JPH11106977A5 - - Google Patents

Description

すなわち、陰極板６０と陰極背板７０の間には、両者を電気的に接続し、かつ、その間隔を保持するために、鉄、ニッケル、ニッケル合金などの耐蝕性のある導電性の陰極支持部材８０a が配置されている。なお、陽極背板４０と陰極背板７０は一体に結合されて隔壁９を構成している。隔壁９を構成する陽極背板４０と陰極背板７０との間には導電性を高めるためにクラッド材等の導電性の中間部材( 図示せず )を挟んでもよい。隔壁を構成する陽極背板４０と陰極背板７０の周辺部は折り曲げられて、筒状体７に溶接等により固定されている。なお、１１はイオン交換膜、１２はガスケットである。陰極板６０は耐アルカリ性の材質、例えば、ニッケル、ステンレス等の導電性のメッシュ状板等を基板とし、これにラネーニッケルなどの陰極活物質をコーティングしたものが好ましい。

まず、陽極支持部材５０b について説明する。陽極支持部材は、長尺のもので、図１に示す陰極支持部材( ８０a ) と同様に、陽極室の室枠下辺部１から陽極室の室枠上辺部２まで延びている。支持部材５０b は、断面略Ｍ字状であり、陽極背板４０から陽極板３０に向かって垂直方向に延びた側壁面５ｅの部分と、陽極板３０との間に気泡と電解液が上昇する空間部９０が形成されるようにくぼみをつけた陽極対向面５ｆの部分からなる。５ｆと陽極までの距離はｃ１、陽極背板までの距離はｃ２で表示する。また、陽極背板４０と二つの側壁面５ｅおよび陽極対向面５ｆで形成される陽極支持部材内部の空間部９５は、電解液の下降する空間を形成する。側壁面５ｅおよび陽極対向面５ｆの上辺端部には、孔部または切欠き部が形成されており、空間部９０および９１を上昇してきた電解液の一部が、陽極支持部材内部の空間部９５に流入する。また、側壁面５ｅおよび陽極対向面５ｆの下辺端部には、孔部または切欠き部が形成されており、空間部９５を通って下降してきた電解液が再び空間部９０および９１へ吹き出す開口部として働く。かくして陽極支持部材５０b が陽極背板４０との間で形成する空間部９５は、その上部および下部で空間部９０および９１と連通して陽極電解液の内部循環通路を形成することになる。なお、Ａ５は陽極支持部材の厚みである。

一方、陰極支持部材( リブ )８０b も、陽極支持部材と同様に、長尺のもので、図１に示すように、陰極室の室枠下辺部１から陰極室の室枠上辺部２まで延びている。支持部材８０ｂは、断面略Ｍ字状のもので、陰極背板から陰極板に向かって垂直方向に延びた側壁面８ｅの部分と、陰極板との間にガスと電解液が上昇する空間部１００が形成されるようにくぼみをつけた陰極対向面８ｆの部分からなる。８ｆと陰極板までの距離はｄ１、陰極背板までの距離はｄ２で表示される。また、陰極背板と二つの側壁面８ｅおよび陰極対向面８ｆで形成される空間部１０５は、電解液の下降する空間を形成する。側壁面８ｅおよび陰極対向面８ｆの上辺端部には、孔部または切欠き部が形成されており、空間部１００を気泡とともに上昇してきた電解液の一部が、陰極支持部材内部の空間部１０５に流入する。また、側壁面８ｅおよび陰極対向面８ｆの下辺端部には、孔部または切欠き部が形成されており、空間部１０５を通って下降してきた電解液が再び空間部１００および１０１へ吹き出す開口部として働く。かくして、陰極支持部材８０ｂが、陰極背板との間で形成する空間部１０５は、その上部および下部で空間部１００および１０１と連通して陰極電解液の内部循環通路を形成する。なお、Ａ８は陰極支持部材の厚みである。

〔実施例１〕
本発明の陽極仕切りシート５５を備えた複極型イオン交換膜電解槽を使用して食塩の電解を実施して、陽極枠室内の塩水濃度分布を測定した。各極室枠の極板の寸法は幅２４００ｍｍ、高さ１２００ｍｍで、陽極板には板厚１．７ｍｍのペルメレック電極社製のエキスパンドメッシュ型ＤＳＥ、陰極板には板厚１．２ｍｍのニッケルエキスパンドメッシュを基板とし、これに活性化されたラネーニッケルをコーティングしたものを用いた。陽極背板には厚み１．２ｍｍのチタン板、陰極背板には厚み１．２ｍｍのニッケル板を用いた。

陽極支持部材( 陽極リブ )は、図３、図４に示したようなチタン製で断面Ｍ型に形成したものを用いた。Ｃ５＝６０ｍｍ、Ｂ５＝３５ｍｍ、ｃ１( ５ｆと陽極板間の距離 )＝１０ｍｍ、Ａ５＝１．５ｍｍ、Ｌ５＝１４０ｍｍとし、１２本を図１に示した陰極支持部材と同じように配列して陽極板と陽極背板に溶接して固定した。

陽極仕切りシート５５として、隣り合う陽極支持部材の間に、図４に示すように、厚み０．８ｍｍのチタン板を、陽極板から９ｍｍの位置( ｇ1 ＝９ｍｍ )に挿入して陽極支持部材に溶接固定し、これをさらに端辺が陽極板、陽極背板に溶接されている０．８ｍｍのチタン板からなる補強部材( ５１、５２ )により溶接固定した。陽極仕切りシートの設置数は１１枚とした。陽極仕切りシートの陽極背板からの距離( ｇ２ )は２５．２ｍｍであった( ｇ1 ＋ｇ２＝３４．２ｍｍ )。

陽極室には、出口の塩水濃度が約２１０ｇ／ｌになるように、３００ｇ／ｌの食塩水が室枠下部の陽極電解液供給口から供給され、陰極室には、出口苛性ソーダ水溶液濃度が３２重量％になるように、希薄苛性ソーダ水溶液が室枠下部の陰極電解液供給口から供給された。

〔実施例２〕
陽極仕切りシート５５として、図４のように、隣り合う陽極支持部材の間に、厚み０．８ｍｍのチタン板を、陽極板から６ｍｍの位置( ｇ１＝６ｍｍ )に挿入( 陽極背板からの距離( ｇ２ )は２８．２ｍｍである。) する他は、実施例１と同一の電解を行い、塩水濃度を測定した結果を表２に示した。なお、電流密度６ＫＡ／ｍ² での１ユニットあたりの電解電圧は３．３８Ｖであった。

〔実施例３〕
陽極仕切りシート５５として、図４のように、隣り合う陽極支持部材の間に、厚み０．８ｍｍのチタン板を、陽極板から１２ｍｍの位置( ｇ１＝１２ｍｍ )に挿入(陽極背板からの距離( ｇ２ )は２２．２ｍｍである。) する他は、実施例１と同一の電解を行い、塩水濃度を測定した結果を表３に示した。なお、電流密度６ＫＡ／ｍ² での１ユニットあたりの電解電圧は３．３８Ｖであった。

〔実施例４〕
陰極仕切りシート８５として、図６のように、隣り合う陰極支持部材の間に、厚み０．８ｍｍのニッケル板を、陰極板から９ｍｍの位置( ｈ１＝９ｍｍ )に挿入( 陰極背板からの距離( ｈ２ )は２０．２ｍｍである。) する他は、実施例１と同一の電解を行い、苛性ソーダ濃度を測定した結果を表４に示した。なお、電流密度６ＫＡ／ｍ² での１ユニットあたりの電解電圧は３．３３Ｖであった。