电解槽的制造方法、层积体、电解槽以及电解槽的运转方法技术

一种电解槽的制造方法，其是通过在具备阳极、与所述阳极对置的阴极、以及配置在所述阳极与所述阴极之间的隔膜的原有电解槽中组装包含电解用电极和新隔膜的层积体、或者仅组装新隔膜而制造新电解槽的方法，其中，作为所述新隔膜使用下述隔膜：在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的所述新隔膜的面积中，设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡的面积为As时，As/Ai大于0.87且小于1.1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解槽的制造方法、层积体、电解槽以及电解槽的运转方法
本专利技术涉及电解槽的制造方法、层积体、电解槽以及电解槽的运转方法。
技术介绍
在食盐水等碱金属氯化物水溶液的电分解、水的电分解(下文中统称为“电解”)中，利用了使用具备隔膜、更具体地说具备离子交换膜或微多孔膜的电解槽的方法。该电解槽多数情况下在其内部具备大量串联连接的电解单元。在各电解单元之间夹着隔膜而进行电解。在电解单元中，具有阴极的阴极室与具有阳极的阳极室隔着隔壁(背面板)或者通过压制压力、螺栓紧固等按压而背对背地进行配置。以往，这些电解槽中使用的阳极、阴极分别通过焊接、夹入等方法被固定在电解单元的阳极室、阴极室中，之后被保存并被输送到客户处。另一方面，隔膜以其本身单独卷绕在氯乙烯(聚氯乙烯)制的管等上的状态被保存并输送至客户处。在客户处，将电解单元排列在电解槽的框架上，将隔膜夹在电解单元之间来组装电解槽。如此来实施电解单元的制造和客户处的电解槽的组装。作为可应用于这样的电解槽的结构物，在专利文献1、2中公开了隔膜与电极一体化而成的结构物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭58-048686号公报专利文献2：日本特开昭55-148775号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题若电解运转开始并持续进行，则由于各种原因，各部件会发生劣化，电解性能降低，在某一时刻要对各部件进行更换。隔膜可以通过从电解单元间抽出并插入新的隔膜而比较简单地进行更新。另一方面，由于阳极、阴极被固定于电解单元，因此在电极更新时，从电解槽中取出电解单元，将其搬出到专用的更新车间并取下焊接等固定而将旧电极剥去，之后设置新电极并通过焊接等方法进行固定，搬运至电解车间，送回到电解槽中，存在发生这样的非常繁杂的作业的课题。此处考虑了在上述的更新中利用专利文献1、2中记载的将隔膜与电极经热压接而制成一体的结构物，但该结构物尽管以实验室水平能够比较容易地制造，但不容易配合实际商业尺寸的电解单元(例如长1.5m、宽3m)进行制造。另外，电解性能(电解电压、电流效率、氢氧化钠中食盐浓度等)、耐久性显著变差。另外，在使电极与隔膜为湿润状态且为进行接触的状态时，例如具有以下课题：镍从阴极中使用的镍基材中稍微溶出，溶出的镍附着于隔膜，使隔膜的性能降低。需要说明的是，本专利技术人着眼于电解槽运转时的隔膜的状态，发现能够防止由于利用特定液体平衡后的隔膜的表面积发生变动、由于镍附着于隔膜所致的隔膜性能降低。另一方面，专利文献1、2对于隔膜的表面积的变动、以及镍附着于隔膜所致的隔膜性能的变化没有任何描述，专利文献1、2中记载的技术中具有下述问题：由于隔膜的表面积的变动过大而可能招致耐久性的恶化；并且由于镍附着于隔膜而招致隔膜的性能降低。本专利技术是鉴于上述现有技术所具有的课题而完成的，其目的在于提供一种电解槽的制造方法，该方法能够提高电解槽中的电解用电极和隔膜更新时的作业效率，并且在更新后也能够表现出优异的电解性能。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现，在通过在具备阳极、与所述阳极对置的阴极、以及配置在所述阳极与所述阴极之间的隔膜的原有电解槽中组装包含电解用电极和新隔膜的层积体或者组装新隔膜而制造新电解槽的方法中，作为上述新隔膜，在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的上述新隔膜的面积中，设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡的面积为As时，通过将As/Ai限定在特定的数值范围，可实现电解用电极和隔膜的更新作业效率的提高，并且在更新后也能够表现出优异的电解性能，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。[1]一种电解槽的制造方法，其是通过在具备阳极、与上述阳极对置的阴极、以及配置在上述阳极与上述阴极之间的隔膜的原有电解槽中组装包含电解用电极和新隔膜的层积体、或者仅组装新隔膜而制造新电解槽的方法，其中，作为上述新隔膜使用下述隔膜：在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的上述新隔膜的面积中，设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡的面积为As时，As/Ai大于0.87且小于1.1。[2]如上述[1]中所述的电解槽的制造方法，其中，该方法具有形成包含上述电解用电极和上述新隔膜的层积体的工序，在要组装该层积体的上述原有电解槽外进行形成该层积体的工序，将上述层积体以一体的形式组装在上述原有电解槽中。[3]如上述[1]或[2]中所述的电解槽的制造方法，其中，作为将上述层积体或新隔膜组装在上述原有电解槽中的前阶段，利用上述平衡液使上述新隔膜处于平衡状态，该方法具有下述工序：将上述层积体或新隔膜组装在上述原有电解槽中，在该电解槽运转后，使用与上述平衡液不同的水溶液与上述层积体或新隔膜接触。[4]如上述[1]～[3]中任意一项所述的电解槽的制造方法，其中，上述平衡液为0.00001～25mоl/L的NaOH水溶液。[5]如上述[1]～[3]中任意一项所述的电解槽的制造方法，其中，上述平衡液为0.04～1.5mоl/L的NaHCO3水溶液。[6]如上述[1]～[5]中任意一项所述的电解槽的制造方法，其中，上述水溶液为纯水，该纯水的温度为15～65℃。[7]如上述[1]～[6]中任意一项所述的电解槽的制造方法，其中，该方法具有选择上述As/Ai大于0.87且小于1.1的上述新隔膜的工序。[8]一种层积体，其用于上述[1]～[7]中任意一项所述的电解槽的制造方法，其中，该层积体包含电解用电极和新隔膜，上述新隔膜为下述隔膜：在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的上述新隔膜的面积中，设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡后的面积为As时，As/Ai大于0.87且小于1.1。[9]一种电解槽，其具备：阳极；支承上述阳极的阳极框；配置在上述阳极框上的阳极侧垫片；与上述阳极对置的阴极；支承上述阴极的阴极框；配置在上述阴极框上且与上述阳极侧垫片对置的阴极侧垫片；以及包含电解用电极和隔膜的层积体，其中，上述隔膜为下述隔膜：在与上述阳极侧和阴极侧垫片的框内面积相当的该隔膜的面积中，设将上述层积体组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡的面积为As时，As/Ai大于0.87且小于1.1。[10]一种电解槽的运转方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解槽的制造方法，其是通过在具备阳极、与所述阳极对置的阴极、以及配置在所述阳极与所述阴极之间的隔膜的原有电解槽中组装包含电解用电极和新隔膜的层积体、或者仅组装新隔膜而制造新电解槽的方法，其中，/n作为所述新隔膜使用下述隔膜：/n在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的所述新隔膜的面积中，/n设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、/n设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡的面积为As时，/nAs/Ai大于0.87且小于1.1。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180921 JP 2018-1773821.一种电解槽的制造方法，其是通过在具备阳极、与所述阳极对置的阴极、以及配置在所述阳极与所述阴极之间的隔膜的原有电解槽中组装包含电解用电极和新隔膜的层积体、或者仅组装新隔膜而制造新电解槽的方法，其中，
作为所述新隔膜使用下述隔膜：
在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的所述新隔膜的面积中，
设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、
设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡的面积为As时，
As/Ai大于0.87且小于1.1。


2.如权利要求1所述的电解槽的制造方法，其中，
该方法具有形成包含所述电解用电极和所述新隔膜的层积体的工序，
在要组装该层积体的所述原有电解槽外进行形成该层积体的工序，
将所述层积体以一体的形式组装在所述原有电解槽中。


3.如权利要求1或2所述的电解槽的制造方法，其中，
作为将所述层积体或新隔膜组装在所述原有电解槽中的前阶段，利用所述平衡液使所述新隔膜处于平衡状态，
该方法具有下述工序：将所述层积体或新隔膜组装在所述原有电解槽中，在该电解槽运转后，使用与所述平衡液不同的水溶液与所述层积体或新隔膜接触。


4.如权利要求1～3中任一项所述的电解槽的制造方法，其中，所述平衡液为0.00001mоl/L～25mоl/L的NaOH水溶液。


5.如权利要求1～3中任一项所述的电解槽的制造方法，其中，所述平衡液为0.04mоl/L～1.5mоl/L的NaHCO3水溶液。


6.如权利要求1～5中任一项所述的电解槽的制造方法，其中，所述水溶液为纯水，该纯水的温度为15℃～65℃。


7.如权利要求1～6中任一项所述的电解槽的制造方法，其中，该方法具有选择所述As/Ai大于0.87且小于1.1的所述新隔膜的工序。


8.一种层积体，其用于权利要求1～7中任一项所述的电解槽的制造方法，
其中，
该层积体包含电解用电极和新隔膜，
所述新隔膜为下述隔膜：
在与电解槽内的由相互对置的框体构成的阳极侧垫片和阴极侧垫片的框内面积相当的所述新隔膜的面积中，
设组装在了电解槽中时利用平衡液进行了平衡的面积为Ai、
设电解槽运转后利用水溶液进行了平衡后的面积为As时，
As/Ai大于0.87且小于1.1。


9.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：船川明恭，森川卓也，角佳典，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP