JPS6365912A - 塩溶液の電気透析により酸溶液および塩基溶液を生成する方法 - Google Patents

塩溶液の電気透析により酸溶液および塩基溶液を生成する方法

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JPS6365912A
JPS6365912A JP62153234A JP15323487A JPS6365912A JP S6365912 A JPS6365912 A JP S6365912A JP 62153234 A JP62153234 A JP 62153234A JP 15323487 A JP15323487 A JP 15323487A JP S6365912 A JPS6365912 A JP S6365912A
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/445—Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般に塩溶液の電気透析により酸溶液および塩
基溶液を生成させる改良された方法および装置を指向し
、詳しくは消耗イオン交換樹脂の現場再生に対する改良
された方法および装置を指向する。
陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂を含む水処理
系は多くの工業的用途を有する。そのような系の主な用
途は蒸気タービンの駆動に用いた凝縮物再循環系に対す
る水の精製である。そのような系の運転サイクルの間に
イオン交換樹脂が消耗になり、次の運転サイクル中の使
用に戻す前に再生しなければならない。通常陽イオン交
換樹脂は強酸例えば塩酸で再生され、陰イオン交換樹脂
は強塩基例えば水酸化ナトリウムで再生される。
そのような系に用いるために多量の再生剤、酸および塩
基を購入して貯蔵することが慣習的に行なわれる。
酸および塩基の溶液を電気分解法により、または電気透
析水分解法により塩溶液から生成できることはよく知ら
れている。電気分解法では、酸および塩基溶液の生成は
２つの電極、陽イオン選択性膜、陰イオン選択性膜、お
よび塩？８液をポンプで通す多孔性隔膜からなる系中の
電極反応の使用により達成される。対照的に電気透析法
は陽イオン選択性膜、双極膜、陰イオン選択性膜を含む
スタック、およびスタックの端部の電極からなる。
電気分解装置は各単位電解槽に対してＩ　ＡＭの電ｉ玉
を必要とする。これに反し、電気透析装置に使用される
スタックは単一組の電極間に組立てた多数の間隔をあけ
た膜を含む。電気分解法に必要な電極および電気接続の
コストは従って電気透析法に対するものより著しく高い
。さらに、電気透析水分解は電極におけるガス発生に関
連する過電圧を排除するもので電気分解よりもエネルギ
ー的に非常に効率的な方法である。
このため、本発明の方法および装置は塩溶液を直接分解
して酸および塩基の溶液を生成させる電気透析法を利用
する。
プロセスは概念的に簡単なプロセスであり、式、Ｍ×（
塩）＋Ｈ２０→ＨＸ　（酸）＋ＭＯＨ（塩基）により表
わすことができる。種々の種の分離を行ない、維持する
ためにイオン交換膜が使用される。
この最も重要なものは双極膜であり、それは反対電荷の
イオンに選択的である２つの異なる部分からなるのでそ
のように称される。適用直流の影響下にそのようなサン
ドインチ膜は水を強力に解離して当量の水素およびヒド
ロキシルイオンを生ずることができる。他の陽イオン選
択性および陰イオン選択性（単極）膜とともに使用する
と、集成体は酸および塩基溶液を生成する経済的な水分
解　、装置を構成する。
酸および塩基の溶液の生成に対する双極腹水分解の使用
に関する文献は少くとも５０年代の中頃に遡る。この方
法の優れた論議はナガスブラアニアンはか（Ｋ、Ｎａｇ
ａｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ、　Ｆ、Ｐ、　Ｃｈｌａｎｄ
ａ。
ａｎｄ　Ｋａｎｇ−Ｊｅｎ　Ｌｉｕ）による「酸および
塩基の生成に対する双極膜の使用−エンジニャリングお
よび経済分析」と題する論文、ジャーナル・オブ・メン
プラン・サイエンス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｅｍｂ
ｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅ）、２　（１９７７）　、１０
９〜１２４、並びに米国特許第３，７０５，８４６号、
第４，０２４，０４３号、第４，０８２，８３５号、第
４，２１９，３９６号および第４，３１１，７７１号に
与えられ、その論文中の論議および特許明細書は参照に
よりここに加入される。
発明の概要 本発明は双極腹水分解の利用により酸および塩基の溶液
を生成させる特有の方法および装置を指向する。酸およ
び塩基の溶液は消耗イオン交換樹脂を再生する場所で生
成させる。それにより本発明は多量の酸および塩基再生
剤を貯蔵する必要を排除する。さらに、本発明の１観点
によれば、廃再生剤を系に再循環することができ、それ
により廃再生剤の投棄に関連する汚染が低下される。
より特定的には、本発明は個々の各電解槽の装置が双極
膜、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜を含む電気透
析スタックで、１対の電極間にクランプした多数のその
ような電解槽を利用する。
塩溶液例えばＮａＣｌは陰イオン交換Ｈりと陽イオン交
換膜との間に送られて脱塩される。減耗した塩液は好ま
しくは再循環されてスタックに通される。
双極膜で生じたＣβ−イオンおよびＨ＋イオンは塩Ｈ（
Ｈｃｇを形成し、それは酸受はタンクへ送られる。双極
膜で生じたＮａ”およびＯＨ−イオンは水酸化ナトリウ
ム（Ｎａ　ＯＩ（）を形成し、それは塩基受はタンクへ
送られる。それぞれの受はタンクから酸および塩基溶液
は、好ましくはさらに濃度を高めるためにスタックに通
して循環される。
酸および塩基溶液が予定濃度例えばＩＮに達するとそれ
をそれぞれの受はタンクから相当するバルクストレージ
タンクへ、または直接消耗イオン交換樹脂の床へ送って
樹脂を再生する。
本発明の好ましい態様によれば、約１０％の濃度を有す
る塩溶液が連続的にスタックに通して再循環される。再
循環塩溶液の伝導率をモニターして伝導率がそのような
濃度に相当する選んだ設定値以下に低下すると、再循環
溶液の１部を再循環塩溶液の濃度が所望の濃度に達する
まで飽和塩タンクに送る。飽和塩タンクからの流れは、
好ましくはキレ−１〜化樹脂を含む軟化装置に通して送
られ、再循環塩溶液へ流入する前に多価イオン例えばＣ
ａ”およびＭｇ’並びに塩基溶液中で沈殿することがで
きる他の汚染物質を除去される。
本発明の好ましいＢ様によれば、生じた酸および塩基の
溶液をそれぞれの受はタンクから連続的にスタックに通
してＶ／ｊＨし、それらの濃度を上昇させる。スタック
に送られる再循環流が０．２〜３、　ＯＮ　？Ｑ度の範
囲に高められると酸および塩基の品質が低下することが
測定された。従って、酸および塩基？容液がそのような
範囲内の予め選んだ濃度に達するとそれぞれの受はタン
クから酸および塩基の溶液の一部を流出させて相当する
バルクストレージタンクへ送り、受はタンクに脱塩水を
満たしてその濃度を低下させる。プロセスを節ｒｊｊに
するため、受はタンクからの酸および塩基の溶液の流出
は再循環塩基溶液の伝導率をモニターすることにより制
御される。伝導率が予め選んだ濃度に相当する予め決定
した設定値に達すると酸および塩基の受はタンクをとも
に流出させ、次いで脱塩水を満たず。
本発明の好ましい態様によれば、塩基受はタンクから塩
基溶液をスタックの陽極室および陰極室に通して連続的
に再循環して電極と膜との間に電気伝導性を維持する。
陽極室からの流出液は第１気−液分離器に送ってそれを
塩基受はタンクへ戻す前にそれから同伴酸素を除去する
。陰極室からの流出液は第２気−液分離器に送ってそれ
を塩基受はタンクへ戻す前にそれから同伴水素を除去す
る。
本発明の好ましい態様によれば、消耗イオン交換樹脂を
それぞれの受はタンクまたはそれぞれのバルクストレー
ジタンクから送られる酸および（または）塩基溶液で再
生することができる。使用済再生剤および洗浄水は系に
戻すかまたは廃物として投棄することができる。
本発明の他の好ましい態様において、循環塩溶液の濃度
は塩基受はタンクからの塩基溶液の抜取りに応答して塩
循環タンク中へ予定量の飽和ブラインを送ることにより
制御される。
好ましいタンクの説明 第１図について説明すると、電気透析セル中の水分解装
置として双極膜（Ｂ）を用いる典型的な配列が示される
。Ｍ（Ｈ（１りおよび（Ｎａ　Ｏｔ−１）溶液が形成さ
れ、陰イオン透過性イオン交換膜１り（Ａ）および陽イ
オン透過性イオン交換膜（Ｃ）により境界された双極膜
の反対側の室を通って流れる。減耗塩溶液（ＮａＣ１）
は膜ＡとＣとの間の隣接室を通る。直流の影響下に双極
膜内で陰イオン（Ｃ７！−）および陽イオン（Ｎａ”　
）は膜からそれぞれ陽極および陰極の電極に向って移行
し、界面の近傍でその濃度が速やかに低下する。この地
点における電流の連続通過は単に界面における水の解離
（水分解）によって生じたＯＨ−および　。
Ｈ＋イオンの移動によって起されることができる。
多数のそのようなセルが典型的に組立てられ、よく知ら
れた設計および構造の電気透析スタックを形成する。ス
タックに対する直流入力はスタ、りの端部における２つ
の電極を経てなされる。
本発明は消耗したイオン交換樹脂の再生に使用する酸お
よび塩基再生剤の生成に電気透析スタ。
りを使用する改良された方法および装置を指向する。後
記する本発明の好ましい態様の説明は酸ＨＣ１溶液およ
び塩基ＮａＯＨ溶液を生ずるＮａＣｌ塩溶液の分解に関
連してなされる。しかし、他の塩溶液を選択して異なる
酸および塩基溶液を生成させることができる。
次に本発明の最初の好ましい態様による方法および装置
が第２図に示されるその略図を参照して説明される。酸
および塩基の溶液を生ずる系は電気透析水分解スタック
１０、飽和塩溶液またはブラインタンク１２、塩溶液循
環タンク１４、酸受はタンク１６、塩基受はタンク１８
、酸製品タンク２０および塩基製品タンク２２を含む。
スタック１０は好ましくは第１図に関して前に記載した
双極膜を用いる型のものであり、その例はアライド社（
Ａｌｌｉｅｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により商標ア
クアチク（Ａｑｕａ　ｔｃｃｈ）のもとで製造されてい
る。
タンク１４からのＮａＣ／！塩溶液はタンク１４からス
タックｌＯの陰イオン膜と陽イオン膜との間に規定され
る室中へ塩循環ポンプ２７によりう・イン２４およびラ
イン２６を経て連続的に循環される。スタック１０の陰
イオンｊ模と陽イオン１漠との間に規定された室から部
分脱塩した塩溶液がライン２８を経てタンク１４中へ循
環して戻される。
スタックの陰イオン膜と双極膜との間の室中に生じた酸
Ｈｉ溶液は酸受はタンク１６中へライン３０を経て送ら
れる。スタック１０の陽イオン膜と双極膜との間の室中
に生じた塩基Ｎａ　ＯＨｉ容液は塩基受はタンク１８中
へライン３２を経て送られる。
スタックの効率は流入塩溶液の濃度が２〜２５％の範囲
内、好ましくは約１０％であるときに最大化されること
が測定された。本発明の１観点によれば循環塩溶液の濃
度は特有の制御系により予め選択された水準すなわち１
０％の濃度に実質的に維持される。制御系には結晶塩を
ライン３４を経て添加して飽和ブライン溶液を維持する
ブラインタンク１２が含まれる。循環塩溶液の濃度は循
環塩溶液の伝導率を周知方法で検出する伝導率モニター
３６によりモニターされる。伝導率モニター３６は循環
塩溶液の伝導率が予定値以下に低下するときを検出し、
その値は予定濃度水準における塩溶液の伝導率、すなわ
ち室温でｌＯ％塩濃度に対して約１３０　ｍＳ／　ｃｍ
、に相当する。伝導率モニター３６はうイン２４に連通
して減耗循環塩溶液の１部をブラインタンク１２中へ進
ませるライン４０中の調節弁３８の開閉に対し作用する
。それによりタンク１４中の液体レベルはそれがタンク
１４に関連するレベルスイッチ４１を作動するまで低下
し、該スイッチは、ライン２８でタンク１２に連通ずる
ライン４４中の弁４２を開き塩補給ポンプ４６を作動さ
せて飽和ブラインをタンク１２からライン４４を通して
タンク１４中へ送る。
タンク１４中の液体レベルがレベルスイッチ４１の高さ
に上ると弁４２が閉じ、ポンプ４６が閉鎖してタンク１
４中への飽和ブラインの輸送を終える。このサイクルは
伝導率測定セル３６により測定された循環塩溶液の濃度
が予定値ずなわち１３０ｍ５／ｃｍに連するまで続く。
本発明の好ましい態様によれば、飽和ブライン、すなわ
ち約２５％塩濃度の容積がタンク中に維持される。乾燥
結晶塩が周期的にライン３４を通してタンク１２に添加
され、タンク１２の底部に結晶塩の容積が維持される。
脱塩水が適当な源（図示されていない）からライン５０
を通して系に送られる。タンク１２中のブライン容積を
維持するために、脱塩水がライン５２およびそれに関連
する調節弁５４を通して送られる。タンク１２に関連す
るレベルスイッチ５６が弁５４を開閉し、その中の予定
液体レベルを維持する。
本発明の好ましい態様によれば、ブライン軟化装置５８
をライン４４中に配置することができる。
ブライン軟化装置５８は、好ましくはキレート化樹脂、
例えばアンバーライト　（八ｍｂｅｒｌｉｔｅ）　Ｉ　
ＲＣ−７１８を含み、多価イオン例えばカルシウムおよ
びマグネシウムイオン並びに他の汚染物質をタンク１４
へ送られるブライン溶液から除去する。
循環塩溶液のｐ＋＋は系がブライン軟化装置を含むとき
にさらに後記する方法で好ましくは８〜１０の範囲に維
持される。プライン軟化装置５８は系中に生じた酸およ
び塩基を周知の方法でキレート化樹脂の層に順次送るこ
とにより周期的に再生することかできる。
本発明の他の態様によれば、ブラインタンクの液体レベ
ルが塩再循環タンクの液体レベルより低い場合にレベル
スイッチ４１および弁３８を排除してタンク１４とタン
ク１２との間に延びタンク１４中の液体レベルを維持す
るオーバーフローライン（図示されていない）に代え、
弁４２を排除するかまたは逆上弁に代えることができる
。この態様において、伝導率測定セル３６がポンプ４６
を作動する作用をする。
上記論議からスタック１０に送られる循環塩溶液を予定
濃度に維持して水分）Ｙ電気透析スタック１０の効率を
最大化できることが１２．められよう。
スタック１０から酸溶液が酸受はタンク１６に送られ、
酸再循環ライン６０中の酸循環ポンプ５８を経てスタッ
クの双極膜を陰イオン交換膜との間の室に通して連続的
に循環される。スタックを通る酸溶液の連続循環は循環
酸溶液の濃度の増加に有効である。
同様に、スタック１０から塩基溶液が塩基受はタンク１
８中へ送られ、塩基再循環ライン６４中の塩基再循環ポ
ンプ６２を経てスタックの双極ｊ１々と陽イオン交換膜
との間の室を通して連続的に循環される。スタックを通
る塩基溶液の連続循環は循環塩基溶液の濃度の増加に有
効である。
本発明によれば、生成物酸および塩基の品質は循環酸溶
液および循環塩溶液の濃度が０．２〜３．ＯＮの範囲内
、好ましくは０．２〜ＩＮの範囲内にあるように制御さ
れれば最大化されることが測定された。
循環塩基溶液の濃度は、好ましくはライン３２に１ｆｆ
ｌする伝導率モニター６６によりモニターされる。伝導
率モニター６６は、ライン３２を通る循環塩基溶液の伝
導率が予定濃度における塩基溶液の伝導率、すなわちｌ
Ｎ−ＮａＯＨ溶液に対して１７０ｍ５／ｃｍに等しい予
定伝′？息率値に達すると作動させられる。伝導率モニ
ター６６の作動は塩基生成物ライン７０中の調節弁６８
を開いてそれを通してタンク１８から塩基溶液を製品塩
基タンク２２中へ送る効果がある。それにより、塩基受
はタンク１８中の液体レベルは、それから塩基溶液が塩
基製品タンク２２中へ送られると低下する。
塩基受はタンク１８は、好ましくは低しベル制ｊコ■ス
イッチ７２および高しベル制御ス・イソチア４が設けら
れる。タンク１８中の液体レベルがスイッチ７２に達す
ると、スイッチが作動され、弁６８を閉じてそれにより
塩基溶液のタンク２２中への流れを終わらせる。スイッ
チ７２の作動はまたライン７８中の調節弁７６を開き、
ライン５０からライン７８を通してタンク１８中へ脱塩
水を送る。
タンク１８へ流入する脱塩水は、弁７６を閉じる作用を
なしそれにより脱塩水のタンク１８中へ流れを終わらせ
るスイッチ７４に達して作動させるまで液体レベルを上
昇させる。
循環酸ン容を夜の２５度はまた、スタック１０が酸およ
び塩基の溶液を等容積化ずる事実に基いて伝導率モニタ
ー６６により制御することができる。従って、本発明の
１態様によれば、伝導率モニター６６の作動はまた酸生
成物ライン８２中の調節弁８０を開き、それを通してタ
ンク１６から酸溶液を製品酸タンク２０に送る効果があ
る。酸受はタンク１６はまた、好ましくは低レベル制御
スイッチ８４および高レベル制御スイッチ８６が設けら
れる。タンク１６中の液体レベルがスイッチ８４に達す
るとスイッチが作動して弁８０を閉し、それにより酸溶
液のタンク２０中への流れを終わらせる。スイッチ８４
の作動はまたライン９０中の調節弁８８を開いてライン
５０からライン９０を通ってタンク１６中へ脱塩水を送
る。タンク１６中の液体レベルが上昇してスイッチ８６
のレベルに達するとスイッチが作動して弁８８を閉じ、
それによりタンク１４中への脱塩水の流れを終わらせる
。
本発明の他の態様として、望むならば別の伝曹率測定セ
ル（図示されていない）を設けてＷｉ　Ｉｉ　Ｍ溶液の
伝導率をモニターし、伝４率測定セル６６が調節弁６８
の作動を制御するのと同様の方法で弁８０の開放を制御
することができる。
本発明の好ましい態様によれば、電気透析スタック１０
を通して循環される塩基溶液の温度を２５〜５０℃の範
囲内に維持することができる。周知の型の適当な熱交換
装置９２をライン６４中に設けて循環塩基溶液の温度を
適当な方法で制御する。
電極と膜との間の電気伝導性を維持するために循環塩基
溶液の一部を連続的に陽極室および陰極室へ循環して室
を洗浄する。循環塩基溶液の一部をライン９４を通して
陽極室中へ、またライン９６を通して陰極室中へ送る。
陽極室から流出する塩基溶液はライン９８を通して適当
な気−液分離器１００中へ送りライン１０１を経てそれ
をタンク１８に戻す前にそれから同伴酸素ガスを除去す
る。陰極室から流出する塩基溶液はライン１０２を通し
て適当な気−液分離器１０４中へ送り、ライン１０５を
経てそれをタンク１８に戻す前にそれから同伴水素ガス
を除去する。あるいは別の電極洗液タンクおよびポンプ
を用いることができる。上記電極洗浄は別の洗液タンク
および電極洗液ポンプの必要を排除することにより系を
単純化し、また配管コストを低下する。
タンク２０中へ送られた製品酸およびタンク２２中へ送
られた製品塩基を用いてそれぞれタンク１０６中で消耗
陽イオン交換樹脂を、タンク１０８中で消耗陰イオン交
換樹脂を普通の方法で再生することかできる。タンク１
０６および１０８からの廃再生剤は廃棄するかまたは二
価陽イオンを除去する適当な処理後新塩に対する要求を
低下させるためにタンク１２中へ送り返すことができる
。タンク１０６および１０８からの洗浄水は廃棄するか
またはそれぞれ酸および塩基の循環タンク中へ送り返す
ことができる。酸および塩基再生剤を同様に用いて、始
めに酸再生剤を、次いで塩基再生剤を通すことによりＮ
ａＣｌブラインから多価イオンを除去するために用いた
キレート化樹脂を再生することができる。
上に言及したように、循環塩溶液のｐＨは好ましくは１
〜１１の範囲内に、また系がブライン軟化装置を含むと
きに８〜１１の範囲内に維持される。
本発明によれば、循環塩溶液のｐＨはライン２４に通ず
るｐＨモニター装置１０９により制御される。
循環塩溶液のｐＨが装置１０９により予定した高レベル
、すなわち１０、にあると検出されると、弁１１２がラ
イン１１４中で開いて循環酸溶液をライン６０から循環
塩溶液中へ送らせる。ｐＨが予定レベルに戻ると弁１１
２が閉じる。第２図に示されていないけれども、装置１
０９は同様に、循環塩溶液のｐＨが予定した低しベノペ
すなわち８、以下に低下するとライン６４からの循環塩
基溶液の方向を制御するのに用いることができる。それ
により循環塩溶液のｐＨを制御して系の効率を最大化す
ることができる。
第３図について説明すると、循環塩溶液の濃度が、塩基
受はタンクからの塩基溶液の抜取りに応答して予定量の
飽和ブラインを塩循環タンク中へ送ることにより制御さ
れる本発明の他の態様が略示される。この代替態様の系
の開示を簡単にするために同じ参照数字が第２図に示し
た本発明の態様中の相当する要素の確認に使用される。
また共通の要素の機能および作用に関する開示が参照に
より加入される。
第３図について説明すると、タンク１２から飽和塩溶液
はポンプ４６によりライン４４を通して関連する高レベ
ルスイッチ１１１を有するブライン計量タンク１１０中
へ送られる。スイッチ１１１はポンプ４６を制御する作
用をなし、タンク１１０中の飽和ブラインの予定容積を
維持する。
予定容量の飽和ブラインがタンク１１０から、関連する
調節弁１１４を有するライン１１２を通してブラインサ
ージタンク１１６中へ周期的に送られる。サージタンク
１１６から飽和ブラインは、関連する弁１２０を有する
ライン１１８を通して塩溶液循環タンク１４中へ徐々に
放出される。タンク１４はタンク１４中の循環塩溶液の
上部レベルを制御して過剰をブラインタンク１２中へ送
り返すオーバーフローライン１２２が設けられる。
タンク１１０から飽和ブライン溶液はタンク１１６中へ
降ろされ、調節弁１１４の開放によりタンク１４中へ放
出される。弁１１４は伝ｍ率モニター６６によりそれが
、塩基溶液および酸溶液がそれぞれタンク１８および１
６から抜取られるときに弁６８および８０とともに開閉
されるように制御される。タンク１１０中の飽和塩溶液
の容積は、前記範囲内の循環塩溶液の所望濃度が維持れ
さるように予め選択される。他のすべてに関して、第３
図に示した系は第２図に示した系に関して前に記載した
ように作動する。
本発明は若干の特定態様に関して記載されたけれども、
その同等の形態または分枝のすべてもまた意図されてい
ることが理解されよう。例えば酸溶液および塩基溶液の
それぞれの受はタンクからの抜取りはその濃度のモニタ
ーよりもむしろ制御されたタイミングシーケンスにより
行なうことができる。さらにＷｉ環鉱物含有塩溶液（ｍ
ｉｎｅｒａｌｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　５ａｌｔ　５ｏｌ
ｕｔｉｏｎ）の塩濃度はそれから水を除くことにより制
御することができる。また循環酸溶液および塩基溶液の
相対濃度はそれぞれの受はタンクに関連するレベルスイ
ッチの＃Ａ整により、またはそれぞれの溶液の抜取り頻
度の変更により変えることができる。さらに、用いた語
は限定よりもむしろ説明の語であり、種々の変更を開示
した発明の精神または範囲から逸脱することなく行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に用いる型の電気透析水分解スタックの
略図であり、第２図は本発明の原理を用いる系の好まし
い態様の略図であり、第３図は本発明の原理を用いる他
の好ましい態様の略図である。 １０・・・電気透析スタック、１２・・・飽和塩溶液ま
たはブラインタンク、１４・・・塩溶液循環タンク、１
６・・・酸受はタンク、１８・・・塩基受はタンク、２
０・・・成製品タンク、２２・・・塩基製品タンク。 図面の浄Ｊ：（内容に変更なし） ニー′５− 手続補正書（方式） ６２．９．２４ 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第１５３２３４
号３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　　　　ザ　グレイヴアー　コムバニ−４、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）塩溶液の電気透析により酸溶液および塩基溶液を
    生成する方法であって、 （ａ）鉱物含有塩溶液を電気透析スタック装置に通して
    連続的に循環し、部分脱塩した塩溶液、酸溶液および塩
    基溶液を生成させ、 （ｂ）酸溶液を酸受けタンクに送り、 （ｃ）塩基溶液を塩基受けタンクに送り、 （ｄ）部分脱塩した塩溶液を電気透析スタック装置から
    循環鉱物含有塩溶液中へ送り、 （ｅ）循環鉱物含有塩溶液の塩濃度をモニターし、 （ｆ）循環鉱物含有塩溶液の塩濃度が予定水準以下に低
    下したときに循環鉱物含有塩溶液の１部を、飽和塩溶液
    を入れた塩タンクに通して送り、 （ｇ）塩タンクから溶液を循環鉱物含有塩溶液中へ送っ
    てその塩濃度を高める、 ことを含む方法。 （２）循環鉱物含有塩溶液を段階（ｆ）の開始で中の液
    体レベルが予定レベル以下に低下するように塩溶液循環
    タンクに通す、特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （３）段階（ｇ）の開始が、液体レベルが段階（ｆ）お
    よび（ｇ）を終える予定レベルに達するまで塩溶液循環
    タンク中の液体レベルを有効に高める、特許請求の範囲
    第（２）項記載の方法。 （４）循環鉱物含有塩溶液の塩濃度が電気透析スタック
    装置からの部分脱塩溶液の伝導率のモニターにより決定
    される、特許請求の範囲第（３）項記載の方法。 （５）電気透析スタック装置が双極膜を含む、特許請求
    の範囲第（１）項記載の方法。 （６）塩溶液の電気透析により酸溶液および塩基溶液を
    生成させる方法であって、 （ａ）鉱物含有塩溶液を電気透析スタック装置に通して
    連続的に循環し、部分脱塩した塩溶液、酸溶液および塩
    基溶液を生成させ、 （ｂ）酸溶液を酸受けタンクに送り、 （ｃ）塩基溶液を塩基受けタンクに送り、 （ｄ）部分脱塩した塩溶液を電気透析スタック装置から
    循環鉱物含有塩溶液中へ送り、 （ｅ）塩基受けタンクから塩基溶液を電気透析スタック
    装置に通して循環して塩基受けタンクに戻してその濃度
    を高め、 （ｆ）酸受けタンクから酸溶液を電気透析スタック装置
    に通して酸受けタンク中へ戻してその濃度を高め、 （ｇ）塩基受けタンクに流入する塩基溶液および（また
    は）酸受けタンクに流入する酸溶液の濃度をモニターし
    、 （ｈ）酸受けタンクから酸溶液を、また塩基受けタンク
    から塩基溶液を、塩基溶液および（または）酸溶液の濃
    度が予定水準に達したときに周期的に抜取る、 ことを含む方法。 （７）酸受けタンクから抜取った酸溶液を製品酸タンク
    に送り、また塩基受けタンクから抜取った塩基溶液を製
    品塩基受けタンクに送る、特許請求の範囲第（６）項記
    載の方法。 （８）段階（ｇ）においてモニターされる濃度が電気透
    析スタック装置からの酸溶液および（または）塩基溶液
    の伝導率の測定により決定される、特許請求の範囲第（
    ７）項記載の方法。 （９）電気透析スタック装置が双極膜を含む、特許請求
    の範囲第（６）項記載の方法。 （１０）塩溶液の電気透析により酸溶液および塩基溶液
    を生成させる方法であって、 （ａ）鉱物含有塩溶液を電気透析スタック装置に通して
    連続的に循環し、部分脱塩した塩溶液、酸溶液および塩
    基溶液を生成させ、 （ｂ）酸溶液を酸受けタンクに送り、 （ｃ）塩基溶液を塩基受けタンクに送り、 （ｄ）部分脱塩した塩溶液を電気透析スタック装置から
    循環鉱物含有塩溶液中へ送り、 （ｅ）塩基受けタンクから塩基溶液を電気透析スタック
    装置の陽極および陰極電極室に通して連続的に循環して
    電気透析スタック装置の電極と膜との間に電気伝導性を
    維持し、 （ｆ）電気透析装置の陽極室から塩基溶液を気−液分離
    器装置に送り、それを塩基受けタンクに戻す前にそれか
    ら同伴酸素を除去し、 （ｇ）電気透析装置の陰極室を通る塩基溶液を気−液分
    離器装置に送り、それを塩基受けタンクに戻す前にそれ
    から同伴水素を除去する、ことを含む方法。 （１１）イオン交換樹脂を再生する方法であって、 （ａ）鉱物含有塩溶液を電気透析スタック装置に通して
    循環して部分脱塩した塩溶液、酸溶液および塩基溶液を
    生成させ、 （ｂ）酸溶液を酸受けタンクに送り、 （ｃ）塩基溶液を塩基受けタンクに送り、 （ｄ）再生可能なイオン交換樹脂を酸受けタンクから送
    られる酸再生剤または塩基受けタンクから送られる塩基
    再生剤あるいはその両者の有効量に接触させたイオン交
    換樹脂を再生し、それにより塩含有廃再生剤を生成させ
    る、 ことを含む方法。 （１２）部分脱塩した塩溶液を循環鉱物含有塩溶液と混
    合させる、特許請求の範囲第（１１）項記載の方法。 （１３）酸受けタンクから酸溶液および塩基受けタンク
    から塩基溶液を電気透析スタック装置に通して循環しそ
    れらの濃度を上昇させる、特許請求の範囲第（１２）項
    記載の方法。 （１４）さらに、 （ｅ）イオン交換樹脂を洗浄して酸再生剤または塩基再
    生剤の１部を回収し、回収した酸再生剤および回収した
    塩基再生剤を相当する酸受けタンクまたは塩基受けタン
    クに戻す、 ことを含む、特許請求の範囲第（１３）項記載の方法。 （１５）さらに、 （ｅ）酸受けタンクへ流入する酸溶液および（または）
    塩基受けタンクへ流入する塩基溶液の濃度をモニターし
    、また （ｆ）酸受けタンクから酸溶液を酸再生剤として使用す
    るために、および塩基受けタンクから塩基溶液を塩基再
    生剤として使用するために、塩基溶液または酸溶液の濃
    度が予定水準に達したときに周期的に抜取る、 ことを含む、特許請求の範囲第（１３）項記載の方法。 （１６）さらに、 （ｅ）電気透析スタック装置から部分脱塩した塩溶液を
    循環鉱物含有塩溶液中へ送り、 （ｆ）循環鉱物含有塩溶液の塩濃度をモニターし、（ｇ
    ）循環鉱物含有塩溶液の塩濃度が予定水準より下に低下
    したときに循環鉱物含有塩溶液の１部を飽和塩溶液を入
    れた塩タンクに通して送り、 （ｈ）塩タンクから溶液を循環鉱物含有塩溶液に送って
    その塩濃度を上昇させる、 ことを含む、特許請求の範囲第（１１）項記載の方法。 （１７）塩含有廃再生剤が塩タンク中へ送られる、特許
    請求の範囲第（１６）項記載の方法。 （１８）さらに、 （ｅ）塩基受けタンクから塩基溶液を電気透析スタック
    装置の陽極および陰極電極室に通して循環して電気透析
    スタック装置の電極と膜との間に電気伝導性を維持し、 （ｆ）電気透析装置の陽極室を通る塩基溶液を気−液分
    離器装置に送り、それを塩基受けタンクに戻す前にそれ
    から同伴酸素を除去する、（ｇ）電気透析装置の陽極室
    を通る塩基溶液を気−液分離器装置に送り、それを塩基
    受けタンクに戻す前にそれから同伴水素を除去する、こ
    とを含む、特許請求の範囲第（１１）項記載の方法。 （１９）さらに、 （１）予め予定した量の飽和塩溶液を循環鉱物含有塩溶
    液中へ送ってその塩濃度を２〜２５％の範囲内に維持す
    る、 ことを含む、特許請求の範囲第（６）項記載の方法。 （２０）飽和塩溶液を周期的に、塩基溶液および（また
    は）酸溶液の濃度が予定水準に達したときに循環鉱物含
    有塩溶液中へ送る、特許請求の範囲第（１８）項記載の
    方法。 （２１）塩溶液の電気透析により酸溶液および塩基溶液
    を生成させる方法であって、 （ａ）鉱物含有塩溶液を電気透析スタック装置に通して
    連続的に循環し、部分脱塩した塩溶液、酸溶液および塩
    基溶液を生成させ、 （ｂ）循環塩のｐＨをモニターし、 （ｃ）酸溶液または塩基溶液を周期的に循環鉱物含有塩
    溶液中へ送ってそのｐＨを約１〜１１の範囲内に維持す
    る、 ことを含む方法。 （２２）段階（ｇ）において塩タンクから溶液を軟化装
    置に通してそれから多価イオンを除去する、特許請求の
    範囲第（１）項記載の方法。 （２３）段階（ｈ）において塩タンクから溶液を軟化装
    置に通してそれから多価イオンを除去する、特許請求の
    範囲第（１６）項記載の方法。 （２４）段階（１）において飽和塩溶液を軟化装置に通
    してそれから多価イオンを除去する、特許請求の範囲第
    （１９）項記載の方法。
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