安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽制造技术

本发明专利技术涉及一种安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽，其具有阳极、离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室，其中，上述离子交换膜和配置有上述气体扩散电极的阴极室内部空间通过液体保持构件进行划分，并为以下结构的任意一种：上述液体保持构件的外周部被保持在垫片或构成上述阴极室的阴极室框体中所形成的空隙处、或上述液体保持构件的外周部和外周部端面被进行了封口处理、或上述液体保持构件的外周部与垫片接合而进行了一体化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在食盐水等的碱金属氯化物水溶液的电解等中使用的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽，特别适合于二室法安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。
技术介绍
设置有气体扩散电极的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽作为在气体扩散电极与从外部导入的气体进行反应由此使电解电压减少的单元而被利用。在阴极使用气体扩散电极的碱金属氯化物水溶液的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，向阳极室供给氯化碱水溶液，在阳极生成氯气。另一方面，向阴极室供给含氧气体，在气体扩散电极还原氧，并且生成碱金属氢氧化物水溶液。当停止电解槽的运转时，停止氯的产生反应以及氧的还原反应，但在作为阳极液的碱金属氯化物水溶液中溶解有氯，因此阳极和阳极室的电位保持氯产生电位。另一方面，由于气体扩散电极和阴极室处于与碱金属氢氧化物水溶液和含氧气体接触的条件，所以气体扩散电极和阴极气体室的电压电位保持氧还原电位。可是，在停止了运转的情况下，虽然在阳极室中残留有阳极液，但在阴极室中没有碱金属氢氧化物水溶液的生成，因此在阴极室侧，仅有保持在亲水层的微量的碱金属氢氧化物水溶液。当按照阳极室和阴极室之间的浓度梯度，阳极室中的阳极液在离子交换膜中转移并浸入到阴极室时，阴极液置换为阳极液。本来，阴极室由具有对碱性的碱金属氢氧化物水溶液充分的耐腐蚀性的材料制造，但对例如酸性至中性的范围的碱金属氯化物水溶液耐腐蚀性不充分。作为在以离子交换膜划分具备气体扩散电极的阴极室和阳极室的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，在电解槽的运转停止时防止阴极室腐蚀、或催化剂恶化的电解槽的保护方法，提出了如下这样的方案：通过停止向阴极室供给含氧气体，并且，在阴极室中以碱金属氢氧化物水溶液置换含氧气体氛围，从而保护安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽（例如，参照专利文献1）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-300510号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，虽然现有技术是能应对安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽在运转停止状态中产生的各种问题的方案，但在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转停止时，需要进行停止向阴极室内供给含氧气体的操作和随后在阴极室内以碱金属氢氧化物水溶液进行置换的操作，并且，不会在运转停止的同时立即开始阴极室的保护。用于解决课题的方案本专利技术是一种安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽，其具有阳极、离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室，其中，所述离子交换膜和配置有所述气体扩散电极的阴极室内部空间通过液体保持构件进行划分，并为以下结构的任意一种：所述液体保持构件的外周部被保持在垫片或构成所述阴极室的阴极室框体中所形成的空隙处、或所述液体保持构件的外周部和外周部端面被进行了封口处理、或所述液体保持构件的外周部与垫片接合而进行了一体化。在所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，所述液体保持构件是在内部保持液体的亲水性构件。此外，在所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，所述亲水性构件是碳纤维的织物或碳纤维的无纺布。在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，所述液体保持构件通过在所述液体保持构件与阴极室框体之间配置的垫片来夹持所述液体保持构件的周缘部。在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，所述液体保持构件通过在所述液体保持构件与离子交换膜之间配置的垫片来夹持所述液体保持构件的周缘部。专利技术效果在本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中，离子交换膜和具有气体扩散电极的阴极室内部空间之间通过液体保持构件划分，因此在停止安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转时，能防止从阳极室通过离子交换膜转移的阳极液到达到阴极室壁面等，能长期维持安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的性能。附图说明图1是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的图，是剖面图。图2是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图。图2A是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的一个实施方式的剖面图。图2B是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。图2C是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。各个剖面图是仅示出在图1中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。图3是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图。图3A是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的一个实施方式的剖面图。图3B是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。图3C是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的另一实施方式的剖面图。各个剖面图是仅示出在图1中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。图4是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图。图4A是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的剖面图，是仅示出在图1中说明的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的上部的局部剖面图。此外，图4B是放大图4A的A的部分来进行说明的图。具体实施方式本专利技术发现通过在安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽中在离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室内部空间之间利用液体保持构件进行划分，从而在停止安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的运转时，能够防止因从阳极室向阴极室按照浓度梯度在离子交换膜中转移的阳极液而导致阴极室内部受到损伤。以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。图1是说明本专利技术的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的实施方式的图，是剖面图。举出隔着离子交换膜将单一的阳极室和单一的阴极室层叠的在食盐水的电解中使用的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽为例进行说明。图1是以与电极面垂直的面切断安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽的剖面图。安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽1被离子交换膜10划分为阳极室20和阴极室30，其被称为二室法安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽。在阳极室20中设置有阳极211，在内部作为阳极液213而填充有食盐水，在阳极室20下部设置有阳极液入口215。此外，在阳极室上部设置有利用电解而浓度降低的阳极液以及气体出口217，阳极室框体219隔着阳极室侧垫片221与离子交换膜10层叠。另一方面，在离子交换膜10的和阳极室20相反侧的面设置有阴极室30，在阴极室内设置有气体扩散电极313。在包含气体扩散电极313的阴极室内部空间301和离子交换膜10之间配置有液体保持构件311。液体保持构件311在被越过液体保持构件311的外周部向外侧延伸的阴极室侧垫片325夹持时，被保持在阴极室侧垫片所形成的空隙325a，并保持气密。在本专利技术中，形成于垫片的空隙如在图1中说明的那样，意味着在被垫片夹持时垫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.26 JP 2009-1266211.一种安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽，其具有阳极、离子交换膜和配置有气体扩散电极的阴极室，其特征在于，
所述离子交换膜和配置有所述气体扩散电极的阴极室内部空间通过液体保持构件进行划分，并为以下结构的任意一种：所述液体保持构件的外周部被保持在垫片或构成所述阴极室的阴极室框体中所形成的空隙处、或所述液体保持构件的外周部和外周部端面被进行了封口处理、或所述液体保持构件的外周部与垫片接合而进行了一体化。
2.根据权利要求1所述的安装有气体扩散电极的离子交换膜电解槽，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅海清人，井口幸德，浜守光晴，井筒智典，
申请(专利权)人：氯工程公司，东亚合成株式会社，株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：