557331 A7 __ B7 五、發明說明（1 ) 技術領域 本發明係有關複極式壓濾型氯化鹼金屬水溶液電解槽 用之單元電解槽。更詳細而言，本發明係含有介於陽極離 子交換膜直列排列之多數單元電解槽之複極式壓濾型氯化 鹼金屬水溶液電解槽用之單元電解槽，上述多數之各單元 電解槽包含具有陽極室，及延伸於該陽極室之上側全長度 之陽極側氣液分離室之陽極側鍋狀框體；及具有陰極室， 及延伸於該陰極室上側全長度之陰極側氣液分離室之陰極 側鍋狀框體，該陽極側鍋狀框體與該陰極側鍋狀框體係背 對背配置，該陽極側氣液分離室與陰極側氣液分離室係在 具有分別與該陽極室及該陰極室分隔之有孔底部壁之單元 電解槽中，上述2個氣液分離室其中至少該陽極側氣液分 離室具有由有孔底部壁延伸至上方之含有多孔性部分之氣 泡除去用分隔壁，該氣泡除去用分隔壁延伸至該氣液分離 室之全長度，將該氣液分離室分隔成該底部壁之有孔區域 上所形成之第1通路A及形成於該底部壁之無孔區域上， 且與氣體及液體之排出噴嘴連接之第2通路B，該氣泡除 去用分隔壁之該多孔性部分的孔係設置於至少離該氣液分 離室之該底部壁之內面1 Omm上。 本發明之單元電解槽可在實質上完全分離的狀態排出 氣體與電解液，因此使用本發明之單元電解槽之電解槽即 使以高電流密度進行電解也能抑制因電解槽振動造成離子 交換膜之破損。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公藿） ----------I------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線丨· 迢耷Sr 101¾讨轰¾員X.消費合作社印製 557331 A7 B7___ 五、發明說明（2 ) 以往技術 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一般進行氯化鹼之安定之電解，以廉價生產氯，氫， 苛性鈉時要求設備成本便宜，可以低電壓電解，不會因電 解槽振動造成離子交換膜之破損，電解槽內之電解液濃度 之分佈均勻，離子交換膜之電壓或電流效率長期安定等。 爲了符合這種要求，近年有提高使用離子交換膜之氯 化鹼電解技術（離子交換膜電解法）者。特別是明顯提高 離子交換膜，電極，電解槽之性能，離子交換膜法之出現 當時3 OA/dm2之N a 0H生產量每1噸之電力消耗爲 2，600kw，但近年降爲2，600kw以下。但是 最近強力要求設備大型化，省力化，高效率化，至於電解 槽之電解電流密度也要求可由最初之3 0 A/dm2到現在 之5 OA/dm2以上來進行電解。 但是高電流密度之電解增加氣體之發生量，因此因電 解槽內之壓力變動易產生振動，長期而言可能會產生離子 交換膜之破損。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特別是氯化鹼電解槽之單元電解槽之陽極側明顯受氣 泡影響。例如40A/dm2，0 · IMpa ，90°C之電 解條件下，陽極室上部充滿氣泡，有些部分之氣體的比例 爲8 0體積％以上。這種氣體比例較大的部分當電流密度 越大時，這種部分有越擴大的傾向。 這種氣液比較大的部分流動性欠佳，有時會發生電解 槽之流動攪拌不足，局不知電解液之濃度降低’產生氣體 滯留部分。爲了儘可能降低氣液比較大的部分時有提高電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 557331 A7
五、發明說明（3 J 解壓力，大幅增加電解液之循環量等的方法，但是有安全 上的問題或設備建造成本提局的問題。 --------------製---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以往提案許多使用以高電流密度生產高濃度之驗金屬 氫氧化物之離子交換膜之氯化鹼電解槽用之單元電解槽技 術。例如日本特開昭5 1 — 4 3 3 7 7號公報（美國專利 第4，1 1 1 ，7 7 9號對應案），日本特開昭 6 2 — 9 6 6 8 8號公報（美國專利第 4，7 34，1 80號對應案），日本公表專利公報昭 6 2- 5 00 6 6 9號公報（美國專利第 4 ’ 602 ’ 984號對應案）等。但是文獻所揭示之單 元電解槽係將氣體及液體以氣液混相的狀態由單元電解槽 上部排出’因此有電解槽內產生振動，使離子交換膜破損 等的缺點。同時單元電解槽內部未均勻混合電解液，電解 室內之電解液濃度分佈不均，有時必須循環大量之電解液 座齊部皆慧时轰¾員X.消費合作社印製 曰本特開昭6 1 - 1 9 7 8 9號公報及美國專利第 4，295，953號公報揭示使用中空框型電解槽框， 在電極板與電極薄片之間配置使電解液往下流之具有通路 功能之導電性分散體所成之單元電解槽。日本特開昭 6 3 - 1 1 6 8 6號公報揭示使用具有中空結構之框型電 解槽框，具有使電解液往下流之通路功能之筒狀電流分配 構件之單元電解槽。這些先行技術中雖改良單元電解槽內 之電解液之循環，但以高電流密度進行電解時不僅在氣體 及液體之排出口附近易產生振動，且在電極室上部易滯留 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 B7 五、發明說明（4 ) 氣體。同時單元電解槽內之結構複雜。日本新型公開昭 5 9 - 1 5 3 3 7 6號公報提案在電極室上部（電解液之 液面附近）設置具有網結構之泡沬成長抑制體防止電解槽 內產生振動，但此方法仍無法完全分離氣體及液體，無法 完全防止因電解槽內之壓力變動所造成的振動。 曰本特開平4 一 2 8 9 1 8 4號公報（美國專利第 5 ’ 2 2 5，0 6 0號對應案）係揭示使用具有分別設置 於陽極室及陰極室上之陽極側及陰極側非通電部，且延伸 於陽極室及陰極室之上側全長之陽極及陰極氣液分離室， 及將被此分離室分離之氣體與電解液在分離的狀態排出之 朝下設置之排出口之單元電解槽的電解槽。上述日本特開 平4 一 2 8 9 1 8 4號公報中陽極室及陰極室設置L型之 筒狀導管促進電極室內之電解液的循環。使用上述電解槽 時，以4 5A/dm2以下進行電解時，振動較少，電解液 之濃度分佈也均勻。但是例如以5 0 A/dm2以上之高電 流密度進行電解時，電解槽內之氣泡量增加非常多。此時 上述電解槽因氣液分離不完全不僅振動變大，對於離子交 換膜有不良影響，且有電解液之濃度分佈不均勻的問題。 日本特開平8 - 1 0 0 2 8 6號公報（美國專利第 5，571 ，390號對應案）係提案具有如上述氣液分 離室之單元電解槽之電極室內設置許多垂直方向延伸的導 管（降液管）。但此文獻所載之單元電解槽對於以5 0 A / d m 2以上之高電流密度進行電解時，也會發生氣液分離 不完全，對於離子交換膜有不良影響的問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
557331 A7 _ B7 五、發明說明（5 ) 發明之槪要 這種條件下，本發明人等精心硏究開發一種使用離子 交換膜法電解槽例如以5 0 A / d m 2以上之高電流密度進 行電解時，氣體與電解液也能實質上完全分離的狀態排出 ，防止單元電解槽內之振動，離子交換膜不會產生破損等 之複極式壓濾型氯化鹼金屬水溶液電解槽用之單元電解槽 。結果驚人的發現使用具有以下特徵之單元電解槽之複極 式壓濾型氯化鹼金屬水溶液電解槽進行氯化鹼金屬水溶液 之電解時，氣體與電解液也能實質上完全分離的狀態排出 。依據此新見解完成本發明。該單元電解槽之特徵爲包含 具有陽極室，及延伸於該陽極室之上側全長度之陽極側氣 液分離室之陽極側鍋狀框體；及具有陰極室，及延伸於該 陰極室上側全長度之陰極側氣液分離室之陰極側鍋狀框體 ，該陽極側鍋狀框體與該陰極側鍋狀框體係背對背配置， 該陽極側氣液分離室與陰極側氣液分離室係在具有分別與 該陽極室及該陰極室分隔之有孔底部壁之單元電解槽中， 上述2個氣液分離室其中至少該陽極側氣液分離室具有由 有孔底部壁延伸至上方之含有多孔性部分之氣泡除去用分 隔壁，該氣泡除去用分隔壁延伸至該氣液分離室之全長度 ，將該氣液分離室分隔成該底部壁之有孔區域上所形成之 第1通路A及形成於該底部壁之無孔區域上，且與氣體及 液體之排出噴嘴連接之第2通路B，該氣泡除去用分隔壁 之該多孔性部分的孔係設置於至少離該氣液分離室之該底 部壁之內面1 Omm上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨·裝 · 557331 A7 B7 五、發明說明（6 因此本發明之一的主要目的係提供一種即使以5 〇 A / d m 2以上之高電流密度進行電解時，氣體與電解液也能 實質上完全分離的狀態排出，防止單元電解槽內之振動， 離子交換膜不會產生破損等之複極式壓濾型電解槽用之單 元電解槽。 參照附圖從以下之詳細說明及申請專利範圍說明本發 明之上述及其他之目的，特徵及各種權利。 I \ 土 Ψ 圖面之簡單說明 圖1係表示本發明之 的擴大槪略斷面圖； 圖2係表示本發明之 一例的擴大槪略斷面圖； 圖3係表示本發明之 一例的擴大槪略斷面圖； 圖4係表示本發明之 一例的擴大槪略斷面圖； 圖5係表示僅以多孔 隔壁以水平方向配置於氣 大槪略斷面圖（比較例） 圖6係表示具有緩衝 之電極室上部，及設置於 斷面圖； 圖7係表示具有緩衝 單元電解槽之氣液分離室之一例 單元電解槽之氣液分離室之其他 單元電解槽之氣液分離室之其他 單元電解槽之氣液分離室之其他 板取代本發 液分離室所 明用之氣泡除去用分 成之氣液分離室的擴 板之本發明之單元電解槽之一例 該上側之氣液分離室的擴大槪略 板之本發明之單元電解槽之其他 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------I-------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·. --線· -9- 557331 A7 B7 五、發明說明（7 ) 一例之電極室上部，及設置於該上側之氣液分離室的擴大 槪略斷面圖； 圖8係表示不具有緩衝板之本發明之單元電解槽之一 例之電極室上部，及設置於該上側之氣液分離室的擴大槪 略斷面圖； 圖9係表示電解液分配器之一例之槪略斷面圖； 圖1 0係表示電解液分配器之其他一例之槪略斷面圖 圖1 1係表示電解液分配器之一例之槪略斷面圖（箭 頭係表示從開口部2 3之電解液流出）； 圖1 2係表示從陰極側看之本發明之單元電解槽之一 例之槪略圖（表示實質上不含網狀電極的狀態）； 圖1 3係表示圖1 2之沿著I I 一 I I線之槪略斷面 圖； 圖1 4係表示含有本發明之單元電解槽之多數單元電 解槽介於陽極離子交換膜含有直列排列所成之複極式壓濾 型電解槽之一例之槪略圖（去除框體之一部份以便觀看本 發明之單元電解槽內部）。 符號說明 1 壁 2 氣泡除去用分隔壁之多孔性部分 3 具有多孔性部分2之氣泡除去用分隔壁 4 A 有孔底部壁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 痤齊Sr皆慧讨查¾員Μ消費合作社印製
557331 A7 B7 五、發明說明（8 4 B 5 6 7 8 8 ^ 9 10 10 4 17 18 19 2 0 3 4 側壁 孔 肋孔 分配器入口噴嘴 陽極室之氣體及液體之排出口 陰極室之氣體及液體之排出口 導電性肋條 陽極室之入口噴嘴 陰極室之入口噴嘴 電極 補強肋條 陽極 陰極 導板 陰極側柵 陽離子交換膜 陽極側柵 複極式單元電解槽 締結體 緩衝板 緩衝板2 1之下端部與壁1之內壁之間所形 成之狹縫狀細縫 電解液供給穴 鉤型琺蘭 --------------^___ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¼. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 44- 557331 A7 B7 五、發明說明（9 ) 2 5 框壁 2 6 接合棒 27 氣液分離室 2 8 分配器 29 陽極側單元電解槽 30 陰極側單元電解槽 圖1〜1 4中相同構件或部分係表示同樣的參照號碼 發明之詳細說明 本發明係提供一種含有直列排列之多數之單元電解槽 及被挾在相鄰之單元電解槽間之陽極離子交換膜之複極式 壓濾型氯化鹼金屬水溶液電解槽用之單元電解槽，上述多 數之各單元電解槽包含具有陽極室，設置於該陽極室上之 陽極側非通電部，且延伸於該陽極室之上側全長度之陽極 側氣液分離室之陽極側鍋狀框體；及具有陰極室，及設置 於該陰極室上之陰極側非通電部，且延伸於該陰極室之上 側全長度之陰極側氣液分離室之陰極側鍋狀框體，該陽極 側鍋狀框體與該陰極側鍋狀框體係背對背配置，該陽極側 氣液分離室與該陰極側氣液分離室係具有分別與該陽極室 及該陰極室分隔之有孔底部壁，各氣液分離室其一端具有 氣體及液體之排出噴嘴之單元電解槽中，該陽極側氣液分 離室與該陰極側氣液分離室中至少該陽極側氣液分離室具 有由有孔底部壁延伸至上方之氣泡除去用分隔壁，該氣、泡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝！ ！| 訂· — — — — — —--線
557331 A7 ___Β7 _五、發明說明（1G ) 除去用分隔壁延伸於該氣液分離室之全長度， 離室分隔成該底部壁之有孔區域上所形成之第 該底部壁之無孔區域上所形成之第2通路B， 用分隔壁具有多孔性部分，該氣泡除去用分隔 部分的孔係設置於至少離該氣液分離室之該底 1 Omm上，第2通路B連通該氣體及液體之 且該第2通路B係介於該多孔性部分與該第1 陽極室連通爲特徵之單元電解槽。 接著爲了容易瞭解本發明，首先列舉本發 徵及各種形態。 將該氣液分 1通路A及 該氣泡除去 壁之多孔性 部壁之內面 排出噴嘴， 通路A與該 明之基本特 • 一種單元電解槽，其特徵爲一種含有直列排列之 卞 L· ;P η. 多數之 子交換 元電解 置於該 上側全 有陰極 伸於該 鍋狀框 背配置 有分別 分離室 ，該陽 極側氣 單元電解 膜之複極 槽，上述 陽極室上 長度之陽 室，及設 陰極室之 體，該陽 ，該陽極 與該陽極 其一端具 極側氣液 液分離室 槽及被 式壓濾 多數之 之陽極 極側氣 置於該 上側全 極側鍋 側氣液 室及該 有氣體 分離室 具有由 挾在相 型氯化 各單元 側非通 液分離 陰極室 長度之 狀框體 分離室 陰極室 及液體 與該陰 有孔底 鄰之單 鹼金屬 電解槽 電部， 室之陽 上之陰 陰極側 與該陰 與該陰 分隔之 之排出 極側氣 部壁延 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 元電解槽間 水溶液電解 包含具有陽 且延伸於該 極側鍋狀框 極側非通電 氣液分離室 極側鍋狀框 極側氣液分 有孔底部壁 噴嘴之單元 液分離室中 伸至上方之 - 之陽極離 槽用之單 極室，設 陽極室之 體；及具 部，且延 之陰極側 體係背對 離室係具 ，各氣液 電解槽中 至少該陽 氣泡除去 — — — — — — — — — — — — — ---— — — — — 訂-------I ·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 557331 A7 B7 五、發明說明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用分隔壁，該氣泡除去用分隔壁延伸於該氣液分離室之全 長度，將該氣液分離室分隔成該底部壁之有孔區域上所形 成之第1通路A及該底部壁之無孔區域上所形成之第2通 路B，該氣泡除去用分隔壁具有多孔性部分，該氣泡除去 用分隔壁之多孔性部分的孔係設置於至少離該氣液分離室 之該底部壁之內面1 Omm上，第2通路B連通該氣體及 液體之排出噴嘴，且該第2通路B係介於該多孔性部分與 該第1通路A與該陽極室連通。 2 ·如前述第1項之單元電解槽，其中該陽極室與陰 極室中至少進一步包含設置於該陽極室之上部的緩衝板， 該緩衝板係位於在該緩衝板與該陽極室之間形成上昇通路 C，且該緩衝板與該陽極室之後側內面之間形成下降通路 D。 3 ·如前述第2項之單元電解槽，其中該緩衝板高度 爲3 0 0mm〜6 0 0mm，該上昇通路C其下端寬度大 於上端，且該緩衝板與該陽極室之間隔最小的部分之該上 昇通路C的寬度爲5mm〜1 5mm，該下降通路D其上 端寬度大於下端，且該緩衝板與該陽極室之間隔最小的部 分之該下降通路D的寬度爲1mm〜2 0mm。 4 ·如前述第1〜3項中任一項之單元電解槽，其中 該陽極室與陰極室中至少進一步包含設置於該陽極室之下 部之具有管狀形態之電解液分配器，該分配器具有多數個 電解液供給孔，且具有與該陽極室之電解液入口噴嘴連通 之入口，各電解液供給孔之斷面積爲該單元電解槽之運轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 --------B7 五、發明說明（12 ) 中’以4 0 A / d m 2之電流密度進行電解之最低限度之流 速通過該分配器供給飽和鹽水之電解液時，各電解液供給 孔之壓力損失形成5 Omm · H2〇〜1 ，0 0 Omm · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Η 2〇的斷面積。 以下詳細說明本發明。 本發明之單元電解槽爲複極式壓濾型氯化鹼金屬水溶 液電解槽用之單元電解槽。 首先參照圖1 2及圖1 3說明本發明之單元電解槽之 基本結構（關於具有多孔性部分2之氣泡除去用分隔壁3 ’緩衝板2 1，及分配器2 8如後述）。 圖1 2係表示從陰極側看之本發明之單元電解槽之一 例之槪略圖（表示實質上不含網狀電極的狀態）。圖i 3 係表示圖1 2之沿著I I 一 I I線之槪略斷面圖。 本發明中，『單元電解槽』係指包含具有陽極室，設 置於該陽極室上之陽極側非通電部，且延伸於該陽極室之 上側全長之陽極側氣液分離室之陽極側鍋狀框體；及具有 陰極室，設置於該陰極室上之陰極側非通電部，且延伸於 該陽極室之上側全長之陰極側氣液分離室之陰極側鍋狀框 體，該陽極側鍋狀框體與該陰極側鍋狀框體係背對背配置 ，該陽極側氣液分離室與該陰極側氣液分離室係具有分別 與該陽極室與該陰極室分隔之有孔底部壁，各氣液分離室 其一端具有氣體及液體之排出噴嘴所成之複極式之單一電 解槽。 如圖1 3所示，上述陽極側鍋狀框體與該陰極側鍋狀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 557331 A7 _ B7__ 五、發明說明（13 ) 框體係分別具有壁1，由壁1之周邊部所延伸之框壁2 5 ，及鉤型之斷面，且包括由框壁2 5所延伸之鉤型琺蘭 2 4所構成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述鉤型琺蘭2 4係與框壁2 5 —同作動，在各鍋狀 框體四周形成凹部。分別以此凹部界定之延伸至圖1 3之 深度方向的貫通空間分別被鑲入接合棒2 6，藉此使陽極 側鍋狀框體與該陰極側鍋狀框體以背對背的狀態固定。 該陽極側鍋狀框體之壁1係介於多數之導電性肋條9 ，陽極1 3被固定使陽極室與陽極室上側且陽極側鍋狀框 體之框壁2 5之上側部分之下方形成陽極側非通電部，該 陰極側鍋狀框體之分隔壁1係介於多數之導電性肋條9， 陰極1 4被固定使陰極室與陰極室上側且該陰極側鍋狀框 體之框壁2 5之上側部分的下方形成陰極側非通電部。上 述導電性肋條9具有使氣體通過之肋孔6。 陽極側氣液分離室2 7被設置於陽極側非通電部，且 延伸於上述陽極室上側之全長，陰極側氣液分離室2 7被 設置於陰極側非通電部，且延伸於上述陰極室上側之全長 〇 ^ 上述陽極側及陰極側氣液分離室2 7，2 7具有分別 [與陽極室及陰極室分隔之有孔底部壁4A，4A。有孔底 | 部壁4A，4A係分別具有將寒氣泡電解液由電極室導入 i Y 氣液分離室27的孔5。 ^ 上述陽極側及陰極側氣液分離室2 7，2 7係分別具 ^ 有氣體及液體之排出噴嘴8，8>。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 五、發明說明（14 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明中，關於具有如上述之氣液分離室2 7之單元 電解槽之基本結構（圖1 2及圖1 3之單元電解槽中不包 括具有多孔性部分2之氣泡除去用分隔壁3，緩衝板2 1 ’及分配器2 8的結構）可與公知之單元電解槽相同的結 構。公知之單元電解槽例如上述日本特開平 4 一 2 8 9 1 8 4號公報（美國專利第 5 ’ 225，060號對應案）所載之單元電解槽。將上 述曰本特開平4 一 289 1 84號公報及對應案之美國專 利第5，2 2 5，0 6 0號公報所提及之內容載於本說明 書中。 關於本發明之單元電解槽之具有多孔性部分2之氣泡 除去用分隔壁3 ，緩衝板2 1 ，及分配器2 8以外的部分 可使用上述日本特開平4 一 2 8 9 1 8 4號公報（美國專 利第5，225 ，060號對應案）所載之材料及方法來 製造。 以下參照圖1〜4說明本發明之單元電解槽之氣泡除 去用分隔壁。 圖1〜4係本發明之單元電解槽之氣液分離室之擴大 槪略斷面圖。 本發明之單元電解槽中，該陽極側氣液分離室2 7與 該陰極側氣液分離室2 7中至少該陽極側氣液分離室2 7 具有由該有孔底部壁4 A延伸至上方之氣泡除去用分隔壁 3，該氣泡除去用分隔壁3延伸至該氣液分離室2 7之全 長，將該氣液分離室2 7分隔成該底部壁4 A之有孔區域 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 4^- 557331 A7 B7 五、發明說明（15 ) 上所形成之第1通 成之第2通路B。 更具體而言， 液分離室2 7中至 孔底部壁4 A延伸 底部壁4 A的孔5 該氣泡除去用分隔 氣泡除去用分隔壁 由該氣泡除去用分 有孔5局部存在之 通路A及具有孔5 區域之第2通路B 該氣泡除去用 去用分隔壁3之該 液分離室2 7之該 第2通路B連通該 B係介於該多孔性 路A及該底部壁4 A之無孔區域上所形 該陽極側氣液 少該陽極側氣 至上方之氣泡 局部存在使該 壁3所區分之 3延伸至該氣 隔壁3將該氣 該有孔底部壁 局部存在之該 分離室2 7與 液分離室2 7 除去用分隔壁 有孔底部壁4 有孔區域及無 液分離室2 7 液分離室2 7 4 A之該有孔 有孔底部壁4 該陰極側氣 具有由該有 3 ，該有孔 A具有藉由 孔區域，該 之全長，藉 分隔成爲具 區域之第1 A之該無孔 分隔壁3具有多孔性部分2，該氣泡除 多孔性部分2的孔係設置於至少離該氣 底部壁4人之內面1〇111111上的位置， 氣體及液體之排出噴嘴，且該第2通路 部分2及該第1通路A與該陽極室連通 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 土 :p 具有該氣泡除去用分隔壁3之該氣液分離室2 7係在 該單元電解槽之運轉中，將含氣泡之液體由陽極室通過孔 5局部存在之該有孔底部壁4 A之該有孔區域導入該氣液 分離室2 7之第1通路A，使之通過該氣泡除去用分隔壁 3之多孔性部分2的孔，此時該多孔性部分2的孔宜維持 於高於第2通路B之液面的位置，藉此破壞該含氣泡之液 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4«- 557331 A7 __B7 五、發明說明（16 ) 體的氣泡，將氣泡破壞所生成之氣體及實質上不含氣泡之 液體導入氣液分離室2 7之第2通路B，被導入第2通路 B之該氣體及實質上不含氣泡之液體通過氣液分離室2 7 之如圖12所示之該氣體及該液體之排出噴嘴8排出。 上述消泡後可將氣體與液體分離的理由雖不明確，但 可推測爲以下的理由。第1通路A之含氣泡之電解液通過 該氣泡除去用分隔壁3之多孔性部分2的孔，與上述第1 通路A上部之氣體一同被導入第2通路B。此時孔內部中 上述氣體與含氣泡之電解液混合，氣泡變大，氣泡易被破 壞。第2通路B側之多孔性部分2與氣相接觸，因此氣泡 破壞離開液相的氣體被第2通路B之氣相吸收，去除氣泡 之電解液蓄積於第2通路B之下部。上述分離之氣體與電 解液係以分離的狀態由排出噴嘴8排出。因此可抑制因壓 力損失所造成的振動，防止離子交換膜之破損。 圖1中，氣液分離室2 7係由壁1 ，框壁2 5 ，側壁 4 B，及底部壁4A所構成。這種氣液分離室2 7之斷面 積若考慮製造之容易度或製造成本時，通常爲1 〇〜 1 0 0 c m2。流落至第2通路B之底部之電解液係以與氣 體分離的狀態由圖1 2所示之排出噴嘴8排出。
圖1中，在壁1側形成具有底部壁4 A之孔5的第1 通路A，但如圖2也可在側壁4 A側形成具有底部壁4 A 之孔5的第1通路A。不具有氣泡除去用分隔壁3之多孔 性部分2以外之孔的部分（以下有時稱爲『無孔區域』） 係具有隔開第1通路A之含氣泡的液體與除去第2通路B 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公漦） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 _B7_____ 五、發明說明（17 ) 之氣泡的液體的功能，因此從多孔性部分2之孔的底部壁 4 A內面之高度Η E必須高於第2通路B側之液面。具體而 言，高度Η 5：必須至少1 0 m m，如圖1及圖2氣泡除去用 分隔壁3具有平板狀之結構時，當然無孔區域的高度也必 須爲1 0 m m以上。如圖3所示，氣泡除去用分隔壁3之 無孔區域較高時，無孔區域之第2通路B之側面也可配置 多孔性部分2。但是此時多孔性部分2之孔的高度Η /必 須高於第2通路Β側之液面，必須至少1 0 m m。 如果多孔性部分2之孔位於第2通路B之液面下時， 以氣泡形態存在之氣體即使通過孔也不會釋放於氣相中， 而被液相吸收，因此氣泡殘留於第2通路B之液面，造成 排出噴嘴之壓力變動的原因。 第2通路B之液面的高度係當電解時之電流密度越高 ，第2通路B之液面也越高的傾向。以5 0〜8 Ο A/ dm2以上之高電流密度進行電解時，第2通路B之液面高 度有時成爲2 0〜3 Omm，因此氣泡除去用分隔壁3之 多孔性部分2之孔的高度Η >爲2 0mm以上爲宜，3 0 m m以上更佳，4 0 m m以上則特別理想。 ί 氣泡除去用分隔壁3之無孔區域之高度只要能有效除 [去上述之氣泡時無須特別限定。例如圖1及圖2所示，具 Ϊ 有多孔性部分2之氣泡除去用分隔壁3具有由底部壁4Α ί 垂直延伸之平板狀結構時，上述無孔區域之高度理想爲氣 I 液分離室2 7之高度Η之9 0%的範圍內。無孔區域之高 ^ 度超過氣液分離室2 7之高度Η之9 0%時，流入第2通 -2Θ-- -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 557331 A7 一 B7 五、發明說明（18) 路B之電解液的壓力損失增加，通電部形成氣體滯留，因 此有時可能會產生對於離子交換膜不良影響等之問題。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1通路A之間隔W在圖1中爲氣泡除去用分隔壁3 與分隔壁1之間隔，圖2〜4中爲側壁4 B與氣泡除去用 分隔壁3之間隔。W爲2mm〜2 Omm的範圍時，壓力 損失較少。如圖2〜4側壁4 B與氣泡除去用分隔壁3之 間隔不均勻時，其最小値爲間隔W。間隔W超過2 0 m m 時，第2通路B之寬度變小，壓力損失升高，氣液分離之 液體與氣體再度混合，由排出噴嘴排出時壓力變動大，有 時會產生振動。間隔W爲2 m m以下時，氣體或液體等通 過時壓力損失升高，通電部形成氣體滯留，有時會對於離 子交換膜有不良影響。 消除氣泡之氣泡除去用分隔壁3可爲1片板之上部形 成孔者，或無孔之板上裝設多孔板者。氣泡除去用分隔壁 3可在氣液分離室2 7之底部壁4A上一體成形，或以焊 接裝設於氣液分離室2 7之底部壁4 A。在氣液分離室 2 7之底部壁4 A上一體成形之氣泡除去用分隔壁3例如 形成氣液分離室2 7之構件以樹脂成形製造時，將上述構 件成形以形成底部壁4 A來製造。氣泡除去用分隔壁3的 材料只要是能耐氯或苛性鈉者則無特別限制，但設置於陽 極側氣液分離室2 7之氣泡除去用分隔壁3的情形可使用 鈦或鈦合金等，設置於陰極側氣液分離室2 7之氣泡除去 用分隔壁3的情形可使用鐵，鎳及不銹鋼等。其他只要是 能耐氯或苛性鈉之素材時，也可使用塑膠或陶瓷等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公蹵） 557331 A7 __B7 五、發明說明（19 ) 將上述之金屬製之多孔板裝設於無孔之板上作爲氣泡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 除去用分隔壁3使用時，多孔板可使用膨脹金屬或沖打圓 形或方形等孔之沖孔金屬，金屬網，金屬絲篩網發泡金屬 等。 無孔之板上裝設多孔板作爲氣泡除去用分隔壁3使用 時，裝設的方法無特別限制，例如有（1 )圖1及圖2在 大致垂直設置之無孔板之上端以幾乎垂直裝設多孔板的方 法’ （2 )如圖3所示，在大致垂直設置之無孔板之上端 裝設多孔板，使其與第2通路B側形成接近水平或延伸至 斜上方或斜下方的方法，（3)如圖4所示，在大致垂直 設置之無孔板之中間部裝設多孔板，使其與第2通路B側 形成接近水平或延伸至斜上方或斜下方的方法。又電解槽 之運轉中多孔板必須裝設穩固。例如無孔板及多孔板皆爲 金屬製時，以焊接固定爲宜。 板之中間部可裝設多孔性部分2。例如在金屬板之中 間部打孔形成多孔性部分2者可作爲氣泡除去用分隔壁3 〇 多孔性部分2之開口率理想爲1 〇 %〜8 0 %的範圍 ’從壓力損失或消除氣泡的效率來看最理想爲3 0 %〜 7 0%的範圍。又對於氣泡除去用分隔壁3整體之開口率 理想爲4 %〜6 0 %的範圍。多孔性部分2之孔的大小無 特別限制，但孔太大時，第1通路A之含氣泡的電解液以 含氣泡的狀態下通過多孔性部分2，有可能氣泡未破壞的 狀態與第2通路B之底部的液體混合。因此各孔的面積爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 ------- 五、發明說明（2G) 1 5 Q m m 2以下較理想，8 〇 m m 2以下更理想。多孔性 部分2之孔的平均面積爲〇 · 2〜8〇mm2較理想，3〜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 0mm2更理想。孔的數目係由上述之開口率及孔的平均 面積來決定。 能有效地除去氣泡時，孔的分佈不必限定，但儘可能 以分佈均勻爲宜。具體之孔的設定方法例如以3 m m間距 每1 cm2設置1 9個直徑2mm之圓孔，或每1 0 cm2 設置3 5個對角線長7 mm及4mm之菱形的孔。 又多孔性部分2可爲例如將2片開口率不同之多孔版 粘合者。 關於氣泡除去用分隔壁3之厚度只要能得到充分的強 度’且無壓力損失的狀態除去氣泡則無特別限定，厚度不 均也可。具體而言，氣泡除去用分隔壁3之厚度理想爲 0 · 1mm 〜5mm〇 關於氣泡除去用分隔壁3之角度只要能將第1通路A 之含氣泡電解液介於多孔性部分2導入第2通路B之氣相 則無特別限定。又氣泡除去用分隔壁3之無孔區域與多孔 性部分2對於底部壁4 A可設置不同的角度。具體而言， 例如圖1及圖2所示，多孔性部分2可由大致垂直設置之 無孔區域之上端大致垂直延伸，或如圖3所示，由大致垂 直設置之無孔之上端與第2通路B側形成接近水平延伸， 或延伸至斜上方或斜下方。但上述多孔性部分2之孔必須 維持高於第2通路B之液面。 氣泡除去用分隔壁3可具有多個多孔性部分2。例如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 _______B7__ 五、發明說明（21 ) --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氣泡除去用分隔壁3可具有如圖1及圖2所示之由無孔區 域之上端大致垂直延伸之多孔性部分2，或如圖3所示之 由無孔區域之上端與第2通路B側形成接近水平延伸之多 孔性部分2。 •'f·· 上述多孔性部分2之一端必須與上述無孔區域接合， 但另一端可不必延伸至氣液分離室之內壁。例如圖1及圖 2所示，將氣泡除去用分隔壁3大致垂直設定時，多孔性 部分2之高度爲氣液分離室之高度Η與無孔區域之高度 Η >之差之1 / 2以上爲宜。從即使以高電流密度也能有 效地消除氣泡的觀點來看，多孔性部分2越高越好。又從 製造單元電解槽之簡便性的觀點來看，如圖1及圖2所示 ，多孔性部分2係與上述Η與Η >之差相同（即，多孔性 部分2延伸至氣液分離室之上側內壁（上側框壁））較理 想。如圖3及圖4所示，即使將多孔性部分2接近水平設 置時，也如圖3及圖4所示，多孔性部分2延伸至氣液分 離室2 7之橫側內壁（壁1之內壁），氣泡除去用分隔壁 3完全覆蓋第2通路Β較理想。多孔性部分2接近水平設 置時，氣泡除去用分隔壁3若未完全覆蓋第2通路Β時， | 經由多孔性部分2與氣液分離室2 7之間隙使含氣泡液體 由第1通路Α流至第2通路Β內，有時無法有效地消除氣 泡。 如上述，關於氣泡除去用分隔壁3只要能將第1通路 A之含氣泡電解液介於多孔性部分2導入第2通路B之氣 相則無特別限定，可使用各種形狀或尺寸。又從製造單元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 ____ B7 五、發明說明（22) 電解槽之簡便性及氣泡消除之效率的觀點來看，氣泡除去 用分隔壁3具有以下（1 )〜（3)之結構者較佳，其中 (1 )如圖1及圖2所示，含有多孔性部分2之氣泡除去 用分隔壁3由底部壁4 A大致垂直延伸至上方之具有與氣 液分離室27之高度Η相同高度之平板狀的結構，（2) 如圖3所示，無孔區域由底部壁4 Α大致垂直延伸至上方 ’多孔性部分2由無孔區域之上端部至壁1之內壁大致水 平延伸所成之反L型的結構，（3 )如圖4所示，無孔區 域由底部壁4 A大致垂直延伸至上方，多孔性部分2由無 孔區域之第2通路B側之側面至壁1之內壁大致水平延伸 所成之h型的結構。如圖5所示，僅以多孔板2取代本發 明用之氣泡除去用分隔壁3水平配置於氣液分離室2 7時 ，幾乎無消除氣泡的效果（參照後述之比較例1 )。 氣體，電解液，氣泡流入氣液分離室2 7之底部壁4 A之孔5的尺寸例如圖1及圖2中，具有上述間隔W以下 之徑的孔即可。孔5的形狀無特別限制，例如有圓形，橢 圓形，正方形，長方形，菱形等。孔5的開口率係對於第 1通路A之底部面積（即，「第1通路A之寬度Wx氣液 分離室的長度」）時，理想爲10%〜80%的範圍。 1 0%以下時，氣體或液體等通過孔5時，壓力損失增加 ，通電部形成氣體滯留，有時會對離子交換膜產生不良影 響。超過8 0%時，氣液分離室之強度降低，因此將襯墊 及離子交換膜安裝於單元電解槽鎖緊時，有時會產生變形 等的問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
▼557331 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（23) 上述之氣泡除去用分隔壁3係於陽極側氣液分離室 2 7與該陰極側氣液分離室2 7中至少設置於陽極側氣液 分離室2 7內。陽極側對氣泡之影響特別大，即使僅在陽 極側設置氣泡除去用分隔壁3也可得到充分的效果。 氣液分離室2 7之側壁4 B的形狀可爲平坦狀，如圖 1〜4所示，下部向外側凸出者較理想。換言之，藉由下 部凸出部可提高氣液分離室2 7與圖1 4所示之襯墊1 6 ，1 8的密著性。使襯墊1 6，1 8的寬度均勻，在組裝 電解槽時，能使襯墊之各部分之面壓固定。 本發明之單元電解槽如圖6及圖7所示，進一步包括 該陽極室與該陰極室中，至少設置於該陽極室之上部的緩 衝板2 1，該緩衝板2 1係位於在該緩衝板與該陽極室之 間形成上昇通路C，且該緩衝板與該陽極室之後側內面（ 壁1 4內壁）之間形成下降通路D。 例如陽極室內上部設置緩衝板21不僅電解液可返回 單元電解槽下部進行循環，且可將含氣泡之電解液快速導 入氣液分離室2 7內，陽極室內上部不會殘留氣體。 緩衝板2 1之下端係與壁1之間形成狹縫狀細縫2 2 ，由緩衝板2 1上部流入下降通路D之液體通過此細縫 2 2返回陽極室下部，介於上昇通路C使電解液循環的結 構。 陽極1 1與緩衝板2 1所形成之上昇通路C係通過電 解液及氣泡，氣體混合物。電解液與電解所生成之氣體， 氣泡之混合物通過緩衝板2 1之上端與電解室上端之間， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ — ·. f •線！ 本紙張尺；ί適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 五、發明說明（24 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電解液之一部份與氣體由孔5進入氣液分離室2 7，剩餘 之電解液通過緩衝板2 1與壁1之間之下降通路D，然後 流下通過細縫2 2返回電解室下部。 藉由緩衝板2 1能使電解液產生內部循環，因此即使 5 OA/dm2以上之高電流密度也能達成濃度分佈之均勻 化，而無電解液或氣體滯留。 緩衝板2 1之厚度理想爲0 · 5〜1 . 5mm，長度 理想爲3 0 0〜7 0 Omm。關於寬度爲了提高循環電解 液的效果以越接近單元電解槽之寬度越理想。關於.緩衝板 2 1的材質在陽極側例如具有耐氯腐鈾性之鈦或鐵氟龍等 之樹脂，陰極側則有耐鹼腐蝕性之不銹鋼，鎳等。 緩衝板2 1之裝設方法無特別限制，將與導電性肋條 9之間隔相同寬度之緩衝板2 1以焊接法固定於導電性肋 條9的方法，或導電性肋條9上設置安裝緩衝板2 1用的 溝，將緩衝板2 1鑲入該溝內的方法等。 圖6及圖7所示之下降通路D之斷面積從製作之容易 度或製作之成本來看，通常可使用1 0 cm2以上2 0 0 c m2以下者。緩衝板2 1係分隔上昇通路C之含氣泡之液 體與下降通路D之電解液，藉由氣體之上昇力將電解液運 送至氣液分離室2 7或上昇通路C。緩衝板2 1之高度H2 理想爲3 0 Omm〜6 0 Omm。此理由係因爲了加強液 體循環時，上昇通路C之上部的組成與下降通路d之上部 的組成必須有很大的差異，因此增加緩衝板2 1的高度是 有幫助的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 ----- B7 五、發明說明（25 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 緩衝板上端與通電部之上端之間隔s理想爲5 m m〜 2 0 〇mm之範圍。此間隔S太窄時，氣體易滯留，又太 寬時，通電部上部之電解液攪拌不足，對離子交換膜有不 良影響。 上昇通路C之間隔係當緩衝板2 1與電極1 1之間隔 爲W2，W2爲5mm〜15mm時，壓力損失少較佳。 超過1 5mm時’通過上昇通路c之電解液之上昇速度減 緩’不易得到攪拌效果，可能發生電解液濃度下降等。5 mm以下時，氣體或液體等通過時，壓力損失大，通過上 昇通路C之電解液量可能減少。 緩衝板2 1之下端與壁1之內壁之間所形成狹縫狀細 縫之間隔W 2正爲1 m m〜2 0 m m，更理想爲1 m m〜 10mm。1mm以下時，壓力損失大，介於下降通路D ，電解液之循環不良。超過2 0 mm時，電解液或氣體由 狹縫部分短時間通過，然後流入下降通路D，因此有時不 會產生液體之循環。 緩衝板2 1之斷面的形狀可爲各種形狀，例如圖6所 示之彎曲板狀之形狀，或如圖7所示之平板板狀之形狀。 緩衝板2 1之表面有凹凸時，會影響氣體或液體之上昇速 度，例如陽極室內之電解液其濃度分佈可能不均，因此緩 衝板21之表面以平坦狀較佳。 如上述，藉由裝設緩衝板2 1可攪拌單元電解槽上部 之氣泡較多的部分及進行內部循環。因此即使以5 0 A/ d m 2以上之高電流密度在單元電解槽內之濃度分佈也會均 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -28 - 557331 A7 _____B7__ 五、發明說明（26 ) 勻，對於離子交換膜完全不會產生不良影響。 本發明之單元電解槽中，視需要可設置電解液分配器 。電解液分配器之一例如圖1 2及圖1 3中以參照號碼 2 8表示。 圖9係表示電解液分配器之一例的槪略斷面圖。圖 1 0係表示電解液分配器之其他一例之槪略斷面圖。圖 1 1係表不電解液分配器之一例之槪略斷面圖（箭頭係表 示從開口部2 3之電解液流出）。藉由使用電解液分配器 能使單元電解槽之水平•長度方向（圖12之橫方向）之 電解液之濃度分佈均勻。 換言之，本發明之理想的形態中，本發明之單元電解 槽進一步包括在該陽極室與該陰極室中至少設置於該陽極 室之具有管狀形態之電解液分配器，該電解液分配器具有 多個電解液供給孔，且具有與該陽極室之電解液入口噴嘴 連通之入口，各電解液供給孔之斷面積爲該單元電解槽之 運轉中，以4 0 A / d m 2之電流密度進行電解之最低限度 之流速通過該分配器供給飽和鹽水之電解液時，形成各電 解液供給孔之壓力損失爲50mm*H2〇〜1 ，000 mm · H2〇的斷面積。 電解液分配器之斷面的形狀可爲圓形，方形。使電解 液從電解液分配器流出之電解液供給孔2 3在單元電解槽 之水平•長度方向盡可能確保電解液之均勻的流量，由此 觀點來看電解液供給孔2 3之數量多比較理想。但是設置 太多之電解液供給孔2 3時加工不易，因此適當之數量爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） "29- ------I------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 'f·· 557331 A7 __B7___ 五、發明說明（27 ) 1 0個〜50個。理想爲1 5個〜40個。 爲了從電解液分配器均勻供給電解液時，各電解液供 給孔2 3具有某種程度以上之壓力損失較佳。依據本發明 人等之實驗當以4 0 A / d m 2進行電解時，各電解液供給 孔2 3之壓力損失爲5 0 m m · Η 2 0以下則無法得到均勻 之供給。因此檢討可均勻供給之電解液供給孔2 3之斷面 積，結果發現各電解液供給孔之斷面積爲該單元電解槽之 運轉中，以4 0 A / d m 2之電流密度進行電解之最低限度 之流速通過該分配器供給飽和鹽水之電解液時，各電解液 供給孔之壓力損失爲5 0mm· H2〇〜1 ，0 0 0mm· Η 2 0的斷面積時，可得到均勻之供給。上述條件之壓力損 失超過1 ，000mm ·Η2〇時，電解液供給孔之斷面積 太小，易產生微細之雜質粒子阻塞等，反而無法形成均勻 之流出。實用上最理想之壓力損失爲1 0 Omm · Η2〇〜 600mm.H2〇的範圍。 設置於電解液分配器之電解液供給孔2 3之斷面形狀 無特別限定，但圓形，方形製作容易較理想。此電解液供 給孔2 3之斷面積係因壓力損失或孔數，電解液供給量而 異，通常1 0 mm2的範圍較佳。電解液分配器 ί 土 ;ρ u (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之中空部斷面積無無特別限定，通常1 cm2〜2 0 cm2 的範圍較佳。電解液分配器之長度只要是能收容在電極室 之長度即無特別限制，通常單元電解槽之電極室之水平· 長度方向之長度之7 0%以上，1 0 0%以下的範圍較佳 。電解液分配器之材質設置於陽極室者例如可使用具有耐 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 557331 A7 B7 五、發明說明（28 ) 氯腐蝕性者，例如鈦或鐵氟龍，設置於陰極室者例如有耐 鹼腐蝕性之不銹鋼，鎳。 圖1 2及沿著該I I 一 I I線之槪略斷面圖之圖1 3 所示之本發明之單元電解槽之一例中，裝設緩衝板2 1及 電解液分配器2 8。 圖1 3所示之本發明之單元電解槽之一例中，該陽極 側氣液分離室2 7具有由該有孔底部壁4 A延伸至上方， 且具有多孔性部分2之氣泡除去用分隔壁3。 圖14係表示含有本發明之單元電解槽之多數單元電 解槽1 9介於陽極離子交換膜1 7直列排列所成之複極式 壓濾型電解槽之一例的槪略圖（不含框體之一部份以便觀 看本發明之單元電解槽內部）。圖14之例中，將5個單 元電解槽直列排列使陽極側襯墊1 8，陽離子交換膜1 7 及陰極側襯墊1 6挾於相鄰之單元電解槽之間，其中一端 配置陽極單元電解槽2 9，另一端配置陰極單元電解槽 3 0形成層積體（排氣管），將該層積體以締結體2 0締 結。分別安裝於上述之陽極單元電解槽2 9與陰極單元電 解槽3 0上之2個電流導板1 5位於上述層積體之兩端。 經由電流導板1 5將電壓施加於各單元電解槽。 使用應用本發明之單元電解槽之複極式壓濾型電解槽 進行電解時，例如即使以5 0 A / d m 2之高電流密度進行 電解時也能實質上完全分離的狀態排出氣體與電解液，因 此能大幅抑制單元電解槽之振動，能抑制因電解槽振動造 成離子交換膜破損等之不良影響。因此本發明之單元電解 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -31 - 557331 A7 B7 五、發明說明（29 ) 槽在工業上非常有用。 實施發明之最佳的形態 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次藉由實施例及比較例具體說明本發明，但本發明 不受這些限制。 實施例1 準備8個具有與圖2相同之氣液分離室2 7，與圖7 相同之緩衝板2 1，與圖9，圖1 1相同形狀之分配器 2 8，具有與圖1 2相同之正面形狀，具有與圖1 3相同 之斷面形狀之複極式單元電解槽1 9 ，然後將這些單元電 解槽直列排列使陽極側襯墊1 8，離子交換膜1 7及陰極 側襯墊1 6挾於相鄰之電解槽之間，其中一端配置陽極單 元電解槽2 9，另一端配置陰極單元電解槽3 0，裝設電 流導板1 5組裝如圖1 4所示之複極式壓濾型電解槽。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 各單元電解槽1 9其橫寬爲2 4 0 Omm，高度爲 1 2 8 0mm，陽極室之內面厚度（從陽極內面至陽極室 之後側內面（壁1之內壁）之距離）爲3 4mm，陰極室 之內面厚度（從陰極內面至陰極室之後側內面（壁1之內 壁）之距離）爲2 2mm ’通電面積2 · 7m2，陽極側氣 液分離室2 7之長度爲2 3 6 2mm，高度爲8 6mm， 寬度爲30mm，斷面積爲25 · 8 cm2，陰極側氣液 分離室27之長度爲2362mm，高度爲86mm，寬 度爲1 8mm ’斷面積爲1 5 · 48 cm2，僅陽極側氣 液分離室2 7爲與圖2相同的結構。換言之，陽極側氣液 -32 - 太姘桀圮疮湳用中國國茇標進規格（210 X 297公楚） 557331 A7 B7 30 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分離室2 7之第1通路A之寬度W爲5mm，具有氣液分 離室之全長之長度，將高度He爲5 0mm，厚度1mm之 鈦製板（無孔）焊接於氣液分離室2 7之孔5局部存在之 有孔底部壁4 A，從該鈦製板上端垂直至氣液分離室2 7 之上端爲止之高度，開口率約5 9%，厚度1mm之鈦製 膨脹金屬2 (每1 0 cm2具有3 5個之垂直方向之對角 線長爲4 m m，水平方向之對角線長爲7 m m之菱形開口 部的多孔板）以焊接來安裝。以鈦製板與多孔板2所構成 之氣泡除去用分隔壁3將陽極側氣液分離室2 7分隔成具 有孔5局部存在之有孔底部壁4 A之有孔區域之第1通路 A及具有孔5局部存在之有孔底部壁4 A之無孔區域之第 2通路B。 陽極側氣液分離室之有孔部壁4 A之孔5係以 3 7 · 5mm之間距設置短徑5mm，長徑2 2mm之橢 圓形者。陽極側氣液分離室之有孔部壁4 A之開口率係對 於第1通路A之底部面積（即「第1通路A之寬度WX 氣液分離室的長度」）爲5 6%。 陰極側氣液分離室之有孔部壁4 A之孔5係以2 0 m m之間距設置直徑1 〇 m m者。 作爲緩衝板2 1之具有圖7之斷面形狀之厚度1mm 的鈦板僅設置於陽極室內。緩衝板2 1之高度Η2爲5 0 0 mm，緩衝板2 1與陽極1 1之間之上昇通路C之上端的 寬度W2爲1 〇mm，緩衝板2 1與陽極室之後側內壁（壁 1之內壁）之間之下降通路D之下端的寬度W2 >爲3mm 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公藿） -33 - 557331 A7 __B7 五、發明說明（31 ) 。從該鈦製緩衝板2 1上端垂直測定之至陽極室上端爲止 之高度S爲4 Omm。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分配器2 8係使用如圖9，圖1 1所示之形狀之長度 2 2 0 cm，在具有4 cm2之中空斷面積之方形管狀結構 體上以等間隔設置2 4個直徑2 m m之孔2 3者。此分配 器2 8之兩端封閉，其中一端之側壁具有分配器入口噴嘴 7。將此分配器2 8以水平安裝於離陽極室下端5 Omm 的位置，該分配器入口噴嘴7與陽極側電解液入口噴嘴 1 0之內側開口部接合。以相當於以4 0 A / d m 2進行電 解之最低限度之飽和鹽水供給速度1 5 0 L / H r之流速 使飽和鹽水流動時，此分配器2 8之各孔2 3之壓力損失 約 1 5 0 m m · Η 2 〇。 鈦製膨脹金屬之表面被覆以釕，絪，鈦爲成分之氧化 物所構成之陽極活性物質製作陽極1 3，而陰極1 4係使 用在鎳製膨脹金屬之表面電離熔射氧化鎳爲主成分之陰極 活性物質者。 介於襯墊將陽離子交換膜AC I PLEX (註冊商標 )F4202 (日本國旭化成工業（股）公司製）挾於這 ^ 種單元電解槽19 ，19之相鄰之單元電解槽之間，組裝 ^ 複極式壓濾型電解槽。各對之陽極13與陰極14之間的 f L 距離約2 m m。 ^ 將3 0 0 g / L之鹽水供給此電解槽之陽極室側使陽 1 極液體之電解槽出口之鹽水濃度成爲200g/L，將稀 Ξ 苛性鈉供給陰極室側使電解槽出口之苛性鈉濃度成爲3 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 557331 A7 -— —___B7 五、發明說明（32 ) 重量％，以電解溫度90。(：，電解時之絕對壓力〇 . 14 MPa ，_流密度30A/dm2〜60A/dm2電解 1 0天。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在離陽極室上端150mm，600mm，1〇〇〇 下之3個局度位置，及陽極室之中央部及陽極室之兩 端之各1 0 0 m m內側位置之3個點，即合計9個點處採 取陽極液體測定濃度，考察該9個採樣間最大濃度及最小 濃度之差來評價電解中之電解槽內之陽極液濃度分佈。 將壓力檢測用管之一端插入於離陽極側氣液分離室之 底部1 Omm下之位置之陽極室之部分（即離陽極室之上 端10mm下的位置），另一端則與壓力感知器連結，將 感知器之輸出與日本橫河電氣（股）製之分析記錄器 3 6 5 5 E連接測定電解中之電解槽內之振動。測得之壓 力之最大値與最小値之差即爲振動。 測定電解中之電解槽內之振動及濃度分佈（濃度差） 的結果如表1所示。如表1所示，即使6 0 A / d m 2之高 電流密度在電解槽內之振動爲水柱5 c m以下，濃度差爲 0 . 3 5 N。 ί、 實施例2 i [除了陽極側氣液分離室2 7之結構係將與實施例1所 L 用之相同之鈦製板安裝於相同位置，從其上端水平裝設與 ί ^第2通路Β相同寬度之鈦製膨脹金屬2 (具有與實施例1 【所用之相同的開口率及孔尺寸之多孔板）之圖3的結構’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 聖降Sr .goi时菱肖Λτ^咋piv中製 557331 A7 _ B7 五、發明說明（33 ) 緩衝板2 1 (具有與圖7相同之結構）之高度H2設定爲 4 〇 〇mm外，其餘具有與實施例1相同結構之單元電解 槽。使用此單元電解槽與實施例1相同組裝電解槽，並以 相同條件電解。 測定電解中之電解槽內之振動及濃度差的結果如表1 所示。如表1所示，即使6 0 A / d m 2之高電流密度在電 解槽內之振動爲水柱5 cm以下，濃度差爲〇 · 3 2N。 實施例3 除了未安裝緩衝板2 1及分配器2 8外，其餘具有與 實施例1相同結構之單元電解槽。使用此單元電解槽與實 施例1相同組裝電解槽，並以相同條件電解。 測定電解中之電解槽內之振動及濃度差的結果如表1 所示。如表1所示，即使6 0 A / d m 2之高電流密度在電 解槽內之振動爲水柱5 cm以下，濃度差爲〇 · 9 5N。 比較例1 除了陽極側氣液分離室2 7之結構係如圖5將氣液分 離室2 7之有孔底部壁4A其中央以2 0mm之間距設置 直徑1 0 m m的孔5 ’將與實施例1相同之多孔板（鈦製 膨脹金屬）水平裝設於離與氣液分離室2 7之有孔底部壁 4A上方2mm處，同時未安裝緩衝板2 1及分配器2 8 外，其餘具有與實施例1相同結構之單元電解槽。氣液分 離室之有孔底部壁之開口率爲1 1 %。使用此單元電解槽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 557331 Α7 ___ Β7 五、發明說明（34 ) 與實施例1相同組裝電解槽，並以相同條件電解。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 測定電解中之電解槽內之振動及濃度差的結果如表1 所示。如表1所示，即使5 0 A / d m 2之高電流密度在電 解槽內之振動爲水柱1 5 c m，6 0 A / d m 2則到達3 2 cm，濃度差係在6 OA/dm2時爲〇 · 9 3N。由此結 果得知以高電流密度電解時，缺乏防止振動的效果，且濃 度分佈（濃度不均勻）寬。 比較例2 除了陽極側氣液分離室內無任何分隔壁，氣液分離室 之有孔底部壁其中央以2 0 m m之間距設置直徑1 〇 m m 之孔的結構外，其餘具有與實施例1相同結構之單元電解 槽。氣液分離室之有孔底部壁之開口率爲1 1 %。使用此 單元電解槽與實施例1相同組裝電解槽，並以相同條件電 解。 測定電解中之電解槽內之振動及濃度差的結果如表1 所示。如表1所示，即使5 0 A / d m 2之高電流密度在電 解槽內之振動爲水柱2 1 c m ’ 6 0 A / d m 2則到達3 8 cm，濃度差係在6〇A/dm2時爲〇·37N。由此結 果得知以高電流密度電解時，缺乏防止振動的效果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） 557331 A7 B7 五、發明說明（35 表1 電流密度（A/dm2) 30 40 50 60 振動 cm-H2〇 實施例1 5以下 5以下 5以下 5以下 實施例2 5以下 5以下 5以下 5以下 實施例3 5以下 5以下 5以下 5以下 比較例1 5以下 5 15 32 比較例2 5以下 9 21 38 陽極液之 濃度 (N*) 實施例1 0.17 0.21 0.27 0.35 實施例2 0.16 0.21 0.26 0.32 實施例3 0.49 0.68 0.81 0.95 比較例1 0.52 0.66 0.78 0.93 比較例2 0.19 0.23 0.27 0.37 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * ) 「陽極液之濃度差」係表示最大濃度與最小濃度之差。 產業上之利用性 r 丨才 i h 使用利用本發明之單元電解槽之複極式壓濾型電解槽 進行電解時，例如即使以5 0 A / d m 2以上之高電流密度 進行電解時也能實質上將氣體與電解液以完全分離的狀態 排出，因此能大幅抑制單元電解槽之振動，抑制因電解槽 振動造成離子交換膜破損等之不良影響。 本發明之單元電解槽在陽極室與陰極室中，至少於陽 極室內具有緩衝板及/或電解液分配器時，在陽極室內能 使電解液有效地循環，因此例如即使以5 0 A / d m 2以上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -- 557331 A7 _B7__五、發明說明（36 )之高電流密度進行電解時，在陽極室內之電解液之濃度分 佈保持均勻，也能有效地進行電解。 -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· 遂齊ΪΡ4曰¾讨4¾員X.消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）