[发明专利]电解装置和电解方法

说明书

本发明提供能够可靠地消除在产生氢的电解工艺中微量的气体在电解液的循环管线中逐渐蓄积而达到氢的爆炸极限的危险性的电解装置和电解方法。电解装置(1)的特征在于设有用于向氢气能够以气相形态存在的气相区域(21)输送阳极气体而稀释氢气浓度的阳极气体输送管线(20)，该阳极气体输送管线(20)将气相区域(21)和阳极侧气液分离部件连接起来，阳极气体输送管线(20)将阳极气体的至少一部分输送至气相区域(21)，从而利用阳极气体来稀释气相区域(21)中的氢气浓度而使其可靠地低于爆炸极限下限值。

技术领域

本发明涉及因电解而产生氢气的电解装置和电解方法，尤其涉及碱水电解装置和使用该装置的电解方法。

背景技术

在碱水电解、纯水电解、非纯化水的电解、食盐电解、氯化物水溶液、溴化物水溶液、盐酸水溶液、硫酸水溶液电解等中，因电解而产生氢气。

作为产生氢气的电解装置和电解方法的一个例子，存在专利文献1所记载的碱水电解装置和碱水电解方法。在专利文献1的电解装置和电解方法中，将由在阳极室和阴极室中生成的气液混合流体构成的阳极液和阴极液回收至共用的循环箱，在该循环箱内进行混合，之后循环供给至阳极室和阴极室这两个电解室。通过利用循环箱来混合阳极液和阴极液，从而使供给至两个电解室内的电解液的浓度为相同浓度，且在始终维持恒定浓度的情况下进行连续电解。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－029921号公报

发明内容

发明要解决的问题

在产生氢气的电解装置和电解方法中，氢气有时与氧气、氯气、溴气等混合。

例如，在上述碱水电解装置和工艺中，在阳极室和阴极室中生成的阳极液和阴极液在气液分离后被输送至循环箱。在该气液分离后的阳极液和阴极液中溶解有氧气和氢气。电解液中的气体的溶解量根据气相的氢分压、温度而变化。当电解液中的溶解气体超过饱和溶解量时，在循环箱的上部等、电解液的循环管线中，会存在气体。气体化的氢气原本为微量，但在循环箱的上部、倒U字状的配管等密闭空间中，氢气逐渐蓄积，不能断言完全没有会达到氢的爆炸极限的可能性。

在如此形成有蓄积氢气的气相区域的情况下，能够想到，通过向该气相区域连续地供给氮气等非活性气体、空气等，从而使气相区域中的氢浓度稀释并降低，从而可靠地防止氢爆炸的危险性。

然而，在使用非活性气体的情况下，由于产生非活性气体的费用，因此运转成本增加。在利用空气的情况下，在空气中存在的CO₂成为问题。在碱水电解的情况下，空气中的CO₂和电解液中的阳离子(Na⁺、K⁺等)发生反应而生成碳酸盐。由于长期运转，碳酸盐会在配管等中析出。因此，有可能配管发生闭塞，无法再继续进行电解工艺。

本发明的目的在于，提供在上述那样产生氢的电解工艺中能够消除微量的气体在电解液的循环管线中逐渐蓄积而达到氢的爆炸极限的可能性的电解装置和电解方法。

用于解决问题的方案