JPH04154980A - 電解槽 - Google Patents
電解槽Info
- Publication number
- JPH04154980A JPH04154980A JP2276447A JP27644790A JPH04154980A JP H04154980 A JPH04154980 A JP H04154980A JP 2276447 A JP2276447 A JP 2276447A JP 27644790 A JP27644790 A JP 27644790A JP H04154980 A JPH04154980 A JP H04154980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber frame
- gasket
- anode chamber
- flange surface
- exchange membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、塩化アルカリ水溶液の電解に用いられる電解
槽に関するものである。
槽に関するものである。
［従来の技術］
従来用いられているイオン交換脱法電解槽としては、陽
極を取付けた金属製の陽極室枠と、陰極を取付けた金属
製の陰極室枠を陽イオン交換膜を介して締め付ける、い
わゆるフィルタープレス型電解槽、並びに袋状陽イオン
交換膜を陽極室枠内、又は陰極室枠内に内装したボック
ス型電解槽などが知られており、これらの電解槽は、室
枠同志の機密性及びシール性を保つために通常、ガスケ
ットをそれぞれの室枠のフランジ面に配して締め付けて
シールし、液及びガスの洩れを防止している。
極を取付けた金属製の陽極室枠と、陰極を取付けた金属
製の陰極室枠を陽イオン交換膜を介して締め付ける、い
わゆるフィルタープレス型電解槽、並びに袋状陽イオン
交換膜を陽極室枠内、又は陰極室枠内に内装したボック
ス型電解槽などが知られており、これらの電解槽は、室
枠同志の機密性及びシール性を保つために通常、ガスケ
ットをそれぞれの室枠のフランジ面に配して締め付けて
シールし、液及びガスの洩れを防止している。
このシール方法については、陽イオン交換膜の締め付は
部における損傷を防止するために、適度な硬度及び弾性
を有するガスケットを用いたり、ガスケットの取付は方
法や締め付は面圧を細かく調整したりして種々工夫され
ている。
部における損傷を防止するために、適度な硬度及び弾性
を有するガスケットを用いたり、ガスケットの取付は方
法や締め付は面圧を細かく調整したりして種々工夫され
ている。
また塩化アルカリ水溶液電解槽の陽極室内には電解反応
によって発生する塩素ガス及び陽イオン交換膜を通して
陰極室側より拡散してくる水酸化アルカリと塩素ガスと
が反応して生ずる次亜塩素酸イオンが常時存在すること
から、通常ガスケットとして、上記塩素ガス等に対して
耐食性が優れているエチレンプロピレンゴム（以下ＥＰ
ＤＭと略す。）などが用いられる。
によって発生する塩素ガス及び陽イオン交換膜を通して
陰極室側より拡散してくる水酸化アルカリと塩素ガスと
が反応して生ずる次亜塩素酸イオンが常時存在すること
から、通常ガスケットとして、上記塩素ガス等に対して
耐食性が優れているエチレンプロピレンゴム（以下ＥＰ
ＤＭと略す。）などが用いられる。
しかしながら、ガスケットの内周部のうち、フランジ面
と接触していない露出部は、流動している塩素ガスや次
亜塩素酸イオンによって僅かずっ腐食浸食され、この腐
食は経時的に進行し、次第にガスケットの内周部が減肉
していく。
と接触していない露出部は、流動している塩素ガスや次
亜塩素酸イオンによって僅かずっ腐食浸食され、この腐
食は経時的に進行し、次第にガスケットの内周部が減肉
していく。
陽イオン交換膜を用いた塩化アルカリ水溶液の電気分解
において、通常、陰極室内圧力を陽極室内圧力よりも大
きく保ちながら運転される。このため陽イオン交換膜は
常に陽極側に押し付けられた状態にある。従ってガスケ
ットが減肉した空隙部の陽イオン交換膜はフランジ面に
直接に接触する形で押しつけられる事になる。
において、通常、陰極室内圧力を陽極室内圧力よりも大
きく保ちながら運転される。このため陽イオン交換膜は
常に陽極側に押し付けられた状態にある。従ってガスケ
ットが減肉した空隙部の陽イオン交換膜はフランジ面に
直接に接触する形で押しつけられる事になる。
この空隙部の陽イオン交換膜においては、正常な陽イオ
ン交換膜内で起こる物質移動現象とは異なった物質移行
、例えば塩化アルカリの供給不足、過度の水の移行や拡
散によるアルカリの逆移行が起こり、陽イオン交換膜の
剥離や性能劣化、更には強度低下などの不具合が生じ、
最終的には陽イオン交換膜にピンホールが発生する。こ
のピンホールを通して陰極側より高濃度アルカリが陽極
室枠フランジ面に向って直接漏洩することになり、チタ
ン又はチタン合金よりなる陽極室枠フランジ面は、アル
カリによる腐食及び減肉などの致命的ダメージを受け、
電解槽そのものの再使用に支障をきたすという大きな問
題点が生じる。
ン交換膜内で起こる物質移動現象とは異なった物質移行
、例えば塩化アルカリの供給不足、過度の水の移行や拡
散によるアルカリの逆移行が起こり、陽イオン交換膜の
剥離や性能劣化、更には強度低下などの不具合が生じ、
最終的には陽イオン交換膜にピンホールが発生する。こ
のピンホールを通して陰極側より高濃度アルカリが陽極
室枠フランジ面に向って直接漏洩することになり、チタ
ン又はチタン合金よりなる陽極室枠フランジ面は、アル
カリによる腐食及び減肉などの致命的ダメージを受け、
電解槽そのものの再使用に支障をきたすという大きな問
題点が生じる。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、陽イオン交換膜を用いた塩化アルカリ水溶液
を電気分解するための電解槽において、陽極室枠フラン
ジ面の腐食及び減肉を防止し、長期間に亘り、安定した
塩化アルカリ水溶液の電解操業を継続させることのでき
る電解槽を提供することにある。
を電気分解するための電解槽において、陽極室枠フラン
ジ面の腐食及び減肉を防止し、長期間に亘り、安定した
塩化アルカリ水溶液の電解操業を継続させることのでき
る電解槽を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
塩化アルカリ水溶液電解め長期間に亘る運転後、陽イオ
ン交換膜の更新の為、電解を停止し、電解槽を解体して
点検した所、電解槽の陽極室枠フランジの内側端部から
数ｍｍの＋ｌ］で局部的にフランジ面が腐食及び減肉し
ている事態に幾度か遭遇した。これらの腐蝕及び減肉の
ダメージを受けていた場所のガスケット及び陽イオン交
換膜について詳細に観察した所、ガスケットは腐食及び
減肉によって一部欠落しており、又、陽イオン交換膜で
は、水泡の様な剥離現象が見られ、洩れテストの結果、
小さなピンホールと思われるリークが発見された。一方
、ダメージを受けていない場所の陽イオン交換膜につい
ては異常は見られなかった。
ン交換膜の更新の為、電解を停止し、電解槽を解体して
点検した所、電解槽の陽極室枠フランジの内側端部から
数ｍｍの＋ｌ］で局部的にフランジ面が腐食及び減肉し
ている事態に幾度か遭遇した。これらの腐蝕及び減肉の
ダメージを受けていた場所のガスケット及び陽イオン交
換膜について詳細に観察した所、ガスケットは腐食及び
減肉によって一部欠落しており、又、陽イオン交換膜で
は、水泡の様な剥離現象が見られ、洩れテストの結果、
小さなピンホールと思われるリークが発見された。一方
、ダメージを受けていない場所の陽イオン交換膜につい
ては異常は見られなかった。
本発明者らは、上記の知見から陽極室枠フランジ面の腐
食及び減肉の原因は、陽極室枠に配しているガスケット
の腐食及び減肉に起因し、このガスケット減肉部におい
て、陽イオン交換膜にピンホールが生じ、このピンホー
ルを通じて高濃度アルカリが陽極室枠フランジ面に直接
漏洩して、チタン又はチタン合金よりなるフランジ面を
腐食させることによることを見出だした。
食及び減肉の原因は、陽極室枠に配しているガスケット
の腐食及び減肉に起因し、このガスケット減肉部におい
て、陽イオン交換膜にピンホールが生じ、このピンホー
ルを通じて高濃度アルカリが陽極室枠フランジ面に直接
漏洩して、チタン又はチタン合金よりなるフランジ面を
腐食させることによることを見出だした。
本発明者らは、これらの陽極室枠フランジ面の腐食及び
減肉を抑制する方策について鋭意検討した結果、陽極室
枠フランジ面と陽イオン交換膜との間にフッ素系樹脂シ
ートを介在すれば、陽イオン交換膜のピンホールを通し
ての高濃度アルカリの漏洩によるフランジ面の腐食及び
減肉を防止することか可能となり、安定した塩化アルカ
リ水溶液の電解操業が長期間に亘り達成できることを見
出だし本発明を完成するに至った。
減肉を抑制する方策について鋭意検討した結果、陽極室
枠フランジ面と陽イオン交換膜との間にフッ素系樹脂シ
ートを介在すれば、陽イオン交換膜のピンホールを通し
ての高濃度アルカリの漏洩によるフランジ面の腐食及び
減肉を防止することか可能となり、安定した塩化アルカ
リ水溶液の電解操業が長期間に亘り達成できることを見
出だし本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、金属製の陽極室枠と陰極室枠にそれぞれ
ゴム弾性を有するガスケットを配し、陽イオン交換膜を
締め付けてなる塩化アルカリ水溶液を電気分解するため
の電解槽に於いて、陽極室枠フランジ面とガスケットと
の間にフッ素系樹脂シートが介在していることを特徴と
する電解槽である。
ゴム弾性を有するガスケットを配し、陽イオン交換膜を
締め付けてなる塩化アルカリ水溶液を電気分解するため
の電解槽に於いて、陽極室枠フランジ面とガスケットと
の間にフッ素系樹脂シートが介在していることを特徴と
する電解槽である。
［作用］
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の電解槽は、塩化アルカリ水溶液の電解に用いら
れる通常の電解槽に適用することができる。
れる通常の電解槽に適用することができる。
本発明の電解槽は、ガスケットと陽極室枠フランジとの
間にフッ素系樹脂シートが介在しているものである。そ
の介在に当たっては、陽極室枠フランジ面内周端部より
外周側へ５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上行う。
間にフッ素系樹脂シートが介在しているものである。そ
の介在に当たっては、陽極室枠フランジ面内周端部より
外周側へ５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上行う。
本発明において使用するフッ素系樹脂シートは特に限定
されないが、例えば四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、四
フッ化エチレン六フッ化プロピレン（ＦＥＰ）、フッ化
ヒニリデン（ＰＶＤＰ）あるいは４フッ化エチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）よりなる
シートなどが挙げられる。
されないが、例えば四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、四
フッ化エチレン六フッ化プロピレン（ＦＥＰ）、フッ化
ヒニリデン（ＰＶＤＰ）あるいは４フッ化エチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）よりなる
シートなどが挙げられる。
シートの厚みは、陽極室枠フランジとガスケット及び陽
イオン交換膜との機密性を損なわないシール性を与える
ために１，０ｍｍ以下であることが好ましく、更に好ま
しくは０．３ｍｍ以下である。シートが厚い場合は、弾
性の大きいガスケットを選択したり、又、締め付は面圧
を大きくすることなどにより機密性を保つ事ができる。
イオン交換膜との機密性を損なわないシール性を与える
ために１，０ｍｍ以下であることが好ましく、更に好ま
しくは０．３ｍｍ以下である。シートが厚い場合は、弾
性の大きいガスケットを選択したり、又、締め付は面圧
を大きくすることなどにより機密性を保つ事ができる。
シートの取り付けに当たっては、陽極室枠フランジ部に
予め接着剤を塗布して貼り付けるか、接着剤のついたテ
ープ状のシートを貼り付けても良い。後者の場合、作業
性も良く、又精度良く取り付は可能であり、好ましい。
予め接着剤を塗布して貼り付けるか、接着剤のついたテ
ープ状のシートを貼り付けても良い。後者の場合、作業
性も良く、又精度良く取り付は可能であり、好ましい。
以下、本発明を図面を基に説明する。
第１図は、フィルタープレス型イオン交換膜法電解槽に
ついて、本発明の一実施態様を示す極室枠フランジ部の
シール部分の断面図である。
ついて、本発明の一実施態様を示す極室枠フランジ部の
シール部分の断面図である。
陽イオン交換膜３は陽極側面にゴム弾性を有するガスケ
ット１を介して陽極室枠５が配置される。
ット１を介して陽極室枠５が配置される。
このガスケット１の内周部はフッ素系樹脂シート２で完
全に覆われている。一方、陰極側面においてもやはりゴ
ム弾性を有するガスケット４を介して陰極室枠６が配置
されている。陽極室枠５及び陰極室枠６にはそれぞれ多
孔性の陽極７及び多孔性の陰極８が取り付けられている
。
全に覆われている。一方、陰極側面においてもやはりゴ
ム弾性を有するガスケット４を介して陰極室枠６が配置
されている。陽極室枠５及び陰極室枠６にはそれぞれ多
孔性の陽極７及び多孔性の陰極８が取り付けられている
。
このうち本発明の特徴は、陽極側面のガスケット１が陽
極室内に露出しないよう、ガスケットの内周部がフッ素
系樹脂シート２で完全に覆われている点にある。
極室内に露出しないよう、ガスケットの内周部がフッ素
系樹脂シート２で完全に覆われている点にある。
［実施例］
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。
れらに限定されるものではない。
実施例、１
陽極室枠フランジ材質がパラジウム−チタン合金、又、
陰極室枠フランジ材質がニッケルよりなる内寸法２．３
４０ｍｍ巾、１，４００ｍｍ高、外寸法２，４２０ｍｍ
ｒｌ＞、１，４８０ｍｎｎ高の大きさの電解槽の陽極室
枠フランジ面の内周部に第１図に示すＩｌｌ ２６ ｍ
ｍ ｓ厚さ０．０８ｍｍの片面に接着剤を有したＰＴ
ＦＥからなるフッ素系樹脂シート２を貼り付け、ガスケ
ラｌ−１，４として厚さ２ｍｍのＥＰＤＭ製ゴムシート
（硬度６５）及び陽イオン交換膜（デュポン社製ナフィ
オン９０２０９）３を装着してイオン交換脱法電解槽を
組み立てた。この電解槽を用いて、塩化ナトリウム水溶
液の電解を以下の条件で３６ケ月運転した。
陰極室枠フランジ材質がニッケルよりなる内寸法２．３
４０ｍｍ巾、１，４００ｍｍ高、外寸法２，４２０ｍｍ
ｒｌ＞、１，４８０ｍｎｎ高の大きさの電解槽の陽極室
枠フランジ面の内周部に第１図に示すＩｌｌ ２６ ｍ
ｍ ｓ厚さ０．０８ｍｍの片面に接着剤を有したＰＴ
ＦＥからなるフッ素系樹脂シート２を貼り付け、ガスケ
ラｌ−１，４として厚さ２ｍｍのＥＰＤＭ製ゴムシート
（硬度６５）及び陽イオン交換膜（デュポン社製ナフィ
オン９０２０９）３を装着してイオン交換脱法電解槽を
組み立てた。この電解槽を用いて、塩化ナトリウム水溶
液の電解を以下の条件で３６ケ月運転した。
有効電極、膜面積 ：３．２７６ｍ２電流密度
： ３．５ＫＡ／ｍ”運転温度
：８５〜９０℃陰極室苛性ソーダ濃度 ：３２〜３３
ｗｔ％陽極室塩水濃度 ：２０５±１０ｇ／Ｊ！
運転停止後、陽イオン交換膜、ガスケット及び陽極室枠
フランジ面について点検を行った。陽極室側に使用した
ガスケットの内周部全周に亘り、腐食及び減肉が見られ
、大きい所では１１ｍｍの減肉があった。このガスケッ
トの減肉部に接する陽イオン交換膜に於いては、局所的
に水泡現象が見られ、一部に微細なピンホールが発見さ
れた。
： ３．５ＫＡ／ｍ”運転温度
：８５〜９０℃陰極室苛性ソーダ濃度 ：３２〜３３
ｗｔ％陽極室塩水濃度 ：２０５±１０ｇ／Ｊ！
運転停止後、陽イオン交換膜、ガスケット及び陽極室枠
フランジ面について点検を行った。陽極室側に使用した
ガスケットの内周部全周に亘り、腐食及び減肉が見られ
、大きい所では１１ｍｍの減肉があった。このガスケッ
トの減肉部に接する陽イオン交換膜に於いては、局所的
に水泡現象が見られ、一部に微細なピンホールが発見さ
れた。
一方、陽極室枠フランジ面に貼り付けたＰＴＦＥシート
を取り除いて点検したが、フランジ面には表面変化や腐
食及び減肉は全く見られなかった。
を取り除いて点検したが、フランジ面には表面変化や腐
食及び減肉は全く見られなかった。
この様に、ＰＴＦＥシートの介在により、陽極室枠のフ
ランジ面の腐食が防止出来た。
ランジ面の腐食が防止出来た。
比較例、１
陽極室枠フランジ面にＰＴＦＥ製シートを貼り付けずに
実施例、１と同様の条件下で塩化ナトリウム水溶液の電
解を２４ケ月運転した。運転停止後、陽イオン交換膜、
ガスケット及び陽極室枠フランジ面について点検を行っ
た。陽極室枠フランジ面を詳細に調査した所、内周端部
より外周側５■迄のフランジ面において局部的に腐食及
び減肉が見られた。ある所では、巾２ｍｍ、長さ４ｍｍ
。
実施例、１と同様の条件下で塩化ナトリウム水溶液の電
解を２４ケ月運転した。運転停止後、陽イオン交換膜、
ガスケット及び陽極室枠フランジ面について点検を行っ
た。陽極室枠フランジ面を詳細に調査した所、内周端部
より外周側５■迄のフランジ面において局部的に腐食及
び減肉が見られた。ある所では、巾２ｍｍ、長さ４ｍｍ
。
深さＱ、 ２ｍｍの減肉が見られ、又、あるところで
は巾３ｍｍ、長さ１５ｍｍに亘り、陽イオン交模膜の補
強材を投影した如き格子状の線状腐食が見られた。これ
ら陽極室枠フランジ面の腐食場所に相当するガスケット
及び陽イオン交換膜に於いて、ガスケットは腐食及び減
肉して一部欠落しており、陽イオン交換膜においては、
水泡現象が見られ、一部に微細なピンホールが発見され
た。
は巾３ｍｍ、長さ１５ｍｍに亘り、陽イオン交模膜の補
強材を投影した如き格子状の線状腐食が見られた。これ
ら陽極室枠フランジ面の腐食場所に相当するガスケット
及び陽イオン交換膜に於いて、ガスケットは腐食及び減
肉して一部欠落しており、陽イオン交換膜においては、
水泡現象が見られ、一部に微細なピンホールが発見され
た。
［本発明の効果］
本発明の塩化アルカリ水溶液の電解槽は、陽極室枠フラ
ンジ内周部のガスケットの腐食及び減肉、更には陽イオ
ン交換膜の損傷によって引き起こされる陽極室枠フラン
ジ面の腐食及び減肉などのトラブルもなく、長期間に亘
り安定した電解操業を継続させることが可能となり、そ
の経済的効果も極めて顕著となる。
ンジ内周部のガスケットの腐食及び減肉、更には陽イオ
ン交換膜の損傷によって引き起こされる陽極室枠フラン
ジ面の腐食及び減肉などのトラブルもなく、長期間に亘
り安定した電解操業を継続させることが可能となり、そ
の経済的効果も極めて顕著となる。
第１図は本発明のフィルタープレス型イオン交模膜法電
解槽に於ける、陽極室枠フランジ部のシール部分の一実
施態様を示す断面図である。 第１図
解槽に於ける、陽極室枠フランジ部のシール部分の一実
施態様を示す断面図である。 第１図
Claims (1)
- １）金属製の陽極室枠と陰極室枠にそれぞれゴム弾性を
有するガスケットを配し陽イオン交換膜を締め付けてな
る塩化アルカリ水溶液を電気分解するための電解槽おい
て、陽極室枠フランジ面とガスケットとの間にフッ素系
樹脂シートが介在していることを特徴とする電解槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276447A JPH04154980A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 電解槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276447A JPH04154980A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 電解槽 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154980A true JPH04154980A (ja) | 1992-05-27 |
Family
ID=17569560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2276447A Pending JPH04154980A (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 電解槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04154980A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018139613A1 (ja) * | 2017-01-26 | 2019-07-11 | 旭化成株式会社 | 複極式エレメント、複極式電解槽、水素製造方法 |
| WO2023106412A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 株式会社トクヤマ | アルカリ水電解用電解槽 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296689A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-05-06 | Asahi Glass Co Ltd | イオン交換膜のシ−ル方法 |
| JPH0356691A (ja) * | 1989-05-09 | 1991-03-12 | Dow Chem Co:The | チタン隙間腐蝕防止方法 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2276447A patent/JPH04154980A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296689A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-05-06 | Asahi Glass Co Ltd | イオン交換膜のシ−ル方法 |
| JPH0356691A (ja) * | 1989-05-09 | 1991-03-12 | Dow Chem Co:The | チタン隙間腐蝕防止方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2018139613A1 (ja) * | 2017-01-26 | 2019-07-11 | 旭化成株式会社 | 複極式エレメント、複極式電解槽、水素製造方法 |
| WO2023106412A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 株式会社トクヤマ | アルカリ水電解用電解槽 |
| JP7330422B1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-08-21 | 株式会社トクヤマ | アルカリ水電解用電解槽 |
| ES2982351R1 (es) * | 2021-12-10 | 2026-03-10 | Tokuyama Corp | Recipiente de electrolisis para electrolisis de agua alcalina |
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