JPH01255682A - イオン交換膜の破損検出方法 - Google Patents
イオン交換膜の破損検出方法Info
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- JPH01255682A JPH01255682A JP8390488A JP8390488A JPH01255682A JP H01255682 A JPH01255682 A JP H01255682A JP 8390488 A JP8390488 A JP 8390488A JP 8390488 A JP8390488 A JP 8390488A JP H01255682 A JPH01255682 A JP H01255682A
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- Japan
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- exchange membrane
- ion exchange
- pressure
- electrolytic cell
- chamber
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イオン交換膜電解槽に装着された・イオン交
換膜の破損検出方法に関する０、更に詳しくは、イオン
交換膜電解槽の組立時または操業時におけるイオン交換
膜のピンホール等異常の発生を、電解槽に装着したまま
簡便、且つ、安全に検出するイオン交換膜の破損検出方
法に関するものである。
換膜の破損検出方法に関する０、更に詳しくは、イオン
交換膜電解槽の組立時または操業時におけるイオン交換
膜のピンホール等異常の発生を、電解槽に装着したまま
簡便、且つ、安全に検出するイオン交換膜の破損検出方
法に関するものである。
〔従来の技術］
従来からハロゲン化アルカリ水溶液の電解法としては、
水銀法電解で得られる水酸化アルカリ溶液の純度が極め
て良好なことから、水銀法電解が主流であつたが、近年
起こった環境上の問題から、水銀法電解は隔膜電解法ま
たはイオン交換膜電解法に変更され始めた。中でも高純
度の水酸化アルカリ溶液が得られるという観点から、イ
オン交換膜電解法が主流となりつつあり、更にエネルギ
ー節減可能ということから、隔膜電解法からもイオン交
換膜電解法に転換されている。
水銀法電解で得られる水酸化アルカリ溶液の純度が極め
て良好なことから、水銀法電解が主流であつたが、近年
起こった環境上の問題から、水銀法電解は隔膜電解法ま
たはイオン交換膜電解法に変更され始めた。中でも高純
度の水酸化アルカリ溶液が得られるという観点から、イ
オン交換膜電解法が主流となりつつあり、更にエネルギ
ー節減可能ということから、隔膜電解法からもイオン交
換膜電解法に転換されている。
ところでイオン交換膜電解法に用いられるイオン交換膜
電解槽には、隔膜として耐薬品性、機械的強度に優れた
パーフルオロエチレンをベースとした、パーフルオロカ
ルボン酸型及びパーフルオロスルホン酸型の陽イオン交
換膜が使用される。
電解槽には、隔膜として耐薬品性、機械的強度に優れた
パーフルオロエチレンをベースとした、パーフルオロカ
ルボン酸型及びパーフルオロスルホン酸型の陽イオン交
換膜が使用される。
イオン交換膜を電解槽に組み込む際、咳膜に物理的ダメ
ージを与えないよう細心の注意が払われるが、過度の荷
重がかかったり、折れ曲がったり電極端部の切断部と接
触することによって、亀裂やピンホール等が発生する場
合がある。
ージを与えないよう細心の注意が払われるが、過度の荷
重がかかったり、折れ曲がったり電極端部の切断部と接
触することによって、亀裂やピンホール等が発生する場
合がある。
イオン交換膜が破損している状態で電解槽の操業、特に
食塩電解を行うと、陰陽両極室間に液漏れを生じて製品
の純度を損なうとともに、電流効率の低下を引き起こす
。
食塩電解を行うと、陰陽両極室間に液漏れを生じて製品
の純度を損なうとともに、電流効率の低下を引き起こす
。
また長時間の操業により、膜の抵抗が次第に太き（なり
電解摺電圧が上昇し、更には陽極側の塩素ガスと、陰極
側の水素ガスが混合して爆鳴気を形成し、何らかの着火
源により重大事故を招く等積々の弊害をもたらしている
。
電解摺電圧が上昇し、更には陽極側の塩素ガスと、陰極
側の水素ガスが混合して爆鳴気を形成し、何らかの着火
源により重大事故を招く等積々の弊害をもたらしている
。
このような問題に対し特開昭６１−１１０７８９号公報
にみられるように、陰極室または陽極室のいずれか一方
の極室に気体を供給し、他方の極室における気体の圧力
変化を測定するイオン交換膜の破ｔｊ１検知方法が開示
されている。
にみられるように、陰極室または陽極室のいずれか一方
の極室に気体を供給し、他方の極室における気体の圧力
変化を測定するイオン交換膜の破ｔｊ１検知方法が開示
されている。
［発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記破損検知方法は極室に気体を供給し
て圧力を上昇させる方法のため、誤って圧力を高くし過
ぎるとイオン交換膜を破損する恐れがあるという問題が
ある。
て圧力を上昇させる方法のため、誤って圧力を高くし過
ぎるとイオン交換膜を破損する恐れがあるという問題が
ある。
本発明の課題は、イオン交換膜のピンホール等異常の発
生を簡便、且つ、安全に検出する、イオン交換膜の破損
検出方法を提供することにある。
生を簡便、且つ、安全に検出する、イオン交換膜の破損
検出方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段及び作用〕本発明者らは、
上記問題点を解決するため鋭意検討した結果、電解槽に
イオン交換膜を装着した状態で、いずれか一方の極室を
減圧装置を用いて大気圧より低い圧力に減圧し、他方の
極室の圧力を測定することにより本発明の課題が達成さ
れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
上記問題点を解決するため鋭意検討した結果、電解槽に
イオン交換膜を装着した状態で、いずれか一方の極室を
減圧装置を用いて大気圧より低い圧力に減圧し、他方の
極室の圧力を測定することにより本発明の課題が達成さ
れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は陰陽両電極間に陽イオン交換膜を配し、
ハロゲン化アルカリ水溶液の電気分解からハロゲンガス
、水酸化アルカリ及び水素ガスを生成するイオン交換膜
電解槽において、陰極室もしくは陽極室のいずれか一方
の極室を減圧状態に保ち、同時に他方の極室の圧力変化
を測定することを特徴とするイオン交換膜の破損検出方
法である。
ハロゲン化アルカリ水溶液の電気分解からハロゲンガス
、水酸化アルカリ及び水素ガスを生成するイオン交換膜
電解槽において、陰極室もしくは陽極室のいずれか一方
の極室を減圧状態に保ち、同時に他方の極室の圧力変化
を測定することを特徴とするイオン交換膜の破損検出方
法である。
本発明で極室を減圧状態に保つために真空ポンプまたは
エジェクター等、大気圧より低い圧力に操作可能な減圧
装置を用いる。
エジェクター等、大気圧より低い圧力に操作可能な減圧
装置を用いる。
本発明は、イオン交換膜電解槽の組立時の破損のみなら
ず、操業中の運転条件変化による、電解槽内の圧力変動
がもたらす膜の破損等に対し、電解槽停止後に用いるこ
とができる。
ず、操業中の運転条件変化による、電解槽内の圧力変動
がもたらす膜の破損等に対し、電解槽停止後に用いるこ
とができる。
以下本発明を図面に基づき、更に具体的に説明する。
第１図は陽極室と陰極室とをイオン交換膜を介して相対
させた、電解槽の基本構造（ユニットセル）を示す概念
図である。
させた、電解槽の基本構造（ユニットセル）を示す概念
図である。
電解槽１は、イオン交換膜２によって、陽極室３と陰極
室４に区画されている。陽極室３内部には陽極５を配し
、開口ノズル７からハロゲン化アルカリ水溶液が供給さ
れ、電気を流すことによりアルカリ金属イオンは、膜を
透過して陰極へ移動し、ハロゲン化物イオンは陽極酸化
反応により、ハロゲンガスと未反応ハロゲン化アルカリ
水溶液となって、開口ノズル９で気液分離される。−１
陰極室４内部には陰極６を配し、開口ノズル８か・ら、
水または水酸化アルカリ溶液が供給され、陰極反応によ
り水素ガスと水酸化アルカリ溶液となって、開口ノズル
１０で気液分離される。
室４に区画されている。陽極室３内部には陽極５を配し
、開口ノズル７からハロゲン化アルカリ水溶液が供給さ
れ、電気を流すことによりアルカリ金属イオンは、膜を
透過して陰極へ移動し、ハロゲン化物イオンは陽極酸化
反応により、ハロゲンガスと未反応ハロゲン化アルカリ
水溶液となって、開口ノズル９で気液分離される。−１
陰極室４内部には陰極６を配し、開口ノズル８か・ら、
水または水酸化アルカリ溶液が供給され、陰極反応によ
り水素ガスと水酸化アルカリ溶液となって、開口ノズル
１０で気液分離される。
本発明は上記した電解槽を完全に液抜きした中空の状態
とし、いずれか一方の極室を減圧装置を用いて減圧状態
とし、好ましくは約１分間放置後、他方の極室の圧力降
下の有無を確認する。
とし、いずれか一方の極室を減圧装置を用いて減圧状態
とし、好ましくは約１分間放置後、他方の極室の圧力降
下の有無を確認する。
圧力降下の確認方法としては、減圧装置を開口ノズル７
．８．９．１０のいずれかに装着し、該装置装着ノズル
の対極室のいずれか一方を圧力測定用ノズルとし、マノ
メーター等の圧力測定機器を装着すると共に、その他の
開口ノズルはゴム栓等で密閉する０次いで減圧装置を作
動して極室内を減圧するが、減圧しすぎると膜破損の原
因となるため、真空度は１０〜５００■Ｈ２０が好まし
く、更に好ましくは５０〜１００閤Ｈ８０である。真空
度が小さすぎる場合は効果が減少する。
．８．９．１０のいずれかに装着し、該装置装着ノズル
の対極室のいずれか一方を圧力測定用ノズルとし、マノ
メーター等の圧力測定機器を装着すると共に、その他の
開口ノズルはゴム栓等で密閉する０次いで減圧装置を作
動して極室内を減圧するが、減圧しすぎると膜破損の原
因となるため、真空度は１０〜５００■Ｈ２０が好まし
く、更に好ましくは５０〜１００閤Ｈ８０である。真空
度が小さすぎる場合は効果が減少する。
上記測定に於いてイオン交換膜にピンホール等の破損が
ある場合には、該破損部より圧力が漏洩し、測定側の圧
力が低下する。またイオン交換膜に異常が無い場合には
、圧力変化は見られない。
ある場合には、該破損部より圧力が漏洩し、測定側の圧
力が低下する。またイオン交換膜に異常が無い場合には
、圧力変化は見られない。
次に本発明を食塩電解実用槽で説明する。第２図は該電
解槽を上部からみた概略図である。第３図は第２図のＡ
−Ａ線側部縦断面図を示す。
解槽を上部からみた概略図である。第３図は第２図のＡ
−Ａ線側部縦断面図を示す。
この型式の電解槽のイオン交換膜２は、成型加工して袋
状で用いられ、その内部に陽極５が装着されている。そ
してイオン交換膜２の両側に陽極室３、陰極室４がそれ
ぞれ位置するように複数個のユニットセルが配置されて
いる。イオン交換膜２は上方が開口しているので、シー
リングプラグ１１で押さえつけてあり、マニホールド１
２によってそれぞれのユニットセルへ、供給塩水を供給
すると共に、生成する塩素ガス、及び未反応塩水を集約
する構造になっている。
状で用いられ、その内部に陽極５が装着されている。そ
してイオン交換膜２の両側に陽極室３、陰極室４がそれ
ぞれ位置するように複数個のユニットセルが配置されて
いる。イオン交換膜２は上方が開口しているので、シー
リングプラグ１１で押さえつけてあり、マニホールド１
２によってそれぞれのユニットセルへ、供給塩水を供給
すると共に、生成する塩素ガス、及び未反応塩水を集約
する構造になっている。
該電解槽について、本発明の破損検出方法を適用する場
合は、マニホールド１２を取りはずし、陰極液供給開口
ノズル８に減圧装置を装着し、陽極液供給開口ノズル９
の一方にマノメーターを据え付けた後、その他の開口ノ
ズルは全てゴム栓、またはテープ等で密閉し、減圧装置
で圧力を真空度１０〜５００ＩＩＩＩＩＨ！Ｏに保ちな
がら、順次マノメーターをシーリングプラグ１１に位置
する陽極液供給開口ノズル９に差し込んでいき、陽極室
５の圧力が陰極室４の方へリークしているかどうか検出
する。
合は、マニホールド１２を取りはずし、陰極液供給開口
ノズル８に減圧装置を装着し、陽極液供給開口ノズル９
の一方にマノメーターを据え付けた後、その他の開口ノ
ズルは全てゴム栓、またはテープ等で密閉し、減圧装置
で圧力を真空度１０〜５００ＩＩＩＩＩＨ！Ｏに保ちな
がら、順次マノメーターをシーリングプラグ１１に位置
する陽極液供給開口ノズル９に差し込んでいき、陽極室
５の圧力が陰極室４の方へリークしているかどうか検出
する。
上記の様にしてイオン交換膜の破損検出を行えば、個々
のイオン交換膜の破損調査が可能であり仮にピンホール
等の破損が発見された場合、そのユニットセルに装着さ
れたイオン交換膜のみ取替えを実施すれば良く、電解槽
を解体する手間を省くことができる。
のイオン交換膜の破損調査が可能であり仮にピンホール
等の破損が発見された場合、そのユニットセルに装着さ
れたイオン交換膜のみ取替えを実施すれば良く、電解槽
を解体する手間を省くことができる。
本発明のイオン交換膜電解槽は、陽イオン交換膜を有す
る電解槽の総称であり、アスベスト隔膜電解槽を改造し
たイオン交換膜電解槽（以下ＤＩ槽と称す）及びフィル
タープレス電解槽等にも適用できる。
る電解槽の総称であり、アスベスト隔膜電解槽を改造し
たイオン交換膜電解槽（以下ＤＩ槽と称す）及びフィル
タープレス電解槽等にも適用できる。
以下本発明を実施例により説明する。
実施例−１
ＤＩ槽にイオン交換膜を組み込んだ後、陽極液供給開口
ノズルのひとつにマノメーターを据え付け、さらに陰極
液供給開口ノズルに減圧ポンプを設置し、その他の開口
ノズルは全てゴム栓を打って密閉状態とした。
ノズルのひとつにマノメーターを据え付け、さらに陰極
液供給開口ノズルに減圧ポンプを設置し、その他の開口
ノズルは全てゴム栓を打って密閉状態とした。
減圧ポンプで真空度１００ｍｍＨｚＯにて陰極室内を減
圧状態とし、２３枚のイオン交換膜について順次リーク
テストをした結果、１枚のイオン交換膜に付随するユニ
ットセルの圧力が低下した。
圧状態とし、２３枚のイオン交換膜について順次リーク
テストをした結果、１枚のイオン交換膜に付随するユニ
ットセルの圧力が低下した。
このイオン交換膜のみ取り外して調査したところ、イオ
ン交換膜の下部左端にピンホールが確認された。
ン交換膜の下部左端にピンホールが確認された。
実施例−２
ＤＩ槽運転中、水酸化ナトリウム水溶液中の塩分濃度が
４２８ｐｐｍとなり、また電摺電圧も３．６２Ｖと上昇
したため、直ちに電解槽の運転を停止し、完全に液抜き
を行った後、実施例−１と同様の操作を実施した。その
結果、２個のユニットセルの圧力低下が認められたため
、その部位のイオン交換膜を取り替えた後、再度電解槽
の運転を開始した。再運転後の水酸化ナトリウム水溶液
中の塩分濃度は３２ｐｐｍ 、電摺電圧は３．４６Ｖと
、良好な状態１になった。
４２８ｐｐｍとなり、また電摺電圧も３．６２Ｖと上昇
したため、直ちに電解槽の運転を停止し、完全に液抜き
を行った後、実施例−１と同様の操作を実施した。その
結果、２個のユニットセルの圧力低下が認められたため
、その部位のイオン交換膜を取り替えた後、再度電解槽
の運転を開始した。再運転後の水酸化ナトリウム水溶液
中の塩分濃度は３２ｐｐｍ 、電摺電圧は３．４６Ｖと
、良好な状態１になった。
本発明の方法によれば、電解槽を解体することなく、イ
オン交換膜電解槽の組立時または操業時におけるイオン
交換膜のピンホール等の異常を簡便に、且つ、安全に検
出できるという効果があり、産業上に貢献すること大で
ある。
オン交換膜電解槽の組立時または操業時におけるイオン
交換膜のピンホール等の異常を簡便に、且つ、安全に検
出できるという効果があり、産業上に貢献すること大で
ある。
第１図は電解槽の基本構造を示す概念口、第２図はＤＩ
槽を上部から見た概略図、第３図は第２図のＡ−Ａ線側
部縦断面図である。 図中、１は電解槽、２はイオン交換膜、３は陽極室、４
は陰極室、５は陽極、６は陰極、７は陽極液入口開口ノ
ズル、８は陰極液入口開口ノズル、９は陽極液気液分離
開口ノズル、１０は陰極液気液分離開口ノズル、１１は
シーリングプラグ、１２はマニホールドである。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 第１図 第２図
槽を上部から見た概略図、第３図は第２図のＡ−Ａ線側
部縦断面図である。 図中、１は電解槽、２はイオン交換膜、３は陽極室、４
は陰極室、５は陽極、６は陰極、７は陽極液入口開口ノ
ズル、８は陰極液入口開口ノズル、９は陽極液気液分離
開口ノズル、１０は陰極液気液分離開口ノズル、１１は
シーリングプラグ、１２はマニホールドである。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- １ 陰陽両電極間に陽イオン交換膜を配し、ハロゲン化
アルカリ水溶液の電気分解からハロゲンガス、水酸化ア
ルカリ及び水素ガスを生成するイオン交換膜電解槽にお
いて、陰極室もしくは陽極室のいずれか一方の極室を減
圧状態に保ち、同時に他方の極室の圧力変化を測定する
ことを特徴とするイオン交換膜の破損検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8390488A JPH01255682A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | イオン交換膜の破損検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8390488A JPH01255682A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | イオン交換膜の破損検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255682A true JPH01255682A (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13815611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8390488A Pending JPH01255682A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | イオン交換膜の破損検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01255682A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9614266B2 (en) | 2001-12-03 | 2017-04-04 | Microfabrica Inc. | Miniature RF and microwave components and methods for fabricating such components |
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| JP2023089662A (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 水電解装置の漏れ検知方法、水素製造方法、水電解装置の漏れ検知プログラム、及び、水電解装置 |
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-
1988
- 1988-04-05 JP JP8390488A patent/JPH01255682A/ja active Pending
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| JP2023089662A (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 水電解装置の漏れ検知方法、水素製造方法、水電解装置の漏れ検知プログラム、及び、水電解装置 |
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