JPH08158086A - 塩水電解槽 - Google Patents

塩水電解槽

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JPH08158086A
JPH08158086A JP7040098A JP4009895A JPH08158086A JP H08158086 A JPH08158086 A JP H08158086A JP 7040098 A JP7040098 A JP 7040098A JP 4009895 A JP4009895 A JP 4009895A JP H08158086 A JPH08158086 A JP H08158086A
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JP
Japan
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salt water
electrolysis
block
electrolytic solution
electrode plates
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Withdrawn
Application number
JP7040098A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Sawazaki
哲夫 沢崎
Takuji Iwai
卓司 岩井
Masami Nakao
正己 中尾
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩水を電解し、冷却水系統の防汚や飲料水の
殺菌に有効な次亜塩素酸ソーダを生成するためのフィル
タプレス型の無隔膜塩水電解槽を提供する。 【構成】 平行に並べられた複数の電極板11を有し、
該電極板11間に電解液12が蛇行して流れる連絡口1
3を具えたフィルタプレス型無隔膜塩水電解用の電解槽
14と、該電解処理中に発生する水素ガス(H2 )を排
出する該電解槽14に隣接して設けられたガス抜きブロ
ック15とを具備すると共に、該ブロック15の天井部
にフロート式ガス抜き弁16を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塩水を電解し、冷却水
系統の防汚や飲料水の殺菌に有効な次亜塩素酸ソーダを
生成するためのフィルタプレス型の無隔膜塩水電解槽に
関する。
【0002】
【従来の技術】内陸部における河川沿岸発電所の冷却系
統の防汚や、上下水道処理での減菌のためには塩素処理
が必要とされている。これら淡水系の塩素処理は、液
体塩素からの塩素ガスの直接注入と、次亜塩素酸ソー
ダ溶液の注入方式の、二通りの方式が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の「塩素ガス」を発生する方法は、塩素ガスの安全上
において問題があると共に、一方の、次亜塩素酸ソーダ
溶液の注入では溶液のコスト高との点から問題がある。
【0004】また、ON SAITE型の塩水電解装置
では、有償の食塩を使用するが、食塩からの塩素への
転換率を効率的に高くして、製造時の消費電力が小さい
ものとすることが望まれている。さらに、電解液中に
発生する水素ガスが電解電圧上昇と不安定流れを発生さ
せるので、水素ガスの効率的な除去が求められている、
という問題がある。
【0005】本発明は上記問題に鑑み、塩からの塩素へ
の転換率を効率的に上昇させ、且つ製造時の消費電力を
少なくすると共に、水素ガスの効率的な除去図る塩水電
解槽を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る第1の塩水電解槽の構成は、平行に並べられた
複数の電極板を有し、該電極板間に電解液が蛇行して流
れるフィルタプレス型無隔膜塩水電解用の電解部と、該
電解部に隣接してガス抜きブロックを設けると共に、該
ブロックの天井部にフロート式ガス抜き弁を設けてなる
ことを特徴とする。
【0007】また、本発明に係る第2の塩水電解槽の構
成は、平行に並べられた複数の電極板を有し、該電極板
間に電解液が蛇行して流れる連絡口を具えたフィルタプ
レス型無隔膜塩水電解用の電解部と、該電解処理中に発
生する水素ガスを排出する該電解部に隣接して設けられ
たガス抜きブロックと、該ガス抜きブロックの後流側に
隣接して設けられた電解液の冷却ブロックとを具備する
と共に、上記ガス抜きブロックの天井部にフロート式ガ
ス抜き弁を設けてなることを特徴とする。
【0008】上記第2の構成の塩水電解槽において、上
記冷却ブロックが上記電解部の一部を構成するように設
置されてなることを特徴とする。
【0009】
【作用】 上記構成において、流路を長くしたフィルタプレス
式無隔膜電解層により電解液が蛇行して流れるので、効
率的(小さい消費電力)に工業塩を溶かした溶液から高
転換率で塩素を発生させることができる。 電解により電解液中の水素ガス含有量が多くなると
電解液の抵抗が大きくなり、また、電解液の流れが不安
定になるが、上記構成のようにガス抜き弁つきガス抜き
ブロックを設けることで、水素ガスを効率良く抜くこと
ができ、電解液の抵抗を下げると共に、流れを安定させ
ることができる。よって、電解槽を直列に繋いで電解を
行うことができ、塩の塩素への消費電力を低減できる。 また、ガス抜きブロックの電解液出口孔を側壁下部
に設けることにより、水素ガスの除去率を大きくするこ
とができる。 さらに、電解液が温度上昇して電解液の抵抗が大き
くなって電流効率の低下や、消費電力が上昇するが、電
極板に隣接して又は電解部内に、冷却水を流した冷却ブ
ロックを設けることにより、電解液の温度上昇を低減す
ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を説明する。
【0011】(実施例1)図1は実施例1に係る塩水電
解槽の側面図及び図2はその平面図を示す。これらの図
面に示すように、本実施例にかかる塩水電解槽は、相対
向して設けられた電解槽10Aの側板10a,10b間
に複数の陽極と陰極とを交互に平行に並べた電極板11
を有し、該電極板11間に電解液12が蛇行して流れる
連絡口13を具えたフィルタプレス型無隔膜塩水電解用
の電解部14と、該電解処理中に発生する水素ガス(H
2 )を排出する該電解部14に隣接して設けられたガス
抜きブロック15とを具備すると共に、該ブロック15
の天井部にフロート式ガス抜き弁16を設けてなるもの
である。また、図中、符号17は電極間に設けたパッキ
ンスペーサ、18はガス抜き弁16からの水素ガスを集
合させる水素ガス集合排気管、19は食塩水入口、20
は電解塩水出口を各々図示する。
【0012】上記ブロック15の天井部に設けられたフ
ロート式ガス抜き弁16は、図3に示すように、ガス抜
き弁本体21内に水素ガスの貯め部22を有すると共
に、該貯め部22内には、天井部にニードル弁23及び
底面部にサブフロート24を各々具えたフロートボール
25を配している。そして、電解液12内の水素ガスが
上記水素ガスの貯め部22内に貯まるに連れて上記フロ
ートボール25が下降することで、水素ガスを排出する
ようにしている。
【0013】上記構成において、電解液12である塩水
が塩水入口19から電解部14内に導入され、複数の陽
極と陰極とが交互に設けられた複数の電極板11間を蛇
行しながら電解された後に、該電解部14に隣接された
ガス抜きブロック15内で電解処理中に発生した水素ガ
スをガス抜き弁16を介して除去し、水素ガスフリーの
電解塩水を電解塩水出口20より排出し、次の塩水電解
槽に順次送るようにしている。
【0014】また、上記電解塩水出口20は側板10b
の下部近傍側に設けているので、該側板10bの上部側
に設けた場合とは異なり、水素ガスを含有したままでの
電解水12が次の電解槽に移送されるという不具合はな
く、ガス抜き効率が高いものとなる。
【0015】次に、上記ガス抜き弁16に於けるガス抜
きの状態を説明する。上記ガス抜きブロック15内の電
解液12はガス抜き弁本体21内の水素ガスの貯め部2
2内に流入し、フロートボール25を浮力により浮かせ
る。浮いたフロートボール25はガス抜き弁本体21の
下部に連結された連結管26を「開」状態とし、フロー
トボール25上部のニードル弁23により、水素ガス集
合排気管18との連結管27を「閉」状態とする。この
状態で水素ガスが浮上してガス貯め部22内に水素ガス
が徐々に貯められると、フロートボール25を浮上させ
ていた電解水12の水位が下がり、この結果、フロート
ボール25はガス抜きブロック15側の連結管26を
「閉」状態とし、一方の上部の水素ガス集合排気管18
との連結管27を「開」状態とすることで、水素ガスを
抜くことができる(図1参照)。ガスが抜けると再度フ
ロートボール25が浮上し、連結管27を「閉」状態と
し、再びガスを貯めるようにする。
【0016】ここで、本実施例で説明した塩水電解槽を
用いて実際に試験した一例を図4を参照して説明する。
図4は塩水電解試験装置のフローシートを示し、本試験
例においては6基の前述した塩水電解槽を用いた。図4
において、符号101Aは図1に示す電解部14及びガ
ス抜き弁16を有するガス抜きブロック15からなる塩
水電解槽、102は塩水タンク、103は塩水ライン、
104は塩水ポンプ、105は塩水流量計、106はガ
ス抜きライン、107は整流器、108は電源ケーブル
及び109は塩水バイパスラインを各々図示する。
【0017】本流動試験装置の仕様を「表1」に、流動
試験条件を「表2」に、及びその試験結果を「表3」に
各々示す。なお、比較例として従来のようなガス抜き弁
を設けない場合の試験も併せて行った。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】上記「表3」に示すように、本試験例によ
れば、消費電力を従来のガス抜きを施さない場合には
7.22kwh/kgCl2 であったものが、6.50
kwh/kgCl2 に減少することができた。
【0022】次に、本発明の第2の構成について説明す
る。
【0023】(実施例2)図5は実施例2に係る塩水電
解槽の側面図及び図6はその平面図を示す。これらの図
面に示すように、本実施例にかかる塩水電解槽において
は、前述した実施例1の構成において、電解槽の内部に
冷却ブロックを配設してなるものであり、重複する部材
には同符号を付して重複した説明は省略する。
【0024】図5及び図6に示すように、本実施例では
電解槽10Bのガス抜きブロック15の後流側には、チ
タン板52を介して冷却ブロック51が隣接されてい
る。該冷却ブロック51内には、下方に設けられた冷却
水流入口53から冷却水54を供給し、熱交換した後そ
の上方に設けられた冷却水流出口54から流出するよう
にしている。
【0025】本実施例では上記冷却ブロック51の配設
に上記チタン板52を介しているが、これは塩水12を
電解したときの電解液中には、次亜塩素酸ソーダ、塩素
イオン等の腐食性イオンが含有されているので、耐食性
を考慮しているからである。よって、本実施例における
冷却は、上記チタン板52を介して電解液12の熱を冷
却水側に移動させるようにしている。
【0026】なお、上記冷却ブロック51の設置箇所に
ついては、図7に示すように、電解槽10C内のガス抜
きブロック15に隣接させずに、該ガス抜きブロック1
5を電解部14内の電解室の間に設けるようにしてもよ
い。この場合には、電解室と略同じ構造のチタン板52
で仕切られた冷却ブロック51を用いるるようにしてい
る。
【0027】上記冷却ブロック51は、電解により上昇
した電解液12の温度の低下を図るものであり、電解槽
内のいずれかにおいて電解液の通路を冷却して熱交換を
するようにするものであれば、いずれの構造であっても
よい。よって、必要に応じては複数の冷却ブロックを適
宜設けるようにしてもよい。
【0028】上記冷却ブロック51を用いて冷却する場
合に用いる冷却水としては、河川水や井戸水等を適宜用
い、流入する冷却水の温度は約20℃以下の水温であれ
ばよい。この冷却により電解液12の温度を40℃以下
になるようにすれば、その電解効率に影響することがな
いので、その範囲となるように適宜その流入温度及び流
入速度を設定すればよい。
【0029】また、必要に応じてチラー等による冷却も
可能であるが、装置全体の消費電力との関係から、河川
水等による冷却が経済的でありより好ましい。
【0030】図5及び図6に示すような冷却ブロック5
1を配設した電解槽10Bを用いて実際に試験した一例
を図8を参照して説明する。
【0031】図8は塩水電解試験装置のフローシートを
示し、本試験例においては6基の前述した塩水電解槽を
用いた。図8において、符号101Bは図5に示す電解
部14、ガス抜き弁16を有するガス抜きブロック15
及び冷却ブロック51からなる塩水電解槽、102は塩
水タンク、103は塩水ライン、104は塩水ポンプ、
105は塩水流量計、106はガス抜きライン、107
は整流器、108は電源ケーブル、109は塩水バイパ
スライン、110は冷却ライン、111は冷却水タン
ク、112は冷却チラー及び113は冷却水流量計を各
々図示する。
【0032】本流動試験装置の仕様を「表4」に、流動
試験条件を「表5」に、及びその試験結果を「表6」に
各々示す。なお、比較例として従来のようなガス抜き弁
及び冷却ブロックを設けない場合の試験も併せて行っ
た。
【0033】
【表4】
【0034】
【表5】
【0035】
【表6】
【0036】上記「表6」に示すように、本試験によれ
ば、消費電力を従来のガス抜きを施さない場合には7.
22kwh/kgCl2 であったものが、5.08kw
h/kgCl2 に減少することができた。また、冷却ブ
ロック及びガス抜きブロックを設けることにより、食塩
の塩素への転換を2.35kwh/kgCl2 を、1.
94kwh/kgCl2 に低減することができた。さら
に、本試験による耐久試験(電解効率、消費電力、塩素
濃度及び食塩消費量)の結果を図9に示すが、同図に示
すように、極めて安定した運転を長時間に亙って行うこ
とが確認された。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明の塩水電解槽に
によれば、平行に並べられた複数の陽極板と陰極板とが
交互に配設され、該陽極板と陰極板ととの極間に電解液
が蛇行して流れるフィルタプレス型無隔膜の塩電解槽を
用い該電解槽に隣接して電解時に生成した水素ガスを排
出するガス抜きブロックを設けてなるので、流路を長
くしたフィルタプレス式無隔膜電解層により電解液が蛇
行して流れ、効率的(小さい消費電力)に工業塩を溶か
した溶液から高転換率で塩素を発生させることができ
る。また、電解により電解液中の水素ガス含有量が多
くなると電解液の抵抗が大きくなり、また、電解液の流
れが不安定になるが、ガス抜弁付きガス抜きブロックを
設けることで、塩素ガスを効率良く抜くことができ、電
解液の抵抗を下げると共に、流れを安定させることがで
きる。
【0038】よって、電解槽を直列に繋いで電解を行う
ことができ、塩の塩素への消費電力を低減できる。ま
た、ガス抜きブロックの電解液出口孔を側壁下部に設け
ることにより、水素ガスの効率を99%以上に保つこと
ができた。具体的には諸費電力を従来の7.22kwh
/kgCl2 から6.50kwh/kgCl2 に減少す
ることができた。
【0039】さらに、電解槽内に電解液を冷却する冷却
ブロックを適宜配設することにより、電解液の温度上昇
して電解液の抵抗が大きくなって電流効率の低下や、消
費電力の上昇が発生した場合でも、電解液の温度上昇を
低減することができた。具体的には諸費電力を従来の
7.22kwhから5.08kwhに減少することがで
きた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に係る塩水電解槽の側面図である。
【図2】実施例1に係る塩水電解槽の平面図である。
【図3】実施例1に係るガス抜き弁の概略図である。
【図4】試験例の装置フローシートである。
【図5】実施例2に係る塩水電解槽の側面図である。
【図6】実施例2に係る塩水電解槽の平面図である。
【図7】実施例2に係る他の塩水電解槽の平面図であ
る。
【図8】試験例の装置フローシートである。
【図9】試験例の耐久試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
10A,10B,10C 電解槽 10a,10b 電解槽の側板 11 電極板 12 電解液 13 連絡口 14 電解部 15 ガス抜きブロック 16 フロート式ガス抜き弁 21 ガス抜き弁本体 22 水素ガスの溜り部 23 ニードル弁 24 サブフロート 25 フロートボール 51 冷却ブロック 52 チタン板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行に並べられた複数の電極板を有し、
    該電極板間に電解液が蛇行して流れる連絡口を具えたフ
    ィルタプレス型無隔膜塩水電解用の電解部と、 該電解処理中に発生する水素ガスを排出する該電解部に
    隣接して設けられたガス抜きブロックとを具備すると共
    に、 該ブロックの天井部にフロート式ガス抜き弁を設けてな
    ることを特徴とする塩水電解槽。
  2. 【請求項2】 平行に並べられた複数の電極板を有し、
    該電極板間に電解液が蛇行して流れる連絡口を具えたフ
    ィルタプレス型無隔膜塩水電解用の電解部と、 該電解処理中に発生する水素ガスを排出する該電解部に
    隣接して設けられたガス抜きブロックと、 該ガス抜きブロックの後流側に隣接して設けられた電解
    液の冷却ブロックとを具備すると共に、 上記ガス抜きブロックの天井部にフロート式ガス抜き弁
    を設けてなることを特徴とする塩水電解槽。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の塩水電解槽におい
    て、 上記冷却ブロックが上記電解部の一部を構成するように
    設置されてなることを特徴とする塩水電解槽。
JP7040098A 1994-10-06 1995-02-28 塩水電解槽 Withdrawn JPH08158086A (ja)

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JP24251394 1994-10-06
JP6-242513 1994-10-06
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009263161A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Wide Harbor:Kk 水道用水へ添加する次亜塩素酸ナトリウム溶液の保存方法及びその装置。
CN104355370A (zh) * 2007-08-15 2015-02-18 伊沃夸水处理技术有限责任公司 压载水处理系统和方法
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