JPS638193B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS638193B2 JPS638193B2 JP27329384A JP27329384A JPS638193B2 JP S638193 B2 JPS638193 B2 JP S638193B2 JP 27329384 A JP27329384 A JP 27329384A JP 27329384 A JP27329384 A JP 27329384A JP S638193 B2 JPS638193 B2 JP S638193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolytic cell
- exchange membrane
- ion exchange
- voltage
- unit
- 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.)
- Expired
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、電解槽に装着されたイオン交換膜の
破損を電解槽を解体することなく容易に検知する
方法に関し、特にアルカリ金属塩化物のイオン交
換膜電解槽におけるイオン交換膜のピンホール等
の破損による電解時の事故を未然に防止するに適
するイオン交換膜の破損検知方法に関する。
破損を電解槽を解体することなく容易に検知する
方法に関し、特にアルカリ金属塩化物のイオン交
換膜電解槽におけるイオン交換膜のピンホール等
の破損による電解時の事故を未然に防止するに適
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
換膜を隔膜として構成した電解槽が用いられる。
即ち、このような電解槽は、イオン交換膜を介し
て陽極室と陰極室とに区画された構造で、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下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。
水酸化物および塩素を製造するために、イオン交
換膜を隔膜として構成した電解槽が用いられる。
即ち、このような電解槽は、イオン交換膜を介し
て陽極室と陰極室とに区画された構造で、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下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破損、あるいは
例えば電解槽の起動や停止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
ピンホールなどの破損を生じる可能性がある。こ
のようなイオン交換膜の破損に気づかず電解槽の
運転を開始、続行するばあいには、該膜の破損部
通つて陽極室内の塩素ガス中に陰極室の水素ガス
が混入し、何らかの着火源により爆発を生じる等
の危険を有したり、陰極室内の苛性ソーダなど製
品の純度が低下する等の問題を招く。したがつ
て、イオン交換膜の破損を簡便かつ速やかに検知
することが必要である。
は電解槽の組立時における機械的破損、あるいは
例えば電解槽の起動や停止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
ピンホールなどの破損を生じる可能性がある。こ
のようなイオン交換膜の破損に気づかず電解槽の
運転を開始、続行するばあいには、該膜の破損部
通つて陽極室内の塩素ガス中に陰極室の水素ガス
が混入し、何らかの着火源により爆発を生じる等
の危険を有したり、陰極室内の苛性ソーダなど製
品の純度が低下する等の問題を招く。したがつ
て、イオン交換膜の破損を簡便かつ速やかに検知
することが必要である。
［問題を解決するための手段］
本発明者等は上記問題に対して、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
換膜を装着した電解槽を解体することなく、該電
解槽に0.5〜1000A／m2の電流を流した状態で、
単一電解槽の電圧を測定し、該電圧が正常時の値
より10％以上に低下した場合には、該イオン交換
膜の破損が確実であることを見出し、本発明を提
案するに至つた。即ち、本発明はイオン交換膜電
解槽に電流を通じた状態で、該電解槽を構成する
単位電解槽の電圧が正常時の電圧の10％以上低下
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である。
の破損検知方法について検討した結果、イオン交
換膜を装着した電解槽を解体することなく、該電
解槽に0.5〜1000A／m2の電流を流した状態で、
単一電解槽の電圧を測定し、該電圧が正常時の値
より10％以上に低下した場合には、該イオン交換
膜の破損が確実であることを見出し、本発明を提
案するに至つた。即ち、本発明はイオン交換膜電
解槽に電流を通じた状態で、該電解槽を構成する
単位電解槽の電圧が正常時の電圧の10％以上低下
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である。
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
ル等の破損部分を有する場合には、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
す電圧は正常時の10％以上低下する。他方、イオ
ン交換膜にピンホール等の破損部分が存在しない
場合には、電極電位が変化しないために測定する
電圧に変動が認められない。（正常時の状態を保
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できる。
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
ル等の破損部分を有する場合には、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
す電圧は正常時の10％以上低下する。他方、イオ
ン交換膜にピンホール等の破損部分が存在しない
場合には、電極電位が変化しないために測定する
電圧に変動が認められない。（正常時の状態を保
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できる。
本明細書において、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イルタープレス型電
解槽では、複数の単位電解槽の各単位電解槽の電
圧をプロツトして得た曲線より対比する方法、等
が用いられる。この際、電圧の変動幅が正常時の
10％より小さい場合には、ノイズ等の影響も考え
られるため明確な検知方法とならない。もちろ
ん、この場合各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。
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イルタープレス型電
解槽では、複数の単位電解槽の各単位電解槽の電
圧をプロツトして得た曲線より対比する方法、等
が用いられる。この際、電圧の変動幅が正常時の
10％より小さい場合には、ノイズ等の影響も考え
られるため明確な検知方法とならない。もちろ
ん、この場合各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も適用することが
できる。
ーラ型電解槽のいずれにおいても適用することが
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
を検知する目的に好ましく用いられる。即ち、１
m2以上のイオン交換膜において、0.01mm2以上の破
損を検知するに適する方法である。従つて、電解
槽に通じる電流は例えば、正常運転時のように余
り高すぎるときは、イオン交換膜にピンホールを
生じた場合、電解液の分解に変化を生じていて
も、電極電位の変化が明確に表れない場合も生じ
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
起こる程度の通電状態、即ち、0.5〜1000A／m2
程度が好ましく、特に1.0〜40A／m2が好ましい。
この状態は、一般に電解停止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。
換膜の一部にピンホール等が生じて破損した場合
を検知する目的に好ましく用いられる。即ち、１
m2以上のイオン交換膜において、0.01mm2以上の破
損を検知するに適する方法である。従つて、電解
槽に通じる電流は例えば、正常運転時のように余
り高すぎるときは、イオン交換膜にピンホールを
生じた場合、電解液の分解に変化を生じていて
も、電極電位の変化が明確に表れない場合も生じ
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
起こる程度の通電状態、即ち、0.5〜1000A／m2
程度が好ましく、特に1.0〜40A／m2が好ましい。
この状態は、一般に電解停止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。
以下、本発明の方法を双極式フイルタープレス
型電解槽に適用した場合を例にとつて詳細に説明
する。
型電解槽に適用した場合を例にとつて詳細に説明
する。
このタイプの電解槽は、隔壁を挟んで、その両
側にそれぞれ陽極及び陰極が存在し隔壁を貫通し
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個以上、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。従つて、各単位電解槽は
電気的に直列に接続される。この場合一個の電解
槽枠は一つの単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ヘツダーと、並列に、
液供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。
側にそれぞれ陽極及び陰極が存在し隔壁を貫通し
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個以上、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。従つて、各単位電解槽は
電気的に直列に接続される。この場合一個の電解
槽枠は一つの単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ヘツダーと、並列に、
液供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つて、各単位
電解槽C1，C2……CN／2，CN／2+1……CN-1，CN
とＮ個で構成されている。
電解槽C1，C2……CN／2，CN／2+1……CN-1，CN
とＮ個で構成されている。
また陰極室液用及び陽極室液用の各給、排液用
の２本のヘツダー（但し、第１図では各１本ずつ
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によつて接続している。通常、
通電時には、矢印ａの如く電気が流れ、通電を行
うが同時にC1〜CN／2の単位電解槽においては矢
印ｂの如くヘツダーに向けて流れる。またCN／2+
１〜CNの単位電解槽にあつては矢印ｃの如くヘツ
ダーから各単位電解槽に向かつて電流が流れる所
謂漏洩電流もある。
の２本のヘツダー（但し、第１図では各１本ずつ
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によつて接続している。通常、
通電時には、矢印ａの如く電気が流れ、通電を行
うが同時にC1〜CN／2の単位電解槽においては矢
印ｂの如くヘツダーに向けて流れる。またCN／2+
１〜CNの単位電解槽にあつては矢印ｃの如くヘツ
ダーから各単位電解槽に向かつて電流が流れる所
謂漏洩電流もある。
従つて、通常電解槽に通電すれば、電解槽内で
は中央部の単位電解槽の電圧が最も低くなる。
（第２図） このような電解槽において、（微少）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。単位電解槽の極間電位の測定は、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
解槽の例えば液供給（ヘツダー）ノズル間の電圧
として容易に測定し得るし、場合によつては各電
極から測定端子を出しておけば容易に行い得る。
は中央部の単位電解槽の電圧が最も低くなる。
（第２図） このような電解槽において、（微少）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。単位電解槽の極間電位の測定は、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
解槽の例えば液供給（ヘツダー）ノズル間の電圧
として容易に測定し得るし、場合によつては各電
極から測定端子を出しておけば容易に行い得る。
［効果］
本発明によれば、イオン交換膜電解槽の解体を
行うことなしに容易に実施することができるた
め、電解槽を組込んだ後、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。
行うことなしに容易に実施することができるた
め、電解槽を組込んだ後、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、本発明の実施例を示す。
実施例 １
第１図に示すようなバイポーラ型電解槽（電
槽：40対）を用いて食塩水の電解を行つた後、陽
極液（NaCl26wt％）、及び陰極液（NaOH32wt
％）を張つた状態（液温35℃）で電流密度
1.1A／m2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つ
たので、該当膜の所だけ電槽を開き膜の交換を行
つた。
槽：40対）を用いて食塩水の電解を行つた後、陽
極液（NaCl26wt％）、及び陰極液（NaOH32wt
％）を張つた状態（液温35℃）で電流密度
1.1A／m2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つ
たので、該当膜の所だけ電槽を開き膜の交換を行
つた。
撤去した膜をチエツクしたところ、膜にひつか
きキズによるピンホールが発見された。
きキズによるピンホールが発見された。
第１図は本発明を適用するために用いられる双
極式フイルタープレス型電解槽の組立て図であ
り、第２図及び第３図は第１図の電解槽を構成す
る各単位電解槽の電圧分布状態を示すモデル図で
ある。 図中１は、パイプ（ヘツダーと各単位電解槽と
をつなぐ配管）、C1，C2，C3……CN／2……CN-1
及びCNはいずれも単位電解槽、Ｈはヘツダーで、
１はパイプ（配管）である。
極式フイルタープレス型電解槽の組立て図であ
り、第２図及び第３図は第１図の電解槽を構成す
る各単位電解槽の電圧分布状態を示すモデル図で
ある。 図中１は、パイプ（ヘツダーと各単位電解槽と
をつなぐ配管）、C1，C2，C3……CN／2……CN-1
及びCNはいずれも単位電解槽、Ｈはヘツダーで、
１はパイプ（配管）である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン交換膜電解槽に0.5〜1000A／m2の電
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 電流が1.0〜40A／m2の微小電流である特許
請求の範囲第１項記載のイオン交換膜の破損検知
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27329384A JPS61153295A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | イオン交換膜の破損検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27329384A JPS61153295A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | イオン交換膜の破損検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153295A JPS61153295A (ja) | 1986-07-11 |
| JPS638193B2 true JPS638193B2 (ja) | 1988-02-22 |
Family
ID=17525831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27329384A Granted JPS61153295A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | イオン交換膜の破損検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153295A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU611992B2 (en) * | 1987-12-18 | 1991-06-27 | De Nora Permelec S.P.A. | Method for detecting defective ion exchange membranes in monopolar and bipolar electrolyzers |
| US4961622A (en) * | 1988-02-25 | 1990-10-09 | University Of Houston - University Park | Optical coupler and refractive lamp |
| JP4627111B2 (ja) * | 2000-11-09 | 2011-02-09 | 日本曹達株式会社 | イオン交換膜法塩化アルカリ電解槽の運転方法。 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27329384A patent/JPS61153295A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61153295A (ja) | 1986-07-11 |
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