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JPS60258489A - 気体拡散カソードをもつ双極電解装置 - Google Patents

気体拡散カソードをもつ双極電解装置

Info

Publication number
JPS60258489A
JPS60258489A JP60116861A JP11686185A JPS60258489A JP S60258489 A JPS60258489 A JP S60258489A JP 60116861 A JP60116861 A JP 60116861A JP 11686185 A JP11686185 A JP 11686185A JP S60258489 A JPS60258489 A JP S60258489A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
anode
plate
partition wall
flanges
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60116861A
Other languages
English (en)
Inventor
ルドルフ・シユタツプ
クルト・ハンネゼン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of JPS60258489A publication Critical patent/JPS60258489A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • 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
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アノードとカソードとを隔壁によって互に隔
てて配置した、電解電流と電解供給物質とを供給するた
め及び電解引出物質を搬出するための装置を備えた、水
性塩化アルカリ溶液から塩素及び苛性ソーダを製造する
ための酸素消費電極をもつ、双極の電解装置に関する。
水性塩化ナトリウムの電解は、重化学薬品の塩素及び苛
性ソーダを製造するための重要な処理である。現代の変
形は膜種で行われる。この処理では電解槽は、アノード
のあるアノード室、カソードのあるカソード室、並びに
両方の電解室を互に分離する陽イオン交換膜から成る。
アノード室中へ飽和塩化ナトリウム溶液を供給すると電
流の作用によって塩素イオンがアノードで放電して元素
の塩素になる。同時にカソードで水の分解が起って元素
の水素及び水酸化物イオンが生じる。水酸化物イオンの
発生とほぼ同じ程度にナトリウムイオンがアノード室か
ら陽イオン交換膜を通ってカソード室中へ移動する。
基礎になっている化学反応は次の式に相当する：２Ｎａ
Ｃ２＋２Ｈ怠０−＋　２ＮａＯＨ＋０４＋馬塩化アルカ
リ例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは塩化リチ
ウムが電解されるべき電解槽のアノード室のために、高
濃度の塩素イオン及び元素の塩素を含む腐食性媒質に安
定な材料が使用されなければならない。技術水準ではチ
タン、イリジウムまたは貴金属が使用され、表面的に混
合酸化物で活性化されていることのち〕うるチタン金属
が、塩素過電圧を下げ且つ同時に酸素過電圧を上げるた
めに特に好ましい。
アノードは同様に、塩素過電圧を下げ且つ同時に酸素過
電圧を上げるための、遷移金属酸化物例えば酸化ルテニ
ウムまたは酸化イリジウムによって活性化されているこ
とのちシうるチタンから成る。
チタンはカソード室のための材料として使用するとふは
できない：なぜなら、生じた水素がチタン金属のぜい化
を起すであろうからである。
従ってカソード室は普通鋼、ステンレス鋼、ニッケルま
たはニッケルメッキ鋼からつくられる。
カソードは同様にこれらの材料から成るが、追加的に貴
金属または他の電気触媒例えばラネーニッケルまたは硫
黄含有ニッケルによって活性化されていることができる
。塩化アルカリ電解用の電気化学セルは追加的に、アノ
ード室とカソード室とを互に分離する隔膜または陽イオ
ン交換膜を含む。非常に純粋な苛性ソーダを得なければ
ならない場合には、陽イオン交換膜、即ちスルホン酸基
またはカルボキシル基ヲ含ｔｒペルフルオロ化された膜
、を使用するのが特に好ましい。これらの膜は、陽イオ
ン選択性であるので、塩化ナトリウムの電解の場合には
ナトリウムイオンだけを通過させ、塩素イオンは７ノー
ド室に残る。
実際に、アノードのあるアノード室、カソードのあるカ
ソード室及び陽イオン交換膜から成るそのような電解槽
から比較的大きな電解装置が組み立てられ、該電解装置
は多数の個々のセルから成っていることが１３）得る。
このような電解装置は、単極または双極に接続されてい
ることができる。双極の接続が特に好ましい；なぜなら
、これによって非常に大きなセルユニットを運転するこ
とができるからである。
しかし、電流がセルからセルへ移行する際に障害が起る
。それぞれ後壁によって電流が導かれるカソード室とア
ノード室との相違する材料のために、なかんずく空気雰
囲気中でのチタンの不動化のために、大きな接触抵抗、
従ってかなシの電圧損失が起る。
従って、単純な要素から成っていて大きな電解装置に組
み立てることのできるそして双極の接続によってセルか
らセルへの最適な電流の伝導を保証する電気化学セルを
提供することが課題であった。
本発明は、特許請求の範囲に定義されているように、そ
の中の一つがアノードをそして二番目のものがカソード
をささえるフランジとして形成した縁を有する二つの半
外かくの間に１対のおけの形をした少なくとも一つの要
素を配置し；上記の一対のおけは、共通板と側壁とから
つくって頂上を該共通板によって分割し且つ縁にフラン
ジを設け；前記共通板によって空間中で互に隔てたアノ
ードとカソードとを、前記側壁と前記共通板から両側に
垂直に突出させた突張シとに、電気を導くように接続さ
せ；前記の半外かくと要素とのフランジの間に隔壁をは
さみ；且つシーリング要素を、前記の隔壁とカソードと
の間に空隙が生じるように配置することによって前記課
題を解決する。
一実施態様では、二つまたはそれよシも多くの要素を半
外かくの間に配置することができる。
要素のフランジの間に隔壁をはさみ、７−リング要素を
、隔壁とカソードとの間に空隙が生じるように配置する
。隔壁とカッ′−ドとの間にはスペーサーを配置するこ
とができ、シーリング要素には隔壁とカソードとの間の
空隙を陰極液の供給及び搬出のための装置に接続する引
込んだ所を備えることができる。半外かくと要素とのた
めに使用する材料はチタンであることができる。適尚な
アノード材料は、周期表の第８亜族の金属の酸化物また
は混合酸化物で活性化させたチタンである。
次に本発明を、一つだけの実施態様を示す図面によって
更に詳しく説明する。図面において、第１図は三つの双
極セル（半外かくの間に第２図による要素が二つ）から
成る電解装置の断片を示し、第２図は要素の断片を示し
、第３図は拡大した第１図のｒＺＪの部分を示す。
その縁がフランジ３及び３ａとして形成されたそしてそ
の中の一方が７ノード４をそして他方が気体拡散カソー
ド５を持つ半外かく１及び２の間に、例えばドイツ特許
出願Ｐ　５５５２５６６．９に記載されているように、
少なくとも一つの要素６が配置されている。＃要素６は
、共通板７と側壁８とからつくられておシ、その頂上は
該共通板によって分割されている。鎖板７は、前記の複
数のおけが相違する奥行になるように非対称に配置され
ていることもできる。前記の側壁の縁、即ち自由端は、
フランジ９及び１ｏを備えている。各フランジ９ｔたは
これに隣接する壁部分はアノード４を、そしてフランジ
１゜またはこれに隣接する壁部分はカソード５を、備え
ている。骸アノード４と前記おけとによってつくられた
区域はアノード室１１であシ、該カソード５と前記おけ
とによってつくられた空間はガス室１２である。７ノー
ド室１１及びガス室１２には、前記板から垂直に突出し
ていて電極４及び５を電気を導くように鎖板７と接続さ
せる突張ル１３が配置されている。半外かく１．２と要
素６とのフランジ５　、　Ｓ　ａ　、　９．１０の間に
は隔壁１４例えばイオン交換膜、隔膜等とシーリング要
素１５とが配置されている。該シーリング要素はアルカ
リ液に安定な材料、好ましくはＰＴＦＥ　から成る。シ
ーリング要素１５は厚さが、隔壁１４とカソード５との
間に空隙１６即ちカソード室が生じるような寸法である
。
隔壁１４とカソード５との間の空隙１６の中にスペーサ
ー１７を配置するのが有利であシ得る；このスペーサー
は上記のカソードと隔壁との間に一定の距離を置く。こ
のスペーサーは、アルカリ溶液に安定な材料例えばＰＴ
ＦＥ　またはニッケルから成る。カソード室の奥行は、
約２ないし３燭であるのが好ましく、α５ないし１１で
ちるのが特に好ましい。７−リング要素１５は、空隙１
６を陰極液の供給及び搬出のだめの装置１９に接続する
引込んだ所１８を備えていることができる。陽極寛解液
は導管２０によって供給及び搬出され、酸素消費電極の
だめの気体（空気、酸素）は導管２１によって供給及び
搬出される。半外かく１，２と要素６とは、電気絶縁材
料のソケットを通り抜けるボルト２３によって接続され
ている。電流の供給はプラスのしるしとマイナスのしる
しによって示されている。
隔壁１４はアノード４の上にあることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電解装置の一実施例の断面図、第
２図は該電解装置の一要素の断面図、第３図は第１図の
「ｚ」の部分の拡大断面図である。 １．２・・・半外か（：　３，３ａ、９，１０・・・フ
ランジ；４・・・アノード；５・・・カソード；６・・
・要素；７・・・共通板；８・・・側壁；１３・・・突
張シ；１４・・・隔壁；１５・・・シーリング要素；１
６・・・空隙；１Ｂ・・・引込んだ所；１９・・・陰極
液の供給及び搬出のための装置代理人　江　崎　光　好 代理人　江　崎　光　史 第２図　第３図 璽工」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、アノードとカソードとを隔壁によって互に隔てて配
    置した、電解電流と電解供給物質とを供給するため及び
    電解引出物質を搬出するための装置を備えた、水性塩化
    アルカリ溶液から塩素を製造するための酸素消費電極付
    き双極電解装置にして、その中の一つがアノード（４）
    をそして二番目のものがカソード（５）をささえるフラ
    ンジ（３，Ｓａ）として形成された縁を有する二つの半
    外か＜　（１９２）の間に１対のおけの形をした少なく
    とも一つの要素（６）が配置されており；上記の１対の
    おけは、共通板（７）と側壁（８）とからつくられてい
    て頂上が該板によって分割されておシ且つ縁にフランジ
    （９，１０）がラシ；前記板（７）によって空間中で互
    に隔てられているアノード（４）及びカソード（５）が
    、前記壁（８）と前記板（７）から両側に垂直に突出し
    ている突張！Ｄ　（１３）とに、電気を導くように接続
    されておシ；前記半外か＜　（１１２）と前記要素（６
    ）とのフランジ（３，５ａ、９．１０）　の間に隔壁（
    １４）がはさまれてお）；且つシーリング要素（１５）
    が、前記隔壁（１４）と前記カソード（５）との間に空
    隙（１６）が生じるように配置されていることを特徴と
    する双極電解装置。 ２、半外か＜　（１ｔ２）の間に二つの要素（６）が配
    置されておシ、該要素（６）のフランジ（１０，１１）
    の間に隔壁（１４）がはさまれてお夛且つシーリング要
    素（１５）が、隔壁（１４）とカソード（５）との間に
    空隙（１６）が生じるように配置されている、特許請求
    の範囲第１項記載の電解装置。 ３、隔壁（１４）とカソード（５）との間にスペーサー
    （１７）が配置されており、且つシーリング要素（１５
    ）が、隔壁（１４）とカソード（５）との間の！２！隙
    （１６）を陰極液の供給及び搬出のための装置（１９）
    に接続する引込んだ所（１８）をもつ、特許請求の範囲
    第１項または第２項記載の電解装置。 ４゜卒寿か＜　（’ｔ２）及び要素（６）のために使用
    される材料がチタンである、特許請求の範囲第１項から
    第３項までのいずれかに記載の電解装置。 ５、使用されるアノード（４）が、周期表の第８亜族の
    金属の酸化物または混合酸化物で活性化されたチタンア
    ノードである、特許請求の範囲第１項から第３項までの
    いずれかに記載の電解装置。・ ６、使用されるカソード（５）が、ニッケル織物の電流
    コレクターから成る気体拡散カソードでアシ、前記織物
    はポリテトラフルオロエチレン上に析出した多孔性コロ
    イド銀触媒でおおわれておシ、且つ長い方に親水性トッ
    プ層をもつ、特許請求の範囲第１項から第３項までのい
    ずれかに記載の電解装置。
JP60116861A 1984-06-01 1985-05-31 気体拡散カソードをもつ双極電解装置 Pending JPS60258489A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3420483.0 1984-06-01
DE19843420483 DE3420483A1 (de) 1984-06-01 1984-06-01 Bipolarer elektrolyseapparat mit gasdiffusionskathode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60258489A true JPS60258489A (ja) 1985-12-20

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ID=6237403

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JP60116861A Pending JPS60258489A (ja) 1984-06-01 1985-05-31 気体拡散カソードをもつ双極電解装置

Country Status (14)

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US (1) US4584080A (ja)
EP (1) EP0168600B1 (ja)
JP (1) JPS60258489A (ja)
AT (1) ATE36562T1 (ja)
AU (1) AU566360B2 (ja)
BR (1) BR8502618A (ja)
CA (1) CA1258045A (ja)
DE (2) DE3420483A1 (ja)
ES (1) ES8607425A1 (ja)
FI (1) FI79145C (ja)
IN (1) IN164829B (ja)
MX (1) MX159262A (ja)
NO (1) NO163909C (ja)
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