JPS5943554B2 - 電解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の対象は、分離壁、例えば隔壁またはイオン交換
膜で陰極−および陽極室に互に分離されている、アルカ
リ塩化物水溶液から塩素を作る為の電解装置である。

ドイツ特許出願公告第１，４２１，０５１号明細書によ
つて、グラフアイト一または白金金属陽極と金属陽極と
の間にアスベスト隔壁が配設されている多重電解セルが
知られている。

隔壁、金属陰極および陽極が、フレームによつて最も近
い次の単位から一定の間隔を維持している１つのいわゆ
る粗立単位を形成している。必要とされる空間を陰極液
の為に作る為に、陽極に密接している陰極の部分が、金
属製細線網篩に据え付けられた隔壁を支えている突起を
備えている。ドイツ特許出願公開第２，１００，２１４
号明細書によつて、類似の多重電解セルが知られている
。

このセルの場合、突起を備えた金属電極が１組づつ溶着
しておりそして隣り合つた電極対が隔膜によつて互に分
離されている。その際、この隔膜は向い合つている電極
の突起部の上に置かれている。これによつて作られてい
る溝に陽極質および陰極液が存在している。公知の多重
電解セルの場合、稼動中断、例えば個々の要素間の漏れ
、電極または隔壁の故障を避ける際に電解装置を常に空
にしそして再び充満しなければならず、このことは非常
に時間を浪費し不経済である。

装置を複雑に解体せずに稼動中断の場所を確認しそして
完全に解体せずに且つ要素の個々のパツキンの完全な改
新をせずに電解装置を再び稼動状態にすることは直ちに
不可能でもある。他の欠点としては、発生するガスを活
性電極面から迅速に導き出すことができないということ
が認められる。

別々の気体排出溝は不可能なので、電解装置を離した後
に陽極質および陰極液を脱気しなければならない。この
種の電解の場合に閉め出すことのできない爆発の際に、
電解装置全体が通例には破壊される。それ故に本発明者
は、上述の欠点を有さない電解装置を創造するという課
題を解決しなければならなかつた。

更に、個々のセルの緊密さ、電気的接触の状態および電
流分布を直ちに制御できるように、電解装置を個々のセ
ルで構成するという課題があつた。また、修理の際に容
易に取り除くかまたは交換でき、そして電解装置全体を
解体することなく該装置の運転を短期間しか中断しない
ですむように、個々のセルが単独で機能することが望ま
れていた更に、一方の塩素および陽極質の搬出およびも
う一方のアルカリ溶液および水素の搬出を改善すること
およびこれに応じて個々の電解セルのハウジングを創造
することという課題がある。

この課題は本発明によつて、電解のための電流の供給お
よび電解出発物の供給のための装置および電解生成物の
排出のための装置を有したハウジングより成りそしてそ
の内部において分離壁によつて陽極と陰極とに互に別々
に分離されている少なくとも１個の電解セルを持つたア
ルカリ金属塩化物水溶液から塩素を製造する電解装置で
あつて、（ａ）上記ハウジングが２個の半殼より成り、
（ｂ）上記電極が電気電導性のボルトを介して該殼と結
合されており、その際ボルトは半殼の壁を貫通突出して
おりそしてそのボルトの端面が電流供給手段に接触しそ
してその電流供給手段の上に、電流供給手段、半殼、電
極および分離壁を一緒に締め付ける手段が配置されてお
りそして（ｃ）上記分離壁は電極の電解的に活性な側の
ボルトの延長部に設けられている電気的に絶縁性のスペ
ーサの間に位置し、かつ半殼の縁の間にパツキング要素
によつて挟まれている。

ことを特徴とする、上記電解装置によつて解決される。

陰極は鉄、コバルト、ニツケルまたはクロムまたはそれ
らの合金より成つていてもよく、陽極はチタン、ニオブ
またはタンタルまたはこれら金属の合金または金属−ま
たは酸化物陶製の物質より成っていてもよい。

更に陽極は白金金属のグループの金属を含有している電
導性の接触的に作用する被覆物で被われている。穴明き
材料、例えば穴明き板、金属網、編細工物質等より構成
されているかまたは円形断面の細い捧より成る構造物よ
り構成されている電極の形状および電解セル中における
その電極の配列によつて、電解の際に生じる気体は電極
の後ろの空間に容易に入ることができる。電極間隙から
この様に気体を排出することによつて電極間の気泡抵抗
の減少が達成されそしてそれ故にセル電圧の節減が達成
される。半殼は鉄、鉄合金、鋳鉄またはガラス繊維補強
しれ合成樹脂、例えばガラス繊維補強した不飽和ポリエ
ステル樹脂、ガラス繊維補強した塩素化ポリエステル樹
脂およびガラス繊維補強したビニルエステル樹脂より成
つていてもよく、その際、陽極側の半殼は塩素に対して
安定な物質で作ることに注意すべきである。

分離壁としては、アルカリ金属塩化物電解において一般
的に用いられる隔膜、例えばアスベスト製隔膜あるいは
イオン交換壁膜が概当する。

イオン交換物質としては、例えばテトラフルオルーニチ
レンと式で表わされるペルフルオル−ビニル−エーテル
−スルホン酸の１種類との共重合体を用いることができ
る。

か＼るイオン交換物質の当量は９００〜１，６００、殊
に１，１００〜１，５００である。

これらイオン交換物質隔膜は、アスベスト製隔膜の様に
水素と塩素との混合を防止するが、その透過性の為に陰
極室へのアルカリ金属イオンの通過だけを許している。

即ち、このものは陰極室へのハロゲン化物の通過および
陽極室へのヒドロキシルイオンの通過を著しく妨げてい
る。これによつて実質的に塩不含のアルカリ液が得られ
、それに対してこの場合隔膜セルの陰極液からアルカリ
金属塩化物を複雑な方法で除かなければならない。その
他に、アスベスト製隔膜に比べてイオン交換物質膜は寸
法安定性の分離壁であり、アルカリ−ハロゲン化物電解
の攻撃的媒体に対して安定でもありそしてそれ故にアス
ベスト製隔膜よりも長い寿命を有していることが挙げら
れる。電解装置は１個の電解セルより構成されていても
よいが、前後して連結された多数のセルで構成されてい
てもよく、その場合隣接し合つているセルの電気的接触
は電導性のボルトによつて行なう。

本発明の他の実施形態においては、各半殼は目を有して
おり、該目に排出液が各半殼と分離壁とから形成される
電解室から流れ込む。本発明に従う電解装置を例示的実
施形態にて図面によつて説明する。

第１図は２個の電解セルを有した電解装置の断面を示し
ている。

第２図は第１図の細部Ａを示している。

第３図は第２図に示した細部Ａの変形を示している。

第４図は一部破断した半殼の透視的部分図を示している
。

第５図は、塩素および陽極質あるいは水素およびアルカ
リ溶液の為の集合導管と電解室との接続部を示している
。

電解セルのハウジングは半殼１および１０より構成され
ている。

この半殼にはフランジ状の縁部材３０が取付けられてお
り、該縁部材の間にパツキング要素１４によつて分離壁
６が締め付けられている。勿論、分離壁は他の方法で締
めつけることも可能である。電極３および７は電導性の
ボルト２を介して半殼１および１０に連結されており、
その際該ボルト２は半殼の壁を貫通している。殼壁を貫
通しているボルトの端面２２上に電流供給手段２３およ
び締め付け手段１２がある。締め付け手段１２は例えば
Ｕ型フレームより成り、該フレームのフランジには締付
けネジ２４が取付けられており、一方もう一方のフラン
ジは支持ボルト２５を有している。ボルト２の延長部の
、電極３および７の電解質的に活性な側に電気的に絶縁
性のスペーサ５が配備されている。ボルト２は、半殼中
に組入れられているか（第３図）または電極と連結され
ていてもよい（第２図）。金属製の半殼の場合には、こ
のものは直接的に一体形成されていてもよい。構成要素
を用いてのセルの組立は第１図および第２図に相応して
、電極３および７と固く連結されている（溶接、ネジ込
みまたはリベツト締め）ボルト２が相応する開口２６を
通つて半殼中に伸びており、そして該半殼がボルト２に
締めつけられているナツト２７によつて保持される様に
行なう。

２８および２９はボルト２をシールする為のパツキンで
ある。

第３図に従う変法によれば、ボルトは半殼１中に埋め込
まれあるいは半殼１０と一体成形されている。スペーサ
５および電極３および７はネジ８あるいは差込プラグ９
によつて半殼と接合されている。４は、この場所に有る
、電極３および７の為の補強部材である。

こうして組立てられたセルの半分は、場合によつてはス
ペーサ５、パツキン１４および分離壁６を備えており、
そしてネジ１３によつてフランジ状端部３０が一緒にネ
ジ止めされている。組立てられた電解セルは、所望の場
合、スプリング１１で負荷された締め付けネジ２４にて
締付け手段１２中に挿入する以前に電解用出発物質で満
たすことができる。電解用の出発物質は導入口１５およ
び１６を通して供給する。最初に説明した種類のイオン
交換物質隔膜を用いる場合、陽極室中に電解用出発物質
としてアルカリ金属塩化物溶液を導入しそして陰極室中
に水または希釈アルカリ溶液を導入する。微孔質の流過
型隔膜（Ｄｕｒｃｈｌａｕｆｄｉａｐｈｒａｇｍｅｎ）
、例えばアスベスト製隔膜または合成樹脂製隔膜を用い
る場合、陰極室への導入口が省略でき、そしてアルカリ
金属ハロゲン化物溶液は他の導入口を通して陽極室に供
給される。導管１７および１８は塩素および水素の排出
の為に役立ち、そして導管１９および２０は陽極質およ
び陰極液の為に役立つ。２１は絶縁体を示している。

桶状の半殼１，１０はフランジ状端部３０を介してネジ
止めされており、該縁部３０はフレーム３１によつて補
強されている。

該縁部の間に分離壁（図示してない）がパツキンによつ
て締め付けられている。３２はネジおよび半殼の為のボ
ルトを示している。

分離壁と各半殼１，１０とが電解室を囲んでおり、その
電解室中に電極がある。この電解室中に下方から電解用
出発化合物が要するに陽極室にアルカリ金属塩化物溶液
がそして陰極室中に水および希釈されたアルカリ溶液が
導入される。陽極室およびハロゲンあるいはアルカリ溶
液および水が各室の頂部から出口３３を通つて目３４に
導びかれる。この目３４は集合導管３５（補整装置また
はその類似物）に連結されている。この連結はゆるいフ
ランジ環３６，３６ａおよびネジ３７によつて達成する
ことができる。各集合導管のこの様な連結にて、個々の
電解室を電解装置全体から取り除くことが簡単であり、
手間の掛る組立作業を必要としない。この種の連結は第
１図に示した配管よりも明らかに有利である。

多数の電解セルを有した電解装置の場合、隣接するセル
の陽極および陰極はボルト２を介して電気的に連結され
ており、その結果この装置は本当の両極電解装置である
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に従う電解装置を示すものであり、第１〜
３図はその断面図であり、第４図は部分透視的図であり
、そして第５図は電解室と集合導管との接続部を示して
いる。 各図中の記号は以下の意味を有する。 １・・・・・・半殼、２・・・・・・ボルト、３・・・
・・・電極、４・・・・・・補強部材、５・・・・・・
ヌペーサ、６・・・・・・分離壁、７・・・・・・電極
、８・・・・・・ネジ、９・・・・・・差込プラグ、１
０・・・・・・半殼、１１・・・・・・スプリング、１
２・・・・・・締め付け手段、１３・・・・・・ネジ、
１４・・・・・・パツキン、１５・・・・・・導入口、
１６・・・・・・導入口、１７・・・・・・導管、１８
・・・・・・導管、１９・・・・・・導管、２０・・・
・・・導管、２１・・・・・・絶縁体、２２・・・・・
・ボルトの端面、２３・・・・・・補強手段、２４・・
・・・・ネジ、２５・・・・・・支持ボルト、２６・・
・・・・開口、２７・・・・・・ナツト、２８・・・・
・・パツキン、２９・・・・・・パツキン、３０・・・
・・・フランジ状縁部、３１・・・・・・フレーム、３
２・・・・・・ネジ、３３・・・・・・出口、３４・・
・・・・目、３５・・・・・・集合導管、３６，３６ａ
．．．・・・フランジ環。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解のための電流の供給および電解出発物質の供給
   のための装置および電解生成物の排出のための装置を有
   したハウジングより成りそしてその内部において陽極と
   陰極とが分離壁によつて互に分離されている少なくとも
   １個の電解セルを持つた、アルカリ金属塩化物水溶液か
   ら塩素を製造する電解装置において、（ａ）上記ハウジ
   ングが２個の半殻より成り、（ｂ）上記電極が電導性の
   ボルトを介して該殻と結合されており、その際ボルトは
   半殻の壁を貫通突出しており、そしてそのボルトの端面
   が電流供給手段に接触しそしてその電流供給手段の上に
   、電流供給手段、半殻、電極および分離壁を一緒に締め
   付ける装置が配置されており、そして（ｃ）上記分離壁
   は、ボルトの延長部の、電極の電解的に活性な側に配設
   されている電気的絶縁性のスペーサの間に位置し、かつ
   パッキング要素によつて半殻の縁の間に挟まれているこ
   とを特徴とする、上記電解装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   各半殻が目を有しており、該目の中に各半殻と分離室と
   で形成される電解室からの排出物が流れ込む上記電解装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   陰極が鉄、コバルト、ニッケルまたはクロムまたはこれ
   らの合金よりなる電解装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   陽極がチタン、ニオブ、タンタルまたはこれらの金属の
   合金より成つているかまたは金属−または酸化物陶製物
   質より成つておりそして電気接触的に作用する電導性被
   覆物によつて被覆されており、該被覆物が白金グループ
   の金属またはその化合物を含有している上記電解装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   陽極側の半殻が塩素に対して安定な繊維補強された合成
   樹脂より成る上記装置。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   陰極側の半殻がアルカリ溶液に対して安定な繊維補強さ
   れた合成樹脂または鉄または鉄合金、特に鋳鉄より成る
   上記電解装置。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   分離壁としてイオン交換物質膜を用いる上記電解装置。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の電解装置において、
   分離壁として微孔質透過膜を用いる上記電解装置。