JPS6314884A - 電気分解法 - Google Patents
電気分解法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
Landscapes
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (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。
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、電解槽に電解液を通し、よって機械的エネル
ギーを導入することにより物質輸率を増大させる電気分
解法に関するものである。
ギーを導入することにより物質輸率を増大させる電気分
解法に関するものである。
例えば水溶液において電気機成的反応を得るために、極
めて多様な電気化学的電池の実施例が使用されている。
めて多様な電気化学的電池の実施例が使用されている。
すなわち、濃度が低い場合は、例えば粒状黒鉛、金属ウ
ールまたは金属フオーム、またはエキスバンドメタルの
ステーブルの固体床を備えている電池を使用する。濃度
が高い場合は極板電池を通常使用する。また電池、特に
極板電池の効率は、物質輸率を増大させることによって
向上させることができることも知られている。これは例
えば、処理しようとする試剤を電池を介して高速で循環
させ、処理した液体を続いて電荷態様で送ることで、あ
るいは電池の前に装置に少滴量を付加し電池の後に対応
して少滴量を除去することで達成される。物質輸率を増
大させる他の方法には機械的攪拌や電池へのガスの導入
がある。
ールまたは金属フオーム、またはエキスバンドメタルの
ステーブルの固体床を備えている電池を使用する。濃度
が高い場合は極板電池を通常使用する。また電池、特に
極板電池の効率は、物質輸率を増大させることによって
向上させることができることも知られている。これは例
えば、処理しようとする試剤を電池を介して高速で循環
させ、処理した液体を続いて電荷態様で送ることで、あ
るいは電池の前に装置に少滴量を付加し電池の後に対応
して少滴量を除去することで達成される。物質輸率を増
大させる他の方法には機械的攪拌や電池へのガスの導入
がある。
上昇する気泡も物質輸率を増大させる。またしばしば、
電解液と電極の相対運動を高めるため電極を運動させる
。これは電極を振動させたり、固体床の周囲に乱流を生
じたり、電極を回転させたりすることによって達成する
ことができる。また粒子その他の物体の機械的運動によ
って極板電池においてバリヤ一層を乱し破壊して、物質
輸率を増大させることも知られている。
電解液と電極の相対運動を高めるため電極を運動させる
。これは電極を振動させたり、固体床の周囲に乱流を生
じたり、電極を回転させたりすることによって達成する
ことができる。また粒子その他の物体の機械的運動によ
って極板電池においてバリヤ一層を乱し破壊して、物質
輸率を増大させることも知られている。
超音波の使用も同様に知られている。さらに、この後者
の方法は物質輸率が増大する利点を有しているのみなら
ず、さらに気泡が電極表面からより良好に除去されると
いう点で、該表面の気泡被覆を低減することが知られて
いる。
の方法は物質輸率が増大する利点を有しているのみなら
ず、さらに気泡が電極表面からより良好に除去されると
いう点で、該表面の気泡被覆を低減することが知られて
いる。
これに関する問題についての良い概説は、種々の運動原
理に基いた解決法の提案と共に、“ＮｅｕｅＨｕｅｔｔ
ｅ”（１９８２年９月、ｐｐ、 ３１７−３２２ ）
に発表された論文に示されている。” Ｅｒｚｍｅｔａ
ｌｌ ”（１９７４年、ｐｐ、１０７−１１４＞に発
表された別の論文は解決法の詳細な提案を述べている。
理に基いた解決法の提案と共に、“ＮｅｕｅＨｕｅｔｔ
ｅ”（１９８２年９月、ｐｐ、 ３１７−３２２ ）
に発表された論文に示されている。” Ｅｒｚｍｅｔａ
ｌｌ ”（１９７４年、ｐｐ、１０７−１１４＞に発
表された別の論文は解決法の詳細な提案を述べている。
この論文には電解槽に電解液を通す電気分解法が記載さ
れている。本発明はこの時点での技術的水準から始まる
。
れている。本発明はこの時点での技術的水準から始まる
。
さらに“口ｕａｔｅｒｌｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ ” （７
／ １９５３、ｐｐ、８４−１０１）に発表された包括
的な論文を参照されたい。
／ １９５３、ｐｐ、８４−１０１）に発表された包括
的な論文を参照されたい。
最初に述べた２つの刊行物においては、物質輸率は機械
的エネルギーを導入することによって増大するが、先行
技術においては電解槽中の電解流に関しては相違を設け
ずに、電解槽全体に対して機械的振動その他の物質輸率
を増大させる手段を作用させた。
的エネルギーを導入することによって増大するが、先行
技術においては電解槽中の電解流に関しては相違を設け
ずに、電解槽全体に対して機械的振動その他の物質輸率
を増大させる手段を作用させた。
固体床電池並びに極板電池の場合、物質輸率とは無関係
に、陰極並びに陽極の過電圧が電池の入口から出口まで
一定のままではないという問題に対処しなければならな
い。（以下、電気化学的電池とは、陰極および陽極が１
片から成っており電解流の方向で区分されておらず、従
って様々な電位を調節することができる装置を指す。）
陰極および陽極過電圧の理由は、電池の電圧は電池の入
口および出口で等しいが、電流密度は通常電池の出口で
はるかに小さいということである。
に、陰極並びに陽極の過電圧が電池の入口から出口まで
一定のままではないという問題に対処しなければならな
い。（以下、電気化学的電池とは、陰極および陽極が１
片から成っており電解流の方向で区分されておらず、従
って様々な電位を調節することができる装置を指す。）
陰極および陽極過電圧の理由は、電池の電圧は電池の入
口および出口で等しいが、電流密度は通常電池の出口で
はるかに小さいということである。
処理した溶液の抵抗率が通常そうであるように電池の入
口から出口までほぼ等しいままである場合、抵抗電圧降
下の割当ては低下する電流密度と共に変化する。電池電
圧は一定であるため過電圧は必然的に増加しなければな
らない。これは下記の式％式％ 電極過電圧の変化は極めて憂慮すべき事でもあり得る。
口から出口までほぼ等しいままである場合、抵抗電圧降
下の割当ては低下する電流密度と共に変化する。電池電
圧は一定であるため過電圧は必然的に増加しなければな
らない。これは下記の式％式％ 電極過電圧の変化は極めて憂慮すべき事でもあり得る。
というのは、電池出口で範囲に達し不所望の副反応が電
極で生じるためである。はとんどの場合これは陰極で生
じ例えば水素が発生する。
極で生じるためである。はとんどの場合これは陰極で生
じ例えば水素が発生する。
固体床電池を使用する際この問題は、電池出口で固体床
の体積を大きくしたり、例えば使用する粒状物の造粒を
小さくしたり金属ウールまたは金属フオームでの詰込み
の圧縮を強くしたりすることによって、充填密度を何と
か高めることで軽減することができる。この方法で局部
的に流れる電流を増加させることができ、抵抗電圧降下
の割肖ては再度幾分大きくなる。（例えば西ドイツ特許
明細書第２．６２２．４９７号または第３．５３２．５
７３号を比較されたい。） 従って本発明の目的は、電池出口での電流密度が目立っ
て増大すると共に不所望の副反応が何ら経験されない、
始めに述べた種類の電気分解法を提供することである。
の体積を大きくしたり、例えば使用する粒状物の造粒を
小さくしたり金属ウールまたは金属フオームでの詰込み
の圧縮を強くしたりすることによって、充填密度を何と
か高めることで軽減することができる。この方法で局部
的に流れる電流を増加させることができ、抵抗電圧降下
の割肖ては再度幾分大きくなる。（例えば西ドイツ特許
明細書第２．６２２．４９７号または第３．５３２．５
７３号を比較されたい。） 従って本発明の目的は、電池出口での電流密度が目立っ
て増大すると共に不所望の副反応が何ら経験されない、
始めに述べた種類の電気分解法を提供することである。
この問題を解決するた袷、本発明は電解流の方向に沿っ
た物質輸率の増大が本質的に伸びることを特徴としてい
る。
た物質輸率の増大が本質的に伸びることを特徴としてい
る。
本発明の基礎となる概念は、例えば電池入口でよりも出
口で強度が強い圧力波を電解液に対して作用させること
で、その場所で物質輸率が電池出口と比較して増大する
ことで、電池出口での電流密度が増大するという点に見
られる。液体を充填し上部を開放しそのハウジングを例
えば衝撃によって振動させる容器においては、振動の振
幅は側板を底部によって合わせた下部領域でよりも上部
領域で大きいことは明白である。電気化学的電池が例え
ば角形の箱から成っており電極を極板として懸垂し、こ
のような箱を振動器によって外部から振動させた場合、
振動の振幅は箱の下部領域でよりも上部領域で大きい。
口で強度が強い圧力波を電解液に対して作用させること
で、その場所で物質輸率が電池出口と比較して増大する
ことで、電池出口での電流密度が増大するという点に見
られる。液体を充填し上部を開放しそのハウジングを例
えば衝撃によって振動させる容器においては、振動の振
幅は側板を底部によって合わせた下部領域でよりも上部
領域で大きいことは明白である。電気化学的電池が例え
ば角形の箱から成っており電極を極板として懸垂し、こ
のような箱を振動器によって外部から振動させた場合、
振動の振幅は箱の下部領域でよりも上部領域で大きい。
電池入口を箱の下方部に設は出口を上方部に設けた場合
、物質輸率はこの態様で電解流の方向に沿って影響を受
けることができる。すなわち輸率は本質的に増大する。
、物質輸率はこの態様で電解流の方向に沿って影響を受
けることができる。すなわち輸率は本質的に増大する。
この方法で電池出口での気泡形成を低減するかあるいは
完全に回避することができる。
完全に回避することができる。
この態様で、１個の電池において消耗率を大きくするこ
とが可能であると共に、電極でのガス発生が何ら経験さ
れない。不所望の副反応はこの方法で回避される。多く
の反応においては、電極表面の気泡被覆が始まった際電
気化学反応はほぼ完全に停止することが予想される。
とが可能であると共に、電極でのガス発生が何ら経験さ
れない。不所望の副反応はこの方法で回避される。多く
の反応においては、電極表面の気泡被覆が始まった際電
気化学反応はほぼ完全に停止することが予想される。
従って得られる消耗率（＝人ロ濃度÷出ロ濃度）は、電
池中の気泡の発生を副反応によって回避することができ
る濃度までによって本質的に決定される。ここに述べた
方法によって、下記の計算で示すように相当の利点を得
ることができる。
池中の気泡の発生を副反応によって回避することができ
る濃度までによって本質的に決定される。ここに述べた
方法によって、下記の計算で示すように相当の利点を得
ることができる。
気泡の発生は、電池入口および出口での電流密度の差が
成る値Ｇを越えた場合に起こる。この電流密度は物質輸
率と濃度の積に比例する。電池入口の値を指数Ｇ、出口
の値を指数１、物質輸率をに１濃度をＣで示した場合、
不所望の副反応が起こらないように下記の不等式を満足
しなければならない。すなわち、 Ｃ，＞ＫＯｘＣＯ−に１ｘＣ１ 比ＫＯ：に１＝１ ： ２を得ることが可能である場合
、可能なＣ１すなわち出口濃度はＫＯ＝に１である場合
と比較して明らかに半分の量になる。これは（与られる
最終濃度はもう１度半分にしても良いことを意味する。
成る値Ｇを越えた場合に起こる。この電流密度は物質輸
率と濃度の積に比例する。電池入口の値を指数Ｇ、出口
の値を指数１、物質輸率をに１濃度をＣで示した場合、
不所望の副反応が起こらないように下記の不等式を満足
しなければならない。すなわち、 Ｃ，＞ＫＯｘＣＯ−に１ｘＣ１ 比ＫＯ：に１＝１ ： ２を得ることが可能である場合
、可能なＣ１すなわち出口濃度はＫＯ＝に１である場合
と比較して明らかに半分の量になる。これは（与られる
最終濃度はもう１度半分にしても良いことを意味する。
物質輸率の変化も極めて大きくなり、従って対応して強
力な出口濃度の低減が可能になる。
力な出口濃度の低減が可能になる。
本発明の好適な実施例を添付図面を参照して以下説明す
る。
る。
第１図は電解液２を中に有している電解槽の容器１を示
す。電解液中には隔膜４によって取囲んだ陽極３並びに
複数の陰極５を浸漬する。電解液は側面の入口８を介し
て矢印９の方向で容器１中に連続的に供給する。電解液
は容器の上端での溢流または穴その他のそこに設けた手
段を介して容器を退出する。容器の底部に配設した多岐
管（図示せず）は電解液を均等に分配し、電解槽中のそ
の流れの方向を矢印１０で示す。
す。電解液中には隔膜４によって取囲んだ陽極３並びに
複数の陰極５を浸漬する。電解液は側面の入口８を介し
て矢印９の方向で容器１中に連続的に供給する。電解液
は容器の上端での溢流または穴その他のそこに設けた手
段を介して容器を退出する。容器の底部に配設した多岐
管（図示せず）は電解液を均等に分配し、電解槽中のそ
の流れの方向を矢印１０で示す。
本発明による方法の原理を説明するため、第１図の左側
は複数の攪拌手段１１，１２，１３，１４．１５を電解
流１０の方向に設けたことを示す。
は複数の攪拌手段１１，１２，１３，１４．１５を電解
流１０の方向に設けたことを示す。
電解液入口付近に設けた最下攪拌器１１は低い毎分回転
速度で駆動し、出口付近の最上攪拌器１５は最も高い毎
分回転速度で駆動する。その間に設けた攪拌器は、攪拌
器によって発生される電解液の攪拌が電解流の方向で増
大するように中間回転速度で駆動する。
速度で駆動し、出口付近の最上攪拌器１５は最も高い毎
分回転速度で駆動する。その間に設けた攪拌器は、攪拌
器によって発生される電解液の攪拌が電解流の方向で増
大するように中間回転速度で駆動する。
この図は単に本発明による方法の原理を説明しようとす
るものである。実際には、物質輸率のそのように生じる
増大は異なる方法で、好ましくは振動器６によって達成
される。振動器は容器１の壁部、好ましくは壁部の上部
領域に固定し、従ってそれによって発生される音波は容
器の出口領域で最大振幅を有する。また容器の壁部に複
数の振動器６を重ねて固定することも可能であり、その
場合最上振動器は最下振動器より大きな振幅を有する。
るものである。実際には、物質輸率のそのように生じる
増大は異なる方法で、好ましくは振動器６によって達成
される。振動器は容器１の壁部、好ましくは壁部の上部
領域に固定し、従ってそれによって発生される音波は容
器の出口領域で最大振幅を有する。また容器の壁部に複
数の振動器６を重ねて固定することも可能であり、その
場合最上振動器は最下振動器より大きな振幅を有する。
実験により、所望の効果を得るには、これらの振動器ま
たは少なくとも１つの振動器によって、容器１の少なく
とも１つの壁を振動させることで十分であることがわか
った。これは、先行技術において電解流の方向で物質輸
率に影響を及ぼすことも不可能であった場合そうであっ
たように、電解容器全体を振動させる必要はないことを
意味する。
たは少なくとも１つの振動器によって、容器１の少なく
とも１つの壁を振動させることで十分であることがわか
った。これは、先行技術において電解流の方向で物質輸
率に影響を及ぼすことも不可能であった場合そうであっ
たように、電解容器全体を振動させる必要はないことを
意味する。
さらに別の解決法を特許請求の範囲に示した。
例えば電極３および（または）５を同様に振動させても
良いなどである。全ての原理に共通するのは、電解槽に
導入する振動エネルギーが入口の領域でよりも出口の領
域で大きいことである。
良いなどである。全ての原理に共通するのは、電解槽に
導入する振動エネルギーが入口の領域でよりも出口の領
域で大きいことである。
また第１図は、振動器６が極板３，５の平面にほぼ直角
である矢印７の方向で振動を発することも示している。
である矢印７の方向で振動を発することも示している。
第２図は、さらに説明するため、電解流１０の方向を横
座標Ｘとして表わした図を示す。縦座標Ｙとしては電解
槽に作用する機械的振動の振幅を表わす。またこれは電
解槽の入口１６では出口１７でより小さな振幅が電解液
に作用することも示している。これは曲線１８で示す。
座標Ｘとして表わした図を示す。縦座標Ｙとしては電解
槽に作用する機械的振動の振幅を表わす。またこれは電
解槽の入口１６では出口１７でより小さな振幅が電解液
に作用することも示している。これは曲線１８で示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電気分解法の原理を説明する電解
槽の概略図、 第２図は例として電解流の方向での電解槽の長さく第１
図の電解槽の高さに相当する）に渡って使用する圧力波
の振幅を示す図である。 １・・・容器、２・・・電解液、３・・・陽極、４・・
・隔膜、５・・・陰極、６・・・振動器、８・・・入口
、１１〜１５・・・攪拌手段。 口９．１
槽の概略図、 第２図は例として電解流の方向での電解槽の長さく第１
図の電解槽の高さに相当する）に渡って使用する圧力波
の振幅を示す図である。 １・・・容器、２・・・電解液、３・・・陽極、４・・
・隔膜、５・・・陰極、６・・・振動器、８・・・入口
、１１〜１５・・・攪拌手段。 口９．１
Claims (8)
- （１）電解槽（１）に電解液（２）を通し、よって機械
的エネルギーを導入することにより物質輸率を増大させ
る電気分解法において、電解流の方向（１０）に沿った
物質輸率の増大が本質的に伸びることを特徴とする上記
電気分解法。 - （２）物質輸率の増大は電極および電解液の相対運動に
よって得られることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項に記載の電気分解法。 - （３）物質輸率の増大は、互いに対して平行に配設した
電極面に対してほぼ直角に拡大する圧力波を電解液に対
して作用させることで得られることを特徴とする、特許
請求の範囲第１項に記載の電気分解法。 - （４）電解流の方向に沿った物質輸率の差は上記圧力波
の振幅の変化によって得られることを特徴とする、特許
請求の範囲第３項に記載の電気分解法。 - （５）電解槽出口の領域での上記圧力波の振幅は、電解
槽入口の領域と比較して少なくとも４倍であることを特
徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の電気分解法。 - （６）上記圧力波は電気化学的電池のハウジングに固定
した１つまたは複数の発生装置によって発生されること
を特徴とする、特許請求の範囲第４項または第５項に記
載の電気分解法。 - （７）電解流の方向に沿った上記圧力波の振幅の変化は
、振動器の配設および（または）電解槽ハウジングの構
造的形状によって得られることを特徴とする、特許請求
の範囲第６項に記載の電気分解法。 - （８）電気化学反応は固体床電極上で生じることを特徴
とする、前記特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれ
かに記載の電気分解法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP86109265A EP0252172B1 (de) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | Elektrolyseverfahren |
| EP86109265.8 | 1986-07-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314884A true JPS6314884A (ja) | 1988-01-22 |
Family
ID=8195250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62021910A Pending JPS6314884A (ja) | 1986-07-07 | 1987-02-03 | 電気分解法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4806224A (ja) |
| EP (1) | EP0252172B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6314884A (ja) |
| AT (1) | ATE40720T1 (ja) |
| DE (2) | DE3662060D1 (ja) |
| ES (1) | ES2007633A6 (ja) |
| PT (1) | PT85218B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007056683A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Kashiyama Kogyo Kk | スクリューロータおよび真空ポンプ |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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