電解槽的制作方法
【專利摘要】一種電解槽，確保離子交換膜的物理強(qiáng)度。電解槽(1)對(duì)堿金屬鹽水溶液進(jìn)行電解，其具有：陽極室(11)，其具有陽極(20)和陽極室框(21)；陰極室(12)，其具有陰極(29)和陰極室框(28)；離子交換膜(50)，其被設(shè)置在陽極室(11)與陰極室(12)之間，被陽極20和陰極(29)夾持著；陽極側(cè)襯墊35，其被設(shè)置在離子交換膜(50)與陽極室框(21)之間；陰極側(cè)襯墊36，其被設(shè)置在離子交換膜(50)與陰極室框(28)之間；以及絕緣膜(40)，其與陰極側(cè)襯墊36重合，并朝陰極側(cè)襯墊36的內(nèi)側(cè)伸出，絕緣膜(40)被配置在陰極(29)的離子交換膜(50)側(cè)，并與沿著陰極側(cè)襯墊36內(nèi)緣的陰極(29)的一部分重合，從而阻止堿金屬氫氧化物的通過。
【專利說明】電解槽

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及排列有多個(gè)離子交換膜和電極室的電解槽。

【背景技術(shù)】
[0002]作為進(jìn)行堿金屬鹽電解(以下，有時(shí)記作電解)的方法，已知有離子交換膜法。在離子交換膜法中，使用具有離子交換膜的電解槽來進(jìn)行電解。作為在離子交換膜法中使用的電解槽，有隔著離子交換膜和襯墊使安裝有陰極的陰極室框和安裝有陽極的陽極室框緊密貼合的壓濾式電解槽。
[0003]在上述壓濾式電解槽中，由于陰極室與陽極室緊密貼合，在安裝于電解槽的襯墊上，尤其是在上部，在陽極側(cè)產(chǎn)生的氯氣會(huì)滯留并向膜內(nèi)擴(kuò)散，此外，在陰極側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物也向膜內(nèi)擴(kuò)散，因此，有可能析出鹽。如果在離子交換膜的內(nèi)部有鹽析出，則存在離子交換膜的物理強(qiáng)度下降的問題。因此，例如如專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2所述那樣，有如下技術(shù):通過用絕緣膜覆蓋陰極側(cè)的襯墊，抑制因堿金屬氫氧化物與氯氣的反應(yīng)而析出土卜
ΠΤΤ.0
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開昭62 - 148571號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開2013 — 204134號(hào)公報(bào)實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]因此，近年來，由于開發(fā)出了用低反彈力來按壓離子交換膜的技術(shù)等，使陽極與陰極緊密貼合的零間隙結(jié)構(gòu)的電解槽(以下，有時(shí)記作零間隙電解槽)得到普及。零間隙電解槽在能夠比現(xiàn)有電解槽大幅削減電解電力方面具有優(yōu)勢(shì)。但是，在零間隙電解槽的情況下，在上述專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2所述的技術(shù)中，有時(shí)難以抑制由鹽的析出引起的離子交換膜的物理強(qiáng)度的下降。
[0007]本實(shí)用新型的目的在于解決以上問題，抑制鹽的析出，確保離子交換膜的物理強(qiáng)度。
[0008]本實(shí)用新型是對(duì)堿金屬鹽水溶液進(jìn)行電解的電解槽，該電解槽具有:陽極室，其具有陽極和包圍陽極的陽極室框；陰極室，其具有陰極和包圍陰極的陰極室框；離子交換膜，其配置在陽極室與陰極室之間，被陽極和陰極夾持著；框狀的陽極側(cè)襯墊，其配置在離子交換膜與陽極室框之間；框狀的陰極側(cè)襯墊，其配置在離子交換膜與陰極室框之間；以及絕緣膜，其與陰極側(cè)襯墊重合，并朝陰極側(cè)襯墊的內(nèi)側(cè)伸出，絕緣膜配置在陰極的離子交換膜一側(cè)，并與沿著陰極側(cè)襯墊的內(nèi)緣的陰極的一部分重合，從而阻止堿金屬氫氧化物的通過。
[0009]在本實(shí)用新型中，絕緣膜與陰極的一部分重合，與陰極之間沒有間隙。因此，能夠有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物穿過絕緣膜與陰極的間隙而浸入到離子交換膜側(cè)，從而阻止形成鹽析出的原因。其結(jié)果是，能夠抑制由鹽的析出引起的離子交換膜的物理強(qiáng)度的下降。
[0010]此外，絕緣膜至少配置在陰極側(cè)襯墊與離子交換膜之間，并與陰極側(cè)襯墊重合。通過將絕緣膜配置在陰極側(cè)襯墊與離子交換膜之間，能夠抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與離子交換膜接觸。即，能夠有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜。
[0011]此外，陰極具有被陰極側(cè)襯墊包圍的主要部分，陰極側(cè)襯墊具有電解時(shí)配置在陰極的主要部分的上方的陰極側(cè)上框部，絕緣膜至少配置在陰極側(cè)上框部與離子交換膜之間，并與陰極的主要部分的上端部重合。通過將絕緣膜配置為與陰極側(cè)上框部和陰極的主要部分的上端部重合，能夠抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與離子交換膜接觸。即，能夠更有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜。
[0012]此外，絕緣膜至少配置在陰極側(cè)襯墊與陰極室框之間，并與陰極側(cè)襯墊重合。通過將絕緣膜設(shè)置在陰極側(cè)襯墊中的陰極室框側(cè)、即與離子交換膜相反的一側(cè)，能夠在從離子交換膜分離的位置，阻止堿金屬氫氧化物的通過。因此，能夠有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜。
[0013]此外，陰極具有被陰極側(cè)襯墊包圍的主要部分，陰極側(cè)襯墊具有電解時(shí)配置在陰極的主要部分的上方的陰極側(cè)上框部，絕緣膜至少沿著陰極側(cè)上框部進(jìn)行配置，并與陰極的主要部分的上端部重合。通過將絕緣膜配置為與陰極側(cè)上框部和陰極的主要部分的上端部重合，能夠抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與離子交換膜接觸。即，能夠更有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜。
[0014]此外，絕緣膜與陰極之間的重合幅度設(shè)為距陰極側(cè)襯墊的內(nèi)緣3mm以上且20mm以下。由此，能夠更可靠地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入到離子交換膜側(cè)。
[0015]此外，陽極側(cè)襯墊具有電解時(shí)配置在陰極的主要部分的上方的陽極側(cè)上框部，作為陰極側(cè)上框部的內(nèi)緣的下端面相對(duì)于陽極側(cè)上框部的下端面朝下方錯(cuò)開地配置。通過使陰極側(cè)上框部的下端面與陽極側(cè)上框部的下端面上下錯(cuò)開地進(jìn)行配置，能夠有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與在陽極室側(cè)產(chǎn)生的氯氣發(fā)生反應(yīng)。
[0016]此外，陰極側(cè)上框部相對(duì)于陽極側(cè)上框部的錯(cuò)開幅度為3mm以上且1mm以下。由此，能夠有效地抑制在陰極室側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與在陽極室側(cè)產(chǎn)生的氯氣發(fā)生反應(yīng)。
[0017]此外，陽極側(cè)襯墊具有在離子交換膜側(cè)的面形成的凹凸?fàn)畹牡贗密封部和凹凸?fàn)畹牡?密封部，第2密封部設(shè)置在第I密封部的外側(cè)(外周側(cè))，且凸部的高度大于第I密封部的凸部的高度。由此，能夠利用凸部的高度較高的第2密封部來提高離子交換膜與陽極側(cè)襯墊的之間密封性。
[0018]此外，可以將陰極配置在陰極側(cè)襯墊的內(nèi)緣的內(nèi)側(cè)。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型，能夠抑制鹽的析出、確保離子交換膜的物理強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)施方式的電解槽的示意圖。
[0021]圖2a、圖2b是說明圖1的電解槽中包含的電解池的結(jié)構(gòu)的概略剖視圖。
[0022]圖3是沿著圖2a、圖2b的III 一 III線的剖視圖。
[0023]圖4是說明在相鄰的電解池之間夾設(shè)有離子交換膜的單元電解槽的概略剖視圖。
[0024]圖5是說明單元電解槽中包含的絕緣膜的示意圖。
[0025]圖6a、圖6b是陰極側(cè)襯墊的主視圖和剖視圖。
[0026]圖7a、圖7b是陽極側(cè)襯墊的主視圖和剖視圖。
[0027]圖8是說明變形例的單元電解槽的示意圖。
[0028]圖9是說明變形例的單元電解槽的示意圖。
[0029]標(biāo)號(hào)說明
[0030]I…電解槽，10、10A、10B…電解池，11…陽極室，12…陰極室，20…陽極，21…陽極室框，21x…陽極室框的下端面，27...陰極結(jié)構(gòu)體，28...陰極室框，28x…陰極室框的下端面，29…陰極，29x…主要部分，29z…主要部分的上端部，30…集電體，31…緩沖件，35…陽極側(cè)襯墊，35a…陽極側(cè)上框部，35r…第I密封部，35s…第2密封部，35x…陽極側(cè)上框部的下端面，36…陰極側(cè)襯墊，36a…陰極側(cè)上框部，36x…陰極側(cè)上框部的下端面，40...絕緣膜，50…離子交換膜。

【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，在附圖的說明中，對(duì)相同要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)說明。
[0032]圖1是本實(shí)施方式的電解槽的示意圖。如圖1所示，電解槽I是復(fù)極式電解槽，其具有串聯(lián)配置的多個(gè)電解池10和配置在相鄰的電解池10之間的離子交換膜50。在電解槽I中，將離子交換膜50夾設(shè)在相鄰的電解池10的陽極和陰極之間，形成單元電解槽，通過對(duì)各單元電解槽串聯(lián)地供電，來進(jìn)行堿金屬鹽水溶液的電解。在電解槽I中，在配置于電解槽I兩端的電解池10中的一方連接有陽極端子61，在另一方連接有陰極端子62。本實(shí)施方式的電解槽I是所謂零間隙型的電解槽，其在將離子交換膜夾持于相鄰的電解池的陽極與陰極之間的狀態(tài)下進(jìn)行電解。
[0033]接下來，還參照?qǐng)D2a、圖2b和圖3，對(duì)電解槽I中包含的電解池10進(jìn)行說明。圖2a、圖2b是說明圖1的電解槽I中包含的電解池10的結(jié)構(gòu)的概略剖視圖，其中，圖2a示出陽極側(cè)，圖2b示出陰極側(cè)。圖3是沿著圖2a、圖2b的II1-1II線的剖視圖。
[0034]電解池10具有陽極室11和陰極室12。陽極室11和陰極室12隔著從電解池10的下端延伸到上端的間隔壁13彼此背靠背地進(jìn)行配置，且彼此電連接。此外，電解池10具有:陽極側(cè)提供部14，其向陽極室11提供電解液(陽極液)；陰極側(cè)提供部15，其向陰極室12提供電解液(陰極液)；陽極側(cè)排出部16，其從陽極室11排出陽極液和陽極產(chǎn)生的氣體；以及陰極側(cè)排出部17，其從陰極室12排出陰極液和陰極產(chǎn)生的氣體。陽極側(cè)提供部14和陰極側(cè)提供部15被配置在電解池10的下端側(cè)(內(nèi)緣側(cè))，陽極側(cè)排出部16和陰極側(cè)排出部17被配置在電解池10的上端側(cè)(外緣側(cè))。
[0035]從陽極側(cè)提供部14向陽極室11內(nèi)導(dǎo)入陽極液。同樣，從陰極側(cè)提供部15向陰極室12內(nèi)導(dǎo)入陰極液。
[0036]陽極室11具有陽極20和作為包圍該陽極20的框體的陽極室框21。陽極室11由陽極20、陽極室框21和間隔壁13劃定其區(qū)域。陽極20與間隔壁13并排地從電解池10的下端朝電解池10的上端延伸。陽極室框21與間隔壁13并排地從陽極20的上端朝電解池10的上端延伸。
[0037]作為陽極20，可以使用以釕、銥為成分的氧化物覆蓋鈦基材的表面的、所謂DSA等的金屬電極。陽極20和間隔壁13通過陽極肋條22進(jìn)行電連接。陽極肋條22優(yōu)選為具有導(dǎo)電性的金屬。此外，陽極肋條22只要能夠支承陽極20，任何形狀均可。
[0038]陰極室12具有陰極結(jié)構(gòu)體27和作為包圍該陰極結(jié)構(gòu)體27的框體的陰極室框28。陰極室12由陰極結(jié)構(gòu)體27、陰極室框28和間隔壁13劃定其區(qū)域。陰極結(jié)構(gòu)體27與間隔壁13并排地從電解池10的下端朝電解池10的上端延伸。陰極室框28與間隔壁13并排地從陰極結(jié)構(gòu)體27的上端附近朝電解池10的上端延伸。
[0039]陰極結(jié)構(gòu)體27具有陰極29。陰極29具有:矩形的主要部分29x，其對(duì)電解作用起主要作用；以及周緣部29y，其以具有階梯的方式與主要部分29x連接，且被設(shè)置為包圍主要部分29x。陰極29從電解池10的下端朝電解池10的上端延伸，其上端、即周緣部29y的上端延伸到比陰極室框28的下端靠上側(cè)、即延伸到陰極室框28的內(nèi)緣外側(cè)(參照?qǐng)D4)。作為陰極29，可以使用以任意催化劑涂覆鎳基材上的表面而得到產(chǎn)物。
[0040]陰極結(jié)構(gòu)體27還具有集電體30和緩沖件31。集電體30是為了提高陰極29的集電效果而設(shè)置的。集電體30在比陰極29更靠間隔壁13側(cè)的位置處，與陰極29并排地延伸。作為集電體30，例如可以使用鎳或鐵等具有導(dǎo)電性的金屬。
[0041]集電體30和間隔壁13通過陰極肋條32進(jìn)行電連接。陰極肋條32優(yōu)選為具有導(dǎo)電性的金屬。此外，陰極肋條32只要能夠支承集電體30，任何形狀均可。
[0042]緩沖件31被配置在陰極29和集電體30之間。利用緩沖件31，將串聯(lián)連接的多個(gè)電解池10的各陰極29壓靠在離子交換膜50上，從而縮短了各陽極20與各陰極29之間的距離。由此，能夠降低施加于電解池10整體的電壓。作為緩沖件31，能夠使用由鎳等具有導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成的具有緩沖性的墊等。
[0043]此處，在復(fù)極式電解槽中，將離子交換膜夾設(shè)在相鄰的電解池的陽極和陰極之間，形成單元電解槽，通過對(duì)各單元電解槽串聯(lián)地供電，來進(jìn)行堿金屬鹽水溶液的電解。以下，參照?qǐng)D4和圖5，對(duì)本實(shí)施方式的單元電解槽70進(jìn)行說明。
[0044]圖4是說明將離子交換膜50夾設(shè)在相鄰的電解池10之間而成的單元電解槽70的概略剖視圖。圖5是說明單元電解槽70中包含的絕緣膜40的示意圖。單元電解槽70將離子交換膜50夾設(shè)在相鄰的電解池10之間。此外，在以下的說明中，設(shè)相鄰的電解池10中的、陰極29與離子交換膜50接近的電解池10為電解池10A，設(shè)陽極20與離子交換膜50接近的電解池10為電解池1B來進(jìn)行說明。
[0045]單元電解槽70中，離子交換膜50夾設(shè)在電解池1A的陰極29與電解池1B的陽極20之間。即，離子交換膜50被配置在電解池1B的陽極室11與電解池1A的陰極室12之間，被陽極20和陰極29夾持著。此外，作為離子交換膜50，例如可以使用耐熱性和耐腐蝕性優(yōu)異的、含氟元素類離子交換膜。
[0046]單元電解槽70具有:陰極側(cè)襯墊36，其被配置在電解池1A的陰極室框28表面；以及陽極側(cè)襯墊35，其被配置在電解池1B的陽極室框21表面。通過使陰極側(cè)襯墊36與陽極側(cè)襯墊35以夾持離子交換膜50的方式彼此緊密貼合，將電解池10AU0B連接起來。即，通過陰極側(cè)襯墊36和陽極側(cè)襯墊35，能夠?qū)﹄娊獬?0的隔著離子交換膜50的連接部位賦予氣密性。作為陰極側(cè)襯墊36和陽極側(cè)襯墊35，可以使用在中央形成有開口部的邊框狀的橡膠制片材(sheet)等，具體而言，出于耐腐蝕性或硬度方面，使用了乙烯丙二烯橡膠等。
[0047]如圖6a所示，陰極側(cè)襯墊36為邊框狀(框狀)，具有:陰極側(cè)上框部36a，其與電解池1A的陰極室框28表面相連；陰極側(cè)下框部36b，其被配置在電解池1A的下端側(cè)；以及陰極側(cè)橫框部36c，其被配置在電解池1A的寬度方向兩端部側(cè)。
[0048]陰極側(cè)上框部36a被配置為在電解時(shí)比陰極29的主要部分29x靠上方(外側(cè))，且被配置在離子交換膜50與陰極室框28之間。作為陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)緣的下端面36x被配置為比陰極室框28的下端面28x靠下方。此外，如圖5和圖6b所示，在陰極側(cè)上框部36a中，與離子交換膜50相連一側(cè)的面是光滑的平坦面36y，而與陰極室框28相連的一側(cè)的面是凹凸?fàn)?例如鋸齒狀)的凹凸面36z。
[0049]如圖7a所示，陽極側(cè)襯墊35為邊框狀(框狀)，具有:陽極側(cè)上框部35a，其與電解池1B的陽極室框21表面相連；陽極側(cè)下框部35b，其被配置在電解池1B的下端側(cè)；以及陽極側(cè)橫框部35c，其被配置在電解池1B的寬度方向兩端部側(cè)。
[0050]陽極側(cè)上框部35a被配置為在電解時(shí)比陽極20靠上方(外側(cè))，且被配置在離子交換膜50與陽極室框21之間。作為陽極側(cè)上框部35a的內(nèi)緣的下端面35x被配置為比陽極室框21的下端面21x靠上方。此外，下端面35x被配置為比陰極側(cè)上框部36a的下端面36x靠上方。S卩，陰極側(cè)上框部36a的下端面36x相對(duì)于陽極側(cè)上框部35a的下端面35x朝下方錯(cuò)開地配置。具體而言，陰極側(cè)上框部36a相對(duì)于陽極側(cè)上框部35a的錯(cuò)開幅度為3mm以上且1mm以下。此外，陰極側(cè)上框部36a相對(duì)于陽極側(cè)上框部35a的錯(cuò)開幅度優(yōu)選為5mm以上且1mm以下，更優(yōu)選為6mm以上且7mm以下。此外，陽極側(cè)上框部35a的上端面被配置為比陰極側(cè)上框部36a的上端面靠上方。
[0051]此外，如圖5和圖7b所示，在陽極側(cè)上框部35a中，與離子交換膜50相連一側(cè)的面和與陽極室框21相連一側(cè)的面均為凹凸?fàn)?例如鋸齒狀)的面。即，陽極側(cè)上框部35a具有第I密封部35r和第2密封部35s，作為在與離子交換膜50相連一側(cè)的面形成的凹凸?fàn)畹拿?。?密封部35s被設(shè)置為比第I密封部35r靠外側(cè)(上側(cè))。第2密封部35s的凸部的高度大于第I密封部35r的凸部的高度。此外，陽極側(cè)上框部35a具有凹凸部35z，作為在與陽極室框21相連一側(cè)的面形成的凹凸?fàn)畹拿妗?br> [0052]此處，在利用零間隙電解槽來進(jìn)行堿金屬鹽水溶液的電解的情況下，由于陰極室與陽極室緊密貼合，因此，在陽極側(cè)產(chǎn)生的氯氣與在陰極側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物有可能發(fā)生反應(yīng)而析出鹽。這樣的氯氣與堿金屬氫氧化物之間的反應(yīng)多在襯墊上框部的下端附近產(chǎn)生。在本實(shí)施方式中，如上所述，使陰極側(cè)上框部36a的下端面36x與陽極側(cè)上框部35a的下端面35x上下錯(cuò)開地進(jìn)行配置。因此，在陰極側(cè)上框部36a的下端面36x附近產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與在陽極側(cè)上框部35a的下端面35x附近產(chǎn)生的氯氣之間的分離距離變大，通常難以產(chǎn)生氯氣與堿金屬氫氧化物的反應(yīng)。
[0053]另一方面，例如，在安裝襯墊時(shí)陽極側(cè)或陰極側(cè)的襯墊的安裝位置被設(shè)為錯(cuò)誤位置的情況下，在陰極側(cè)的襯墊前端被次氯酸腐蝕而從該腐蝕部位浸入堿金屬氫氧化物的情況下，或者在隨著襯墊被過大面壓按壓而蠕變(creep)或滑動(dòng)、離子交換膜發(fā)生褶曲、堿金屬氫氧化物滯留在該褶曲部位的情況下等，氯氣與堿金屬氫氧化物之間的分離距離因某些因素而變小，有時(shí)會(huì)成為氯氣與堿金屬氫氧化物容易發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境。
[0054]在這樣的情況下，為了抑制氯氣與堿金屬氫氧化物發(fā)生反應(yīng)，單元電解槽70具有配置在陰極側(cè)襯墊36與離子交換膜50之間的絕緣膜40。絕緣膜40阻止堿金屬氫氧化物朝離子交換膜50側(cè)通過。絕緣膜40被配置在陰極側(cè)襯墊36的陰極側(cè)上框部36a與離子交換膜50之間，并覆蓋陰極側(cè)上框部36a的一部分。具體而言，絕緣膜40覆蓋位于從作為陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)緣的下端面36x起1mm以上且15mm以下的范圍內(nèi)的整個(gè)表面。此夕卜，絕緣膜40覆蓋陰極側(cè)上框部36a的范圍不限于此，也可以小于10mm，或者大于15mm。
[0055]此外，絕緣膜40朝陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)側(cè)(下方)伸出，與沿著作為陰極側(cè)上框部36a內(nèi)緣的下端面36x的陰極29的一部分重合。即，絕緣膜40與陰極29的主要部分29x的上端部29z重合。具體而言，絕緣膜40與陰極29之間的重合幅度設(shè)為:距作為陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)緣的下端面36x為3mm以上且20mm以下。此外，關(guān)于絕緣膜40與陰極29的重合幅度，優(yōu)選的是，距作為陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)緣的下端面36x為5mm以上且18mm以下，更優(yōu)選的是，距作為陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)緣的下端面36x為1mm以上且15mm以下。
[0056]絕緣膜40的厚度沒有特別限定，但優(yōu)選為0.05mm?0.15mm。此外，絕緣膜40的安裝是以如下方式進(jìn)行的:在安裝了陰極側(cè)襯墊36和陽極側(cè)襯墊35之后，以蓋過陰極側(cè)上框部36a和陰極29的方式粘貼絕緣膜40。
[0057]此外，在安裝陰極側(cè)襯墊36的預(yù)備階段中，可以預(yù)先將絕緣膜40粘貼于陰極側(cè)襯墊36。在該情況下，與陰極側(cè)襯墊36的安裝同時(shí)地，將絕緣膜40配置在期望的位置。此夕卜，絕緣膜40不是必須與陰極側(cè)襯墊36粘合。S卩，絕緣膜40只要能夠防止堿金屬氫氧化物浸入到離子交換膜50中的陰極29的上部側(cè)，任何結(jié)構(gòu)均可，例如，可以是與陰極側(cè)襯墊36成為一體的結(jié)構(gòu)。此外，為了進(jìn)一步防止堿金屬氫氧化物浸入，可以設(shè)為使陰極側(cè)襯墊36的一部分朝內(nèi)側(cè)伸出而與陰極29的一部分重合的結(jié)構(gòu)。
[0058]作為絕緣膜40的材料，優(yōu)選從聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、氟素樹脂中進(jìn)行選擇。作為被用作絕緣膜40的材料的氟素樹脂，更優(yōu)選的是，從由四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/氟烷基乙烯醚共聚體(PFA)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚體(FEP)和聚偏氟乙烯(PVDF)構(gòu)成的組中選出的任意一種。其中，出于耐腐蝕性的觀點(diǎn)，PTFE, PFA更為優(yōu)選。
[0059]接下來，對(duì)本實(shí)施方式的電解槽I的作用效果進(jìn)行說明。
[0060]在本實(shí)施方式的電解槽I中，配置在陰極側(cè)襯墊36與離子交換膜50之間的絕緣膜40與陰極29的一部分重合。由于絕緣膜40與陰極29的一部分重合，因此不存在使積存在陰極側(cè)襯墊36與陰極29之間(襯墊時(shí))的堿金屬氫氧化物浸入到離子交換膜側(cè)的間隙。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的電解槽1，能夠有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物穿過絕緣膜40而浸入到離子交換膜側(cè)，從而阻止形成鹽析出的原因。其結(jié)果是，能夠抑制由鹽的析出引起的離子交換膜的物理強(qiáng)度的下降。
[0061]此外，在本實(shí)施方式的電解槽I中，將絕緣膜40至少被配置在陰極側(cè)襯墊36與離子交換膜50之間，并與陰極側(cè)襯墊36重合。通過將絕緣膜40配置在陰極側(cè)襯墊36與離子交換膜50之間，能夠抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與離子交換膜50接觸。即，能夠有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜50。
[0062]此外，在本實(shí)施方式的電解槽I中，陰極29具有被陰極側(cè)襯墊36包圍的主要部分29x，陰極側(cè)襯墊36具有在電解時(shí)比主要部分29x靠上方配置的陰極側(cè)上框部36a，絕緣膜40至少被配置在陰極側(cè)上框部36a與離子交換膜50之間，并與主要部分29x的上端部29z重合。通過以與陰極側(cè)上框部36a和主要部分29x的上端部29z重合的方式配置絕緣膜40，能夠抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與離子交換膜50接觸。即，能夠更有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜50。
[0063]此外，在本實(shí)施方式的電解槽I中，將絕緣膜40與陰極29的重合幅度設(shè)為距陰極側(cè)襯墊36的內(nèi)緣為3mm以上且20mm以下，由此，能夠更有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入到離子交換膜50偵U。
[0064]此外，在本實(shí)施方式的電解槽I中，陽極側(cè)襯墊35具有在電解時(shí)比主要部分29x靠上方配置的陽極側(cè)上框部35a，作為陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)緣的下端面36x相對(duì)于陽極側(cè)上框部35a的下端面35x朝下方錯(cuò)開地配置。通過將陰極側(cè)上框部36a的下端面36x和陽極側(cè)上框部35a的下端面35x上下錯(cuò)開地配置，能夠有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與在陽極室11側(cè)產(chǎn)生的氯氣發(fā)生反應(yīng)。
[0065]此外，在本實(shí)施方式的電解槽I中，如上所述，通過將陰極側(cè)上框部36a相對(duì)于陽極側(cè)上框部35a的錯(cuò)開幅度設(shè)為3mm以上且1mm以下，能夠有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物與在陽極室11側(cè)產(chǎn)生的氯氣發(fā)生反應(yīng)。
[0066]此外，在本實(shí)施方式的電解槽I中，陽極側(cè)襯墊35具有在離子交換膜50側(cè)的面形成的凹凸?fàn)畹牡贗密封部35r和凹凸?fàn)畹牡?密封部35s，第2密封部35s被設(shè)置為比第I密封部35r靠外側(cè)，且凸部的高度大于第I密封部35ι■的凸部的高度。由此，能夠提高離子交換膜50與陰極側(cè)襯墊36之間的密封性。
[0067]以上，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式。即，在圖5所示的例中，陰極結(jié)構(gòu)體27中的陰極側(cè)上框部36a的下端面36x被配置為比陰極29的上端面和集電體30的上端面靠下方(內(nèi)側(cè))，但是例如如圖8所示，也可以構(gòu)成為:將陰極結(jié)構(gòu)體27的各結(jié)構(gòu)即陰極29、集電體30和緩沖件31全部配置在作為陰極側(cè)上框部36a內(nèi)緣的下端面36x的內(nèi)側(cè)。在該情況下，能夠進(jìn)一步發(fā)揮朝陰極側(cè)襯墊36的內(nèi)側(cè)伸出的絕緣膜40的效果、8卩發(fā)揮去除鹽析出原因這樣的效果。
[0068]此外，設(shè)絕緣膜40朝陰極側(cè)上框部36a的內(nèi)側(cè)(下方)伸出、并與沿著作為陰極側(cè)上框部36a內(nèi)緣的下端面36x的陰極29的一部分重合來進(jìn)行了說明，但不限于此，絕緣膜40也可以與陰極側(cè)下框部36b或陰極側(cè)橫框部36c的一部分重合。
[0069]此外，將絕緣膜40配置在陰極側(cè)襯墊36的陰極側(cè)上框部36a與離子交換膜50之間來進(jìn)行了說明，但不限于此。例如，如圖9所示，也可以將絕緣膜40配置在陰極側(cè)襯墊36與陰極室框28之間，并與陰極側(cè)襯墊36重合。更具體而言，絕緣膜40可以沿著陰極側(cè)上框部36a進(jìn)行配置，并與陰極29的主要部分29x的上端部29z重合，并且配置在陰極側(cè)襯墊36與陰極室框28之間。通過將絕緣膜40設(shè)置在陰極側(cè)襯墊36中的陰極室框28側(cè)、即與離子交換膜50相反一側(cè)，能夠在與離子交換膜50分離的位置，阻止堿金屬氫氧化物的通過。由此，能夠有效地抑制在陰極室12側(cè)產(chǎn)生的堿金屬氫氧化物浸入離子交換膜50。
[0070]此外，絕緣膜40與陰極側(cè)上框部36a之間的重合幅度不限于3mm以上且20mm以下，可以小于3mm，或者大于20mm。此外，設(shè)陽極側(cè)上框部35a與陰極側(cè)上框部36a沿上下方向錯(cuò)開地配置來進(jìn)行了說明，但是也可以不必沿上下方向錯(cuò)開地配置。此外，錯(cuò)開地進(jìn)行配置的情況下的錯(cuò)開幅度也不限于上述3mm以上且1mm以下。
【權(quán)利要求】
1.一種電解槽，其對(duì)堿金屬鹽水溶液進(jìn)行電解，其特征在于，該電解槽具有: 陽極室，其具有陽極和包圍所述陽極的陽極室框； 陰極室，其具有陰極和包圍所述陰極的陰極室框； 離子交換膜，其配置在所述陽極室與所述陰極室之間，被所述陽極和所述陰極夾持著； 框狀的陽極側(cè)襯墊，其配置在所述離子交換膜與所述陽極室框之間； 框狀的陰極側(cè)襯墊，其配置在所述離子交換膜與所述陰極室框之間；以及 絕緣膜，其與所述陰極側(cè)襯墊重合，并朝所述陰極側(cè)襯墊的內(nèi)側(cè)伸出， 所述絕緣膜配置在所述陰極的所述離子交換膜一側(cè)，并與沿著所述陰極側(cè)襯墊的內(nèi)緣的所述陰極的一部分重合，阻止堿金屬氫氧化物的通過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于， 所述絕緣膜至少配置在所述陰極側(cè)襯墊與所述離子交換膜之間，并與所述陰極側(cè)襯墊重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解槽，其特征在于， 所述陰極具有被所述陰極側(cè)襯墊包圍的主要部分， 所述陰極側(cè)襯墊具有電解時(shí)配置在所述陰極的主要部分的上方的陰極側(cè)上框部， 所述絕緣膜至少配置在所述陰極側(cè)上框部與所述離子交換膜之間，并與所述陰極的主要部分的上端部重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于， 所述絕緣膜至少配置在所述陰極側(cè)襯墊與所述陰極室框之間，并與所述陰極側(cè)襯墊重口 0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解槽，其特征在于， 所述陰極具有被所述陰極側(cè)襯墊包圍的主要部分， 所述陰極側(cè)襯墊具有電解時(shí)配置在所述陰極的主要部分的上方的陰極側(cè)上框部， 所述絕緣膜至少沿著所述陰極側(cè)上框部進(jìn)行配置，并與所述陰極的主要部分的上端部重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項(xiàng)所述的電解槽，其特征在于， 所述絕緣膜與所述陰極之間的重合幅度為距所述陰極側(cè)襯墊的內(nèi)緣以上且以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的電解槽，其特征在于， 所述陽極側(cè)襯墊具有電解時(shí)配置在所述陰極的主要部分的上方的陽極側(cè)上框部，作為所述陰極側(cè)上框部的內(nèi)緣的下端面相對(duì)于所述陽極側(cè)上框部的下端面朝下方錯(cuò)開地配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解槽，其特征在于， 所述陰極側(cè)上框部相對(duì)于所述陽極側(cè)上框部的錯(cuò)開幅度為以上且川臟以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項(xiàng)所述的電解槽，其特征在于， 所述陽極側(cè)襯墊具有在所述離子交換膜側(cè)的面形成的凹凸?fàn)畹牡?密封部和凹凸?fàn)畹牡?密封部， 所述第2密封部設(shè)置在所述第1密封部的外側(cè)，且所述第2密封部的凸部的高度大于所述第1密封部的凸部的高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項(xiàng)所述的電解槽，其特征在于， 所述陰極被配置在所述陰極側(cè)襯墊的內(nèi)緣的內(nèi)側(cè)。
【文檔編號(hào)】C25B9/08GK204151424SQ201420387512
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月5日
【發(fā)明者】關(guān)口雄司, 大崎彰子 申請(qǐng)人:旭化成化學(xué)株式會(huì)社