JPS6056235B2 - 電解槽の起動方法 - Google Patents
電解槽の起動方法Info
- Publication number
- JPS6056235B2 JPS6056235B2 JP53133322A JP13332278A JPS6056235B2 JP S6056235 B2 JPS6056235 B2 JP S6056235B2 JP 53133322 A JP53133322 A JP 53133322A JP 13332278 A JP13332278 A JP 13332278A JP S6056235 B2 JPS6056235 B2 JP S6056235B2
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- Japan
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- electrolytic cell
- chamber
- anode
- pressure
- cathode
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオン交換膜法ハロゲン化アルカリ水溶液の
電解槽の起動方法に関する。
電解槽の起動方法に関する。
イオン交換膜法アルカリ金属塩等の電気分解により苛性
アルカリ及び塩素等の気体を製造する技術は公知である
。
アルカリ及び塩素等の気体を製造する技術は公知である
。
かかる方法にあつては、有機高分子物質である陽イオン
交換膜通常はパーフロロカーボン系の繊維織物をバッキ
ングとして用いるパーフロロカーボン主鎖とこれに結合
する側鎖にイオン交換基を有するイオン交換樹脂部分と
よりなつているフィルム状物を隔膜として用い、陽極室
と陰極室とを区画した単位電解槽であつて、陽極室はそ
のほぼ前面に網状の陽極があり、陰極室もほぼ同様の構
造よりなり、両電極間はせいぜい数ミリメートルの間隙
でイオン交換膜を介在させて対立している。また陽イオ
ン交換膜は、通常電解時の電力を有利にするため陽極上
に接する如く配置されている。
交換膜通常はパーフロロカーボン系の繊維織物をバッキ
ングとして用いるパーフロロカーボン主鎖とこれに結合
する側鎖にイオン交換基を有するイオン交換樹脂部分と
よりなつているフィルム状物を隔膜として用い、陽極室
と陰極室とを区画した単位電解槽であつて、陽極室はそ
のほぼ前面に網状の陽極があり、陰極室もほぼ同様の構
造よりなり、両電極間はせいぜい数ミリメートルの間隙
でイオン交換膜を介在させて対立している。また陽イオ
ン交換膜は、通常電解時の電力を有利にするため陽極上
に接する如く配置されている。
上記単位電解槽は一般に電解能力が小さいものであり、
工業的には多数の単位電解槽を所謂フィルタープレス型
の電解槽等として10乃至1叩対も用いるものが知られ
ている。
工業的には多数の単位電解槽を所謂フィルタープレス型
の電解槽等として10乃至1叩対も用いるものが知られ
ている。
更にまた叙上の如き電解槽を複数個用いる電解工場もあ
り、これらの電解槽群は整流器等の直流電源に対して、
直列又は並列に接続される。またハロゲン化アルカリ水
溶液の電解にあつては、気体の発生を伴うため、電解中
は各極室内液は気泡を同伴した状態である。
り、これらの電解槽群は整流器等の直流電源に対して、
直列又は並列に接続される。またハロゲン化アルカリ水
溶液の電解にあつては、気体の発生を伴うため、電解中
は各極室内液は気泡を同伴した状態である。
しかるに、電解槽の起動に際しては、当然ながら極室内
液は実質的に気泡を含んでいない。このような状況下で
、急に大電流を通じ短時間に大量の気体を発生させると
、極室内液の急膨張を来たし、通常の排出許容限度を越
え極室内圧が急上昇し装置が破損するおそれがある。そ
こで通常イオン交換膜電解槽の起動に当つては、徐々に
通電量を増大し、常用の電流量に高める方法が行なわれ
ている。しカルながら上記起動方法にあつては、複数個
の電解槽を管理する場合極めて不便である。
液は実質的に気泡を含んでいない。このような状況下で
、急に大電流を通じ短時間に大量の気体を発生させると
、極室内液の急膨張を来たし、通常の排出許容限度を越
え極室内圧が急上昇し装置が破損するおそれがある。そ
こで通常イオン交換膜電解槽の起動に当つては、徐々に
通電量を増大し、常用の電流量に高める方法が行なわれ
ている。しカルながら上記起動方法にあつては、複数個
の電解槽を管理する場合極めて不便である。
即ち、すでに運転中の電解槽の電源に新たに起動する電
解槽を継ぎ込むためには、一旦運転中の電解槽を停止す
るか又は起動する電解槽を別の電源により、ほぼ平常運
転の状態まで起動した上で継ぎ込む必要が生ずる。そこ
で本出願人は上記観点からすでに電解槽の起動方法とし
ていくつかの特許出願を行つているが、更に容易で且つ
安価な電解槽の起動方法を提案する。
解槽を継ぎ込むためには、一旦運転中の電解槽を停止す
るか又は起動する電解槽を別の電源により、ほぼ平常運
転の状態まで起動した上で継ぎ込む必要が生ずる。そこ
で本出願人は上記観点からすでに電解槽の起動方法とし
ていくつかの特許出願を行つているが、更に容易で且つ
安価な電解槽の起動方法を提案する。
即ち本発明は陽イオン交換膜をはさんで一方に陽極の存
在する陽極室が、他方に陰極の存在する陰極室が夫々存
在し、陽極室及び陰極室は共に底部に給液口を、上部に
気、液共同の排出口を夫々有する電解槽であつて、陽極
室液及び陰極室液は共に夫々槽外経由で循環させながら
電解を行うノ辺ゲン化アルカリ水溶液の電解槽の起動に
あたり、陰極室内圧と陽極室内圧との差が通常差圧の1
皓以下となる範囲で通常の電解電流に近い電流量を一挙
に通じることを特徴とする電解槽の起動方法である。ま
た本発明を実施する態様としては、極室液面一好ましく
は陰極室内液面をより多く一適宜下げて、極室内上部の
空間体積を大きくしておく方法があり、場合によつては
溶液の循環量を下げておくか又は起動時に循環を停止し
ておくことにより、本発明を有効に実施することができ
る。
在する陽極室が、他方に陰極の存在する陰極室が夫々存
在し、陽極室及び陰極室は共に底部に給液口を、上部に
気、液共同の排出口を夫々有する電解槽であつて、陽極
室液及び陰極室液は共に夫々槽外経由で循環させながら
電解を行うノ辺ゲン化アルカリ水溶液の電解槽の起動に
あたり、陰極室内圧と陽極室内圧との差が通常差圧の1
皓以下となる範囲で通常の電解電流に近い電流量を一挙
に通じることを特徴とする電解槽の起動方法である。ま
た本発明を実施する態様としては、極室液面一好ましく
は陰極室内液面をより多く一適宜下げて、極室内上部の
空間体積を大きくしておく方法があり、場合によつては
溶液の循環量を下げておくか又は起動時に循環を停止し
ておくことにより、本発明を有効に実施することができ
る。
本発明の効用は、特に複数個の電解槽を同一電源に継い
で運転する工場において十分に発揮される。この場合、
複数の電解槽を同時に起動しなくてもよく、準備の整つ
た電解槽から順次起動できる点で利益が大きい。即ち本
発明によつてすでに運転中の電解槽の電源に極めて容易
に新たに起動する電解槽を継ぎ込めるのである。勿論場
合によつてはすでに運転中の電解槽にかかつている負荷
を多少小さくする必要が生ずるが、イオン交換膜法ハロ
ゲン化アルカリ水溶液の電解の特徴として多少の負苛変
動は極めて容易に行うことが可能であるからこの点は技
術的に問題.とはならない。以下本発明を詳細に説明す
る。
で運転する工場において十分に発揮される。この場合、
複数の電解槽を同時に起動しなくてもよく、準備の整つ
た電解槽から順次起動できる点で利益が大きい。即ち本
発明によつてすでに運転中の電解槽の電源に極めて容易
に新たに起動する電解槽を継ぎ込めるのである。勿論場
合によつてはすでに運転中の電解槽にかかつている負荷
を多少小さくする必要が生ずるが、イオン交換膜法ハロ
ゲン化アルカリ水溶液の電解の特徴として多少の負苛変
動は極めて容易に行うことが可能であるからこの点は技
術的に問題.とはならない。以下本発明を詳細に説明す
る。
イオン交換膜法のたて型大型電解槽例えば有効面積が2
70dm2の電解槽で、各電極室は下部より各々塩水溶
液及び生成苛性アルカリ水溶液及び調−整水を循環供給
し、上部より気一液混相流て排出させる通常のフィルタ
ーブレス型電解槽を用いた場合、起動時電流を通するこ
とにより当然電極室内圧は上昇する。
70dm2の電解槽で、各電極室は下部より各々塩水溶
液及び生成苛性アルカリ水溶液及び調−整水を循環供給
し、上部より気一液混相流て排出させる通常のフィルタ
ーブレス型電解槽を用いた場合、起動時電流を通するこ
とにより当然電極室内圧は上昇する。
即ち本発明の実験に供した電解槽の構造にあつては第1
図に示す如き挙動を示す。第1図は横軸に突入する電流
密度、たて軸に各電極室の圧力の上昇の最高値を示す。
図中1,3,4は陰極室内圧、2,5,6は陽極室内圧
を各々示した各曲線に付記された数値は各電極室への液
循環量(1(7)分)である。本図より突入電流量が大
きいと、また液循環量が多い程極室内圧の上昇が激しい
ことがわかる。
図に示す如き挙動を示す。第1図は横軸に突入する電流
密度、たて軸に各電極室の圧力の上昇の最高値を示す。
図中1,3,4は陰極室内圧、2,5,6は陽極室内圧
を各々示した各曲線に付記された数値は各電極室への液
循環量(1(7)分)である。本図より突入電流量が大
きいと、また液循環量が多い程極室内圧の上昇が激しい
ことがわかる。
このような結果は当然予想されるところであり、電解槽
設計にあたり、その耐圧性を考慮しておけば特に問題と
するに足りないはずである。しかしながら実際に工業的
規模の装置において我々の実験により明らかとなつた別
の因子として、圧力の上昇速度が装置上問題となる。
設計にあたり、その耐圧性を考慮しておけば特に問題と
するに足りないはずである。しかしながら実際に工業的
規模の装置において我々の実験により明らかとなつた別
の因子として、圧力の上昇速度が装置上問題となる。
即ち、例えば同一条件下では陰極室と陽極室の圧力の上
昇速度に差があり、最終的には所望の圧力差に達すると
しても、圧力の上昇過程においてその差圧が著じるしく
増大する場合がある。第2図にそのような場合の一例を
示す。本例は陽極室循環量約7d/H、陰極室約6イ/
H循環で電流密度26アンペア/山)(A/Dm2と記
す)での突入例である。勿論電解槽の構造や条件によつ
て第2図に示す数値は変化するが、これら2本の曲線の
パターンは大体同じである。このように両者の曲線に違
いを生ずる理由は明らかではないが一つの推論として電
解により発生する気体の違いにより、気泡の抜ける速度
が異なること及び溶液に対する液の溶解度が異なること
等が考えられる。
昇速度に差があり、最終的には所望の圧力差に達すると
しても、圧力の上昇過程においてその差圧が著じるしく
増大する場合がある。第2図にそのような場合の一例を
示す。本例は陽極室循環量約7d/H、陰極室約6イ/
H循環で電流密度26アンペア/山)(A/Dm2と記
す)での突入例である。勿論電解槽の構造や条件によつ
て第2図に示す数値は変化するが、これら2本の曲線の
パターンは大体同じである。このように両者の曲線に違
いを生ずる理由は明らかではないが一つの推論として電
解により発生する気体の違いにより、気泡の抜ける速度
が異なること及び溶液に対する液の溶解度が異なること
等が考えられる。
理由の如何に係わらず、第2図の如き圧力の上昇速度の
違いにより、第3図に示す如く陰極室と陽極室の内圧に
差を生ずる。このような差圧を陽イオン交換膜が受ける
ことになり、その差圧の大きさによつては陽イオン交換
膜が破れることは勿論、度び重なる圧力によつては電極
の落ち込み等電解槽の破壊のおそれも生する。更にすで
に述べた如く、陽イオン交換膜はフィルム状の物質であ
り、その機械的強度は比較的小さいものである。このた
めわずか数秒間であつても大きい差圧を受けることによ
り陽イオン交換膜が電極メッシュの角部等によつて傷つ
くこともあり、陽イオン交換膜の耐久性から好ましくな
い。従つて起動時の差圧は常用差圧の1皓程度以下好ま
しくは5倍以下には保たねばならない。このように電解
槽への電流の突入は、単に電解槽内圧の上昇に着目する
のではなく、その経時的な差圧の変化、就中差圧極大点
を考慮に入れて検討すべきである。勿論すでの述べた如
く、複数電解槽の管理面からは電流突入に際しては一挙
に常用電流密度にするのが理想であるから、差圧極大点
を考慮しつつより常用電流密度に近い値で突入すべきで
ある。この意味において、電極室内液レベルを下げてお
くこと、又は溶液循環量を減少又は零としておくことが
有効てある。前者は装置的に困難な場合があり、たとえ
ドレン抜き等を利用することによつて可能ではあつても
手間がかかる欠点はあろう。また後者は、容易に行なう
ことはできるが、一挙に常用電流密度に突入することが
できない場合もあろう。そのためには一旦常用電流密度
以下で突入する必要もある。第4図に突入電流密度と溶
液循環量との関係について各電極室内圧別に示した。
違いにより、第3図に示す如く陰極室と陽極室の内圧に
差を生ずる。このような差圧を陽イオン交換膜が受ける
ことになり、その差圧の大きさによつては陽イオン交換
膜が破れることは勿論、度び重なる圧力によつては電極
の落ち込み等電解槽の破壊のおそれも生する。更にすで
に述べた如く、陽イオン交換膜はフィルム状の物質であ
り、その機械的強度は比較的小さいものである。このた
めわずか数秒間であつても大きい差圧を受けることによ
り陽イオン交換膜が電極メッシュの角部等によつて傷つ
くこともあり、陽イオン交換膜の耐久性から好ましくな
い。従つて起動時の差圧は常用差圧の1皓程度以下好ま
しくは5倍以下には保たねばならない。このように電解
槽への電流の突入は、単に電解槽内圧の上昇に着目する
のではなく、その経時的な差圧の変化、就中差圧極大点
を考慮に入れて検討すべきである。勿論すでの述べた如
く、複数電解槽の管理面からは電流突入に際しては一挙
に常用電流密度にするのが理想であるから、差圧極大点
を考慮しつつより常用電流密度に近い値で突入すべきで
ある。この意味において、電極室内液レベルを下げてお
くこと、又は溶液循環量を減少又は零としておくことが
有効てある。前者は装置的に困難な場合があり、たとえ
ドレン抜き等を利用することによつて可能ではあつても
手間がかかる欠点はあろう。また後者は、容易に行なう
ことはできるが、一挙に常用電流密度に突入することが
できない場合もあろう。そのためには一旦常用電流密度
以下で突入する必要もある。第4図に突入電流密度と溶
液循環量との関係について各電極室内圧別に示した。
本図においてKは陰極室、Aは陽極室であり、ΔPは室
内圧(醜H2O)上昇量てある。かかる図によつて突入
可能な電流密度と溶液循環量を概略知ることが可能で−
ある。よつて当業者は自ら操作する電解槽について、あ
らかじめこのようなグラフを作成することによつて、容
易に突入電流密度等を選定することができる。以上述べ
た如く、本発明はできるだけ高い電流,密度で電流の突
入を行うものであるが、必ずしも常に陰極室と陽極室の
常用差圧の1@の差圧となる点で突入することを意図し
たものではない。
内圧(醜H2O)上昇量てある。かかる図によつて突入
可能な電流密度と溶液循環量を概略知ることが可能で−
ある。よつて当業者は自ら操作する電解槽について、あ
らかじめこのようなグラフを作成することによつて、容
易に突入電流密度等を選定することができる。以上述べ
た如く、本発明はできるだけ高い電流,密度で電流の突
入を行うものであるが、必ずしも常に陰極室と陽極室の
常用差圧の1@の差圧となる点で突入することを意図し
たものではない。
例えば常用電流密度未満であつても、電極の構造その他
を勘案し又は繰返し行なわれる突入操作によ.る膜の傷
の発生や疲労等を防くため、突入時に生ずる差圧の少な
いような電流密度の範囲内で、より高密度を選んで突入
することも総合的に見て有利な場合もある。例えば常用
陰極室内と陽極室内の差圧が50〜1007mH201
電流密度20〜40A/Dm2の普通の電解槽において
、起動時に陽イオン交換膜に余分の負荷をかけないため
には、常用電流密度の70〜90%で電流突入時の最高
差圧が250〜500mH20程度とするのも好ましい
具体例である。実施例1有効面積270dm2の単位電
解槽w対よりなるバイポ−ラーフィルターブレス型電解
槽に陽イオン交換膜ナフイオン324(デュポン社製)
を装着し食塩水3j規定、苛性ソーダ6規定として電流
突入テストを行う。
を勘案し又は繰返し行なわれる突入操作によ.る膜の傷
の発生や疲労等を防くため、突入時に生ずる差圧の少な
いような電流密度の範囲内で、より高密度を選んで突入
することも総合的に見て有利な場合もある。例えば常用
陰極室内と陽極室内の差圧が50〜1007mH201
電流密度20〜40A/Dm2の普通の電解槽において
、起動時に陽イオン交換膜に余分の負荷をかけないため
には、常用電流密度の70〜90%で電流突入時の最高
差圧が250〜500mH20程度とするのも好ましい
具体例である。実施例1有効面積270dm2の単位電
解槽w対よりなるバイポ−ラーフィルターブレス型電解
槽に陽イオン交換膜ナフイオン324(デュポン社製)
を装着し食塩水3j規定、苛性ソーダ6規定として電流
突入テストを行う。
電流の突入に先立つて陰極室液及び陽極室液は加熱循環
し、80℃に昇温する。その後種々の循環液量下に5〜
30A/Dm2の間で突入テストに入る。電極室内圧は
マノメーターによつて直接測定する。結果は次表に示す
。実施例2 実施例1と同じ装置を用い、陽極室循環量約7イ/H及
び陰極室循環量677t′/Hて各電極室の圧力の上昇
量を測定した。
し、80℃に昇温する。その後種々の循環液量下に5〜
30A/Dm2の間で突入テストに入る。電極室内圧は
マノメーターによつて直接測定する。結果は次表に示す
。実施例2 実施例1と同じ装置を用い、陽極室循環量約7イ/H及
び陰極室循環量677t′/Hて各電極室の圧力の上昇
量を測定した。
また実験後陽イオン交換膜を取り出し目視により表面状
態を観察したが、傷は全くなかつた。
態を観察したが、傷は全くなかつた。
第1図は電流密度と電極室の圧力上昇との関係を示し、
第2図は電流密度と陰・陽極室の圧力差を示す。
第2図は電流密度と陰・陽極室の圧力差を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 陽イオン交換膜をはさんで一方に陽極の存在する陽
極室が、他方に陰極の存在する陰極室が夫々存在し、陽
極室及び陰極室は共に底部に給液口を、上部に気、液共
同の排出口を夫々有する電解槽であつて、陽極室液及び
陰極室液は共に夫々槽外経由で循環させながら電解を行
うハロゲン化アルカリの電解槽の起動にあたり陰極室内
圧と陽極室内圧との差が通常差圧の10倍以下となる範
囲で可及的に通常の電解電流に近い電流量を一挙に通じ
ることを特徴とする電槽の起動方法。 2 陰極室及び陰極室の溶液レベルを下げて通電を開始
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 溶液の循環量を下げて通電を開始する特許請求の範
囲第1項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53133322A JPS6056235B2 (ja) | 1978-10-31 | 1978-10-31 | 電解槽の起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53133322A JPS6056235B2 (ja) | 1978-10-31 | 1978-10-31 | 電解槽の起動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5562187A JPS5562187A (en) | 1980-05-10 |
JPS6056235B2 true JPS6056235B2 (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=15101985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53133322A Expired JPS6056235B2 (ja) | 1978-10-31 | 1978-10-31 | 電解槽の起動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6056235B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4000415B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2007-10-31 | 日立造船株式会社 | 固体高分子型水電解装置 |
-
1978
- 1978-10-31 JP JP53133322A patent/JPS6056235B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5562187A (en) | 1980-05-10 |
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