JP2023544743A - 次亜塩素酸ナトリウムの製造システム - Google Patents
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Abstract
本発明の一側面は、飽和塩水及び精製水を得る第１手段；隔膜により区画された陽極室及び陰極室を含み、前記陽極室は、前記飽和塩水を塩素ガス及び陽極水を含む陽極生成物に転換させ、前記陰極室は、前記精製水を水酸化ナトリウム、水素ガス及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物に転換させる第２手段；前記陽極生成物及び前記陰極生成物を反応させて次亜塩素酸ナトリウム及び水素ガスを含む混合物を生成する第３手段；及び前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜を通じて前記陽極室に移動することを防止する第４手段；を含む次亜塩素酸ナトリウムの製造システムを提供する。【選択図】図２
Description
本発明は、次亜塩素酸ナトリウムの製造システムに関する。
次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）は、上下水道、廃水処理、海水電解及び船舶バラスト水の処理、農食品及び食資材の殺菌消毒など多様な分野に適用されている。
このような次亜塩素酸ナトリウムは、その濃度によって低濃度次亜塩素酸ナトリウムの製造システム及び高濃度次亜塩素酸ナトリウムの製造システムを利用して製造される。
濃度が０．４～１．０％である低濃度の次亜塩素酸ナトリウムは、塩水を接触式電極反応が行われる無隔膜式電気分解槽を通過させて得られる。濃度が２％以上である高濃度の次亜塩素酸ナトリウムは、陽極と陰極が隔膜により区画された隔膜式電気分解槽で生成された塩素ガスと苛性ソーダを別途の反応装置で反応させて得られる。
図１は、従来の高濃度次亜塩素酸ナトリウムの製造システムを図式化した図である。図１を参考すると、従来の次亜塩素酸ナトリウムの製造システムは、原水を処理して精製水を得る原水処理装置１０、精製水のうち一部と塩タンク２１に貯蔵された塩から製造された飽和塩水を処理する塩水処理処置２２を含むことができ、前記塩水処理処置２２から得た精製飽和塩水及び前記精製水のうち残部は、それぞれ電解装置４０を構成する陽極室及び陰極室に移送され得る。
前記電解装置４０は、隔膜式電気分解槽であって、陽極室、陰極室及び前記陽極室と陰極室を区画する隔膜を含むことができ、陽極室及び陰極室は、それぞれ陽極生成物と陰極生成物を循環させる陽極槽５０と陰極槽６０を含むことができる。
前記陽極槽５０では、陽極水と塩素ガスを、前記陰極槽６０では陰極水と水素ガスをそれぞれ分離し、塩素ガスと陰極水を別途の反応装置７０に移送して反応させることによって次亜塩素酸ナトリウムを得ることができる。
前記陽極水は、前記陽極室での反応原料である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）だけでなくＯＣｌ－、ＨＯＣｌ、ＣｌＯ３
－のような塩素化合物を含有するので、塩酸、水酸化ナトリウムなどに脱塩処理された後に外部に排出されるか、塩タンク２１に循環されて再使用され得る。特に、ＣｌＯ３
－成分は、従来の脱塩処理により除去されず蓄積されるので、前記陽極水を設定されたところにより外部に排出しなければならないが、この場合、排出された陽極水により周辺環境が汚染するという問題がある。
また、前記陽極生成物及び前記陰極生成物それぞれに対する気液分離及び脱塩など物理的、化学的処理に多数の設備（タンク、配管など）が複雑に構成されることによって維持補修に対する負担が加重されるという問題がある。
それに対して、前記陽極水を再使用及び／又は排出せず生成された次亜塩素酸ナトリウムに注入する方案が提案された。生成された次亜塩素酸ナトリウムの濃度及び／又はｐＨを設定された範囲に維持するためには、陰極水中の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の濃度を高めなければならないが、この場合、水酸化ナトリウム、水酸化イオン（ＯＨ－）などが隔膜を通じて陽極室に流入されて陽極水のｐＨを高めることになる。図４を参考すると、塩素ガス（Ｃｌ２）が溶解された水溶液のｐＨが上昇すると、水溶液中の塩素ガスの濃度は減少する一方、ＨＯＣｌ、ＯＣｌ－成分の濃度は相対的に増加する。陽極水中で濃度が高くなったＨＯＣｌ、ＯＣｌ－成分は、相互反応してＣｌＯ３
－を生成して陽極水中のＣｌＯ３
－成分の濃度が増加することになる。
また、ＣｌＯ３
－成分の濃度が高くなった陽極水を生成された次亜塩素酸ナトリウムに注入する場合、次亜塩素酸ナトリウム中のＣｌＯ３
－成分の濃度が高くなり、このような次亜塩素酸ナトリウムで処理された対象にも過量のＣｌＯ３
－成分が残留して周辺環境や人体に悪影響を及ぼすことがある（ＣｌＯ３
－は、飲用水の水質監視項目に含まれた人体有害物質である）。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、環境にやさしく維持補修及び管理が便利である次亜塩素酸ナトリウムの製造システムを提供することである。
本発明の一側面は、飽和塩水及び精製水を得る第１手段；隔膜により区画された陽極室及び陰極室を含み、前記陽極室は、前記飽和塩水を塩素ガス及び陽極水を含む陽極生成物に転換させ、前記陰極室は、前記精製水を水酸化ナトリウム、水素ガス及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物に転換させる第２手段；前記陽極生成物及び前記陰極生成物を反応させて次亜塩素酸ナトリウム及び水素ガスを含む混合物を生成する第３手段；及び前記陰極生成物中のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）、又はこれらの組み合わせが前記隔膜を通じて前記陽極室に移動することを防止する第４手段；を含む次亜塩素酸ナトリウムの製造システムを提供する。
一実施例において、前記第３手段は、前記陽極生成物及び前記陰極生成物をイン－サイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）反応させ得る。
一実施例において、前記隔膜は、陽イオンに対する透過性を有することができる。
一実施例において、前記隔膜のうち前記陰極室に対向した表面は、陰イオンに対する遮蔽性を有することができる。
一実施例において、前記隔膜のうち前記陰極室に対向した表面は、陽イオン交換性作用基を有することができる。
一実施例において、前記陽イオン交換性作用基は、カルボキシル基、スルホン酸基又はこれらの組み合わせであってもよい。
一実施例において、前記第４手段は、前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの温度を測定する温度センサー；及び前記温度センサーの信号によって前記陽極室、前記陰極室又はこれらの組み合わせの温度を制御する熱交換手段；を含むことができる。
一実施例において、前記第４手段は、前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの伝導度を測定する伝導度センサー；及び前記伝導度センサーの信号によって前記第２手段に注入される前記飽和塩水、前記精製水又はこれらの組み合わせの注入量を制御する流量制御手段；を含むことができる。
一実施例において、前記第４手段は、前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの酸化還元電位を測定するＯＲＰセンサー；及び前記ＯＲＰセンサーの信号によって前記第２手段に注入される飽和塩水、前記精製水又はこれらの組み合わせの注入量を制御する流量制御手段；を含むことができる。
一実施例において、前記第３手段は、前記混合物中の水素ガスを分離、排出する気液分離手段をさらに含むことができる。
本発明の一側面による次亜塩素酸ナトリウムの製造システムは、隔膜式電解装置の陰極室で生成された陰極生成物のうち水酸化ナトリウム、水酸化イオン（ＯＨ－）などが隔膜を通じて陽極室に移動することを防止する手段を含むことによって、陽極水中のＣｌＯ３
－成分の濃度が基準値以上に増加することを効果的に予防して消毒剤、処理剤などで用いられる次亜塩素酸ナトリウムの安全性を向上させ得る。
また、前記次亜塩素酸ナトリウムの製造システムの前記第３手段で前記陽極生成物及び前記陰極生成物の全量が実質的に有効に反応するので、複数の塩素化合物を不純物として含む陽極水の生成、排出による環境問題を解決することができる。
また、前記次亜塩素酸ナトリウムの製造システムのうち電気分解のための第２手段は、陽極室、陰極室及び隔膜を含むが、必要に応じて、前記陰極室で得た前記陰極生成物を循環させるための陰極槽及び／又は前記陽極室で得た前記陽極生成物を循環させるための陽極槽を含まないことによって、従来の陽極水タンクで多量の副産物を含有した陽極水が排出されることによって周辺環境を悪化させる問題を解決することができる。
本発明の効果は、上述した効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明又は請求の範囲に記載された発明の構成から推論可能な全ての効果を含むものと理解しなければならない。
以下では、添付した図面を参照して本発明を説明する。しかしながら、本発明は種々の異なる形態で具現することができる。したがって、ここで説明する実施例に限定されるものではない。また、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似した部分に対しては類似した図面符号を付与した。
明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとの用語は、「直接的に連結」されている場合だけでなく、それらの間に他の部材を介在して「間接的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」との用語は、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外することではなく他の構成要素をさらに具備できることを意味する。
以下、添付した図面を参考して本発明の実施例を詳しく説明する。
次亜塩素酸ナトリウムの製造システム
次亜塩素酸ナトリウムの製造システム
図２は、本発明の一実施例による次亜塩素酸ナトリウムの製造システムを図式化した図であり、図３は、本発明の一実施例による電気分解装置を図式化した図である。
図２及び図３を参考すると、本発明の一側面による次亜塩素酸ナトリウムの製造システムは、飽和塩水及び精製水を得る第１手段１１０、１２０、１３０；隔膜により区画された陽極室及び陰極室を含み、前記陽極室は、前記飽和塩水を塩素ガス及び陽極水を含む陽極生成物に転換させ、前記陰極室は、前記精製水を水酸化ナトリウム、水素ガス及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物に転換させる第２手段２００；前記陽極生成物及び前記陰極生成物を反応させて次亜塩素酸ナトリウム及び水素ガスを含む混合物を生成する第３手段３００；及び前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜を通じて前記陽極室に移動することを防止する第４手段；を含むことができる。
前記第１手段は、原水処理装置１１０、塩タンク１２０及び塩水処理処置１３０を含むことができる。
前記原水処理装置１１０は、原水中のカルシウム、マグネシウムなどの不純物を除去して精製水を生成することができる。前記原水処理装置は、軟水器、逆浸透膜工程、ナノ分離膜工程、電気透析工程、電気吸着式脱イオン工程及びこれらのうち２以上の組み合わせからなる群より選択された一つを用いることができ、好ましくは、軟水器及び／又は逆浸透膜工程を用いることができるが、これに限定されるものではない。
前記原水処理装置１１０で生成された精製水のうち一部は、前記塩タンク１２０に供給されて飽和塩水を生成することができ、前記精製水のうち残部は、前記第２手段２００の前記陰極室２２０に供給されて水酸化ナトリウム、水素ガス及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物に転換され得る。
前記塩タンク１２０は、固体相の塩を貯蔵することができる。前記塩は、前記原水処理装置１１０により提供された精製水に溶解されて水溶液状態で前記第２手段２００の前記陽極室２１０に供給され得る。
前記塩タンク１２０は、外部から供給された前記塩を貯蔵することができ、前記原水処理装置１１０から精製水の供給を受けて前記塩が溶解された水溶液、好ましくは、飽和塩水を生成して前記第２手段２００の前記陽極室２１０に供給することができる。
前記塩タンク１２０は、外部から前記塩が固体相で流入される塩供給部、前記原水処理装置１１０から精製水が供給される精製水流入管路、前記飽和塩水を排出する飽和塩水排出管路を含むことができる。
また、前記塩タンク１２０及び前記陽極室２１０の間に塩水処理処置１３０が具備され得る。前記塩水処理処置１３０は、前記塩タンク１２０から排出された飽和塩水に含まれたカルシウム、マグネシウムなどの不純物を除去して前記第２手段２００の前記隔膜２３０の汚染を防止して電解反応効率を高め、前記隔膜２３０の寿命を延ばす役目を行うことができる。
前記塩水処理処置１３０は、設定されたサイズの水槽にヒーターが具備された加熱部、前記加熱部を経た塩水のうち不純物を吸着、除去し得るキレート樹脂が具備された軟水装置を含むことができる。前記加熱部は、精製されない飽和塩水の温度、ｐＨなどを適切に維持して前記軟水装置の吸着効率を改善することができる。例えば、前記飽和塩水の適切な温度及びｐＨは、それぞれ５０～８０℃及び９以上であってもよいが、これに限定されるものではない。
前記第２手段２００は、隔膜２３０により区画された陽極室２１０及び陰極室２２０を含む隔膜式電解装置であってもよく、前記陽極室２１０は、前記飽和塩水を塩素ガス及び陽極水を含む陽極生成物に転換させ、前記陰極室２２０は、前記精製水を水酸化ナトリウム、水素ガス及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物に転換させ得る。
前記陽極室２１０は、陽極を具備することができ、前記陽極での電解反応により生成された物質を含む陽極水と気体相物質を担持することができる。また、前記陰極室２２０は、陰極を具備することができ、前記陰極での電解反応により生成された物質を含む陰極水と気体相物質を担持することができる。
前記第２手段２００に設定された電圧が印加されると、前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０では次のような物質が生成され得る。
前記陽極室２１０では、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、塩素ガス（Ｃｌ２）及び塩素イオン（Ｃｌ－）を含む陽極生成物が生成され得、前記陰極室２２０では、水素ガス（Ｈ２）及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物が生成され得る。前記陽極室２１０で生成されたナトリウムイオンは、前記隔膜２３０を通じて前記陰極室２２０に移動することができ、前記陰極室２２０で生成された水酸化イオンと反応して水酸化ナトリウムが生成され得る。
前記第３手段３００は、前記陽極生成物及び前記陰極生成物を反応させて次亜塩素酸ナトリウム、陽極水及び水素ガスを含む混合物を生成することができる。
前記第３手段３００で、前記陽極生成物中の塩素ガスと前記陰極生成物中の水酸化ナトリウムが反応して生成された次亜塩素酸ナトリウム、及び前記陰極生成物中の水酸化ナトリウムとともに前記第３手段に移送された水素ガスを含む混合物が生成される。
特に、前記第３手段３００で、前記陽極生成物及び前記陰極生成物の全量が実質的に有効に反応するので、ＯＣｌ－、ＨＯＣｌ、ＣｌＯ３
－のような塩素化合物を不純物で含む陽極水の生成、排出による環境問題を解決することができる。
前記第３手段３００は、前記第２手段２００の外部に別に具備され得る。前記陽極室２１０と前記第３手段３００の間、及び前記陰極室２２０と前記第３手段３００の間には、それぞれ陽極槽及び陰極槽が具備され得、前記陽極槽及び前記陰極槽に貯蔵された陽極水及び陰極水は、それぞれ前記陽極室と前記陽極槽、及び前記陰極室と前記陰極槽を循環することができる。前記陽極槽及び前記陰極槽は、前記第２手段２００の前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０をそれぞれ循環する陽極水及び陰極水を貯蔵するための設備である。
ただし、このように陽極室２１０及び陰極室２２０で生成された物質を適切に循環、排出するためには、貯蔵槽、配管など設備が複雑となるだけでなく、高温の陽極槽で陽極水が長期間放置されることによってＣｌＯ３
－の濃度が上昇する問題がある。
それに対して、前記第３手段３００を前記第２手段２００と一体型で構成することによって、陽極槽、陰極槽、循環配管などを適切に省略することができ、それによって、維持補修性、環境親和性を顕著に向上させ得る。
前記第２及び第３手段２００、３００を一体型で構成する場合、前記第２手段２００の前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０でそれぞれ生成された塩素ガス及び水酸化ナトリウムは、前記第２手段２００の下流に具備された第３手段３００に移送されてイン－サイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）反応して次亜塩素酸ナトリウムを生成することができる。
本明細書に用いられる用語「イン－サイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）反応」は、前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０でそれぞれ塩素ガス、陽極水及び水酸化ナトリウムが生成されると同時に直ちに有効に反応して実時間で次亜塩素酸ナトリウムを生成する一連の過程を意味する。
前記陰極室２２０で生成された水酸化ナトリウムのうち次亜塩素酸ナトリウムの生成に関与しない残留水酸化ナトリウムは、生成された次亜塩素酸ナトリウムのｐＨを設定された範囲に調節するバッファーとして作用することができ、この場合、前記次亜塩素酸ナトリウムの製造システムは、外部から前記第３手段に水酸化ナトリウムを注入するための設備を含まなくてもよい。
前記第３手段３００で行われる前記陽極生成物及び前記陰極生成物のイン－サイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）反応は、前記第２手段２００の前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０での物質バランス、具体的に、前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０の間の水酸化イオン（ＯＨ－）の濃度勾配を制御する前記第４手段（図示せず）により具現され得る。
上述したように、陽極水の循環、排出による問題を解決するために、陽極水を再使用及び／又は排出せず生成された次亜塩素酸ナトリウムに注入する方案が提案された。
生成された次亜塩素酸ナトリウムの濃度及び／又はｐＨを設定された範囲に維持するためには、外部から前記陰極室２２０に水酸化ナトリウムを注入するなど陰極水中の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の濃度を高めなければならないが、この場合、水酸化ナトリウム、水酸化イオン（ＯＨ－）などが隔膜２３０を通じて陽極室２１０に流入されて陽極水のｐＨを高めることになる。
図４を参考すると、塩素ガス（Ｃｌ２）が溶解された陽極水のｐＨが上昇すると、陽極水中の塩素ガスの濃度は減少する一方、ＨＯＣｌ、ＯＣｌ－成分の濃度は相対的に増加する。陽極水のうち濃度が高くなったＨＯＣｌ、ＯＣｌ－成分は、相互反応してＣｌＯ３
－を生成して陽極水中のＣｌＯ３
－成分の濃度が増加することになる。
また、ＣｌＯ３
－成分の濃度が高くなった陽極水を生成された次亜塩素酸ナトリウムに注入する場合、次亜塩素酸ナトリウム中のＣｌＯ３
－成分の濃度が高くなり、このような次亜塩素酸ナトリウムで処理された対象にも過量のＣｌＯ３
－成分が残留して周辺環境や人体に悪影響を及ぼすことがある。
それに対して、前記第４手段は、前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜２３０を通じて前記陽極室２１０に移動することを防止することができる。すなわち、前記第４手段は、前記陰極生成物のうち水酸化ナトリウムの濃度を高く維持すると同時に、前記陽極生成物のうちＣｌＯ３
－成分の濃度を低く維持する役目を行うことができる。
前記隔膜２３０は、イオン交換膜、好ましくは、陽イオンに対する透過性を有する陽イオン交換膜であってもよい。前記陽イオン交換膜は、前記陽極室２１０で生成されたナトリウムイオン（Ｎａ＋）が前記陰極室２２０に透過、移動するようにすることができる。
また、前記隔膜２３０のうち前記陰極室２２０に対向した表面は、陰イオンに対する遮蔽性を有することができる。例えば、前記隔膜２３０のうち前記陰極室２２０に対向した表面は、前記陰極室２２０で生成された水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化イオン（ＯＨ－）が前記陽極室２１０に透過、移動することを防止し得る追加の層及び／又は作用基を含むことができる。
前記隔膜のうち前記陰極室に対向した表面は、陽イオン交換性作用基を有することができる。例えば、前記陽イオン交換性作用基は、カルボキシル基、スルホン酸基又はこれらの組み合わせであってもよく、好ましくは、カルボキシル基であってもよいが、これに限定されるものではない。
前記隔膜は、前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜２３０を通じて前記陽極室２１０に移動することを防止して陽極水中のＣｌＯ３
－成分の濃度を設定された範囲以下に維持するのに寄与することができる。
前記第４手段は、前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの温度を測定する温度センサー；及び前記温度センサーの信号によって前記陽極室２１０、前記陰極室２２０又はこれらの組み合わせの温度を制御する熱交換手段；を含むことができる。
前記第２手段２００の温度が高いほど前記隔膜２３０を通じたイオンの移動、特に、前記陰極室２２０から前記陽極室２１０への水酸化イオン（ＯＨ－）の移動が促進されるので、前記第２手段２００に印加される電圧を過度に上昇させないレベルで前記陽極室、前記陰極室又はこれらの組み合わせの温度を調節することによって、前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜２３０を通じて前記陽極室２１０に移動することを効果的に防止することができる。
具体的に、前記第２手段２００の出口側に前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの温度を測定する温度センサーを設置し、前記温度センサーにより測定された電解生成物の温度が設定された範囲を上回る場合、前記温度センサーは、前記陽極室２１０、前記陰極室２２０又はこれらの組み合わせに具備された熱交換手段に冷却に必要な信号を提供して前記第２手段２００の温度を制御することができる。
前記第４手段は、前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの伝導度及び／又は酸化還元電位を測定する伝導度センサー及び／又はＯＲＰセンサー；及び前記伝導度センサー及び／又はＯＲＰセンサーの信号によって前記第２手段２００に注入される前記飽和塩水、前記精製水又はこれらの組み合わせの注入量を制御する流量制御手段；を含むことができる。
前記陰極生成物のうち水酸化ナトリウムの濃度が高いほど前記陰極生成物の伝導度及び酸化還元電位が高くなり、前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０の間の水酸化ナトリウムの濃度勾配が増加する。このような濃度勾配は、前記陰極室２２０から前記陽極室２１０への水酸化イオン（ＯＨ－）の移動を促進させ得る。
それに対して、前記陰極室２２０の出口側に前記陰極生成物の伝導度及び／又は酸化還元電位を測定する伝導度センサー及び／又はＯＲＰセンサーを設置し、前記伝導度センサー及び／又は前記ＯＲＰセンサーにより測定された前記陰極生成物の伝導度及び／又は酸化還元電位が設定された範囲を上回る場合、前記伝導度センサー及び／又は前記ＯＲＰセンサーは、前記陰極室２２０に注入される前記精製水の流量を制御する前記流量制御手段に前記精製水の流量を増やすようにする信号を提供して前記陰極生成物のうち水酸化ナトリウムの濃度を適切な範囲で希釈させ得る。
前記陰極生成物中の水酸化ナトリウムの濃度が希釈されることによって前記陽極室２１０及び前記陰極室２２０の間の水酸化ナトリウムの濃度勾配が減少するので、前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜２３０を通じて前記陽極室２１０に移動することを効果的に防止することができる。
前記第３手段３００は、前記混合物中の水素ガスを分離、排出する気液分離手段をさらに含むことができる。前記陰極室２２０で生成された前記水素ガスは、次亜塩素酸ナトリウムの生成に全く関与しないので、分離、排出が必要な代表的な副産物のうち一つである。
従来の次亜塩素酸ナトリウムの製造システムの場合、このような水素ガスを陰極室で生成された物質が循環するように具備された陰極槽で分離、排出したが、本発明による前記次亜塩素酸ナトリウムの製造システムは、このような陰極槽を含まないので、前記第３手段３００で生成された次亜塩素酸ナトリウムに一定量の水素ガスが混合された状態で存在することができる。
前記気液分離手段は、前記第３手段３００で生成された混合物から前記水素ガスを選択的に分離、排出することによって、生成された次亜塩素酸ナトリウムの濃度を安定的に維持させ得、水素爆発による危険を軽減して次亜塩素酸ナトリウムの製造システムの安全性に全般的に寄与することができる。
前述した本発明の説明は例示のためのものに過ぎず、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更することなく他の具体的な形態に容易に変更が可能である。したがって、上述した実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。例えば、単一型として説明されている各構成要素は分散して実施することもでき、同様に、分散されたものとして説明されている構成要素を結合された形態で実施することもできる。
本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲により示されるが、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導出される全ての変更又は変形された形態は、本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
１０、１１０：原水処理装置
２１、１２０：塩タンク
２２、１３０：塩水処理処置
４０、２００：電解装置
５０：陽極槽
５１：１次脱塩装置
５２：２次脱塩装置
６０：陰極槽
７０、３００：反応装置
２１０：陽極（陽極室）
２２０：陰極（陰極室）
２３０：隔膜
２１、１２０：塩タンク
２２、１３０：塩水処理処置
４０、２００：電解装置
５０：陽極槽
５１：１次脱塩装置
５２：２次脱塩装置
６０：陰極槽
７０、３００：反応装置
２１０：陽極（陽極室）
２２０：陰極（陰極室）
２３０：隔膜
Claims (10)
- 飽和塩水及び精製水を得る第１手段；
隔膜により区画された陽極室及び陰極室を含み、前記陽極室は、前記飽和塩水を塩素ガス及び陽極水を含む陽極生成物に転換させ、前記陰極室は、前記精製水を水酸化ナトリウム、水素ガス及び水酸化イオン（ＯＨ－）を含む陰極生成物に転換させる第２手段；
前記陽極生成物及び前記陰極生成物を反応させて次亜塩素酸ナトリウム及び水素ガスを含む混合物を生成する第３手段；及び
前記陰極生成物のうち前記水酸化ナトリウム、前記水酸化イオン（ＯＨ－）又はこれらの組み合わせが前記隔膜を通じて前記陽極室に移動することを防止する第４手段；を含むことを特徴とする、次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。 - 前記第３手段は、前記陽極生成物及び前記陰極生成物をイン－サイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）反応させることを特徴とする、請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。
- 前記隔膜は、陽イオンに対する透過性を有することを特徴とする、請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。
- 前記隔膜のうち前記陰極室に対向した表面は、陰イオンに対する遮蔽性を有することを特徴とする、請求項３に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。
- 前記隔膜のうち前記陰極室に対向した表面は、陽イオン交換性作用基を有することを特徴とする、請求項４に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。
- 前記陽イオン交換性作用基は、カルボキシル基、スルホン酸基又はこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項５に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。
- 前記第４手段は、
前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの温度を測定する温度センサー；及び
前記温度センサーの信号によって前記陽極室、前記陰極室又はこれらの組み合わせの温度を制御する熱交換手段；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。 - 前記第４手段は、
前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの伝導度を測定する伝導度センサー；及び
前記伝導度センサーの信号によって前記第２手段に注入される前記飽和塩水、前記精製水又はこれらの組み合わせの注入量を制御する流量制御手段；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。 - 前記第４手段は、
前記陽極生成物、前記陰極生成物又はこれらの組み合わせの酸化還元電位を測定するＯＲＰセンサー；及び
前記ＯＲＰセンサーの信号によって前記第２手段に注入される前記飽和塩水、前記精製水又はこれらの組み合わせの注入量を制御する流量制御手段；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。 - 前記第３手段は、前記混合物中の水素ガスを分離、排出する気液分離手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の次亜塩素酸ナトリウムの製造システム。
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