JPS634087A - 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】 産業上の利用分野 本発明は電解槽、とりわけ液体再循環装置を備えた電解
槽に関する。

従来の技術 電解液、例えば、アルカリ金属塩化物類、特に塩化す）
　１７ウムの水溶液は、塩素及びアルカリ上包水酸化物
水溶液の如き生成物を製造するため全世界的に大規模に
電解されている。この電解は多数の陽極室及び陰極室に
電解槽を分割するセ・ぐレークによ妙各陽極を隣接する
陰極から隔離する、多徐の陽極及び陰極からなる電解槽
内で行われている。

この１！解槽は隔膜型又は膜型ともしうる。隔膜型電解
槽では、隣接する陽極群と陰極群との間に配設されたセ
ルレータは微孔性であり、かつ使用に当り″１！解液が
電解槽の陽極室から陰極室に隔膜を通して通される。膜
型電Ｍ槽では、七ノぐレータが本質的に水に不透過性で
あり、使用に当ってイオン種が電解槽の陽極室と陰極室
間の膜を横切って移送さｎる。

例えば、アルカリ金り１塩化物水溶液を隔膜型の電解槽
で電解する場合、該水溶液は電解槽の陽極室に供給され
電解で生成された塩素は１！Ｍ槽の陽極室から取り出さ
れ、アルカリ金属塩化水溶液が隔膜を通過しかつ電解で
生成された水素とアルカリ金属水酸化物は陰極室から取
出され、該アルカリ金回水酸化物はアルカリ上桟塩化物
とアルカリ金属水酸化物の水溶液の形で取出される。ア
ルカリ金属塩化物水溶液が膜型の電解槽で電解さｎる場
合は、該溶液は電解槽の陽極室忙供給され、電解で生成
された塩素と減損（ｄｅｐｌｅｔｅｄ　）　　アルカリ
金属塩化物溶液は陽極室から取出され、アんカリ金属イ
オンは、水又は希釈アルカリ金属水酸化物溶液が供給さ
れる、電解槽の陰極室に該膜を横切って移送され、アル
カリ金属イオンと水との反応によって生成された水素と
アルカリ金属水酸化物溶液は電解槽の陰極室から取出さ
れる。

この種＠Ｓは、交互に配設した多数の陽極群及び陰極群
、例えば５０個の陽極と交互に配設した５０個の陰極か
らなるフィルター・プレス型の電解槽で行なうこともで
き、この電解槽はそれより多い陽極群及び陰極群、例え
ば１５０個までの交互に配設した陽極群及び陰極群から
なっていてもよい。

この電解槽は該電解槽の陽極室に装入しうる、例えばア
ルカリ金属塩化物水溶液の如き電解液を通す入口ヘッダ
ー、及びそこから電解生成物を取出しうる出口ヘッダー
とを備えている。また、この電解槽は、電解生成物を該
電解槽の陰極室から取出しうる出口ヘッダー、随意に、
例えばメ膜型電解槽の場合、例えば水又は他の流体の如
き溶液？そこに供給しうる入口ヘッダーとを具備し得る
。

を解槽はその陽極室及び／又は陰極室に溶液を再循環す
る装置を取付は得る。例えば、アルカリ金現塩化物水溶
液？電解する膜型電解槽では、該溶液？入口ヘッダーを
通して電解槽の陽極室に供給しかつ塩素及び減損アルカ
リ塩化物水溶液はそこから出口ヘッダーを通して取出さ
れる。電解槽は減損アルカリ金属塩化物溶液、又はその
−部を再利用するため電解槽の陽極室に戻す再循環装置
を備えている。再循環？行なう伯に、ガス状塩素を減損
アルカリ金属塩化物溶液から分離し、かつこの減損溶’
ｔｔｈ家陽極室に該溶液の再循環前にアルカリ金属塩化
物又は新しい濃厚アルカリ金属塩化物溶液と混合しうる
。アルカリ金属塩化物水溶液の再循環は再使用しようと
する核溶液でよく、アルカリ金属塩化物の高濃度転換は
、陽極室を通す単一・ぐス忙おける転換が採用し得ない
濃度勾配を電解槽の陽極室内の溶液及び核槽の種々の陽
極室の溶液に生ずる程に高まることなしに、しかも電流
効高のロスなしに行ない得ることを確立する。

更に電解槽から取出さｎる溶液が高温であっても、新し
い溶液は比較的低温度としうる。実際には新しい溶液を
加熱することを必要としない。

アルカリ金属塩化物水溶液を電解するような電ｗｌ槽で
は、水は入口ヘッダーを通して電解槽の陰極室に供給さ
れ、水素及び希釈アルカリ金属水酸化物水溶液は出口ヘ
ッダーを通して取出される。

該電解槽はアルカリ金属水酸化物溶液又はその−部を該
溶液のアルカリ金属水酸化物の濃度を向上させるためＫ
ｍ電解槽陰極室に戻す再循環装置を備えている。再循環
を行なう前にガス状水素は該アルカリ金属水酸化物溶液
から分離し、該溶液を再循環前に水と混合する。か＼る
再循環を行わない場合、高濃度のアルカリ金属水酸化物
の溶液を作ることは困難であり、かつ再循環することな
く高濃度の溶液を作るような場合には、電解槽の陰極室
群内の溶液及び電解槽の異なる陰極室群の溶液間の実質
的濃度勾配となり、その結果電流効率で許容し得ないロ
スとなる。

再循環は電解槽の外側に配設された好適な配管手段で行
ないうる０例えば、電解槽の陽極室からの出口ヘッダー
を分岐出口・母イデ忙接続し、電解槽の陽極室から取出
された減損電解液の一部が電解槽の陽極室の入口ヘッダ
ーに接続された入ロノイデに前記分岐・譬イデを経て流
され、かつそこを通して新しい電解液も電解槽の陽極室
に供給される。電解槽の陽極室から取出された電解液の
一部は分岐・ぐイブを経て電解槽から取出される。同様
に、電解槽の陰極室からの出口ヘッダーは分岐出口・ぐ
イブ忙接続され、電解槽の陰極室から取出された液体の
一部が、電解槽の陰極室の入口ヘッダーに接続された入
ロノクイデ忙前記分岐パイプを経て流され、かつそこを
通して、水の如き液体も電解槽の陰極室に供給される。

電解槽の陰極室から取出された液体の一部は前記分岐パ
イプを経て電解槽から取り出さｎる。

電解槽の外側忙配管を有し、該配管を通して液体を再循
環しうる電解槽は米国特許第３８５６６５１号に記述し
てある。この再循環方式はガス上昇効果の有効性に依存
するものであり、この米国特許には電解槽の上部忙配置
した、塩素含有塩化ナトリウム水溶液を電解槽の陽極室
から通されるタンクを有する双極式電解槽が記載してあ
る。塩素はタンク内で該溶液から分離され、該溶液はタ
ンクから取出され、新しい、より濃厚な塩化ナトリウム
溶液と混合され、外側に配設した・卆イブを軸で電解槽
の陽極室に戻される。

再循環はまた電解槽の陽極室内又は同じく陰極室内で、
例えば電解槽の電極室内の一対の電極板の間に配設した
降水管により、電解槽の電極室内に配設した降水管によ
り行われる。このような再循環もまたガス上昇効果の有
効性に依存するものである。

内部液体再循環方式である電解槽は米国特許第４５５７
ｇ＋６号く記載してある。この特許には、電解液の下方
流を助長しかつ電極の背面空間に配設した導管が記載し
てあり、この導管は新しい電解液用入口近くの下方開口
を有する水平部と該水平部と連通しかつ減損電解液用の
出口近くの上方開口を有する垂直部からなっている。

問題点を解決するための手段 本発明は構成が容易で、容易に組豆てられる液体再循環
装置からなり、フィルター・プレス型の電解槽として用
いるのに％忙好ましくかつガス上昇効果に依存しない電
解槽に関する。

本発明では少なくとも１個の陽極及び少なくとも１１！
の陰極、液体を電解槽に供給しうる入口及び液体をｉ群
槽から取出しうる出口及び電解槽に液体を再循環する装
置とからなる電解槽において・前記再循環装置がそのユ
ニット（ｕｎｉｔ　）　　の内部に少なくとも１個の通
路を一体に形成する、多数の成形し友シート群で形成さ
れたユニットで、前記通路が電解槽の入口及び出口に連
通していることからなる電解槽を提供するものである。

本発明電解槽は少なくとも１個の陽極、少なくとも１個
の陰極及び各陽極と隣接する陰極間忙配設された七ノや
レータとからなり、そｎらによって電解槽は陽極室及び
陰極室又は多数のこｎら各室に分離してある。前記セパ
レータは水に不透過性のイオン交換膜又は水透過性の隔
膜としうる。

本発明電解槽は電極又は双極電解槽としうる。

単極電解槽では、セパレータを各陽極と隣接する陰極間
に配設すればよい。この電解槽は陽極固渋　　。

び陰衡面を有する多数の＠極からなる双極型電解槽でも
よい、双極型電解槽では、セ・ぐレータを電極の陽極面
と隣接する電極の電極面間に配設すればよい。

本発明電解槽は溶液を電解槽の陽極室（群）に供給でき
る入口ヘッダー及び溶液を電解槽の陽極室（群）から取
出しく除去し）うる出口ヘッダーとからなっており、そ
この再循環装置はその装置の内部に少なくとも１個の通
路を一体に形成する多数の成形シートで作られたユニッ
ト（構成単位）からなり、該通路は′４解槽の陽極室群
の入口及び出口両ヘンダー（（連通している。別法とし
て、又は付加的に、電解槽は溶液を電解槽の陰極室群に
供給しうる入口ヘッダーと、溶液ｔｔｔ解槽群槽極室群
から取出しうる出口ヘッダーとからなっており、そこの
再循環装＋ｌは該装置の内部に少なくとも１個の流路を
一緒に形成する多数の成形シートで作られたユニットか
らな９、該流路は電解槽の陰極室の入口及び出口両ヘッ
ダーに連通している。

このユニットはその内部に少なくとも２個の流路を一体
に形成する多数の成形シートで作られてお秒、その−方
は電解槽の陽極室群の入口及び出口両ヘッダーに連通し
、他方の流路は電解槽の１極群の入口及び出ロ両ヘッダ
ー忙連通してある。

本発明電解槽では、このユニットが多数の成形シートで
形成してあり、少なくとも１冊の再循環液体用の通路が
フィルター・プレス型電解槽用として特に好適であるも
のからなっているが、この種型式のｄＬＭＷＩ用として
限定するものではない。

フィルター・プレス型電解槽の好適な型式は多数の実質
的に平面状陽極及び陰極と多数の非導電材料のがスケッ
トからなっている。この電解槽では、ガスケットは隣接
する陽極と陰極間に配設してあって、陽極と陰極間に必
要な電気的絶縁を提供し、または陽極と陰極をフレーム
状ｆスケント内に配設してもよい。電解槽の入口ヘッダ
ーと出口ヘッダーはどのような形状でもよいが、ガスケ
ットに開口部で形成すればよく、がスケットが陽極と陰
極間に配置してある場合の陽極と陰極では、こ八らの電
解槽のこれ１らの開口部はヘッダー群と一体に形成して
ある。がスケット、または陽極及び陰極は例えばスロッ
トを意味しており、そこを通して液体がヘッダーから陽
極及び陰極画室に供給されかつ液体がヘッダー忙陽極及
び溶液画室から取出される。

本発明電解槽のこのユニットは多数の実質的に平面状の
陽極、陰極及びがスケットからなるフィルター・プレス
型電解槽の端部への取付品として特に好適である。

本発明電解槽のこのユニットはその内部忙少なくとも１
個の通路を一体忙形収する多数の成形シートからなって
おり、該通路は電解槽の入口及び出口、例えば電解槽の
陽極室群の入口及び出口両ヘッダー又は同じく陰極室群
の入口及び出口両ヘッダーに連通してあり、液体再循環
用の通路又は通路群を提供するものである。

本発明電解槽におけるこのユニットを製作するシートは
、新しい液体を該ユニット、従って電解槽に供給しうる
入口通路を提供するように成形してある。このユニット
は液体を電解槽の陽極に供給し得及び／又は液体を電解
槽の陰極室に供給し得る入口通路からなっていてもよい
。

電解槽の操業に当り、液体は槽から取出され、再循環さ
れかつ適当忙新しい液体も電解槽に供給さｎる。新しい
液体を槽に供給する場合、槽から取出された液体全部を
循環すべきでなく、前記ユニットを通して槽に戻され、
該ユニットを製作したシートは槽から取出された液体の
一部が該ユニットから取出しうる出口通路を提・供する
よう忙成形してある。１！解のがス状生成物もこの出口
通路を経て取出される。該ユニットは楢の陽極室から取
出された液体の一部が該ユニットから除去し得る出口通
路及び／又は槽の陰極室から取出された液体の一部が該
ユニットから取出し得る出口通路を具備してｈる。この
ユニットにおける入口通路群は液体循環が行われる通路
群に作動的に連通し得る。

このユニットのシートは平面状である必要はないが、通
常実質的に平面状であり、このシートは通常向−又は類
似のサイズであり、即ち長さ及び巾の外部大きさは同−
又は類似である。該シートは各々同−又は類似の厚さで
あり、又は種々の厚さと口うる。

一緒に配設される場合、液体を再循環し、液体を任意に
該ユニットｉ供給し又は取出しうる通路又は通路群を有
するユニットを形成するように、シートを成形する。

このシートは通路を提供するために種々様々の方法で成
形しうる、例えば、あるシート蚤ま平面シ−トに隣接し
て配置した時それらのシートの平面で通路な形成するよ
うシートの表面に溝を有してもよい、別法として、２枚
のシートがユニット６’（互に隣接して配置した時シー
ト群の平面で通路な作るように各シートの表面に夫々溝
を有してもよい、あるものは平面シートをスロットヲつ
けたシートの何れかの側面上に配置した時、シート群の
平面に通路を作るスロットを有してもよい。

別の具体例では、互に協同してシート群の平面を普通に
横切る方向に、該ユニット内に通路又は通路群を作る開
口又は開口群からなっていてもよい。

このユニットの好適な具体例では、シートは該ユニット
においてその平面を横切る方向に該ユニットの第１の方
向に通路又は通路群を協同して形成する開口群を有し、
かつ該シートの少なくとも若干は該ユニットにその平面
の第２の方向に通路又は通路群を形成し、かつ通常第１
の方向を横切って、スロット、溝又は類似構造を有し、
該第１方向の通路又は通路群は前記第２の方向の通路又
は通路群に作動状に連通している。該第１の方向の通路
又は通路群は、該ユニットを電解槽に作動状に取付けた
場合、電解槽の入口ヘッダーに、又は出口ヘッダーから
連通しており、好ｊＮな具体列では、該シートは電解槽
の陽極室及び陰極室に入口ヘッダーを連通しかつ電解槽
の陽極室及び陰極室に出口ヘッダーを連通ずる４個の開
口を有している。第２の方向の通路及び通路群は第１の
方向の通路又は通路群に作動的に接続してある。例えば
、シートのスロット又は溝は同一シートの２個の開口に
接続してある。この方法では、該ユニットのシート群に
開口、スロット、溝及び類似の構造を適切に配設するこ
とにより、電解槽の陽極室の入口ヘッダーに連通する通
路及び電解槽の陽極室の出口ヘッダーから連通ずる通路
、入口及び出口ヘッダーに連通ずる通路に接続する別の
通路を該工二ット忙具えることが可能である。同様に、
該ユニットのシートに開口、スロット、溝及び類似構造
の適切な配置により、電解槽の陰極室の入口ヘッダーに
連通ずる通路及び電解槽の陰極室の出口ヘッダーから連
通ずる通路かつ入ロヘッダー忙及び出口ヘッダーから連
通し、液体？ｔａ解槽群槽極室に再循環しうる通路群に
接続する別の通路を、該ユニットに具えることも可能で
ある。

本発明の好適な具体列では、該ユニットを通して電解槽
に液体の再循環を促進する少なくとも１個のエゼクタを
該ユニットが有する。新しい液体はこのエゼクタを経て
該ユニットに供給しうる。

このエゼクタは入口端部とその出口端部に、又は近くに
スｏ−）を有する通常管状である、攬単なユニットであ
り、この出口端部忙又は近いスロートは入口端部より小
さい横断面積である。従って、操作に当り、エゼクタの
入口端部に供給さｎｆｃ液体は高速度でエゼクタの出口
端から発出させらｎ、この発射液体はｉｌ！解槽群槽取
出された、該ユニット内の液体を随伴し、該ユニットを
経て再循環さｎる液体、又はその−部を′電解槽に戻す
。

このユニットの通路、例えば入口流路はエゼクタ・又は
エゼクタが該ユニットの通路、例えば人口通路内に配置
しうるものとなるように形成する。

このユニットはそれぞれ電解槽の陽極室及び陰極室への
液体の再循環を促進するように配設した２個のエゼクタ
からなるのがよい。

このユニットのシートは、特にこのユニットが使用に当
り電解槽のｆｉｌｅ室及び陰極室の双方から液体を搬送
する通路群からなる場合、非導電材料製又は少なくとも
その表ｆを有するものであることが好ましい。

この後者の場合には、この液体はこのユニットの他の部
分から電気的に絶縁されなければならない。このシート
類は隣接シート釦対する密封を助けるために可撓性であ
ることが好ましく、かつ電解槽の陽極室及び陰極室内の
液体による腐食に耐久性である、例えば塩化す）　１３
ウム浴液、特に塩素を含有する前記溶液、湿った塩素及
び水酸化ナトリウム水溶液による腐食に対して耐食性で
ある、非導電性プラスチックス材料製であるのが好まし
い。

このプラスチックスは飼えばＩリエチレン、Ｉリデロビ
レン・またはエラストマー状ポリオレフイン、例えば、
エチレン°ゾロｅレン共重合体エラストマー又はエチレ
ン書プロピレン・ダイン共重合体エラストマーの如き４
リオレフインとしうる。ポリオレフィン類は、ポリオレ
フィンシートが種々の技術、飼えば加熱溶着、超音波溶
接、又は該ユニットを形成するため忙接着剤の使用によ
る互に容易に接合される長所を有するーしかしながら、
ポリオレフィン類は電解槽の液体による腐食に対し充分
な耐食性がなく、耐食性を向上させるため忙前記液体と
接するポリオレフィンシートの少なくとも表面を耐食性
材料の被覆、例えばフルオロポリマー、例えばＩリテト
ラフルオロエチレンの如き被覆を施すことが望ましい。

プラスチックス材料はハロゲン化ポリオレフィン、例え
ばポリビニル・クロライドとしうる。好ｔＬいハロゲン
化ポリオレフィン類は弗素含有ポリオレフィン、列えば
Ｉリピニルデン・フローライド、ポリへキサフルオロプ
ロピレン、弗素化エチレン・プロピレン共重合体、及び
特に弗素含有ぼりオレフィン類の耐食性のためＶｃｄＲ
リテトラフルオロエチレンとしうる。

好適なプラスチックス材料はアクリロニトリル・ブタジ
ェン・スチレン重合体である。このようなプラスチック
ス材料はこの種技術で公知であり。

商業的に入手容易である。この材料は塩化す）　＋１ウ
ム及び水酸化ナトリウム溶液の如き液体による腐食忙驚
くべき耐久性があり、種々のプラスチックス加工技術、
例えば射出成型、圧縮成型及び押出忙より好適な成形シ
ートに製作が容易で、かつこのようなプラスチックス材
料は種々の技術に相互Ｋｍ合が容易であると言う付加的
長所を有することを発明者等は知見した。

このユニットのシート類は、即ち該シートを実質的に平
面シートの機械加工により必要とする開口、スロット、
溝又は類似構造を提供しうる、また、該シートが好適な
プラスチックス材料である場合、例えば圧縮成型、射出
成型又は押出の如きプラスチックス加工技術を使用する
ことができる。

このユニットのシート類は、例えばフィルタープレス型
電解槽の溝底部材をタイロッドで一体に保持する方法の
ように、タイロッドよって一体だ支持しうる。実際には
、同一タイロッドを該ユニットのシートと電解槽の溝底
部材とを電解槽の一端に配設されたユニットと一体に保
持するのに用いうる。このようなユニットは電解槽の両
端に配設しうる。別法として該ユニットのシート類、特
にプラスチックス材料製の場合は、好適な接着剤の使用
、又は加熱接着又は超音波溶接の使用により一体に接合
しうる。電解槽が、例えばプラスチックス材料製のフレ
ーム部材の構成材料からなる場合・このユニットは電解
槽に同様に接合し得る。

この電解槽はフィルタープレス型が好ましく・この種の
電解槽の好ましい型式は多数の陽極及び陰極と非導電材
料のガスケットからなってＡる。

電極群がフレーム状ガスケット内に配設されている場合
、このがスヶットは電解槽と一体とされる前記ユニット
のシート忙引用した前述の方法で相互に接合できる。

この電解槽のセパレータは微孔性水透過性隔膜又は実質
的に水不透過性イオン選択性膜、列えばカチオン交換膜
としうる。

セ・譬レータは隣接する陽極、陰極、ガスケット間圧配
設される。−万又は他方またフレーム状ガスケットの双
方忙密封され、又はフレーム状がスケット間に停止して
適当に、簡単に保持される。

従って、このセ／譬レータは陽極又は陰極より大きい表
面積を有するが、フレーム状ガスケットの全面を覆う程
に大きくはない、この七ノ譬レータはフレーム状ガスケ
ットの凹所に配設してありかつ密封してある。電解槽の
この具体例では陽極及び陰極が配設されている非導電性
プラスチックス材料のフレーム状がスケットはそれらの
間に係止されたセ・譬レータと相互に直接密封されてい
る。

別の具体例では、このセ・母レータは例えば陽極及び陰
極が取付けられる以外の非導電性プラスチックス材料の
フレーム状がスヶット内に配設されテ、密封して得る。

このセ／ぐレータ・フレーム状ガスケットは陽極群に対
するフレーム状がスケットと陰極群が取付けかつ接合さ
れているフレーム状ガスケットとの間に配設しうる。こ
の場合、陽極及ヒ陰極フレーム状ガスケットはセパレー
タ・フレーム状ガスケットを介して互に間接的に結合し
うる。

電解槽は陽倦及び陰極が取付らｎ又はセ・ぐレータが取
付られるもの以外の非導電性プラスチック材料のフレー
ム状ガスケットからなってｒる６例えば、この電解槽は
中央開口を有するようなフレーム状がスケットで、陽極
室及び陰極室用の空間を該電解槽内に設けである。この
ようなフレーム状ガスケットは電解槽内で、セルレータ
又はこの七ノ等レータと一体とさハたフレーム状ガスケ
ットと隣接する陽極ガスケット間、及びセ・母レータ又
は該七ノ９レータと一体とされたフレーム状ガスケット
と隣接する陰極フレーム状ガスケット間に配設してある
。別法として陽極室及び陰極室用の空間は陽極及び陰極
フレーム状がスケット、及び／又は必要な空間を提供す
るような厚さのセ・９レータフレーム状がスケットを用
いること忙より提供しうる０例えば、この陽極及び陰極
フレーム状ガスケットは中央開口を有し、そこにそれぞ
れ陽極及び陰極が配設してあり、そのフレーム状ガスケ
ットは陽極及び陰極より大なる厚さを有する。

この電解槽のフレーム状ガスケットは非導電性プラスチ
ックス材料製であり、熱可塑性又は熱硬化性とし得、か
つこの電解槽と合体される前記ユニット（ｕｎｉｔ　）
　　のシートに引用して記述した如き、エラストマー材
料としうる。

本発明の陽極及び陰極は電導性としなけｎばならずかつ
好適な被覆により施しうる、！気・触媒的活性表面を有
すべきである。この陽極及び／又は陰極は有孔構造を有
する金属基板からなり・例えば、穿孔板又はメツシュ状
即ち、織成又は不織成メツシュ又はエキス・々ンドメタ
ルとじつる。別法として、この陽極及び／又は陰極は互
に平行であることが好ましくかつ電Ｗ４槽内に垂直に配
設されることが好ましい、多数の長尺部材からなってい
る。

陽極及び陰極基材及び被ｅ１の選択は、何へにしても電
解しようとする電解液の性質によるものである。電解液
がアルカリ金属塩化物水溶液である場合、陽極用の好適
な金属は薄膜形成性金属、例えばチタニウム、タンタフ
ラム、ジルコニウム、ニオブ又はハフニウムから選ばれ
る。

陰極用の好適な金属は鋼又はニッケんである。

この陽極及び／又は陰極は上記金属の１種の外側表面な
有する他の金属の芯材からなっている・陽極類及び／又
は陰極類の表面に適用しうる好適な電気触媒的に活性な
被覆は、陽極の場合には薄膜形成性金属の酸化物、特に
固溶体状の混合物と混和状が好ましい。白金族金属酸化
物、陰極の場合には白金族金属である。

陽極及び／又は陰極の電導性で電気触媒的に活性な部分
が金Ｆ４部材である場合、例えば陽魯又は陰極を包囲す
るフレーム部材の形忙非導電性プラスチックス材を成型
することにより、後者を該プラスチックス材料のフレー
ム部材に固着すればよｒｏ例えば、陽極又は陰極を成形
型内に配設しかつプラスチックス材を圧縮底型、射出成
型又は押出しにより陽極又は陰極を包囲するフレーム部
材の形状に成型すればよい。

陽極及び／又は陰極自体はフレーム部材のプラスチック
ス材料と同一か又は異なるプラスチックス材料の基材か
らなっている。この基材は導電性としなければならずか
つプラスチックス材料は通常非導電性であるので、引続
いてこのプラスチック基材を導電性とするように改変し
なければならない、このような改変は種々の方法で達成
し得る。

例えば、プラスチックス材料の基材は本質的割合のカー
ざンブラック又は黒鉛又は他の導電性の特定の金属で充
填すればよい。繊維をプラスチックス材料の基材全体に
亘って乱雑に分布されうる。

別法として、又は付加的に、このプラスチックス材の基
材はその中に埋め込んだ、例えば、織成又は不織成又は
エキスノやントメタル状の、メツシュ状の１ａもしくは
それ以上の多孔金属部材を有しうる。この埋込んだ金属
は、陽極又は陰唇が単極で、電気的接続用の手段を提供
するためにフレーム部材を通して、プラスチックス材料
の縁部から突出している場合、配電具として働く。

プラスチックス材料の基材はその表面に金属層を施しつ
る、例えば陽極の場合は薄膜形故性金属の層を、陰極の
場合にはニッケルの層を施しうる。

プラスチックス材の基材は双極電極として機能し、その
際陽極面上に薄膜形成性金属層を、陰極面上にニッケル
層を具合よく施工しうる。

陽極および／又は陰極がプラスチックス材の金属被覆基
材である場合、その材料が容易に上桟被覆されるので、
アクリロニド１ル・ブタジイン・スチレン重合体材を用
いることが特に好適である。

セ・ぐレータが水透過性隔膜である場合には、多孔性の
有機重合体材料製としうる。好適な有機重合体材料は、
例えば、塩素−アルカリ電解槽で遭遇する腐食性環境で
通常安定性のある材料の弗素含有重合体である。好適な
弗素含有重合体材料は、９’ｌ　、ｔ　ハ、ポリクロロ
・トリフルオロエチレン、弗素化エチレンプロピレン共
重合体及びＩリヘキサフルオロデロビレンである。好ま
し匹弗累含有重合体材料は腐食性塩素−アルカリ電解槽
環境に安定性が大であるポリテトラ・フルオロエチレン
である。

このような水透過性隔膜材料は当業者に公知である。

電解槽の陽極室と陰極室間のイオン種を転移しうる膜と
して用いるの忙好ましい七ノ々レータはカチオン選択透
過性であるものである。このようなイオン交換材は当業
者に公知であり、陰イオン群を含有する弗素含有重合体
材料である。特にこの膜が塩素−アルカリ電解槽の腐食
環境に用いるものである場合の重合体材料は次の反復基
を含有するフルオロカーがン類が好ましい： （Ｃ１’ｎ　Ｆ２ｍ　）Ｍ及び（ＣＦ２０Ｆ’）Ｎ上記
の式においてｍは２〜ＩＱ、好ましくは２であゆ、Ｍ：
Ｎの比は基Ｘの当１ｉ重量（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｗ
ｅｉｇｈｔ　）が６００〜２０００となるような値であ
ることが好−ましく、ＸはＡまたは （ＯＣＦ　−ＣＦ　） 　　１ｐＡ 〔ｐは例えば１〜３であり、２は弗素または炭素ａ１〜
１０個のパーフルオロアルキル基で＋ｔｙ、Ａは下記の
基： 　Ｓｏ　Ｈ −Ｘ’　ＳＯＨ −ＰＯ，Ｈ２ ＰＯ２Ｈ２ −Ｃｏｏ）Ｉおよび 一父ＯＨ （Ｘｌ　　はアリル基である）または上記の基の誘導体
から選ばれた基である〕から選ばれる。Ａは基−３ＯＨ
または−ＣＯＯＨであることが好ましい。

ＳＯ，Ｈ基含有イオン交換膜はＥ、　ｌ　、Ｄｕｐｏｎ
ｔ　社から１すフイオン″（＠Ｎａｆｉｏｎ”）の商品
名で、また、Ｃ０ＯＨ基含有イオン交換膜は旭ガラス（
株）から１フレミオン’　（”　Ｆｌｅｍｉｏｎ”）の
商品名で市販されている。

電解槽は、塩化ナトリウム水溶液の電解用電解槽である
場合、該溶液を陽極室に供給し、塩素及び場合によって
は減損した塩化す）　ＩＪウム浴液を陽極室から取出し
うるヘッダーに供給する、ヘッダーを備えており、電解
槽の陰極室は鉄量から水素及び水酸化ナトリウムを含有
する液体を取出し、場合によっては、必要ならば、水又
は希釈水酸化ナトリウム溶液を陰極室に供給するヘッダ
ーを備えている。

好ましい型式の電解槽は、電解槽においてヘッダーとし
て役立つ電解槽の縦方向の別々の区画室を画定しかつそ
こを通して電解液を電解槽、例えば電解槽の陽極室に供
給し得、かつ電解生成物を電解槽、例えば鉄槽の陰極室
から取出し得る、多数の開口を有するプラスチックス材
のフレーム部材からなっている。電解槽のこの縦方向ヘ
ッダーはフレーム状がスケット内で例えばスロットの如
き通路を経て電解槽の陽極室及び陰極室と連通している
。

電解槽が水透過性隔膜からなる場合、電解液を電解槽の
陽極室に供給し得かつ電解生成物を電解槽の陽極室及び
陰極室から取り出しうる、ヘッダ−として役立つ電解槽
の縦方向の２個又は３個の区画を画定する２又は３個の
開口部とし得る。

電解槽がカチオン選択透過性膜からなる場合には、電解
液及び水又は他の流体な電解槽の陽極室及び陰極置去々
に供給し得、かつそこを通して電解生成物を電解槽の陽
極室及び陰極室から取出し得る、ヘッダーとして役立　
つ、電解槽の縦方向に４個の区画を画定する４個の開口
部とし得る。

再循環ユニットを備えている本発明の電解槽は、例えば
塩素及び水素及びアルカリ金属水酸化物水溶液を製造す
るための塩化ナトリウム水溶液の如き、アルカリ金属塩
化物水溶液の電解用として特に好適である。

本発明の具体列を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明電解槽の拡大側面図、第２図は第３図の
Ａ−Ａ線に沿った断面図である、多数の成形シートを配
設して電解液再循環を行ないうるユニット、第３図は第
２図のＢ−Ｂ線に沿った前記ユニットとした成形シート
の１枚の側面図である。

特殊な具体列として塩化ナトリウム水溶液の電解のガを
以下に記述する。

第１図の如く、この電解槽は、多数の板状陽極、陰極及
び各陽極と隣接する陰極間に配設したガスケット群から
なるフィルター・プレス型でアリ、カチオン交換膜も各
陽極と隣接陰極間に配設してある。電解槽の構造を詳細
に示す必要はなく、この基本型の電解槽は、例えば本出
願人の英国特許第１．５９５．１８３号及び欧州特許第
４５１４８号忙記載してある。第１因の具体列は電解槽
１の側面図を示し、この電解槽は端板２からなっている
。９１図にはまた電気的接続部としうる陽極及び陰極そ
れぞれの延長部３及　び４も図示してある。

端′＆２にはないが、各陽極、陰穫及びガスケットは４
個の開口部５．６，７．８を有し、電解槽におｈて該開
口によって電解槽の縦方向に一体的忙ヘツダーを形成し
、夫々、電解槽に塩化ナトＩＪウム水溶液及び水又は希
釈水酸化ナトリウム水溶液を装入しかつ、該開口を通し
て電解槽から塩素及び減損塩化す）　ＩＩウム水溶液お
よび水素及び水酸化ナトリウム水溶液を取り出す。前記
溶液は場合に応じてガスケットの壁の通路１０，１１，
１２゜１３をそｎぞれ通して陽極室及び陰極室９に供給
され又は取出される。

第２図及び：ｐ、３図には、溶液再循環ユニット１６が
示してあり、該ユニットは６枚の板１７．１ｇ。

１９．２０，２１．２２からをっている。これら各板体
１７．１８，１９．２０及び２１はこれら板体の面を横
切る方向に４個の開口２３．２４゜２５．２６を有し、
それぞれ次の入口又は出口通路部な同時に形成する：を
群槽１の陽極室９に塩化す）　＋３ウム水溶液を供給す
る入口達路部、電解槽】の陽極室９から塩素および減損
塩化す）　ＩＩウム水溶液を排出する出口通路部、電解
槽ｌの陰極室９に水又は希釈水酸化ナトリウム水溶液を
供給する入口通路部、及び電解槽１の陰葎室９から水素
及び水酸化ナトリウム水溶液を排出する出口通路部。

板体２１は空所２７及び２８と開口２３に通ずる通路２
９からなり、電解槽１の陽極室９に塩化す）　＋３ウム
水溶液を装入する入口通路部を形成する。板体２１はま
７′？、ＩＣ電解槽の陽極室９から減損塩化ナトリウム
水溶液全排出する出ロ通路部ケ形成する通路３０をも有
する。この通路３０は空所２８に″連通している。スロ
ート３２を有するエゼクタ３１が空所２８内に配設して
ある。

板体２０及び】９は板体２１の空所の適切な位置にそれ
ぞれ相当する空所３３及び３４　を有しかつ板体２１の
空所２８の適切な位置に相当する、図示してない２個の
別の空所を有する。

板体１８は板体２１の空所２７に適切に対応する空所３
５と板体２１の空所２８に適切に対応する、図示してな
い空所及び開口２５に連通しかつ電解槽１の陰極室９に
水又は希釈水酸化す）　＋７ウム水溶液を供給する入口
通路部を形成する通路３６を有する。板体１８はまた電
解槽１の陰極室９から水素及び濃縮水酸化ナトリウム水
溶液を排出する出口通路部を形成する通路３７を有する
。

スロート３９を有するエゼクタ３８が空所２７内に配設
してある。

板体２２は開口２６に連通する・ぐイブ４０と開口２４
に連通する、図示してない・母イデを有し、それぞれ、
水素及び水酸化す）　１７ウム水溶液の一部と塩素及び
減損塩化す）　＋７ウム水溶液の一部を二ニット１６か
ら、即ち電解槽ｌから取り出しうる。

開口２３．２５．２４．２６を形成する通路は、それぞ
れ第８図に示す如く開口５，７．６及び８を形成する電
解槽ｌのヘッダーに接続してある。

このユニットのシート群１７，１８，１９，２α２１．
２２は相互忙かつ電解槽１の端板に結合され、又はタイ
・ロツ・ドによって取付けである。

操作に当り、濃厚塩化ナトリウム水溶液をエゼクタ３１
によ妙かつ通路２９と開口２３で形成される通路に沿っ
て電解槽ｌの陽極室９に供給する。

塩素及び減損塩化ナトリウム水溶液は開口２４を形成す
る通路によって電解槽の陽極室９から排出される。塩素
及び減損塩化す）　ＩＪウム水溶液の一部は開口２４に
連通するパイプ（図示せず）を経て電解槽から取り出さ
れ、該減損水溶液の残部は空所２８に通路３０によって
通される。エゼクタ３１のスロート３２から発出された
溶液は濃厚水溶液と共に通路２９に沿って通りかつ電解
槽１の陽極室９に再循環される減損溶液を生ずる。

水又は希釈水酸化ナトリウム水溶液はエゼクタ３８によ
りかつ通路３６及び開口２５を形成する通路に沿って、
電解槽１の陰祝室９に供給される。

水素及び水酸化す）　Ｕラム水溶液は開口２６群の形成
する通路により電解槽の陰極室９から排出される。水素
及び水酸化ナトリウム水溶液の一部は開口２６に連通す
る・！イブ４０を経て電解槽から取出され、該水溶液の
残部は流路３７を通して空所２７に通される。

エゼクタ３８のスロート３９から発出した溶液は、水又
蚤ま希釈溶液と共に通路３６に沿って通されかつ電解槽
１の陰極室９に再循環される溶液となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電解槽の拡大側面略図、第２図は第３囚
のＡ−Ａ線に沿った断面図、第３図は第２図０Ｂ−Ｂ線
に沿ったユニットの側面図であり、図中： ｌ：電解槽、　　２：端板、　３及び４：逍長部・５．
６．７及び８：開口部、　　９：陽極（又は陰極）室゛
　　１０・　１１・　１２及び１３：通路、１６：溶液
再循環ユニット、　　１７．１８，１９゜２０．２１及
び２２：板体、　２２，２４，２５゜２６：開口部、　
２７．２８：空所、　２９．３０：通路、　　３１：エ
ゼクタ、　　３２ニスロート、３３．３４及び３５：空
所、　　３６，３７：通路、３８：エゼクタ、　　３９
ニスロート。 図面の浄書（内容逼二変史なＬ） 手続補正書（方式） 昭和６２年７月１３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１個の陽極及び少なくとも１個の陰極、
   液体を電解槽に供給しうる入口及び液体を電解槽から取
   出しうる出口及び電解槽に液体を再循環する装置とから
   なる電解槽において、前記再循環装置がそのユニット（
   ｕｎｉｔ）の内部に少なくとも１個の通路を一体に形成
   する、多数の成形したシート群で形成されたユニットで
   、前記通路が電解槽の入口及び出口に連通していること
   からなる電解槽。 ２、少なくとも１個の陽極及び少なくとも１個の陰極及
   び各陽極と隣接する陰極間に配設されたセパレータと、
   これらにより電解槽を陽極室及び陰極室に隔離して分割
   していることからなる特許請求の範囲第１項記載の電解
   槽。 ３、液体を電解槽の陽極室に供給しうる入口ヘッダー、
   液体を電解槽の陽極室から取出しうる出口ヘッダーとか
   らなり、再循環装置がそのユニットの内部に少なくとも
   １個の通路を一体に形成する多数の成形したシート群で
   形成されたユニットで、該通路が電解槽の陽極室の入口
   ヘッダー及び出口ヘッダーに連通してなる特許請求の範
   囲第２項記載の電解槽。 ４、液体を電解槽の陰極室に供給しうる入口ヘッダー及
   び液体を該槽の陰極室から取出しうる出口ヘッダーとか
   らなり、再循環装置がそのユニットの内部に少なくとも
   １個の通路を一体に形成する多数の成形したシート群で
   形成されたユニットで、該通路が電解槽の陰極室の入口
   ヘッダー及び出口ヘッダーに連通してなる特許請求の範
   囲第２項又は第３項記載の電解槽。 ５、電解槽の陽極室の入口ヘッダー及び出口ヘッダーに
   通路の一方が連通し、他の通路が該槽の陰極室の入口ヘ
   ッダー及び出口ヘッダーに連通している、ユニットの内
   部に少なくとも２個の通路を一緒に形成しているユニッ
   トが多数の成形したシート群で形成されている特許請求
   の範囲第２項乃至第４項の何れかに記載の電解槽。 ６、電解槽が、多数の実質的に平板状の陽極群及び陰極
   群及び非導電性材料の多数のガスケット群からなる、フ
   ィルター・プレス型である特許請求の範囲第１項乃至第
   ５項の何れかに記載の電解槽。 ７、ガスケットが隣接する陽極と陰極間に配設してある
   特許請求の範囲第６項記載の電解槽。 ８、陽極及び陰極がフレーム状ガスケット内に配設して
   ある特許請求の範囲第６項記載の電解槽。 ９、ガスケット及び陽極及び陰極の開口部により形成さ
   れた入口ヘッダー及び出口ヘッダーからなる特許請求の
   範囲第７項記載の電解槽。 １０、入口ヘッダー及び出口ヘッダーがガスケットの開
   口部により形成された特許請求の範囲第８項記載の電解
   槽。 １１、電解槽のユニットを造るシート群が、液体を該ユ
   ニットに、ついで電解槽に供給し得る入口通路を提供す
   るように成形されている特許請求の範囲第１項〜第１０
   項の何れかに記載の電解槽。 １２、ユニットが、液体を電解槽の陽極室に供給しうる
   入口通路からなる特許請求の範囲第１１項記載の電解槽
   。 １３、ユニットが、液体を電解槽の陰極室に供給しうる
   入口通路からなる特許請求の範囲第１１項又は第１２項
   記載の電解槽。 １４、ユニットを造るシート群が、液体を該ユニットか
   ら、ついで電解槽から取出しうる出口通路を提供するよ
   うに成形されている特許請求の範囲第１項乃至第１３項
   の何れかに記載の電解槽。 １５、ユニットが、液体を電解槽の陽極室から取出しう
   る出口通路からなる特許請求の範囲第１４項記載の電解
   槽。 １６、ユニットが、液体を電解槽の陰極室から取出しう
   る出口通路からなる特許請求の範囲第１４項又は第１５
   項記載の電解槽。 １７、ユニットのシート群は実質的に平板である特許請
   求の範囲第１項〜第１６項の何れかに記載の電解槽。 １８、ユニットにおいて、シートが平面シートに隣接し
   て配置した時、該シート群の平面に通路を形成する、シ
   ート表面に溝を有する特許請求の範囲第１項乃至第１７
   項の何れかに記載の電解槽。 １９、ユニットにおいて、２枚のシートが互に隣接して
   配設してある場合、ユニットのシート群の平面に通路を
   形成する、各シートの表面に溝を有する特許請求の範囲
   第１項乃至第１７項の何れかに記載の電解槽。 ２０、ユニットにおいて、シートが平板シート群をスロ
   ット付シートの何れかの側面上に配設した場合に、シー
   ト群の平面に通路を形成するスロットを有する特許請求
   の範囲第１項乃至第１７項の何れかに記載の電解槽。 ２１、ユニットにおいて、シートが、該シート群の平面
   を通常横切る方向に、該ユニットに通路又は通路群を互
   に協同して形成する開口又は開口群を有する特許請求の
   範囲第１項〜第２０項の何れかに記載の電解槽。 ２２、ユニットにおいて、シートが該シート群の平面を
   横切る該単位内の第１の方向に通路又は通路群を協同し
   て形成する開口群を有し、該シート群の少なくとも若干
   がシート群の平面の第２の方向に第１の方向を通常横切
   る通路又は通路群を該ユニット内に形成するスロット又
   は溝を有し、第１の方向の通路又は通路群が第２の方向
   の通路又は通路群に作動的に連通してある特許請求の範
   囲第２１項記載の電解槽。 ２３、シート群の平面を通常横切る方向の、ユニット内
   の通路又は通路群が電解槽の入口及び出口に連通してあ
   る特許請求の範囲第２１項又は第２２項記載の電解槽。 ２４、ユニットにおいて、シート群が電解槽の陽極室及
   び陰極室に入口ヘッダーを連通しかつ電解槽の陽極室及
   び陰極室からの出口ヘッダーから連通している４個の開
   口群を有する特許請求の範囲第１項〜第２３項の何れか
   に記載の電解槽。