JPH0280587A - イオン交換膜の保護方法 - 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、組立の終了したイオン交換膜を装着した電解
槽や休止時に電解液を抜き取ったイオン交換膜電解槽に
おけるイオン交換膜の保護方法に関する。

（従来技術） 食塩の電気分解に広く利用されているイオン交換膜性電
解槽は、電解槽の設置場所の近傍で組み立てることが行
われている。これは、電解槽の性能、特にイオン交換膜
が移動中にその機能を低下したり、機械的に損傷を受け
たりするおそれがあるためであった。

（発明が解決しようとする問題点） イオン交換膜を電解槽に装着する際には、電解槽の運転
時にイオン交換膜の膨張または収縮によって生じるしわ
や損傷をを防止するために、通常は装着する前にイオン
交換膜が伸縮しない状態となるように調整液にて処理の
後に電解槽に組み込んでいる。

イオン交換膜を装着したイオン交換膜電解槽を移動しよ
うとすると、移動の際の振動等によってイオン交換膜が
損傷を受ける可能性があり、とくに、陰極として水素過
電圧が小さいニッケル系の被覆を形成した電極を使用し
た場合には陰極の表面に電極の作用面積を増大させるた
めに多数の凹凸が形成されているので、振動によってこ
のような陰極とぶつかっているとイオン交換膜に機械的
な損傷が生じ、また、イオン交換膜と接触している部分
において陰極のニッケルとイオン交換反応が起こり、ニ
ッケルがイオン交換膜に取り込まれることがある。

このため、電解槽の組立は電解槽の設置場所の近傍で行
うのが通常であり、電解槽の組立を設置場所とは別の場
所で行い長距離の移送をすることは行われていなかった
。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、イオン交換膜の保護とともにイオン交換
膜に損傷などが生じない長距離の移送を可能とするイオ
ン交換膜の保護方法を提案するものである。

イオン交換膜性電解槽の移動中に生じるイオン交換膜の
損傷には各種の原因が考えられるが、イオン交換膜が含
有する水分の量の減少や、振動によってイオン交換膜が
電極面へ繰り返し接触することによる機械的な損傷およ
び電極室枠、ガスケットとイオン交換膜との間に働く力
等によって生じるものと考えられる。

また、イオン交換膜にニッケル系の陰極活性被覆からニ
ッケルが取り込まれるのは、イオン交換膜を電解槽に装
着する前に行われているイオン交換膜の事前処理と関係
しているものとみられる。

すなわち、イオン交換膜の事前処理は、例えば特開昭８
１−５３３２８号公報第４ページ右上欄に記載されてい
るように、希薄な炭酸水素ナトリウムや水酸化ナトリウ
ムの溶液に浸漬することが通常行われているが、陰極と
してニッケル系の被覆を形成したものを使用した場合に
は、イオン交換膜の事前処理で使用した炭酸水素ナトリ
ウム溶液などが電極に付着してニッケルと反応してニッ
ケルを炭酸塩の形で溶出し、溶出したニッケルがイオン
交換膜とイオン交換反応を起こして、イオン交換膜中に
取り込まれたものとみられる。

そこで、こうした問題点を解消するために、イオン交換
膜を装着した電解槽の両電極室間に圧力差を形成して、
イオン交換膜に働く圧力と電極との間でイオン交換膜を
保持してイオン交換膜が振動などで動かないように一方
の電極に押し付けるようにしたものである。

両電極室間に圧力差を形成するために、いずれの電極室
の圧力を高くしても良いが、陰極としてニッケル系の被
覆を形成した場合には、陰極面とイオン交換膜が接触す
ると溶出したニッケルとイオン交換膜がイオン交換反応
を起こし、ニッケルがイオン交換膜に取り込まれたり、
電極面に形成した被覆の凹凸と膜が接触して、イオン交
換膜を機械的に損傷することがあるので、陰極室の圧力
を陽極室の圧力よりも高くしてイオン交換膜を陽極に押
し付けて保持することが好ましい。

また、電解槽に装着する前に事前処理したイオン交換膜
が乾燥するとイオン交換膜に収縮などをし、最悪の場合
にはイオン交換膜に亀裂が入ることが起こる。したがっ
て、電解槽の運転までイオン交換膜電解槽内の雰囲気は
湿潤に保持し、イオン交換膜の乾燥を防止しなければな
らないが、イオン交換膜を湿潤状態に保持すること、お
よびイオン交換膜の両側の圧力差を形成することを、加
圧のためにイオン交換膜電解槽に供給する気体を水で飽
和した湿潤気体とすることによりを同時に実現すること
ができる。

更に、本発明の方法では加圧している電極室の反対側の
電極室にマノメータ等の圧力計を接続して圧力の変化を
調べることにより、容易にイオン交換膜に生じたピンホ
ールなどを発見することが可能である。

（作用） イオン交換膜を装着した電解槽のイオン交換膜で区画し
た両電極室間に湿潤気体を供給して圧力差を形成するこ
とにより、イオン交換膜を湿潤状態に保持すると共に、
イオン交換膜に加わる圧ヵ差と一方の電極によって固定
することができる。

（実施例） 本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明すると第１図
は、この発明の方法を示すものであるが、イオン交換膜
性電解槽１の多数の陰極室２に気体供給管３を接続して
いる。気体供給管３には、加湿器５を結合しており、加
湿器には気体の供給装置４から所定の圧力の気体を供給
している。また、電解槽内の気体の圧力が異常に上昇す
るとイオン交換膜が破損するおそれがあるので、気体供
給管には圧力の上昇を防止する圧力調整装置６を設けた
。

気体の供給装置は、圧縮空気や窒素などの固定配管、圧
縮窒素や圧縮空気等を封入したボンベあるいは気体圧縮
機などの任意のものを使用することができる。固定配管
によらずに圧縮気体を封入したボンベあるいは電池や内
燃機関によって駆動される気体の供給装置を用いると電
解槽を長距離輸送することも容易にできる。

また、加湿器も各種のものが使用可能であるが、洗気瓶
に水を入れた第２図のような簡単な構造の加湿器５に、
入口管７から気体を供給し出口管８から取り出すとよい
。圧力調整装置は過剰の気体を外部に開放する形式のも
のや供給気体の量あるいは圧力を調整する形式のものな
どの任意のものが使用可能であるが、洗気瓶と同様な構
造の装置に水を入れ、液面上を大気に開放し、水中への
気体の噴出位置と液面との間で形成される圧力差によっ
て供給圧力を調整するという簡単な方法によっても十分
な効果を得ることができる。

イオン交換膜電解槽への気体の供給は、運転時に使用す
る液の供給口や排出口等を利用することができる。また
、気体を供給する電極室の反対側の電極室は、温度の変
化による電極室内部の圧力の変動の悪影響を受けないよ
うに大気に開放することが好ましい。

電解槽内へ供給する気体の圧力は、イオン交換膜に損傷
を与えない圧力であれば任意の圧力を加えることができ
るが、大気圧より１００ないし２００璽■Ａ（＋の圧力
とすると良い。

なお、圧力差を形成するために一方を加圧することに代
えて、一方を吸引して圧力差を形成することももちろん
可能であるが、この場合にはイオン交換膜を湿潤状態に
保持するための特別な手段が必要となる。

実施例１ イオン交換膜を装着した複数のイオン交換膜電解槽の陰
極室の陰極液の供給口及び排出口を封止し、窒素ガスパ
ーシロに気体供給管及び過剰の気体を外部へ放出する機
能を有する圧力調整装置を取り付け、気体供給管には加
湿器として水を入れた洗気瓶を取り付は電池駆動の気体
供給装置から圧縮空気を供給した。自動車で約１１００
０Ｋを移送した後に運転したが、いずれの電解槽も設置
場所で組み立てたものと何等性能的には差位はみられな
かった。

（発明の効果） 以上詳細に述べたように、本発明は、イオン交換膜を湿
潤状態に保持すると共に、イオン交換膜の振動や、ニッ
ケル系の活性被覆を形成した電極面との接触を防止する
ことができるので、イオン交換膜を装着した電解槽の長
期間の保存と長距離の移送が可能となるという効果を有
しているである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施する方法を示している。 第２図は、本発明に使用する加湿器の一例である。 １　・　争 ２・拳 ３　・　・ ４　・　・ ５・　・ ６・　・ ・イオン交換膜性電解槽 Φ陰極 ・気体供給管 ・加湿器 ・気体供給装置 ・圧力調整装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン交換膜を装着した電解液を満たしていない
   電解槽において、両電極室の間に圧力差を形成して、一
   方の電極にイオン交換膜を押し付けてイオン交換膜を保
   持することを特徴とするイオン交換膜の保護方法。
2. （２）一方の電極室内の気体を加圧して圧力差を形成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のイオ
   ン交換膜の保護方法。
3. （３）陰極室に湿潤気体を供給して加圧することを特徴
   とする特許請求範囲第１項ないし第２項に記載のイオン
   交換膜の保護方法。