KR100414015B1 - An electrolytic cell for producing Sodium Hypochloride - Google Patents

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KR100414015B1
KR100414015B1 KR10-2001-0014065A KR20010014065A KR100414015B1 KR 100414015 B1 KR100414015 B1 KR 100414015B1 KR 20010014065 A KR20010014065 A KR 20010014065A KR 100414015 B1 KR100414015 B1 KR 100414015B1
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Abstract

본 발명은 염수를 전기분해하여 차아염소산 나트륨을 수득할 수 있는 전극을 구비한 전해 장치에 있어서, 망형상의 주석(Sn)계열의 화합물을 양극으로 하고, 하스텔로이 금속을 음극으로 하여 원통형 전해조내에 음극과 양극을 교대로 배열한 것을 특징으로 하는, 전극의 내구성이 우수하며, 전해 전류 소모량이 적으며, 전극의 세척빈도를 현저하게 감소시킬 수 있는, 차아염소산 나트륨 발생 전해장치를 제공하는 것이다.The present invention provides an electrolytic device having an electrode capable of electrolyzing brine to obtain sodium hypochlorite, wherein the anode is made of a cylindrical tin (Sn) -based compound as the anode, and the Hastelloy metal is used as the cathode. The present invention provides a sodium hypochlorite generating electrolyzer, which is characterized by alternating positive and negative electrodes, which is excellent in durability of the electrode, consumes little electrolytic current, and can significantly reduce the frequency of cleaning of the electrode.

Description

차아염소산 나트륨 발생 전해장치{An electrolytic cell for producing Sodium Hypochloride}An electrolytic cell for producing Sodium Hypochloride

본 발명은 차아염소산 나트륨 발생 전해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극을 구비한 전해조에 있어서, 망형상의 주석(Sn)계열의 화합물을 양극으로 하고, 하스텔로이(hastelloy) 금속을 음극으로 한 후 원통형 전해조 내에 음극과 양극을 교대로 배열한 것을 특징으로 하는, 전극의 내구성이 우수하며, 전해 전류 소모량이 적고, 전극의 세척빈도를 현저하게 감소시킬 수 있는, 차아염소산 나트륨 발생 전해장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sodium hypochlorite generating electrolyzer, and more particularly, in an electrolytic cell equipped with an electrode, a network-like tin (Sn) -based compound is used as an anode, and a hastelloy metal is used as a cathode. The present invention relates to a sodium hypochlorite generating electrolyzer, which is characterized by alternating cathodes and anodes in a cylindrical electrolytic cell, which is excellent in durability of the electrode, has low electrolytic current consumption, and can significantly reduce the frequency of cleaning of the electrode. .

차아염소산나트륨(NaOCl, Sodium Hypochloride)은 널리 알려진 바와 같이 정수장, 하수처리장의 살균장치, 일반화학공장의 냉각용수 보일러, 담수화 공정 처리수, 발전소의 냉각수 처리, 음용수 처리, 식물 및 채소, 육류가공, 수영장외 세탁 및 제지, 가정용 표백제로 사용되는 강한 염소취를 갖는 무색 투명 액체이다.Sodium hypochlorite (NaOCl), as is widely known, is used for water purification plants, sterilizers for sewage treatment plants, cooling water boilers for general chemical plants, desalination process water, cooling water treatment for power plants, drinking water treatment, plants and vegetables, meat processing, It is a colorless, clear liquid with a strong chlorine odor that is used as laundry and papermaking and household bleach outside of pool.

일반적으로 널리 알려진 차아염소산 나트륨을 발생시키는 방법으로는 소금을 전기분해하여 1등급의 차아염소산 나트륨을 수득하는 것으로, 그 개략적인 발생 공정도는 도 1과 같이 나타낼 수 있다.In general, a well-known method for generating sodium hypochlorite is to electrolyze salt to obtain a first-class sodium hypochlorite, and a schematic generation process diagram thereof may be shown in FIG. 1.

도 1에 의하면 주입된 물과 소금은 소듐이온(sodium ion, Na+)과 염소이온(Chloride, Cl-)으로 해리되어 염소이온은 양극(anode)에서 하기와 같이 산화되어 염소로 되고,According to FIG. 1, the injected water and salt are dissociated into sodium ions (Na + ) and chlorine ions (Chloride, Cl ) so that the chlorine ions are oxidized to chlorine at the anode as follows.

Cl-→1/2 Cl2+ e- Cl - → 1/2 Cl 2 + e -

소듐 이온은 음극에서 하기와 같이 환원되어,Sodium ions are reduced at the cathode as follows,

Na++ e-→ NaNa + + e - → Na

수득된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨(가성소다)과 수소로 된 후The sodium obtained is reacted with water to form sodium hydroxide (caustic soda) and hydrogen

Na + H2O → NaOH + 1/2H2 Na + H 2 O → NaOH + 1 / 2H 2

양극에서 생성된 염소와 음극에서 생성된 수산화나트륨이 반응하여 전해범위가 약 0.2% 내지 0.8%인 차아염소산 나트륨이 수득된다.Chlorine produced at the positive electrode and sodium hydroxide produced at the negative electrode react to obtain sodium hypochlorite having an electrolytic range of about 0.2% to 0.8%.

NaOH + Cl2→ NaOH + HClNaOH + Cl 2 → NaOH + HCl

그러나, 상기와 같이 염수를 전기분해하여 차아염소산 나트륨을 생성하는 전해장치는 양 전극에서의 연속적인 산화, 환원반응으로 인하여 전해장치의 내구성이 낮은 단점이 있으므로 이를 해결하기 위해서는 첫째, 내구성이 우수하고 전해전력소비량이 적은 전극의 구성 둘째, 시스템내의 국부적인 과열이 없고 전해조내에서 전해질 농도분포가 균일하고 및 셋째, 염수의 경도(hardness)에 저항성이 우수한 전해조를 필요로 한다.However, the electrolytic device that produces sodium hypochlorite by electrolysis of brine as described above has the disadvantage of low durability of the electrolytic device due to the continuous oxidation and reduction reactions at both electrodes. Configuration of Electrode with Low Electrolytic Power Consumption Second, there is no need for local overheating in the system, uniform electrolyte concentration distribution in the electrolytic cell, and third, an electrolytic cell having excellent resistance to the hardness of the brine is required.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 선행기술 중 첫 번째의 전극 내구성 향상 기술로는 국내특허출원 공개번호 제2000-40399호에 따르면 차아염소산 나트륨 발생용 전극을 도금하는 방법을 제공하고 있는데, 모재인 티탄(TI)표면에 브러싱(BRUSHING)법으로 백금(Pt)과 루테늄(Ru) 및 이리듐(Ir)조성물의 조성비를 다르게 하여 400 내지 600℃에서 1시간 열처리하는 방법에 관한 것이나, 이는 전극이 고가일 뿐만 아니라 염수에서 루테늄을 포함하는 전극의 수명이 짧아 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.The first electrode durability improvement technology of the prior art for solving the conventional problems provides a method for plating the electrode for sodium hypochlorite generation according to the Korean Patent Application Publication No. 2000-40399, the base material titanium (TI) is a method of heat treatment at 400 to 600 ° C. for 1 hour by varying the composition ratio of platinum (Pt), ruthenium (Ru), and iridium (Ir) composition by brushing method on the surface, but the electrode is expensive In addition, there is a problem that the durability of the electrode containing ruthenium is shortened in the brine is short.

또 다른 전기분해 장치용 전극에 관한 선행기술로는 국제출원 공개번호 WO7900709 A1을 들 수 있는데, 상기 공개 내용에 의하면 물전기 분해용 전극으로 니켈-몰리브덴, 니켈, 텅스텐, 코발트-몰리브덴 산화물 촉매를 포함하는 전극을 사용하는 것을 제시하고 있으나 니켈등의 금속은 염소와의 우수한 반응성으로 인해 전극의 수명이 급격히 단축되는 문제점이 있다.Another prior art for an electrode for an electrolysis device is International Publication No. WO7900709 A1, which discloses an electrode for water electrolysis comprising a nickel-molybdenum, nickel, tungsten, and cobalt-molybdenum oxide catalyst. It is proposed to use an electrode, but a metal such as nickel has a problem that the life of the electrode is rapidly shortened due to excellent reactivity with chlorine.

국제출원 공개번호 WO9117287 에서는 전해조 내에서 전해질 농도의 균질화를 이루기 위하여 다공성 전극 전기분해 방법 및 장치를 제공함으로써 전해질내로 전극을 분산시켜 전기분해 효율을 증가시키려고 노력하였으나, 불필요하게 전해조의 크기가 대형화되는 단점이 있었다.International Application Publication No. WO9117287 attempts to increase electrolysis efficiency by dispersing electrodes in electrolyte by providing a porous electrode electrolysis method and apparatus to achieve homogenization of electrolyte concentration in an electrolytic cell, but unnecessarily increases the size of the electrolytic cell. There was this.

국제출원 공개번호 WO9916934 A1 에서는 다단계로 염수를 전해하는 장치를 제공하고 있으나, 염수의 농도가 낮고 저농도의 차아염소산 나트륨 발생 시키기 위한 스템에서 전해조가 대형화되고 복잡해지는 단점이 있다.International Application Publication No. WO9916934 A1 provides an apparatus for electrolyzing brine in multiple stages, but has a disadvantage in that an electrolyzer is enlarged and complicated in a stem for generating low concentrations of sodium salt and low concentrations of sodium hypochlorite.

국제출원 공개번호 WO 9809917 A1 은 중심축에 원형 및 봉형의 전극을 가지는 전해조 시스템을 제공하고 있는데, 원통형 내에서 전해질 분포는 정육면체 또는 직육면체의 전해조 시스템보다 우수하나 원형 및 봉형의 전극배열에 따는 단위체적당 전극면적이 낮아 상대적으로 전해조가 대형화되는 단점이 있다.International Application Publication No. WO 9809917 A1 provides an electrolytic cell system having round and rod-shaped electrodes on a central axis, where electrolyte distribution is better than that of a cube or cuboid electrolytic cell system, but the unit volume per round and rod-shaped electrode array is appropriate. The electrode area has a disadvantage that the electrolytic cell is relatively large.

염수의 경도에 대한 저항성을 향상시키기 위한 선행기술로는 국내 특허출원 공개번호 제1998-19227호에서는, 정수장내에서 상수를 소독하기 위해 소금 저장 탱크내로 소금을 공급하고 연수기로 물을 공급한 후 전기분해조에서 차아염소산 나트륨을 생성하고 이를 정수장의 상수에 공급하여 상수를 소독하는 정수장의 정수처리 소독시스템을 제공하고 있고, 국내 특허출원 공개 번호 제1996-7463호는 수영장물과 온천, 공중목욕탕의 목욕물을 정화하는 장치를 제공하고 있는데, 음극판과 양극판을 대향시켜서 설치하고 그 사이에 식염수를 흘리면서 전해하여 활성산소를 포함하는 살균수를 만드는 전해통로와 상기 살균수를 순환호에 첨가하여 교반하는 교반장치와 상기 전해 반응의 부산물인 차아염소산과 차아염소산 나트륨을 접촉시켜 분해하고 활성산소를 발생시키는 촉매장치에 관한 것이나, 이들은 염수 중에 존재하는 마그네슘과 칼슘 하드니스가 전극으로 침적하는 문제를 해결할 수 없었다.Prior art for improving the resistance to the hardness of the brine is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 1998-19227, in order to disinfect the water in the water purification plant, salt is supplied into the salt storage tank and water is supplied to the water softener. Sodium hypochlorite is produced in the digestion tank and supplied to the water purification plant to provide a water treatment disinfection system for water purification plant. Korean Patent Application Publication No. 1996-7463 discloses a solution for swimming pools, hot springs and public baths. An apparatus for purifying bath water is provided, and an anode and a cathode plate are disposed to face each other, and an electrolytic passage is formed by electrolyzing with a saline solution flowing therebetween to make sterilized water containing active oxygen, and the sterilized water is added to the circulation arc and stirred. Decomposition and active acid by contacting the device with byproducts of the electrolytic reaction hypochlorous acid and sodium hypochlorite Would relates to a catalyst for generating, they could not solve the problems that the magnesium and calcium in hard varnish present in the salt deposited by the electrode.

또한, 국제출원 공개번호 WO9816477 A1 는 복극 전극을 이용하여 주기적으로 전극의 극성을 전환하여 전극에 부착한 스케일을 제거하는 방법을 제공하고 있는데, 이미 산업적으로 소형 전해 시스템에서 활용되고 있는 기술이나, 이 기술은 반복되는 극성 변화에 전극의 내구성이 급격히 감소하게 되는 문제를 해결할 수 없었다.In addition, International Application Publication No. WO9816477 A1 provides a method of removing the scale attached to the electrode by periodically switching the polarity of the electrode by using a bipolar electrode, which is already used in a small electrolytic system industrially. The technique could not solve the problem of repeated durability changes, which drastically reduced the durability of the electrode.

상기에서 설명한 종래 기술들은 짧은 수명의 고가의 전극을 채용하고 있을 뿐만 아니라 전해조내의 전해질 분포가 균일하지 못하여 전류효율이 낮고, 염수 및 용수에 존재하는 하드니스를 효율적으로 제거하지 못하여 전극 및 전해장치의 내구성 및 효율이 떨어져 고가의 설비비 및 운전비용이 요구되는 문제점이 있다.The conventional techniques described above not only employ expensive electrodes having a short lifespan, but also have a low current efficiency due to uneven distribution of electrolytes in the electrolytic cell, and do not efficiently remove the hardness present in the brine and water. There is a problem in that durability and efficiency are low, expensive equipment costs and operating costs are required.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 염수를 전기분해하여 차아염소산 나트륨을 수득할 수 있는 전해장치에 있어서, 양극과 음극의 재질을 각각 주석계열과 하스텔로이 금속으로 하여 망형상으로 구성한 후 원통형 전해조내에 교대로 배열함으로써, 전해조의 내구성향상, 전해 전력 소모량의 감소 및 전해조내 전해질의 농도를 균일하게 할 수 있는 차아염소산 나트륨 발생 전해 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above conventional problems, in the electrolytic apparatus which can obtain sodium hypochlorite by electrolysis of brine, the material of the anode and cathode are tin series and Hastelloy metal, respectively The present invention provides a sodium hypochlorite generating electrolytic apparatus which can be configured in a mesh shape and alternately arranged in a cylindrical electrolytic cell, thereby improving the durability of the electrolytic cell, reducing the electrolytic power consumption, and making the concentration of the electrolyte in the electrolytic cell uniform.

도 1은 염수를 이용한 종래 차아염소산 나트륨의 발생공정도이고,1 is a process chart of generation of conventional sodium hypochlorite using saline,

도 2는 본 발명에 의한 염수 전기분해조의 개략도이고,2 is a schematic diagram of a brine electrolysis tank according to the present invention,

도 3은 본 발명에 의한 전극배열과 전해질의 이동방향을 나타낸 도이고,3 is a view showing the movement direction of the electrode arrangement and the electrolyte according to the present invention,

도 4는 본 발명에 의한 차아염소산 나트륨의 발생공정도이다.4 is a process chart for generating sodium hypochlorite according to the present invention.

본 발명은 염수를 전기분해하여 차아염소산 나트륨을 제조하는 전극을 구비한 전해조에 있어서, 망형상의 주석(Sn)계열의 화합물을 양극으로 하고, 하스텔로이 금속을 음극으로 하여 원통형 전해조내에 음극과 양극을 교대로 배열한 것을 특징으로 하는, 전극의 내구성이 우수하며, 전해 전류 소모량이 적으며, 전극의 세척빈도를 현저하게 감소시킬 수 있는, 차아염소산 나트륨 발생 전해장치를 제공하는 것이다.The present invention provides an electrolytic cell equipped with an electrode for producing sodium hypochlorite by electrolysis of brine, wherein the cathode and the positive electrode are formed in a cylindrical electrolytic cell using a networked tin (Sn) -based compound as an anode and a Hastelloy metal as a cathode. It is an object of the present invention to provide a sodium hypochlorite generating electrolyzer, which is characterized by alternating arrangements, excellent durability of the electrode, low electrolytic current consumption, and remarkably reducing the frequency of cleaning of the electrode.

염수를 전기분해하여 차아염소산 나트륨을 제조하는 전해 장치에 있어서, 전해 전력소모량은 염소발생 효율에 의해 좌우되며, 이는 전극의 촉매 성능에 의해 결정된다. 일반적으로 전극의 재질로는 티타늄 금속 위에 루테늄 산화물을 코팅한 DSA 또는 티타늄 금속위에 Pt/Ir을 코팅한 것이 사용되는데, 이러한 코팅전극은 수명이 수년 이상이며 전력소모량 또한 매우 적으나 비싼 것이 단점이다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 가격이 상대적으로 저렴하면서도 염소발생효율이 우수한 주석(Sn)계열의 화합물을 양극으로 사용하는 것을 특징으로 한다.In the electrolytic apparatus for producing sodium hypochlorite by electrolysis of brine, the electrolytic power consumption depends on the chlorine generation efficiency, which is determined by the catalytic performance of the electrode. In general, the material of the electrode is a DSA coated with ruthenium oxide on titanium metal or Pt / Ir coated on titanium metal. These coating electrodes have a lifespan of several years and a very low power consumption, but are disadvantageous. Therefore, the present invention is characterized by using a tin (Sn) -based compound having a relatively low price and excellent chlorine generation efficiency as a positive electrode to compensate for this disadvantage.

본 발명에서 사용된 Sn 계열의 양극은 SnCl4와 RuCl4를 염산과 이소프로필알콜로 녹인 후 코팅할 전극을 딥핑(dipping)한 후에 건조하여 500 내지 1000℃ 소결로에서 충분히 소결하는 과정을 1회 이상 반복함으로써 제조할 수 있다.In the Sn-based anode used in the present invention, SnCl 4 and RuCl 4 are dissolved in hydrochloric acid and isopropyl alcohol, and then the electrode to be coated is dipped and dried to sinter in a 500 to 1000 ° C. sintering furnace once. It can manufacture by repeating above.

본 발명에서 사용된 음극의 재질은 탄소, 티타늄, 하스텔로이, 니켈화합물이 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 내구성과 수소발생 전위가 낮은 하스텔로이를 사용하는 것이 바람직하다.Carbon, titanium, Hastelloy, and nickel compounds may be used as the material of the anode used in the present invention, and most preferably, Hastelloy having low durability and low hydrogen generation potential is used.

본 발명에 의한 전극 시스템은 전력효율이 높고 전력소모량이 매우 적기 때문에 소량의 소금과 전력으로 0.8%의 차아염소산 나트륨을 수득할 수 있게된다.Since the electrode system according to the present invention has high power efficiency and very low power consumption, it is possible to obtain 0.8% sodium hypochlorite with a small amount of salt and power.

전해조로는 구리, 청동, 스텐레스스틸 또는 기타 금속 등은 사용할 수 없으며 티타늄과 하스텔로이 같은 비철금속, 또는 폴리프로필렌, 아크릴 고분자를 사용하는 것이 바람직하고, 경제적인 측면을 고려하면 고분자 물질이 가장 바람직하다.Copper, bronze, stainless steel or other metals may not be used as the electrolytic cell. It is preferable to use non-ferrous metals such as titanium and hastelloy, or polypropylene and acrylic polymers, and in consideration of economic aspects, polymer materials are most preferred.

또한, 전극반응에 의해 발생하는 가스는 전극면을 따라 기포가 커지면서 상승하게 되는데, 이 같은 기포는 전류의 흐름을 방해하고 기포로 인해 저항이 증가하고 저항이 증가하면 주울열에 의해 국부적인 온도가 상승하여 생성된 차아염소산 나트륨이 분해되기 때문에, 차아염소산 나트륨을 발생시 키는 장치에 있어서 고려되어야 할 사항은 전해질의 균일한 분포이다.In addition, the gas generated by the electrode reaction rises as the bubbles increase along the electrode surface, which hinders the flow of current, the resistance increases due to the bubbles, and when the resistance increases, the local temperature rises due to Joule heat. Since the sodium hypochlorite produced is decomposed, a consideration in the apparatus for generating sodium hypochlorite is a uniform distribution of the electrolyte.

본 발명에서는 전해질의 균일한 분포를 달성하기 위하여 전극구조를 망형상(mesh)으로 구성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 발생하는 기포를 전극면의 후방으로 순환시켜주는 것이 바람직한데, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 전극을 평판으로 구성하는 대신 망형상의 전극을 사용한다.In the present invention, in order to achieve a uniform distribution of the electrolyte, the electrode structure is characterized by a mesh (mesh). That is, it is preferable to circulate the generated bubbles to the rear of the electrode surface, in the present invention, in order to solve this problem, instead of configuring the electrode as a flat plate using a mesh-shaped electrode.

나아가 본 발명에서는, 유체가 직육면체나 정육면체를 이동할 때 발생하는 국부적인 데드공간(Dead Space)을 없애주기 위해 차아염소산 나트륨을 발생시키는 전해조 내부를 도 2와 같은 원통형으로 구성하였으며, 전극은 도 3에 나타난 바와 같이 망형상의 양극와 음극 전극을 교대로 배열함으로써 주어진 공간내에서 최대 단면적을 가질 수 있게 되어 같은 부피에서 최대의 생산을 가질 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, the inside of the electrolytic cell for generating sodium hypochlorite to eliminate the local dead space generated when the fluid moves a cube or a cube in a cylindrical shape as shown in Figure 2, the electrode is shown in FIG. As can be seen, by alternately arranging the anode and cathode electrodes in the shape of a mesh, it is possible to have a maximum cross-sectional area in a given space, thereby achieving maximum production in the same volume.

염수를 전기분해하여 차아염소산 나트륨을 발생시키는 장치에 있어서 또 하나의 문제점인 용수 및 소금에 존재하는 하드니스 전해물의 발생으로 인한 전극의 수명단축을 해소하기 위해서 종래의 주기적인 전극 및 전해조의 세척, 전극의 극성을 바꾸는 방법, 전처리 등이 사용될 수 있으나, 전극의 극성을 바꾸는 방법은 전극의 수명이 단축될 우려가 있으므로 산세척 방법과 전처리 방법을 조합하여 침전물을 제거하는 것이 바람직하다.In order to solve the shortening of the life of the electrode due to the generation of hardness electrolyte present in the water and salt, which is another problem in the apparatus for generating sodium hypochlorite by electrolysis of the brine, the conventional periodic electrode and electrolytic cell cleaning, A method of changing the polarity of the electrode or pretreatment may be used. However, the method of changing the polarity of the electrode may shorten the life of the electrode. Therefore, it is preferable to combine the pickling method with the pretreatment method to remove the precipitate.

이하, 도면을 참조하여 구체적으로 본 발명을 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명에 의한 차아염소산 나트륨을 발생시키는 공정도로서 먼저 용수를 연수기로 처리하여 하드니스를 제거한 후 두 개의 스트림 A와 B로 분기시킨다. 분기된 스트림은 포화조(1)에 저장되어 있는 소금을 녹여 30%의 포화염수를 만들고, 이 스트림 A에 알칼리 용액을 첨가하여 pH 조정조(2)에서 pH를 10으로 조정하여 하드니스 칼슘과 마그네슘 수산화물을 침전시켜 자동백필터(3)를 사용하여 제거한다. 하드니스가 제거된 스트림 A와 스트림 B를 혼합조(5)에서 섞어 염수의 농도를 3%하며 유량계를 거쳐 전해조(6)에 공급한다. 변압기와 정류기(4)설비를 거친 직류전류는 전해조(6)로 공급되며 전해조(6)에서는 염수의 전기화학적 반응에 의해 차아염소산 나트륨이 발생되고, 발생된 차아염소산 나트륨은 저장조(7)에 저장되고 부산물인 수소는 고효율 팬에 의해 대기중으로 배출된다. 도면에서 부호 6은 염산공급시스템으로 주기적으로 전해조를 세척하는 과정을 실행하게된다.Figure 4 is a process for generating sodium hypochlorite according to the present invention first treated with water softener to remove hardness and then branched into two streams A and B. The branched stream melts the salt stored in the saturation tank (1) to make 30% saturated brine, and adds alkaline solution to this stream A to adjust the pH to 10 in the pH adjustment tank (2) to make the hardness calcium and magnesium The hydroxide is precipitated and removed using an automatic bag filter (3). Stream A and stream B from which hardness is removed are mixed in the mixing tank 5, and the concentration of the brine is 3% and supplied to the electrolytic cell 6 through the flowmeter. The direct current through the transformer and rectifier (4) equipment is supplied to the electrolyzer (6). In the electrolyzer (6), sodium hypochlorite is generated by the electrochemical reaction of brine, and the generated sodium hypochlorite is stored in the reservoir (7). And by-product hydrogen is discharged into the atmosphere by a high efficiency fan. Reference numeral 6 in the figure is to perform the process of periodically cleaning the electrolytic cell with a hydrochloric acid supply system.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 하나, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 특허청구의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형될 수 있음은 자명하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention should not be construed as being limited by the following Examples, but the scope of the present invention is within the scope of the claims. It is obvious that it can be transformed by a person with knowledge of.

(실시예 1)(Example 1)

1. 전해조 시스템 구성1. Composition of Electrolyzer System

가. 양극;티타늄 금속위에 Sn-Ru 산화물을 열분해시켜 제조한 전극end. Anode; electrode made by pyrolyzing Sn-Ru oxide on titanium metal

나. 음극; 하스텔로이 금속I. cathode; Hastelloy metal

다. 전해조; 원통형 폴리프로필렌All. Electrolytic cell; Cylindrical polypropylene

라. 전극구조; 망형상 전극la. Electrode structure; Mesh electrode

마. 온도; 30℃hemp. Temperature; 30 ℃

바. 전해질 농도; 3중량% 소금물bar. Electrolyte concentration; 3 wt% brine

사. 전극간 거리; 2mmfour. Interelectrode distance; 2 mm

2. 운전(operation)2. Operation

가. 유입수는 연수처리를 하여 스트림 A는 포화조(1)에 유입되어 저장된 소금을 녹여 30% 포화염수를 제조한 후end. The influent is treated with soft water and stream A flows into the saturation tank (1) to dissolve the stored salt to produce 30% saturated brine.

나. pH 조정조(2)에서 스트림 A 에 알칼리 용액을 넣어 pH를 10으로 조정하여 하드니스 칼슘과 마그네슘 수산화물을 침전시켜 고어텍스 필터를 가지는 자동백필터(3)을 사용하여 제거한 후 스트림 A 의 하드니스 농도를 5ppm에서 1ppm 이하로 줄인다.I. In the pH adjusting tank (2), an alkaline solution was added to stream A to adjust the pH to 10 to precipitate hardness calcium and magnesium hydroxide, which was removed using an automatic bag filter (3) having a Gore-Tex filter, and then the hardness concentration of stream A. Reduce from 5 ppm to 1 ppm or less.

다. 혼합조(5)에서 스트림 A 와 스트림 B를 섞어 염수의 농도를 3%로 조정하여 유량계를 거쳐 전해조(6)로 공급한다.All. In the mixing tank 5, stream A and stream B are mixed, and the concentration of the brine is adjusted to 3% and supplied to the electrolytic cell 6 via a flowmeter.

라. 변압기와 정류기 설비(4)를 거친 직류전류는 전해조내로 공급되며 전해조에서는 염수를 전기화학적으로 반응시켜 차아염소산 나트륨을 발생시킨 후 발생된 차아염소산 나트륨을 차아염소산 나트륨 저장조(7)에 저장한다.la. The direct current through the transformer and rectifier equipment (4) is supplied into the electrolytic cell, and the electrolytic cell electrolyzes the brine to generate sodium hypochlorite, and then stores the sodium hypochlorite generated in the sodium hypochlorite storage tank (7).

(비교예 1)(Comparative Example 1)

양극의 재질을 RuO2와 TiO2산화물로 된 전극을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 전해조 시스템 및 운전 조건을 갖는다.Except for using an electrode made of RuO 2 and TiO 2 oxide, the anode material has the same electrolytic cell system and operating conditions as in Example 1.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

양극의 재질을 백금(Pt)이 도금된 전극을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.The material of the anode was the same as that of Example 1 except for using an electrode plated with platinum (Pt).

(비교예 3)(Comparative Example 3)

시스템 구성 중 전해조를 직육면체로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.The same as in Example 1 except that the electrolytic cell was a cuboid in the system configuration.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

전극 형상을 판형으로 제작한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.It is the same as Example 1 except the electrode shape was produced in plate shape.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

운전과정에서 염수 중 하드니스 제거 공정을 설치하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.It is the same as Example 1 except the hardness removal process of brine is not installed in the operation process.

실시예 1 과 비교예 1 내지 5에 있어서의 전해조의 전기 소모량, 내구성 및 세척빈도를 나타내면 아래 표 1과 같다.Table 1 shows the electricity consumption, durability and washing frequency of the electrolytic cells in Example 1 and Comparative Examples 1 to 5.

전기소모량(kWh/kg Cl2)Electricity consumption (kWh / kg Cl 2 ) 내구성(hr)Durability (hr) 세척빈도(1회/1일)Frequency of cleaning (once a day) 실시예 1Example 1 44 2525 20일20 days 비교예 1Comparative Example 1 1818 1010 15일15th 비교예 2Comparative Example 2 1212 88 15일15th 비교예 3Comparative Example 3 7.57.5 2020 19일19th 비교예 4Comparative Example 4 5.55.5 2020 20일20 days 비교예 5Comparative Example 5 4.54.5 2424 7일7 days

*분석방법* Method of Analysis

가. 전류효율 및 세척빈도 측정end. Current efficiency and cleaning frequency measurement

㉠. 일주일간 조전압 및 전류를 측정하여 전력 소모량과 전류효 율을 측정하였다.Iii. Power consumption and current efficiency were measured by measuring the voltage and current for one week.

㉡. 일 1회 차아염소산 나트륨 농도를 측정하였다.Iii. Sodium hypochlorite concentration was measured once daily.

㉢. 전압이 급격히 상승하는 시간을 측정하였다.Iii. The time at which the voltage rises rapidly was measured.

나. 전류밀도를 전극면적당 10kA/㎡으로 하여 1시간에 1회씩 전극의 극성을 바꾸어 전극의 수명을 가속화시켰다.I. The current density was 10 kA / m 2 per electrode area to change the polarity of the electrode once every hour to accelerate the life of the electrode.

약 3%의 저농도 염수를 전기분해 하여 차아염소산 나트륨을 발생시키는 전해장치에 있어서, 본 발명에 의한 망형상의 양극과 음극을 전해조내에 교대로 배치하여 구성함으로써 염수의 산화, 환원반응에 의한 전극의 손상을 최소화 시켜 전극의 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 전해조내 전해질의 농도 분포가 균일하고, 적은 전력 소비량으로 0.8%의 차아염소산 나트륨을 제조할 수 있게 된다.In the electrolytic apparatus which generates sodium hypochlorite by electrolyzing about 3% of low concentration of brine, the electrode of the present invention is alternately arranged in the electrolytic cell by damaging the electrode by oxidation and reduction of the brine. In addition to improving durability of the electrode, the concentration distribution of the electrolyte in the electrolytic cell is uniform, and sodium hypochlorite of 0.8% can be manufactured with low power consumption.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 연수기로 처리된 유입수를 1개 이상의 스트림으로 분기시키는 단계와; 분기된 하나의 스트림을 포화조(1)에 주입하여 저장되어 있는 소금을 녹여 포화염수를 만드는 단계와; 하나의 스트림에 알칼리 용액을 첨가하여 pH 조정조(2)에서 pH를 조정하여 하드니스 칼슘과 마그네슘 수산화물을 침전시킨 후 자동백필터(3)를 사용하여 제거하는 단계와; 하드니스가 제거된 하나의 스트림과 또 다른 하나의 스트림을 혼합조(5)에서 섞어 염수의 농도를 3%하여 전해조(6)에 공급하는 단계와; 음극의 재질이 주석화합물이고 양극이 하스텔로이 금속인 망형상의 전극을 교대로 배열한 원통형 전해조(6)에 직류전류를 공급하여 염수를 전기분해하는 단계를 포함하여 구성되는, 차아염소산 나트륨의 수득방법.Branching the influent treated with the water softener into one or more streams; Injecting one branched stream into the saturation tank 1 to dissolve the stored salt to produce saturated brine; Adding an alkaline solution to one stream to adjust pH in a pH adjusting tank (2) to precipitate hardness calcium and magnesium hydroxide and to remove it using an automatic bag filter (3); Mixing one stream having another hardness and another stream in the mixing tank 5 to supply 3% of the brine to the electrolytic cell 6; A method of obtaining sodium hypochlorite, comprising the step of electrolyzing a brine by supplying a direct current to a cylindrical electrolytic cell 6 in which a cathode is made of tin compound and the anode is a Hastelloy metal. . 제 4항에 있어서, 상기 조정조(2)의 pH가 10인 것을 특징으로 하는, 차아염소산 나트륨의 수득방법.The method for obtaining sodium hypochlorite according to claim 4, wherein the pH of the adjusting tank (2) is 10.
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