JPS6067686A - 塩化アルカリ水溶液用電解槽 - Google Patents

塩化アルカリ水溶液用電解槽

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JPS6067686A
JPS6067686A JP58173237A JP17323783A JPS6067686A JP S6067686 A JPS6067686 A JP S6067686A JP 58173237 A JP58173237 A JP 58173237A JP 17323783 A JP17323783 A JP 17323783A JP S6067686 A JPS6067686 A JP S6067686A
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JP
Japan
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electrolytic cell
pipes
cathode chamber
insertion tube
cathode
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Pending
Application number
JP58173237A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Sakaki
孝 榊
Yoshinao Ihara
伊原 義尚
Takao Sato
佐藤 考男
Yoshiyuki Kunihiro
国広 好幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩化アルカリ水溶液の電解槽に関し、詳しくは
複数個の電気的直列に接続した電解槽において各単位電
解槽で生ずる腐食を完全に防止した電解槽を提供するも
のである。
塩化アルカリ水溶液を電解して苛性アルカリと塩素を製
造する方法として例えばイオン交換膜をはさんで陰、陽
極を設け、陰、陽極室を形成し、塩化アルカリを電解し
て苛性アルカリ液を得る、いわゆるイオン交換脱法塩化
アルカリ電解方法がある。かかる方法を用いる電解槽プ
ラントはイオン交換膜をはさんで単極型陰、陽極を設け
た単一の単極槽を複数個電気的に接続して構成される単
極式電解槽を電気的に直列に接続して形成されたり、或
いはイオン交換膜をはさんで複極型陰、陽極を設けた単
一の複極槽を単位電解槽としてこれを電気的に直列に接
続して構成される複極式電解槽を電気的に複数個並列お
よび/また唸直列に接続して形成される。
この様な電解槽プラントを用いて塩化アルカリ水溶液を
電解して生成した苛性アルカリ水溶液は複数個の単位電
解槽間に亘って設けられた1つの共通の通路を通じてタ
ンク等に集められる。1−!た複数個の単位電解槽への
液供給についても1つの共通の通路を通じて各々の単位
電解槽へ供給される。しかしながら、単位電解槽は電気
的に直列接続されているだめ夫々の単位槽に於ける電位
は異なっておシ、電解時に単位電解槽陰極室への液供給
および該電解槽陰極室で生成した苛性アルカリ水溶液を
共通の通路に抜き出す際にはかかる液を通じて電解電流
の一部が漏洩する。かかる電流の漏洩のため電M槽本体
特に本体の液供給ノズルおよび生成液抜出ノズル伺近は
いわゆる電極の作用をし、この部分で電解が起シ、陽極
として作用する箇所では陽極酸化現象により腐食される
ことになる。
従来、このような電解槽本体の腐食を防止するために給
排液管の内径、長さ等を変化させ、配管抵抗を増大させ
ようとする方法(特開昭 53−14196号)、また
シ給排液管内に多孔板、じゃま板等を配して液の流通を
局部的に遮断することによシ配管抵抗を増大させ、リー
ク電流を最小限に抑えようとする試み等数多く提案され
ている(特開昭52−30279号、同 53−456
98号)。さらに配管抵抗を増大させる代シに電解槽内
に絶縁性のパイプを挿入して漏洩抵抗の一部を電解槽内
に形成させるという試みも提案されている(特開昭57
−174479号)。
しかしながら、この様な方法を採用した場合、陰極室材
質が純N、のような高級材料を用いた場合に限シ、腐食
をある程雇抑えることが可能であるが、経済性、製作性
、操作性等を考慮してvAifj室材質およびそれに付
属するノズル類等を鉄あるいはステンレス鋼とした場合
、依然とじて陰極室液供給ノズルおよび生成液抜出ノズ
ルならびに陰極室本体の一部においては腐食損島のだめ
一定時間の電解運転後にはこれを取p換え操作成いは溶
接肉盛補修等が必要となシ、完全に腐食を防止すること
はできない。
近年、電解槽浴電圧を低減するために@極の水素過電圧
を低下させる、いわゆる活性陰極の開発が行表われ、一
部報告されている(ソーダと塩素、1981 年8号R
427〜449)。これによると陰極液中に重金属等の
溶出イオンが存在していると活性陰極上に電気化学的に
析出し、本来の低水素過電圧特性を失なう結果となる。
すなわち単位電解槽に活性陰極を取シ付け、陰極として
の低水素過電圧特性を長期間維持するためには隘極座本
体および該陰極室本体に付机するノズル等で生ずる腐食
を完全に防止することが必要である。
イオン交換膜電解属使用されるイオン交轡゛膜について
も同様に陰極液中の金属溶出イオンが存在すると該イオ
ン交換膜表面に吸着あるいは析出し、脱退電圧特性を低
下させることになる。従って、このことからも陰極室本
体の腐食は完全に防止する必要性を生じる。
以上の点から本発明者は研究を暇ねた結果本発明に到達
した。
すなわち、本発明は電解槽陰極室に設置される液供給ノ
ズルおよび または生成液抜出ノズル内に絶縁性の挿入
管を設け、さらに、陰極室内における該挿入管開孔部付
近、および/または挿入管内に補助電極を設置すること
を特徴とする塩化アルカリ水溶液電解用電解槽を提供す
るものである。
本発明は電解槽内に絶縁性の挿入管を設けることにより
、漏洩抵抗の一部を電解槽内で形成させ、リーク電流を
最小限に抑え、さらに、その微小1)−ンノ’iWrM
VP−イ!S/J=−J−フ1.#*31jス、lll
’++4!Mff1mI+にト:rwでの陽極酸化腐食
反応を補助電極を用いることによって、電解槽での腐食
を完全に抑える手段を有する電解槽を提供するものであ
る。この場合の補助電極は陽極溶解反応としては全く作
用せず、ガス発生反応又は溶液の酸化反応として作用す
る電極である。
本発明における電解槽本体とは槽を構成する部材であシ
、例えば極室プール復電M槽であれば箱体:フィルター
プレス型電解槽であれば室枠がこれに相当する。槽を構
成する部栃でちる陽極室および陽極室に付属するノズル
材質としては一般にチタン、チタン合金、タンタル、ジ
ルコニウム、ニオブ等が用いられ、また陰極室ならびに
陰極室に付属するノズル材質としては、鉄、軟鋼、鋳鉄
、ステンレス鋼、NL基合金、N力等が用いられる。
隔隔極室に付属するノズルは溶接等により接続されてい
る態様が一般的である。液供給および液抜出ノズルとし
てはパイプ状のものが多く用いられるが、その他種々の
形状のものが用いられる。
本発明において液供給排ノズル内にN91F7式hス挿
入管は電気絶縁性であることが望ましい。電気伝導性で
あれば挿入管を通って腐食電流が流れる恐れがあるから
である。挿入管桐料は苛性ソーダ液、水素ガス等に対し
て電解温度下で耐えて電気絶縁性であればよい。
例えば、テフロン、アスベスト、塩化ビニール、アクリ
ル樹脂、E P D ivlゴムやその他のゴム等が挙
げられる。
挿入管の形状としてはパイプ状のものが多く用いられ、
少なくとも1箇所の開孔部を有するものである。
本発明の補助電極は陽極として作動するので通常用いら
れる陽極、例えば黒鉛ブロック、白金族の金属をチタン
又はタンタル上に被覆された、いわゆる被覆金属電極、
また純NL、 Z4、A、などが電極として使用される
本発明の補助電極設置箇所としては、特に限定されない
が、操作上の観点から、また腐食を防止する効率の点か
ら、陰極液ノズルおよび/゛または生成液抜出ノズル内
に設置された絶縁性の挿入管の開孔部付近および/また
は挿入・f?内に設けることが好ましい。
本発明用補助電極の形状どしては釘“i(、イや、金網
、板等、各積用いられ、電極として作用−)るものであ
れば、すべての態様のものが採用される。特に、板材を
用いる場合、陰極室本体に直19;−張りイ・jけるか
、または本体の一部を補助+ICliiとして作用する
材質で製作することも本発明を実施するに当りては有効
な手段である。
本発明によれば電解槽陰極室に設置瀕される/II I
I給ノズルおよび/または生成液抜出ノズル内にAイ?
縁件の挿入管を設け、さらに該挿入管開孔i’、it付
yノjおよび/または挿入管内に補助′a 4+を設置
することにより電解槽本体および電解槽本体に伺ス・i
ノ”′る金属製ノズルの腐食を完全に防止することがで
へる。このため電解槽の寿命は著しく長くなり、 ’V
sに電解槽材料として、坊価な金(・4を使用しなくて
も十分な寿命を維持できる点においてへわめて、Bi(
+6性に優れた′電解槽である。
本発明の電解槽は陰極室供給液および該1・、り)0喉
抜出液中に溶出金属イオンの量が皆無に等しいから低水
素過電圧特性を有する活性陰極を用いた場合においても
活性1B極上に浴出金属イオンの吸着、析出反応するこ
とによる劣化を起こすことなく長゛期間安定な電解運転
を持続して行なうことができる。また゛、溶出金属イオ
ンがないので、隔膜として陽イオン交換膜を用いた場合
は、同時にイオン交換膜に対する悪影響すなわちイオン
交換膜の性能低下を起こすことなく驚異的な寿命を維持
することができる。
次に本発明の実施例について説明する。
(実施例1) 陽極はルテニウムオキサイドとチタニウムオキサイドを
コーティングしたチタニウムのエキスバンドメタル、陰
極はNLのエキスバンドメタルからなる複極式電極を有
し、本体は陽極室がチタニウム、陰極室がS U S 
3u4ステンレス鋼よシなる通電面積200dm’(幅
2mx高さl m )のセルユニットを用いた。
単位電解槽陰極室の概略図を第1図に示す。電解槽陰極
室本体lのノズルにはフン素虜脂越の液供給管2および
生成液抜出管3を設置し、生成液抜出管3は滴下器4に
連結した。また液供給庁2および滴下器4にはセルユニ
ット共−)iIlの通P+: 5.6を接続し、液供給
ノズル、生成液抜出ノズル内にはフッ素樹脂製の挿入管
7を設けた。さらに、挿入管開孔部付近または挿入償内
にはN庶の補助電極8を設置した。
上記のセルユニット25対に陽イオン交換B’A Na
 f i o n 901 (H品名ブーツ1巻7社剰
)をl’fIiII・、)としてはさみ込み、複極式電
M檜を作った。次に食塩の電解を電流密f 30 A/
 dm’、屯)ツγrJrA度90℃で行なった。その
時の生成液中の11kの濃1n、を1ケ月毎に測定した
。その結果、2年間運転しても生成苛性ソーダ中の凡濃
度はすべて0.1 ppmす、下の値を示し、S U 
S 304陰極?dの防食は完全に7s〜成された。
(実施例2) 実施例1において補助電極設置t7方法を第2図〜4図
に示すように千Jけ変えた以外は実施例1と同−条件で
食塩の電解を行った。
第2図は生成液抜出ノズル内に設置した挿入管7開孔部
付近にNLメツシー補助電極8を取シ付けた場合、第3
図は液供給ノズル内に設置した挿入管7に横穴を数個開
け、その回シに円筒状のN、メツシー補助電極8を配置
した場合、また、第4図は液供給ノズル内に挿入管7を
設け−1その挿入管内にN製棒状補助電極8を配置した
場合の例である。
その結果は、実施例1と同様、2年間運転しても、生成
苛性ソーダ中の凡濃度はすべて0.1 ppm以下であ
り、本発明の電解槽は腐食を完全に防止する手段を有す
る驚異的な電解槽であることが証明された。
(実施例3) 実施例1において陰極を以下のような電気メツキ処理し
たエキスバンドメタルに取υ換えた以外は実施例1と同
一条件で食塩の電解運転を行った。
(電気メツキ条件) 1、 メッキ浴組成 硫酸ニッケル 1.OM/j チオ尿素 0.2M/1 ホウ酸 −0,3M/f 2、 メッキ条件 浴温 40’C 電流密度 0.5A/dm’ メッキ時間 1時間 その結果、セル電圧は第1表に示すように11とんど経
時変化することなく約a、iovの一定値を示した。1
年間電解運転後、電解槽を解体し、腐食状況を調査して
みたが、電解槽内部での腐食は全く認められず、また陰
極上への析出物も全く検出されなかった。
第2表 (比較例1) 実施例3において補助電極8を取りはずした以外は実施
例3と同一条件で食塩の電解を行った。
その結果、電解運転初期浴電圧が3.10 Vであった
。しかしながら、数日経過後から浴電圧の1昇がみられ
、約2ケ月経過後には鉄陰極を用いた場合と同じ約3.
50 Vの浴電圧を示すに至った。3ケ月電解運転後、
電解槽を解体してみた所、液供給ノズルおよび液抜用ノ
ズル内に挿入した挿入管7の開口部付近の電解−内部に
おいて激しい腐食が認められ、また陰極上ならびにイオ
ン交換膜上にもかなシの量の比の析出が起っていた。
このことからも本発明の電解槽れ完全腐食防止手段を有
するばかシでなく、省エネルギーの観点からもすぐれた
電解性能を維持できる′亀が槽であることが明らかとな
りた。
【図面の簡単な説明】
第1図から第4図は本発明における補助′電極ならびに
挿入管を付設した塩化アルカリ溶液の1111位電解槽
の各態様を模式的に示した説明図である。 各図において、 1は単位電琳槽、2は陰極室液供給管、3は陰極室生成
液抜出管、4は滴下器、5は陰極室液供給管の共通の通
路、 6は陰極室生成液抜出管の共通の通路、7は挿入管、8
は補助電極 特許出願人 東洋曹達工業株式会社 第 1 図 第 2 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単位電解槽の陰極室に設置される液供給ノズルお
    よび/または生成液抜出ノズル内に絶縁性の挿入管を設
    け、さらに陰極室内における該挿入管開孔部付近および
    /または挿入管内に補助電極を設置泊、することを特徴
    とする塩化アルカリ水溶液電解用電解槽
  2. (2)単位電解槽がイオン交換膜を隔膜とした電解槽で
    ある特許請求の範囲第1項記載の電解槽
JP58173237A 1983-09-21 1983-09-21 塩化アルカリ水溶液用電解槽 Pending JPS6067686A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5256080A (en) * 1975-11-04 1977-05-09 Asahi Chem Ind Co Ltd Electrolytic cell of compound electrodes type provided with supplement ary electrodes
JPS5314197A (en) * 1976-07-26 1978-02-08 Tokuyama Soda Co Ltd Anti-corrosive method for nozzle
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