JPH05293340A - 酸及びアルカリの製造方法 - Google Patents
酸及びアルカリの製造方法Info
- Publication number
- JPH05293340A JPH05293340A JP4099835A JP9983592A JPH05293340A JP H05293340 A JPH05293340 A JP H05293340A JP 4099835 A JP4099835 A JP 4099835A JP 9983592 A JP9983592 A JP 9983592A JP H05293340 A JPH05293340 A JP H05293340A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- salt
- chamber
- acid
- alkali
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】バイポーラ膜電気透析における塩水溶液の濃度
の制御と、電気透析中に発生するブリスターなどの異常
現象の発見を容易に行う。 【構成】陽極と陰極の間に陽イオン交換膜、バイポーラ
膜および陰イオン交換膜を順に配列させて、塩室、酸室
及びアルカリ室を形成させ、塩室に塩水溶液を供給して
酸室及びアルカリ室から酸およびアルカリをそれぞれ取
り出す酸およびアルカリの製造方法において、塩室から
排出された塩水溶液を循環して塩室に供給し、一方、セ
ル間の電圧を測定し、測定された電圧が予め設定された
電圧値、例えば、４〜６ボルトを越えたときに塩水溶液
の循環ラインに新たな塩水溶液を供給する。
の制御と、電気透析中に発生するブリスターなどの異常
現象の発見を容易に行う。 【構成】陽極と陰極の間に陽イオン交換膜、バイポーラ
膜および陰イオン交換膜を順に配列させて、塩室、酸室
及びアルカリ室を形成させ、塩室に塩水溶液を供給して
酸室及びアルカリ室から酸およびアルカリをそれぞれ取
り出す酸およびアルカリの製造方法において、塩室から
排出された塩水溶液を循環して塩室に供給し、一方、セ
ル間の電圧を測定し、測定された電圧が予め設定された
電圧値、例えば、４〜６ボルトを越えたときに塩水溶液
の循環ラインに新たな塩水溶液を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塩水溶液のバイポーラ
膜電気透析により酸およびアルカリを製造する方法に関
する。
膜電気透析により酸およびアルカリを製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】バイポーラ膜を使用した塩水溶液の電気
透析により、酸およびアルカリを生成させることは公知
である。例えば、陽イオン交換膜、バイポーラ膜および
陰イオン交換膜を順に複数配列させてなる三室式セル方
式は、特公昭３２−３９６２号公報、特公昭３３−６９
６３号公報、特開昭６３−６５９１２号公報などで知ら
れている。
透析により、酸およびアルカリを生成させることは公知
である。例えば、陽イオン交換膜、バイポーラ膜および
陰イオン交換膜を順に複数配列させてなる三室式セル方
式は、特公昭３２−３９６２号公報、特公昭３３−６９
６３号公報、特開昭６３−６５９１２号公報などで知ら
れている。
【０００３】また、バイポーラ膜を使用した塩水溶液の
電気透析において、塩水溶液を循環して塩室に供給し、
その塩水溶液の濃度をモニターして予定水準以下に濃度
が低下したときに塩水溶液の一部を、飽和塩水溶液を入
れた塩タンクに通して送り、濃度が高くなった塩水溶液
を、循環系中へ送って塩濃度を高める方法が知られてい
る（特開昭６３−６５９１２号公報）。しかしながらこ
の方法では塩の濃度の制御は出来るが、バイポーラ膜電
気透析中に起こるブリスター発生などのその他の異常を
発見することは難しい。
電気透析において、塩水溶液を循環して塩室に供給し、
その塩水溶液の濃度をモニターして予定水準以下に濃度
が低下したときに塩水溶液の一部を、飽和塩水溶液を入
れた塩タンクに通して送り、濃度が高くなった塩水溶液
を、循環系中へ送って塩濃度を高める方法が知られてい
る（特開昭６３−６５９１２号公報）。しかしながらこ
の方法では塩の濃度の制御は出来るが、バイポーラ膜電
気透析中に起こるブリスター発生などのその他の異常を
発見することは難しい。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的は、
バイポーラ膜電気透析における塩濃度を制御するばかり
でなく、電気透析中に発生するブリスターなどの異常現
象をも発見できる酸、アルカリの製造方法を提供するこ
とにある。
バイポーラ膜電気透析における塩濃度を制御するばかり
でなく、電気透析中に発生するブリスターなどの異常現
象をも発見できる酸、アルカリの製造方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決するべく鋭意研究した結果、セル電圧を測定す
ることにより、塩濃度の制御と共に電気透析中に発生す
るブリスターなどの異常現象をも発見できること見いだ
し、本発明を提供するに到った。
題を解決するべく鋭意研究した結果、セル電圧を測定す
ることにより、塩濃度の制御と共に電気透析中に発生す
るブリスターなどの異常現象をも発見できること見いだ
し、本発明を提供するに到った。
【０００６】即ち、本発明は、陽極と陰極の間に陽イオ
ン交換膜、バイポーラ膜および陰イオン交換膜を順に配
列させて、塩室、酸室及びアルカリ室を形成させ、塩室
に塩水溶液を供給して酸室及びアルカリ室から酸および
アルカリをそれぞれ取り出す酸およびアルカリの製造方
法において、塩室から排出された塩水溶液を循環して塩
室に供給し、一方、セル間の電圧を測定し、測定された
電圧が予め設定された電圧値を越えたときに塩水溶液の
循環ラインに新たな塩水溶液を供給することを特徴とす
る酸及びアルカリの製造方法である。
ン交換膜、バイポーラ膜および陰イオン交換膜を順に配
列させて、塩室、酸室及びアルカリ室を形成させ、塩室
に塩水溶液を供給して酸室及びアルカリ室から酸および
アルカリをそれぞれ取り出す酸およびアルカリの製造方
法において、塩室から排出された塩水溶液を循環して塩
室に供給し、一方、セル間の電圧を測定し、測定された
電圧が予め設定された電圧値を越えたときに塩水溶液の
循環ラインに新たな塩水溶液を供給することを特徴とす
る酸及びアルカリの製造方法である。
【０００７】本発明においてバイポーラ膜を組み込んだ
電気透析槽としては、公知のものを何ら制限なく使用で
きる。例えば、図１に示すように、陽極１１と陰極１２
との間にバイポーラ膜（Ｂ）、陰イオン交換膜（Ａ）お
よび陽イオン交換膜（Ｃ）の３種類を順に配列し、アル
カリ室１３、酸室１４および塩室１５の三室を形成させ
た構造のものをあげることができる。ここで陽イオン交
換膜（Ｃ）とバイポーラ膜（Ｂ）の間の室をアルカリ室
１３、バイポーラ膜（Ｂ）と陰イオン交換膜（Ａ）の間
の室を酸室１４、陰イオン交換膜（Ａ）と陽イオン交換
膜（Ｃ）の間の室を塩室１５という。
電気透析槽としては、公知のものを何ら制限なく使用で
きる。例えば、図１に示すように、陽極１１と陰極１２
との間にバイポーラ膜（Ｂ）、陰イオン交換膜（Ａ）お
よび陽イオン交換膜（Ｃ）の３種類を順に配列し、アル
カリ室１３、酸室１４および塩室１５の三室を形成させ
た構造のものをあげることができる。ここで陽イオン交
換膜（Ｃ）とバイポーラ膜（Ｂ）の間の室をアルカリ室
１３、バイポーラ膜（Ｂ）と陰イオン交換膜（Ａ）の間
の室を酸室１４、陰イオン交換膜（Ａ）と陽イオン交換
膜（Ｃ）の間の室を塩室１５という。
【０００８】電気透析槽の代表的な構成は、陽極−(Ｃ
−Ｂ−Ａ−)ｎ−Ｃ−陰極で示される。ここで、陽イオ
ン交換膜、バイポーラ膜および陰イオン交換膜などで構
成される最小の繰返単位をセルと称し、また、電極を除
いた膜、ガスケット、スペーサーの集合体をスタックと
称する。ｎはセルの繰返積層数である。なお、バイポー
ラ膜は、通常、陰イオン交換体側を陽極側に、また、陽
イオン交換体側を陰極側に向けて使用される。
−Ｂ−Ａ−)ｎ−Ｃ−陰極で示される。ここで、陽イオ
ン交換膜、バイポーラ膜および陰イオン交換膜などで構
成される最小の繰返単位をセルと称し、また、電極を除
いた膜、ガスケット、スペーサーの集合体をスタックと
称する。ｎはセルの繰返積層数である。なお、バイポー
ラ膜は、通常、陰イオン交換体側を陽極側に、また、陽
イオン交換体側を陰極側に向けて使用される。
【０００９】上記の電気透析槽において、陽極および陰
極は水電解、食塩電解など電気化学工業で用いられる電
極が、何等制限なく用いられる。例えば、陽極材料とし
てはニッケル、鉄、鉛、白金または黒鉛等が、また、陰
極材料としてはニッケル、鉄、ステンレススチールまた
は白金等が好適に使用できる。
極は水電解、食塩電解など電気化学工業で用いられる電
極が、何等制限なく用いられる。例えば、陽極材料とし
てはニッケル、鉄、鉛、白金または黒鉛等が、また、陰
極材料としてはニッケル、鉄、ステンレススチールまた
は白金等が好適に使用できる。
【００１０】陽極室に供給する陽極液の種類は、陽極材
料の種類に応じて適宜選択することができる。これらの
組合せとして好ましいものを例示すると、例えば、次の
とおりである。ニッケルまたは鉄−水酸化ナトリウム水
溶液、鉛−硫酸水溶液、白金−硫酸または硫酸ナトリウ
ム水溶液、黒鉛−食塩水溶液を挙げることができる。ま
た、陰極材料と陰極液の組合せとして好ましいものは以
下のようである。ニッケル、鉄、またはステンレススチ
ール−水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムまたは食塩水
溶液を挙げることができる。
料の種類に応じて適宜選択することができる。これらの
組合せとして好ましいものを例示すると、例えば、次の
とおりである。ニッケルまたは鉄−水酸化ナトリウム水
溶液、鉛−硫酸水溶液、白金−硫酸または硫酸ナトリウ
ム水溶液、黒鉛−食塩水溶液を挙げることができる。ま
た、陰極材料と陰極液の組合せとして好ましいものは以
下のようである。ニッケル、鉄、またはステンレススチ
ール−水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムまたは食塩水
溶液を挙げることができる。
【００１１】本発明で用いる陽イオン交換膜は、特に限
定されず公知の陽イオン交換膜を用いることが出来る。
例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基、
硫酸エステル基、リン酸エステル基を有するもの、さら
にこれらのイオン交換基の複数種類が混在した陽イオン
交換膜を使用できる。また、陽イオン交換膜は重合型、
縮合型、均一型、不均一型の別なく、また、補強心材の
有無や、炭化水素系のもの、フッ素系のもの、材料・製
造方法に由来する陽イオン交換膜の種類、型式などの別
なく如何なるものであってもよい。さらに、２Ｎ−食塩
水溶液を５Ａ／ｄｍ2の電流密度で電気透析し、電流効
率が７０％以上の実質的に陽イオン交換膜として機能す
るものであれば、一般に両性イオン交換膜と称されるも
のであっても本発明の陽イオン交換膜として使用でき
る。また、陽極室に接する陽イオン交換膜は、フッ素系
のものを使用することが好ましい。
定されず公知の陽イオン交換膜を用いることが出来る。
例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基、
硫酸エステル基、リン酸エステル基を有するもの、さら
にこれらのイオン交換基の複数種類が混在した陽イオン
交換膜を使用できる。また、陽イオン交換膜は重合型、
縮合型、均一型、不均一型の別なく、また、補強心材の
有無や、炭化水素系のもの、フッ素系のもの、材料・製
造方法に由来する陽イオン交換膜の種類、型式などの別
なく如何なるものであってもよい。さらに、２Ｎ−食塩
水溶液を５Ａ／ｄｍ2の電流密度で電気透析し、電流効
率が７０％以上の実質的に陽イオン交換膜として機能す
るものであれば、一般に両性イオン交換膜と称されるも
のであっても本発明の陽イオン交換膜として使用でき
る。また、陽極室に接する陽イオン交換膜は、フッ素系
のものを使用することが好ましい。
【００１２】本発明で使用されるバイポーラ膜は、陽イ
オン交換膜と陰イオン交換膜とが張り合わさった構造を
した複合イオン交換膜である。そのようなバイポーラ膜
としては、特に制限されず公知の膜を使用することがで
きる。その製造方法としては、次のようなものが知られ
ている。例えば、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを
ポリエチレンイミン−エピクロルヒドリンの混合物で張
り合わせ硬化接着する方法（特公昭３２−３９６２号公
報）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをイオン交換
性接着剤で接着させる方法（特公昭３４−３９６１号公
報）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを微粉のイオ
ン交換樹脂、陰または陽イオン交換樹脂と熱可塑性物質
とのペースト状混合物を塗布し圧着させる方法（特公昭
３５−１４５３１号公報）、陽イオン交換膜の表面にビ
ニルピリジンとエポキシ化合物とからなる糊状物質を塗
布し、これに放射線照射することによって製造する方法
（特公昭３８−１６６３３号公報）、陰イオン交換膜の
表面にスルホン酸型高分子電解質とアリルアミン類を付
着させた後、電離性放射線を照射架橋させる方法（特公
昭５１−４１１３号公報）、イオン交換膜の表面に反対
電荷を有するイオン交換樹脂の分散系と母体重合体との
混合物を沈着させる方法（特開昭５３−３７１９０号公
報）、ポリエチレンフィルムにスチレン、ジビニルベン
ゼンを含浸重合したシート状物をステンレス製の枠には
さみつけ、一方の側をスルホン化させた後、シートを取
り外して残りの部分にクロルメチル化、次いでアミノ化
処理する方法（米国特許３５６２１３９号明細書）、ま
た陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との界面を無機化合
物で処理し、両膜を接合する方法（特開昭５９−４７２
３５号公報）などである。
オン交換膜と陰イオン交換膜とが張り合わさった構造を
した複合イオン交換膜である。そのようなバイポーラ膜
としては、特に制限されず公知の膜を使用することがで
きる。その製造方法としては、次のようなものが知られ
ている。例えば、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを
ポリエチレンイミン−エピクロルヒドリンの混合物で張
り合わせ硬化接着する方法（特公昭３２−３９６２号公
報）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをイオン交換
性接着剤で接着させる方法（特公昭３４−３９６１号公
報）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを微粉のイオ
ン交換樹脂、陰または陽イオン交換樹脂と熱可塑性物質
とのペースト状混合物を塗布し圧着させる方法（特公昭
３５−１４５３１号公報）、陽イオン交換膜の表面にビ
ニルピリジンとエポキシ化合物とからなる糊状物質を塗
布し、これに放射線照射することによって製造する方法
（特公昭３８−１６６３３号公報）、陰イオン交換膜の
表面にスルホン酸型高分子電解質とアリルアミン類を付
着させた後、電離性放射線を照射架橋させる方法（特公
昭５１−４１１３号公報）、イオン交換膜の表面に反対
電荷を有するイオン交換樹脂の分散系と母体重合体との
混合物を沈着させる方法（特開昭５３−３７１９０号公
報）、ポリエチレンフィルムにスチレン、ジビニルベン
ゼンを含浸重合したシート状物をステンレス製の枠には
さみつけ、一方の側をスルホン化させた後、シートを取
り外して残りの部分にクロルメチル化、次いでアミノ化
処理する方法（米国特許３５６２１３９号明細書）、ま
た陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との界面を無機化合
物で処理し、両膜を接合する方法（特開昭５９−４７２
３５号公報）などである。
【００１３】本発明で用いる陰イオン交換膜は、特に限
定されず公知の陰イオン交換膜を用いることが出来る。
例えば、４級アンモニウム基、１級アミノ基、２級アミ
ノ基、３級アミノ基、さらにこれらのイオン交換基が複
数混在した陰イオン交換膜を使用できる。また該陰イオ
ン交換膜は重合型、縮合型、均一型、不均一型の別な
く、また、補強心材の有無や、炭化水素系のもの、フッ
素系のもの、材料・製造方法に由来する陰イオン交換膜
の種類、型式などの別なく如何なるものであってもよ
い。さらに２Ｎ−食塩溶液を５Ａ／ｄｍ2の電流密度で
電気透析し、電流効率が７０％以上の実質的に陰イオン
交換膜として機能するものであれば、一般に両性イオン
交換膜と称されるものであっても本発明の陰イオン交換
膜として使用できる。陰イオン交換膜は酸を透過させ易
い傾向があるので、酸を透過させにくい陰イオン交換膜
使用することが好ましい。
定されず公知の陰イオン交換膜を用いることが出来る。
例えば、４級アンモニウム基、１級アミノ基、２級アミ
ノ基、３級アミノ基、さらにこれらのイオン交換基が複
数混在した陰イオン交換膜を使用できる。また該陰イオ
ン交換膜は重合型、縮合型、均一型、不均一型の別な
く、また、補強心材の有無や、炭化水素系のもの、フッ
素系のもの、材料・製造方法に由来する陰イオン交換膜
の種類、型式などの別なく如何なるものであってもよ
い。さらに２Ｎ−食塩溶液を５Ａ／ｄｍ2の電流密度で
電気透析し、電流効率が７０％以上の実質的に陰イオン
交換膜として機能するものであれば、一般に両性イオン
交換膜と称されるものであっても本発明の陰イオン交換
膜として使用できる。陰イオン交換膜は酸を透過させ易
い傾向があるので、酸を透過させにくい陰イオン交換膜
使用することが好ましい。
【００１４】本発明において電気透析の対象として使用
される塩は、電気透析により塩分解を行って生成する酸
およびアルカリが水溶液を形成するものであれば、有機
塩および無機塩を問わず何等制限なく使用できる。塩を
構成する陽イオンとしては、例えば、ナトリウム、カリ
ウム、リチウム、アンモニウムイオン等がある。また塩
を構成する陰イオンとしてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ
素の各ハロゲンイオン、硫酸イオン、硝酸イオン、酢酸
イオン、乳酸イオン等がある。
される塩は、電気透析により塩分解を行って生成する酸
およびアルカリが水溶液を形成するものであれば、有機
塩および無機塩を問わず何等制限なく使用できる。塩を
構成する陽イオンとしては、例えば、ナトリウム、カリ
ウム、リチウム、アンモニウムイオン等がある。また塩
を構成する陰イオンとしてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ
素の各ハロゲンイオン、硫酸イオン、硝酸イオン、酢酸
イオン、乳酸イオン等がある。
【００１５】本発明における電気透析の方法としては、
酸室およびアルカリ室は、それぞれの室に供給する液の
タンクを設けて、それぞれの室と液のタンクの間でそれ
ぞれの液を循環させる方法を好適に採用することができ
る。
酸室およびアルカリ室は、それぞれの室に供給する液の
タンクを設けて、それぞれの室と液のタンクの間でそれ
ぞれの液を循環させる方法を好適に採用することができ
る。
【００１６】生成してきた酸またはアルカリを抜き出す
方法としては、下記に示す方法を好適に採用できる。
方法としては、下記に示す方法を好適に採用できる。
【００１７】１．始めに薄い酸またはアルカリ水溶液を
仕込んでおいて酸またはアルカリを生成させ、所定の濃
度になったときに酸またはアルカリを所定量抜き出して
水を補充し、初期の酸またはアルカリ濃度にするという
いわゆるバッチ式方法。
仕込んでおいて酸またはアルカリを生成させ、所定の濃
度になったときに酸またはアルカリを所定量抜き出して
水を補充し、初期の酸またはアルカリ濃度にするという
いわゆるバッチ式方法。
【００１８】２．予め所定濃度の酸またはアルカリ水溶
液を仕込んでおき、通電時に通電電気量に応じて連続的
に水を添加することにより所定濃度の酸またはアルカリ
水溶液をオーバーフローさせるという連続方法。
液を仕込んでおき、通電時に通電電気量に応じて連続的
に水を添加することにより所定濃度の酸またはアルカリ
水溶液をオーバーフローさせるという連続方法。
【００１９】塩水溶液も酸およびアルカリ水溶液と同様
にして、塩室１５と塩タンク２４とを塩水溶液循環ライ
ン２５で結び、塩室１５から排出された塩水溶液を塩タ
ンク２４を通して再び塩室１５に循環しながら脱塩して
いく方法が採用される。
にして、塩室１５と塩タンク２４とを塩水溶液循環ライ
ン２５で結び、塩室１５から排出された塩水溶液を塩タ
ンク２４を通して再び塩室１５に循環しながら脱塩して
いく方法が採用される。
【００２０】本発明においては、セル電圧を測定し、測
定された電圧が予め設定された電圧値を越えたときに塩
水溶液循環ライン２５に新たな塩水溶液を塩水溶液供給
ライン２３を通して供給する。セル電圧を検知する方法
は従来公知の方法が採用される。一般的には、複数枚隔
てた膜と膜の間に２本以上の電極、例えば、白金線を挿
入しておき、通電下に電圧を測定し、上記電極間のセル
積層数で割って算出する方法を採用することができる。
本発明においては、特に陽極室と陰極室に電極２１およ
び２２を挿入してスタック間の電圧を検出し、セル電圧
を測定することが、塩水溶液の濃度の平均値を得ること
ができ、また、後述するブリスター等の異常がどの膜に
発生した場合にも検出可能であるために好適である。
定された電圧が予め設定された電圧値を越えたときに塩
水溶液循環ライン２５に新たな塩水溶液を塩水溶液供給
ライン２３を通して供給する。セル電圧を検知する方法
は従来公知の方法が採用される。一般的には、複数枚隔
てた膜と膜の間に２本以上の電極、例えば、白金線を挿
入しておき、通電下に電圧を測定し、上記電極間のセル
積層数で割って算出する方法を採用することができる。
本発明においては、特に陽極室と陰極室に電極２１およ
び２２を挿入してスタック間の電圧を検出し、セル電圧
を測定することが、塩水溶液の濃度の平均値を得ること
ができ、また、後述するブリスター等の異常がどの膜に
発生した場合にも検出可能であるために好適である。
【００２１】セル電圧は通常１〜３ボルトである。この
セル電圧が予め設定された電圧、例えば、４〜６ボルト
を越えたとき、塩室の塩水溶液の濃度が電気透析には適
さない程度まで低下していると考えられる。したがっ
て、この場合には、塩水溶液循環ラインに新たな塩水溶
液を供給する必要がある。
セル電圧が予め設定された電圧、例えば、４〜６ボルト
を越えたとき、塩室の塩水溶液の濃度が電気透析には適
さない程度まで低下していると考えられる。したがっ
て、この場合には、塩水溶液循環ラインに新たな塩水溶
液を供給する必要がある。
【００２２】バイポーラ膜電気透析の電流密度は、通
常、１〜５０Ａ／ｄｍ2の範囲であり、好適には５〜２
０Ａ／ｄｍ2の範囲で定電流密度で運転される。セル電
圧は、電流密度が一定の時、酸、塩、アルカリ水溶液の
濃度、各溶液の流速、温度、陰・陽イオン交換膜、バイ
ポーラ膜の電気抵抗、ブリスターの有無、スケールの有
無など多くの要因によって変化する。これらの中でも特
に大きく影響を受けるのは、塩の濃度、ブリスターの有
無、スケールの有無である。上記の方法によって新たに
塩水溶液を追加したにもかかわらずセル電圧が低下しな
いときは、バイポーラ膜中のブリスターの発生、または
セル中の膜にスケールが発生したと考えられる。この時
は即座に電気透析が停止される。
常、１〜５０Ａ／ｄｍ2の範囲であり、好適には５〜２
０Ａ／ｄｍ2の範囲で定電流密度で運転される。セル電
圧は、電流密度が一定の時、酸、塩、アルカリ水溶液の
濃度、各溶液の流速、温度、陰・陽イオン交換膜、バイ
ポーラ膜の電気抵抗、ブリスターの有無、スケールの有
無など多くの要因によって変化する。これらの中でも特
に大きく影響を受けるのは、塩の濃度、ブリスターの有
無、スケールの有無である。上記の方法によって新たに
塩水溶液を追加したにもかかわらずセル電圧が低下しな
いときは、バイポーラ膜中のブリスターの発生、または
セル中の膜にスケールが発生したと考えられる。この時
は即座に電気透析が停止される。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、バイポーラ膜電気透析
における塩水溶液の濃度の制御が可能であるばかりでな
く、電気透析中に発生するブリスターなどの異常現象を
も発見することができる。
における塩水溶液の濃度の制御が可能であるばかりでな
く、電気透析中に発生するブリスターなどの異常現象を
も発見することができる。
【００２４】
【実施例】本発明を更に具体的に説明するために下記に
実施例及び比較例を掲げて説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例を掲げて説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。
【００２５】実施例１ バイポーラ膜は次のようにして得た。即ち、ビニルベン
ジルクロリド５０部、スチレン３５部、純度５０％のジ
ビニルベンゼン１５部、ベンゾイルパーオキサイド２
部、スチレンオキサイド２部およびアクリロニトリル−
ブタジエンゴム５部からなる粘稠なポリマー溶液を調製
した。このポリマー溶液をガラス板間において、窒素雰
囲気中の７０℃で１６時間の加熱重合を行って高分子膜
状物を得た。次に、この高分子膜状物を９６％硫酸に６
０度で１０分間浸漬し、膜状物の表面にスルホン酸基を
導入した。さらに、トリメチルアミン−アセトン−水
（１：１：８）混合溶液中に置いて、３０℃で１日処理
して、膜状物の内部に陰イオン交換基を導入し陰イオン
交換膜を得た。この表面がスルホン化された陰イオン交
換膜と徳山曹達社製陽イオン交換膜（商品名、ＣＭ−
１）の間に、５％ポリビニルアルコールと５％グルタル
アルデヒドの等量よりなる混合物を塗り、５０℃にて加
熱プレスを１時間行って接着し、バイポーラ膜を得た。
また、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜は、徳山曹
達社製のもの（商品名、ＡＭＨ，ＣＬ−２５Ｔ）を用い
た。
ジルクロリド５０部、スチレン３５部、純度５０％のジ
ビニルベンゼン１５部、ベンゾイルパーオキサイド２
部、スチレンオキサイド２部およびアクリロニトリル−
ブタジエンゴム５部からなる粘稠なポリマー溶液を調製
した。このポリマー溶液をガラス板間において、窒素雰
囲気中の７０℃で１６時間の加熱重合を行って高分子膜
状物を得た。次に、この高分子膜状物を９６％硫酸に６
０度で１０分間浸漬し、膜状物の表面にスルホン酸基を
導入した。さらに、トリメチルアミン−アセトン−水
（１：１：８）混合溶液中に置いて、３０℃で１日処理
して、膜状物の内部に陰イオン交換基を導入し陰イオン
交換膜を得た。この表面がスルホン化された陰イオン交
換膜と徳山曹達社製陽イオン交換膜（商品名、ＣＭ−
１）の間に、５％ポリビニルアルコールと５％グルタル
アルデヒドの等量よりなる混合物を塗り、５０℃にて加
熱プレスを１時間行って接着し、バイポーラ膜を得た。
また、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜は、徳山曹
達社製のもの（商品名、ＡＭＨ，ＣＬ−２５Ｔ）を用い
た。
【００２６】バイポーラ膜電気透析槽は、図１に示すよ
うに、１対の陰陽極間に陽イオン交換膜Ｃ、バイポーラ
膜Ｂおよび陰イオン交換膜Ａが順番にそれぞれ１１枚、
１０枚、１０枚（陽イオン交換膜、バイポーラ膜、陰イ
オン交換膜の有効膜面積はいずれも１ｄｍ2、総膜面積
はそれぞれ１１、１０、１０ｄｍ2）配置され、アルカ
リ室１３、酸室１４および塩室１５が形成されたフィル
タープレス型バイポーラ膜電気透析槽を使用した。
うに、１対の陰陽極間に陽イオン交換膜Ｃ、バイポーラ
膜Ｂおよび陰イオン交換膜Ａが順番にそれぞれ１１枚、
１０枚、１０枚（陽イオン交換膜、バイポーラ膜、陰イ
オン交換膜の有効膜面積はいずれも１ｄｍ2、総膜面積
はそれぞれ１１、１０、１０ｄｍ2）配置され、アルカ
リ室１３、酸室１４および塩室１５が形成されたフィル
タープレス型バイポーラ膜電気透析槽を使用した。
【００２７】アルカリ室は４％水酸化ナトリウム水溶液
を３ｃｍ／ｓｅｃの線速度で供給、循環し、また通電中
はイオン交換水を連続的に加えることで水酸化ナトリウ
ムの濃度を４％に保った。酸室は５％硫酸水溶液を３ｃ
ｍ／ｓｅｃの線速度で供給、循環し、通電中はイオン交
換水を連続的に加えることで硫酸の濃度を５％に保っ
た。陽極室と陰極室はそれぞれ硫酸ナトリウム水溶液５
リットル（４９０ｇの硫酸ナトリウムを含む）を循環し
た。塩室には１４．２％硫酸ナトリウム５リットルを供
給し、循環した。
を３ｃｍ／ｓｅｃの線速度で供給、循環し、また通電中
はイオン交換水を連続的に加えることで水酸化ナトリウ
ムの濃度を４％に保った。酸室は５％硫酸水溶液を３ｃ
ｍ／ｓｅｃの線速度で供給、循環し、通電中はイオン交
換水を連続的に加えることで硫酸の濃度を５％に保っ
た。陽極室と陰極室はそれぞれ硫酸ナトリウム水溶液５
リットル（４９０ｇの硫酸ナトリウムを含む）を循環し
た。塩室には１４．２％硫酸ナトリウム５リットルを供
給し、循環した。
【００２８】４０℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ2で電気透
析を行った。スタック電圧検出用の電極２１および２２
を陽極室および陰極室に挿入し、測定されたスタック電
圧をセル積層数で割って求めたセル電圧は、電気透析開
始直後は２．２ボルトであったのが、３．２時間運転後
には６．０ボルトに上昇した。このとき、塩水溶液循環
ライン２５に１４．２％の硫酸ナトリウム２．５リット
ルを塩水溶液供給ライン２３から供給した。この給液方
法を２０回繰り返したが何等異常なく電気透析を行うこ
とができた。
析を行った。スタック電圧検出用の電極２１および２２
を陽極室および陰極室に挿入し、測定されたスタック電
圧をセル積層数で割って求めたセル電圧は、電気透析開
始直後は２．２ボルトであったのが、３．２時間運転後
には６．０ボルトに上昇した。このとき、塩水溶液循環
ライン２５に１４．２％の硫酸ナトリウム２．５リット
ルを塩水溶液供給ライン２３から供給した。この給液方
法を２０回繰り返したが何等異常なく電気透析を行うこ
とができた。
【図１】図１は、三室式電気透析槽の模式図である。
Ａ 陰イオン交換膜 Ｂ バイポーラ膜 Ｃ 陽イオン交換膜 １１ 陽極 １２ 陰極 １３ アルカリ室 １４ 酸室 １５ 塩室 ２１，２２ スタック電圧検出用の電極 ２３ 塩水溶液供給ライン ２４ 塩タンク ２５ 塩水溶液循環ライン ２６ 電圧計
Claims (1)
- 【請求項１】陽極と陰極の間に陽イオン交換膜、バイポ
ーラ膜および陰イオン交換膜を順に配列させて、塩室、
酸室及びアルカリ室を形成させ、塩室に塩水溶液を供給
して酸室及びアルカリ室から酸およびアルカリをそれぞ
れ取り出す酸およびアルカリの製造方法において、塩室
から排出された塩水溶液を循環して塩室に供給し、一
方、セル間の電圧を測定し、測定された電圧が予め設定
された電圧値を越えたときに塩水溶液の循環ラインに新
たな塩水溶液を供給することを特徴とする酸及びアルカ
リの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09983592A JP3151045B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 酸及びアルカリの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09983592A JP3151045B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 酸及びアルカリの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05293340A true JPH05293340A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3151045B2 JP3151045B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=14257877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09983592A Expired - Lifetime JP3151045B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 酸及びアルカリの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151045B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112266094A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-26 | 陕西汉和新材料科技有限公司 | 一种电解铜箔洗箔水处理方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2022421059A1 (en) | 2021-12-22 | 2024-07-04 | The Research Foundation For The State University Of New York | System and method for electrochemical ocean alkalinity enhancement |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP09983592A patent/JP3151045B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112266094A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-26 | 陕西汉和新材料科技有限公司 | 一种电解铜箔洗箔水处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3151045B2 (ja) | 2001-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4090931A (en) | Anode-structure for electrolysis | |
| JP5138822B1 (ja) | 高純度水酸化リチウムの製造方法 | |
| US3705846A (en) | Production of hydrogen ions and hydroxyl ions by decomposition of water | |
| JP5367190B1 (ja) | 水酸化リチウムの製造方法 | |
| JP5769409B2 (ja) | 水酸化リチウムの製造方法 | |
| US2737486A (en) | Electrolytic process for producing amines | |
| JP2009231238A (ja) | 廃棄電解液のリサイクル方法 | |
| JP5188454B2 (ja) | 有機酸の製造方法 | |
| JP3151043B2 (ja) | 酸及びアルカリの製造方法 | |
| JPH07171353A (ja) | 電気透析方法 | |
| JP4065386B2 (ja) | 電気透析装置 | |
| JP3324853B2 (ja) | 酸水溶液及びアルカリ水溶液の製造方法 | |
| JP4377104B2 (ja) | 脱塩装置 | |
| Tzanetakis et al. | Radiation-grafted PVDF anion exchange membrane for salt splitting | |
| JP3151045B2 (ja) | 酸及びアルカリの製造方法 | |
| CN1081188C (zh) | 抗坏血酸的制造方法 | |
| JP3144652B2 (ja) | 酸及びアルカリの製造方法 | |
| JP3151042B2 (ja) | 酸及びアルカリの製造方法 | |
| Strathmann et al. | Electromembrane processes, efficient and versatile tools in a sustainable industrial development | |
| JPH0824587A (ja) | 電気透析方法 | |
| JP3144656B2 (ja) | 酸およびアルカリの製造方法 | |
| JP3967585B2 (ja) | アルカリ金属ケイ酸塩水溶液の製造方法 | |
| JP3144655B2 (ja) | 酸およびアルカリの製造方法 | |
| JP4494612B2 (ja) | 水酸基含有塩の製造方法 | |
| CN108310979B (zh) | 一种用于电渗析器阴阳极的降温装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119 Year of fee payment: 12 |