JPS605678B2 - イオン交換膜を組み込んだ電解槽の検査方法 - Google Patents

イオン交換膜を組み込んだ電解槽の検査方法

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JPS605678B2
JPS605678B2 JP7344182A JP7344182A JPS605678B2 JP S605678 B2 JPS605678 B2 JP S605678B2 JP 7344182 A JP7344182 A JP 7344182A JP 7344182 A JP7344182 A JP 7344182A JP S605678 B2 JPS605678 B2 JP S605678B2
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JP
Japan
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ion exchange
chamber
air
carbon tetrachloride
exchange membrane
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JP7344182A
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興司 斉藤
泰夫 佐島
国男 前田
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン交換膜を組み込んだ電解槽の検査方法、
特にイオン交換膜のピンホールの有無、シール部分の漏
れ等の本来あってはならない不必要な蓮通孔の存否を検
査する方法に係るものである。
塩化アルカIJを電解して苛性アルカリを得る方法は、
公害防止の見地から水銀法に代って隔膜法が主流になっ
てきた。
隔腹法は、通常アスベスト等の炉隔膜を用いる方法が現
在工業的に用いられている。
しかしながら、アスベスト法により得られる苛性アルカ
リは、低濃度であると共に塩化アルカリが不純物として
含まれており、通常このまま直ちに工業薬品等の諸用途
には供し難い。
これに対し、より高純度、高濃度の苛性アルカリが電解
によって直接得られる手段としてアスベスト隔膜に代え
てイオン交換膜を用いる手段が種々提案されている。
イオン交換膜を用いる電解槽にあっては、イオン交換膜
は勿論その他シール部にピンホール程度の蓮通孔があっ
ても、隔極液がそのまま陰極液中に移行し、アスベスト
隔膜と何ら変らない不純物の混入した製品となってしま
う。
又、イオン交換膜とそれ単独でピンホールを見つけ出す
のはかなり困難な作業であると共に、電解槽へ装着し、
実際の使用状態にしてから不都合を見出す方がより現実
的である。
本発明者は、かかる観点から電解槽を組み立てた後に不
都合な蓮通孔の存否を知る事を目的として種々研究、検
討した結果、イオン交換膜によって仕切られた陰陽極室
を有する電解槽にあって、かかるイオン交換膜やシール
部等にピンホール等の不必要な運通孔の存否を検査する
方法において、該電解槽を密閉し、陰極室或は陽極室に
四塩化炭素を、対応する極室に空気を空気を導入する極
室の圧力が四塩炭素を導入する極室の圧力より低くなる
ように、夫々導入し、かかる空気を取り出してハロゲン
検知装置によりホスゲンの有無を検知することにより、
前記目的を達成し得ることを見出し、本発明はこれを要
旨とする。
本発明において、四塩化炭素は陰・陽何れの極室に導入
してもよく、又対応する極室には空気が導入される。
四塩化炭素が導入される極室は、水中圧で十50〜一5
仇奴日20の減圧にしておくのが適当であり、この場合
その極室中に四塩化炭素が十分行きわたるようにする為
、その極室の一部から前記水中圧を保つように導入され
た四塩化炭素を少しづつ適当な出口を設けて取り出し、
かかる四塩化炭素は活性炭等の適当な除外塔を経て外部
にパージする。
一方、これと対応する極室は、水中圧で−100〜一6
0仇吻日20の減圧に保たれるように空気を導入し、こ
の圧を保つように適当な出口を設けて空気を取り出す。
この様に両極室に差圧がある為、イオン交換膜にピンホ
ールがあったり、シール部が不完全であると、そこから
四塩化炭素が空気室側に流れ、これがハロゲン検知装置
によって検出される。極室に存在する四塩化炭素の量は
少なくとも100功血を採用するのが好ましく、かくす
ることにより0.1側?迄のピンホールが検出可能とな
る。本発明方法が適用されるイオン交換膜電解槽の型式
は問わず、例えばフィルタープレスタイプの単極及び複
極槽、既存のアスベスト槽をイオン交換膜槽に改善した
各単、複極槽の何れでも差し支えない。又、本発明は、
イオン交換膜や逆浸透膜を用いた各種透析槽にも応用で
き、本発明に言う電解槽はこれらをも含むものである。
本発明に用いられるイオン交換膜としては、例えばカル
ボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、フェノール性水酸
基等の陽イオン交換基を含有する重合体から成り、かか
る重合体としては、含弗素重合体を採用するのが特に好
ましい。イオン交換基含有の含弗素重合体としては、例
えばテトラフルオロェチレン、クロロトリフルオロェチ
レン等のビニルモノマーとスルホン酸、カルボン酸、燐
酸基等のイオン交換基に転化し得る反応性基を有するパ
ーフルオロのビニルモノマ−とスルホン酸、カルボン酸
t燐酸基等のイオン交換基を有するパーフルオロのビニ
ルモノマーとの共重合体が好適に使用される。又、トリ
フルオロスチレンの膜状重合体にスルホン酸基等のイオ
ン交換基を導入したものやスチレンジビニルベンゼンに
スルホン酸基を導入したもの等も使用できる。
そして、これらのうち夫々以下の{ィー、‘o}の重合
単位を形成し得る単量体を用いる場合には、比較的高い
電流効率で高純度の苛性アルカリを得ることができるの
で特に好ましい。【ィ)÷CF2‐CXX÷、 ここで×は弗素、塩素、水素又は−CF3であり、X′
はX又はCF3(CF2)mであり、mは1〜5であり
、Yは次のものから選ばれる。
−P−A、 」」(CF2左LP,Q,RナA ここでPは 一℃F2キくXX′米CF2★ であり、Qは 一{F2「〔〔CXX′方であり、 Rは ÷CXX′−。
−CF2テラ であり、(P、Q、R)はP、Q、Rの
少なくとも一つを任意の順序で配列することを表わす。
X、X′は上記と同じであり、n=0〜1、a、b、c
、d、eは0〜6である。Aは−COO日、又は一CN
、一COF、一COOR、一COOM、一CONR2R
3等の加水分解若しくは中和により、一COOH‘こ転
換し得る官能基を表わす。R,は炭素数1〜10のアル
キル基、Mはアルカリ金属又は第四級アンモニウム基で
あり、R2、R3は水素又は炭素数1〜10のアルキル
基を示す。上記Yの好ましい代表例としては、Aが弗素
を有する炭素と結合された構造を有する例えば次の如き
ものが挙げられる。
x、y、zは共に1〜10であり、z、Rfは−F又は
炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基から選ばれた
基であり、Aは上記と同様である。
そして、これらの共重合体から成る乾燥樹脂1夕当りの
膜内カルボン酸基濃度が0.5〜2.0ミリ当量である
含弗素陽イオン交換膜を用いる場合には、例えば苛性ソ
ーダの濃度が40%以上であっても、その電流効率は9
0%以上にも達する。そして、上記乾燥樹脂1夕当りの
膜内カルボン酸基濃度が1.1〜1.7ミリ当量の場合
には、前述の如き高濃度の苛性ソーダを高電流効率で長
期にわたり安定して得ることができるので特に好ましい
。そして、かかるイオン交換容量を達成するには、上記
{ィ)及び‘。}の重合単位から成る共重合体の場合、
好ましくは【ローの重合単位が1〜40モル%、特に8
〜25モル%であるのが適当である。本発明に用いられ
る好ましいイオン交換膜は、上記の様な弗素化オレフィ
ン単量体とカルポン酸基若しくはカルボン酸基に転換し
うる官能基を有する重合能ある単量体との共重合体によ
って得られる非架橋性の英重合体から構成されるが、そ
の分子量は「好ましくは約10万〜200万、特に15
万〜100方が適当である。
又、かかる共重合体を製造するには前記各単量体の一種
以上を用い、さらに第三の単量体を共重合することによ
り得られる膜を改質することもできる。例えば、CF2
=CFORf(Rfは炭素数1〜10のパーフルオロア
ルキル基)を併用することにより得られる膜に可操性を
付与したり、或はCF2=CF−CF=CF2、CF2
=CF○(CF2),〜3CF=CF2等のジビニルモ
ノマーを併用することにより、得られる共重合体を架橋
せしめ、膜に機械的強度を付与することもできる。弗素
化オレフィン単量体とカルボン酸基若しくは該基に転換
し得る官能基を有する重合館ある単量体、さらには第三
の単量体との共重合は、既知の任意の手段で行なわれる
。即ち、必要に応じ例えばハロゲン化炭化水素等の溶媒
を用い、触媒重合、熱重合、放射線重合等により重合し
得る。又、得られた共重合体からイオン交換膜に製膜す
る手段も特に制限はなく、例えばプレス成形、ロール形
成、押出し成形、溶液流延法、ディスパージョン成形、
粉末成形等適宜公知の手段を採用し得る。かくして得ら
れる膜は、その厚さが20〜500仏、好ましくは50
〜400仏にせしめるのが適当である。
又、共重合体の製膜工程に相前後し、好ましくは製膜後
に共重合体がカルボン酸基そのものではなく、該基に転
換し得る官能基の場合には、それに応じた適宜な処理に
より、これらの官能基がカルボン酸基に転換される。
例えば、一CN、一COF、一COOR,、−COOM
、一CONR2R3(M、R,〜R3は上記と同機)の
場合には、酸又はアルカリのアルコール溶液により加水
分解又は中和せしめてカルポソ酸基に転換し、又官能基
が二重結合の場合には−COF2と反応せしめてカルボ
ン酸基に転換される。さらに、本発明に用いられる腸イ
オン交換膜は、必要に応じ、製膜時にポリエチレン、ポ
リプロピレン等のオレフィンの重合体、好ましくはポリ
テトラフルオロェチレン・エチレンとテトラフルオロェ
チレンとの共重合体等の含弗素重合体を混合して成形す
ることもでき、或はこれらの重合体からなる布、網等の
織物、不織布又は多孔質フィルム等を支持体としたり、
金属製の線や絹、多孔体を支持体として用いた膜を補強
することも可能である。次に本発明を実施例により説明
する。
ダイヤモンドシャムロック社製アスベスト隔膜法電解槽
DS−45型に、アスベスト隔膜に代え、ポリテトラフ
ルオロエチレンとCF2=CF○(CF2)3COOC
はの共重合体から成るイオン交換容量1.48heq/
多乾燥樹脂を有する厚さ220一の腸イオン交換膜を下
記方法により取り付けた。
先づ前記膜を、夫々篭型陽極が夫々入る様、中6伽、長
さ90仇、高さ7&ネの大きさを有する一端が開放され
た袋状に成形し、この内部に陽極を入れ、該極が有する
固定ボルトを該袋内からその底部を貫通せしめて陽極を
袋状膜と共に亀槽底部に固定した。かくして袋状膜の開
放端は陽極の上方に位置している。次いで、陰極フィン
ガー間に陽極を嫁め込む為の空隙を有している陰極缶を
挿入し、袋状膜で覆われた陽極を陰極フィンガー間に競
め込み、陰極缶上端部にFEP製の陰・陽極液隔離板を
挿入し、これに袋状腰の開放端を熱融着せしめた後「F
RP製の塩水保持用蓋をかぶせて電解槽を組み立てた。
かかる電解槽の陽極室に、四塩化炭素を連続的に導入し
、該室から一部を取り出しつつ内圧が水中圧で−IQ舷
Q○、濃度250功血となるように保持せしめた。
一方、陰極室には空気を導入し、かかる導入口と該室の
空気出口間を循環ポンプで接続し「循環量を45cc/
分とし、空気出口から空気を10そ/分の割合で取り出
しつつ内圧が水中圧で−300肋40に保たれるように
した。
そして〜取り出された空気はハロゲン検知装置(光明理
化学工業■製S型)によって15分毎に測定し、1時間
継続した。この結果、ハロゲンは何ら検出されなかった
。次にイオン交換膜に0.5伽のピンホールを1個設け
、同様に測定した処、ホスゲンが約2弦風検出された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 イオン交換膜によって仕切られた陰陽極室を有する
    電解槽にあって、かかるイオン交換膜やシール部等にピ
    ンホール等の不必要な連通孔の在否を検査する方法にお
    いて、該電解槽を密閉し、陰極室或は陽極室に四塩化炭
    素を、対応する極室に空気を、空気を導入する極室の圧
    力が四塩化炭素を導入する極室の圧力より低くなるよう
    に夫々導入し、かかる空気を取り出してハロゲン検知装
    置により検知する事を特徴とするイオン交換膜を組み込
    んだ電解槽の検査方法。 2 四塩化炭素の導入される極室の内圧は+50〜−5
    0mmH_2Oとする請求の範囲1の方法。 3 空気が導入される極室の内圧は−100〜−600
    mmH_2Oとする請求の範囲1の方法。 4 極室に導入される四塩化炭素の濃度は少なくとも1
    000ppmである請求の範囲1の方法。
JP7344182A 1982-05-04 1982-05-04 イオン交換膜を組み込んだ電解槽の検査方法 Expired JPS605678B2 (ja)

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JPS61110789A (ja) * 1984-11-05 1986-05-29 Tokuyama Soda Co Ltd イオン交換膜の破損検知加法
DE102004041777A1 (de) * 2004-08-28 2006-03-02 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosgen

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