JP3818619B2 - 次亜塩素酸塩の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は次亜塩素酸塩の電解による製造装置に関し、とくに高濃度の次亜塩素酸塩を効率的に製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次亜塩素酸ナトリウムに代表される次亜塩素酸塩類は、漂自剤、殺菌剤として、上下水の処理、排水の処理から家庭の台所用あるいは洗濯用等の各方面で用いられている。次亜塩素酸塩の製造は、食塩水等のアルカリ金属塩化物の水溶液の電気分解によって得られたアルカリ金属水酸化物と塩素とを反応させて製造する方法、あるいはアルカリ金属塩化物を無隔膜電解槽において電気分解を行って、電解槽中で次亜塩素酸塩を直接製造する方法で行われている。アルカリ金属水酸化物と塩素を反応させる方法は、高濃度の次亜塩素酸塩を得ることができるので、次亜塩素酸塩を販売する目的で製造する場合にはこの方法で行われているが、アルカリ金属水酸化物と塩素を製造する電解設備が必要となるので、食塩水の電解工場において水酸化ナトリウムあるいは塩素の製造に付随して大規模に行われている。
【０００３】
また、食塩などの水溶液を無隔膜電解槽において電気分解する方法も知られている。この方法では、生成する次亜塩素酸塩の濃度は比較的低濃度であるが、水の浄化や殺菌に直接利用することが可能な濃度のものを製造することができ、製造設備も水酸化アルカリと塩素を製造する電解設備に比べて簡単であるので、次亜塩素酸塩を必要とする現場において製造されている。しかも、電気分解による次亜塩素酸塩の製造は、次亜塩素酸塩の量に応じて通電する電流を調整することによって製造量を調製することが可能であり、得られるものは殺菌などに有効な塩素分がすべて水中に溶解しているので利用が容易であるという特徴を有している。
【０００４】
したがって、これまで液体塩素の貯蔵設備を設け、発生した気体状の塩素を溶解したり、あるいは濃厚な次亜塩素酸塩を貯蔵し希釈して使用する、塩素あるいは次亜塩素酸塩の使用設備においても、塩素等の貯蔵や運搬の必要がない現場での電気分解による次亜塩素酸の製造が行われるようになっている。
また、食塩などの塩化アルカリの水溶液を、無隔膜電解槽を使用して電気分解を行う方法の場合には、電解液として供給する塩水は濃度が２％ないし４％程度のものである。食塩濃度が高いほど陽極での塩素の発生効率は高いが、電気分解で製造した次亜塩素酸を含む塩水をそのまま水処理等に使用するために濃厚な塩水を使用すれば、高濃度の塩水が被処理水に混合するために、好ましくないので、通常は海水の食塩濃度程度のものを使用している。電気分解では、陽極側で生じた塩素と陰極側で生じたアルカリとの反応によって次亜塩素酸塩を生じるが、次亜塩素塩は電解槽中において更に電気分解を続けていると塩素酸塩へと変化する。したがって、比較的濃度が低い塩水を原料として無隔膜電解槽において高濃度の次亜塩素酸塩を製造しようとして、電解液の滞留時間を長くしても塩素酸塩の生成量が多くなるのみで、次亜塩素酸塩の生成効率は低下する。
【０００５】
そこで、高電流効率で次亜塩素酸塩を製造するためには、単位電解槽での電気分解率を高くせずに、陽極と陰極を備えた複数の電解槽を仕切板を介して多段式に設置した電解槽が提案されている（例えば、特公昭５２−２８１０４号公報、特公昭６１−４４９５６号公報）。ところが、このような方法において得られる次亜塩素酸の濃度は十分なものではなく、高効率で高濃度の次亜塩素酸塩を電気分解で製造する方法が求められていた。そこで、本出願人は、陽イオン交換膜によって区画した電解槽の陽極室において得られる濃度の低下したアルカリ金属塩化物水溶液を陰極室に加えて得られた次亜塩素酸塩を含有したアルカリ水溶液と陽極室で得られた塩素を反応させることによって高濃度の次亜塩素酸塩水溶液を得る方法を特開平５−１７９４７５号公報として提案しているが、この方法では、特定化学物質として安全上の規制がある塩素を発生させて陰極液と反応させるために、塩素製造設備と同様に取り扱う必要があり、塩素が機器の配管等から漏洩しないように保守には細心の注意を払う必要があった。
本出願人は、食塩水のイオン交換膜電解槽による電気分解で得られる水酸化ナトリウムと塩素を用いた場合と同様の高濃度の次亜塩素酸塩の製造が可能であり、しかも塩素の漏洩の心配がない次亜塩素酸塩の製造装置を特開平１０−１２１２８０号公報において提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
次亜塩素酸塩の製造装置においては、原料塩として溶解のみによって電解用食塩水として使用可能な比較的高純度の原料塩が用いられているので、電解槽の陽極室には食塩を溶解した食塩水を直接に供給し、陽極液室からは塩素とともに食塩を含んだ陽極液が排出されている。次亜塩素酸塩の生成量に応じた適正な濃度以上の食塩水が供給されたとしても、過剰な食塩水は利用されることなく排出されることとなる。
そこで、適正な濃度の食塩水の適量を供給することが必要となる。一定濃度の食塩水を、適量供給するためには、塩水濃度に応じた塩水流量を決定し、塩水ポンプの吐出量を調整することが行われている。ところが、食塩水の温度の変動によって、食塩水中への食塩の溶解不足から塩水濃度が低下しても、充分な量の次亜塩素酸塩が得られるように、あるいは多少の流量の変動があっても充分な量の食塩が供給されるように食塩水の流量を大きくすることが行われている。ところが、利用されない食塩はそのまま排出されることとなり、食塩の利用率を低下させる要因となっていた。
本発明は、次亜塩素酸塩の製造方法において、食塩の効率的な利用を可能とする製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塩水の電気分解による次亜塩素酸塩の製造装置において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段、陽極室への塩水の供給路には、食塩濃度測定手段、流量測定手段、食塩濃度の変化に基づき流量を調整する食塩流量制御手段を有し、陰極室への水の供給路には、水量測定手段、給水ポンプ、水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づく水供給制御手段を有する次亜塩素酸塩の製造装置である。
【０００８】
塩水の電気分解による次亜塩素酸塩の製造方法において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段を設けた電解槽の陽極室への塩水の供給量の調整を、食塩濃度の測定結果に応じて流量の調整によって行うともに、陰極室への水の供給量を水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づいて調整する次亜塩素酸塩の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の次亜塩素酸塩の製造装置および製造方法は、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画したイオン交換膜電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設けるとともに、イオン交換膜電解槽で生成する塩素を電解槽外に取り出すことなく、陰極室で生成した水酸化アルカリ水溶液と反応させ、次亜塩素酸塩を製造する装置において、陽極室に供給する塩水の濃度を測定し、濃度に応じて流量を調整するとともに、陰極室に供給する水の量を調整することによって製造装置において必要とする適正な量の塩水を供給することができるので、過剰に塩水を供給して塩水を無駄にすることを防ぐことができるという特徴を有している。
【００１０】
以下に、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の一実施例を示す図である。
陽イオン交換膜１によって区画されたイオン交換膜電解槽２の陰極室３にはニッケル、ステンレス、チタンあるいはこれらの金属に水素過電圧を低下させる陰極活性物質の被覆を形成した陰極４が設けられており、陽極室５には、チタン等の金属基体上に白金族の金属の酸化物を含む電極触媒物質の被覆が形成された陽極６が設けられている。
塩水および水は、電解液調製装置Ａによって濃度、流量が調製されて、それぞれ陽極液供給路７から、また水は水供給路８から供給される。
食塩９を水１０によって溶解して食塩水１１を調製し、食塩水を食塩水ポンプ１２によって食塩水濃度計１３および流量計１４を介して陽極室５へ供給する。
また、水１５を給水ポンプ１６によって、流量計１７を介して陰極室３へ供給する。
【００１１】
陽極室へ供給する食塩水の濃度、流量の測定値に基づいて、制御装置１８が食塩水ポンプ１２および給水ポンプ１６の吐出量を調整することによって電解槽には常に次亜塩素酸塩の生成量に応じた食塩水、および水を供給することが可能となる。
陰極室３の上部からは、水酸化ナトリウム水溶液と水素を含んだ陰極室生成物を、陰極室生成物導入手段１９によって次亜塩素酸塩反応槽２０に供給すると共に、陽極室５の上部からは、食塩濃度が低下した食塩水と塩素を含んだ陽極室生成物を陽極室生成物導入手段２１によって次亜塩素酸塩反応槽２０に供給する。次亜塩素酸塩反応槽２０において、塩素と水酸化ナトリウムが反応して次亜塩素酸塩が生成する。また、次亜塩素酸塩反応槽内では、陰極室で発生した水素気泡によって攪拌混合されるが、塩素と水酸化ナトリウム水溶液の反応効率を高めるために、邪魔板を設けたり充填物を充填しても良い。
【００１２】
次亜塩素酸塩水溶液は、水封安全器を備えた水素分離手段２２において水素２３を分離して、次亜塩素酸塩水溶液の循環槽２４に流入する。循環槽２４からは製品として次亜塩素酸塩水溶液２５を取り出すと共に、次亜塩素酸塩水溶液を循環ポンプ２６によって冷却装置２７に供給して次亜塩素酸塩水溶液の温度を冷却して次亜塩素酸塩反応槽２０に循環する。これによって、電解槽の温度上昇を防止すると共に、生成した次亜塩素酸塩の分解を防止することができる。
【００１３】
また、次亜塩素酸塩反応槽では、下記の電気分解によって
２ＮａＣｌ＋２Ｈ2Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2＋Ｈ2
生成した水酸化ナトリウムと塩素の全量が、下記の反応式によって反応し、
２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2→ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ
次亜塩素酸塩と等モルの食塩が生成する。一方、本発明の方法で次亜塩素酸塩反応槽に供給した塩水中には６０ないし７０ｇ／ｌの食塩が含まれているので、生成する次亜塩素酸塩の水溶液中には、次亜塩素酸塩の生成反応で生じた食塩と塩水中に含まれていた食塩の両者が含まれることとなる。
【００１４】
したがって、食塩の濃度が問題となる用途において使用する場合には、陽極室への塩水の供給量を減少し、食塩の分解率を上昇させることによって陽極室中の食塩の含有量を減少させたり、あるいは、次亜塩素酸塩水溶液中から食塩を冷却等によって晶析させて分離しても良い。また、晶析して分離した食塩は原料塩として再度溶解して利用することができる。
また、本発明の装置では、陰極室へ供給する水の量を調整することによって、使用目的に応じ低濃度から高濃度までの次亜塩素酸塩水溶液を製造することができる。
【００１５】
また、本発明の方法で使用するイオン交換膜電解槽の陽イオン交換膜には、フッ素樹脂系の陽イオン交換膜を用いることができるが、陰極で生成する水酸化ナトリウム水溶液の濃度をとくに高濃度とする必要はないので、低濃度用の陽イオン交換膜を用いることができる。
本発明の装置では、原料の食塩として不純物の少ないものを用いることにより、食塩の溶解によって得られた塩水を直接に使用することができるが、得られる食塩あるいは塩水に不純物が多く含まれている場合には、食塩水の溶解工程に食塩水の精製工程を設けても良い。
【００１６】
図２は、本発明の他の実施例を説明する図である。
図１で示した装置が、給水ポンプおよび食塩水ポンプの吐出量を調整することによって次亜塩素酸塩の生成量に応じた食塩水を供給するのに対して、図２で示した装置は、塩水および水は、電解液調製装置Ｂによって濃度、流量が調製されて、それぞれ陽極液供給路７から、また水は水供給路８から供給される。
電解液調製装置Ｂは、食塩９を水１０によって溶解して食塩水１１を調製し、食塩水を食塩水ポンプ１２によって食塩水濃度計１３および流量計１４を介して陽極室５へ供給する。そして、陽極室へ供給する食塩水の濃度、流量の測定値に基づいて、制御装置１８によって、給水調節弁２８、食塩水供給調節弁２９を調整して水量および塩水流量を調整するものである。
【００１７】
図３は、本発明の他の実施例を説明する図である。
図１、あるいは図２で示した装置が、次亜塩素酸塩の循環回路内に冷却装置２７を有しているのに対して、図３で示した装置は、次亜塩素酸塩反応槽２０に接して冷却水３０を供給した冷却装置２７を設けて次亜塩素酸塩反応槽２０での発熱を直接に取り除くものであり、外部に冷却装置を設ける必要がない。次亜塩素酸塩反応槽２０と冷却装置２７との間の熱伝導面積を大きくし冷却効率を高めるために、隔壁部分には表面積の大きな部材で形成しても良い。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００１８】
また、図４は、本発明の他の実施例を示す図である。
図４で示した装置は、図２で示した装置に比べて、小型の製造装置に適した装置であり、次亜塩素酸塩反応槽２０に接した冷却装置２７に冷却水３０を導入して冷却するものであり、次亜塩素酸塩反応槽２０から取り出した反応生成物を水素分離手段２２において水素２３を分離して次亜塩素酸塩水溶液２５を得るものである。循環装置を設けていないので、構造が簡単となり、小型の製造装置に適したものである。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００１９】
また、図５は、本発明の他の実施例を示す図である。
図５で示した装置は、陰極室３から取り出した陰極室生成物を水素分離手段２２で水素２３を分離した後に循環槽２４へ供給し、循環槽２４から循環ポンプ２６によって冷却装置２７に供給して冷却した後に、次亜塩素酸塩反応槽２０に供給し、陽極室生成物導入手段２１から供給される陽極室生成物と反応させて反応生成物を循環槽２４へ供給し、次亜塩素酸塩水溶液２５を得るものである。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２０】
また、図６は、本発明の他の実施例を示す図である。
図６は、図５に示した装置において、冷却装置２７を次亜塩素酸塩水溶液の循環管路中に設けるのではなく、次亜塩素酸塩反応槽２０に接して冷却装置２７を設けて冷却水３０を供給して次亜塩素酸塩反応槽２０を冷却するものである。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２１】
また、図７は、本発明の他の実施例を示す図である。
図７で示した装置は、陰極室３から取り出した陰極室生成物を水素分離手段２２で水素２３を分離した後に次亜塩素酸塩反応槽２０へ上部から供給するとともに、陽極室生成物も陽極室生成物導入手段２１で供給される。次亜塩素酸塩反応槽２０には、邪魔板３１が設けられており、上部から下部へ向かって流れながら反応し、循環槽２４へ供給される。循環槽２４から次亜塩素酸塩水溶液２５を取り出すとともに、循環槽２４から循環ポンプ２６によって冷却装置２７へ送液して冷却して次亜塩素酸塩反応槽２０へ循環する。次亜塩素酸塩反応槽２０に邪魔板３１を設けるとともに、冷却装置２７において冷却された液が供給されるので、次亜塩素酸塩の反応および冷却効率を高めることができる。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２２】
また、図８は、本発明の他の実施例を説明する図である。
イオン交換膜電解槽２の上部に次亜塩素酸塩反応槽２０を設け、陰極室生成物導入手段１９および陽極室生成物導入手段２１で陰極室生成物および陽極室生成物を供給して反応させる。反応生成物は、水素分離手段１２で水素１３を分離した後に循環槽１４へ供給され、循環ポンプ１６によって冷却装置１７によって冷却して次亜塩素酸塩反応槽１０へ循環する。この装置は、電解槽の陰極室と陽極室の上部に次亜塩素酸塩反応槽を設けたので、装置を小型化することが可能であり、装置を設置する面積が小さな場合に適する。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２３】
図９は、本発明の他の実施例を説明する図であり、比較的低濃度の次亜塩素酸塩の製造に適した装置である。
図９の装置は、陽極室５の上部の一部を次亜塩素酸塩反応槽２０としたものであり、陰極室と陽極室の上部の隔壁に貫通孔３２を形成したものである。電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給して、電解液および循環する次亜塩素酸塩水溶液の流量を調整して、陰極室生成物が貫通孔３２を通過して陽極室５の上部へ流入するようにする。陽極室の上部で陰極室からの水酸化ナトリウム水溶液は、陽極室で発生した塩素と反応し、水素分離手段２２へ送られて水素を分離した後に、循環槽２４へと送られ、循環槽２４から次亜塩素酸塩水溶液２５が取り出される。
【００２４】
図１０は、本発明の他の実施例を説明する図であり、図９の装置が陽極室５の上部の一部を次亜塩素酸塩反応槽としたものに対して、図１０に示した装置は、陰極室３の上部を次亜塩素酸塩反応槽としたものであり、陰極室と陽極室の上部の隔壁に貫通孔３２を形成したものである。電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって陽極室５へ供給する塩水７、陰極室３へ供給する水８とおよび循環する次亜塩素酸塩水溶液の流量を調整して、陽極室生成物が貫通孔３２を通過して陰極室３の上部へ流入するようにする。陰極室３で生成した水酸化ナトリウムは、陽極室からの塩素と反応し、次亜塩素酸塩を生成する。次亜塩素酸塩水溶液は、水素分離手段２２へ送られて水素を分離した後に、循環槽２４へと送られ、循環槽２４から次亜塩素酸塩水溶液２５が取り出されるとともに、循環ポンプ２６および冷却装置２７によって冷却されて陰極室へ循環される。この装置も図９に示した装置と同様に比較的濃度が低い次亜塩素酸塩を必要とする場合に適した装置であるが、陰極室の一部を反応槽としているために生成した次亜塩素酸塩が陰極表面で還元を受ける可能性があるので、図９のように、陽極室の一部を次亜塩素酸塩反応槽とする場合に比べて、電流効率が低くなる可能性があるが、電流効率が問題とならない小型の装置においては、充分に利用することができる。また、陰極として、次亜塩素酸塩の還元を抑制することができる陰極を用いることによって電流効率を改善することもできる。
【００２５】
図１１は、本発明の他の実施例を説明する図であり、図９および図１０と同様に比較的濃度が低い次亜塩素酸塩の製造に適した装置である。陰極室３から陰極室生成物を取り出して、水素分離手段２２へ供給して水素２３を分離した後に、循環ポンプ２６によって送られた液と、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢの陽極液供給路７の塩水７を陽極室５へ供給するものであり、陽極室５を次亜塩素酸塩反応槽として陽極室より次亜塩素酸塩水溶液２５を得るものである。また、次亜塩素酸塩反応槽を兼ねた陽極室５に接して冷却装置２７を設けて冷却水３０によって冷却して、次亜塩素酸塩の分解を抑制している。
以上のように、本発明の次亜塩素酸塩製造装置は、多様な実施態様が存在し、必要とする次亜塩素酸塩の濃度等に応じて、適当な装置を選択することができる。
【００２６】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を説明する。
実施例１
縦３００ｍｍ、横１６５ｍｍの自金族金属の酸化物を含有する電極触媒物質を被覆した陽極を設けた陽極室、チタン陰極を有する陰極室、陽極室の陰極室に対向する面とは反対側に、厚さ１４ｍｍの次亜塩素酸塩反応槽を電解槽と一体に設け、フッ素樹脂系の陽イオン交換膜（デュポン社 ナフィオン３２４）を使用して、陽極室と陰極室を区画して電解槽を組み立てた。陽極室および陰極室の上部からは次亜塩素酸塩反応槽中ヘ、それぞれ直径１０ｍｍの導入手段を結合した。この電解槽に１００アンペアの電流を通電したところ、槽電圧は４Ｖであった。陽極室への供給した食塩水濃度を変化させて、食塩水濃度の変化に応じて塩水の供給量、陰極室への給水量を変化させた場合の、、食塩水供給量、陰極室への給水量、電解槽へ供給した食塩量を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
比較例
食塩濃度３１０ｇ／Ｌ（リットル）の食塩水を、塩水の濃度の低下を考慮して１Ｌ／時間の流量で供給し、陰極室には１リットル／時間で水を供給した。
１時間当たりの食塩の供給量は、３１０ｇであった。本発明の方法に比べて、約２２％の食塩を必要とした。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の次亜塩素酸塩の製造装置において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段、陽極室への塩水の供給路には、食塩濃度測定手段、流量測定手段、食塩濃度および流量の変化に基づき流量を調整する食塩流量制御手段を有し、陰極室への水の供給路には、水量測定手段、給水ポンプ、水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づく水供給制御手段を設けたので、温度変化による塩水の濃度変化があっても常に適正な量の塩を供給することができるので、得られる次亜塩素酸塩濃度を一定に保持するともに、塩の利用率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の一実施例を説明する図である。
【図２】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図５】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図７】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図９】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図１０】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図１１】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
１…陽イオン交換膜、２…イオン交換膜電解槽、３…陰極室、４…陰極、５…陽極室、６…陽極、７…陽極液供給路、８…水供給路、９…食塩、１０…水、１１…食塩水、１２…食塩水ポンプ、１３…食塩水濃度計、１４…流量計、１５…水、１６…給水ポンプ、１７…流量計、１８…制御装置、１９…陰極室生成物導入手段、２０…次亜塩素酸塩反応槽、２１…陽極室生成物導入手段、２２…水素分離手段、２３…水素、２４…循環槽、２５…次亜塩素酸塩水溶液、２６…循環ポンプ、２７…冷却装置、２８…給水調節弁、２９…食塩水供給調節弁、３０…冷却水、３１…邪魔板、３２…貫通孔、Ａ，Ｂ…電解液調製装置
【発明の属する技術分野】
本発明は次亜塩素酸塩の電解による製造装置に関し、とくに高濃度の次亜塩素酸塩を効率的に製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次亜塩素酸ナトリウムに代表される次亜塩素酸塩類は、漂自剤、殺菌剤として、上下水の処理、排水の処理から家庭の台所用あるいは洗濯用等の各方面で用いられている。次亜塩素酸塩の製造は、食塩水等のアルカリ金属塩化物の水溶液の電気分解によって得られたアルカリ金属水酸化物と塩素とを反応させて製造する方法、あるいはアルカリ金属塩化物を無隔膜電解槽において電気分解を行って、電解槽中で次亜塩素酸塩を直接製造する方法で行われている。アルカリ金属水酸化物と塩素を反応させる方法は、高濃度の次亜塩素酸塩を得ることができるので、次亜塩素酸塩を販売する目的で製造する場合にはこの方法で行われているが、アルカリ金属水酸化物と塩素を製造する電解設備が必要となるので、食塩水の電解工場において水酸化ナトリウムあるいは塩素の製造に付随して大規模に行われている。
【０００３】
また、食塩などの水溶液を無隔膜電解槽において電気分解する方法も知られている。この方法では、生成する次亜塩素酸塩の濃度は比較的低濃度であるが、水の浄化や殺菌に直接利用することが可能な濃度のものを製造することができ、製造設備も水酸化アルカリと塩素を製造する電解設備に比べて簡単であるので、次亜塩素酸塩を必要とする現場において製造されている。しかも、電気分解による次亜塩素酸塩の製造は、次亜塩素酸塩の量に応じて通電する電流を調整することによって製造量を調製することが可能であり、得られるものは殺菌などに有効な塩素分がすべて水中に溶解しているので利用が容易であるという特徴を有している。
【０００４】
したがって、これまで液体塩素の貯蔵設備を設け、発生した気体状の塩素を溶解したり、あるいは濃厚な次亜塩素酸塩を貯蔵し希釈して使用する、塩素あるいは次亜塩素酸塩の使用設備においても、塩素等の貯蔵や運搬の必要がない現場での電気分解による次亜塩素酸の製造が行われるようになっている。
また、食塩などの塩化アルカリの水溶液を、無隔膜電解槽を使用して電気分解を行う方法の場合には、電解液として供給する塩水は濃度が２％ないし４％程度のものである。食塩濃度が高いほど陽極での塩素の発生効率は高いが、電気分解で製造した次亜塩素酸を含む塩水をそのまま水処理等に使用するために濃厚な塩水を使用すれば、高濃度の塩水が被処理水に混合するために、好ましくないので、通常は海水の食塩濃度程度のものを使用している。電気分解では、陽極側で生じた塩素と陰極側で生じたアルカリとの反応によって次亜塩素酸塩を生じるが、次亜塩素塩は電解槽中において更に電気分解を続けていると塩素酸塩へと変化する。したがって、比較的濃度が低い塩水を原料として無隔膜電解槽において高濃度の次亜塩素酸塩を製造しようとして、電解液の滞留時間を長くしても塩素酸塩の生成量が多くなるのみで、次亜塩素酸塩の生成効率は低下する。
【０００５】
そこで、高電流効率で次亜塩素酸塩を製造するためには、単位電解槽での電気分解率を高くせずに、陽極と陰極を備えた複数の電解槽を仕切板を介して多段式に設置した電解槽が提案されている（例えば、特公昭５２−２８１０４号公報、特公昭６１−４４９５６号公報）。ところが、このような方法において得られる次亜塩素酸の濃度は十分なものではなく、高効率で高濃度の次亜塩素酸塩を電気分解で製造する方法が求められていた。そこで、本出願人は、陽イオン交換膜によって区画した電解槽の陽極室において得られる濃度の低下したアルカリ金属塩化物水溶液を陰極室に加えて得られた次亜塩素酸塩を含有したアルカリ水溶液と陽極室で得られた塩素を反応させることによって高濃度の次亜塩素酸塩水溶液を得る方法を特開平５−１７９４７５号公報として提案しているが、この方法では、特定化学物質として安全上の規制がある塩素を発生させて陰極液と反応させるために、塩素製造設備と同様に取り扱う必要があり、塩素が機器の配管等から漏洩しないように保守には細心の注意を払う必要があった。
本出願人は、食塩水のイオン交換膜電解槽による電気分解で得られる水酸化ナトリウムと塩素を用いた場合と同様の高濃度の次亜塩素酸塩の製造が可能であり、しかも塩素の漏洩の心配がない次亜塩素酸塩の製造装置を特開平１０−１２１２８０号公報において提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
次亜塩素酸塩の製造装置においては、原料塩として溶解のみによって電解用食塩水として使用可能な比較的高純度の原料塩が用いられているので、電解槽の陽極室には食塩を溶解した食塩水を直接に供給し、陽極液室からは塩素とともに食塩を含んだ陽極液が排出されている。次亜塩素酸塩の生成量に応じた適正な濃度以上の食塩水が供給されたとしても、過剰な食塩水は利用されることなく排出されることとなる。
そこで、適正な濃度の食塩水の適量を供給することが必要となる。一定濃度の食塩水を、適量供給するためには、塩水濃度に応じた塩水流量を決定し、塩水ポンプの吐出量を調整することが行われている。ところが、食塩水の温度の変動によって、食塩水中への食塩の溶解不足から塩水濃度が低下しても、充分な量の次亜塩素酸塩が得られるように、あるいは多少の流量の変動があっても充分な量の食塩が供給されるように食塩水の流量を大きくすることが行われている。ところが、利用されない食塩はそのまま排出されることとなり、食塩の利用率を低下させる要因となっていた。
本発明は、次亜塩素酸塩の製造方法において、食塩の効率的な利用を可能とする製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塩水の電気分解による次亜塩素酸塩の製造装置において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段、陽極室への塩水の供給路には、食塩濃度測定手段、流量測定手段、食塩濃度の変化に基づき流量を調整する食塩流量制御手段を有し、陰極室への水の供給路には、水量測定手段、給水ポンプ、水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づく水供給制御手段を有する次亜塩素酸塩の製造装置である。
【０００８】
塩水の電気分解による次亜塩素酸塩の製造方法において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段を設けた電解槽の陽極室への塩水の供給量の調整を、食塩濃度の測定結果に応じて流量の調整によって行うともに、陰極室への水の供給量を水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づいて調整する次亜塩素酸塩の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の次亜塩素酸塩の製造装置および製造方法は、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画したイオン交換膜電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設けるとともに、イオン交換膜電解槽で生成する塩素を電解槽外に取り出すことなく、陰極室で生成した水酸化アルカリ水溶液と反応させ、次亜塩素酸塩を製造する装置において、陽極室に供給する塩水の濃度を測定し、濃度に応じて流量を調整するとともに、陰極室に供給する水の量を調整することによって製造装置において必要とする適正な量の塩水を供給することができるので、過剰に塩水を供給して塩水を無駄にすることを防ぐことができるという特徴を有している。
【００１０】
以下に、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の一実施例を示す図である。
陽イオン交換膜１によって区画されたイオン交換膜電解槽２の陰極室３にはニッケル、ステンレス、チタンあるいはこれらの金属に水素過電圧を低下させる陰極活性物質の被覆を形成した陰極４が設けられており、陽極室５には、チタン等の金属基体上に白金族の金属の酸化物を含む電極触媒物質の被覆が形成された陽極６が設けられている。
塩水および水は、電解液調製装置Ａによって濃度、流量が調製されて、それぞれ陽極液供給路７から、また水は水供給路８から供給される。
食塩９を水１０によって溶解して食塩水１１を調製し、食塩水を食塩水ポンプ１２によって食塩水濃度計１３および流量計１４を介して陽極室５へ供給する。
また、水１５を給水ポンプ１６によって、流量計１７を介して陰極室３へ供給する。
【００１１】
陽極室へ供給する食塩水の濃度、流量の測定値に基づいて、制御装置１８が食塩水ポンプ１２および給水ポンプ１６の吐出量を調整することによって電解槽には常に次亜塩素酸塩の生成量に応じた食塩水、および水を供給することが可能となる。
陰極室３の上部からは、水酸化ナトリウム水溶液と水素を含んだ陰極室生成物を、陰極室生成物導入手段１９によって次亜塩素酸塩反応槽２０に供給すると共に、陽極室５の上部からは、食塩濃度が低下した食塩水と塩素を含んだ陽極室生成物を陽極室生成物導入手段２１によって次亜塩素酸塩反応槽２０に供給する。次亜塩素酸塩反応槽２０において、塩素と水酸化ナトリウムが反応して次亜塩素酸塩が生成する。また、次亜塩素酸塩反応槽内では、陰極室で発生した水素気泡によって攪拌混合されるが、塩素と水酸化ナトリウム水溶液の反応効率を高めるために、邪魔板を設けたり充填物を充填しても良い。
【００１２】
次亜塩素酸塩水溶液は、水封安全器を備えた水素分離手段２２において水素２３を分離して、次亜塩素酸塩水溶液の循環槽２４に流入する。循環槽２４からは製品として次亜塩素酸塩水溶液２５を取り出すと共に、次亜塩素酸塩水溶液を循環ポンプ２６によって冷却装置２７に供給して次亜塩素酸塩水溶液の温度を冷却して次亜塩素酸塩反応槽２０に循環する。これによって、電解槽の温度上昇を防止すると共に、生成した次亜塩素酸塩の分解を防止することができる。
【００１３】
また、次亜塩素酸塩反応槽では、下記の電気分解によって
２ＮａＣｌ＋２Ｈ2Ｏ→２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2＋Ｈ2
生成した水酸化ナトリウムと塩素の全量が、下記の反応式によって反応し、
２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2→ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ
次亜塩素酸塩と等モルの食塩が生成する。一方、本発明の方法で次亜塩素酸塩反応槽に供給した塩水中には６０ないし７０ｇ／ｌの食塩が含まれているので、生成する次亜塩素酸塩の水溶液中には、次亜塩素酸塩の生成反応で生じた食塩と塩水中に含まれていた食塩の両者が含まれることとなる。
【００１４】
したがって、食塩の濃度が問題となる用途において使用する場合には、陽極室への塩水の供給量を減少し、食塩の分解率を上昇させることによって陽極室中の食塩の含有量を減少させたり、あるいは、次亜塩素酸塩水溶液中から食塩を冷却等によって晶析させて分離しても良い。また、晶析して分離した食塩は原料塩として再度溶解して利用することができる。
また、本発明の装置では、陰極室へ供給する水の量を調整することによって、使用目的に応じ低濃度から高濃度までの次亜塩素酸塩水溶液を製造することができる。
【００１５】
また、本発明の方法で使用するイオン交換膜電解槽の陽イオン交換膜には、フッ素樹脂系の陽イオン交換膜を用いることができるが、陰極で生成する水酸化ナトリウム水溶液の濃度をとくに高濃度とする必要はないので、低濃度用の陽イオン交換膜を用いることができる。
本発明の装置では、原料の食塩として不純物の少ないものを用いることにより、食塩の溶解によって得られた塩水を直接に使用することができるが、得られる食塩あるいは塩水に不純物が多く含まれている場合には、食塩水の溶解工程に食塩水の精製工程を設けても良い。
【００１６】
図２は、本発明の他の実施例を説明する図である。
図１で示した装置が、給水ポンプおよび食塩水ポンプの吐出量を調整することによって次亜塩素酸塩の生成量に応じた食塩水を供給するのに対して、図２で示した装置は、塩水および水は、電解液調製装置Ｂによって濃度、流量が調製されて、それぞれ陽極液供給路７から、また水は水供給路８から供給される。
電解液調製装置Ｂは、食塩９を水１０によって溶解して食塩水１１を調製し、食塩水を食塩水ポンプ１２によって食塩水濃度計１３および流量計１４を介して陽極室５へ供給する。そして、陽極室へ供給する食塩水の濃度、流量の測定値に基づいて、制御装置１８によって、給水調節弁２８、食塩水供給調節弁２９を調整して水量および塩水流量を調整するものである。
【００１７】
図３は、本発明の他の実施例を説明する図である。
図１、あるいは図２で示した装置が、次亜塩素酸塩の循環回路内に冷却装置２７を有しているのに対して、図３で示した装置は、次亜塩素酸塩反応槽２０に接して冷却水３０を供給した冷却装置２７を設けて次亜塩素酸塩反応槽２０での発熱を直接に取り除くものであり、外部に冷却装置を設ける必要がない。次亜塩素酸塩反応槽２０と冷却装置２７との間の熱伝導面積を大きくし冷却効率を高めるために、隔壁部分には表面積の大きな部材で形成しても良い。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００１８】
また、図４は、本発明の他の実施例を示す図である。
図４で示した装置は、図２で示した装置に比べて、小型の製造装置に適した装置であり、次亜塩素酸塩反応槽２０に接した冷却装置２７に冷却水３０を導入して冷却するものであり、次亜塩素酸塩反応槽２０から取り出した反応生成物を水素分離手段２２において水素２３を分離して次亜塩素酸塩水溶液２５を得るものである。循環装置を設けていないので、構造が簡単となり、小型の製造装置に適したものである。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００１９】
また、図５は、本発明の他の実施例を示す図である。
図５で示した装置は、陰極室３から取り出した陰極室生成物を水素分離手段２２で水素２３を分離した後に循環槽２４へ供給し、循環槽２４から循環ポンプ２６によって冷却装置２７に供給して冷却した後に、次亜塩素酸塩反応槽２０に供給し、陽極室生成物導入手段２１から供給される陽極室生成物と反応させて反応生成物を循環槽２４へ供給し、次亜塩素酸塩水溶液２５を得るものである。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２０】
また、図６は、本発明の他の実施例を示す図である。
図６は、図５に示した装置において、冷却装置２７を次亜塩素酸塩水溶液の循環管路中に設けるのではなく、次亜塩素酸塩反応槽２０に接して冷却装置２７を設けて冷却水３０を供給して次亜塩素酸塩反応槽２０を冷却するものである。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２１】
また、図７は、本発明の他の実施例を示す図である。
図７で示した装置は、陰極室３から取り出した陰極室生成物を水素分離手段２２で水素２３を分離した後に次亜塩素酸塩反応槽２０へ上部から供給するとともに、陽極室生成物も陽極室生成物導入手段２１で供給される。次亜塩素酸塩反応槽２０には、邪魔板３１が設けられており、上部から下部へ向かって流れながら反応し、循環槽２４へ供給される。循環槽２４から次亜塩素酸塩水溶液２５を取り出すとともに、循環槽２４から循環ポンプ２６によって冷却装置２７へ送液して冷却して次亜塩素酸塩反応槽２０へ循環する。次亜塩素酸塩反応槽２０に邪魔板３１を設けるとともに、冷却装置２７において冷却された液が供給されるので、次亜塩素酸塩の反応および冷却効率を高めることができる。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２２】
また、図８は、本発明の他の実施例を説明する図である。
イオン交換膜電解槽２の上部に次亜塩素酸塩反応槽２０を設け、陰極室生成物導入手段１９および陽極室生成物導入手段２１で陰極室生成物および陽極室生成物を供給して反応させる。反応生成物は、水素分離手段１２で水素１３を分離した後に循環槽１４へ供給され、循環ポンプ１６によって冷却装置１７によって冷却して次亜塩素酸塩反応槽１０へ循環する。この装置は、電解槽の陰極室と陽極室の上部に次亜塩素酸塩反応槽を設けたので、装置を小型化することが可能であり、装置を設置する面積が小さな場合に適する。また、電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって次亜塩素酸塩の生成量に見合った水および塩水を供給することができる。
【００２３】
図９は、本発明の他の実施例を説明する図であり、比較的低濃度の次亜塩素酸塩の製造に適した装置である。
図９の装置は、陽極室５の上部の一部を次亜塩素酸塩反応槽２０としたものであり、陰極室と陽極室の上部の隔壁に貫通孔３２を形成したものである。電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給して、電解液および循環する次亜塩素酸塩水溶液の流量を調整して、陰極室生成物が貫通孔３２を通過して陽極室５の上部へ流入するようにする。陽極室の上部で陰極室からの水酸化ナトリウム水溶液は、陽極室で発生した塩素と反応し、水素分離手段２２へ送られて水素を分離した後に、循環槽２４へと送られ、循環槽２４から次亜塩素酸塩水溶液２５が取り出される。
【００２４】
図１０は、本発明の他の実施例を説明する図であり、図９の装置が陽極室５の上部の一部を次亜塩素酸塩反応槽としたものに対して、図１０に示した装置は、陰極室３の上部を次亜塩素酸塩反応槽としたものであり、陰極室と陽極室の上部の隔壁に貫通孔３２を形成したものである。電解液は、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢを、陽極液供給路７、または水供給路８に接続して供給することによって陽極室５へ供給する塩水７、陰極室３へ供給する水８とおよび循環する次亜塩素酸塩水溶液の流量を調整して、陽極室生成物が貫通孔３２を通過して陰極室３の上部へ流入するようにする。陰極室３で生成した水酸化ナトリウムは、陽極室からの塩素と反応し、次亜塩素酸塩を生成する。次亜塩素酸塩水溶液は、水素分離手段２２へ送られて水素を分離した後に、循環槽２４へと送られ、循環槽２４から次亜塩素酸塩水溶液２５が取り出されるとともに、循環ポンプ２６および冷却装置２７によって冷却されて陰極室へ循環される。この装置も図９に示した装置と同様に比較的濃度が低い次亜塩素酸塩を必要とする場合に適した装置であるが、陰極室の一部を反応槽としているために生成した次亜塩素酸塩が陰極表面で還元を受ける可能性があるので、図９のように、陽極室の一部を次亜塩素酸塩反応槽とする場合に比べて、電流効率が低くなる可能性があるが、電流効率が問題とならない小型の装置においては、充分に利用することができる。また、陰極として、次亜塩素酸塩の還元を抑制することができる陰極を用いることによって電流効率を改善することもできる。
【００２５】
図１１は、本発明の他の実施例を説明する図であり、図９および図１０と同様に比較的濃度が低い次亜塩素酸塩の製造に適した装置である。陰極室３から陰極室生成物を取り出して、水素分離手段２２へ供給して水素２３を分離した後に、循環ポンプ２６によって送られた液と、図１あるいは図２で示した電解液調製装置ＡあるいはＢの陽極液供給路７の塩水７を陽極室５へ供給するものであり、陽極室５を次亜塩素酸塩反応槽として陽極室より次亜塩素酸塩水溶液２５を得るものである。また、次亜塩素酸塩反応槽を兼ねた陽極室５に接して冷却装置２７を設けて冷却水３０によって冷却して、次亜塩素酸塩の分解を抑制している。
以上のように、本発明の次亜塩素酸塩製造装置は、多様な実施態様が存在し、必要とする次亜塩素酸塩の濃度等に応じて、適当な装置を選択することができる。
【００２６】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を説明する。
実施例１
縦３００ｍｍ、横１６５ｍｍの自金族金属の酸化物を含有する電極触媒物質を被覆した陽極を設けた陽極室、チタン陰極を有する陰極室、陽極室の陰極室に対向する面とは反対側に、厚さ１４ｍｍの次亜塩素酸塩反応槽を電解槽と一体に設け、フッ素樹脂系の陽イオン交換膜（デュポン社 ナフィオン３２４）を使用して、陽極室と陰極室を区画して電解槽を組み立てた。陽極室および陰極室の上部からは次亜塩素酸塩反応槽中ヘ、それぞれ直径１０ｍｍの導入手段を結合した。この電解槽に１００アンペアの電流を通電したところ、槽電圧は４Ｖであった。陽極室への供給した食塩水濃度を変化させて、食塩水濃度の変化に応じて塩水の供給量、陰極室への給水量を変化させた場合の、、食塩水供給量、陰極室への給水量、電解槽へ供給した食塩量を表１に示す。
【００２７】
【表１】
比較例
食塩濃度３１０ｇ／Ｌ（リットル）の食塩水を、塩水の濃度の低下を考慮して１Ｌ／時間の流量で供給し、陰極室には１リットル／時間で水を供給した。
１時間当たりの食塩の供給量は、３１０ｇであった。本発明の方法に比べて、約２２％の食塩を必要とした。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の次亜塩素酸塩の製造装置において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段、陽極室への塩水の供給路には、食塩濃度測定手段、流量測定手段、食塩濃度および流量の変化に基づき流量を調整する食塩流量制御手段を有し、陰極室への水の供給路には、水量測定手段、給水ポンプ、水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づく水供給制御手段を設けたので、温度変化による塩水の濃度変化があっても常に適正な量の塩を供給することができるので、得られる次亜塩素酸塩濃度を一定に保持するともに、塩の利用率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の一実施例を説明する図である。
【図２】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図５】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図７】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図９】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図１０】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【図１１】本発明の次亜塩素酸塩の製造装置の他の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
１…陽イオン交換膜、２…イオン交換膜電解槽、３…陰極室、４…陰極、５…陽極室、６…陽極、７…陽極液供給路、８…水供給路、９…食塩、１０…水、１１…食塩水、１２…食塩水ポンプ、１３…食塩水濃度計、１４…流量計、１５…水、１６…給水ポンプ、１７…流量計、１８…制御装置、１９…陰極室生成物導入手段、２０…次亜塩素酸塩反応槽、２１…陽極室生成物導入手段、２２…水素分離手段、２３…水素、２４…循環槽、２５…次亜塩素酸塩水溶液、２６…循環ポンプ、２７…冷却装置、２８…給水調節弁、２９…食塩水供給調節弁、３０…冷却水、３１…邪魔板、３２…貫通孔、Ａ，Ｂ…電解液調製装置
Claims (2)
- 塩水の電気分解による次亜塩素酸塩の製造装置において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段、陽極室への塩水の供給路には、食塩濃度測定手段、流量測定手段、食塩濃度の変化に基づき流量を調整する食塩流量制御手段を有し、陰極室への水の供給路には、水量測定手段、給水ポンプ、水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づいて供給量を調整する水供給制御手段を有することを特徴とする次亜塩素酸塩の製造装置。
- 塩水の電気分解による次亜塩素酸塩の製造方法において、陽イオン交換膜によって陰極室と陽極室に区画した電解槽と一体に次亜塩素酸塩反応槽を設け、次亜塩素酸塩反応槽と、陽極室あるいは陰極室の少なくともいずれか一方との間には、陽極室生成物あるいは陰極室生成物の少なくともいずれか一方を次亜塩素酸塩反応槽へ導入する導入手段を設けた電解槽の陽極室への塩水の供給量の調整を、食塩濃度の測定結果に応じた流量の調整によって行うともに、陰極室への水の供給量を水量測定手段の測定値と陽極室への塩水の濃度および供給量に基づいて調整することを特徴とする次亜塩素酸塩の製造方法。
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