JPS6139397B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6139397B2 JPS6139397B2 JP53163590A JP16359078A JPS6139397B2 JP S6139397 B2 JPS6139397 B2 JP S6139397B2 JP 53163590 A JP53163590 A JP 53163590A JP 16359078 A JP16359078 A JP 16359078A JP S6139397 B2 JPS6139397 B2 JP S6139397B2
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- JP
- Japan
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- anode
- gas
- cathode
- anode chamber
- chamber
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は陽イオン交換膜を使用し、アルカリ金
属塩化物水溶液を電解する場合、従来から知られ
ている装置並びに方法よりも優れた利点を有する
新規な塩素およびアルカリ金属水酸化物、例えば
水酸化ナトリウムを製造する装置並びに方法に関
するものである。
属塩化物水溶液を電解する場合、従来から知られ
ている装置並びに方法よりも優れた利点を有する
新規な塩素およびアルカリ金属水酸化物、例えば
水酸化ナトリウムを製造する装置並びに方法に関
するものである。
近年アルカリ金属塩化物水溶液の電解方法とし
ては陽イオン交換膜を使用する方法があり、更に
陽イオン交換膜を使用する電解槽としてはフイル
タープレス型の電解槽が提案されている。
ては陽イオン交換膜を使用する方法があり、更に
陽イオン交換膜を使用する電解槽としてはフイル
タープレス型の電解槽が提案されている。
陽イオン交換膜を使用し、フイルタープレス型
の電解槽でアルカリ金属水酸化物を製造する従来
法は次のような(イ)〜(ホ)の欠点が指摘され、工業的
には著しく不利である。
の電解槽でアルカリ金属水酸化物を製造する従来
法は次のような(イ)〜(ホ)の欠点が指摘され、工業的
には著しく不利である。
即ち従来のフイルタープレス型電解槽を使用す
る方法は、 (イ)１セル当たりの生産量が少ないため非常に数多
くのセルを管理し、運転しなければならない。
る方法は、 (イ)１セル当たりの生産量が少ないため非常に数多
くのセルを管理し、運転しなければならない。
(ロ)各セルの電解液濃度を均一にするため大量の電
解液を各セルに循環しなければならない。従つて
設備費が増加し、工業的に不利である。
解液を各セルに循環しなければならない。従つて
設備費が増加し、工業的に不利である。
(ハ)各セル毎に数多くの接続部を有するため、電解
液の漏洩の心配がある。
液の漏洩の心配がある。
(ニ)電解液の循環は漏洩電流の発生につながり電流
効率の損失や装置の腐食を惹起する。
効率の損失や装置の腐食を惹起する。
(ホ)更に従来のフイルタープレス型電解槽における
塩素ガスの分離は塩素ガスの気泡を含んだままで
塩水をセル外に取り出し気液分離装置で分離する
のが一般的である。
塩素ガスの分離は塩素ガスの気泡を含んだままで
塩水をセル外に取り出し気液分離装置で分離する
のが一般的である。
この場合陽極室断面より径の小さい管等で陽極
室と気液分離装置とを接続しているためセル中の
塩素ガスは滞留を起こしやすく、一部セル中で気
液分離を起こし、陽極室内に塩素ガスの気相が存
在する。
室と気液分離装置とを接続しているためセル中の
塩素ガスは滞留を起こしやすく、一部セル中で気
液分離を起こし、陽極室内に塩素ガスの気相が存
在する。
この塩素ガスの滞留は槽電圧の上昇を招き、又
塩素ガスの気相は陰極液中への塩素ガスの透過を
大ならしめ、アルカリ金属水酸化物の品質の低下
を招く。
塩素ガスの気相は陰極液中への塩素ガスの透過を
大ならしめ、アルカリ金属水酸化物の品質の低下
を招く。
本発明者等は上記従来の装置並びに方法の欠点
を克服すべく、陽イオン交換膜を使用する電解槽
及び電解方法について鋭意研究を重ねた結果、遂
に本発明を完成するに至つたものである。
を克服すべく、陽イオン交換膜を使用する電解槽
及び電解方法について鋭意研究を重ねた結果、遂
に本発明を完成するに至つたものである。
即ち、本発明の第１は電解槽底板に垂直に植設
された複数の長方形の金属陽極群と、それらをと
りかこむように形成され且つ前記陽極群と相対峙
する複数の陰極群を構成する陰極フインガーとを
有し、該陽極と該陰極との間に張設されている陽
イオン交換膜により陽極室と陰極室とに分離され
たアルカリ金属塩化物水溶液の単極式フインガー
型電解槽において、陽極室内で発生する塩素ガス
と陽極液とが気液分離して生じた気液界面の表面
積が、陰極、陽極が相対峙している部分の陽極室
の水平断面積の総和よりも大となる位置に陽極液
出口を備えてなる電解槽を、本発明の第２は電解
槽底板に垂直に植設された複数の長方形の金属陽
極群と、それらをとりかこむように形成され且つ
前記陽極群と相対峙する複数の陰極群を構成する
陰極フインガーとを有し、該陽極と該陰極との間
に張設されている陽イオン交換膜により陽極室と
陰極室とに分離されたアルカリ金属塩化物水溶液
の単極式フインガー型電解槽を使用する電解方法
において、陽極室内で発生する塩素ガスと陽極液
とが気液分離して生じた気液界面の表面積が、陰
極、陽極が相対峙している部分の陽極室の水平断
面積の総和よりも大となる位置に陽極液の液位を
保持し、陽極室下部に塩素ガスの気泡を実質的に
含まない塩水を満たし、陽極室上部が塩素ガスの
気泡を含んだ塩水と陽極室で発生した塩素ガスか
らなる気相とによつて満たされた状態で電解する
ことを特徴とするアルカリ金属塩化物水溶液の電
解方法をそれぞれ内容とするものである。
された複数の長方形の金属陽極群と、それらをと
りかこむように形成され且つ前記陽極群と相対峙
する複数の陰極群を構成する陰極フインガーとを
有し、該陽極と該陰極との間に張設されている陽
イオン交換膜により陽極室と陰極室とに分離され
たアルカリ金属塩化物水溶液の単極式フインガー
型電解槽において、陽極室内で発生する塩素ガス
と陽極液とが気液分離して生じた気液界面の表面
積が、陰極、陽極が相対峙している部分の陽極室
の水平断面積の総和よりも大となる位置に陽極液
出口を備えてなる電解槽を、本発明の第２は電解
槽底板に垂直に植設された複数の長方形の金属陽
極群と、それらをとりかこむように形成され且つ
前記陽極群と相対峙する複数の陰極群を構成する
陰極フインガーとを有し、該陽極と該陰極との間
に張設されている陽イオン交換膜により陽極室と
陰極室とに分離されたアルカリ金属塩化物水溶液
の単極式フインガー型電解槽を使用する電解方法
において、陽極室内で発生する塩素ガスと陽極液
とが気液分離して生じた気液界面の表面積が、陰
極、陽極が相対峙している部分の陽極室の水平断
面積の総和よりも大となる位置に陽極液の液位を
保持し、陽極室下部に塩素ガスの気泡を実質的に
含まない塩水を満たし、陽極室上部が塩素ガスの
気泡を含んだ塩水と陽極室で発生した塩素ガスか
らなる気相とによつて満たされた状態で電解する
ことを特徴とするアルカリ金属塩化物水溶液の電
解方法をそれぞれ内容とするものである。
本発明は塩素ガスと陽極液とが気液分離して生
じた気液界面を陰極、陽極が相対峙する部分の陽
極室の水平断面積の総和より大きくし、各陽極室
と隣りの陽極室とを夫々上及び／又は下で連続
し、陽極室に塩水を少なくとも１ケ所の塩水供給
口より供給し、陽極室より淡塩水及び塩素ガスを
夫々少なくとも１ケ所の取り口より取り出しなが
ら電解する。又、陰極室への注加水は陰極室が
夫々連続している場合には少なくとも１ケ所の注
加水注入口より注入することができる。更に生成
したアルカリ金属水酸化物水溶液の抜出口よりア
ルカリ金属水酸化物水溶液を、少なくとも１ケ所
の水素ガス抜出口より水素ガスを夫々系外に取出
すことができるため、前記従来法の欠点がことご
とく解消されることが確認された。
じた気液界面を陰極、陽極が相対峙する部分の陽
極室の水平断面積の総和より大きくし、各陽極室
と隣りの陽極室とを夫々上及び／又は下で連続
し、陽極室に塩水を少なくとも１ケ所の塩水供給
口より供給し、陽極室より淡塩水及び塩素ガスを
夫々少なくとも１ケ所の取り口より取り出しなが
ら電解する。又、陰極室への注加水は陰極室が
夫々連続している場合には少なくとも１ケ所の注
加水注入口より注入することができる。更に生成
したアルカリ金属水酸化物水溶液の抜出口よりア
ルカリ金属水酸化物水溶液を、少なくとも１ケ所
の水素ガス抜出口より水素ガスを夫々系外に取出
すことができるため、前記従来法の欠点がことご
とく解消されることが確認された。
前記に使用される金属陽極群は拡張する性能を
有する寸法安定性のある電極を使用することが望
ましく、又陽極導体を挾んでその両側に陽極板を
備えた形状の電極を使用することもできる。
有する寸法安定性のある電極を使用することが望
ましく、又陽極導体を挾んでその両側に陽極板を
備えた形状の電極を使用することもできる。
この様な陽極の両外側には陽イオン交換膜が配
置される。更に陽イオン交換膜の外側には陰極フ
インガーを構成する陰極が配置される。
置される。更に陽イオン交換膜の外側には陰極フ
インガーを構成する陰極が配置される。
陰極は多孔板状体、網状体又は格子状体である
ことが望ましい。
ことが望ましい。
次ぎに、本発明の一実施の態様を図面によつて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図、第２図は陽イオン交換膜を使用する従
来の一般的な電解槽の概略断面図である。５は陽
イオン交換膜であり、該膜により陽極室９と陰極
室８とに分離されている。陽極室９では１より塩
水が供給され、発生した塩素ガスを４の気液界面
で分離する。３は塩素ガス抜出口、２は淡塩水の
抜出口である。一方、陰極室８では注加水が注入
口１０より導入され、発生した水素ガスを４′の
気液界面で分離する。１２は水素ガス抜出口、１
１は生成したアルカリ金属水酸化物水溶液の抜出
口である。
来の一般的な電解槽の概略断面図である。５は陽
イオン交換膜であり、該膜により陽極室９と陰極
室８とに分離されている。陽極室９では１より塩
水が供給され、発生した塩素ガスを４の気液界面
で分離する。３は塩素ガス抜出口、２は淡塩水の
抜出口である。一方、陰極室８では注加水が注入
口１０より導入され、発生した水素ガスを４′の
気液界面で分離する。１２は水素ガス抜出口、１
１は生成したアルカリ金属水酸化物水溶液の抜出
口である。
第３図は本発明に使用される電解槽の一実施態
様の概略断面図で、５は陽イオン交換膜、９は陽
極室、８は陰極室である。７，６は夫々上部及び
下部の連続陽極室で９の陽極室を通じて連続一体
となつている。
様の概略断面図で、５は陽イオン交換膜、９は陽
極室、８は陰極室である。７，６は夫々上部及び
下部の連続陽極室で９の陽極室を通じて連続一体
となつている。
塩水供給口１より供給された塩水は陽極室９で
電解されながら淡塩水となり、同時に陽極で発生
した塩素ガスを包含しながら上昇し、上部連続陽
極室７に達する。上部連続陽極室７で塩素ガスか
らなる気相と淡塩水相に気液界面４で分離され、
塩素ガスは塩素ガス抜出口３より電解槽外へ排出
され、淡塩水は淡塩水抜出口２より排出される。
電解されながら淡塩水となり、同時に陽極で発生
した塩素ガスを包含しながら上昇し、上部連続陽
極室７に達する。上部連続陽極室７で塩素ガスか
らなる気相と淡塩水相に気液界面４で分離され、
塩素ガスは塩素ガス抜出口３より電解槽外へ排出
され、淡塩水は淡塩水抜出口２より排出される。
一方、陰極室８の注加水注入口１０より注加水
が導入され、上方で水素ガスからなる気相と陰極
液相に気液界面４′で分離され、水素ガスは抜出
口１２より、また生成したアルカリ金属水酸化物
水溶液は抜出口１１より電解槽外へ排出される。
が導入され、上方で水素ガスからなる気相と陰極
液相に気液界面４′で分離され、水素ガスは抜出
口１２より、また生成したアルカリ金属水酸化物
水溶液は抜出口１１より電解槽外へ排出される。
第４図は第３図に示した本発明の電解槽のＸ―
Ｘ概略断面図で、陰極室８が周縁部を通じて連続
していることを示す。
Ｘ概略断面図で、陰極室８が周縁部を通じて連続
していることを示す。
かくて、本発明は塩素ガスと陽極液とが気液分
離して生じた気液分離界面の表面積（□PQRS）
が陰極、陽極が相対峙している部分の陽極室の水
平断面積の総和（A1＋A2＋A3＋A4＋A5）よりも
大きいため、塩素ガスの陽極室内における滞留が
殆どなく、塩素ガスの上昇が円滑に行われ、この
ため低電圧で運転ができ且つ生成アルカリ金属水
酸化物の高品質が達成される。又、陽極室が上部
及び／又は下部で一体とすること、更に陰極室も
連続一体化することにより運転管理を著しく簡便
にすることができる等の利点がある。
離して生じた気液分離界面の表面積（□PQRS）
が陰極、陽極が相対峙している部分の陽極室の水
平断面積の総和（A1＋A2＋A3＋A4＋A5）よりも
大きいため、塩素ガスの陽極室内における滞留が
殆どなく、塩素ガスの上昇が円滑に行われ、この
ため低電圧で運転ができ且つ生成アルカリ金属水
酸化物の高品質が達成される。又、陽極室が上部
及び／又は下部で一体とすること、更に陰極室も
連続一体化することにより運転管理を著しく簡便
にすることができる等の利点がある。
第１及び第２図は夫々従来の陽イオン交換膜を
使用する電解槽の一例を示す概略断面図、第３図
は本発明の電解槽の一実施例の概略断面図、第４
図は第３図におけるＸ―Ｘ断面図である。 １…塩水供給口、２…淡塩水抜出口、３…塩素
ガス抜出口、４，４′…気液界面、５…陽イオン
交換膜、６…下部連続陽極室、７…上部連続陽極
室、８…陰極室、９…陽極室、１０…注加水注入
口、１１…アルカリ金属水酸化物水溶液抜出口、
１２…水素ガス抜出口、□PQRS…陽極室内で発
生する塩素ガスと陽極液とが気液分離して生じた
気液界面の表面積、A1＋A2＋A3＋A4＋A5…陰
極、陽極が相対峙している部分の陽極室の水平断
面積の総和。
使用する電解槽の一例を示す概略断面図、第３図
は本発明の電解槽の一実施例の概略断面図、第４
図は第３図におけるＸ―Ｘ断面図である。 １…塩水供給口、２…淡塩水抜出口、３…塩素
ガス抜出口、４，４′…気液界面、５…陽イオン
交換膜、６…下部連続陽極室、７…上部連続陽極
室、８…陰極室、９…陽極室、１０…注加水注入
口、１１…アルカリ金属水酸化物水溶液抜出口、
１２…水素ガス抜出口、□PQRS…陽極室内で発
生する塩素ガスと陽極液とが気液分離して生じた
気液界面の表面積、A1＋A2＋A3＋A4＋A5…陰
極、陽極が相対峙している部分の陽極室の水平断
面積の総和。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電解槽底板に垂直に植設された複数の長方形
の金属陽極群と、それらをとりかこむように形成
され且つ前記陽極群と相対峙する複数の陰極群を
構成する陰極フインガーとを有し、該陽極と該陰
極との間に張設されている陽イオン交換膜により
陽極室と陰極室とに分離されたアルカリ金属塩化
物水溶液の単極式フインガー型電解槽において、
陽極室内で発生する塩素ガスと陽極液とが気液分
離して生じた気液界面の表面積が、陰極、陽極が
相対峙している部分の陽極室の水平断面積の総和
よりも大となる位置に陽極液出口を備えてなる電
解槽。 ２ 電解槽底板に垂直に植設された複数の長方形
の金属陽極群と、それらをとりかこむように形成
され且つ前記陽極群と相対峙する複数の陰極群を
構成する陰極フインガーとを有し、該陽極と該陰
極との間に張設されている陽イオン交換膜により
陽極室と陰極室とに分離されたアルカリ金属塩化
物水溶液の単極式フインガー型電解槽を使用する
方法において、陽極室内で発生する塩素ガスと陽
極液とが気液分離して生じた気液界面の表面積
が、陰極、陽極が相対峙している部分の陽極室の
水平断面積の総和よりも大となる位置に陽極液の
液位を保持し、陽極室下部に塩素ガスの気泡を実
質的に含まない塩水を満たし、陽極室上部が塩素
ガスの気泡を含んだ塩水と陽極室で発生した塩素
ガスからなる気相とによつて満たされた状態で電
解することを特徴とするアルカリ金属塩化物水溶
液の電解方法。 ３ 塩素ガスと陽極液とが気液分離して生じた陽
極室内の気液界面を水素ガスと陰極液とが気液分
離して生じた陰極室内の気液界面よりも上に保持
して電解する特許請求の範囲第２項記載のアルカ
リ金属塩化物水溶液の電解方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16359078A JPS5591988A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Electrolytic cell and electrolysis method |
| US06/104,773 US4278526A (en) | 1978-12-28 | 1979-12-18 | Apparatus for electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution |
| GB7943686A GB2038878B (en) | 1978-12-28 | 1979-12-19 | Apparatus and process for electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution |
| CA000342466A CA1157804A (en) | 1978-12-28 | 1979-12-21 | Apparatus and process for electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution |
| DE19792951777 DE2951777A1 (de) | 1978-12-28 | 1979-12-21 | Verfahren und vorrichtung zur elektrolyse waessriger alkalimetallchloridloesungen |
| IT7951186A IT1164033B (it) | 1978-12-28 | 1979-12-24 | Apparecchio e procedimento per l'elettrolisi di una soluzione acquosa di cloruro alcalino |
| FR7931795A FR2445395A1 (fr) | 1978-12-28 | 1979-12-27 | Appareil et procede d'electrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de metal alcalin |
| US06/148,394 US4293395A (en) | 1978-12-28 | 1980-05-09 | Process for electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16359078A JPS5591988A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Electrolytic cell and electrolysis method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178918A Division JPS59107088A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5591988A JPS5591988A (en) | 1980-07-11 |
| JPS6139397B2 true JPS6139397B2 (ja) | 1986-09-03 |
Family
ID=15776801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16359078A Granted JPS5591988A (en) | 1978-12-28 | 1978-12-28 | Electrolytic cell and electrolysis method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5591988A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6220890A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-29 | Chlorine Eng Corp Ltd | イオン交換膜法電解槽 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3980544A (en) * | 1975-07-14 | 1976-09-14 | Olin Corporation | Apparatus and method for securing a fabricated diaphragm to electrodes in an electrolytic cell |
-
1978
- 1978-12-28 JP JP16359078A patent/JPS5591988A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5591988A (en) | 1980-07-11 |
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