專利名稱：電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電餘隋，更*^地，它涉及一種用于生產(chǎn)次氯酸鈉的電解 槽以及生產(chǎn)次氯酸鈉的方法。
次氯酸鈉(NaClO) "^]作消勒'j或"漂白劑"，它#水處理廠中用于 凈化水。在水處理廠中，^^l連續(xù)處理的電解槽現(xiàn)場(chǎng)制造次氯酸鈉。次氯酸鈉 也能用于消毒游泳池中的水，游泳池中的7JC需要定期使用消勒'j來處理以確保 7M有適宜品質(zhì)。"-^:，可以購(gòu)買到固體結(jié)晶形式的次氯酸鈉，并用于消毒用 于游泳池中的水。
在食品制造工廠和超市中，也常見水儲(chǔ)存在儲(chǔ)箱中，以便例如萬一發(fā)生自
來7JO^給中斷可以使用它。維持水儲(chǔ)存是有利的，因?yàn)樽詠?jC供給中斷可導(dǎo)致 生產(chǎn)中斷，這會(huì)提高成本。至少在英國(guó)，通過自來水供^^到工廠或超市的
水可以被認(rèn)為對(duì)于在食品生產(chǎn)中^f^J是il^l清潔的。在^ 1前處理儲(chǔ)存在儲(chǔ)箱 中的7m不常見，因?yàn)檎J(rèn)為水的品質(zhì)在儲(chǔ)存期間沒有降f氐。但是，儲(chǔ)箱中儲(chǔ)存
的水可能保存了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，因jt沐可能儲(chǔ)存的水可能變得不適合用于某些 生產(chǎn)過程。
次氯酸鈉的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)是有利的，以便儲(chǔ)存的7K或游泳池的水f^^求消毒。 但是，水處理廠所使用的電解槽的類型不適用于上i^斤討論的設(shè)拖。i^i要是
由于電解槽的;U^寸，以及作為化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物而產(chǎn)生的危險(xiǎn)氣體(特別是
氫氣)。在例如游泳池或工廠的公共建筑中，例如氫氣的爆炸性氣體的產(chǎn)生^it ^目當(dāng)大的務(wù)t隱患。
氣體的爆炸極p艮;i^氣體的引燃時(shí)空氣中的最^^最高濃度。在爆炸極
限的下限以下，氣^fr有的^JL不足以引燃。在爆炸極限的上限以上，潛在的
爆炸性氣體和空氣的混合物密度太大，因此不能引燃。電解槽越小，氣體可以 在其中循環(huán)的空間越有限。因此，M限的空間中，氣體的濃度就有更多的機(jī) M過它的爆炸極限下限，因jt匕就傾向于凈皮引燃。i^f吏^f對(duì)于小型詔i而言，
現(xiàn)場(chǎng)制造次氯酸鈉;l^問題的。才W本發(fā)明的第一方面，我們提供了一種電膽，包括電解絲、電極、
出口和空氣^T7v部件；所述電解容器用于敘內(nèi)填充該容器iii'J預(yù)設(shè)水平的液體 電解液；所述電才M于使電流;綠該電解液；所述出口用于允許電解過禾1^斤產(chǎn) 生的氣體離開該g;所述空^^入部件位于l^上鄰i^斤述預(yù)it7K平的位置， 用于以預(yù)iM率向該容器中導(dǎo)入空氣。
il種i殳計(jì);^有利的，因?yàn)殡娊獠凼蔷o湊的iM^J;i^的，特別^i對(duì)于次
氯酸鈉的生產(chǎn)而言。^的空氣盡可肖y^近電解液表面稀釋了任何危險(xiǎn)的氣體，
例如氫氣。因此，這種布置極M降f氐了次氯酸鈉生產(chǎn)期間存在于槽中的氫氣 ^^^ 炸#及限下限的危險(xiǎn)。
to^，本發(fā)明的電觸適合于次氯酸鈉的生產(chǎn)。因此，本發(fā)明的電觸 允許相對(duì)^的次氯酸鈉d 、^L^L場(chǎng)生產(chǎn)。
^i^，該槽以批量工藝辦。因此，該槽填充電解液，實(shí)施電解，然后 排空并重新填充新鮮電解液。生產(chǎn)次氯酸鈉時(shí)，電解^Aik水，"-^JL約3 %。
M地，電擬^匕同心。電解槽包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管環(huán)繞電招JL促 進(jìn)電解^￡^器循環(huán)。
^i^，出口位于電解容器的最高點(diǎn)。^L^預(yù)設(shè)水平iU在鄰近、但不低
于溢流部件，該溢流部件防止電解^H被ii;l填充。
^i^，溢流部件和空^r入部件共用連接到電解容器的一個(gè)管道。to 容器包括電解液輸入部件，該電解液輸入部件適于用新鮮電解液填充電解容器。
因此，生產(chǎn)次氯酸鈉時(shí)，鹽水通過該輸入部件被輸A5iJ該容器中，
to^，該g包^t于允許處理過的電解液離開該g的產(chǎn)物輸出部件。 ^it該產(chǎn)物輸出部件與儲(chǔ)存電解過程的產(chǎn)物直至期皮需要的產(chǎn)物儲(chǔ)箱相連接。 該溢流部件也可與該產(chǎn)物儲(chǔ)箱連接。
m^，空氣壓力產(chǎn)生部件連接到產(chǎn)物儲(chǔ)箱，以^it過該空^r入部件將
空氣吹過該產(chǎn)物儲(chǔ)箱并iiA該容器。優(yōu)逸空氣導(dǎo)A^器的預(yù)^it率^^危險(xiǎn)氣
體產(chǎn)生的速率iM4擇，這樣，速率需要足夠高以在電解過程期間有效^#釋危 險(xiǎn)氣體(一種或多種)。
才Nt本發(fā)明的第二方面，我們提供了一種^^本發(fā)明第一方面的電解槽生產(chǎn)次氯酸鈉的方法，該方法包括以下步驟 用鹽水電解液填充電解^H至預(yù)設(shè)水平； ;^o空氣5jM過電解^^面； 在預(yù)i殳時(shí)間賴:之內(nèi)對(duì)電解液實(shí)施電解； 從電解槽提取電解生成的次氯酸鈉。
it個(gè)方法;^有利的，因?yàn)闅錃獾谋康姆e聚才/^非常低，i^A由于氫氣 一旦離開電解a面，就被空氣^^#釋。此方法以"批量"l^t模錄效操怍。
下面參考所附的附圖，通過僅為例示的方式詳細(xì)描ii^發(fā)明，附圖中 圖l顯示了本發(fā)明電餘隋的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖； 圖2顯示了

圖1所示的實(shí)施方式的一個(gè)外形圖；而 圖3顯示了圖2的電,的差^座的視圖。
電解槽1顯示在圖1中Jii于通過電解鹽水生產(chǎn)次氯酸鈉，該鹽水-"^:具 有濃度3%的鹽。該槽1以"批量",模^怍，其中填充鹽水(新鮮電解液)， 開始電解，且一旦已經(jīng)產(chǎn)生足夠艦的次氯酸鈉， #空該槽的電解產(chǎn)物(產(chǎn) 物電解液)。
電HW 1包括具有電極3布置其中的電解絲2，該容器2適于賴環(huán)繞該 電極3的鹽水電解液4。該容器2還包括出口 5和空^T入部件6?？誢^入部 件6該！在電解液4的表面7JC平附近，電解液4的表面水平由虛線7所表示。
容器2包^"f狀體8，管狀體8具有通氣管10,通氣管10在最高點(diǎn)處P艮定 所述出口。漸縮的錐形部分ll^if氣管10與管狀體8^h在^f^D中，通氣 管10與廢氣系統(tǒng)(未示出)連接。容器2在管狀體2中具有多個(gè)端口。上部端 口 12形成空^T入部件6;填充端口 13允許電解液4被引A^絲2中；并且 產(chǎn)物端口 14允許產(chǎn)物電解^^器2被提取。容器2還包括基皿15 (顯示在 圖2和3中)，其通過螺論16與管狀體部分8緊固。螺論16穿艦15并被緊 固到管狀體2上的向外翻轉(zhuǎn)的法蘭17。密封墊片18位于基座板15和法蘭17 之間?；?5具有允"i憤電電纜21通過的孔20, :^fr蓋(gland)(未示出) 在電纜21與基皿15之間形成密封。電纜15與電極3適當(dāng)iik^接(未示出)。
電極3包4錄狀陽極22和管狀陰極23。陰極23具有比該陽極22小的直徑，且陰極23同心地i5J^t陽極22中。電極3適于完全浸^j^電解液4中。
包^f ^L件的導(dǎo)管24安#容器2中，JJt過間隔元件25附著于基座 板15上。間隔元件25 (由虛錄示)允許電解液4從導(dǎo)管24外部的區(qū)域27 流到該導(dǎo)管中的區(qū)域28， ^#頭26所示。但是，應(yīng)當(dāng)理解，電解液4可以以其 它的方向流動(dòng)。間隔元件25包括十字形的元件，且導(dǎo)管24位于其上，這樣它 的外圍的圓形邊^(qū)I^接該十字形元件的臂和其間的空隙。因此，電解液能夠通 過間隔元件25的臂之間的空隙在區(qū)域27和28之間流動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)管24 的其它iM將允許電解液環(huán)繞該管24流動(dòng)，例如，導(dǎo)管24可以直接附著于基 板15上，且具有鄰i^J^^15環(huán)繞周圍^^的多個(gè)孔。^it個(gè)實(shí)施方式中(未 示出)，因?yàn)殡娊庖?能夠^Ut導(dǎo)管24中的孔，不需要間隔元件25。導(dǎo)管24 Hfeit于完全浸沒在電解液4中。
上部端口 12和產(chǎn)物端口 14分別通過管道31和32與產(chǎn)物儲(chǔ)箱30連接。當(dāng) 產(chǎn)物電解^4^ 2排出JL^它作為消射i]等^U之前，該產(chǎn)物儲(chǔ)箱30適于儲(chǔ) 存該產(chǎn)物電解液。該產(chǎn)物儲(chǔ)箱^i^接有空^^入管道33，其引導(dǎo)妙的空U 入槽30、通過管道31、 ^it過空氣腧入部件6iiA^容器2中。通iiX扇34 使輸入的空^t于^H狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其它的空氣壓力源，如壓縮 才咸例如來自氣缸的預(yù)^i縮過的氣體。產(chǎn)物儲(chǔ)箱30還包括產(chǎn)物輸出口 35，用 于從該產(chǎn)物儲(chǔ)箱30中移出產(chǎn)物。
g2還包括溢流部件。在這個(gè)M實(shí)施方式中，該溢流部件36包括上部 端口12，因此該溢流部件36和空^T入部件共用該端口 12。當(dāng)容器2用電解 液4填充時(shí)，^f皮填充iiSij預(yù)i^7K平7且該溢流部件36iU在鄰近、4S^過該 預(yù)設(shè)水平7。這既確保了任何超過該預(yù)"&7jC平的增加的多余電解^lf被導(dǎo)致流
進(jìn)產(chǎn)物儲(chǔ)箱30中，"lM角保了輸入的空氣導(dǎo)向該電解液4的表面上。因此，電解 過程中#^1的^{可危險(xiǎn)氣體一旦離開電解液4，就^^皮輸入的空氣4^#釋。應(yīng)當(dāng) 理解，空氣輸入部件6和溢流部件36可以在不同的端口與該^H連接。無^口 何，由于空氣M過產(chǎn)物儲(chǔ)箱30和管道31 PJUL了一種或多種危險(xiǎn)氣^^該 管道31和產(chǎn)物儲(chǔ)箱30,本實(shí)施方iOi有利的。
在^fM中，閥(未示出)的打開允許電解液14通艦口 13 ^it^器2中， 容器2被填充直至其ii^預(yù)i^7jC平7，使電極3和導(dǎo)管24浸沒于其下，JLL部 端口 12鄰近電解液14的表面。啟動(dòng)風(fēng)扇34以傳遞空氣流使其通過電解液的表面，并向電極3Ji^口電^充。鹽水的電,MA以下M: 2NaCl + 2H20 —Cl2 + 2NaOH + H2 HfeXi進(jìn)一步的副反應(yīng)，因此生產(chǎn)次氯酸鈉 Cl2 + 2NaOH —NaCIO + NaCl + H20
氫氣^i要的生成氣體，且^#從電極3通過導(dǎo)管24中的區(qū)域28上升到 電解液的表面。上升的氣體沿著箭頭37和26的方向促逸了電解液4的循環(huán)。 i^A有利的，因?yàn)樗_保了例如區(qū)域27中的任何"應(yīng)的電解液被迫^^接 近電極3。當(dāng)氫氣離開電解液4的表面時(shí)，由空^r入部件6所引入的空氣;歸 其稀釋。選擇輸入空氣的流速以確保^^T危險(xiǎn)氣體，例如氫氣，凈^分^#釋 以實(shí)質(zhì)上減少它們的危^f》響。然后稀,氫氣可通過出口 5離開，去往廢氣 系統(tǒng)(未示出)。 一旦電解液的電解已經(jīng)產(chǎn)生了足夠濃度的次氯酸鈉，供應(yīng)到 電極的電流<#凈皮切斷。如果離開該出口 5的氫氣^l低于比爆炸極限的下Fte 低的的預(yù)i^7K平，也可關(guān)閉風(fēng)扇33。然后打開產(chǎn)物端口中的閥(未示出)以允 許產(chǎn)物電解液離開絲2iiA儲(chǔ)箱30。然后當(dāng)需要時(shí)，能夠通過輸出口35從產(chǎn) 物儲(chǔ)箱30中提^;欠氯酸鈉溶液。
應(yīng)當(dāng)理解，電解過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)氣體不一定必須被空氣稀釋，可以4^] ^a的其它氣體，例如氮?dú)?。而且，能夠才娥特定的電解A^所產(chǎn)生的特定的 危險(xiǎn)氣體^1擇用作稀釋氣體的氣體。
權(quán)利要求
1.一種電解槽，包括電解容器(2)、電極(3)、出口(5)和空氣輸入部件(6)；所述電解容器(2)用于容納填充所述容器(2)達(dá)到預(yù)設(shè)水平的液體電解液(4)；所述電極(3)用于使電流流經(jīng)所述電解液(4)；所述出口(5)用于允許電解過程所產(chǎn)生的氣體離開所述容器(2)；所述空氣輸入部件(6)位于基本上鄰近所述預(yù)設(shè)水平(7)的位置，用于以預(yù)設(shè)速率向所述容器(2)中導(dǎo)入空氣。
2. ##^'虔求1所述的電餘隋，其中所述電,用于次氯酸鈉的生產(chǎn)。
3. 才娘;^^要求1或似'J要求2所述的電鍵，其中所述電)lf^適于以批 量工藝操怍。
4. 才峰上述任意一項(xiàng)似'J要求所述的電,，其中所述電極(3)^匕同心。
5. 才娥上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電解槽，其中所述電解槽包括導(dǎo)管 (24)。
6. 才N^WJ要求5所述的電,，其中所述出口位于所述電解g (2 ) 的最高點(diǎn)。
7. 才娥上述任意一項(xiàng)^'J要求所述的電觸，其中所述預(yù)^L7K平(7)設(shè) 置在鄰近、但低于溢流部件(36)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電自，其中所述溢流部件(36)和所述空， 入部件(6)共用連接到所述電解容器(2)的管道。
9. 才缺上述任意一項(xiàng);K^要求所述的電)IW,其中所述電解絲(2)包 括電解液輸入部件(13)。
10. #^ '決求9所述的電,，其中所述電解液輸入部件(13)適于用 新鮮電解液(4)填^^斤述電解容器(2)。
11. 才娘上述任意;M'J要求所述的電纖，其中所述電解絲(2)包^dt 于允許處理過的電解液(4)離開所述電解g (2)的產(chǎn)物輸出部件(14)。
12. 才娘權(quán)利要求11所述的電鵬，其中所述產(chǎn)物輸出部件(14)連接到 儲(chǔ)存電解過程的產(chǎn)物直至期皮需要的產(chǎn)物儲(chǔ)箱(30)。
13. 才M^U'漆求12所述的電麟，其中所述溢流部件(36) ^i^接到所 述產(chǎn)物儲(chǔ)箱(30)。
14. 才M^5U'J要求12或13所述的電餘隋，其中空氣壓力產(chǎn)生部件(34)連 接到所述產(chǎn)物儲(chǔ)箱(30)，以便通過所述空氣輸入部件(6)將空氣吹it;斤述產(chǎn) 物儲(chǔ)箱并i^斤述電解容器(2)。
15. 才娥;M'漆求1所述的電餘隋，其中空氣導(dǎo)A^斤述電解容器(2)的預(yù)i^率4N^危險(xiǎn)氣體的產(chǎn)生速率^M^擇。
16. —種^JU^U'J要求1至15中任意一項(xiàng)所述的電,生產(chǎn)次氯酸鈉的方 法，包括以下步驟用鹽水的電解液(4)填^^斤述電解容器(2)至預(yù)i^K平； 施加空氣^it過所述電解液(4)的表面； 在預(yù)設(shè)時(shí)間段之內(nèi)對(duì)所述電解液(4)實(shí)施電解； ^^斤述電解槽中提取由所述電解生成的次氯酸鈉。
17. #^權(quán)利要求15所述的方法，其中所#7片的^1約為3 % 。
全文摘要
一種電解槽，包括電解容器(2)、電極(3)、出口(5)和空氣輸入部件(6)；所述電解容器(2)用于容納填充該容器(2)達(dá)到預(yù)設(shè)水平的液體電解液(4)；所述電極(3)用于使電流流經(jīng)該電解液(4)；所述出口(5)用于允許電解過程所產(chǎn)生的氣體離開該容器(2)；所述空氣輸入部件(6)設(shè)置在基本上鄰近預(yù)設(shè)水平(7)，用于以預(yù)設(shè)速率向該容器(2)中導(dǎo)入空氣。
文檔編號(hào)C25B15/08GK101553602SQ200780040309
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月23日
發(fā)明者J·勞思 申請(qǐng)人:水環(huán)純水務(wù)有限公司