JPS61153293A - フイルタ−プレス型イオン交換膜法電解槽 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電解液を循環させながら電解するようＫした
フィルタープレス型イオン交換膜法電解槽に関する。

（従来技術） 食塩水から高純度のカセイアルカリ水溶液を製造するた
めの電解槽として、従来の水銀法及び隔膜法に換わって
高イオン選択能を有するイオン交換膜を使用するイオン
交換農法電解槽が提案されている。このイオン交換農法
電解槽の１種として、陽極ユニットと陰極ユニットを平
面状のイオン交換膜で区画してなるフィルタープレス型
イオン交換膜法電解槽が開発されているが、この電解槽
のうち、電解槽の下部から電解液を供給し、電解槽の上
部から液を抜き出すようにした、いわゆるオーバー７０
−型電解槽（実開昭５９−１５３３７６号公報）では、
供給された電解液が循環せずに電極室から取出されるた
め、電解液の滞留時間が短く、高濃度のカセイアルカリ
水溶液が製造できないという欠点がある。一度電解槽か
ら取出された電解液を再度電解槽に供給すれば、高濃度
のカセイアルカリ水溶液を製造することができるが、操
作が複雑になったシ、新たに配管を設ける必要があシ好
ましくない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、電解槽内で、電解液の循環を十分おこさせ、
高濃度カセイアルカリ水溶液を製造することを可能とし
たフィルタープレス型イオン交換膜法電解槽を提供しよ
うとするものである。

〔発明の構成〕

本発明は、額縁状の陽極室ガスケットと陰極室ガスケッ
トを、平板状イオン交換膜を介して積層して電解槽本体
を陽極室と陰極室とに区画してなるフィルタープレス型
イオン交換膜法電解槽において、陽極室または陰極室を
、連結管により内部に液供給用の内管が設けられたマニ
ホールドと連結し、前記連結管内に、陽極室または陰極
室へ電解液を供給するための電解液供給管を設置すると
ともに電解液の循環通路を設けたフィルタープレス型イ
オン交換膜法電解槽である。

以下、本発明を具体的に説明する。

陽極室ガスケットと陰極室ガスケットは、内部にそれぞ
れ陽極室と陰極室を形成するため額縁状であシ、これら
のガスケットは中空パイプ等で形成してもよい。平板状
イオン交換膜は両ガスケットとほぼ同一形状とし、陽極
室から陰極室ヘノ１０ゲンイオン等の陰イオンが透過す
るのを防止するため、スルホン酸基、カルボン酸基等の
陽イオン交換基を有するものを用い、さらに生成するノ
１０ゲンガスや高濃度カセイアルカリ水溶液に対する高
い耐久性を有するパーフルオロカーボン系樹脂で形成す
ることが好オしい。また電極は、平板状、メッシェ状等
を制限なく使用することができる。

これらの部材を用いて電解槽本体を組み立てる際には、
陽極室ガスケット−平板状イオン交換膜−陰極室ガスケ
ットー平板状イオン交換膜−陽極室ガスケットの順に積
層し、両側から締め付ける。

これにより、２枚のイオン交換膜にはさまれた陽極室ガ
スケット内および陰極室ガスケット内にそれぞれ陽極室
および陰極室が形成される。陽極および陰極は、それぞ
れ陽極室ガスケットおよび陰極室ガスケットの内縁に嵌
合したシ、平板状イオン交換膜と同一形状として極室ガ
スケットと平板状イオン交換膜との間に介在させたシす
ることができる。このようにして組み立てられた１組の
電解槽本体は、単独で使用しても、横方向に複数個連結
して使用してもよい。

マニホールドは、との電解槽本体の上方にほぼその全長
に亘って設置され、内部には、電解液をマニホールドに
供給するための内管が設けられている。このマニホール
ドは、陽極室および陰極室のいずれかに液を供給するた
めのもので、陽極室および陰極室の両者へ電解液を供給
するためには、１組の電解槽本体につき、２本のマニホ
ールドを必要とする。

各マニホールドには、陽極室または陰極室に通じる連結
管が連結され、該連結管内には、マニホ−ルド内の電解
液を陽極室または陰極室へ供給するための電解液供給管
が設けられている。この電解液供給管内には、陽極室ま
たは陰極室の電解液をマニホールドに循環させるための
循環通路が設けられている。

本発明では、マニホールド内管によりマニホールドに供
給された電解液が、電解液供給管により陽極室または陰
極室に供給され、各電極室で電解された後、循環通路を
通ってマニホールドへ循環され、再度電解液供給管によ
り陽極室または陰極室へ供給される。

以下、添付図面に示す一実施例に基いて本発明をより詳
細に説明する。本実施例では、−組の電解槽本体につき
、１本のマニホールドを設置し、陰極液のみの循環を行
うようにしであるが、本発明はこの実施例に限定される
ものではなく、たとえば、陽極液のみの循環を行ったシ
、あるいは、マニホールドを２本設けて陽極液と陰極液
の両者を循環させるようにすること亀でき、さらに他部
材も本発明の範囲内において適宜変換することが可能で
ある。

第１図は、本発明に係るフィルタープレス型イオン交換
膜法電解槽の一実施例を示す正面図、第２図は、第１図
の■−■線縦線面断面図３図は、第２図のｌｌｌ−１線
縦断面図、第４図は、第３図のｍＶ−ＩＶ線線断断面図
第５図は、第２図のｖ−ｖ組構断面図である。

額縁状の陰極室ガスケット１は、中空状パイプで形成さ
れ、該陰極室ガスケット１の上部の中空パイプの上面お
よび下面には複数の円孔２，３が穿設されている。陽極
室ガスケット４は、前記陰極室ガスケット１と同一形状
とされているが、本実施例では上下方向の孔は穿設され
ていない。陰極室ガスケット１と陽極室ガスケット４の
間には、外縁がそれぞれ整合するように、陰極室ガスケ
ット１側から額縁状ガスケット５、メツシー状の陰極６
、平板状イオン交換膜７、メッシ瓢状の陽極８、額縁状
ガスケット５の順に積層されている。

本実施例では４個の陰極室ガスケット１と３個の陽極室
ガスケット４が、その間に上記の通シ、イオン交換膜７
等を介在して積層され、かつ両端に１対のエンドプレー
ト９が配設されて、１組の電解槽本体１０とされ、本実
施例では、第１図の左右方向に３組の電解槽本体１０が
並設されている。

陰極室に収容された陰極６の一端は、陰極室ガスケット
１よりチ側方に突出し、この突出部は、隣接する電解槽
本体１０の陽極室に収容されかつ一端が陽極室ガスケッ
ト４よりも側方に突出した陽極８に溶接等により接合さ
れて隣接する２組の電解槽本体１０を電気的に接続し、
さらに、該接合部には、通孔１１が穿設されている。陰
極６と陽極８の接合部の通孔１１には、連結棒１２が挿
通され、該連結棒１２の両端は、１対のエンドプレート
９のそれぞれに１締着材１３により締着されている。

電解槽本体１０の上方には、その全長が電解槽本体１０
の全長とほぼ等しい箱状のマニホールド１４が設置され
、該マニホールド１４の各陰極室ガスケット１と対応す
る個所には、陰極室ガスケット１と同数の円孔１５が穿
孔されている。この円孔１５には、円筒状の電解液供給
管１６の上端が嵌合され、該電解液供給管１６は、陰極
室ガスケット１の上部の中空パイプを貫通して、その下
端は陰極室下部に達している。陰極室ガスケット１の上
面とマニホールド１４の下面との間には、前記電解液供
給管１６を包囲し、かつ陰極室ガスケット４の上面の通
孔２全部をカバーするように連結管１７が設けられてい
る。

マニホールド１４の底板１８上の前記電解液供給管１６
の近傍には、流通孔１９が穿孔され、該流通孔１９は、
前記陰極室ガスケット１の円孔乳３とともに、電解液の
循環通路を形成している。

マニホールド１４の内部には、一端が閉鎖され、他端が
開放された円筒状の液供給用内管２０が、開放端側がマ
ニホールド側壁を貫通して外部に達するように設置され
、該内管２０の各陰極室ガスケット１の上方に対応する
個所には複数の供給孔２１が穿孔されている。マニホー
ルド底板１８の前記内管２０の閉塞端側には、電解液取
出孔２２が下向きに設けられている。前記各電解液供給
管Ｑ １６と前記各流通孔Ｈの間および端部の電解液供給管１
６と前記電解液取出孔２２の間のマニホールド底板１８
上には、平面視Ｔ字状の仕切板２３が設置され、該仕切
板２３の各電解液供給管１６に該尚する個所には、切欠
き２４が穿設されている。なお、２５は、各電解槽本体
１０を支持するペースフレームである。

次に、本実施例装置の作用につき説明する。

水または希カセイアルカリ水溶液等の陰極液をマニホー
ルド内管２０に供給すると、該陰極液は供給孔２１から
マニホールド１４内に導かれ、続いて電解液供給管１６
を通って陰極室下部に供給される。電解を行うと、陽極
室に供給される塩化アルカリ水溶液中のナトリウムイオ
ンまたはカリウムイオンがイオン交換膜を透過して陰極
室に移動してカセイアルカリ水溶液が生成する。電解に
より濃度が増加した陰極液は、円孔３，２と流通孔１９
とで形成される循環通路を通ってマニホールド１４に循
環される。この場合、陰極室ガスケットが中空パイプで
形成されているため、一部の陰極液は、パイプを通って
循環し、陰極室下部へ供給される。

マニホールド１４に戻った陰極液は、仕切板２３の切欠
き２４を通って電解液供給管１６へ再度供給されるとと
もに、電解液取出孔２２から一部が取出されるが、電解
液供給管１６と流通孔１９の間の仕切板２３に切欠き２
４が設けられているため、電解液供給管１６側へ流入し
、再度陰極室内へ供給される。

本実施例では、陰極液がマニホールドと陰極室ガスケッ
トの中空パイプを通って循環し、陰極室内に滞留する時
間が長くなって十分電解されるので、高濃度のカセイア
ルカリ水溶液を製造することができ、さらに、電解槽全
体に供給する電解液量が少なくなるので、より経済的な
運転が可能となる。

本実施例では、たとえば陰極室ガスケットを中空パイプ
で形成し、またマニホールド内に仕切板を設けたが、本
発明はヒれらに限定されるものではなく、陰極室ガスケ
ットを剛体で形成じたシ、仕切板を設けずに運転するこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

本発明では、マニホールドと陽極室または陰極室を連結
し、電解液供給管と循環通路とにより、電解液を循環し
うるようにしである。従って、電解液が陽極室または陰
極室内に滞留する時間が増加して効率が上昇し、電解槽
に供給する電解液の量を減少させるととができるので、
タンク類の減少等、種々の面で経済的になる。特に陰極
液を循環させる場合には、高濃度のカセイアルカリ水溶
液が得られるので好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わるフィルタープレス型イオン交
換膜法電解槽の一実施例を示す正面図、第２図は、第１
図の■−■線縦線面断面図３図は、第２図の■−■線縦
線面断面図４図は、第３図のＩＶ−ＩＶ線線断断面図第
５図は、第２図の■−ｖ線横線面断面図る。 １・・・陰極室ガスケット ４・・・陽極室ガスケット ６・・・陰極 ７・・・イオン交換膜 ８・・・陽極 １０・・・電解槽本体 １４・・・マニホールド １６・・・電解液供給管 １７・・・連結管 １９・・・流通孔 ２０・・・内管 ２３・・・仕切板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）額縁状の陽極室ガスケットと陰極室ガスケットを
   、平板状イオン交換膜を介して積層して電解槽本体を陽
   極室と陰極室とに区画してなるフィルタープレス型イオ
   ン交換膜法電解槽において、陽極室または陰極室を、連
   結管により内部に液供給用の内管が設けられたマニホー
   ルドと連結し、前記連結管内に、陽極室または陰極室へ
   電解液を供給するための電解液供給管を設置するととも
   に電解液の循環通路を設けたことを特徴とするフィルタ
   ープレス型イオン交換膜法電解槽。
2. （２）連結管が連結した陽極室ガスケットおよび／また
   は陰極室ガスケットを中空パイプで形成した特許請求の
   範囲第（１）項に記載の電解槽。
3. （３）電解液供給管の下端を、陽極室ガスケットまたは
   陰極室ガスケットの上部の中空パイプより下方に位置さ
   せるようにした特許請求の範囲第（２）項に記載の電解
   槽。