CN102217649A

CN102217649A - 无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法及装置

Info

Publication number: CN102217649A
Application number: CN2011100722466A
Authority: CN
Inventors: 刘新志
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: CN102217649B

Abstract

本发明属电化学技术领域，提供一种无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法及装置，所述装置包括电解槽、电源和第一稀释箱，所述电解槽置于第一稀释箱上方且两者可连通，所述电源与置于电解槽内的两电极板连接，所述电解槽为一腔室结构且两电极板之间无隔膜。电解槽采用无隔膜一室型结构，电解液浓度为3％的盐酸溶液，电解采用低电压(2～3V)，并进一步利用电解生成的含氯的气体，对环境无污染且结构简单，制造、维修、操作方便，成本低，与有隔膜电解槽装置比较，节约成本约60％，节约用水50％，具有较高的实用价值。

Description

无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法及装置

技术领域

本发明属电化学技术领域，具体涉及一种无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法及装置。

背景技术

目前国内研制生产消毒水的设备基本上都采用隔膜式电解槽，即用能透过离子的渗透膜把电解槽内空间分割成两半，正负电极置于分隔开的电解槽内，电解液采用食盐溶液。给电解槽内注入一定浓度的食盐溶液，通过正负电极的电流使电解液产生电化学反应，在正极侧生成强酸性水，负极侧生成强碱性水，有隔膜电解法虽能制出具有低pH值(pH＜3，高电位ORP≥1100mV)，有效氯含量高(ACC＝40～100ppm)的强酸性消毒水，但它存在以下缺陷：一是负极侧产生强碱性水，该强碱性水不具有杀菌性能，一般都被废弃，使自来水的利用率损失50％；二是有隔膜的电解槽，结构比较复杂，容易产生故障，制造、维修成本高；三是电解过程中产生的各种含氯气体容易扩散出来，产生刺鼻异味，对环境造成污染；四是电解过程中产生的含氯气体没有被再次利用；五是电解电压一般采用8～20V，功耗大，浪费能源。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法及装置，电解槽采用无隔膜一室型结构，电解液采用浓度为3％的盐酸溶液，电解采用低电压(2～3V)，并进一步利用电解生成的含氯的气体，对环境无污染且操作简单。

本发明采用的技术方案：无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法，采用无隔膜电解槽在2-3V的低电压下电解盐酸溶液生成强酸性电解水和含氯的气体，然后将生成的强酸性电解水和含氯的气体通入密闭容器内稀释至设计浓度。

具体包含下述步骤：

1)在无隔膜方式下电解盐酸溶液，生成强酸性电解水，而无碱性水产生，同时电解时产生大量含氯的气体；

2)将含氯的气体通过收集管不断送入第一稀释箱内，并与第一稀释箱中的水再反应，生成弱次氯酸溶液；

3)将步骤一生成的强酸性电解水注入第一稀释箱内与步骤二生成的弱次氯酸溶液充分混合，生成强酸性溶液；

4)将步骤三中成的强酸性溶液注入第二稀释箱内，并与第二稀释箱内的水充分混合，进一步将强酸性溶液稀释，生成弱酸性消毒水。

其中，上述步骤一，盐酸溶液的浓度为3％。

其中，所述电解槽、第一稀释箱和第二稀释箱均设计成密闭结构形式，所述第一稀释箱内还设有搅拌泵。

进一步地，所述步骤一电解槽中生成的强酸性电解水的PH＜1，所述步骤3生成的强酸性溶液的PH＜2，步骤四生成的弱酸性消毒水的PH值在3～6的范围。

一种无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，包括电解槽、电源和第一稀释箱，所述电解槽置于第一稀释箱上方且两者通过管道连通，所述电源与置于电解槽内的两电极板连接，所述电解槽为一腔室结构且两电极板之间无隔膜。

其中，所述第一稀释箱下方还设有可对第一稀释箱内的酸性水再次稀释的第二稀释箱，还包括含氯气体收集管，所述收集管上端与电解槽连通，其下端与第一稀释箱连通。

进一步地，所述第一稀释箱内还设有搅拌泵和水位指示仪。

进一步地，所述电解槽上端设有电解液注入口并用封盖旋紧，其下端设有强酸液放出阀且放出阀与第一稀释箱相连通，所述第一稀释箱侧方上部设有进水排气阀，其侧方下部设有酸液放出阀，所述酸液放出阀与第二稀释箱上端制有的酸液进入口相对应，所述第二稀释箱侧部下方还设有弱酸液放出阀。

进一步地，所述控制板上设有电解指示灯、搅拌泵指示灯、电解启动按钮、搅拌泵启动按钮和计时控制装置。

本发明与现有技术相比结构简单，制造、维修、操作方便，成本低，与有隔膜电解槽装置比较，节约成本约60％，节约用水50％，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为有效氯中次氯酸含量与消毒水酸度PH值曲线关系示意图；

图2为本发明中装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2描述本发明的一种实施例。

无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，包括电解槽1、电源2和第一稀释箱3，所述电解槽1置于第一稀释箱3上方且两者可连通，所述电源2与置于电解槽1内的两电极板5连接，电解槽1为一腔室结构，两电极板5之间无隔膜。第一稀释箱3下方还设有可对第一稀释箱3内的强酸性溶液再次稀释的第二稀释箱4。还包括含氯气体收集管6，收集管6上端与电解槽1连通，其下端与第一稀释箱3连通。第一稀释箱3内还设有搅拌泵7和水位指示仪8。

电解槽1上端设有电解液注入口9并用封盖21旋紧，其下端设有强酸液放出阀10且放出阀10与第一稀释箱3相连通，第一稀释箱3侧方上部设有进水排气阀11，用于第一稀释箱3的注水和电解过程中的排气，其侧方下部设有酸液放出阀12，酸液放出阀12与第二稀释箱4上端制有的酸液进入口13相对应，第二稀释箱4侧部下方还设有弱酸液放出阀14。控制板15上设有电解指示灯16、搅拌泵指示灯17、电解启动按钮18、搅拌泵启动按钮19和计时控制装置20。

还提供一种用上述装置制取弱酸性消毒水的方法，采用无隔膜电解槽在2-3V低电压下电解盐酸溶液生成强酸性电解水和含氯的气体，然后将生成的强酸性电解水和含氯的气体通入密闭容器内稀释至设计浓度，具体包含下述步骤：

1)在无隔膜方式下电解盐酸溶液，盐酸溶液的浓度为3％，电解时阳极电压仅为2-3伏，阳极反应：

2HCL→H₂+CL₂

CL₂+H₂O→HCLO+HCL

由于电解电压很低，阴极几乎不产生反应，不会有碱性离子产生，所以经此电解生成的全部为强酸性电解水，同时电解时产生大量含氯的气体；

2)进一步利用电解生成的含氯的气体，在电解槽1中设计了含有氯气体收集管6，将电解过程中产生的CL₂、OCL^-等含氯的气体通过收集管6不断送入第一稀释箱3中，与水再反应，生成弱次氯酸溶液，多余气体经进水排气阀11连续或间接排出至第二稀释箱4中；

3)将步骤一生成的强酸性电解水注入第一稀释箱3内与步骤二生成的弱次氯酸溶液充分混合，生成强酸性溶液；

4)将步骤三中成的强酸性溶液注入第二稀释箱4内，并与第二稀释箱4内的水充分混合，进一步将强酸性溶液稀释，生成弱酸性消毒水。

上述步骤中，将电解槽1、第一稀释箱和第二稀释箱4设计成密闭结构，防止了电解过程中产生的含氯的气体外泄对空气环境的影响，第一稀释箱3中设置了搅拌泵7，可使其中的溶液充分均匀混合。由图1所示曲线可看出酸性消毒水有效氯中次氯酸在pH＝3-6范围内达到最高，其杀菌效果最强。所以设置了第一稀释箱3、第二稀释箱4两个稀释箱。电解完成后将电解槽1中生成的PH＜1的强酸性电解水注入第一稀释箱3与水混合稀释为PH＜2的强酸性溶液，此时从曲线可看出HCLO含量也只达到70％，为了得到更好的杀菌效果，将第一稀释箱3中的强酸性溶液注入第二稀释箱4进一步稀释，使pH值到3～6的范围，次氯酸含量可达90％以上，生成了弱酸性消毒水。同时，可通过调整两电极板5的间距、电极板5的面积、电解电压以及电解液浓度来改变电解效率。经多次制水试验，可达到以下效果：

1、总使用最大功率≤30W，可生成＞400L/H的弱酸性消毒液。

2、改变电解面积，可做成不同生成量的发生装置。

工作过程：

1、关闭电解槽1的强酸液放出阀10和第一稀释箱3的酸液放出阀12；

2、打开第一稀释箱3的进水阀11，从此口向第一稀释箱3注入水1L，通过水位指示仪8观察水位，达到要求水位，关闭进水排气阀11；

3、将用配置好的盐酸溶液从电解液注入口9注入电解槽1内，并拧紧注入口封盖21；

4、接通电源2，按电解启动按钮18和搅拌泵启动按钮19，此时电解指示灯16、搅拌泵指示灯17灯亮。电解开始，搅拌泵7转动，计时控制装置20开始计时，通过收集管6，将电解过程中产生的含氯的气体输入第一稀释箱3的水中，多余气体通过管子排至第二稀释4中；

5、当定时到后，自动关闭电解电源2；

6、打开电解槽1的强酸液放出阀10，将生成的强酸性电解水注入第一稀释箱3，待充分混合后，关闭搅拌泵7；

7、向第二稀释箱4内注入100L自来水或R0水，将第一稀释箱3中的强酸性溶液注入第二稀释箱4进一步稀释，生成100L弱酸性消毒水。

8、打开弱酸液放出阀14，放出符合要求的弱酸性消毒水供使用；

9、检查弱酸性消毒水指标，应在下列范围：PH＝3～6，ORP＝300～1000mV，ACC＝10～40ppm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims

1.无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法，其特征在于采用无隔膜电解槽在2-3V的低电压下电解盐酸溶液生成强酸性电解水和含氯的气体，然后将生成的强酸性电解水和含氯的气体通入密闭容器内稀释至设计浓度。

2.如权利要求1所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法，其特征在于包含下述步骤：

3.根据权利要求2所述的制取弱酸性消毒水的方法，其特征在于：上述步骤一，盐酸溶液的浓度为3％。

4.根据权利要求2所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法，其特征在于：所述电解槽、第一稀释箱和第二稀释箱均设计成密闭结构形式，所述第一稀释箱内还设有搅拌泵。

5.根据权利要求2、3或4所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的方法，其特征在于：所述步骤一电解槽中生成的强酸性电解水的PH＜1，所述步骤3生成的强酸性溶液的PH＜2，步骤四生成的弱酸性消毒水的PH值在3～6的范围。

6.实现如权利要求1所述方法的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，其特征是包括电解槽(1)、电源(2)和第一稀释箱(3)，所述电解槽(1)置于第一稀释箱(3)上方且两者通过管道连通，所述电源(2)与置于电解槽(1)内的两电极板(5)连接，其特征在于：所述电解槽(1)为一腔室结构且两电极板(5)之间无隔膜。

7.根据权利要求6所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，其特征在于：所述第一稀释箱(3)下方还设有可对第一稀释箱(3)内的强酸性水再次稀释的第二稀释箱(4)，还包括含氯气体收集管(6)，所述收集管(6)上端与电解槽(1)连通，其下端与第一稀释箱(3)连通。

8.根据权利要求6所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，其特征在于：所述第一稀释箱(3)内还设有搅拌泵(7)和水位指示仪(8)。

9.根据权利要求6、7或8所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，其特征在于：所述电解槽(1)上端设有电解液注入口(9)并用封盖(21)旋紧，其下端设有强酸液放出阀(10)且放出阀(10)与第一稀释箱(3)相连通，所述第一稀释箱(3)侧方上部设有进水排气阀(11)，其侧方下部设有酸液放出阀(12)，所述酸液放出阀(12)与第二稀释箱(4)上端制有的酸液进入口(13)相对应，所述第二稀释箱(4)侧部下方还设有弱酸液放出阀(14)。

10.根据权利要求9所述的无隔膜电解法制取弱酸性消毒水的装置，其特征在于：所述控制板(15)上设有电解指示灯(16)、搅拌泵指示灯(17)、电解启动按钮(18)、搅拌泵启动按钮(19)和计时控制装置(20)。