硫酸根濃度を制御し高電流効率で電解する。 【構成】電解槽９の陽極室１０から排出される塩化アル
カリ水溶液１５を２分割し、一方の液１８を一価陰イオ
ン選択性陰イオン交換膜２７と陽イオン交換膜２５とを
組み込んだ電気透析槽２２に供給して電気透析し、硫酸
根濃度を低下させた後に上記分割した他方の液１９に混
合し、該混合液に原料塩を溶解し、電解槽の陽極室に循
環する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は陽イオン交換膜で区画し
た電解槽の陽極室に塩化アルカリ水溶液を供給して電解
し、陰極室に水酸化アルカリを製造する、塩化アルカリ
水溶液の新規な電解方法に関する。
た電解槽の陽極室に塩化アルカリ水溶液を供給して電解
し、陰極室に水酸化アルカリを製造する、塩化アルカリ
水溶液の新規な電解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】陰極、陽極の両電極間を陽イオン交換膜
で区画した電解槽の陽極室に塩化アルカリ水溶液を供給
して電解し、陰極室に水酸化アルカリを製造する塩化ア
ルカリ水溶液電解の場合、塩化アルカリ水溶液中の過度
の硫酸根の存在が問題になることは、例えば、特開昭６
１−１０１４１６に知られている。即ち、硫酸根濃度が
大きくなった場合は、電流効率の低下を招くことになる
ので、その存在は可及的に小さくすることが必要とされ
る。
で区画した電解槽の陽極室に塩化アルカリ水溶液を供給
して電解し、陰極室に水酸化アルカリを製造する塩化ア
ルカリ水溶液電解の場合、塩化アルカリ水溶液中の過度
の硫酸根の存在が問題になることは、例えば、特開昭６
１−１０１４１６に知られている。即ち、硫酸根濃度が
大きくなった場合は、電流効率の低下を招くことになる
ので、その存在は可及的に小さくすることが必要とされ
る。
【０００３】一方、塩化アルカリ水溶液中の硫酸根を除
去する方法としては、薬品法、パージ法、冷凍法等があ
る。薬品法としては塩化カルシウム、塩化バリウム、炭
酸バリウム、炭酸ストロンチウムなどを使用する方法が
あるが、いずれも硫酸塩類の固形物が副産物として発生
する。またいずれも電解におけるイオン交換膜にとって
性能を低下する陽イオンの使用を伴うので、これを除去
する場合キレート樹脂による高度精製の負荷増加になる
等の問題がある。
去する方法としては、薬品法、パージ法、冷凍法等があ
る。薬品法としては塩化カルシウム、塩化バリウム、炭
酸バリウム、炭酸ストロンチウムなどを使用する方法が
あるが、いずれも硫酸塩類の固形物が副産物として発生
する。またいずれも電解におけるイオン交換膜にとって
性能を低下する陽イオンの使用を伴うので、これを除去
する場合キレート樹脂による高度精製の負荷増加になる
等の問題がある。
【０００４】即ち、硫酸根の除去に塩化カルシウムを使
用する場合、硫酸根の高度の除去では塩化カルシウムの
利用率が低下し、塩化カルシウムの使用量の増加と硫酸
カルシウム沈殿の増加により経済的でないため採用され
ていない。
用する場合、硫酸根の高度の除去では塩化カルシウムの
利用率が低下し、塩化カルシウムの使用量の増加と硫酸
カルシウム沈殿の増加により経済的でないため採用され
ていない。
【０００５】塩化バリウム法、炭酸バリウム法は硫酸根
を高度に除去する場合も１００％近い高反応率で除去で
きるが、少量でも過剰に添加した場合イオン状で次のキ
レート樹脂塔による高度精製でも除去されず苛性ソーダ
中に入り品質の悪化を招くことになる。また、通常の運
転でも硫酸バリウムの粒子は微細化し、沈降、濾過で除
去がむずかしく、電解槽内に入り、電圧の上昇の原因と
なる場合がある。
を高度に除去する場合も１００％近い高反応率で除去で
きるが、少量でも過剰に添加した場合イオン状で次のキ
レート樹脂塔による高度精製でも除去されず苛性ソーダ
中に入り品質の悪化を招くことになる。また、通常の運
転でも硫酸バリウムの粒子は微細化し、沈降、濾過で除
去がむずかしく、電解槽内に入り、電圧の上昇の原因と
なる場合がある。
【０００６】炭酸ストロンチウム法は塩化アルカリ水溶
液中のストロンチウム濃度を上昇させ、キレート樹脂塔
による高度精製で除去できない場合、陽イオン交換膜の
電流効率を低下させる原因となるのでキレート樹脂塔は
余裕のある大型設備が必要となる。
液中のストロンチウム濃度を上昇させ、キレート樹脂塔
による高度精製で除去できない場合、陽イオン交換膜の
電流効率を低下させる原因となるのでキレート樹脂塔は
余裕のある大型設備が必要となる。
【０００７】パージ法は薬品を使用しないが、高濃度の
塩水を多量にパージするため原塩の原単位が大きく、経
済的に劣る。冷凍法は経済的にコストアップになる。こ
のように、従来法についてはいずれの方法も短所を有す
る不充分な方法である。
塩水を多量にパージするため原塩の原単位が大きく、経
済的に劣る。冷凍法は経済的にコストアップになる。こ
のように、従来法についてはいずれの方法も短所を有す
る不充分な方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の電
解における塩化アルカリ水溶液中の硫酸根の除去方法は
種々の問題を有していたが、本発明は薬品を使用せず、
原塩原単位も大きくない手段を電解方法に組み込むこと
により、上記の如き問題点を有しない塩化アルカリ水溶
液の新規な電解方法を提供するものである。
解における塩化アルカリ水溶液中の硫酸根の除去方法は
種々の問題を有していたが、本発明は薬品を使用せず、
原塩原単位も大きくない手段を電解方法に組み込むこと
により、上記の如き問題点を有しない塩化アルカリ水溶
液の新規な電解方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明は、陽
イオン交換膜で区画した電解槽の陽極室に塩化アルカリ
水溶液を供給して電解し、陰極室に水酸化アルカリを製
造する、以下の（ａ）〜（ｄ）を特徴とする塩化アルカ
リ水溶液の電解方法である。
イオン交換膜で区画した電解槽の陽極室に塩化アルカリ
水溶液を供給して電解し、陰極室に水酸化アルカリを製
造する、以下の（ａ）〜（ｄ）を特徴とする塩化アルカ
リ水溶液の電解方法である。
【００１０】（ａ）電解槽の陽極室から排出される濃度
の低下した塩化アルカリ水溶液を第一の液と第二の液に
分割する。 （ｂ）上記第一の液を一価陰イオン選択性陰イオン交換
膜と陽イオン交換膜とを組み込んだ電気透析槽に供給し
て電気透析し、硫酸根濃度の低下した塩化アルカリ水溶
液を得る。
の低下した塩化アルカリ水溶液を第一の液と第二の液に
分割する。 （ｂ）上記第一の液を一価陰イオン選択性陰イオン交換
膜と陽イオン交換膜とを組み込んだ電気透析槽に供給し
て電気透析し、硫酸根濃度の低下した塩化アルカリ水溶
液を得る。
【００１１】（ｃ）上記硫酸根濃度の低下した塩化アル
カリ水溶液を、１）上記第二の液と混合し該混合液に塩
化アルカリを添加する、又は２）塩化アルカリが添加さ
れた上記第二の液と混合する、ことにより、塩化アルカ
リ濃度を高めた塩化アルカリ水溶液とする。 （ｄ）塩化アルカリ濃度を高めた塩化アルカリ水溶液を
電解槽の陽極室に循環、供給する。
カリ水溶液を、１）上記第二の液と混合し該混合液に塩
化アルカリを添加する、又は２）塩化アルカリが添加さ
れた上記第二の液と混合する、ことにより、塩化アルカ
リ濃度を高めた塩化アルカリ水溶液とする。 （ｄ）塩化アルカリ濃度を高めた塩化アルカリ水溶液を
電解槽の陽極室に循環、供給する。
【００１２】以下に塩化アルカリ水溶液のうちの塩水の
本発明による電解方法の一つの好ましい態様の概略図を
示した図１に基づいて本発明を説明する。
本発明による電解方法の一つの好ましい態様の概略図を
示した図１に基づいて本発明を説明する。
【００１３】原塩溶解槽１で原料塩２が溶解され、濃度
２９０〜３２０ｇ／リットルの未精製塩水は反応槽３で
水酸化ナトリウム及び／又は炭酸ナトリウムなどアルカ
リ剤４が添加され、不純物のカルシウム、マグネシウム
等は沈殿物としてシックナー５で分離される。シックナ
ー５をオーバーフローした塩水は濾過器６、キレート樹
脂による陽イオン交換塔７にて精製され、精製された塩
水８は、電解槽９の陽極室１０に供給される。
２９０〜３２０ｇ／リットルの未精製塩水は反応槽３で
水酸化ナトリウム及び／又は炭酸ナトリウムなどアルカ
リ剤４が添加され、不純物のカルシウム、マグネシウム
等は沈殿物としてシックナー５で分離される。シックナ
ー５をオーバーフローした塩水は濾過器６、キレート樹
脂による陽イオン交換塔７にて精製され、精製された塩
水８は、電解槽９の陽極室１０に供給される。
【００１４】一方、電解槽１０において、陽イオン交換
膜１１で区画された陰極室１２には、水または希釈水酸
化ナトリウム１３が供給され、電解により生成した水酸
化ナトリウム１４として電解槽からとりだされる。一
方、電解槽の陽極室から排出される濃度１７０〜２３０
ｇ／リットルの淡塩水１５は、好ましくは脱塩素塔１６
に供給される。
膜１１で区画された陰極室１２には、水または希釈水酸
化ナトリウム１３が供給され、電解により生成した水酸
化ナトリウム１４として電解槽からとりだされる。一
方、電解槽の陽極室から排出される濃度１７０〜２３０
ｇ／リットルの淡塩水１５は、好ましくは脱塩素塔１６
に供給される。
【００１５】一方、淡塩水１７を第一の液１８と第二の
液１９とに分流し、第一の液は希釈槽２０に供給する。
希釈液２１は電気透析槽２２の希釈室２３にて食塩濃度
を低下させた後、希釈液槽２０に戻り、大部分は循環使
用され、残りの一部の液は２４として系外へ排出され
る。希釈室２３内のナトリウムイオンは、電気透析槽２
２の陽イオン交換膜２５を通り、濃縮室２６へ入る。
液１９とに分流し、第一の液は希釈槽２０に供給する。
希釈液２１は電気透析槽２２の希釈室２３にて食塩濃度
を低下させた後、希釈液槽２０に戻り、大部分は循環使
用され、残りの一部の液は２４として系外へ排出され
る。希釈室２３内のナトリウムイオンは、電気透析槽２
２の陽イオン交換膜２５を通り、濃縮室２６へ入る。
【００１６】一方、希釈室２３内の塩素イオンは一価陰
イオン選択性陰イオン交換膜２７を通り、濃縮室２６へ
入る。濃縮室２６内の濃縮液は濃縮槽２８に戻り、大部
分の濃縮液は濃縮室２６との間で循環されるが、その一
部２９は系外にとり出され、上記第二の液１９と混合さ
れる。電気透析槽２２の極液槽３０内の極液、好ましく
は硫酸ソーダ水溶液は、陽極室３１と陰極室３２へ供給
された後極液槽３０へ戻り循環使用される。
イオン選択性陰イオン交換膜２７を通り、濃縮室２６へ
入る。濃縮室２６内の濃縮液は濃縮槽２８に戻り、大部
分の濃縮液は濃縮室２６との間で循環されるが、その一
部２９は系外にとり出され、上記第二の液１９と混合さ
れる。電気透析槽２２の極液槽３０内の極液、好ましく
は硫酸ソーダ水溶液は、陽極室３１と陰極室３２へ供給
された後極液槽３０へ戻り循環使用される。
【００１７】上記濃縮液２９が混合された第二の液１９
は、必要に応じて補給水３３を供給して原塩溶解槽１に
戻され、そこで原塩が添加され、塩濃度を高めた後、上
記したように精製され、電解槽の陽極室に循環供給され
る。
は、必要に応じて補給水３３を供給して原塩溶解槽１に
戻され、そこで原塩が添加され、塩濃度を高めた後、上
記したように精製され、電解槽の陽極室に循環供給され
る。
【００１８】本発明において、上記第一の液と第二の液
とに分割する比率は、原塩溶解槽で供給される原料塩及
び、補給水などから混入する硫酸根の量と上記した電気
透析槽で除去される硫酸根の量によってきめられるが、
第一の液／第二の液は、好ましくは１／１０〜１／１０
００、特に１／２０〜１／１００にせしめられる。
とに分割する比率は、原塩溶解槽で供給される原料塩及
び、補給水などから混入する硫酸根の量と上記した電気
透析槽で除去される硫酸根の量によってきめられるが、
第一の液／第二の液は、好ましくは１／１０〜１／１０
００、特に１／２０〜１／１００にせしめられる。
【００１９】電気透析槽へ供給する第一の液のｐＨはイ
オン交換膜の性能を低下させることなく維持するために
４〜６の弱酸性にするのが好ましい。またこの塩水中に
次亜塩素酸塩が存在するとイオン交換膜の強度低下及び
性能低下をおこすので亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ等
の還元剤を添加し、完全に次亜塩素酸塩を除去すること
が好ましい。
オン交換膜の性能を低下させることなく維持するために
４〜６の弱酸性にするのが好ましい。またこの塩水中に
次亜塩素酸塩が存在するとイオン交換膜の強度低下及び
性能低下をおこすので亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ等
の還元剤を添加し、完全に次亜塩素酸塩を除去すること
が好ましい。
【００２０】電気透析槽２２の希釈室２３へ供給する液
中の食塩濃度は好ましくは２０〜１５０ｇ／リットル，
特に好ましくは４０〜１００ｇ／リットルになるように
希釈室槽２０に供給するライン１８の塩水流量が調整さ
れる。
中の食塩濃度は好ましくは２０〜１５０ｇ／リットル，
特に好ましくは４０〜１００ｇ／リットルになるように
希釈室槽２０に供給するライン１８の塩水流量が調整さ
れる。
【００２１】電気透析槽２２の陽極室３１と陰極室３２
に供給する極液には、適宜の電解質溶液好ましくは硫酸
ソーダ水溶液の濃度は５〜２００ｇ／リットル、特には
１０〜５０ｇ／リットルに維持するのが適切である。
に供給する極液には、適宜の電解質溶液好ましくは硫酸
ソーダ水溶液の濃度は５〜２００ｇ／リットル、特には
１０〜５０ｇ／リットルに維持するのが適切である。
【００２２】陽極室３１の出口では酸素ガスを含む硫酸
ソーダ水溶液が、陰極室３２の出口では水素ガスを含む
硫酸ソーダ水溶液が流出し、極液槽３０に入る迄の配管
にて酸素ガス、水素ガスは分離されるので、極液槽３０
への硫酸ソーダの補給は必要なく、減量分の純水補給の
みでよい。
ソーダ水溶液が、陰極室３２の出口では水素ガスを含む
硫酸ソーダ水溶液が流出し、極液槽３０に入る迄の配管
にて酸素ガス、水素ガスは分離されるので、極液槽３０
への硫酸ソーダの補給は必要なく、減量分の純水補給の
みでよい。
【００２３】電気透析槽２２の運転温度はイオン交換膜
の強度低下及び性能低下を防ぐため６０℃以下、好まし
くは４０〜５０℃で管理することが好ましい。電気透析
槽に供給する直流電流の電流密度はイオン交換膜の強度
低下及び性能低下を起さない１〜２０Ａ／ｄｍ2 、好ま
しくは６〜１０Ａ／ｄｍ2 で運転する。
の強度低下及び性能低下を防ぐため６０℃以下、好まし
くは４０〜５０℃で管理することが好ましい。電気透析
槽に供給する直流電流の電流密度はイオン交換膜の強度
低下及び性能低下を起さない１〜２０Ａ／ｄｍ2 、好ま
しくは６〜１０Ａ／ｄｍ2 で運転する。
【００２４】かくして電気透析により第一の液１８の塩
水中の硫酸根の８５〜９８％は希釈液として分離され２
４として放流される。残りの２〜１５％の硫酸根は濃縮
液中に入り、２９より塩水精製系へ回収される。また同
様に塩素酸ソーダの１０〜４０％は希釈液として分離放
流され、残り６０〜９０％は塩水精製系へ回収される。
食塩については希釈液中に４〜１６％が残存して放流ロ
スとなるが、残りの大部分８４〜９６％は塩水精製系へ
回収される。
水中の硫酸根の８５〜９８％は希釈液として分離され２
４として放流される。残りの２〜１５％の硫酸根は濃縮
液中に入り、２９より塩水精製系へ回収される。また同
様に塩素酸ソーダの１０〜４０％は希釈液として分離放
流され、残り６０〜９０％は塩水精製系へ回収される。
食塩については希釈液中に４〜１６％が残存して放流ロ
スとなるが、残りの大部分８４〜９６％は塩水精製系へ
回収される。
【００２５】本発明において電気透析槽２２へ供給され
る塩水は電解槽から出る淡塩水１７を使用するフローに
なっているが、これは以下の理由で重要である。即ち、
電解槽では塩水中の硫酸根の減少はなく、精製塩水に比
較して塩水流量が８０％に減少するので硫酸根の濃度が
約１．２倍に濃縮されており、効率の良い硫酸根の分離
ができる。また、電気透析槽で食塩の回収を行う場合濃
縮液中の食塩濃度を飽和濃度以下に保つことができ、さ
らに淡塩水１７中には、電気透析槽で使用するイオン交
換膜の性能を低下させる不純物がほとんど存在しないた
め、電気透析槽を安定運転させる最適条件を備えている
ことである。
る塩水は電解槽から出る淡塩水１７を使用するフローに
なっているが、これは以下の理由で重要である。即ち、
電解槽では塩水中の硫酸根の減少はなく、精製塩水に比
較して塩水流量が８０％に減少するので硫酸根の濃度が
約１．２倍に濃縮されており、効率の良い硫酸根の分離
ができる。また、電気透析槽で食塩の回収を行う場合濃
縮液中の食塩濃度を飽和濃度以下に保つことができ、さ
らに淡塩水１７中には、電気透析槽で使用するイオン交
換膜の性能を低下させる不純物がほとんど存在しないた
め、電気透析槽を安定運転させる最適条件を備えている
ことである。
【００２６】本発明で使用される電気透析槽は、フィル
タープレス型またはユニットセル型のいずれの型の既知
のものが使用でき、またそこで組み込まれる陽イオン交
換膜及び一価陰イオン選択性陰イオン交換膜は既知のい
ずれのものも使用できるが、好ましくは、それぞれ均質
型強酸性陽イオン交換膜、均質型強塩基性陰イオン交換
膜の使用が適切である。特に、一価陰イオン選択性陰イ
オン交換膜は、膜自体が一価陰イオン選択透過性を有し
ない通常の陰イオン交換膜であっても、特開昭５５−２
０６１３等に記載されるように使用時に一価陰イオン選
択性を付与せしめてもよい。
タープレス型またはユニットセル型のいずれの型の既知
のものが使用でき、またそこで組み込まれる陽イオン交
換膜及び一価陰イオン選択性陰イオン交換膜は既知のい
ずれのものも使用できるが、好ましくは、それぞれ均質
型強酸性陽イオン交換膜、均質型強塩基性陰イオン交換
膜の使用が適切である。特に、一価陰イオン選択性陰イ
オン交換膜は、膜自体が一価陰イオン選択透過性を有し
ない通常の陰イオン交換膜であっても、特開昭５５−２
０６１３等に記載されるように使用時に一価陰イオン選
択性を付与せしめてもよい。
【００２７】また、本発明において上記陽イオン交換膜
を使用した電解槽において、水酸化アルカリを製造する
電解条件としては、上記した特開昭５４−１１２３９８
に記載されるような既知の条件が採用できる。例えば陽
極室に好ましくは２．５〜５．０規定（Ｎ）の塩化アル
カリ水溶液を供給し、陰極室に水または希釈水酸化アル
カリを供給しまたはこれらを供給することなく、好まし
くは５０〜１２０℃、５〜１００Ａ／ｄｍ2 で電解され
る。かかる場合、塩化アルカリ中のカルシウム、マグネ
シウム、ヨウ素などの不純物イオンは、イオン交換膜の
劣化を招くので、可及的に小さくせしめるのが好まし
い。
を使用した電解槽において、水酸化アルカリを製造する
電解条件としては、上記した特開昭５４−１１２３９８
に記載されるような既知の条件が採用できる。例えば陽
極室に好ましくは２．５〜５．０規定（Ｎ）の塩化アル
カリ水溶液を供給し、陰極室に水または希釈水酸化アル
カリを供給しまたはこれらを供給することなく、好まし
くは５０〜１２０℃、５〜１００Ａ／ｄｍ2 で電解され
る。かかる場合、塩化アルカリ中のカルシウム、マグネ
シウム、ヨウ素などの不純物イオンは、イオン交換膜の
劣化を招くので、可及的に小さくせしめるのが好まし
い。
【００２８】
【作用】本発明において、電気透析槽より、塩水中の硫
酸根が除去されるメカニズムは以下の通りである。一価
陰イオン選択性陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜を装
着した電気透析槽に供給された硫酸根及び塩素酸ソーダ
を含有する塩水は陽イオン交換膜を通り、ナトリウムイ
オンが希釈室より濃縮室へ移動する。また一価陰イオン
選択性陰イオン交換膜を通り、塩素イオンが希釈室より
濃縮室へ選択的に移動することにより食塩は濃縮室へ移
り回収される。
酸根が除去されるメカニズムは以下の通りである。一価
陰イオン選択性陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜を装
着した電気透析槽に供給された硫酸根及び塩素酸ソーダ
を含有する塩水は陽イオン交換膜を通り、ナトリウムイ
オンが希釈室より濃縮室へ移動する。また一価陰イオン
選択性陰イオン交換膜を通り、塩素イオンが希釈室より
濃縮室へ選択的に移動することにより食塩は濃縮室へ移
り回収される。
【００２９】硫酸イオンは二価イオンであるため、一価
陰イオン選択性陰イオン交換膜を通過できず、希釈室に
残存し、濃縮室から塩水精製系へ回収される塩水中に移
行せず、希釈液を放流することにより分離除去される。
なお、塩水中の塩素酸イオンは一価陰イオンではある
が、ナトリウムイオンとの輸率の差により、塩素酸イオ
ンの一部は一価陰イオン選択性陰イオン交換膜を通過せ
ず希釈液中に残存し、これを放流することにより一部分
は分離除去される。
陰イオン選択性陰イオン交換膜を通過できず、希釈室に
残存し、濃縮室から塩水精製系へ回収される塩水中に移
行せず、希釈液を放流することにより分離除去される。
なお、塩水中の塩素酸イオンは一価陰イオンではある
が、ナトリウムイオンとの輸率の差により、塩素酸イオ
ンの一部は一価陰イオン選択性陰イオン交換膜を通過せ
ず希釈液中に残存し、これを放流することにより一部分
は分離除去される。
【００３０】
【実施例】陽イオン交換膜にて陽極と陰極とを区画して
陽極室と陰極室とを形成した有効通電面積０．２５ｄｍ
2 のフィルタープレス型電解槽を使用し、陽極室に濃度
３１０ｇ／リットルの塩水を供給し、陰極室に水を供給
し、温度９０℃、電流密度３０Ａ／ｄｍ2 にて電解する
ことにより陰極室に濃度３５重量％の水酸化ナトリウム
を製造した。
陽極室と陰極室とを形成した有効通電面積０．２５ｄｍ
2 のフィルタープレス型電解槽を使用し、陽極室に濃度
３１０ｇ／リットルの塩水を供給し、陰極室に水を供給
し、温度９０℃、電流密度３０Ａ／ｄｍ2 にて電解する
ことにより陰極室に濃度３５重量％の水酸化ナトリウム
を製造した。
【００３１】上記陽イオン交換膜としては、フレミオン
−７９５（旭硝子社含フッ素陽イオン交換膜登録商標）
を使用し、陽極としてはチタンのパンチドメタルに、酸
化ルテニウムと酸化インジウムと酸化チタンの固溶体を
被覆したものを用い、陰極としてはＳＵＳ３０４製パン
チドメタルにルテニウム入りラネーニッケルを装着した
ものを使用した。
−７９５（旭硝子社含フッ素陽イオン交換膜登録商標）
を使用し、陽極としてはチタンのパンチドメタルに、酸
化ルテニウムと酸化インジウムと酸化チタンの固溶体を
被覆したものを用い、陰極としてはＳＵＳ３０４製パン
チドメタルにルテニウム入りラネーニッケルを装着した
ものを使用した。
【００３２】電解槽の定常運転において、電解槽の陽極
室から排出される食塩水（ｐＨ４）は、ＮａＣｌ ２１
０ｇ／リットル、ＳＯ4 ８ｇ／リットル、ＣｌＯ3
５ｇ／リットルの組成を有するが、脱塩素塔を経た後、
第一の液／第二の液の比率が１／３８になるように分割
した。
室から排出される食塩水（ｐＨ４）は、ＮａＣｌ ２１
０ｇ／リットル、ＳＯ4 ８ｇ／リットル、ＣｌＯ3
５ｇ／リットルの組成を有するが、脱塩素塔を経た後、
第一の液／第二の液の比率が１／３８になるように分割
した。
【００３３】一方で、一価陰イオン選択性陰イオン交換
膜セレミオンＡＳＳ（旭硝子社登録商標）と陽イオン交
換膜セレミオンＣＭＳ（旭硝子社登録商標）とを陰極、
陽極間に交互に配置し、濃縮室と希釈室とを交互に形成
した電気透析槽を組み立てた。該電気透析槽の希釈室に
上記塩水の第一の液を１．４５リットル／秒で供給循環
し、電流密度６Ａ／ｄｍ2 温度５０℃にて通電したとこ
ろ、希釈液槽から放流される液（２４）はＮａＣｌ ４
３ｇ／リットル、ＳＯ4 ３６．３ｇ／リットル、Ｃｌ
Ｏ3 ２．６ｇ／リットルの組成を有し、一方、濃縮液
槽から得られる濃縮液（２９）はＮａＣｌ ２５１ｇ／
リットル、ＳＯ4 １．０６ｇ／リットル、ＣｌＯ3
５．６ｇ／リットルであった。上記希釈液槽から放流さ
れる液（２４）と濃縮液槽から得られる濃縮液（２９）
との流量の比率は、それぞれ１９．７％、８０．３％で
あった。
膜セレミオンＡＳＳ（旭硝子社登録商標）と陽イオン交
換膜セレミオンＣＭＳ（旭硝子社登録商標）とを陰極、
陽極間に交互に配置し、濃縮室と希釈室とを交互に形成
した電気透析槽を組み立てた。該電気透析槽の希釈室に
上記塩水の第一の液を１．４５リットル／秒で供給循環
し、電流密度６Ａ／ｄｍ2 温度５０℃にて通電したとこ
ろ、希釈液槽から放流される液（２４）はＮａＣｌ ４
３ｇ／リットル、ＳＯ4 ３６．３ｇ／リットル、Ｃｌ
Ｏ3 ２．６ｇ／リットルの組成を有し、一方、濃縮液
槽から得られる濃縮液（２９）はＮａＣｌ ２５１ｇ／
リットル、ＳＯ4 １．０６ｇ／リットル、ＣｌＯ3
５．６ｇ／リットルであった。上記希釈液槽から放流さ
れる液（２４）と濃縮液槽から得られる濃縮液（２９）
との流量の比率は、それぞれ１９．７％、８０．３％で
あった。
【００３４】上記の結果からして、電気透析におけるＮ
ａＣｌの回収率は９６％、ＳＯ4 の除去率は８９．４
％、ＣｌＯ3 の除去率は１０．３％であり、回収された
ＮａＣｌの電力原単位は１４５ＫＷＨ／ｔ−回収ＮａＣ
ｌであった。なお、上記電気透析においては両極室はい
ずれも濃度５重量％の硫酸ソーダを循環供給した。
ａＣｌの回収率は９６％、ＳＯ4 の除去率は８９．４
％、ＣｌＯ3 の除去率は１０．３％であり、回収された
ＮａＣｌの電力原単位は１４５ＫＷＨ／ｔ−回収ＮａＣ
ｌであった。なお、上記電気透析においては両極室はい
ずれも濃度５重量％の硫酸ソーダを循環供給した。
【００３５】電気透析槽から得られた濃縮液（２９）
は、塩水の上記第二の液と混合し、図１に示したフロー
に従って水を補給した後、原塩を溶解し、一次精製及び
二次精製を行い、Ｃａイオン及びＭｇイオンをそれぞれ
０．０１ｐｐｍ及び０．０１ｐｐｍに調整し、ＮａＣｌ
濃度３１０ｇ／リットルとして電解槽に供給した。かく
して電解槽では上記のようにして、６０日間運転を継続
したが、陽極室液中のＳＯ4 は目標とする４〜８ｇ／リ
ットルに制御され、トラブルを生じなかった。
は、塩水の上記第二の液と混合し、図１に示したフロー
に従って水を補給した後、原塩を溶解し、一次精製及び
二次精製を行い、Ｃａイオン及びＭｇイオンをそれぞれ
０．０１ｐｐｍ及び０．０１ｐｐｍに調整し、ＮａＣｌ
濃度３１０ｇ／リットルとして電解槽に供給した。かく
して電解槽では上記のようにして、６０日間運転を継続
したが、陽極室液中のＳＯ4 は目標とする４〜８ｇ／リ
ットルに制御され、トラブルを生じなかった。
【００３６】一方で、上記電解槽から排出された陽極室
の塩水を電気透析槽にて供給、処理しないほかは上記と
同様に水を補給した後、原塩を溶解し、一次精製及び二
次精製を行った後、電解槽に循環した。かくして電解槽
を３０日間運転を継続したが、陽極室液中のＳＯ4 は徐
々に増加し、ついには１６ｇ／リットルに上昇し、水酸
化ナトリウム製造の電流効率も初期の９６％から９５．
６％に低下した。
の塩水を電気透析槽にて供給、処理しないほかは上記と
同様に水を補給した後、原塩を溶解し、一次精製及び二
次精製を行った後、電解槽に循環した。かくして電解槽
を３０日間運転を継続したが、陽極室液中のＳＯ4 は徐
々に増加し、ついには１６ｇ／リットルに上昇し、水酸
化ナトリウム製造の電流効率も初期の９６％から９５．
６％に低下した。
【００３７】
【発明の効果】本発明による場合、硫酸根除去設備が電
気透析槽とその付属設備のみとなり、設備が大幅に小さ
くなると共に固形産業廃棄物が発生せず、少ない消費電
力により硫酸根の除去と塩素酸塩の除去が同時に可能と
なり、塩素酸塩除去のための設備を省略または簡素化す
ることが可能となる。合わせて塩素酸塩を除去するため
の塩酸等の精製剤も不要となる。
気透析槽とその付属設備のみとなり、設備が大幅に小さ
くなると共に固形産業廃棄物が発生せず、少ない消費電
力により硫酸根の除去と塩素酸塩の除去が同時に可能と
なり、塩素酸塩除去のための設備を省略または簡素化す
ることが可能となる。合わせて塩素酸塩を除去するため
の塩酸等の精製剤も不要となる。
【図１】本発明の代表的な塩化アルカリ水溶液の電解方
法のフローシート。
法のフローシート。
【符号の説明】 ２：原料塩 ９：電解槽 １０：陽極室 １１、２５：陽イオン交換膜 １２：陰極室 １８：第一の液 １９：第二の液 ２２：電気透析槽 ２３：希釈室 ２６：濃縮室 ２７：一価陰イオン選択性陰イオン交換膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 良輔 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号 旭 硝子株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】陽イオン交換膜で区画した電解槽の陽極室
に塩化アルカリ水溶液を供給して電解し、陰極室に水酸
化アルカリを製造する、以下の（ａ）〜（ｄ）を特徴と
する塩化アルカリ水溶液の電解方法。 （ａ）電解槽の陽極室から排出される濃度の低下した塩
化アルカリ水溶液を第一の液と第二の液に分割する。 （ｂ）上記第一の液を一価陰イオン選択性陰イオン交換
膜と陽イオン交換膜とを組み込んだ電気透析槽に供給し
て電気透析し、硫酸根濃度の低下した塩化アルカリ水溶
液を得る。 （ｃ）上記硫酸根濃度の低下した塩化アルカリ水溶液
を、１）上記第二の液と混合し該混合液に塩化アルカリ
を添加する、又は２）塩化アルカリが添加された上記第
二の液と混合する、ことにより、塩化アルカリ濃度を高
めた塩化アルカリ水溶液とする。 （ｄ）塩化アルカリ濃度を高めた塩化アルカリ水溶液を
電解槽の陽極室に循環、供給する。 - 【請求項２】第一の液／第二の液の分割比率を１／１０
〜１／１０００とする請求項１の塩化アルカリ水溶液の
電解方法。 - 【請求項３】電解槽の陽極室に循環、供給する塩化アル
カリ水溶液中の硫酸根濃度が２〜１５ｇ／リットルであ
る請求項１または２の塩化アルカリ水溶液の電解方法。 - 【請求項４】電気透析槽が、一価陰イオン選択性陰イオ
ン交換膜と陽イオン交換膜とを電極間に配置し濃縮室と
希釈室とを交互に形成した電気透析槽であって、上記第
一の液を上記希釈室に供給し、硫酸根濃度の低下した塩
化アルカリ水溶液を上記濃縮室に得る請求項１〜３のい
ずれか１の塩化アルカリ水溶液の電解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176183A JPH05339773A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176183A JPH05339773A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339773A true JPH05339773A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=16009107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176183A Withdrawn JPH05339773A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 塩化アルカリ水溶液の電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05339773A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025225A1 (en) * | 1995-02-14 | 1996-08-22 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Separation of sulphides and chlorides from pulping liquors by electrodialysis |
| EP0839762A3 (en) * | 1996-10-29 | 1998-11-11 | Ebara Corporation | Method and apparatus for scale prevention in producing deionized water |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP4176183A patent/JPH05339773A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025225A1 (en) * | 1995-02-14 | 1996-08-22 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | Separation of sulphides and chlorides from pulping liquors by electrodialysis |
| EP0839762A3 (en) * | 1996-10-29 | 1998-11-11 | Ebara Corporation | Method and apparatus for scale prevention in producing deionized water |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |