CN111378981A - 一种微酸次氯酸生成器及生成方法 - Google Patents

一种微酸次氯酸生成器及生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种微酸次氯酸生成器及生成方法，生成器包括第一电解腔和第二电解腔与控制电路；第一电解腔被分隔为储余腔与液体保留腔；储余腔设置排气管与大气相通；液体保留腔中并列设置排水管与降压管；排水管的上端开口面积比降压管的上端开口面积大；排水管的最低端比降压管的最低端低；第一电解腔与第二电解腔的底部连通的位置设置隔膜电解装置；第二电解腔的上表面与储余腔的上表面等高；第二电解腔的上表面设置与容器开口向适应的进出水口；进出水口的包括两个大小不同的通孔即大通孔与小通孔，控制电路与隔膜电解装置连接。本方法结构简单，易于实现。

Description

一种微酸次氯酸生成器及生成方法
技术领域
本发明涉及化工生产领域，具体涉及一种微酸次氯酸生成器及生成方法。
背景技术
微酸性次氯酸水又称微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,简称SAEW)、微酸性氧化电位水，其，pH值在5.0-6.5，杀菌作用高，是同浓度的次氯酸钠的数十倍。它仅存在于溶液中，浓溶液呈黄色，稀溶液无色，高浓度有非常刺鼻的、类似氯气的气味，而且极不稳定，是一种很弱的酸，比碳酸弱，和氢硫酸相当。次氯酸消毒液是一种新兴的消毒产品，已被论证为安全、有效、环保的消毒灭菌产品之一。在食品领域中，与现行被普遍使用的次氯酸钠或酒精的杀菌剂相较，更能确保安全性，具有降低成本及减轻环境负荷的特征。
目前市场大多次氯酸生成器生成的产品为次氯酸钠，为碱性，杀菌效果差且具有毒副作用。有的次氯酸生成器的生成的产品号称次氯酸，通常生成的溶液pH值在3左右，此时会抑制氯气与水反应，从而降低次氯酸生成量，另外pH值过低，对金属带来一定腐蚀性，对皮肤有一定刺激性。该次氯酸溶液的杀菌效果也比较差。实验数据已经明确表明次氯酸溶液在pH值5~6.5时，次氯酸存在的比例在90%以上，此时次氯酸钠溶液的杀菌效果最好。目前次氯酸发生器的生产方式主要有三种：一种是电解稀盐酸，一种是用弱酸与次氯酸钠配比而成，还有一种是电解饱和盐水。稀盐酸和次氯酸钠腐蚀性高，极易对操作人员及设备造成伤害；而通过电解饱和盐水制取次氯酸相对比较安全，不会对人、设备和环境构成任何威胁。
由于次氯酸溶液非常不稳定，超出很短的时间后其性质变化很大，导致杀菌效果不稳定。因此微酸次氯酸溶液作为杀菌剂生成后在一定的时间内使用比较好，因此需要一种微酸次氯酸生成器及生成方法能够方便安全生成浓度高的HCIO溶液。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
针对上述技术问题，本发明提出一种微酸次氯酸生成器及生成方法，本方法中采用隔膜电解食盐水的产生微酸次氯酸，并通过容器进行收集生成的微酸次氯酸。
2、技术方案：
一种微酸次氯酸生成器，其特征在于：包括外壳、安装在外壳内部的生成器主体、容器以及控制电路；所述生成器主体包括两个并列排布、底部连通的第一电解腔和第二电解腔；所述第一电解腔被分隔为上下两个内腔，其中上面的内腔为储余腔、下面的内腔为液体保留腔；所述储余腔的上端设置排气管与大气相通；所述排气管的底端位于储余腔的内腔中；所述储余腔与液体保留腔之间的隔离面与液体保留腔中并列设置排水管与降压管，使储余腔与液体保留腔内的气体实现流通；所述排水管的上端开口面积比降压管的上端开口面积大；所述排水管的最低端比降压管的最低端低；所述第一电解腔与第二电解腔的底部连通的位置设置隔膜电解装置；所述降压管的最低端位于隔膜电解装置的上端或者与隔膜电解装置齐平；所述隔膜电解装置包括两个极片与位于两个极片之间的隔膜；其中一个极片安装于第一电解腔侧，另一个极片安装于第二电解腔侧；所述第二电解腔的上表面与储余腔的上表面等高。
所述第二电解腔的上表面设置与容器开口向适应的进出水口；所述进出水口的包括两个大小不同的通孔即大通孔与小通孔。
所述控制电路包括2个pnp 三级管和2个npn 三极管组成的H 型双向电流的电路；所述H 型双向电流的电路的输出端分别与两个极片相连。
进一步地，所述排气管相对于并列排布的排水管与降压管其位置靠近第二电解腔。
进一步地，所述隔膜电解装置中隔膜通两片格栅结构的隔膜支架进行固定；所述隔膜支架与生成器侧壁之间留有渗透孔。
进一步地，还包括安装控制电路的电路板；所述电路板安装于外壳与生成器主体之间；所述电路板还包括用于与电源相连的插口。
一种微酸次氯酸生成方法，包括以下步骤：
步骤一：在容器中放入预设体积预设浓度的食盐水后，再注满自来水，或纯净水或矿泉水，反置生成器将微酸次氯酸生成器进出水口与容器相连。
步骤二：将连接好的生成器正放，连接电源打开控制器的电路开关，此时第二电解腔侧的极片通正电。
步骤三：食盐水全部进入第一电解腔与第二电解腔内部，其液面高度高于隔膜电解装置；此时生成器中进行正电解反应，即第一电解腔的电解反应为2H2O - 2e → 2 OH- +H2↑、第二电解腔的反应2CL- + 2e + H2O → HCL + HCLO，在此过程中，第一电解室的极板产生氢气，带动液体的产生对流，从而使第一电解室的OH-通过渗透口到第二电解室，中和部分H+；过了预定的时间后，控制电路实现电流反向，此时第二电解腔中的极片为通负电，此时进行反电解反应，即：第一电解腔的反应为2CL- + 2e + H2O → HCL + HCLO、第二电解腔的2 H2O - 2e → 2 OH- + H2↑，在反电解的过程中，第二电解腔中同时进行中和反应，中和反应为：OH- + H+ →H2O，从而实现中和盐酸的目的。
步骤四:经过预设的时间后，将生成器反置，通过进出口，容器收集生成液体即微酸次氯酸。
步骤五：收集完成后将生成器正放约10秒后，将生成器进行反置，由进出水口流出的为电解反应中生成的氢氧化钠。
3、有益效果：
（1）本发明采用隔膜法电解食盐水的方法制成微酸次氯酸，安全性高，并且本方法中能够解决传统的电解饱和食盐水的食盐结晶的问题。
（2）本发明在电解食盐水的过程中，通过控制极片的带电电荷正负，控制生成器的电解腔先进行正向电解、后进行反向电解，同时通过中和反应将溶液中产生的盐酸实现中和，能够有效控制溶液的PH值的范围在5-6.5，保证生成的次氯酸的杀菌性。
（3）本装置中第一电解腔中采用降压管辅助排水，当加液体时液体保留腔内气体随着液面的升高与大气相隔，排水管、降压管的液面相平、液体保留腔中的液面比较低，此时液体保留腔内气体无法排出，保留在液体保留腔液面上的空间中，并且电解时产生的氢气使液体保留腔内的气体越来越多，腔内的气压增大，液面向下移动，当液面低于降压管的底部时，多余的气体能够通过降压管排出；在电解食盐水后将生成器反置后，第一电解腔生成的氢氧化钠被反置与第一电解腔中，有一部分氢氧化钠通过排水管或者降压管进入储余腔中；由于储余腔中设置的排气管结构能够防止生成的氢氧化钠泄露；取次氯酸结束后，将生成器正放，由于排水管上端面积比降压管面积大，氢氧化钠溶液会自动从储余腔内通过排水管流下，实现最后剩余液体从出水口倒出。
附图说明
图1为本发明中生成器正放时容器与生成器的连接的外视图；
图2为本发明中的生成器主体正视剖面图；
图3为本发明中的生成器主体的侧面剖面图；
图4 为本发明中刚刚倒入溶液时的液面图；
图5为本发明中收集微酸次氯酸时的液面示意图；
图6为本发明的隔膜的支架的示意图；
图7为本发明中的生成器的俯视图；
图8为本发明中的控制电路图。
具体实施方式
如附图1至3与附图7所示，一种微酸次氯酸生成器，其特征在于：包括外壳1、安装在外壳内部的生成器主体2、容器3以及控制电路；所述生成器主体包括两个并列排布、底部连通的第一电解腔4和第二电解腔5；所述第一电解腔被分隔为上下两个内腔，其中上面的内腔为储余腔41、下面的内腔为液体保留腔42；所述储余腔的上端设置排气管43与大气相通；所述排气管的底端位于储余腔的内腔中；所述储余腔与液体保留腔之间的隔离面与液体保留腔中并列设置排水管44与降压管45，使储余腔与液体保留腔内的气体实现流通；所述排水管的上端开口面积比降压管的上端开口面积大；所述排水管的最低端比降压管的最低端低；所述第一电解腔与第二电解腔的底部连通的位置设置隔膜电解装置6；所述降压管的最低端位于隔膜电解装置的上端或者与隔膜电解装置齐平；所述隔膜电解装置包括两个极片与位于两个极片之间的隔膜；其中一个极片安装于第一电解腔侧，另一个极片安装于第二电解腔侧；所述第二电解腔的上表面与储余腔的上表面等高。
所述第二电解腔的上表面设置与容器开口向适应的进出水口7；所述进出水口的包括两个大小不同的通孔即大通孔71与小通孔72。
如附图8所示，所述控制电路包括2个pnp 三级管和2个npn 三极管组成的H 型双向电流的电路；所述H 型双向电流的电路的输出端分别与两个极片相连。
进一步地，所述排气管相对于并列排布的排水管与降压管其位置靠近第二电解腔。
进一步地，如附图6所示，所述隔膜电解装置中隔膜通两片格栅结构的隔膜支架进行固定；所述隔膜支架与生成器侧壁之间留有渗透孔。
进一步地，还包括安装控制电路的电路板；所述电路板安装于外壳与生成器主体之间；所述电路板还包括用于与电源相连的插口。
本装置中，采用隔膜电解食盐水的方法，利用隔膜将阳极产物与阴极产物分开。
本装置中采用的进出水口结构，如附图7，所述进出水口的分为大小两个通孔，目的是通过压力差实现水、气分道进出，从而实现单出口容器中的液体快速倒入和倒出。及实现喷瓶中的液体快速垂直倒入第二电解腔和第二电解腔液体快速倒入容器中。
本装置中通过储余腔、降压管以及排水管相配合，在生成器的正反转过程中，对液体保留腔中的气体的压强进行有效的调节，实现了对氢氧化钠的收集。
一种微酸次氯酸生成方法，包括以下步骤：
步骤一：在容器中放入预设体积的浓度为20%至25%的食盐后水，将微酸次氯酸生成器与电源相连通电。
步骤二：反置生成器，将装有食盐水的容器安装于进出水口后将生成器正放，打开控制器的电路开关，此时第二电解腔侧的极片通正电。
步骤三：如附图4所示，食盐水全部进入第一电解腔与第二电解腔内部，其液面高度高于隔膜电解装置；此时生成器中进行正电解反应，即第一电解腔的电解反应为2H2O -2e → 2 OH- + H2↑、第二电解腔的反应2CL- + 2e + H2O → HCL + HCLO，在此过程中，第一电解室的极板产生氢气，带动液体的产生对流，从而使第一电解室的OH-通过渗透口到第二电解室，中和部分H+；过了预定的时间后，控制电路实现电流反向，此时第二电解腔中的极片为通负电，此时进行反电解反应，即：第一电解腔的反应为2CL- + 2e + H2O → HCL +HCLO、第二电解腔的2 H2O - 2e → 2 OH- + H2↑，在反电解的过程中，第二电解腔中同时进行中和反应，中和反应为：OH- + H+ →H2O，从而实现中和盐酸的目的。
步骤四:经过预设的时间后，如附图5所示，将生成器反置，通过进出口，容器收集生成液体即微酸次氯酸。
步骤五：收集完成后将生成器正放约10秒后，将生成器进行反置，由进出水口流出的为电解反应中生成的氢氧化钠。
在上述步骤中，通过改变控制电路的电流方向实现改变极片的带电电荷，从而实现控制电解腔中的电解反应，通过先正向电解后反向电解能够有效的控制液体的PH值。其中正向电解的时间长短根据生成器的容积有关，在实际的产品中根据生成器的容积进行设置。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (5)

1.一种微酸次氯酸生成器，其特征在于：包括外壳(1)、安装在外壳(1)内部的生成器主体(2)、容器以及控制电路；所述生成器主体(2)包括两个并列排布、底部连通的第一电解腔(4)和第二电解腔(5)；所述第一电解腔(4)被分隔为上下两个内腔，其中上面的内腔为储余腔(41)、下面的内腔为液体保留腔(42)；所述储余腔(41)的上端设置排气管(43)与大气相通；所述排气管(43)的底端位于储余腔(41)的内腔中；所述储余腔(41)与液体保留腔(42)之间的隔离面与液体保留腔(42)中并列设置排水管(44)与降压管(45)，使储余腔(41)与液体保留腔(42)内的气体实现流通；所述排水管(44)的上端开口面积比降压管(45)的上端开口面积大；所述排水管(44)的最低端比降压管(45)的最低端低；所述第一电解腔(4)与第二电解腔(5)的底部连通的位置设置隔膜电解装置(6)；所述降压管(45)的最低端位于隔膜电解装置(6)的上端或者与隔膜电解装置(6)齐平；所述隔膜电解装置(6)包括两个极片与位于两个极片之间的隔膜；其中一个极片安装于第一电解腔(4)侧，另一个极片安装于第二电解腔(5)侧；所述第二电解腔(5)的上表面与储余腔(41)的上表面等高；
所述第二电解腔(5)的上表面设置与容器开口向适应的进出水口(7)；所述进出水口(7)的包括两个大小不同的通孔即大通孔（71）与小通孔（72）；
所述控制电路包括2个pnp 三级管和2个npn 三极管组成的H 型双向电流的电路；所述H 型双向电流的电路的输出端分别与两个极片相连。
2.根据权利要求1所述的一种微酸次氯酸生成器，其特征在于： 所述排气管(43)相对于并列排布的排水管(44)与降压管(45)其位置靠近第二电解腔(5)。
3.根据权利要求1所述的一种微酸次氯酸生成器，其特征在于：所述隔膜电解装置(6)中隔膜通两片格栅结构的隔膜支架进行固定；所述隔膜支架与生成器侧壁之间留有渗透孔。
4.根据权利要求1所述的一种微酸次氯酸生成器，其特征在于：还包括安装控制电路的电路板；所述电路板安装于外壳(1)与生成器主体(2)之间；所述电路板还包括用于与电源相连的插口。
5.一种微酸次氯酸生成方法，为如权利要求1至4任一权利要求所述的一种微酸次氯酸生成器的生成方法，包括以下步骤：
步骤一：在容器中放入预设体积预设浓度的食盐水后，再注满自来水，或纯净水或矿泉水，反置生成器将微酸次氯酸生成器进出水口与容器相连；
步骤二：将连接好的生成器正放，连接电源打开控制器的电路开关，此时第二电解腔侧的极片通正电；
步骤三：食盐水全部进入第一电解腔与第二电解腔内部，其液面高度高于隔膜电解装置；此时生成器中进行正电解反应，即第一电解腔的电解反应为2H2O - 2e → 2 OH- + H2↑、第二电解腔的反应2CL- + 2e + H2O → HCL + HCLO，在此过程中，第一电解室的极板产生氢气，带动液体的产生对流，从而使第一电解室的OH-通过渗透口到第二电解室，中和部分H+；过了预定的时间后，控制电路实现电流反向，此时第二电解腔中的极片为通负电，此时进行反电解反应，即：第一电解腔的反应为2CL- + 2e + H2O → HCL + HCLO、第二电解腔的2 H2O - 2e → 2 OH- + H2↑，在反电解的过程中，第二电解腔中同时进行中和反应，中和反应为：OH- + H+ →H2O，从而实现中和盐酸的目的；
步骤四:经过预设的时间后，将生成器反置，通过进出口，容器收集生成液体即微酸次氯酸；
步骤五：收集完成后将生成器正放约10秒后，将生成器进行反置，由进出水口流出的为电解反应中生成的氢氧化钠。
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