JPH07331475A - 塩水の電解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のガス拡散陰極を使用する食塩電解で
は、生成する濃厚苛性ソーダによるガス拡散陰極の劣化
と供給する空気中の炭酸ガスに起因する炭酸ナトリウム
によるガス拡散陰極の閉塞が問題となっていた。本発明
はこれらの問題点を一挙に解決できる食塩電解方法を提
供する。 【構成】 ガス拡散陰極18をイオン交換膜12に密着さ
せ、実質的に気相である陰極室14側に酸素含有ガス及び
水分を供給しながら食塩水を電解する。ガス拡散陰極に
直接気流が到達し苛性アルカリ溶液を除去できかつ陰極
表面で生成する苛性アルカリ及び炭酸アルカリが酸素含
有ガス中の水分に伴って電解槽外に取り出されるので、
ガス拡散陰極の劣化が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、隔膜であるイオン交換
膜に密着させたガス拡散陰極を使用して塩水を電解し実
質的に気相である陰極室から苛性アルカリを得る電解方
法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】食塩水を電解して塩素及び苛
性ソーダを得る方法は化学品の基礎原料の電解プロセス
として使用されている。この電解プロセスは、水銀陰極
を使用する水銀法及びアスベスト隔膜と軟鉄陰極を使用
する隔膜法を経て、イオン交換膜を隔膜とし過電圧の小
さい活性化陰極を使用するイオン交換膜法に移行してい
る。苛性ソーダ１トンの製造につきエネルギー消費量は
水銀法の3500〜4000ＫＷＨからイオン交換膜法の2000〜
2300ＫＷＨまで減少してきたが、更にこのエネルギー消
費量を低減するために、ガス拡散陰極を設置した陰極室
に空気含有ガスを供給しながら電解を行い、水素発生に
使用される分のエネルギー消費を節約する方法が提案さ
れている。

【０００３】この方法は図１に示す通りの電解槽を使用
する。電解槽１はイオン交換膜２により陽極室３と陰極
室４とに区画され、イオン交換膜２の陽極室３側表面に
は多孔性の陽極５が密着し、かつ陰極室４内にはその両
面に親水層６及びガス拡散層７を形成したガス拡散陰極
８が設置され、該ガス拡散陰極８により陰極室４を溶液
室９とガス室10とに区画している。この電解槽１の陽極
室３に食塩水を、溶液室に希釈苛性ソーダを、更にガス
室に酸素含有ガスをそれぞれ供給しながら電解を行うと
次に示す反応に従って苛性ソーダと塩素が生成する。

【０００４】即ち従来の電解方法における陽極反応及び
陰極反応はそれぞれ、 陽極 ２Ｃｌ^- → Ｃｌ₂ ＋ ２ｅ^- （Ｅ₀ ＝
1.36ＶvsＮＨＥ） 陰極 ２Ｈ₂ Ｏ ＋ ２ｅ^- → ２ＯＨ^- ＋ Ｈ₂
（Ｅ₀ ＝−0.83ＶvsＮＨＥ） であり、理論分解電圧として2.19Ｖとなる。

【０００５】この反応を陰極室に空気含有ガスを供給し
ながら行うと、両極反応は、 陽極 ２Ｃｌ^- → Ｃｌ₂ ＋ ２ｅ^- （Ｅ₀ ＝
1.36ＶvsＮＨＥ） 陰極 Ｈ₂ Ｏ ＋ 1/2 Ｏ₂ ＋ ２ｅ^- → ２ＯＨ
^- （Ｅ₀ ＝0.4 Ｖ） となり、理論的には40％（約1.23Ｖ）以上の電力消費の
減少が可能になるが、実験室的な電解規模における実際
の電力低下は約0.9 Ｖであるといわれており、理論値と
の差は電極の過電圧の差と結論付けられている。0.9 Ｖ
の電圧低下は苛性ソーダ１トン当たり約700 ＫＷＨの電
力消費の低下に繋がることから、このガス拡散陰極を利
用するイオン交換膜法食塩電解を実用化する試みが1980
年代前半から行われている。

【０００６】しかしいずれの試みも工業的規模では成功
せずに現在に至っている。その理由は次の通りであると
推測されている。第１に、陰極で生成する苛性ソーダの
濃度は30〜35％であり、極めて強い腐食性雰囲気にあ
り、この雰囲気に耐え得るガス拡散陰極材料が見いださ
れなかった。即ち従来のガス拡散陰極は殆どの場合、導
電性炭素を芯材上に延ばしあるいはシート状に広げてそ
の片面をガス拡散層として撥水化処理し、反対面を親水
化処理するとともに触媒を担持して三相帯構造体を形成
している。この構造体は高濃度の苛性ソーダ中で徐々に
撥水性を失う傾向があり、前述の溶液室とガス室に区画
する図１の従来法では初期は問題ないが、長期の運転に
は問題が生ずることがある。

【０００７】第２に、酸素含有ガスとして空気を使用す
ると空気中の炭酸ガスが炭酸ナトリウムとして析出しガ
ス拡散陰極のガス拡散層を閉塞してしまうことである。
これが実用化を阻害していた最大の原因であり、電解前
に炭酸ガスの除去を行っても微量の炭酸ガスが供給酸素
含有ガス中に残り、この残留ガスが悪影響を及ぼして閉
塞を起こし、大規模化のための基礎的な問題として解決
されないまま残っている。第３に、陰極室内でガス発生
がないため液攪拌が不十分になり温度分布や液濃度分布
が生じ実質的にガス拡散陰極付近のアルカリ濃度が最も
高くなってしまい電極の消耗を速めている。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上述の３種類の問題点を一挙
に解決できる塩水電解方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は、隔膜である
陽イオン交換膜の一方面に実質的に密着状態で不溶性金
属陽極を、又他面に実質的に密着状態で液透過性のガス
拡散陰極をそれぞれ設置した電解槽の陽極室に塩水を、
陰極室に酸素ガス及び水分をそれぞれ供給しながら電解
し、前記実質的に気相であるガス室を兼ねた陰極室で苛
性アルカリを得ることを特徴とする塩水の電解方法であ
る。

【００１０】以下本発明を詳細に説明する。本発明者ら
は、従来のガス拡散陰極を使用するイオン交換膜法電解
における前述の３種類の問題点が、所謂三相帯構造体の
親水層が直接生成する濃厚な苛性ソーダ液中に浸漬され
てそれと接合したガス拡散層から剥離して短期間のうち
に撥水性を失ってしまうこと、及びガス拡散陰極が比較
的長期間濃厚苛性ソーダと接触することにより化学的腐
食を受けて消耗してしまう等の理由により前記食塩をは
じめとする塩水電解の実用化が遅れていることに鑑み、
これらの問題点を鋭意検討して本発明に到達したもので
ある。

【００１１】ガス拡散陰極を使用する従来の電解方法で
は、ガス拡散陰極の親水層とそれに接合されたガス拡散
層が最も高濃度の苛性ソーダに接触し腐食を受けやすい
雰囲気下にあり、そしてこの高濃度領域で苛性ソーダを
形成する水酸イオンが生成する。しかし水酸イオンの生
成は高濃度の苛性ソーダ中で起こらなければならない必
然性はなく、水酸イオン生成の反応式Ｈ₂ Ｏ＋1/2 Ｏ₂
→２ＯＨ^- から明らかなように、水と酸素さえ存在すれ
ば水酸イオンが生成し、陽極室からイオン交換膜を透過
して来るナトリウムイオンと反応して苛性ソーダを生成
する際に支障は生じない。従って従来のガス拡散陰極を
使用する電解槽で形成していた高濃度苛性ソーダを含む
溶液室は必須ではない。

【００１２】次いで生成した苛性ソーダをガス拡散陰極
から迅速に除去し再度ガス拡散陰極と接触しないように
することがガス拡散陰極の劣化を防止するために必要で
ある。反応に必要な水分は膜を介してのＮａ⁺ の移動に
同伴する水分のみでは不十分であり、高電流効率を維持
するために水分を陰極室に供給する必要が生ずる。しか
しながら酸素還元反応を速やかに進行させるため実質的
に気相である陰極室が好ましく、水分は微細な水滴とし
て供給することが望ましい。これにより電解反応に必要
な反応物としての水がガス拡散陰極に供給されるときに
ガス拡散陰極で生成する苛性ソーダが前記酸素含有ガス
の気流に従って速やかにガス拡散陰極から除去されるた
め、ガス拡散陰極に高濃度苛性ソーダが残留することが
なくなり、ガス拡散陰極の劣化防止を確実に達成でき
る。

【００１３】即ち本発明では、従来のガス拡散陰極を使
用する塩水電解のように該ガス拡散陰極により陰極室を
溶液室とガス室とに区画するのではなく、前記ガス拡散
陰極をイオン交換膜に密着させて電解槽を構成し、該電
解槽の陰極室に過飽和状態の水蒸気あるいは霧状の水分
と酸素を含有するガスを供給しながら電解を行うように
している。この方法ではガス拡散陰極で生成する苛性ソ
ーダが酸素含有ガス中の水分に溶解してかつ気流による
物質移動が大きく生成後比較的短時間でガス拡散陰極か
ら除去されるため、ガス拡散陰極が長時間高濃度の苛性
ソーダと接触することがなく、ガス拡散陰極の撥水性が
損なわれることも殆どなくなるため、前述の従来技術の
第１の問題点が解決される。

【００１４】更に陰極室内に微細な水滴を含む気流が電
極近傍に存在するため、液濃度分布や温度分布も存在せ
ず、従って前述の従来技術の第３の問題点も解決され
る。又本発明では、陰極室に供給する酸素含有ガス中の
水分でガス拡散陰極が洗浄されるため、つまり前記空気
中の炭酸ガスがナトリウムイオンと反応して炭酸ナトリ
ウムを生成しても陰極室に連続的に供給される水分がガ
ス拡散陰極表面及び内部に析出した前記炭酸ナトリウム
を溶解してガス拡散陰極から除去しかつこの水分が再度
ガス拡散陰極と接触することが殆どないため、生成した
炭酸ナトリウムが蓄積せずガス拡散陰極の閉塞が生ずる
ことがなくなり、前述の従来技術の第２の問題点が解決
される。このような条件を達成するためには微細な水滴
の大きさとしては１μｍ〜１ｍｍが好ましい。

【００１５】又従来の金属陰極を使用する塩水電解槽を
従来タイプのガス拡散陰極を使用する電解槽に転用する
ためには、陰極室をガス拡散陰極により溶液室とガス室
とに区画しなければならず、多大な改造費用を要してい
た。本発明では陰極室を区画する必要はなく、従って多
大な改造費を要することなく従来の電解槽を転用するこ
とができる。

【００１６】次に本発明方法で使用される電解槽の各部
材につき説明する。隔膜であるイオン交換膜は特に限定
されず、塩水電解用として現在工業的に使用されている
イオン交換膜、好ましくはパーフルオロカーボン型のイ
オン交換膜から、必要とする苛性ソーダ濃度や電流密度
に応じて適宜選択すれば良い。イオン交換膜の種類によ
っては予めその表面に親水層としてセラミクス等から成
る被覆層を有するものがあるが、該被覆層は陰極側の苛
性ソーダ濃度の制御に悪影響がない限り問題はなく、そ
のまま使用できる。このイオン交換膜の陽極側には従来
から塩水電解用陽極として使用される陽極好ましくは多
孔性の不溶性電極を密着させる。

【００１７】前記イオン交換膜の陰極側には、ガス拡散
陰極を密着させる。該ガス拡散陰極も特に限定されず、
例えば炭素繊維を平織にした薄い支持体布の片面にガス
拡散層を、その反対面に親水層を被覆した三相構造体を
使用できる。前記ガス拡散層は、例えばガス拡散を容易
にするための撥水性炭素とポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）分散液とグラファイトを主とする導電性炭
素との混練物を塗布し焼き付けて形成でき、前記親水層
は、例えばその表面に導電性炭素粒子と触媒粒子を担持
した導電性炭素粒子の混合物をＰＴＦＥ等のフッ素樹脂
分散液をバインダーとして焼き付け、あるいは予め焼き
付けた導電性炭素粒子表面に触媒粒子を化学的に焼き付
けたり、物理蒸着（ＰＶＤ）や化学蒸着（ＣＶＤ）によ
り担持して形成できる。いずれの方法で調製しても良い
が、ここで使用する炭素粒子は通常のガス拡散電極に使
用する粒子より粒度が大きい0.01〜10μｍ程度の粒径を
有する粒子が望ましく、粒度分布は大きくない方が好ま
しい。このような炭素粒子を使用することにより、貫通
孔を確保して液透過性を良好にすることができる。

【００１８】このガス拡散陰極は金属で作製することも
できる。例えば薄く編んだニッケルメッシュを基材と
し、その両面にカルボニルニッケル等の粒度の揃ったニ
ッケルやステンレススチールの粉末をデキストリン等の
媒材とともに水又はアルコールで混練して塗布し、水素
ガスを含む弱還元雰囲気中で400 〜800 ℃で所謂ルース
シンタリングを行って両面に多孔層を形成する。その片
面にＰＴＦＥ樹脂を薄く含浸させてガス拡散層とし、他
面には触媒を含む液を塗布し焼き付けて親水層を形成し
て、ガス拡散陰極を調製する。銀製の多孔質金属フォー
ムの表面を汚性化し、更に撥水化したようなものであっ
てもよい。

【００１９】触媒そのものは従来の電極物質と同様で良
く、白金黒、銀、銀コバルト、金、酸化ルテニウム、酸
化イリジウム等を使用できる。前述の金属基材の場合に
は、上記触媒物質の分散液又は溶液を塗布し直接300 〜
600 ℃で焼き付けても、テフロン（商品名）等のバイン
ダーを使用して100 〜350 ℃で焼き付けても良い。又Ｐ
ＶＤやＣＶＤ等の手法で蒸着させても良い。前記ガス拡
散陰極とイオン交換膜との密着は両者間に常に１〜10ｋ
ｇ／ｃｍ²の圧力が掛かるように両者を圧接し特別な密
着を行わなくても良いが、両者をナフィオン（商品名）
液として入手可能なイオン交換基を有するフッ素樹脂液
やＰＴＦＥ懸濁液をバインダーとして100 〜300 ℃で熱
間プレスして接着しても良い。なお集電体も特に限定さ
れないが、ガス拡散陰極に十分に酸素含有ガスが行き渡
るようにニッケルやステンレススチール製の直径0.2 〜
１ｍｍ程度の金属線を編んだファインメッシュを使用す
る事が望ましい。

【００２０】このように作製した片面にガス拡散陰極を
密着させたイオン交換膜の他面に前述の陽極を密着さ
せ、これを電解槽に装着して塩水電解槽とする。既存の
２室法電解槽を使用する場合には、不溶性金属陽極に前
記イオン交換膜の片面を密着するよう設置して塩水電解
槽を構成すれば良い。この場合には既設の陰極を陰極集
電体として使用しても良い。フィルタープレス型電解槽
の場合には既設の陽極と陰極集電体とで挟み込み交互に
密着させて電解槽を組めば良い。この電解槽の陽極室側
に食塩や塩化カリウム等の塩水好ましくは飽和塩水を供
給し、陰極室側には水分を含む酸素含有ガス、つまり酸
素ガス又は空気を供給しながら電解を行う。該酸素含有
ガス中に含有される水分量はイオン交換膜の特性に応じ
て変化する。例えば最も一般的なカルボン酸系のイオン
交換膜では、最も電圧が低くかつ安定するのは苛性ソー
ダ濃度が32％で、イオン交換膜を透過する水の移行数ｎ
が3.5 〜４のときである。

【００２１】陰極反応は1/2 Ｏ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ＋２ｅ^- →２
ＯＨ^- であり、苛性ソーダ１モル当たり1/2 モルの水を
必要とする。ｎ＝3.5 及び４のときの供給すべき水の量
はそれぞれ1.7 モル及び1.2 モルであり、反応に必要な
酸素ガス体積１に対して５〜７倍の水蒸気あるいは微細
な水滴を供給すれば良いことが分かる。供給する酸素又
は空気は0.5 〜３気圧程度の加圧にすることにより容易
に運転できる。水分の供給方法としては、一部を水蒸気
として酸素含有ガスに添加し、他を水滴として添加し常
に陰極を水で洗浄できるようにすることが可能である。
このように供給ガス中の水分調整により、常に最も良い
状態での電解が可能になる。なお最近話題になっている
高濃度の苛性アルカリが得られるイオン交換膜の場合も
実質的な移行水が少なくなっていることから、かなり水
分の供給が必要なことは言うまでもなく、本発明が使用
できる。

【００２２】このような電解操作により常に陰極が湿潤
状態に維持され、生成苛性ソーダが水滴中に溶解して除
去される。これにより従来のようにガス拡散陰極が高濃
度苛性ソーダ中に浸漬されることがなくなり、安定な電
解条件を確保しかつガス拡散陰極の劣化を効果的に防止
できる。更に同様にしてガス拡散陰極内に析出して蓄積
しガス拡散陰極の劣化させる可能性のある炭酸ナトリウ
ムを水滴中に溶解して除去でき、実用化の際の最大の問
題点であった空気中の炭酸ガスによるガス拡散陰極の閉
塞を予め空気中の炭酸ガスの除去操作を行うことなく回
避できる。

【００２３】図２は、本発明に係わる塩水電解方法に使
用可能な塩水電解槽の一例を示す縦断面図である。電解
槽11はイオン交換膜12により陽極室13と陰極室14とに区
画され、イオン交換膜12の陽極室13側表面には多孔性の
陽極15が密着し、かつ該イオン交換膜12の陰極室14側表
面には親水層16とガス拡散層17が両面に被覆されたガス
拡散陰極18の前記親水層16が密着状態で保持されてい
る。19及び20はそれぞれ陽極室13の下部及び上部に形成
された食塩水導入口及び取出口、21及び22は陰極室14の
上部及び下部に形成された酸素含有ガス導入口及び取出
口である。

【００２４】このように構成された電解槽11の食塩水導
入口19から飽和食塩水を、酸素含有ガス導入口21から湿
潤空気を導入しながら両極間に通電すると、ガス拡散陰
極18の親水層側でガス拡散層を透過した水及び酸素が反
応して水酸イオンが生成し、イオン交換膜12を通して陽
極室13側から透過して来るナトリウムイオンと反応して
苛性ソーダを生成する。生成苛性ソーダ及び空気中の炭
酸ガスと前記ナトリウムが反応して生ずる炭酸ナトリウ
ムは前記湿潤空気中に溶解し、酸素含有ガス取出口22か
ら電解槽外へ取り出される。ここでは食塩についてのみ
述べたが、塩化カリウム等の他のアルカリ塩化物や臭化
ナトリウム等のアルカリ金属ハロゲン化物等、陰極側に
アルカリ金属水酸化物を生成する電解にも同様に使用で
きる。

【００２５】

【実施例】次に本発明に係わる塩水電解槽及び電解方法
の実施例を記載するが、該実施例は本発明を限定するも
のではない。

【００２６】

【実施例１】見掛け厚さ0.2 ｍｍのグラファイト化した
ピッチ系炭素繊維の手織り布製陰極基材の片面に、直径
５μｍのグラファイト粒子とＰＴＦＥ分散液の混練物を
厚さが0.4 ｍｍとなるようにドクターブレード法で塗布
し乾燥させた後、200 ｋｇ／ｃｍ² 及び300 ℃の条件で
ホットプレスを行い加熱固化した。これにより陰極基材
表面に撥水性の見掛け厚さ0.2 ｍｍの撥水層が形成され
た。又前記陰極基材の反対面に、相互に十分に分散した
粒径約0.1 μｍの銀粒子と粒径約0.1 μｍの炭素の混練
物を同様にして塗布、乾燥及び加熱固化して厚さ0.1 ｍ
ｍの親水層を形成して陰極基材両面に撥水層と親水層を
有するガス拡散陰極とした。

【００２７】このガス拡散陰極の親水層側表面をデュポ
ン社製陽イオン交換膜であるナフィオン90207 の片面に
200 ｋｇ／ｃｍ² の圧力で密着させ、図２に示す直径90
ｍｍの円筒形のガラスとアクリル樹脂から成る試験用電
解槽に組み込んだ。陽極として酸化ルテニウムと酸化チ
タンから成る被覆層を形成した不溶性陽極のファインメ
ッシュを使用し、前記陽イオン交換膜に圧接した。又陰
極集電体として、直径0.2 ｍｍのニッケルワイヤを編ん
だ目開き１ｍｍのメッシュを使用し、このメッシュをガ
ス拡散陰極方向に押し付けてイオン交換膜とガス拡散陰
極を一体化し固定した。

【００２８】この電解槽の陽極室側に、出口濃度が200
ｇ／リットルとなるように流量を調節しながら飽和食塩
水を供給し、陰極室には90℃の予備加湿槽を通して水で
十分に飽和させた酸素ガスと微細な水滴を供給した。電
解温度90℃、電流密度30Ａ／ｄｍ² となるようにして電
解したところ、槽電圧は2.1 Ｖであり、陰極室から30〜
33％の苛性ソーダを得ることができた。生成した苛性ソ
ーダは図２に示す通り酸素含有ガス取出口から下方に抜
きながら１週間連続運転したが、電圧は安定し生成物に
も変化は見られず、触媒の溶出も観察されなかった。

【００２９】

【実施例２】陰極基材として直径0.1 ｍｍのニッケル線
で編んだメッシュを使用し、この両面に、約５μｍのカ
ルボニルニッケル粉をバインダーとして小量のデキスト
リンを水に溶解した混練物を塗布した。これを窒素ガス
中に窒素の1/150 量の水素ガスを混合したガスを流した
雰囲気中、600 ℃、15分間ルースシンタリングを行っ
た。この基材の片面にＰＴＦＥ樹脂を含浸させ、反対面
に白金黒をＰＴＦＥ樹脂液に分散した液を塗布し、マッ
フル炉中300 ℃で焼成した。このようにして作製したガ
ス拡散陰極の白金黒側を実施例１と同じイオン交換膜に
密着させて実施例１と同一の電解槽内に組み込んだ。実
施例１と同一条件で電解を行ったところ、槽電圧は1.95
Ｖであり、90日間連続運転を行っても全く変化はなかっ
た。

【００３０】

【実施例３】ウレタンフォーム上に銀を析出した後、ウ
レタンを除いた作製した所謂銀フォームの見掛け厚さ１
ｍｍ、気孔率95％のものをプレスにより0.5 ｍｍの厚さ
にした。この片面にＰＴＦＥ樹脂を含浸させ、300 ℃で
焼成してそのままガス電極とした。この電極のＰＴＦＥ
樹脂を含浸させなかった面をイオン交換膜（商品名ナフ
ィオン350 ）と密着させて実施例１と同じ電解槽に組み
込んだ。陽極液として飽和塩化カリウム水溶液を液出口
で500 ｇ／リットルとなるように流しながら、又陰極ガ
スとして直径100 μｍ程度の大きさを有する水滴（潟
気）を含む水蒸気で飽和した空気を送りながら電解を行
った。槽電圧は2.0 Ｖであり、300 ｇ／リットルの水酸
化カリウムが得られた。１週間の観点後でも槽電圧及び
生成塩化カリウムの変化はなかった。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、隔膜である陽イオン交換膜の
一方面に実質的に密着状態で不溶性金属陽極を、又他面
に実質的に密着状態で液透過性のガス拡散陰極をそれぞ
れ設置した電解槽の陽極室に塩水を、陰極室に水分及び
酸素を含有するガスをそれぞれ供給しながら電解し、前
記陰極室で苛性アルカリを得ることを特徴とする塩水の
電解方法である。

【００３２】本発明では、ガス拡散陰極がイオン交換膜
に密着しているため、換言すると従来の溶液室が存在せ
ず、気流が直接陰極反応面に到達し物質移動を促進する
ため高濃度苛性アルカリ溶液が速やかに除去される。更
にガス拡散陰極で生成した苛性ソーダは酸素含有ガス中
の水分に溶解して電解槽外に取り出される。従ってガス
拡散陰極は高濃度苛性ソーダに接触することがなく、接
触しても短時間であるため、ガス拡散陰極の撥水性が損
なわれる等の特性の劣化がなく、長期間の安定した運転
が保証される。

【００３３】又従来の実用化の試みの最大の問題点であ
った空気中に含まれる炭酸ガスによる炭酸ナトリウムの
析出とこれによるイオン交換膜の閉塞の問題も、析出す
る炭酸ナトリウムが前述の水分に溶解して電解槽外に取
り出されるため容易に回避でき、従来の問題点を一挙に
解決できる。更に本発明方法に使用する電解槽はガス拡
散陰極により陰極室を溶液室とガス室に区画しないた
め、ガス拡散陰極を使用しない従来の２室法塩水電解槽
やフィルタープレス型の塩水電解槽を改造費を殆ど要す
ることなく転用して本発明方法に使用できる。

【００３４】陽イオン交換膜とガス拡散陰極を接着する
と両者が更に安定した状態で一体化され、長期間の運転
が可能になる。又本発明では、陰極室に供給する酸素含
有ガス中の水分でガス拡散陰極が洗浄されるが、この機
能を達成するための微細な水滴の大きさは１μｍ〜１ｍ
ｍが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のガス拡散陰極を使用する食塩電解槽を例
示する概略縦断正面図。

【図２】本発明方法に使用可能なガス拡散陰極を使用す
る食塩電解槽を例示する概略縦断正面図。

【符号の説明】

11・・・電解槽 12・・・イオン交換膜 13・・・陽極
室 14・・・陰極室 15・・・陽極 16・・・親水層 17・・・ガス拡散層
18・・・ガス拡散陰極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隔膜である陽イオン交換膜の一方面に実
   質的に密着状態で不溶性金属陽極を、又他面に実質的に
   密着状態で液透過性のガス拡散陰極をそれぞれ設置した
   電解槽の陽極室に塩水を、陰極室に水分及び酸素含有ガ
   スをそれぞれ供給しながら電解し、前記ガス室を兼ねた
   陰極室で気流により物質移動を容易にしながら苛性アル
   カリを得ることを特徴とする塩水の電解方法。
2. 【請求項２】 陽イオン交換膜とガス拡散陰極を接着し
   一体化した請求項１に記載の電解方法。
3. 【請求項３】 実質的に気相であるガス室を兼ねた陰極
   室で生成する苛性アルカリの濃度を陰極室に供給する過
   飽和状態のあるいは霧状の水分により所望値に制御する
   請求項１に記載の電解方法。
4. 【請求項４】 供給する水分の水滴の大きさが１μｍ〜
   １ｍｍである請求項１に記載の電解方法。