專利名稱：離子交換膜型電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子交換膜型電解槽，更詳細而言，涉及使用氣體擴散 電極的兩室法離子交換膜型食鹽電解槽。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，氫氧化鈉、氯可通過被稱為離子交換膜法的方法將食鹽水電
解而得到(參照下述式(l))。理論分解電壓為2.25V左右，但由于在 體系內(nèi)存在的歐姆損失、電極超電勢等，實際上在分解電壓為3V左右 下工作。
2NaCl+2H O—CI +2NaOH+H (1)
2 2 2
氯堿工業(yè)使用巨大的能量。因此，為了大幅度地節(jié)省能量，研究了
與在陰極使用氣體擴散電極來還原氧的反應(yīng)(參照下述式(2))相組合 的方法(以下稱為氧陰極法)。
2NaCl+l/20 +H O—Cl +2NaOH (2)
2 2 2
根據(jù)該方法，理論分解電壓降低到1.14V。仍然由于歐姆損失、電 極超電勢等，實際上在分解電壓為2V左右下工作。雖然未能獲得氫， 但可期待節(jié)省30%以上的能量。
作為氧陰極法之一，在特開平11 - 124698號公報等中提出了將氣 體擴散電極密合設(shè)置于離子交換膜而基本上去掉陰極液室的方法，換言 之是將陰極室制成陰極氣體室而構(gòu)成的方法，由于由陽極室和陰極氣體 室兩個室構(gòu)成，所以被稱為兩室法。在該方法中，陽極、離子交換膜、 陰極相互接觸，電極間的電阻變得極小，具有能夠極度減小電解電壓的 優(yōu)點。
在該方法中，為了將氣體擴散電極密合于離子交換膜從而使電解液(陰極液)全部保持均勻，在陰極氣體室中彈性填充具有彈性的材料(緩 沖材料)，利用其反作用力將氣體擴散電極通過離子交換膜壓向陽極。 于是，為了更可靠地保持電解液，有時在離子交換膜與氣體擴散電極之間夾持保液性的碳布(特許第3553775號公報)。作為緩沖材料，研究 了重疊有空氣凈化器篩網(wǎng)的墊材或線圏材料等。墊材是將金屬線針織后 進行波紋加工而得的物質(zhì)多片重疊而得到的。波紋的深度為2~10mm 左右。通過波紋加工，反作用力產(chǎn)生。另一方面，線圏材料是將金屬線 捆于輥上而得到的。設(shè)置線圏軸使其平行于陰極氣體室背板。朝著線圏 環(huán)直徑方向進行壓縮，反作用力發(fā)揮作用。線圏徑為2 10mm。
陰極氣體室中存在高濃度氧、水蒸氣、氫氧化鈉的霧，溫度達到卯匸 前后的強腐蝕環(huán)境，因此要求緩沖材料有優(yōu)異的耐腐蝕性。而且，緩沖材 料還發(fā)揮著從氣體擴散電極向陰極氣體室背板送電的作用。從這些要素出 發(fā)，緩沖材料一般使用Ni或高Ni合金。
在陰極氣體室中，從氣體擴散電極的里面向電極內(nèi)部供給氧。因此， 陰極氣體室盡可能地薄是有利的。另一方面，數(shù)平方米規(guī)模的電解槽的 陰極氣體室的厚度根據(jù)所處地點不同有正負幾毫米的偏差，緩沖材料的 壓縮位移也根據(jù)所處地點不同有幾毫米差異，結(jié)果向氣體擴散電極的反 作用力也不同?，F(xiàn)狀是，為了將反作用力設(shè)定在必需且允許的范圍內(nèi)， 使陰極氣體室的平均厚度在4 ~ 10mm之間。
反作用力的基準如下。
以離子交換膜作為邊界，在陽極室中由鹽水產(chǎn)生的液壓發(fā)揮作用， 在陰極氣體室中氣體壓力發(fā)揮作用。陽極室側(cè)的鹽水深度一般為lm左 右，在最深部的壓力為llkPa左右。陰極氣體室壓力在入口最上部也不 過1~2 kPa左右。緩沖材料必須供給用于補償該壓差的充分的反作用 力。如果反作用力不足，則離子交換膜、氣體擴散電極整體從陽極脫離， 從而使電壓上升。反作用力通常設(shè)定在12 20kPa左右。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，緩沖材料的反作用力對應(yīng)于電解槽陽極液在最底部(最 下部)的陽極室壓力與陰極氣體室的壓差地進行設(shè)計。此時，在電解槽 底部，以離子交換膜為邊界，在兩側(cè)壓力均衡，離子交換膜密合于陽極。然而，如果以最底部(最下部)為基準設(shè)計壓緊壓力，則在上部無用且 耗費了過剩的壓力。過剩的壓力阻礙了陽極篩網(wǎng)，被陽極篩網(wǎng)與氣體擴 散電極所夾持的離子交換膜在點或線上遭受壓力，很可能受損。所用材 料也是過剩的。
本發(fā)明的目的在于，提供使用消除了以往技術(shù)缺點的氣體擴散電極 的離子交換膜型電解槽。
本發(fā)明是一種離子交換膜型電解槽，其特征在于，在通過離子交換膜 被劃分為容納陽極的陽極室和容納氣體擴散電極的陰極氣體室的離子交 換膜型電解槽中，在陰極氣體室背板與氣體擴散電極之間壓縮容納有金屬 制緩沖材料，以使陰極氣體室下部的反作用力大于陰極氣體室上部的反作 用力。在該電解槽中，理想的是金屬制緩沖材料在高度方向各點的反作用 力大于陽極室壓力與陰極氣體室壓力的壓差，而且該電解槽工作時的過剩
壓力(-反作用力-陽極室壓力+陰極氣體室壓力)為10kPa以下。上述 金屬制緩沖材料優(yōu)選制成線圏狀或經(jīng)波紋加工的墊。進而，金屬線可以 為Ni或高Ni合金制。
以下詳細i兌明本發(fā)明。
在本發(fā)明中，于電解槽的陰極氣體室內(nèi)產(chǎn)生相當于根據(jù)電解槽的深 度而產(chǎn)生的不同壓差的反作用力或者大于該壓差的反作用力，將施加于 離子交換膜或陽極的壓力降低到最小。
由于上述壓差隨著電解槽的深度逐漸增加，所以理想的是上述反作用 力也才艮據(jù)上述壓差逐漸增加，但實際上，使上述反作用力根據(jù)上述壓差的 增加而逐漸增加是困難的，或者基本上是不可能的。因此，在本發(fā)明中， 以至少電解槽陰極氣體室上部的反作用力小于陰極氣體室下部的反作用 力的方式構(gòu)成。反作用力也可以按著陰極氣體室的上部-陰極氣體室的中 央部—陰極氣體室的下部的順序增大。
為了產(chǎn)生上述反作用力，在本發(fā)明中的兩室法離子交換膜型電解槽 的陰極氣體室內(nèi)，以壓縮狀態(tài)容納金屬制緩沖材料。電解槽理想的是濾 壓型，通過將緩沖材料填充到陰極氣體室中，例如用連桿(tierod)等 將電解槽連接并壓縮緩沖材料，從而使緩沖材料生成反作用力。通過該
反作用力，希望將氣體擴散電極無間隙地壓緊在離子交換膜上。
上述金屬制緩沖材料直接或通過氣體擴散電極支撐材料等其他部 件對氣體擴散電極施加反作用力。希望該反作用力在氣體擴散電極的全 部表面幾乎均等地施加。然而，也可以如施加于氣體擴散電極左右兩側(cè)表面的一部分。無論如何，通過使在陰極氣體室上部生成的反作用力小 于在陰極氣體室下部生成的反作用力，可以實現(xiàn)施加于離子交換膜、陽 極上的壓力(過剩壓力)均等化。
上述金屬制緩沖材料由于也發(fā)揮導(dǎo)電體的作用是金屬制的， 一般要 求對于高溫、高濃度氧氣環(huán)境、堿性這樣的高度腐蝕環(huán)境具有耐受性。 所謂金屬制緩沖材料可以從具有上述耐受性的材料中選擇，優(yōu)選使用Ni或高M合金。高Ni合金是指Ni含量為20重量％以上且小于100 重量％的合金，包括鉻鎳鐵合金、耐蝕鎳基合金、蒙乃爾合金、SUS310S 等。上述金屬制緩沖材料為了保持高導(dǎo)電性而通常實施鍍銀。另外，也 可以將純銀材料作為金屬制緩沖材料的材料，純銀材料在導(dǎo)電性和耐腐 蝕性方面是優(yōu)異的，但在反作用力和價格方面是差的。
在本發(fā)明中，可以使用兩種緩沖材料。 一種是墊材等，另一種是線 圏材料等。
墊材是將空氣凈化器用的篩網(wǎng)進行波紋加工(波型加工)并層壓而 成的?？諝鈨艋骱Y網(wǎng)是將金屬線針織而得到的。作為金屬線，可以使 用直徑為0.02 0.5mm左右的金屬線。有時也將細線幾根捆扎來使用。 波紋的深度為4~10mm左右。在垂直于墊材的方向具有彈性，反作用 力在該方向產(chǎn)生。線徑越粗則越硬，越細則越軟。增加捆扎的線的根數(shù) 也變硬。通過改變重疊片數(shù)也可以改變彈力強度(反作用力強度)。
在圖1中示例墊材。該墊材A是這樣的例子將經(jīng)波紋加工的空氣 凈化器用篩網(wǎng)在相當于陰極氣體室下部的部分層壓3片，在相當于陰極 氣體室中央部的部分層壓2片，在相當于陰極氣體室上部的部分有1片。 如果將該墊材容納于陰極氣體室，則反作用力的大小按陰極氣體室上部 <陰極氣體室中央部< 陰極氣體室下部的大小順序產(chǎn)生，電解槽工作 時，吸收按陰極氣體室上部< 陰極氣體室中央部< 陰極氣體室下部的大小順序產(chǎn)生的壓差，使施加于離子交換膜、陽極的過剩壓力幾乎均等。
線圏是將金屬細線(金屬絲)進行輥加工而得到的。
線圏在直徑方向具有彈性，如果彈性地容納，則反作用力在該方向 產(chǎn)生。彈性(反作用力)可以根據(jù)使用的金屬材料、細線徑、輥條件、
鋪設(shè)密度來調(diào)節(jié)。本發(fā)明中適合使用的金屬線的線徑為0.1~0.3mm， 線圏徑(線圏環(huán)直徑)為3 10mm,鋪設(shè)密度為1 10g/dm2左右。
本發(fā)明中，如圖2所示，將線圏軸以平行于陰極氣體室背板的方式 設(shè)置來使用。
該線圏材料B，按陰極氣體室上部<陰極氣體室中央部<陰極氣體 室下部的順序增大鋪設(shè)密度，反作用力按該大小順序產(chǎn)生，吸收按陰極 氣體室上部< 陰極氣體室中央部< 陰極氣體室下部的大小順序產(chǎn)生的 壓差，使施加于離子交換膜、陽極上的壓力幾乎均等。
在電解槽的陰極氣體室中填充鋪設(shè)這些墊材或線圏材料。上述金屬制 緩沖材料應(yīng)當顯示盡可能對抗陽極室壓力和陰極氣體室壓力的壓差的 反作用力。在實際使用的電解槽中，高度多為l 1.2m,陽極液的密度 為1.1g/cn^左右，所以在最深部具有11 13kPa的陽極液的液壓。緩沖 材料應(yīng)當壓縮裝入，4吏得產(chǎn)生用于對抗該液壓的11 ~ 13kPa以上的反作 用力。另夕卜，在液壓以上壓緊氣體擴散電極的力、即反作用力過大是指， 導(dǎo)致離子交換膜損傷、陽極變形，進而使用無用的材料，這是無用且是 有害的。從反作用力減去液壓而得的過剩壓力優(yōu)選為10kPa以下，特別 優(yōu)選1 ~ 7kPa。
從上部到下部均勻地填充時，在下部獲得適當?shù)膲毫ζ胶?，但在?部幾乎沒有壓差，所以緩沖材料的反作用力變得過剩，該過剩壓力阻礙 了陽極。被陽極與氣體擴散電極所夾持的離子交換膜被以點狀或線狀集 中壓迫而容易受損。
因此，從防止離子交換膜損傷、防止陽極變形、削減高價金屬使用 量的觀點出發(fā)，本發(fā)明中使緩沖材料的反作用力越往陰極氣體室上部越 減小。
使用圖3說明其原理。圖3表示緩沖材料A、 B的壓縮特性(壓縮 時的金屬制緩沖材料厚度與壓縮壓力的關(guān)系)。緩沖材料B的反作用力 大。如果將兩種緩沖材料A、 B壓縮到陰極氣體室的厚度(t),則在各 個緩沖材料上產(chǎn)生壓縮壓力(反作用力)L和M。如果在液體深度帶來 的壓力為L(實際工作中陰極氣體室壓力與陽極室壓力相比為極小，所 以上述壓差能夠近似于L)的位置以壓縮狀態(tài)容納緩沖材料A,則壓差 與反作用力平衡。在較該壓力L的液體深度點深度淺的位置，(反作用 力)-(壓差)為正，適當?shù)恼龎簳怏w擴散電極壓緊在離子交換膜 上。另一方面，在較該壓力L的液體深度點深度深的位置，(反作用力) - (壓差)為負，氣體擴散電極不能被壓緊在離子交換膜上。因此，在 較壓力L的液體深度點深度深的位置使用反作用力大的緩沖材料B(反 作用力M)，使(反作用力)-(壓差)為正，從而以適當?shù)恼龎簩?體擴散電極壓緊在離子交換膜上。雖然也依賴于其他條件，但優(yōu)選陰極 氣體室的下半部分容納緩沖材料B、上半部分容納緩沖材料A。
接著，對改變緩沖材料反作用力的方法進行描述。
對于墊材而言，可以通過線徑、層壓片數(shù)來改變反作用力。如果改 變線徑，則可以大幅改變彈性。另一方面，通過改變層壓片數(shù)難以大幅 改變彈性，但能夠使用相同材料這一點是有利的。如果以壓縮狀態(tài)在陰 極氣體室內(nèi)的上部容納層壓片數(shù)少的墊材、在下部容納層壓片數(shù)多的墊
材，就會對離子交換膜、陽極施加幾乎均勻的壓力。
對于線圏材料的情況也一樣，可以通過細線徑、線圏經(jīng)、鋪設(shè)密度 來改變反作用力。對于線圏材料而言，改變鋪設(shè)密度時，如梳齒那樣重 疊，無需大幅改變厚度就可改變反作用力，在施工方面是有利的。
如此將調(diào)節(jié)產(chǎn)生有反作用力的金屬制緩沖材料容納于陰極氣體室 內(nèi)，使得反作用力越往上部越小，反作用力越往下部越大，則可得到本 發(fā)明的離子交換膜型電解槽。
如上所述，通過使容納于兩室法離子交換膜型電解槽陰極氣體室的 緩沖材料的反作用力(彈力)對應(yīng)于陽極室壓力與陰極氣體室壓力的壓 差并越往上部越減弱，從而能夠防止多佘壓力施加在離子交換膜上、防 止損傷的產(chǎn)生等，從而長期穩(wěn)定的工作。此外，削減緩沖材料的使用量，能夠減少銀、鎳等高價材料的使用量。


圖l是例示墊材的立體圖。
圖2是例示線圏材料的立體圖。
圖3是例示緩沖材料壓縮特性的圖。
圖4是例示根據(jù)本發(fā)明得到的兩室法單元電解槽的縱截面示意圖。
具體實施例方式
接著，說明除了金屬制緩沖材料以外的電解槽各要素。
作為氣體擴散電極，已知有在基材或作為供電體起作用的金屬篩 網(wǎng)、碳布等上粘合有炭黑、PTFE樹脂和催化劑、或者PTFE樹脂和金 屬顆粒的片狀電極等。氣體擴散電極的厚度通常為0.3~lmm。有透過 液體的類型和不透過液體的類型，但用于兩室法時可以使用任意一種。
氣體擴散電極具有通入氫氧化鈉等的親水性部、供給氧的疏水性 部、可通過電子的導(dǎo)電性部分和反應(yīng)部等。親水性部中的親水性炭黑和 金屬顆粒發(fā)揮作用；疏水性部分中的PTFE樹脂發(fā)揮作用；導(dǎo)電性部中 的炭黑和金屬顆粒發(fā)揮作用；反應(yīng)部中的催化劑發(fā)揮作用。
作為催化劑，已知有銀、鉑、金、金屬氧化物、碳等，其中銀是代 表性的催化劑。
離子交換膜可以使用全氟陽離子交換膜，該全氟陽離子交換膜以現(xiàn) 有的離子交換膜食鹽電解中使用的羧酸、磺酸、或者兩者的復(fù)合酸作為 離子交換基團。
本發(fā)明的離子交換膜型電解槽中，在離子交換膜和氣體擴散電極之 間可以存在液體保持層。該液體保持層填埋了離子交換膜與氣體擴散電 極的間隙，發(fā)揮著保持氫氧化鈉溶液均勻等重要作用。如果不使用液體 保持層，則在沒有液體的部分不能流通電流，有時會導(dǎo)致電流密度上升、 電壓上升。如果離子交換膜和氣體擴散電極密合，則即使沒有液體保持層也會由于毛細管現(xiàn)象而能夠在間隙保持液體。然而，實際的米規(guī)模的 電解槽中，由于電極制作精度的限制，難以全部密合。因此，優(yōu)選通過 夾持柔軟的布等液體保持層，更確實地保持液體。此外，液體保持層防 止陽極'離子交換膜與氣體擴散電極直接接觸。在初期進行液體盛滿時、 停止后取出液體時，離子交換膜膨脹或伸縮，與電極之間產(chǎn)生摩擦，但 柔軟的液體保持層能夠成為緩沖摩擦的材料。液體保持層由于保持液體的必要性而必須是親水性的。進而，為了保持百分之三十多的901C左右 的氫氧化鈉溶液，要求優(yōu)異的耐腐蝕性。由碳或樹脂構(gòu)成的多孔結(jié)構(gòu)體 是液體保持層的候補，碳纖維也是最優(yōu)異的材料。由于利用毛細管現(xiàn)象 來進行液體保持，所以將細纖維織成布狀而得的物質(zhì)是適合的。
此外，在緩沖材料與氣體擴散電極之間，可以存在氣體擴散電極支 撐體。該氣體擴散電極支撐體的作用是擋住金屬制緩沖材料的反作用 力，使其均勻化后傳遞到氣體擴散電極、液體保持層、進而傳到離子交 換膜。緩沖材料的氣體擴散電極側(cè)觸點密度高，當觸點間隔只有幾亳米 時，氣體擴散電極支撐體不一定是必須的，但為了將緩沖材料的反作用 力均勻化后傳向氣體擴散電極而優(yōu)選設(shè)置。
作為氣體擴散電極支撐體，可以使用金屬網(wǎng)等篩網(wǎng)材料。孔大小希 望是0.3 3mm左右。通過陽極液的液壓，氣體擴散電極在氣體擴散電 極支撐體的孔部分向陰極氣體室側(cè)膨脹，如果孔大小超過3mm，則作 為支撐體的作用消失，如果小于0.3mm，則阻礙氣體的流通。
氣體擴散電極支撐體也作為氣體擴散電極的供電體而發(fā)揮作用，所 以必須是良好的導(dǎo)電體，特別優(yōu)選經(jīng)鍍銀的金屬材料。應(yīng)說明的是，希 望在氣體擴散電極、氣體擴散電極支撐體、陰極氣體室背板的觸點部分 鍍銀。
這樣，使氣體擴散電極與離子交換膜之間存在氣體擴散電極支撐體 和液體保持層，通過它們將氣體擴散電極壓緊在離子交換膜上，陽極-離子交換膜—液體保持層—氣體擴散電極—氣體擴散電極支撐體5層層 壓，希望相互之間保持密合狀態(tài)。希望離子交換膜所接觸的陽極面盡可 能平坦，并且是不因來自緩沖材料的壓力而變形的剛性體。
陰極氣體室是高溫、高濃度氧、氫氧化鈉液體的高腐蝕環(huán)境，作為
氣體擴散電極支撐體用的金屬材料，Ni或高Ni合金是適合的。如上所 述，高M合金是指Ni含量為20重量％以上且小于100重量％的合金， 包括鉻鎳鐵合金、耐蝕鎳基合金、蒙乃爾合金、SUS310S等。為了制成 能降低與氣體擴散電極的接觸面的阻抗、長期穩(wěn)定的低阻抗體，優(yōu)選對 上述Ni或高Ni合金施以鍍銀或鍍金。Ni合金表面的接觸阻抗稍高，且 由于因氧化導(dǎo)致的隨著時間而劣化，有時會損害導(dǎo)電性，但通過施以銀 等的鍍敷能夠維持良好的導(dǎo)電性。應(yīng)說明的是，鍍敷厚度優(yōu)選lpm以 上。
下面參照圖4說明根據(jù)本發(fā)明得到的兩室法單元電解槽。
電解槽本體l通過離子交換膜2被劃分為陽極室3和陰極氣體室4, 在上述離子交換膜2的陽極室3側(cè)密合篩網(wǎng)狀的不溶性陽極5，在離子 交換膜2的陰極氣體室4側(cè)夾持由碳纖維織物或有機高分子纖維構(gòu)成的 液體保持層6并且密合氣體擴散電極7。氣體擴散電極支撐體8位于氣 體擴散電極7的另 一側(cè)，氣體擴散電極支撐體8與陰極氣體室背板(陰 極端子)9之間，也就是在陰極氣體室4內(nèi)部填充有由金屬線構(gòu)成的編 織物、織物或用線圏等構(gòu)成的緩沖材料IO。該緩沖材料10設(shè)置如下 如圖所示，在陰極氣體室4內(nèi)的上部圏數(shù)少，在下部圏數(shù)變多。
應(yīng)說明的是，11是設(shè)于陽極室下部的陽極液導(dǎo)入口 ， 12是設(shè)于陽 極室上部的陽極液和氣體取出口 ， 13是設(shè)于陰極氣體室上部側(cè)面的含氧 氣體導(dǎo)入口 ， 14是設(shè)于陰極氣體室下部的氫氧化鈉水溶液和剩余氧氣取 出口。
向該電解槽本體1的陽極室3中供給食鹽水且向陰極氣體室4中供 給含氧氣體，同時在兩個電極5、 7之間通電，則在氣體擴散電極7中， 從預(yù)先用氫氧化鈉水溶液充滿的液體保持層6側(cè)供給水分，從相反面的 陰極氣體室4側(cè)供給氧氣，在氣體擴散電極7的反應(yīng)點上進行氫氧化鈉 的生成反應(yīng)。在氣體擴散電極7的反應(yīng)點上生成的高濃度氫氧化鈉水溶 液順著濃度梯度向液體保持層6擴散并流下，從氫氧化鈉水溶液取出口 14被排出。
此時，通過壓縮并填充的緩沖材料10的反作用力，氣體擴散電極 支撐體8、氣體擴散電極7和液體保持層6向離子交換膜2和陽極5方
向壓緊。也就是通過緩沖材料10的反作用力，陰極氣體室背板9-緩沖 材料10 —氣體擴散電極支撐體8 —氣體擴散電極7相互密合，使接觸阻 抗極小化，減少電壓損失。
而且，緩沖材料10的巻數(shù)越往上部越少、越往下部越多，換言之，越 往上部反作用力越小，越往下部反作用力越大，陰極氣體室上部和下部的 作用力)-(壓差)的值幾乎相等。由此，在電解槽工作中氣體擴散 電極7和離子交換膜2能夠全部維持均勻密合的狀態(tài)，能夠?qū)⒆鳛殡娊庖?的氫氧化鈉水溶液全部均勻地保持在液體保持層6。此外，使陽極5和離 子交換膜2密合，因于陽極液的電阻極小化。由陰極氣體室的緩沖材 料10產(chǎn)生的反作用力最終被陽極5和陰極氣體室背板9阻擋，所以陽極5 和陰極氣體室背板9必須具有僅阻擋該反作用力的剛性、且具有平坦性。 如果構(gòu)成要素中的平坦性消失而引M作用力不均勻，則氣體擴散電極7 和離子交換膜2形成不均勻的密合，氫氧化鈉水溶液^ME密合點保持，不 僅關(guān)系到實際的電流密度上升和槽電壓上升原因，且由于電流集中而有時 使離子交換膜2、陽極5、氣體擴散電極7產(chǎn)生損傷。
除了將空氣凈化器篩網(wǎng)在上中下都設(shè)為6片以外，與實施例2同樣 地裝配，進行工作。深度方向各點的反作用力與液壓的差在最小部為 1.8,在最大部為15kPa，銀的總使用量為36g。電壓最初為1.93V，電 流效率最初為96%，但兩個月后分別變?yōu)?.97V、 95%。將電解槽解體 后觀察離子交換膜，結(jié)果在上部發(fā)現(xiàn)幾個被電極所夾持的傷痕。
上述實施方式是為了例示而記栽的，所以本發(fā)明并不應(yīng)限于上述實施 方式，在不超出本發(fā)明的范圍內(nèi)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員進行各種補正、變形。
權(quán)利要求
1、離子交換膜型電解槽，其特征在于，被離子交換膜劃分為容納陽極的陽極室和容納氣體擴散電極的陰極氣體室，在陰極氣體室背板與氣體擴散電極之間壓縮容納有金屬制緩沖材料，以使陰極氣體室下部的反作用力大于陰極氣體室上部的反作用力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其中，金屬制緩沖材料在高度 方向各點的反作用力大于陽極室液壓與陰極氣體室壓力的壓差，而且該 過剩壓力為10kPa以下。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于，金屬制緩沖材料 為線圏狀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解槽，其特征在于，被壓縮容納于陰 極氣體室上部的線圏狀金屬制緩沖材料的鋪設(shè)密度小于被壓縮容納于 陰極氣體室下部的線圏狀金屬制緩沖材料的鋪設(shè)密度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解槽，其特征在于，被壓縮容納于陰 極氣體室上部的線圈狀金屬制緩沖材料的線圏徑小于被壓縮容納于陰 極氣體室下部的線圏狀金屬制緩沖材料的線圏徑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于，金屬制緩沖材料 為經(jīng)波紋加工的墊狀。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解槽，其特征在于，被壓縮容納于陰 極氣體室上部的墊狀金屬制緩沖材料的層壓片數(shù)少于被壓縮容納于陰 極氣體室下部的墊狀金屬制緩沖材料的層壓片數(shù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解槽，其特征在于，被壓縮容納于陰 極氣體室上部的墊狀金屬制緩沖材料的線徑小于被壓縮容納于陰極氣 體室下部的墊狀金屬制緩沖材料的線徑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于，金屬制緩沖材料 為Ni或高Ni合金制。
全文摘要
在使用氣體擴散電極的兩室法離子交換膜型電解槽中，陽極室的液壓根據(jù)液體深度的不同而不同，該液壓施加于陽極或離子交換膜上，容易導(dǎo)致這些部件的損傷或變形。在離子交換膜型電解槽(1)的陰極氣體室背板(9)與氣體擴散電極(7)之間容納緩沖材料(10)，以使陰極氣體室下部的反作用力大于陰極氣體室上部的反作用力。通過使緩沖材料的反作用力對應(yīng)于陽極室壓力與陰極氣體室壓力的壓差并越往上部越減弱，防止在離子交換膜上施加多余的壓力，防止劃傷的產(chǎn)生等。
文檔編號C25B9/00GK101175871SQ20068001689
公開日2008年5月7日 申請日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者刑部次功, 齋木幸治, 淺海清人, 浜守光晴 申請人:氯工程公司;株式會社鐘化;東亞合成株式會社