JPS61235588A

JPS61235588A - イオン交換膜法食塩電解装置

Info

Publication number: JPS61235588A
Application number: JP60073552A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Takeshita; 竹下　哲生; Hiroyuki Inoi; 猪井　啓之
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1986-10-20
Also published as: JPS644595B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はイオン交換膜法食塩電解装置、特に単極式フィ
ルタープレス型イオン交換膜法食塩電解装置に係る。

〔従来の技術〕

イオン交換膜法食塩電解装置については従来種々のもの
が提案されており電解槽の設置の容易な単極式フィルタ
ープレス型のものが多数提案されている（例えば、特開
昭５３−１０８８９９号公報、同第５４−１５２６７７
号公報、同第５６−１４２８８０号公報、同第５７４６
１８５号公報）。

単極式フィルタープレス型食塩電解装置では、一般的に
、メツシュ型の他Ｊ孔板型やロッド型の電解用電極を額
縁状枠中央開口部に取り付けた電極部を額縁状ガスケッ
トを介して２つ重ね合せて電極体とし、該電極構造を持
つ陽極体と陰極体がイオン交換膜を介在して繰り返して
配置されている。こうして、繰り返して存在する陽極と
陰極の間において、イオン交換膜を介して電解が行なわ
れる。各電極体は２つの同極の電極の間に電極室が形成
され、この電極室へ塩水（陽極室）および希薄苛性ソー
ダ（陰極室）が供給されると共に、生成する苛性ソーダ
、水素（陰極）および塩素（陽極）がこの電極室から取
り出される。この供給と取り出しを行なうために、電極
部およびガスケットを構成する額縁状枠には、上部辺に
陰極用気液同通孔および陽極用気液同通孔、下辺部に希
薄苛性ソーダ供給用同道孔および塩水供給用同通孔が設
けられ、陽極体を構成する額縁状ガスケットは中央開口
部（陽極室）と陽極用気液同通孔および塩水供給用同通
孔とをそれぞれ結ぶ連通孔を有し、陰極体を構成する額
縁状ガスケットは中央開口部（陰極室）と陰極用気液同
通孔および希薄苛性ソーダ供給用同道孔とを結ぶ連通孔
を有している。

Ｃ発明が解決しようとする問題点〕上記の如き構造を有する単極式フィルタープレス型食塩
電解装置では、一般に、陰極は水素ガスの生成反応を起
こし易くするために鉄系やニッケル系の材料で構成され
、また、陽極は塩素ガスが発生したり、僅かに酸性であ
るので、これらに耐性のあるチタン系の材料で構成され
ている。ところが、額縁状枠の上部辺を走る陽極用気液
同通孔および陰極用気液同通孔は陽極体、陰極体および
ガスゲットを共通に通るために、陽極用気液同通孔中を
流れる塩素ガス、塩水、水素イオン等が陰極部を侵食す
る一方、陰極用気液同通孔中を流れる苛性ソーダ、水素
ガス等が陽極部を侵食して電極部の寿命を短かくすると
いう問題がある。

また、陽極部から陰極部にこの同通孔を通って電流がリ
ークし、陽極部で発生した酸素ガスが水素ガス中に混入
したり、陰極部で発生した水素ガスが塩素ガス中に混入
することにより爆鳴気を形成する恐れがあり大変危険で
ある。

一方、額縁状枠の上部辺の同通孔に於ても同様な問題が
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記の如き問題点を解決するために、本発明で
は、陰極体を構成する額縁状枠に形成された陽極用気液
同通孔及び塩水供給用同通孔の内壁面、および陽極体を
構成する額縁状枠に形成された陰極用気液同通孔及び希
薄苛性ソーダ供給用同通孔の内壁面を、電極部に隣接す
るいずれかのガスケットの対応する同道孔周辺にスリー
ブ状延長部を設けることによってそれらの内壁面を被覆
し、電極材料を保護する。

ガスケットは一般に陽極気液および陰極気液の両方なら
びに供給液に対して耐性のある材料によって構成されて
いるので、電極体の侵食され易い部分をガスケットで覆
うことによって電極体のその部分は保護される。なお、
このとき、各電極体の同道孔の内壁面を覆うガスケット
のスリーブ状延長部は、電極部のどちら側に隣接するガ
スケントに存在してもよい。

〔実施例〕

以下に図面を参照して本発明の実施例について説明する
。第１図は、本発明の実施例の単極式フィルタープレス
型食塩電解装置の断面図であり、額縁状枠の主要面に対
して垂直な面で切った断面図である。同図において、陰
極部１−ガスケット２−陰極部３−ガスケット４−イオ
ン交換膜５−ガスケット６−陽極部７−ガスケット８−
陽極部９〜ガスケント１０−イオン交換膜１１−ガスケ
ット１２が繰り返して配置され、フィルタープレス型に
締め付けて固定されている。第２図（ア）〜（オ）は、
それぞれ、陰極部１または３、ガスケント２、ガスケツ
）４，６．１０または１２、陽極部７または９、ガスケ
ット８の斜視図である。第３図は第１図の線分ｍ−ｍで
切って下方を見たガスケット２−陰極部３−ガスケット
４−イオン交換膜５−ガスケット６−陽極部７−ガスケ
ット８の分解した状態における端面図である。

第２図に見られる如く、陰極部１．３、陽極部７．９お
よびガスケット２，４，６，８，１０．１２はいずれも
額縁状枠部を有し、それらの上部辺および下部辺にはそ
れぞれ２つづつ孔が対応して設けられており、これらの
部材をフィルタープレス式に締め付けたとき、上部辺に
陽極用気液同通孔２１および陰極用気液同通孔２２、下
部辺に希薄苛性ソーダ供給用同通孔２３および塩水供給
用同通孔２４が形成されるようになっている。

陰極部１．３は額縁状枠中実開口部にメツシュ型電解用
電極１ｍ、３ｍを有している。陰極部１゜３は、特に限
定するわけではないが、一般に、鉄からなり、必要に応
じて、ニッケルあるいはニッケルーコバルトでメンキし
て使用される。

同様にして、陽極部７．９は額縁状枠中実開口部にメツ
シュ型電解用電極７ｍ、９ｍを有している。陽極部７．
９は、特に限定するわけではないが、一般に、チタンか
らなり、必要に応じて、酸化ルテニウム、あるいは酸化
イリジウムと酸化ルテニウム、あるいは白金と酸化イリ
ジウムと酸化ルテニウム、によるコーティングを設けた
ものが使用される。

イオン交換膜５，１１は陽極と陰極の間にあってナトリ
ウムイオンを選択的に透過させるために用いられるが、
その形状はそれぞれガスケット４と６の間およびガスケ
ットＩＯと１２の間に挾持されて中央開口部を覆うよう
なものであればよく、典型的には、第２図（つ）に二点
鎖線で示した形状を有する矩形フィルム状であることが
できる。

イオン交換膜の材質は従来慣用のものでよい。

陰極体を構成するガスケット２には、中央開口部と上部
辺の陰極用気液同通孔２２および下部辺の希薄苛性ソー
ダ供給用同道孔２３とをそれぞれ結ぶ連通孔２５　、２
６を有している。

一方、陽極体を構成するガスケット８には中央開口部と
上部辺の陽極用気液同通孔２１および下部辺の塩水供給
用同通孔２４とをそれぞれ結ぶ連通孔２７　、２８を有
している。

ガスケット２．４，６，８，１０．１２の材料は陽極気
液および陰極気液の両方ならびに希薄苛性ソーダおよび
、塩水に対して耐性のあるいくらか弾性のあるものであ
ればよく、例えば、ＥＰＤＭとか２弗化ビニリデン重合
体を用いることができる。

本発明によれば、第２図（ア）（イ）に示す如く、陰極
部１，３に形成する陽極用気液同通孔２１ａ及び塩水供
給用同通孔２４ａは他の孔２２　、２３よりひとまわり
大きく、かつガスケット２は陽極用気液同通孔及び塩水
供給用同通孔の部分にスリープ状延長部２ａ　ｒ　２ａ
　’および２ｂ、２ｂ’　　（２ａ’、　２ｂ’は第２
図（イ）では見えないが、ガスケット２の裏側にそれぞ
れ２ａ　、　２ｂと対称的に存在する。第１図および第
３図参照されたい。）を有し、これらがフィルタープレ
ス式に締め付けられた場合、ガスケットのスリーブ状延
長部２ａ、２ａ’　、　２ｂ、２ｂ’が陰極部１．３の
陽極用気液同通孔２１ａ、２１ｂ及び塩水供給用同通孔
２４ａ、２４ｂに挿入されて陰極材料を完全に覆うこと
ができるようになっている。また、これと同様にして、
ガスケット８の陰極用気液同通孔２２及び希薄苛性ソー
ダ供給用同通孔２３の部分に設けられたスリープ状延長
部８ａ　、　８ａ　’および８ｂ　、　８ｂ　’　　（
８ａ　’　、　８ｂ　’は第２図（１）には図示されて
いないが第３図に見られるようにガスケット８にそれぞ
れ８ａ’、８ｂ’と対称的に存在する。）が、陽極部７
．９に他の孔２１　、２４よりひとまわり大きく設けら
れた陰極用気液同通孔２２ａ及び希薄苛性ソーダ供給用
同道孔２３ａに挿入されて陽極材料を完全に覆うことが
できるようになっている。

こうして、このような陰極部１，３、ガスケット２、陽
極部７，９およびガスケット８を用い、ガスケット４，
６．１０．１２およびイオン交換膜５゜１１と共に第１
図（あるいは第３図）に示す如くフィルタープレス式に
締め付けた場合、陽極用気液同通孔２１及び塩水供給用
同通孔２４の内壁面は陽極部７．９とガスケット２，４
，６，８，１０゜１２（スリーブ状延長部２ａ、２ａ’
　、　２ｂ、２ｂ’を含む）だ・けによって形成され、
また陰極用気液同通孔２２及び希薄苛性ソーダ供給用同
道孔２３の内壁面は陰極部１．３とガスケット２，４，
６．８，１０゜１２（スリーブ状延長部８ａ＋８ａ’＋
　８ｂ、８ｂ’を含む）だけによって形成される。従っ
て、本発明によれば、陰極材料が陽極気液（塩素ガス、
水素イオン等）及び塩水と接触したり、陽極材料が陰極
気液（苛性ソーダ、水素ガス等）及び希薄苛性ソーダ水
溶液と接触することが防止でき、電極部の寿命が向上す
る。

なお、以上に説明した実施例では、ガスケットのスリー
ブ状延長部を陰極部１，３０問および陽極部７．９の間
に存在するガスケット２および８にそれぞれ設けて使用
したが、本発明はこの態様に限定されるものではない、
すなわち、例えば、陰極部１の孔２１ａ、２４ａを覆う
スリーブ状延長部は、陰極部１に隣接するガスケット２
または１２のいずれに設けてもよいし、さらにはガスケ
ント２および１２０両方に設けて２つ合せて孔２１ａ。

２４ａを覆うようにしてもよい、同様にして、陰極部３
の孔２１ａ、２４ａ、陽極部７の孔２２ａ、２３ａ。

陽極部９の孔２２ａ、２３ａは、それぞれ独立に、それ
らと隣接するガスケットのどれかにスリーブ状延長部を
設けて覆うようにしてもよい。

また、以上の例では、電極材料の腐食が激しい部分だけ
をガスケットのスリーブ状延長部で覆って保護したが、
同道孔２１〜２４において電極材料が孔２１〜２４に露
出する部分はその他の部分においても一部あるいは全部
をガスケットのスリーブ状延長部で覆って保護すること
は任意であり、必要に応じて採用される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、単極式フィルタープレス型イオン交換
膜電解装置において、陰極材料が陽極気液及び塩水とあ
るいは陽極材料が陰極気液及び希薄苛性ソーダ水溶液と
接触することを簡易に防止でき、電極の交換寿命を１ｉ
Ｅ−ｊＬすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の食塩電解装置の長手方向断面
図、第２図（ア）〜（イ）は第１図の装置の主要部材の
斜視図、第３図は第１図の線分■−ｍで切って下方を見
た主要部品の分解端面図である。 ■、３・・・陰極部、２．４，６，８．１０．１２・・・ガスケット、７．９
・・・陽極部、　　　５，１１・・・イオン交換膜、２
１・・・陽極用気液同通孔、２２・・・陰極用気液同通孔、２３・・・希薄苛性ソーダ供給用同道孔、２４・・・塩
水供給用同通孔、２ａ、２ａ’　＋　２ｂ、２ｂ’　１８ａ、８ａ’　、
８ｂ、８ｂ’　−・・ガスケットのスリーブ状延長部、２１ａ・・・陰極部の陽極用気液同通孔、２２ａ・・・
陽極部の陰極用気液同通孔、２３ａ・・・陽極部の希薄
苛性ソーダ供給用同通孔、２４ａ・・・陰極部の塩水供
給用同通孔。第１図第３図手続補正書（方式）６゜昭和６０年７月２　日７゜

Claims

【特許請求の範囲】１、電解用電極を額縁状枠中央開口部に取り付けた電極
部を額縁状ガスケットを介して２つ重ね合せて電極体と
し、該電極体構造を持つ陽極体および陰極体を額縁状枠
中央開口部を覆うイオン交換膜を介在して繰り返して配
置し、各電極体とイオン交換膜の間に額縁状ガスケット
を配置し、電極部およびガスケットを構成する額縁状枠
は、上部辺に陰極用気液同通孔および陽極用気液同通孔
、下部辺に希薄苛性ソーダ供給用同通孔および塩水供給
用同通孔を有し、陽極体を構成する額縁状ガスケットは
中央開口部と陽極用気液同通孔および塩水供給用同通孔
とを結ぶ連通孔を有し、陰極体を構成する額縁状ガスケ
ットは中央開口部と陰極用気液同通孔および希薄苛性ソ
ーダ供給用同通孔とを結ぶ連通孔を有する単極式フィル
タープレス型イオン交換膜法食塩電解装置において、陽極体を構成する額縁状枠に形成された陰極用気液同通
孔および希薄苛性ソーダ供給用同通孔の内壁面および陰
極体を構成する額縁状枠に形成された陽極用気液同通孔
および塩水供給用同通孔の内壁面がそれぞれ電極部に隣
接するいずれかのガスケットの対応する同通孔周辺部に
設けたスリーブ状延長部によって覆われて保護されてい
ることを特徴とするイオン交換膜法食塩電解装置。