JPS63199888A - 単極型電解槽プラント - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、単極型電解槽プラントに関する。

以下には特に塩化アルカリ電解槽に限って詳しく説明す
るが、本発明が、塩化アルカリ電解槽だけに限られるも
のではないのは勿論である。

［従来の技術］ 塩化アルカリ水溶液を電解して水酸化アルカリを得る方
法は公害防止の見知から水銀法に代り隔膜法、更にはイ
オン交換膜法へと主に堅型電解槽を用いるのが主流とな
っている。

いずれの電解槽においても槽内の温度、極室液の濃度等
を一様にし、９．生ガスの排出をスムーズに行うために
極室液の循環が必要不可欠であり、それぞれ電槽がそれ
ぞれ、さまざまな極室液循環方式を採用している。その
循環方式を大別すると強制循環方式と自然循環方式とに
分けられる。自然循環方式では循環のためのポンプ、動
力が不要であり、さらに強制循環方式に比べると放熱ロ
スが少ないなどのメリットがあるが従来では極室液の濃
度を各種ごとにコントロールする必要があるため管理ポ
イントが多いという欠点、また濃度調整のための各柿配
管が各種ごとに必要であるという欠点を有していた。

Ｅ本発明の解決しようとする問題点］ 本発明の目的は従来の自然循環方式技術が有していた前
述の欠点を解消しようとするものである。

Ｅ問題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものがあ
り、イオン交換膜により室枠な介して陰陽の両電極室を
区画した複数の単位セルを締付けて構成し、各極室液の
循環を自然循環により行う気液分離器を有する単極型電
解槽の複数個からなり、隣りあった電解槽の各単位セル
は相互に電気的に接続され且つ隣りあった電解槽のそれ
ぞれ同極液の気液分離器は、一体的に形成せしめたこと
を特徴とする単極型電解槽プラントを提供するものであ
る。

以下本発明の実施例を図面に従って説明する。第１図は
、２つの単極型電解槽に本発明のプラントである。　（
＋）　、　（２）は、電解槽のそれぞれ陰（陽）極液及
び陰（陽）極液気液分離器である。濃度調整のための飽
和塩水、又は純水は共通下降管（３）に供給される。各
単位セルの電解室（４）で発生したＨ２ガス又はＣＩ２
ガスのため上昇流となった極室液は、室枠における極液
の出口（５）を通じて流通路（ダクト）に入り、電解槽
の上方に設けられた気液分離器（＋’）　、　（２）に
入る。気液分離器では、ガスと極液とが分離され下降管
（３）に流入し、下部ヘッダー（６）にて分流され、次
いで流通路（７）。

（７′）及び極液入口（８）を通じて電極室に入る。好
ましくは、下降管（３）にて、陽極液の場合には飽和塩
水、陰極液の場合には、水又は稀釈アルカリが循環液に
供給される。

第１図の電解槽では、気液分離器は、完全に１個の分離
器からなる例であるが、装置の複雑さ及び効率上の難点
はあるが、液の連通管で連絡した見かけ上２つの分離器
をもっても構成できる。同様に２つの電解槽の締付は枠
は別個の締枠にても行うことができる。

第２図は従来型の電解槽である。各種が独立に、気液分
離器、下降管、飽和塩水及び、純水の供給配管が必要で
ある。

なお、本発明の電解槽での極液循環は、必要に応じてポ
ンプ等の動力を補助的に使用することができる。

本発明のように電位差の有る電槽間で、一体化した気液
分離器を用いた場合、液を通じての通電経路を形成させ
ると液を通じて、第１図の黒矢印のごとき漏洩電流が流
れ、液流路に金属部分があると、電蝕を起す可能性が生
じる。特に室枠が金属により構成されていると、その電
蝕環境は複雑でありその予測は困難となる。更に一旦電
蝕が起きた場合の対策もむずかしく、また被害も大きい
。室枠が、電蝕の心配のないプラスチック、ゴム等の非
金属材料を主な構成材料である電解槽が本発明を適用す
るにあたって好ましい型式の電解槽である。前記漏洩電
流は電流の損失となり電流効率を低下させるので、でき
るだけ小さくすることが必要である。

漏洩電流量は通電経路長さ（と断面積Ａの比氾／Ａの通
電流路の総和に逆比例することが判明した。漏洩電流を
減らすため、いわゆる狭い流路にすると、流動抵抗が増
し、場合によっては自然循環によるにより循環流量を充
分に確保することが困難になる。すなわち第１図におい
て室枠における液出入口、および連通管をしぼることに
より漏洩電流を減らすことはり能であるが自然循環も困
難となる。流動抵抗の上界を抑え、かつ電気抵抗を大き
くするためには、通過電解液量が小さい電解質の出入口
で、ｆｌ／Ａを大きく設定することが好ましいことが°
判明した。電解質出入口の１／Ａがｆｉ／Ａの通電経路
に沿った総和の５０％以上、好ましくは７０％以上の場
合には液出入口以外では電蝕は起こりにくくなることが
判明した。かくして電蝕対策を。

電解質出入口だけに実施すれば済むので本発明を適用す
るのには好ましい構造である。

室枠を構成する材料がゴムの場合、電解質出入口を確保
するために通常金属性バイブを中子として用いるが陰極
側の場合Ｎｉ等電蝕耐性の大きい材料を、少なくとも接
液面に用いることが好ましい。　電蝕の心配のないプラ
スチックを中子として用いることが更に好ましい。

実施例１ カルボン酸型パーフルオロ陽イオン交換膜（交換容量１
．２５ｍｅｑ／１．８ｍｅｑの複合膜）をゴム製室枠を
介して構成したフィルタープレス型単極電解層を第　１
図に示すごとく　１つの締枠で　２槽分の室枠を締めつ
けて電槽を形成し、更に気液分離器を一体化した。なお
電槽の仕様、運転条件は以下の通り。

使用膜枚数　　　　　３枚 電解面積　　　　　　０．６ｒｎ″（０，２ｍ　Ｘ　１
ｍＸ　　３枚）上部通電経路のΣ９　／　Ａ　　　３．
３５ｃｍ／ｃｍ”電解室出口の　　１２　／　Ａ　　　
３．０　ｃｍ／ａｍ”ｆｉ／Ａ÷ΣＩ２／　Ａ　Ｘ　＋
００（％）−９０［％）下部通電経路のΣＩ１．　Ａ　
　　　８．３５ｃｎ＋／ｃｍ”電解室出口の　　４２　
／　Ａ　　　８．０　ｃｍ／ｃｍ”１／Ａ÷Σβ／ＡＸ
１００（％）−９６１％）電解室出入口中子材質　　陰
極側　Ｎｉ陽極側　Ｔｉ 電流　　　　　　　　　　１．２に＾（３にＡ／ｍ”）
運転条件　　　　　　　　３５％Ｎａ口ＩＩ、　　９０
℃摺電圧　　　　　　　　　３．０１Ｖ 前記電解槽を１２ケ月運転し電解液中の重金属を分析チ
ェックした結果下表に示すごとく電蝕の眺候はみられな
かった。また１２ケ運転後、解体点検したがいずれの流
動経路においても異常は観られなかった。

本　個別気液分離器電槽電解液の分析例。

実施例２ 電解質出入口の中子用、バイブな陰、陽極共にＰ　Ｔ’
　Ｆ　Ｅ製にした以外は実施例１と同様の仕様、条件で
電解槽を６ケ月運転し経時的に電解液の分析を行った。

また６ケ月運転後点検したがいずれも異常なかった。

比較例１ 陰極側電解室出入口の中子の材質を５ＩＪＳ３１６Ｌに
した以外は、実施例１と同様にして１ケ月運転した。陰
極液にはＦｅが多量に含まれていた。ｌケ月の運転後停
市１点検したところ中子の一端が電蝕により減少してい
た。

［発明の効果］ 本発明は、自然循環により電解液の循環を行っている単
極槽において、自然循環方式のメリットを生かしつつ運
転時における濃度等の管理ポイントを減少させて、運転
管理を容易にするだけではなく、各種配管を少なくシ、
特に気液分離器を一体化した場合にはスペースおよび設
備費の低減に大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の中棒型電解槽プラントで
あり、第２図は、従来型の電解槽である。 １．２−−一気液分離器、３−−−ド降管、４−一一一
電解室、　　　５−ｍ−極室液出口、６−−−−下部へ
ラダー、７一一下部ダクト、８−−−一電解室入口 ：、！−の、？・ブ）（２°シ′、−に変更なし）第１
図 巣　２　図 手続補正書（方式） ％式％ 本件の表示 昭和６２年特許願第３１９１）、 発明の名称 単極型電解槽プラント 補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）室枠を介してイオン交換膜により陰陽の両電極室
   を区画した複数の単位セルを締付けて構成し、各極室液
   の循環を自然循環により行う気液分離器をもたしめた単
   極型電解槽の複数個からなり、隣りあった電解槽の各単
   位セルは相互に電気的に直列に接続され、且つ隣りあっ
   た電解槽の同極液の気液分離器は一体的に形成せしめた
   ことを特徴とする単極型電解槽プラント。
2. （２）単極型電解槽の各単位セルの電解室と気液分離器
   とを連絡する液通路の長さ（ｌ）と断面積（Ａ）の比（
   ｌ／Ａ）の液通路に沿った総和の５０％以上が、室枠に
   おける電解質への極液の供給又は排出部分が占めるよう
   にした特許請求の範囲（１）のプラント。
3. （３）隣りあった電解槽が、同一の締枠で締付け一体化
   されている特許請求の範囲（１）又は（２）のプラント
   。
4. （４）電解槽が、塩化アルカリ電解槽である特許請求の
   範囲（１）、（２）又は（３）のプラント。