JPS61153295A - イオン交換膜の破損検知方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、＊Ｍ槽ｔこ装着されたイオン交換膜の破損な
電解槽友解体することなく容鵬に検知する方法に関し、
特もこアルカリ金属塩化物のイオン交換１［’２電解槽
におりるイオン交換膜のピンホール等の破損による市１
解時の事故を未然に防屯するに適するイオン交換膜の破
損検知方法に関する。

［従来技術およびその問題点］ アルカリ金属塩化物を電解して、アルカリ金属水酸化物
および塩素を製造するために、イオン交換膜を隔膜と１
ノで構成した電解槽が用いられる。

Ｉ！１１ち、このような電解槽は、イオン交換膜を介１
１で陽極室と陰極室とにｌメ画された構造で、陽極室に
は食塩水等のアルカリ金属塩化物水溶液が供給され、電
解により濃度の低ドした溶液が戻り塩水として取り出さ
れ、陰極室には純水または希薄な苛性ソーダ等のアルカ
リ金属水酸化物溶液が供給され、電解により所定濃度の
アルカリ金属水酸化物溶液として取り出される。また、
陽極室及び陰極室には電解により発生する塩素ガス及び
水素ガスを抜出すための配管が設けられている。

上記した構造の電解槽において、イオン交換膜は電解槽
の組立時における機械的′＠損、あるいは例えば電解槽
の起動や停＋Ｆ、作業中の誤操作あるいは停電などの緊
急時態における後処理などによりピンホールなとの破損
を生じる＋ｑ能性がある。このようなイオン交換膜の破
損に気づかずｖＩｃ解槽０運転なＩＩ＋始、続行するば
あいには、線膜の＠損部溝って陽極室内の塩素ガス中に
陰極室の水素ガスが６−人し、１ｉｌｌらかの着火肺に
より爆発を生じる等の危険な有ｊノたり、陰極室内の苛
性ソーダなど製品の純度が低ドする等の間ｐを招く。【
ノたがって、イオン交換膜の破損な簡便かつ速やかに検
知することが必斐°Ｃある。

［問題を解決するための手段］ 本発明者等はｈ　Ｈｉ’、問題に対して、イオン交換膜
の破損検知方法について検討した結果、イオン交換膜を
装着１ノか電解装を解体することなく、該電解槽に電流
を流した状態で、単一電解槽の電Ｙ（を測定し、該電夏
七がＩＬ常時の値より１０％以上に低ｔ“した場合には
、該イオン交換膜の破損が確実であることを見出し、本
発明ｔ？提案するに至った。

１１＋１も、本発明はイオン交換腔電解槽に電流な通じ
た状態°Ｃ，該電斬槽を構成する申１ａ電解槽の電圧が
正常時の電１＋：の１（）％以１−．低ドしているか否
かを測定することを特徴とするイオン交換膜の破損検知
方法゛Ｖある。

本発明は、イオン交換膜を装着した電解槽に食塩水およ
び苛性ソーダ溶液などの電解液を満した状態にして、電
流、一般には微小電流を通じ、それに対する単位電解槽
の電圧変化を測定することが特徴で、仮に該イオン交換
膜が一部にピンホール等の破損部分本有する場合には、
陽極液と陰極液の分解が不完全なため電極電位が変化し
、測定ず電１＋は＋Ｆ、常時の１０％以−Ｌ低下する。

他方、イオン交換膜乞こピンホール等の破損部分が存在
しない場合には、電１Ｐｆｉ電（）７が変化しないため
に測定する電化に変動が認められない。（１Ｆ常時の状
ｎを保つ） このような電圧変化の測定によりイオン交換膜の破損の
有無を検知することが７７きる。

木切＋ｍ＊において、正常時の電圧の１０％以上低下し
たか否かを測定する方法は特に制限されない。一般には
同形状の新しいイオン交換膜を用いて、予め通電した時
の電圧に対比する方法、あるいは後述するような双極式
フィルタープレス型電解槽下は、複数の甲、（ｊ７電解
糟の各単位電解槽の電（上をプロットして１！〕・た曲
線より対比する方法、等が用いられる。この際、電ｌ（
の変動幅が１Ｆ、常時の１０％より小さい場合には、ノ
イズ等の影響も考λられるため明確な検知方法とならな
い。ψ）ちるＡハこの場合外単位電解槽の陽極室側及び
陰極室側に供給する液の成分は同一・である。

本発明はモノポーラ型電解槽、あるいはバイポーラ型電
解槽のいずれにおいて略）連用することができる。

本発明は工業的規模の電解槽に用いるイオン交換膜の一
部にピンホール等が生じて破損した場合を検知する１」
的ζｌ好ましく用いられる。即ち、１ｍ２以りのイオン
交換膜において、０．０１１１１１１Ｆ以トの破損を検
知するに迦する方法である。従って、電解槽に通しるｔ
Ｒ流は例えば、正常運転時のように余り高すぎることは
、陽極液と陰極液の分解が不完全下あってψ）電極電位
の変化が明確でない場合も生じるため好ましくなく、該
電位変化を明確にするためには微小通電状態、又はわず
かに食塩電解が起こるＰｉ！度の通電状態、即ち、０．
５〜１０００　Ａ／ｒｒｉ”程度が好ましく、特に１．
０〜４０Ａ／−が好ましい。この状態は、一般に電解停
止ヒ時における電解槽の保護のために流す電流とほぼ一
致するため、本発明の方法はこの時期に行うことが好ま
しい。

以ｒ、本発明の方法を双極式フィルタープレス型電解槽
にｍｍした場合を例にとって詳細に説明する。

このタイプの電解槽は、隔壁を挟んで、その両側に子れ
ヂれ陽極及び陰極が存在１ノ陥壁を貫通して両電極が、
電気的に接続された構造を有する電解槽枠を、イオン交
換膜を介して複数個、例えば２０個以ト、液が洩れない
ように直列に並べ、その両末端に陽極室及び陰極室を夫
々存在させ、それらへ電源より給電する。従って、各単
位電解槽は電気的に直列に接続される。この場合−個の
電解槽枠は一つのΦ位電解槽の陽極室部分と隣の単位電
解槽の陰極室部分とになる。また、単位電解槽の給、排
液口は夫々共通のへラダーと、並列に、清快給管及び液
排出管で接続される。即ち各単位電解槽は、電気的に直
列に、また電解質溶液は、並列に接続されることになる
。

第１図は電解槽を組立てた図であって、各単位電解槽Ｃ
Ｉ＋　　Ｃ２・・・・・・ＣＮ　／２　　＊　　ＣＭ　
　／ｚ＋＋・・・・・・ＣＮ１゜ＣＮとＮ個で構成され
°Ｃいる。

また険檎室液用及び隅棟室液用の各船、排液用の２本の
ヘッダー（１（Ｌ／、第１図では各１木ずつのみ示す）
Ｈから各単位電解槽の陽極室及び陰極室へ夫々パイプ１
によって接続している。通常、通電時には、矢印（ａ）
の如く電気が渣れ、通電を行うが同時にＣ，−ｃ、、／
！　　の単位電解槽においては矢印（ｂ）の如くヘッダ
ーに向けて流れる。

またＣＮ／ｚ＋１〜ＣＮの中位電解槽にあっては矢印（
Ｃ）の如くヘッダーから各単４０電解糟に向かって電流
が流れる所謂漏洩電流もある。

従って、通常電解槽に＊電すれば、電解槽内では中央部
の単位電解槽の電１七が最も低くなる。（第２図） このような電解槽において、ｌ少）電流を流した状態で
、各単位電解槽の電圧を測定し、前述の如く電圧の異常
よりイオン交換膜の破損を検知する。単位電解槽の極Ｉ
ｌｌ電位の測定は、例えば金属電解槽枠の場合には、測
定しようとする単位電解槽の例オば液供給（ヘッダー）
ノズル間の電圧と（）て容具に測定１ノ得るし、場合に
よっては各車枠から測定端子な出しておりば容具に行い
得る。

［効果］ 本発明によれば、イオン交換収電１１槽の解体を行うこ
となｔノに容具に実施することができるため、電解槽を
絹込んだ後、または電解槽の解体の前にイオン交換膜の
状況把握を行うに適する。

「実施例］ 以下、本発明の実施例をボす。

実施例１ 第１図に不すようなバイポーラ型電解槽（＊槽：４０対
）炎用いて食塩水の電解を行った後、陽檎液（ＮａＣＩ
２６ｗｔ、％）、及び陰１ＩＩｉ液（ＮａＯＨ３２ｗ　
ｔ％）を張った状態（液温；１５℃）で電流密度１．Ｉ
Ａ／ｒｒ１２で通電し、各単位電解槽の電圧を測定した
。その結果、第３図に示すようなグラフが得られ、２２
対目の電解槽の電圧が低いことがわかったので、該１膜
の所だけ電槽を■き膜の交換を１工っか。

撤去した膜をチェックしたところ、膜にひつかきキズに
よるピンホールが発す、された。

４、図−Ｈｇ）簡単な書、明 第１図は本発明方法を適用するために用いられる双極式
フィルタープレス型電解槽の組立て図°Ｃｔｈす、第２
図及び第３図は第１図の市１解槽を構成する各Φ８位電
Ｍ槽の電圧分布状態をポすモデル図である。

図中１は、パイプ（ヘッダーと咎単位電、解槽となつな
ぐ配管）　、Ｃｏ　Ｃ２＊　Ｃ３’・・・・・ＣＮ／２
　・・・・・・Ｃべ−１及びＣＮはいずれも鴫Ｓ位電解
槽、１１はヘッダーで、ｌはパイプ（配管）−’ｐｔｈ
ｉ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン交換膜電解槽に電流を流した状態で、該電
   解槽を構成する単位電解槽の電圧が、正常時の１０％以
   上に低下しているか否かを測定することを特徴とするイ
   オン交換膜の破損検知方法。
2. （２）電流が１．０〜４０Ａ／ｍ＾２の微小電流である
   特許請求の範囲第１項記載の方法。