JPS621237Y2 - - Google Patents
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- JPS621237Y2 JPS621237Y2 JP1979144958U JP14495879U JPS621237Y2 JP S621237 Y2 JPS621237 Y2 JP S621237Y2 JP 1979144958 U JP1979144958 U JP 1979144958U JP 14495879 U JP14495879 U JP 14495879U JP S621237 Y2 JPS621237 Y2 JP S621237Y2
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- hydrochloric acid
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- electrolysis
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Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は塩素を生成するための塩酸電解用電解
装置に関するものであり、低電解電圧、高電流効
率で、かつ原料である塩酸の利用率を高く維持し
て、塩酸を電解することのできる電解装置を提供
するものである。
装置に関するものであり、低電解電圧、高電流効
率で、かつ原料である塩酸の利用率を高く維持し
て、塩酸を電解することのできる電解装置を提供
するものである。
塩素を使用する現場に塩酸の電解装置を設置
し、生成した塩素をその場で使用する場合、塩酸
の電解電圧をできるだけ低く維持し、高い電流効
率でかつ原料である塩酸の有効利用を図り、経済
的に塩素を製造することが望まれる。
し、生成した塩素をその場で使用する場合、塩酸
の電解電圧をできるだけ低く維持し、高い電流効
率でかつ原料である塩酸の有効利用を図り、経済
的に塩素を製造することが望まれる。
一般に電解終了後の希薄な塩酸はアルカリによ
つて中和処理して投棄されるので、経済的な観点
から電解終了後の塩酸はできるだけ低濃度でかつ
量的に少ないことが必要となる。しかし、従来塩
酸電解に用いられていた無隔膜式又は隔膜式の電
解槽において塩酸の濃度が極く低いところまで電
解を行うと、電解電圧が高くなり、また酸素の発
生により電流効率が低下してしまうので、塩酸の
濃度はある程度以上に維持しなければならない。
従つて、従来の塩酸電解槽では経済的に塩素を生
成することは難しかつた。
つて中和処理して投棄されるので、経済的な観点
から電解終了後の塩酸はできるだけ低濃度でかつ
量的に少ないことが必要となる。しかし、従来塩
酸電解に用いられていた無隔膜式又は隔膜式の電
解槽において塩酸の濃度が極く低いところまで電
解を行うと、電解電圧が高くなり、また酸素の発
生により電流効率が低下してしまうので、塩酸の
濃度はある程度以上に維持しなければならない。
従つて、従来の塩酸電解槽では経済的に塩素を生
成することは難しかつた。
また、電解後の低濃度の塩酸に塩化水素ガスを
吹き込み、濃度を高めた塩酸を電解槽に循環する
方法も提案されているが、この場合は原料として
塩化水素ガスを使用するため、高圧塩化水素ガス
を運搬、貯蔵しなければならず、安全性に問題が
あつた。
吹き込み、濃度を高めた塩酸を電解槽に循環する
方法も提案されているが、この場合は原料として
塩化水素ガスを使用するため、高圧塩化水素ガス
を運搬、貯蔵しなければならず、安全性に問題が
あつた。
本考案は以上のような問題点を解決し、低電解
電圧、高電流効率を維持したままで低濃度まで塩
酸を電解して塩素を取得でき、かつ原料となる塩
酸を有効に利用することのできる塩酸電解用電解
装置を提供すべくなされたものである。
電圧、高電流効率を維持したままで低濃度まで塩
酸を電解して塩素を取得でき、かつ原料となる塩
酸を有効に利用することのできる塩酸電解用電解
装置を提供すべくなされたものである。
本考案は、陽極作用面を有する箱型の陽極構造
体と、該陽極作用面の外側表面に装着した陽イオ
ン交換膜、及び該陽イオン交換膜の外側に取り付
けた陰極板より成る電解エレメントを、仕切板に
より複数の単位槽に区分された電解装置本体内の
各単位槽に各々設けることにより、前記箱型の陽
極構造体各々の内部に単位陽極室を形成せしめ、
前記電解エレメントの外側と前記仕切板との間に
各々、陰極室を形成せしめた電解装置において、
前記単位陽極室の１つに原料となる塩酸水溶液を
供給するための供給口、該１つの単位陽極室から
排出される電解後の塩酸水溶液を別の１つの単位
陽極室に供給するための配管、以下同様に各単位
陽極室から排出される電解後の塩酸水溶液を順次
別の新たな単位陽極室に供給するための配管、及
び最後の単位陽極室から排出される電解後の低濃
度の塩酸水溶液を前記陰極室内に供給するための
配管を有することを特徴とする塩酸電解用電解装
置に関するものである。
体と、該陽極作用面の外側表面に装着した陽イオ
ン交換膜、及び該陽イオン交換膜の外側に取り付
けた陰極板より成る電解エレメントを、仕切板に
より複数の単位槽に区分された電解装置本体内の
各単位槽に各々設けることにより、前記箱型の陽
極構造体各々の内部に単位陽極室を形成せしめ、
前記電解エレメントの外側と前記仕切板との間に
各々、陰極室を形成せしめた電解装置において、
前記単位陽極室の１つに原料となる塩酸水溶液を
供給するための供給口、該１つの単位陽極室から
排出される電解後の塩酸水溶液を別の１つの単位
陽極室に供給するための配管、以下同様に各単位
陽極室から排出される電解後の塩酸水溶液を順次
別の新たな単位陽極室に供給するための配管、及
び最後の単位陽極室から排出される電解後の低濃
度の塩酸水溶液を前記陰極室内に供給するための
配管を有することを特徴とする塩酸電解用電解装
置に関するものである。
以下、図面に従つて本考案を説明する。
第１図は本考案に係る塩酸電解用電解装置の一
部切欠斜視図であり、第２図は第１図のａ−ａ線
部分断面図である。
部切欠斜視図であり、第２図は第１図のａ−ａ線
部分断面図である。
第１図及び第２図において、１は電解槽であ
り、２は電解槽の蓋板である。電解槽１の内部は
仕切板３によつて５つの単位槽に区分されてお
り、各単位槽内には各々電解エレメント４が設置
されている。各陽極室ユニツト４は、陽極作用面
５を有する箱型の陽極構造体６と、陽極構造体６
の外側表面に装着した陽イオン交換膜７及び陽イ
オン交換膜７の外側に取り付けた陰極板８より構
成されている。陽極作用面５はフレーム９に固定
され、陰極板８はフレーム１０に固定されてい
る。陽極作用面５及び陰極板８は網板状又は多孔
板状である。陽イオン交換膜７は陽極のフレーム
９と陰極のフレーム１０とによつて挟持される。
陽イオン交換膜７によつて仕切られて各陽極構造
体の内部に陽極室１１が形成され、電解エレメン
トの外側には陰極室１２が形成される。
り、２は電解槽の蓋板である。電解槽１の内部は
仕切板３によつて５つの単位槽に区分されてお
り、各単位槽内には各々電解エレメント４が設置
されている。各陽極室ユニツト４は、陽極作用面
５を有する箱型の陽極構造体６と、陽極構造体６
の外側表面に装着した陽イオン交換膜７及び陽イ
オン交換膜７の外側に取り付けた陰極板８より構
成されている。陽極作用面５はフレーム９に固定
され、陰極板８はフレーム１０に固定されてい
る。陽極作用面５及び陰極板８は網板状又は多孔
板状である。陽イオン交換膜７は陽極のフレーム
９と陰極のフレーム１０とによつて挟持される。
陽イオン交換膜７によつて仕切られて各陽極構造
体の内部に陽極室１１が形成され、電解エレメン
トの外側には陰極室１２が形成される。
単位陽極室の１つに原料となる塩酸水溶液が供
給される供給口１３が設けられている。またこの
単位陽極室から排出される電解後の塩酸水溶液を
別の１つの単位陽極室に供給するための配管１
４、及び同様に各単位陽極室から排出される電解
後の塩酸水溶液を順次、別の新たな単位陽極室に
供給するための配管１５，１６，１７が設けられ
ている。５番目のすなわち最後の単位槽内の単位
陽極室から排出される電解後の低濃度の塩酸水溶
液を同単位槽内の陰極室内に供給するための配管
１８が、５番目の単位槽の単位陽極室と陰極室と
の間に設けられている。該５番目の単位槽の陰極
室から順次ひとつ前の単位槽の陰極室に陰極液と
しての低濃度の塩酸水溶液を供給するための配管
が設けられている。第５番目の単位槽の陰極室か
ら第４番目の単位槽の陰極室への配管１９及び第
３番目の単位槽の陰極室から第２番目の単位槽の
陰極室への配管２０が本体の一側面に設けられて
おり、第４番目の単位槽の陰極室から第３番目の
単位槽の陰極室への配管及び第２番目の単位槽の
陰極室から第１番目の単位槽の陰極室への配管は
反対側の側面に設けられている。また、陽極室に
は、各陽極室で発生する塩素ガスの出口２１が設
けられており、陰極室には各陰極室で発生する水
素ガスの出口２２と陰極液の抜き出し配管２３が
設けられている。
給される供給口１３が設けられている。またこの
単位陽極室から排出される電解後の塩酸水溶液を
別の１つの単位陽極室に供給するための配管１
４、及び同様に各単位陽極室から排出される電解
後の塩酸水溶液を順次、別の新たな単位陽極室に
供給するための配管１５，１６，１７が設けられ
ている。５番目のすなわち最後の単位槽内の単位
陽極室から排出される電解後の低濃度の塩酸水溶
液を同単位槽内の陰極室内に供給するための配管
１８が、５番目の単位槽の単位陽極室と陰極室と
の間に設けられている。該５番目の単位槽の陰極
室から順次ひとつ前の単位槽の陰極室に陰極液と
しての低濃度の塩酸水溶液を供給するための配管
が設けられている。第５番目の単位槽の陰極室か
ら第４番目の単位槽の陰極室への配管１９及び第
３番目の単位槽の陰極室から第２番目の単位槽の
陰極室への配管２０が本体の一側面に設けられて
おり、第４番目の単位槽の陰極室から第３番目の
単位槽の陰極室への配管及び第２番目の単位槽の
陰極室から第１番目の単位槽の陰極室への配管は
反対側の側面に設けられている。また、陽極室に
は、各陽極室で発生する塩素ガスの出口２１が設
けられており、陰極室には各陰極室で発生する水
素ガスの出口２２と陰極液の抜き出し配管２３が
設けられている。
本考案に係る電解槽において使用される陽極の
材質としては、チタン又はチタン合金の表面に白
金族金属の酸化物等を被覆したものや、グラフア
イト等が使用可能であり、陰極の材質としては、
チタン、チタン−パラジウム合金等のチタン合
金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、耐塩酸ニ
ツケル合金又はグラフアイト等が使用可能であ
る。また、使用される陽イオン交換膜は、スルフ
オン酸基系のもの、カルボン酸基系のものいずれ
でも良いが、材質は塩素に対して耐食性のあるも
の、例えばフツ素樹脂系のものが望ましい。本考
案に係る電解装置の本体はチタン又はチタン合金
等でも使用可能であるが、塩酸に対する耐食性の
ある合成樹脂、例えば塩化ビニル等が望ましい。
材質としては、チタン又はチタン合金の表面に白
金族金属の酸化物等を被覆したものや、グラフア
イト等が使用可能であり、陰極の材質としては、
チタン、チタン−パラジウム合金等のチタン合
金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、耐塩酸ニ
ツケル合金又はグラフアイト等が使用可能であ
る。また、使用される陽イオン交換膜は、スルフ
オン酸基系のもの、カルボン酸基系のものいずれ
でも良いが、材質は塩素に対して耐食性のあるも
の、例えばフツ素樹脂系のものが望ましい。本考
案に係る電解装置の本体はチタン又はチタン合金
等でも使用可能であるが、塩酸に対する耐食性の
ある合成樹脂、例えば塩化ビニル等が望ましい。
第１図に示すような本考案に係る塩酸電解用電
解装置において塩酸を電解する場合、原料となる
塩酸水溶液は、供給口１３よりはじめの単位陽極
室に供給され、この単位陽極室から排出される電
解後の塩酸水溶液は配管１４により隣りの単位陽
極室内部に供給される。同様にして各単位陽極室
から排出される電解後の塩酸水溶液は順次、配管
１５，１６，１７により、各々次の単位陽極室内
部に供給される。各単位陽極室内では塩素イオン
が酸化されて塩素ガスが発生し、発生した塩素ガ
スは陽極室のガス出口２１から取り出される。最
後の単位陽極室から排出される低濃度となつた塩
酸水溶液は配管１８によつて陰極室に供給され
る。
解装置において塩酸を電解する場合、原料となる
塩酸水溶液は、供給口１３よりはじめの単位陽極
室に供給され、この単位陽極室から排出される電
解後の塩酸水溶液は配管１４により隣りの単位陽
極室内部に供給される。同様にして各単位陽極室
から排出される電解後の塩酸水溶液は順次、配管
１５，１６，１７により、各々次の単位陽極室内
部に供給される。各単位陽極室内では塩素イオン
が酸化されて塩素ガスが発生し、発生した塩素ガ
スは陽極室のガス出口２１から取り出される。最
後の単位陽極室から排出される低濃度となつた塩
酸水溶液は配管１８によつて陰極室に供給され
る。
本考案によれば、各単位陽極室と陰極室とが陽
イオン交換膜によつて区画されているため、陽イ
オン交換膜を通して水素イオンが陽極室から陰極
室に移行し、その際水分子を同伴するのでその分
だけ陽極室の水の量が減少し陽極室における塩酸
濃度の低下が防止される。
イオン交換膜によつて区画されているため、陽イ
オン交換膜を通して水素イオンが陽極室から陰極
室に移行し、その際水分子を同伴するのでその分
だけ陽極室の水の量が減少し陽極室における塩酸
濃度の低下が防止される。
一般に塩酸水溶液の濃度の低下は電流効率の低
下及び電解電圧の上昇を招くが、本発明によれば
陽極液中の水の減少に伴う濃度の上昇により、電
流効率を高く維持し電解電圧を低く維持したまま
で、原料である塩酸を有効に利用することができ
る。
下及び電解電圧の上昇を招くが、本発明によれば
陽極液中の水の減少に伴う濃度の上昇により、電
流効率を高く維持し電解電圧を低く維持したまま
で、原料である塩酸を有効に利用することができ
る。
また、本考案の電解装置で塩酸を電解する場
合、最後の陽極室から排出される低濃度の塩酸水
溶液は電解装置内の陰極室に供給されるので、廃
棄前の低濃度の塩酸水溶液を導電性の陰極液とし
て有効に利用することができる。また、陽極室か
ら排出される塩酸水溶液は陽極で発生する塩素を
一部溶解してClO-イオンを含んでいるため陽極
室からの排出液を廃棄するにはアルカリとの中和
前に、ClO-イオンを還元してCl-イオンにするの
に亜硫酸ソーダ等の還元剤を多量に必要とするの
に対して、本考案の電解装置によるときは、陽極
室からの排出液を陰極室に供給するので、陰極還
元反応によつてClO-イオンがCl-イオンに還元さ
れて少なくなるため高価な還元剤の必要量が減少
し処理費が低減される。
合、最後の陽極室から排出される低濃度の塩酸水
溶液は電解装置内の陰極室に供給されるので、廃
棄前の低濃度の塩酸水溶液を導電性の陰極液とし
て有効に利用することができる。また、陽極室か
ら排出される塩酸水溶液は陽極で発生する塩素を
一部溶解してClO-イオンを含んでいるため陽極
室からの排出液を廃棄するにはアルカリとの中和
前に、ClO-イオンを還元してCl-イオンにするの
に亜硫酸ソーダ等の還元剤を多量に必要とするの
に対して、本考案の電解装置によるときは、陽極
室からの排出液を陰極室に供給するので、陰極還
元反応によつてClO-イオンがCl-イオンに還元さ
れて少なくなるため高価な還元剤の必要量が減少
し処理費が低減される。
更に、本考案に係る電解装置は、各単位槽内に
各々電解エレメントが設置された構造であるた
め、電極又は陽イオン交換膜に部分的損傷が生じ
た場合、該当の電解エレメントを取り出して補修
すれば良く電解装置を解体する必要がなく取り扱
いが便利である。
各々電解エレメントが設置された構造であるた
め、電極又は陽イオン交換膜に部分的損傷が生じ
た場合、該当の電解エレメントを取り出して補修
すれば良く電解装置を解体する必要がなく取り扱
いが便利である。
第１図は本考案に係る塩酸電解用電解装置の一
部切欠斜視図であり、第２図は第１図のａ−ａ線
部分断面図である。 １……電解槽、２……電解槽の蓋板、３……仕
切板、４……陽極室ユニツト、５……陽極作用
面、６……陽極構造体、７……陽イオン交換膜、
８……陰極板、９，１０……フレーム、１１……
陽極室、１２……陰極室、１３……供給口、１
４，１５，１６，１７，１８，１９，２０……配
管、２１……塩素ガス出口、２２……水素ガス出
口、２３……陰極液抜き出し配管。
部切欠斜視図であり、第２図は第１図のａ−ａ線
部分断面図である。 １……電解槽、２……電解槽の蓋板、３……仕
切板、４……陽極室ユニツト、５……陽極作用
面、６……陽極構造体、７……陽イオン交換膜、
８……陰極板、９，１０……フレーム、１１……
陽極室、１２……陰極室、１３……供給口、１
４，１５，１６，１７，１８，１９，２０……配
管、２１……塩素ガス出口、２２……水素ガス出
口、２３……陰極液抜き出し配管。
Claims (1)
- 陽極作用面を有する箱型の陽極構造体と、該陽
極作用面の外側表面に装着した陽イオン交換膜、
及び該陽イオン交換膜の外側に取り付けた陰極板
より成る電解エレメントを、仕切板により複数の
単位槽に区分された電解槽の各単位槽に各々設け
ることにより、前記電解エレメントの外側と前記
仕切板との間に各々陰極室を形成せしめた電解装
置において、前記単位陽極室の１つに原料となる
塩酸水溶液を供給するための供給口、該１つの単
位陽極室から排出される電解後の塩酸水溶液を別
の１つの単位陽極室に供給するための配管、以下
同様に各単位陽極室から排出される電解後の塩酸
水溶液を順次別の新たな単位陽極室に供給するた
めの配管、及び最後の単位陽極室から排出される
電解後の低濃度の塩酸水溶液を前記陰極室内に供
給するための配管を有することを特徴とする塩酸
電解用電解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979144958U JPS621237Y2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979144958U JPS621237Y2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5665970U JPS5665970U (ja) | 1981-06-02 |
| JPS621237Y2 true JPS621237Y2 (ja) | 1987-01-13 |
Family
ID=29376144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979144958U Expired JPS621237Y2 (ja) | 1979-10-22 | 1979-10-22 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621237Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-10-22 JP JP1979144958U patent/JPS621237Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5665970U (ja) | 1981-06-02 |
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