(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩水の電気分解による次亜塩素酸塩製造装置において、無隔膜式電解槽の上部に設けた気液分離装置を配置し、無隔膜式電解槽内に電解液面を形成して電解槽内の電解液面の上部に上部空間を設け、該電解液面に開口部の一端が位置し、他端の開口部を気液分離装置に結合した上昇管を配置し、上昇管の電解槽の上部空間に位置する部分には小孔を設け、電解槽の運転停止時には、気液分離装置内の電解液が上昇管を通じて逆流するとともに小孔から電解槽の上部空間に滞留した水素を気液分離装置へ排出させることを特徴とする次亜塩素酸塩製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は次亜塩素酸塩の電解による製造装置に関し、とくに運転停止時の安全性の高い次亜塩素酸塩製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次亜塩素酸ナトリウムに代表される次亜塩素酸塩類は、漂自剤、殺菌剤として、上下水の処理、排水の処理から家庭の台所用あるいは洗濯用等の各方面で用いられている。次亜塩素酸塩の製造は、食塩水等のアルカリ金属塩化物の水溶液の電気分解によって得られたアルカリ金属水酸化物と塩素とを反応させて製造する方法、あるいはアルカリ金属塩化物を無隔膜電解槽において電気分解を行って、電解槽中で次亜塩素酸塩を直接製造する方法で行われている。アルカリ金属水酸化物と塩素を反応させる方法は、高濃度の次亜塩素酸塩を得ることができるので、次亜塩素酸塩を販売する目的で製造する場合にはこの方法で行われているが、アルカリ金属水酸化物と塩素を製造する電解設備が必要となるので、食塩水の電解工場において水酸化ナトリウムあるいは塩素の製造に付随して大規模に行われている。
【０００３】
一方、食塩などの水溶液を無隔膜電解槽において電気分解する方法も知られている。この方法では、生成する次亜塩素酸塩の濃度は比較的低濃度であるが、水の浄化や殺菌に直接利用することが可能な濃度のものを製造することができ、製造設備も水酸化アルカリと塩素を製造する電解設備に比べて簡単であるので、次亜塩素酸塩を必要とする現場において製造されている。
【０００４】
図３は、従来の次亜塩素酸塩製造装置の一例を説明する図である。
【０００５】
次亜塩素酸塩製造装置は、次亜塩素酸塩製造用の無隔膜式電解槽１に食塩水２を供給し、無隔膜式電解槽において電気分解を行って、次亜塩素酸塩は次亜塩素酸塩管路３を通じて、また生成した水素は水素管路４を通じて水封安全器５に供給され、水封安全器５内の液面を所定の範囲に保持することによって水素は水素放散管６を通じて外部へ排出される。また、水素放散管６には、希釈空気ポンプ７によって水素の濃度を希釈する空気を供給し、水素濃度を安全な水準まで低下させている。
【０００６】
一方、水封安全器からは次亜塩素酸塩を次亜塩素酸塩貯槽８に貯蔵し、供給ポンプ９によって所望の使用場所へ供給している。
電解装置は、次亜塩素酸塩の使用量に応じて間欠的な運転が行われることがあるが、電解槽の運転停止時には、電気分解によって発生した水素が電解槽内に滞留することが起こる。水素が電解槽内において長期間滞留していると、空気中の酸素と混合する可能性も生じ、水素の爆発の危険が生じることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、次亜塩素酸塩製造装置を提供することを課題とするものであり、とくに運転停止時において電解槽内に水素が滞留することを防止した安全性が高い次亜塩素酸塩製造装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塩水の電気分解による次亜塩素酸塩製造装置において、無隔膜式電解槽の上部に設けた気液分離装置を配置し、無隔膜式電解槽内に電解液面を形成して電解槽内の電解液面の上部に上部空間を設け、該電解液面に開口部の一端が位置し、他端の開口部を気液分離装置に結合した上昇管を配置し、上昇管の電解槽の上部空間に位置する部分には小孔を設け、電解槽の運転停止時には、気液分離装置内の電解液が上昇管を通じて逆流するとともに小孔から電解槽の上部空間に滞留した水素を気液分離装置へ排出させる次亜塩素酸塩製造装置である。
上昇管の内径が１５ｍｍ〜１５０ｍｍであり、小孔の径が２ｍｍ〜２０ｍｍである前記の次亜塩素酸塩製造装置である。
【発明の実施の形態】
本発明の次亜塩素酸塩製造装置は、無隔膜式電解槽内の上部空間を気液混合流体の上昇管によって気液分離装置とを結合し、電解槽に供給する塩水の流動と電気分解時に発生する気泡の上昇によって気液混合流体を気液分離装置に上昇させて、気液分離装置内において次亜塩素酸塩と水素とに分離するとともに、電解槽の運転停止時には、上昇管内を上昇する気泡がなくなるために気液分離装置内の次亜塩素酸塩が電解槽内に逆流するとともに、上昇管に設けた小孔から電解槽内の水素を気液分離装置に排出させて電解槽内部からの水素の排出により電解槽の運転停止時には水素の滞留を防止したものである。
【０００９】
以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の次亜塩素酸塩製造装置の一実施例を示す図である。
本発明の次亜塩素酸塩製造装置は、無隔膜式電解槽１を有し、無隔膜式電解槽１の電解液面１０に開口部を有する上昇管１１に結合した気液分離装置１２が設けられている。上昇管１１の無隔膜式電解槽１の上部の電解槽内の上部空間に開口する小孔１３を有している。
また、気液分離装置１２には、水素放散管６および希釈空気ポンプ７と結合した希薄空気供給管１４が結合されており、気液分離装置１２において、水素を分離した次亜塩素酸塩は、次亜塩素酸塩貯槽８に貯蔵され、供給ポンプ９によって所望の使用場所へ供給される。
【００１０】
本発明の次亜塩素酸塩製造装置においては、無隔膜式電解槽１に供給された食塩水２が陽極１５および陰極１６によって電気分解を受け、陽極で発生した塩素から次亜塩素酸塩が生成し、陰極における電気分解および次亜塩素酸塩の生成反応の両者によって水素が生成する。
生成した水素からなる水素気泡１７の浮力と供給される塩水の流動によって、次亜塩素酸塩を含有した液は、上昇管１１を上昇して気液分離装置１２に達して水素気泡１７が次亜塩素酸塩から分離されて水素放散管６から放出される。気液分離装置１２には、希釈空気ポンプ７と結合した空気供給管１４から供給されて希釈されて安全な濃度に低下させることができる。
また、無隔膜式電解槽１の運転停止時には、塩水２の供給が停止されると気液分離装置１２から次亜塩素酸塩が逆流し、電解槽内の水素は上昇管に設けた小孔１３から気液分離装置１２へ上昇し外部へ排出される。
【００１１】
図２は、図１の一部を拡大して説明する図であり、図１のＡの部分の拡大図である。
無隔膜式電解槽１への通電を停止し塩水の供給を停止すると、気液分離装置および上昇管１１内の液体が上昇管１１内を通じて無隔膜式電解槽１内へ逆流するとともに、無隔膜式電解槽１の上部空間１８の気体が小孔１３を通じて上昇管を通じて気液分離装置へ排出される。
本発明において、上昇管は任意のものを用いることができるが、通電中に上昇管を通過する液体と水素気泡との上昇速度が０．４〜０．８ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。上昇速度が０．４ｍ／ｓｅｃ未満では上昇管の管径が太くすることが必要となるので、構造上好ましくない。また０．８ｍ／ｓｅｃを超えると上昇管を流れる流体の抵抗が増加して通電中の電解槽の液面変動が生じることがある。
【００１２】
上昇管の内径は、次亜塩素酸塩の生産量に応じて決定されるが、１５ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましい。
また、上昇管の電解槽上部空間に位置する部分に設ける小孔は、通電中に発生する水素が小孔を全量通過することを防止するために小孔部の水素流速が１５〜２５ｍ／ｓｅｃとなるような径とすることが好ましく、２ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましい。また小孔は、１個に限らず複数個を設けたものであっても良い。
【００１３】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を説明する。
実施例１
縦２００ｍｍ、横１５０ｍｍの白金族金属の酸化物を含有する電極触媒物質を被覆した陽極、チタン陰極を有する陰極を設けた無隔膜式電解槽に、電解液の冷却管を取り付け、無隔膜式電解槽の電解液面に開口部を有する内径４０ｍｍの上昇管の上部に縦２０ｍｍ、横５０ｍｍ、高さ２５ｍｍの気液分離装置を取り付け、上昇管には電解液面から３０ｍｍの位置に５ｍｍの孔を設けた。
この電解槽に２５０アンペアの電流を通電して、３０ｇ／ｌの食塩水を４２０リットル／時間の流量で供給して電気分解を行った後に、電流の通電と、食塩水の供給を停止したところ、気液分離装置から上昇管を通じて液が電解槽内に逆流するとともに、電解槽内の上部空間の水素は、小孔を通じて気液分離装置へ排出された。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の次亜塩素酸塩の製造装置は、無隔膜式電解槽内の電解液面に開口部を有する上昇管に結合した気液分離装置を設け、電解槽の運転停止時には、電解槽の上部空間に滞留した水素を安全に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の次亜塩素酸塩製造装置の一実施例を示す図である。
【図２】図２は、図１の一部を拡大して説明する図である。
【図３】図３は、従来の次亜塩素酸塩製造装置の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１…無隔膜式電解槽、２…食塩水、３…次亜塩素酸塩管路、４…水素管路、５…水封安全器、６…水素放散管、７…希釈空気ポンプ、８…次亜塩素酸塩貯槽、９…供給ポンプ、１０…電解液面、１１…上昇管、１２…気液分離装置、１３…小孔、１４…希薄空気供給管、１５…陽極、１６…陰極、１７…水素気泡、１８…上部空間
【図１】
0003770533.tif 000002
【図２】
0003770533.tif 000003
【図３】
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