CN102762773A - 次氯酸钠制造用电解槽 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过电解盐水或海水等盐水制造次氯酸钠的电解槽。涉及新结构的水平型非膈膜式电解槽，更详细说明为如下：由将中空型壳子的内部空间分割为多个电极室的隔离板、在穿透上述隔离板的四角形空间内部一定间隔布置的电极板、将上述隔离板固定于壳子内壁的固定杆组成，在上述壳子内部不需要焊接或粘贴手段，也可以保持一定间隔的上述电极板。

Description

次氯酸钠制造用电解槽
技术领域
 本发明涉及通过电解盐水或海水等盐水制造次氯酸钠的电解槽。涉及新结构的电解槽，更详细说明为如下：由将中空型壳子的内部空间分割为多个电极室的隔离板、在穿透上述隔离板的四角形空间内部一定间隔布置的电极板、将上述隔离板固定于壳子内壁的固定杆组成，在上述壳子内部不需要焊接或粘贴手段，也可以保持一定间隔的上述电极板。
背景技术
次氯酸钠(NaOCl; Sodium Hypochlorite)是无色或浅绿黄色液体，具有强力的消毒、防臭及漂白作用和很高的安全性，所以广泛用于蔬菜或水果等饮食或餐具或厨房用具等生活用品清洗，废水及污水处理用、锅炉或发电站的冷却水消毒用。
这些次氯酸钠主要通过电解包含盐水或海水或氯化钠的天然或合成溶液(以下称'盐水')而生产。即利用电解装置电解盐水时，在正极(Anode)因氧化反应发生氯气(Cl2)，在负极(Cathode)因还原反应发生氢氧化钠(NaOH)和氢气(H2)，上述氢氧化钠(NaOH)和氯气(Cl2)再反应而生成次氯酸钠(NaOCl)。
如上述，利用电解反应生产产业性的次氯酸钠的装置一般由盐水供应装置和电解上述盐水的电解槽组成，为了提高电解反应的效率，开发了多种形式的电解槽。
原来电解槽中，查看与本发明类似的电解槽的话，在美国专利第4,372,827号(注册日期; 1983.02.08.)介绍了类似于图1的结构的水平型非膈膜式电解槽。上述电解槽的结构为如下：在PVC 壳子1的两端安装盖子2，在一端安装负极终端3和其连接器4，在两一端安装正极终端5和其连接器6。而且在壳子1内部，第一个壳子零件(Assembly)的负极7接触到上述负极终端3，所以图纸符号8成为正极，与下一个壳子隔离的图纸符号9成为负极。通过这些方法，直至最后一个壳子的正极10接触到上述正极终端5，多个中间壳子连续布置。
但是在上述结构的电解槽，由于组成各壳子的电极板通过拧紧螺丝固定于隔离板11，因此整个结构非常复杂，而且上述电极板之间难以保持一定间隔，尤其电解过程中发生的副产物-氢气不能顺利排放可能导致壳子爆发等，存在着安全性问题。
还有韩国专利第592331号(注册日期; 2006.06.15.)介绍了如图2结构的电解槽9。上述电解槽9由具有盐水供应管1和氢气排出管6的圆筒型的外壳2、在上述外壳2内部一定间隔布置的多张的电极板3、将上述外壳2内部隔离为多个电极室5的隔离板4组成。而且在上述隔离板4的上部形成排出氢气的管孔7，在其内部形成一定盐水和次氯酸钠的流动通道8。
但是在上述图2结构的电解槽9，由于盐水和次氯酸钠要通过上述隔离板4内部上下形成的流动通道8移动至各电极室5，存在着盐水的流动不顺畅的问题，尤其为了固定上述电极板3或隔离板4，需要粘贴或焊接而带来一些麻烦。而且在上述外壳2内部通过焊接或粘贴方法结合各组成零件的话，使用的金属性物质或化学成分将成为妨碍对盐水的电解反应的因素，在上述结合部位经常发生腐蚀或漏电导致降低耐久性。
发明内容
为此，本发明要解决的课题涉及对于布置壳子内部的各组成零件，不使用焊接或粘贴的手段，通过单纯的凹凸结合的方式组装各组成零件，结构上容易分解及组装，没有腐蚀或漏电的可能性从而大大提高电解效率及耐久性的次氯酸钠制造用电解槽。
按照本发明的次氯酸钠制造用电解槽具有如下特点：以长方向有扩展的内部空间，在一侧下方安装盐水供应口、另一侧上方安装盐水排出口的中空型壳子；紧密于上述壳子的内壁，将其内部空间分割为多个电极室C；在其上方与壳子内壁之间形成有排氢通道P的切削部，在其中央穿透四角形结构的空间部S，上述四角形空间部S的上边和下边以一定间隔各形成互相对应的电极板插入槽，在紧密于上述壳子的内部的其边缘形成固定杆插入槽的隔离板；在上述隔离板的上下电极板插入槽垂直插入各一张而互相保持一定间隔，在上述电极室C内一起布置的电极板；插入到上述隔离板的固定杆插入槽，将上述隔离板固定于壳子内壁，在安装上述隔离板的位置各形成隔离板固定槽的隔离板固定杆。
按照本发明的电解槽，该电解槽是对于布置壳子内部的各组成零件，不使用焊接或粘贴的手段，通过单纯的凹凸结合的方式组装各组成零件，结构上容易分解及组装，没有腐蚀或漏电的可能性从而具有优秀的电解效率及耐久性。
而且按照本发明的电解槽，该电解槽为：在上述壳子内部安装分割各电极室C的多个隔离板，在上述隔离板的上方与壳子内壁之间形成排氢通道P，在其中央形成安装电极板的空间部S，电解过程中，盐水及次氯酸钠通过上述空间部S顺畅移动至各电极室C，通过上述排氢通道P迅速排放氢气，因此能够提前防止因氢气导致的爆发。
而且按照本发明的电解槽，该电解槽为：在上述隔离板的空间部S上下以一定间隔形成各电极板插入槽，在上述上下电极板插入槽各插入一张电极板，上述隔离板再通过隔离板固定杆紧紧固定于壳子内壁，所以尽管有1~6Bar的盐水的压力，上述电极板能够长期保持一定间隔。
附图说明
图1及图2为原有电解槽的结构图纸；
图3为按照本发明的执行例子，显示电解槽组成的纵断面图；
图4为图3关于电解槽的横断面图；
图5为在图4显示隔离板20和电极板30的结合结构的说明图；
图6为在图4显示隔离板固定杆40的结构的斜视图；
图7为按照本发明的执行例子，隔离板20a、20b的斜视图；
图8为表示使用图7的隔离板20a、20b的电解槽的组成的纵断面图。
附图标记说明
10：壳子                   11：盐水供应口
12：盐水排出口             13：正极端子
14：负极端子               20,20a,20b：隔离板
21：切削部                 22,22a,22b：电极板插入槽
23：固定杆插入槽           30,30',30a',30b'：电极板
40：隔离板固定杆           41：隔离板固定槽
C：电极室                  P：排氢通道
S：空间部。
具体实施方式
利用上述图纸详细说明本发明为如下。但尽管本发明所需要的组成，针对属于一般技术或与原有技术相同的组成，省略具体说明。而且不管在先行专利文献已经介绍的图1及图2，在本发明对各组成因素赋予新的名称和图纸符号。
按照本发明的次氯酸钠制造用电解槽是如图3及图4，由中空型壳子10、安装于上述壳子10内部的隔离板20和电极板30及隔离板固定杆40组成。在上述组成因素中，除电极板30外，壳子10和隔离板20及隔离板固定杆40为非导电性材质、可以成型的聚氯乙烯(PVC)或玻璃强化聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树酯、聚四氟乙烯树酯组成较好。
首先上述壳子10的结构与一般电解槽相同的中空体，以长方向有扩展的内部空间，在一侧下方安装盐水供应口11、另一侧上方安装盐水排出口12。在上述壳子10的一侧安装正极端子13，在另一侧安装负极端子14。按需要可以适当变更上述盐水供应口11和盐水排出口12的位置，也可以变更其数量。
本发明的特点-上述隔离板20紧密于上述壳子10的内壁，将其内部空间分割为多个电极室C，在其上方如图4，具有壳子10内壁之间形成排氢通道P的切削部21。而且在上述隔离板20的中央部位，如图5(A)，穿透四角形结构的空间部S，上述空间部S的上边和下边以一定间隔各形成互相对应的电极板插入槽22。
而且上述切削部21以外的边缘部位，即紧密于上述壳子10的内壁的边缘，形成固定杆插入槽23。上述固定杆插入槽23没有特别限制，但形成2~5个(3个)为较好。
按照上述壳子10的断面形状，上述隔离板20的形状会不同，可以采取如图4(A)的原型、如图4(B)的四角形结构，也可以采取其他多角形结构(未图示)。而且按照电极室C的数量，上述隔离板20的安装数量会不同，一般一个壳子10内，按需要可以形成1~20个电极室C，在上述电极室C安装至少一个以上的隔离板20。
而且上述电极板30的结构与一般电解槽相同以矩形板体形状。本发明的特点为如图5 (B)，通过安装使得每张上述电极板30垂直插入到上述隔离板20的上下电极板插入槽22，与邻接的隔离板20保持一定间隔，以长方向穿透上述空间部S。
此时，上述电极板30之一和邻接的另一个电极板30之间的间隔取决于上述电极板插入槽22的间隔，一般上述盐水为盐水时，0.5~6mm的间隔较好，上述盐水为海水时，0.5~8mm的间隔较好。上述电极板30保持这些间隔时，各电极板30的电流密度为0.05~0.5A/cm2，此时所需电力为3.0~9.0Kw/KgCl2。
形成上述电极板30的基板(Substrate)材质与一般电极板相同，由钛、钽、锡、锆、不锈钢、镍组成，在上述基板的部分或全部涂层正极激活物质会具有正极的功能，没有涂层就具有负极的功能。作为上述正极激活物质可以使用钌、铱、铂金、铑、钯等。
在上述图3的电解槽，将涂层上述正极激活物质的正极和没有涂层的负极轮番布置而安装电极板30。此时，正极板的数量与负极板的数量存在着一个差距，即具有n-1个的电极组成。
最后隔离板固定杆40为如图6的四角棒形状，插入到上述隔离板20的固定杆插入槽23，在安装上述隔离板20的位置各形成隔离板固定槽41。由于上述隔离板固定杆40把隔离板20固定于壳子10内壁，尽管有盐水的压力，防止上述隔离板20被扭曲，为使上述电极板30能够长时间保持一定间隔而坚固地支撑。
图7为按照本发明的另一个执行例子而表示隔离板20的形态，分为电极板插入槽22的间隔相对狭窄的A型隔离板20a和电极板插入槽22的间隔相对宽的B型隔离板20b。即，在上述A型隔离板20a形成的电极板插入槽22a比B型隔离板20b上形成的电极板插入槽22b具有一半的间隔。所以将上述A型隔离板20a和B型隔离板20b互相紧贴的话，每两个上述A型隔离板20a的电极板插入槽22a折叠一个B型隔离板20b的电极板插入槽22b。
在本发明使用上述A型隔离板20a和B型隔离板20b时，使用以一定长度切断的电极板30'。上述电极板30'可能是一个电极板具有正极或负极之一的单极电极(Unipolar electrode)，也可能是一个电极同时具有正极和负极功能的双极电极(Bipolar electrode)。上述双极电极(Bipolar electrode)指将以一定长度被切断的基本分为左右，只有在其一侧涂层正极激活物质。
图8为表示上述A型隔离板20a和B型隔离板20b上安装上述电极板30'的电解槽结构的图纸。如上述图8的扩大图纸，在各电极室C之间紧密上述A型隔离板20a和B型隔离板20b，在两个电极板插入槽22a、22b一致的位置，为使电极板30a'穿透两个隔离板20a、20b而安装，只形成A型隔离板20a的电极板插入槽22a的位置，为使电极板30b'的两端只插入到A型隔离板20a的电极板插入槽22a而进行布置。这样一个电极板30'踏着两个电极室C，各电极板30'的两端被B型隔离板20b堵塞且不会左右流动而坚固地支撑。此时，各电极板30'的正极和负极会交叉地布置。
利用上述图3的电解槽说明本发明的作用及效果。
盐水供应装置(未图示)供应的盐水通过盐水供应口11流入到壳子10内部。此时，上述盐水保持温度为5~40℃、压力为0.5~6Bar较好。接着上述盐水通过垂直排列的电极板30之间，发生电解反应而发生次氯酸钠和氢气。
上述盐水和次氯酸钠通过各电极板30的中央部位形成的空间部S依次通过各电极室C，氢气上升，通过隔离板30上方的排氢通道P后，由盐水排出口12排放。上述盐水和次氯酸钠也通过壳子10上方的盐水排出口12向壳子10外排放后，由另外装置互相被分离。
按本发明的电解槽的组装方法为如下：首先在上述隔离板20的电极板插入槽22一张一张依次插入上述电极板30，把上述隔离板固定杆40的隔离板固定槽41互相吻合组装到上述隔离板20的固定杆插入槽23后，以长方向把这组装体插入到上述壳子10内就会完成组装。
为拆卸上述电解槽，从上述壳子10里拉下上述隔离板固定杆40就上述隔离板固定杆40与隔离板20及电极板30都会向壳子10外脱落。这样，按本发明的电解槽的拆卸及组装过程非常容易。

Claims (5)

1.一种次氯酸钠制造用电解槽，其特征在于，包括：以长方向有扩展的内部空间，在一侧下方安装盐水供应口(11)、另一侧上方安装盐水排出口(12)的中空型壳子(10)；紧密于上述壳子(10)的内壁，将其内部空间分割为多个电极室(C)；在其上方与壳子内壁之间形成有排氢通道(P)的切削部(21)，在其中央穿透四角形结构的空间部(S)，上述四角形空间部(S)的上边和下边以一定间隔各形成互相对应的电极板插入槽(22)，在紧密于上述壳子(10)的内部的其边缘形成固定杆插入槽(23)的隔离板(20)；在上述隔离板(20)的上下电极板插入槽(22)垂直插入各一张而互相保持一定间隔，在上述电极室(C)内一起布置的电极板(30)；插入到上述隔离板(20)的固定杆插入槽(23)，将上述隔离板(20)固定于壳子(10)内壁，在安装上述隔离板(20)的位置各形成隔离板固定槽(41)的隔离板固定杆(40)。
2.根据权利要求1所述的次氯酸钠制造用电解槽，其特征在于，上述壳子(10)和隔离板(20)及隔离板固定杆(40)分别为非导电性材质。
3.根据权利要求1或2所述的次氯酸钠制造用电解槽，其特征在于，在上述隔离板(20)形成2~5个固定杆插入槽(23)。
4.根据权利要求1或2所述的次氯酸钠制造用电解槽，其特征在于，上述隔离板(20)分为电极板插入槽(22)的间隔窄的A型隔离板(20a)和电极板插入槽(22)的间隔宽的B型隔离板(20b)，每两个上述A型隔离板(20a)的电极板插入槽(22a)折叠一个B型隔离板(20b)的电极板插入槽(22b)，在上述电极板插入槽(22a,22b)被一定间隔切断的电极板(30')以正极和负极交叉插入。
5.根据权利要求4所述的次氯酸钠制造用电解槽，其特征在于，上述电极板(30')的一个电极板同时具有正极和负极功能的双极电极。
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