CN107921372B - 大容量水电解系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电解系统，其用于在规定的pH值范围内产生更高量的电解水以达到最佳使用目的，并且可以产生符合用户要求的比酸性电解水更大量的碱性电解水。该系统包括具有阴极电解池和阳极电解池的电解盒，每个阴极电解池和阳极电解池包括一对彼此横向隔开并共面设置的电极，并具有与电极对间隔开的相应的离子渗透膜。电解池用公共隔板隔开，隔板保持离子渗透膜与各自的电极平行，并促进盐水溶液从盐水浴传送至两个电解池。电解池进一步可以在交错的输入电流下被操作并且可以在电解池之间改变电解水的方向，以便最佳地控制所得产物的pH值。

Description

大容量水电解系统及其使用方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月12日递交的申请号为62/174,791的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明一般涉及用于生产用于同时产生碱性电解水和酸性电解水的电化学活性溶液（例如电解水）的系统。

背景技术

将含有离子物质（例如碱盐（alkali salts））的水电解以产生酸性电解水和碱性电解水的系统是已知的。酸性电解水可以是强力杀菌剂，其被越来越多地用于各种消毒应用，包括医疗、农业和食品加工工业以及其他机构环境。碱或碱性电解水还具有清洁效果，并且在许多清洁应用中是有用的。氯化钠通常被用作溶解在水中的碱盐，因为它产生对环境友好、有效且成本低的酸和碱。

市售的电解水系统具有许多缺点。这种系统的大型商业用户可能每天都需要大量的电解水。由于大多数可用的电解系统在处理电解的碱性和酸性水时相对较慢，因此大量生产可能是繁琐和耗时的，这有时导致供应不足以满足商业需求。尽管通过根据现有电解槽设计增加电解槽对（electrolysis cell pairs）的数量可以增加产量，但是这种方法成比例地增加了系统的成本。而且，许多商业用户需要更多的碱性清洁剂（与酸性消毒剂相比）。由于二者同时被电解，为了产生足量的清洁剂，常常必须丢弃过量的产生的消毒剂。

引导至电解槽系统的水的内容物（例如杂质）可进一步影响经处理的碱性和酸性电解水的质量。在某些条件下，为了达到碱性清洁剂的最佳pH值，酸性电解水（消毒剂）可具有低的pH值，该低的pH值导致酸不稳定并且不能安全或有效使用。为了改正这个问题，碱性清洁剂的pH可能会受到不利的影响。

此外，如果系统的电解槽的离子渗透膜未被组装并保持与电极板具有一定的空间关系（例如，平行关系），则电解过程可能再次被改变。类似地，如果通过电解池的液体压力增加来提高处理速率，则膜的对准可能变形，导致离子交换不充分。在较高的液体压力下通过电解池的流速增加能够进一步限制充分离子交换的时间。增加电极电解池的电源以增加产量也可能对碱性或酸性电解水的pH产生不利影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电解系统，其可操作用于以经济的方式在规定的pH范围内产生更高量的电解水以实现最佳使用。

本发明的另一个目的是提供一种如上所述的电解系统，其具有能够提高电解水产量的电解池结构。

本发明的另一个目的是提供一种前述类型的电解系统，其可操作以符合用户的要求产生比酸性电解水更大量的碱性电解水。

本发明的另一个目的是提供一种上述类型的电解系统，其可以被控制用于产生碱性电解水和酸性电解水，其pH范围为最佳使用，而不管输入到系统的水地硬度或软度。

本发明的另一个目的是提供一种电解系统，其包括水调节（例如，软化、逆向渗透）系统以用于在将水引导至电解槽之前软化水，并且其中来自软化器的全部输出被用于产生在最佳pH范围内的碱性电解水和酸性电解水。

本发明的另一个目的是提供上述类型的电解系统，其设计相对简单并且适于经济的制造。

附图说明

通过阅读以下详细描述并参考附图，本发明的其它目的和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是体现浸入在盐水浴中的本发明的电解池盒的示意图；

图2是图1所示的电解槽盒的放大透视图；

图3是图2所示的电解池盒的分解透视图；

图4是根据本发明示出的电解池盒的放大示意性垂直截面透视图；

图5是图4所示的电解池盒的局部放大图；

图6是示例性电解池盒的阴极电极保持器的内侧的平面图；

图7是示例性电解池盒的其中一个阴极电极的放大透视图；

图8是所示电解池盒的阴极电解池的离子交换膜的透视图；

图9是示例性电解池盒的中央中心分隔板的透视图，其中紧固件通过分隔板的紧固孔被示意性地示出；

图10是图9所示的分隔器的侧视图；

图11是所示电解池盒的阳极电解池的保持器的内侧透视图；

图12是所示电解池盒的阳极电解池的其中一个阳极电极的透视图；

图13是所示的电解池盒的阳极电解池的离子交换膜的透视图；

图14是其上安装有密封垫片的示例性电解池盒的阳极保持器的侧视图；

图15是示例性系统的流程图；

图16是图15的示例性系统的电路图；

图17是包括逆向渗透的另一个示例性系统的流程图；以及

图18是图17的另一示例性系统的电路图。

尽管本发明容许各种修改和替代构造，但是其某些说明性实施例已经在附图中示出并将在下面详细描述。然而，应该理解的是，这并不旨在将本发明限制于所公开的具体形式，相反，本发明覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物。

具体实施方式

现在更具体地参照附图中的图1至图14，它们示出了根据本发明的示例性大容量电解系统10，其可操作以用于电解水和盐（例如，无机盐）的溶液以产生碱或碱性电解水和酸性电解水。所示的电解系统10包括盒11，盒11分别容纳阴极电解池14和阳极电解池15，其被浸渍在包括在容器18内的开放盐水浴16中。

根据该实施例的重要特征，阴极电解池14被设计为产生碱或碱性电解水的高容量输出，同时阳极电解池15被操作以产生符合用户需求的较少量的酸性电解水。为此，所示的阴极电解池14包括一对可充负电的阴极电极C1、C2，电极C1、C2安装在其中的电极保持器20，正离子或阳离子交换渗透膜21，密封垫片22，以及分隔器和膜支撑板24（图3）。

在这种情况下，阴极电极C1、C2与电极保持器20中的相应腔室23（图6）相邻地并排安装。在这种情况下，电极C1、C2以其相邻侧的周界边缘以彼此横向间隔的关系被支撑。为了在系统工作期间增加用于增强离子交换的阴极电极C1、C2的表面积，电极C1、C2各自包括被紧密并排支承的一对钛网板25（图7）。间隔板26被焊接在每个电极C1、C2的两个网状板25之间，以用于在保持一致间隔的同时在板26之间产生结构上和电气上的连接。电极C1、C2各自具有从电极C1、C2的中心位置向外突出的相应的电连接螺栓27，以用于连接到相应的电缆并用于向电极提供电力（这点将变得显而易见）。在这种情况下，每个电连接螺栓27被焊接到相应的连接板28上，该连接板28进而被焊接到面向保持器腔室23的内壁的阴极电极C1、C2的网状板26的外侧上。在这种情况下，每个螺栓27具有外螺纹以便于连接到供电电缆。

电极保持器20被设计为支撑阴极电极C1、C2，以使得在每个阴极C1、C2和电极保持器20的内侧壁之间存在口袋或空间30（图1、图4和图5）。两个阴极C1、C2中的一者或两者由相应的电连接螺栓27支撑。在一些实施例中，电极保持器20可以进一步结合凹陷的横档32（图6），以用于将电极C1、C2的顶端和底端以预定的间隔关系支撑在阴极电极保持器20的内侧壁上。在这种位置上，每个电极的电连接螺栓27穿过中心地设置在保持器的相邻侧壁内的相应孔，其具有围绕螺栓27的适当O形环以用于密封盐水溶液以防止其进入盒11中。在这种情况下，垫片22限定了围绕阴极电极C1、C2的矩形窗口22a，其将有效地将电极C1、C2的周界彼此和外部盐水浴密封（这一点将变得显而易见）。

正离子（即阳离子）交换膜21在组装之前可以被水合，并且通过分隔板24被保持在与阴极电极C1、C2的一定的空间关系，例如平行关系，这起到双重目的，捕获膜21以使它不能因为内部电解池的压力而被推离电极C1、C2，并且提供流动通道以允许来自浴16的盐水在阴极电解池14和阳极电解池15两者之间循环。在这种情况下，如图9和图10所示，分隔板24具有网格结构，该网格结构分别限定围绕分隔板24的周界和中心区域的液体流动通道35、36。

与阴极电解池14类似，阳极电解池15包括一对电极A1、A2（在这种情况下可充正电）、阳极电极保持器40、垫片41以及位于邻近与阴极膜21相对的分隔板24的相反侧并由其支撑的负或阴离子渗透膜42。在这种情况下，阳极电极A1、A2具有不间断的平板设计，其优选地被涂覆钛（图12）。类似于阴极电极的电连接螺栓被焊接在每个电极A1、A2的中心侧面上，以用于通过阳极电极保持器40的侧壁中的相应开口进行定位。适当的密封环围绕电连接螺栓和保持器中的进入开口设置。

与阴极电极C1、C2不同，阳极电极A1、A2被安装成与阳极保持器40的内壁紧邻接触。类似于阴极垫片22的垫片41限定窗口以用于周围并且将阳极电极A1、A2分别密封在保持器40内。在该系统的某些实施例中，阳极电极A1、A2的尺寸被设计成占用小于其所在的保持器40的腔室的整个空间，以便限定围绕阳极电极A1、A2的外周界的辅助流动通道43（图14），从而允许辅助液体流动，以至少帮助稳定酸的（如果不是两种产品的话）pH值。使用较小的阳极电极允许水在阳极电极A1、A2和膜42之间通过而且还围绕阳极电极A1、A2的周界通过（即“组合流动”），从而允许更大的流量而不产生压力的问题。据信，该组合流动允许维持阳极电极A1、A2和膜42之间的特定空间关系，同时允许腔室中流体的更多的停留时间，这据信相应地增加了酸中的游离活性氯并实现了所得产物的优选pH。

为了与示出的电解槽系统10的进一步的特征保持一致，阴极和阳极电解池14、15被固定在一起以形成单个盒11，以便于容易地安装在盐水浴16内，并且有效且可靠地使用。为此，阴极和阳极电极保持器20、40，膜21、42，密封垫片22、41和分隔板24形成有对齐的环绕电极的安装螺钉容纳孔45的矩形阵列，以用于容纳紧固螺钉46， 其优选地由尼龙或其它非金属材料制成，并用尼龙紧固螺母48固定（图5）。在盒11的组装状态和使用期间，中心分隔板24将使膜21、42保持平行于电极板C1、C2、A1、A2以实现最佳处理。 “平行关系”用于描述平坦且平行的中心分隔板和/或电极板，但是也可以用来描述具有一定曲率的中心分隔板和/或电极板（一个或多个中心分隔板和/或电极板）但在不存在曲率时以平行的方式布置。为此，垫片22、41及其安装件被设计成确保它们不会阻碍盒的部件的平行对齐。垫片22、41由诸如硅橡胶之类的可变形材料形成，并且各自具有大于它们安装在其中的保持器20、40中的容纳凹槽50的深度的横向厚度。在通过紧固螺钉46固定盒部件时，垫片22、41在容纳凹槽50内被完全横向压缩。在这种压缩状态下，垫片22、41实现围绕组装电极A1、A2、C1、C2的可靠密封，同时确保垫片22、41不呈现不均匀的座表面，不均匀的座表面可能导致由不同的力收紧保持螺钉46而导致的盒部件的非平行对齐。在所示的实施例中，容纳凹槽可以具有0.020英寸的深度，并且垫片的厚度可以是0.025英寸。因此，螺钉46可以利用预定扭矩来固定，以确保组件的部件的适当密封接触和对齐，特别是电极A1、A2、C1、C2和膜21、42的对齐。

在组装的盒11被支撑在盐水浴16内的情况下，盐水可自由地循环通过分隔板24，以通过分隔板24每一侧上的膜21、42进行有效的离子交换。通过邻接保持器20的底部的阴极保持器20的一侧连通的一对进水口55（图6）使得水流流向分别单独地通过容纳阴极电极C1、C2的腔室。类似地，电极保持器20具有一对邻近保持器顶部的出水口56，经过处理的电解碱性水通过该出水口离开保持器20的阴极容纳腔室。可以理解的是，水在这种向上方向上的流动避免了阴极腔室内停滞的区域和气体的累积，它们可能妨碍有效的交换。

根据该实施例的另一个重要特征，限定在阴极电极保持器20的内壁与阴极电极C1、C2之间的口袋30（图1、图4和图5）允许流经阴极电解池14的流体流量增加，并且具有停留在电解池中的时间以用于增强来自循环盐水的离子交换。这可在不增加阴极电极C1、C2和膜21之间的临界间距的情况下完成。相反，来自进水口55的液体流的一部分能够绕过阴极电极C1、C2和膜21之间小的间隙空间，要不然，可能导致增加的压力累积、膜上的更大的应力以及通过电解池的较高流速，其停留时间不足以进行充分的离子交换。在某些实施例中，口袋30的深度D至少为膜和阴极电极之间间距的2倍，包括膜和阴极电极之间间距的至少10倍。在某些实施例中，口袋30的深度D为膜与阴极电极之间间隔的约2倍至约100倍，包括膜与阴极电极之间间隔的约10倍至约50倍。在典型的实施例中，膜与阴极电极之间的间距为0.02英寸，口袋的深度为0.5英寸。

如本文所述，当被浸渍在开放盐水浴16的盐水溶液中并且提供淡水源并连接到直流电源时，盒11可用于产生酸性电解水和碱性电解水。淡水（例如，软水）130进入阴极电解池14以接触每个阴极电极C1、C2。当通电时，正离子（例如，Na ⁺）从开放盐水浴16的盐水溶液中被抽取，通过阳离子交换膜21，并且进入接触阴极电极C1、C2的淡水流。

已经发现，阴极电解池14的独特设计能够实现具有即时可用（ready-to-use）浓度的阴极电解液的高流量生产。从以上可以看出，为了最佳的电效率和阴极电解液浓度，阴极保持器20有效地将阴极电极C1、C2保持在距阳离子交换膜21适当的距离处。围绕膜21的双流动路径使得在阴极电极和膜21之间产生的高度浓缩阴极电解液能够容易地与通过阴极电极C1、C2后面的溶液流混合。这有效地在阴极电解池14内的内部将阴极电解液稀释到即时可用的浓度。因此，使用者从不能够从外部接触或被暴露于阴极电极C1、C2和膜21之间的浓缩阴极电解液流。在阴极电极C1、C2后面的相对较深的口袋或腔室30也允许更高的流量在易于管理的压力下通过口袋或腔室30，同时增加溶液在给定流量下保留在腔室中的停留时间，这进而增加了阴极电解液的浓度。出水口56还可以被设计成将阴极电解池14内的压力维持在可管理的水平。

双板阴极电极设计使电极表面和输入水流之间的接触表面积最大化，这进一步提高了电解质产生的效率。相对于施加的给定量的电能和水体积的大电极表面积又有助于产生更高浓度的阴极电解液。扩展的阴极板金属表面还允许输入水流在阴极电极C1、C2和膜21之间以及在电极C1、C2和电极保持器20之间的空间中行进。这允许在阴极电极C1，C2和膜21之间产生的高浓度阴极电解液容易地与通过电极板后面的溶液流混合，这有效地将阴极电解液稀释到其即时可用状态。高浓度阴极电解液在阴极电解池14内部通过，因此，如所指出的那样，用户决不能够从外部接触到高浓度阴极电解液流。扩展的金属电极表面还在溶液流中引入湍流，这限制了氢气泡积聚在阴极电极表面上的能力。通过保持溶液与阴极电极C1、C2的最大接触面积，这有效地提高了阴极电解液产生的效率。其还消除了形成大的气泡的能力，该气泡的形成将潜在地引起局部温度升高并可能使阴极电解池过早失效。

独特的阳极电解槽设计允许在pH优选地为5与6之间的即用浓度的阳极电解液的指定流动。阳极电极保持器40再次被设计成将阳极电极A1、A2保持在距负离子或阴离子渗透膜42适当的距离处，以用于优化电效率和阳极电解液浓度。在这种情况下，电极保持器40产生不同的双流路构造，其有利于在阳极电极A1、A2和膜42之间产生的高浓度阳极电解液与通过辅助通路43的溶液流围绕阳极电极A1、A2的外周界容易地混合。通过具有比电极更宽的腔室的阳极电极保持器（4英寸宽的腔室对3英寸宽的电极）来实现这种双流动布置，使得通过辅助通道43的双流或辅助流动流有效地在阳极电解池内部将阳极电解液稀释到即时可用的浓度。因此，用户也不能从外部接触到浓缩的阳极电解液流。阳极电解池15通过容易地将位于阳极电极A1、A2和膜42之间的低pH流与在阳极电极A1、A2的周界周围通过的较高pH流混合来实现对阳极电解液的pH控制。因此，使用者不具有pH不处于5和6的优选pH范围之间的阳极液流的外部接触。辅助流动流通过增加流动流的横截面积而进一步降低阳极电解池15内的压力，而不影响临界膜和阳极电极的间距。

图15示出了包括示例性流量的系统的示例性实施例。阴极和阳极电解池14、15具有如上所述的阴极和阳极电极C1、C2、A1和A2。软水源130供给阴极电极C1和C2。阴极电极C1（即，第一阴极电极）产生例如1.6GPM的产物150（即，碱性电解水），以及阴极电极C2（即，第二阴极电极）产生碱性供给流160，其被引导以供给阳极电极A1和A2（即，第一阳极电极和第二阳极电极）。在所示实施例中，阳极电极A1和A2产生例如总计0.6GPM的产物170（酸性电解水），其pH可以通过例如pH传感器175监测。

在某些实施例中，阴极电极C1、C2可以以图15和16（特别是图16）所示的“交错电流”模式操作，其示出了图15的实施例的示例性电气示意图。例如，阴极电极C1可以在比阴极电极C2更大的水流速率和电流下被操作，这可以促进产物150（即，碱性电解水）的更大量产生。在某些实施例中，阴极电极C1在比阴极电极C2大约2至约5倍的电流下被操作。如图16所示，交错电流的一个例子如下：阴极电极C1在 -25A的电流下操作，而阴极电极C2在 -10A的电流下操作，并且相应的正电流通过适当的阳极电极。“交错电流”模式的另一个功能是减轻在一个阳极电极上的总电流。通过两个阳极的电流的减少和/或平衡允许碱性电解水和/或酸性电解水的pH控制。在使用交错电流模式的某些实施例中，至少三个电源（例如PS1、PS 2和PS 3）被连接到阴极和阳极电极C1、C2、A1、A2。

在图15和图16所示的实施例中，阴极电极C1的产物150是碱性电解水并离开系统。产物150可以用作例如碱性清洁剂。在某些实施例中，系统10被操作以便产生具有约10至约13的pH值（包括约11.5至约12.5的pH值）的阴极电极C1（即产物150）的产物，以及具有pH值大于7，例如大约8至大约12的pH值的阴极电极C2（即，碱性供给流160）的产物。

在图15至图16中（特别是图15）所示的实施例中，阴极电极C2（即，碱性供给流160）的产物被引导以接触阳极电解池15的阳极电极A1、A2的表面。阴极电极C2的产物流可以在图15所示的阳极电极A1、A2之中大致均匀地分开（即，0.3GPM）。当通电时，阳极电极A1、A2的正电荷从开放盐水浴16（例如，图1）的盐水溶液抽取负离子（即，Cl^-）通过阳极阴离子渗透膜42（例如，图3），并进入形成酸性电解水（即，产物170）的阴极电极C2的产物流中。阳极电极A1、A2的电流之和平衡了提供给阴极电极C1、C2的负电流。例如，如果阴极电极C1、C2以35A的总电流被操作，则阳极电极A1、A2应当以 +35A的总电流被操作（例如，可以向每个阳极电极供应17.5A的电流）。

将阴极电极产物供应到阳极电极可以提供增加阳极产物（即，酸性电解水）的pH值的益处，使得阳极产物可具有最佳pH值，例如约4.5至约6，包括约5.2到约5.5。

图17和图18示出了结合逆向渗透（例如，逆向渗透实施例）的另一示例性实施例，供水通过水软化系统并提供软水供应130。软化的水穿过逆向渗透系统210。逆向渗透系统210的产物流212作为供给水被提供给阴极电解池14并且接触阴极电极C1、C2，其各自被操作以产生产物150（即，碱性电解水）。与图15和图16的实施例不同，在图17和图18的实施例中，图17和图18的实施例的碱性电解水没有被发送到阳极电解池15或没有与阳极电极A1、A2接触。在某些实施例中，来自例如来自逆向渗透系统210的软水供应130和回流的流214的软水结合（例如，经由混合装置220）并与阳极电极A1、A2接触，从而允许逆向渗透系统210以与使用水有关的最大效率被操作。当使用时，图17和图18中所述的配置可以用偶数个电源（例如两个：PS 1和PS 2）来操作，因为阴极和阳极电极C1、C2、A1、A2各自都可以在相应的电流操作下（例如，C1 = 17.5A、C2 = 17.5A、A1 = +17.5A、A2 = +17.5A）被操作，而不是以在此描述的交错电流操作下操作。因此，相对于图15和图16的实施例，逆向渗透实施例的电气构造可以是简单的。图15至图18中示出的流速本质上是示例性的，其不应被解释为限制。

从上文可以看出，提供了一种电解系统，其可操作用于以经济的方式在规定的pH范围内产生更高量的电解水以实现最佳使用。该系统包括具有独特结构的电解池，其能够增加电解水的产量，并且可操作以用于产生符合用户要求的比酸性电解水更大量的碱性电解水。电解池还可以交错输入电流操作，并且改变电解水的方向以最佳地控制所得碱性和酸性电解产物的pH值。

Claims (21)

1.一种用于电解具有水和碱盐离子的盐水溶液以产生酸性电解水和碱性电解水的电解系统（10），所述电解系统包括：

容器（18），所述容器用于容纳包括阳离子和阴离子的盐水溶液并限定盐水浴（16）；

电解盒（11），所述电解盒被设置在所述容器中并被浸渍在所述盐水浴中；

所述电解盒包括阴极电解池（14）和阳极电解池（15）；

所述阴极电解池包括一对阴极电极，所述阴极电极被连接到对所述阴极电极进行负充电的电源；

阴极电极保持器（20），所述阴极电极保持器在彼此密封的各个腔室中以彼此共面的横向间隔且并排的关系支撑所述阴极电极；

至少一个阳离子渗透膜（21），所述阳离子渗透膜被设置在每个所述阴极电极的一侧上，以在每个阴极电极和所述阳离子渗透膜之间限定空间，来自所述盐水溶液的阳离子可以通过所述阳离子渗透膜进入；

在阴极电极和阳离子渗透膜之间的所述空间各自与所述空间的入口端处的淡水供应入口（55）连通并且与所述空间的出口端处的清洁化学品出口（56）连通；

在所述阴极电极和阳离子渗透膜之间的所述空间彼此密封并与所述盐水溶液密封，以使得所述盐水溶液进入所述空间的唯一路径是通过所述阳离子渗透膜；

所述阳极电解池包括一对阳极电极，所述阳极电极被连接到对所述阳极电极进行正充电的电源；

阳极电极保持器（40），所述阳极电极保持器在彼此密封的各个腔室中以彼此共面的横向间隔且并排的关系支撑所述阳极电极；

至少一个阴离子渗透膜（42），所述阴离子渗透膜被设置在所述阳极电极的一侧上，以在每个阳极电极和阴离子渗透膜之间限定空间，来自所述盐水溶液的阴离子可以通过所述阴离子渗透膜进入；

在所述阳极电极和阴离子渗透膜之间的所述空间各自与所述空间的入口端处的淡水供应入口（55）连通并且与所述空间的出口端处的清洁化学品出口（56）连通；以及

在所述阳极电极和阴离子渗透膜之间的所述空间彼此密封并与所述盐水溶液密封，以使得所述盐水溶液进入所述空间的唯一路径是通过所述阴离子渗透膜。

2.如权利要求1所述的电解系统，包括：在所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜之间的至少一个分隔器（24），其分隔所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜并允许所述盐水溶液从所述盐水浴通过所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜。

3.如权利要求1所述的电解系统，其特征在于，所述阴极电极具有比所述阳极电极的表面积更大的表面积。

4.如权利要求3所述的电解系统，其特征在于，所述阴极电极包括一对以并排的关系固定在一起的网状板（25），所述阳极电极各自包括不间断的平板。

5.如权利要求4所述的电解系统，其特征在于，所述网状板通过中间间隔板（26）在结构上和电气上连接在一起，并且所述网状板各自具有联接到相应所述间隔板并从所述电解盒的壳体突出的端子。

6.如权利要求1所述的电解系统，其特征在于，所述至少一个阳离子渗透膜是设置在所述阴极电极的一侧上的单个膜，并且所述至少一个阴离子渗透膜是设置在所述阳极电极的一侧上的单个膜。

7.如权利要求1所述的电解系统，其特征在于，所述阴极电极保持器与所述阴极电极一起形成相应的口袋（30），其各自限定在所述阴极电解池的淡水供应入口和化学品出口之间连通的辅助液体流动路径。

8.如权利要求7所述的电解系统，其特征在于，所述口袋的深度至少是在所述阳离子渗透膜和所述阴极电极之间的间隔的2倍。

9.如权利要求2所述的电解系统，其特征在于，所述至少一个分隔器在通过在所述膜和电极之间的所述空间的液体的加压流动过程中以与所述电极平行的关系支撑所述膜。

10.如权利要求9所述的电解系统，其特征在于，所述分隔器具有液体通道（35,36），以用于允许盐水溶液从所述盐水浴自由循环到所述阴离子膜和阳离子膜，以通过所述分隔器每侧上的所述膜进行离子交换。

11.如权利要求7所述的电解系统，其特征在于，所述阳极电极保持器限定围绕在所述阳极电极的外周界、在所述阳极电解池的淡水入口和化学品出口之间连通的辅助液体流动通道（43）。

12.如权利要求11所述的电解系统，其特征在于，所述至少一个分隔器是直接设置在所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜之间的单个分隔器板。

13.如权利要求1所述的电解系统，其特征在于，在所述阴极电极和阳离子渗透膜之间的所述空间的所述淡水入口与逆向渗透系统（210）的产物流连通。

14.如权利要求1所述的电解系统，其特征在于，在每个阳极电极和阴离子渗透膜之间的所述空间的所述淡水入口与逆向渗透系统（210）的回流的流（214）连通。

15.一种用于电解具有水和碱盐离子的盐水溶液以产生酸性电解水和碱性电解水的电解系统（10），所述电解系统包括：

容器（18），所述容器用于容纳包括阳离子和阴离子的盐水溶液并限定盐水浴；

电解盒（11），所述电解盒被设置在所述容器中并被浸渍在所述盐水浴中；

所述电解盒包括阴极电解池（14）和阳极电解池（15）；

所述阴极电解池包括第一阴极电极和第二阴极电极，其连接到对所述阴极电极进行负充电的电源；

所述阴极电极以彼此共面的横向间隔且并排的关系被支撑在彼此密封的各个腔室中；

至少一个阳离子渗透膜（21），所述阳离子渗透膜被设置在每个所述阴极电极的一侧上，以在所述第一阴极电极和所述至少一个阳离子渗透膜之间限定第一空间以及在所述第二阴极电极和所述至少一个阳离子渗透膜之间限定第二空间，来自所述盐水溶液的阳离子可以通过所述至少一个阳离子渗透膜进入；

所述第一空间和第二空间在所述第一空间和第二空间的入口端处与淡水供应入口（55）连通，所述第一空间具有与清洁化学品出口（56）连通的出口端；

在所述阴极电极和阳离子渗透膜之间的所述空间彼此密封并与所述盐水溶液密封，以使得所述盐水溶液进入所述空间的唯一路径是通过所述阳离子渗透膜；

所述阳极电解池包括至少一个阳极电极，所述阳极电极被连接到对所述阳极电极进行正充电的电源；

至少一个阴离子渗透膜(42)，所述阴离子渗透膜被设置在所述至少一个阳极电极的一侧上，以在所述至少一个阳极电极和所述阴离子渗透膜之间限定空间，来自所述盐水溶液的阴离子可以通过所述阴离子渗透膜进入；

在所述至少一个阳极电极和所述阴离子渗透膜之间的所述空间具有与在所述第二阴极电极和所述至少一个阳离子渗透膜之间的所述第二空间的出口端连通的入口端，在所述至少一个阳极电极和所述阴离子渗透膜之间的所述空间与出口端处的清洁化学品出口（56）连通；以及

在所述至少一个阳极电极和所述至少一个阴离子渗透膜之间的所述空间彼此密封并与所述盐水溶液密封，以使得所述盐水溶液进入所述空间的唯一路径是通过所述阴离子渗透膜。

16.如权利要求15所述的电解系统，包括：阴极电极保持器（20），所述阴极电极保持器以彼此共面的横向间隔且并排的关系支撑所述阴极电极。

17.如权利要求16所述的电解系统，包括：在所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜之间的至少一个分隔器（24），其分隔所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜并允许所述盐水溶液从所述盐水浴通过所述阴离子渗透膜和阳离子渗透膜。

18.如权利要求15所述的电解系统，其特征在于，所述阳极电解池包括一对所述阳极电极，所述阳极电极被连接到对所述阳极电极进行正充电的电源；

所述阳极电极以彼此共面的横向间隔且并排的关系被支撑在彼此密封的各个腔室中；

所述至少一个阴离子渗透膜(42)被设置在所述阳极电极的一侧上，以在每个阳极电极和所述至少一个阴离子渗透膜之间限定空间，来自所述盐水溶液的离子可以通过所述阴离子渗透膜进入；并且在每个阳极电极和所述至少一个阴离子渗透膜之间的所述空间各自具有与在所述第二阴极电极和所述至少一个阳离子渗透膜之间的所述第二空间的出口端连通的入口。

19.如权利要求15所述的电解系统，其特征在于，所述阳极电解池包括一对所述阳极电极；所述阳极电极以彼此共面的横向间隔且并排的关系被支撑在彼此密封的各个腔室中；所述至少一个阴离子渗透膜被设置在所述阳极电极的一侧上，以在每个阳极电极和所述至少一个阴离子渗透膜之间限定空间，来自所述盐水溶液的离子可以通过所述阴离子渗透膜进入；并且所述阳极电极中的一个阳极电极连接到第一电源的正极端子，并且所述阳极电极的其他阳极电极连接到第二电源和第三电源的正极端子。

20.一种用于电解具有水和碱盐离子的盐水溶液以产生酸性电解水和碱性电解水的电解系统（10），所述电解系统包括：

容器（18），所述容器用于容纳包括阳离子和阴离子的所述盐水溶液并限定盐水浴（16）；

电解盒（11），所述电解盒被设置在所述容器中并被浸渍在所述盐水浴中；

所述电解盒包括阴极电解池（14）和阳极电解池（15）；

所述阴极电解池包括第一阴极电极和第二阴极电极；

所述阴极电极以彼此共面的横向间隔且并排的关系被支撑在彼此密封的各个腔室中；

至少一个阳离子渗透膜（21），所述阳离子渗透膜被设置在每个所述阴极电极的一侧上，以在所述第一阴极电极和所述至少一个阳离子渗透膜之间限定第一空间，以及在所述第二阴极电极和所述至少一个阳离子渗透膜之间限定第二空间，来自所述盐水溶液的阳离子可以通过所述至少一个阳离子渗透膜进入；

所述第一空间和第二空间在所述第一空间和第二空间的入口端处与淡水供应入口（55）连通；

在所述阴极电极和阳离子渗透膜之间的所述空间彼此密封并与所述盐水溶液密封，以使得所述盐水溶液进入所述空间的唯一路径是通过所述阳离子渗透膜；

所述阳极电解池包括至少一个阳极电极；

至少一个阴离子渗透膜（42），所述阴离子渗透膜被设置在所述至少一个阳极电极的一侧上，以在每个阳极电极和所述阴离子渗透膜之间限定空间，来自所述盐水溶液的阴离子可以通过所述阴离子渗透膜进入；

在每个阳极电极和所述阴离子渗透膜之间的所述空间与所述淡水供应入口（55）和出口端处的清洁化学品出口（56）连通；

在所述阳极电极和所述阴离子渗透膜之间的所述空间彼此密封并且与所述盐水溶液密封，以使得所述盐水溶液进入所述空间的唯一路径通过所述阴离子渗透膜；以及

其中，所述第一阴极电极连接到第一直流电源和第二直流电源的负极端子，所述第二阴极电极连接到第三直流电源的负极端子，并且所述至少一个阳极电极连接到第一直流电源、第二直流电源和第三直流电源的正极端子。

21.如权利要求20所述的电解系统，包括：阴极电极保持器（20），所述阴极电极保持器以彼此横向间隔且并排的关系支撑所述阴极电极。

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