离子交换膜电解槽用阳极以及使用了该离子交换膜电解槽用阳极的离子交换膜电解槽制造技术

本发明专利技术提供一种能够以比以往低的电压将碱金属氯化物水溶液电解、且能够降低阳极气体中所含有的杂质气体浓度的离子交换膜电解槽用阳极以及使用该离子交换膜电解槽用阳极的离子交换膜电解槽。离子交换膜电解槽用阳极是由离子交换膜划分成阳极室和阴极室的离子交换膜电解槽所使用的离子交换膜电解槽用阳极。离子交换膜电解槽用阳极具有至少1张金属制有孔平板(1)(网状金属板(1))，金属制有孔平板(1)(网状金属板(1))的厚度是0.1mm～0.5mm、短径SW与长径LW之比SW/LW是0.45～0.55。优选短径SW是3.0mm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及离子交换膜电解槽用阳极以及使用了该离子交换膜电解槽用阳极的离子交换膜电解槽(以下，也仅称为“阳极”以及“电解槽”)，详细而言，涉及一种能够以比以往低的电压将碱金属氯化物水溶液电解、且能够降低阳极气体中所含有的杂质气体浓度的离子交换膜电解槽用阳极以及使用了该离子交换膜电解槽用阳极的离子交换膜电解槽。
技术介绍
在如食盐电解那样的利用离子交换膜法将碱金属氯化物水溶液电解时，单位耗电量在生产苛性钠(NaOH)、氯气(Cl2)这样的产品方面反映于价格。另外，电解使用电，在发电之际释放二氧化碳(CO2)气体，对全球变暖带来不良影响。在这样的社会的环境下，如今，在使离子交换膜电解槽运转时，要求能够进一步缩小电解电压的电解槽。针对这样的课题，迄今为止进行了离子交换膜电解槽的阴极的形状、涂层、供电等各种研究。例如，在专利文献1中提出了通过缩小用作阴极的网状金属板的网格的形状来降低电解电压的技术。另一方面，针对阳极，在专利文献2中提出了通过将网状金属板的网格的开口率设为规定的范围来提高电解性能的技术。另外，除此之外也公知有通过对阳极实施涂敷来降低电解电压的方法。在专利文献3中提出了一种实质上由金刚石形状的金属网形成、且将网格的股以及开口部的比例、开口部的长度方向间隔LWD以及宽度方向间隔SWD设为规定的值的阳极。在该专利文献3中公开了能够使用铂族金属氧化物、磁铁矿、铁氧体、钴尖晶石或混合金属氧化物作为涂层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2012－140654号公报专利文献2：日本国专利第4453973号公报专利文献3：日本国特表昭62－502820号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题近年来，出于对环境的影响、制造成本等观点考虑，进一步要求低电解电压化。在这样的状况下，对于阳极，在专利文献2、3中对网状金属板的网格的开口率进行了研究，但对阳极的形状与电解电压之间的关系没有充分地进行研究。这样，关于离子交换膜电解槽的阳极的形状，现状是，难以进行工业化级别的研究，从十几年以前开始形状就几乎没有变化。另外，即使对电解阳极实施规定的涂敷从而谋求了低电压化，也存在阳极气体中的杂质气体浓度变高这样的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够以比以往低的电压将碱金属氯化物水溶液电解、且能够降低阳极气体中所含有的杂质气体浓度的离子交换膜电解槽用阳极以及使用了该离子交换膜电解槽用阳极的离子交换膜电解槽。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述问题而进行了深入研究，结果获得了以下见解。即、通过将阳极的厚度设为以往的厚度的约一半以下、且对开口部的纵向、横向的开孔的比率进行调整，(1)能够降低电解时的槽电压(日文：セル電圧)，另外，(2)能够缩短从阴极室经由离子交换膜扩散来的氢氧化物离子(OH－)在阳极表面上滞留的时间，由此，能够减少氢氧化物离子反应而产生的杂质气体的量、即、氧气(O2)的量。基于该见解，本专利技术人等进一步进行了深入研究，结果发现通过使阳极的形状按照如下所述那样形成就能够解决上述问题，以至于完成了本专利技术。即、本专利技术的离子交换膜电解槽用阳极是被离子交换膜划分成阳极室和阴极室的离子交换膜电解槽所使用的离子交换膜电解槽用阳极，其特征在于，具有至少1张金属制有孔平板，该金属制有孔平板的厚度是0.1mm～0.5mm、短径SW与长径LW之比SW/LW是0.45～0.55。在本专利技术的离子交换膜电解槽用阳极中，优选所述短径SW是3.0mm以下。另外，本专利技术的另一离子交换膜电解槽用阳极是被离子交换膜划分成阳极室和阴极室的离子交换膜电解槽所使用的离子交换膜电解槽用阳极，其特征在于，具有由金属线材构成的织物，所述金属线材的线径d是0.20mm以下，且所述金属线材的线径d与相邻的大致平行的所述金属线材彼此之间的间隔D之比d/D是0.40～0.55。而且，本专利技术的离子交换膜电解槽是被离子交换膜划分成阳极室和阴极室、且在所述阳极室收容阳极、在所述阴极室收容阴极而成的离子交换膜电解槽，其特征在于，所述阳极是上述本专利技术的离子交换膜电解槽用阳极。专利技术的效果采用本专利技术，能够提供一种能够以比以往低的电压将碱金属氯化物水溶液电解、且能够降低阳极气体中所含有的杂质气体浓度的离子交换膜电解槽用阳极以及使用了该离子交换膜电解槽用阳极的离子交换膜电解槽。附图说明图1是本专利技术的一优选的实施方式的离子交换膜电解槽用阳极的概略部分放大图。图2是本专利技术的另一优选的实施方式的离子交换膜电解槽用阳极的概略
部分放大图。图3是本专利技术的一优选的实施方式的离子交换膜电解槽的概略剖视图。图4是表示使用现有例、实施例1以及实施例5的阳极来电解食盐水的情况下的电流密度与O2气体浓度之间的关系的图表。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。本专利技术的离子交换膜电解槽用阳极是被离子交换膜划分成用于收容阳极的阳极室和用于收容阴极的阴极室的离子交换膜电解槽所使用的阳极。图1是本专利技术的一优选的实施方式的离子交换膜电解槽用阳极的概略部分放大图，在本专利技术的一优选的实施方式中，阳极具有至少1张金属制有孔平板。在图1中，作为金属制有孔平板1，列举网状金属板1为例，但只要是具有开口部的金属制平板，就没有特别限制。例如，除了网状金属板以外，也可以使用冲裁出圆型、方型等的孔的冲孔金属。另外，也可以是将这些层叠而成的层叠物。在本专利技术的一优选的实施方式中，金属制有孔平板1(在图示例中是网状金属板1)的厚度是0.1mm～0.5mm。需要将本专利技术的阳极的厚度设为以往的阳极的厚度的一半以下，即、0.5mm以下。然而，在对碱金属氯化物水溶液进行电解时，通常，阴极室的压力被设定得高于阳极室的压力。因此，阳极要求可耐得住来自阴极室的压力的强度。因此，在本专利技术的一优选的实施方式的阳极中，金属制有孔平板1的厚度需要为0.1mm以上。优选为0.2mm～0.5mm。另外，在本专利技术的一优选的实施方式中，将金属制有孔平板1(图示例中是网状金属板1)的开口部1a的短目方向中心间距离即短径SW与开口部1a的长目方向中心间距离即长径LW之比SW/LW设为0.45～0.55。通过将金属
制有孔平板1的厚度设为0.1mm～0.5mm且将短径SW与长径LW之间的比率设为上述范围，从而能够使所述的OH－在金属制有孔平板1的表面上滞留的时间最短，由此，能够减少在阳极产生的杂质气体(O2)的量。优选的是，SW/LW为0.48～0.50。在本专利技术的一优选的实施方式中，优选金属制有孔平板1(图示例中是网状金属板1)的短径SW是3.0mm以下。通过将短径SW设为3.0mm以下，从而能够使电解时的电流分布更均匀。此外，虽然对短径SW的下限没有特别限制，但为了进一步确保阳极的强度，优选为0.5mm以上。在本专利技术的一优选的实施方式的离子交换膜电解槽用阳极中，重要的仅是，具有至少1张厚度是0.1mm～0.5mm、短径SW与长径LW之比SW/LW是0.45～0.55的金属制有孔平板1，而对于除此以外的结构，能够采用已知的结构。例如，在使用网状金属板1作为金属制有孔平板1的情况下，对于在平板形成刻纹之后扩开而制作成的钛制的网状金属板，能够适合使用通过实施辊压等进行平坦化加工而成的网状金属板。此外，为了降低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子交换膜电解槽用阳极，其是由离子交换膜划分成阳极室和阴极室的离子交换膜电解槽所使用的离子交换膜电解槽用阳极，其特征在于，该离子交换膜电解槽用阳极具有至少1张金属制有孔平板，该金属制有孔平板的厚度是0.1mm～0.5mm，短径SW与长径LW之比SW/LW是0.45～0.55。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 JP 2014-0053231.一种离子交换膜电解槽用阳极，其是由离子交换膜划分成阳极室和阴极室的离子交换膜电解槽所使用的离子交换膜电解槽用阳极，其特征在于，该离子交换膜电解槽用阳极具有至少1张金属制有孔平板，该金属制有孔平板的厚度是0.1mm～0.5mm，短径SW与长径LW之比SW/LW是0.45～0.55。2.根据权利要求1所述的离子交换膜电解槽用阳极，其特征在于，所述短径SW是3.0mm以下。3.一种离子交换膜电解槽用阳极，其是由离子交换膜划分成阳极室和阴极室的离子交换膜电解槽所使用的离子交换膜电解槽用阳极，其特征在于，该离子交换膜电解槽用阳极具有包括金属线材的织物，所述金属线材的线径d是0.20m...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本辉美，川西孝治，贞广文夫，篠原彰太，金子幸生，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯伍德氯工程公司，东曹株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP