[发明专利]氢氧化钠和/或氯的制造方法、以及二室法型食盐水电解槽

说明书

本发明提供一种在氧阴极法的二室法中无需额外的能量、且在向阴极室供给水分的同时抑制电解槽的过热而制造氢氧化钠和/或氯的方法。本发明为一种氢氧化钠和/或氯的制造方法，其特征在于，是使用具有1个以上单元电池的二室法型食盐水电解槽对食盐水进行电解而制造氢氧化钠和/或氯的方法，所述单元电池以夹着离子交换膜的方式具备内置有阳极的阳极室和内置有气体扩散阴极的阴极室，上述单元电池进一步具有生成用于向上述阴极室供给的经加湿的含氧气体的加湿室，该加湿室与该单元电池内的上述阳极室或阴极室、或者与邻接的单元电池的阳极室或阴极室可热交换地邻接，利用来自阳极室或阴极室的热来产生水蒸气，从而将上述含氧气体加湿。

技术领域

本发明涉及氢氧化钠和/或氯的制造方法、以及二室法型食盐水电解槽。

背景技术

氢氧化钠和氯作为产业原材料非常重要，以往一直通过使用离子交换膜电解食盐水的方法、即阴极使用金属电极并根据下述式(1)的反应电解食盐水的方法进行制造。

2NaCl+2H₂O→Cl₂+2NaOH+H₂ (1)

但是，由于基于上述式(1)的食盐水的电解需要较大的电力，因此近年来期待大幅节能，对在使用气体扩散电极的阴极中还原氧的方法(以下，称为氧阴极法)进行了研究。在阳极的反应与以往的方法同样为氯离子的氧化反应，在氧阴极法中，整体上发生下述式(2)的反应。

2NaCl+1/2O₂+H₂O→Cl₂+2NaOH (2)

在氧阴极法中，一直采用将电解槽划分成阳极室、阴极液室、阴极气体室这3室的3室法，但例如专利文献1所记载，最近，正在研究使阳极、离子交换膜、气体扩散电极相互密合、实质上没有阴极液室，将电解槽划分为阳极室和阴极气体室这2室的二室法。如上述反应式所示，在食盐水的电解反应中需要水分，同时为了避免生成的氢氧化钠过浓还需要存在水分。在3室法中，在阴极室存在进行氢氧化钠水溶液的循环的液室，由此供给充足的水分。另一方面，在二室法中，由于在阴极室中没有液室，因此水分的供给仅为从阳极室侧通过离子交换膜供给的电渗透水，仅仅这样并不充分，需要利用某种方法向阴极供给水分。在上述专利文献1中记载了经由气体室供给不足量的水分，具体而言，预先准备加热到90℃的水，将其从氧气的流入口导入。另外，在专利文献2中还公开了向阴极隔室供给湿润的含氧气体，具体而言，记载了通过在加热到80℃的水中对氧进行鼓泡来准备赋予湿度后的含氧气体，将其导入到阴极隔室。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-3188号公报

专利文献2：日本特开平11-152591号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1和2所记载的水分的供给方法中需要用于将水加热到80℃或90℃的能量。应予说明，在专利文献1中电解槽的温度过高的情况下，使阳极液在外部的热交换器中循环，使用冷却水等来降低阳极液的温度，还需要用于准备冷却水的能量。

因此，本发明的目的在于提供一种能够在氧阴极法的二室法中除电解反应所需的能量以外无需额外的能量、在向阴极室供给水分的同时抑制电解槽的过热、高效地制造氢氧化钠和/或氯的方法。

本发明如下。

[1]一种氢氧化钠和/或氯的制造方法，是使用具有1个以上单元电池(単位セル)的二室法型食盐水电解槽，向阳极室供给食盐水，向阴极室供给经加湿的含氧气体对食盐水进行电解来制造氢氧化钠和/或氯的方法，所述单元电池以夹着离子交换膜的方式具备内置于阳极的阳极室和内置有气体扩散阴极的阴极室，

上述单元电池进一步具有生成用于向上述阴极室供给的经加湿的含氧气体的加湿室，