KR101226640B1

KR101226640B1 - 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치

Info

Publication number: KR101226640B1
Application number: KR1020120088949A
Authority: KR
Inventors: 최윤이; 황덕준; 최윤일
Original assignee: 주식회사 제이텍
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2013-01-25

Abstract

본 발명은 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 12%(w/w) 이상의 고농도 차아염소산나트륨을 생산하여 소용량 뿐만 아니라 대규모 수처리시설에도 보다 안전하게 효율적으로 적용 가능한 고농도(12%(w/w))의 차아염소산나트륨을 생산하는 고농도의 차이염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.

Description

고농도의 차아염소산나트륨 발생장치{Device For Generating High-concentrated Sodium Hypochlorite}

본 발명은 차아염소산나트륨 발생장치 및 이를 이용한 고농도의 차이염소산나트륨의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 12%(w/w) 이상의 고농도 차아염소산나트륨을 생산하여 소용량 뿐만 아니라 대규모 수처리시설에도 보다 안전하게 효율적으로 적용가능한 고농도(약 12%(w/w))의 차아염소산나트륨을 생산하는 고농도의 차이염소산나트륨 발생장치 및 이를 이용한 고농도의 차이염소산나트륨의 제조방법에 관한 것이다.

수처리공정에 많이 적용되고 있는 염소소독 방식으로는 고체염소 투입방식과 공업용 시판 차아염소산나트륨 투입방식과 현장발생형 차아염소산나트륨 발생장치 적용방식이 있다. 이중 가장 안전하고 경제적인 방식이 현장발생형 차아염소산나트륨 발생장치를 적용한 공정기술로, 염소소독에 비하여 안전하고 시설규모가 간소화된다는 장점이 있어 소규모 정수장의 경우에 가장 효율적인 시스템으로 활용되고 있다. 일반적으로 현장발생형 차아염소산나트륨 발생장치는 희석염수(적정농도의 소금물(NaCl))를 격막(이온교환막)이 없는 일련의 전극을 통과시키는 과정에서 전극 양단에 부가된 직류전류(DC)를 이용해서 소금물을 전기분해하여 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생산하고, 이를 일시 저장하였다가 필요시 주입하거나, 생산되는 즉시 물과 희석하여 필요한 농도의 차아염소산나트륨을 생산한다. 상기와 같이 생산된 차아염소산나트륨은 일반적으로 약 0.4%(w/w) ~ 0.8%(w/w) 농도의 저농도로 생산되어지며, 이는 200ppm 이내의 농도로 식자재의 소독과 청소를 위한 소독제로 사용되거나, 8000ppm 내외의 농도로 중.소규모 상하수처리시설의 수처리공정 과정에 적용된다.

또한, 대한민국 등록특허 10-0523982호 '전기화학적 살균제 발생기'는 전기화학적으로 살균제를 발생하는 장치로서, 포화 염화나트륨수용액을 공급받아 염소를 발생시키는 양극실과, 물을 공급받아 가성소다를 발생시키는 음극실과, 및 상기 양극실과 상기 음극실을 분리하는 양이온교환막을 구비한 전해셀과, 상기 양극실로부터 제공되는 염소와 상기 음극실로부터 제공되는 가성소다를 반응시켜 하이포아염소산염을 발생시키는 반응부를 구비하는 등의 장치가 공지되어 있으나, 이러한 전해설비의 경우 클로레이트 등의 부산물 저감에 대한 대안이 기재되어 있지 않다.

상술한 바와 같이 종래의 차아염소산나트륨수 발생장치에서는 생산된 차아염소산나트륨과 물을 희석하여 차아염소산나트륨수를 생산할 때, 생산되는 차아염소산나트륨을 저장하지 않고 즉시 물과 희석하여 차아염소산나트륨수를 생산하는 방식이고, 이 방식은 별도의 차아염소산나트륨 저장조나 주입펌프 등의 부대시설이 필요하지 않으므로 소용량의 차아염소산나트륨수 생산에 많이 사용되어지고 있다. 그러나 생산되는 차아염소산나트륨수의 농도범위가 낮아 중대형 정수시설에는 적합지 않다는 적용범위에서의 제한점이 있다. 중대형 정수장에 적용될 경우 차아염소산나트륨을 필요한 만큼 생산하기 위해서는 주 생산장치의 용량이 커져야만 하므로, 시설규모의 비대화와 유지관리비용의 과다발생 등의 문제점이 발생되어 실제적인 적용이 불가능하다. 그러므로 염소의 강한 소독력을 활용하되 생산된 소독수 농도의 정확성, 설비의 안정성, 시스템 및 시설규모의 간소화, 사용자의 편리성, 유지관리비용의 경제성, 반응부산물 처리의 안정성 등이 확보된 대용량 정수처리공정기술에 대한 개발이 필요하다.

KR 0523982 B

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기분해조 내 양극과 음극 사이에 이온교환막을 두고 음극에서 생성되는 수산화나트륨(가성소다)이 일정농도로 생산되어 유입되도록 하면서, 생성되는 차아염소산나트륨(소독수)이 12%(w/w) 이상의 특정농도로 일정하게 생산되는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존 중대형 정수장에 사용되는 염소소독설비가 가진 약품주입 과정에서의 위험성을 줄이고, 부대시설 규모 및 시스템을 간소화하면서도 보다 정확하고 안정적으로 차아염소산나트륨을 생성하는 경제성과 안정성을 확보한 대규모 정수처리가 가능한 시스템에 이용될 수 있는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차아염소산나트륨 제조과정에서 발생되는 염소가스와 수소가스 등의 부산물의 외부유출 위험을 줄이고 내부 순환식으로 재사용하면서 생산성과 반응부산물 처리의 안정성이 확보된 차아염소산나트륨 발생장치 및 이를 이용한 고농도 차아염소산나트륨 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치는 하부에 염화나트륨이 슬러시 형태로 유지되도록 교반기(121)가 설치된 염화나트륨 슬러시 저장조(100); 상기 염화나트륨 슬러시가 유입되며, 일정량의 염화나트륨을 유지하기 위해 로드셀(250) 및 전도도메타(240)를 구비하고, 일정한 pH 및 온도 유지를 위하여 pH 메타(230), 온도센서(220) 및 온도조절장치(260)를 구비하는 pH/NaCl 조절조(200); 상기 pH/NaCl 조절조 내 용액의 pH 조절을 위한 HCl 공급밸브(210)와 HCl 보충펌프(820)를 구비한 염산(HCl) 저장조(800); 상기 pH/NaCl 조절조(200)로부터 염화나트륨을 공급받는 양극실(320), 수산화나트륨(NaOH)을 생성하는 음극실(330) 및 상기 양극실과 음극실을 구획하는 이온 교환막(310)이 구비된 전기분해조(300); 상기 음극실에서 생성된 수산화나트륨(NaOH)을 저장하고, 차아염소산나트륨 반응조로 수산화나트륨을 공급하며, 수산화나트륨의 농도를 일정하게 조절하기 위한 순수보충밸브(440), 비중계(470), 비중측정센서(480), 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460), 온도센서(450) 및 온도조절장치(490)가 구비된 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400); 상기 음극실에 전기분해 반응에 의해 발생하는 수소가스 배출을 위한 상기 음극실 외부에 구비된 음극실 브로아(332) 및 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400) 내에 구비된 수소밴트(430); 상기 수산화나트륨 조절조 내 수산화나트륨의 추가공급을 위한 NaOH 보충펌프(410)를 구비한 수산화나트륨(NaOH) 저장조(700); 전기분해 반응에 의해 상기 양극실에서 생성된 염소가스를 차아염소산나트륨 반응조로 이송하는 염소공급라인(325) 및 상기 음극실에서 생성되고 수산화나트륨 조절조로 이송된 수산화나트륨(NaOH)을 차아염소산나트륨 반응조에 정량공급하기 위해 구비된 NaOH공급펌프(530); 상기 양극실에서 생성된 염소가스와 상기 수산화나트륨 조절조(400)에서 공급된 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨을 생성하는, 온도센서(540)와 차아염소산 나트륨 레벨 측정용 레벨센서(550)와 온도조절장치(580)와 ORP 센서(560)를 구비한 차아염소산나트륨(NaOCl) 반응조(500); 및 상기 생성된 10 내지 15 %(w/w) 농도의 고농도 차아염소산나트륨을 저장하는, 차아염소산나트륨(NaOCl) 저장조(600)를 포함하는 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 고농도의 차아염소산나트륨을 제조하는 방법에 있어서, 1) 하부에 염화나트륨이 슬러시 형태로 유지되도록 교반기(121)가 설치된 염화나트륨 슬러시 저장조(100)에 순수 및 염화나트륨이 공급되어 염화나트륨 슬러시를 생성하는 단계; 2) pH/NaCl 조절조 내에서 전도도메타(240)와 로드셀(250)의 측정값에 의해 염화나트륨을 일정하게 유지되도록, 상기 생성된 염화나트륨 슬러시를 염화나트륨 슬러시 이송펌프(130)에 의해 조절하여 염화나트륨 이송라인(111)을 통해 pH/NaCl 조절조(200)로 공급하는 단계; 3) 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내로 공급된 염화나트륨 슬러시는 양극조의 양극실순환수라인(326)을 통해 양극실순환수를 공급받고, 순수공급밸브(140)의 조절에 의해 순수를 공급받아 염화나트륨용액을 생산하며, 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내 염화나트륨 용액의 온도센서(220)로 측정하고 온도조절장치(260)를 조절하여 15 내지 20℃로 유지시키고, pH 메타에 의해 pH를 측정하여, 1 내지 2 pH을 유지시키는 단계; 3-1) 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내 염화나트륨 용액을 1 내지 2 pH를 유지시키기 위하여, 상기 pH/NaCl 조절조(200)와 연동되어 있는 HCl 저장조의 외부 염산공급라인(201)에 HCl 보충펌프(820)와 염산 공급밸브(210)을 구비하여 염산저장조(800)로부터 염산의 공급을 조절하는 단계; 4) 상기 염화나트륨 용액을 pH/NaCl 조절조(200)로부터 양극실 순환수라인 2(327)을 통해 양극실(320)로 이송하는 단계; 5-1) 상기 양극실에 이송된 염화나트륨 용액은 전기분해 반응에 의해 염소가스를 생성하는 단계; 5-2) 전기분해조 내에 이온교환막에 의해 양극실과 구획된 음극실에서 전기분해반응을 통해 생성된 수산화나트륨은 수산화나트륨 조절조로 이송하고, 전기분해반응을 통해 부산물로 생성된 수소가스를 수소희석라인(333, 334)를 거쳐 음극실 브로아(332) 및 수소밴트(430)을 통해 배출하는 단계; 6) 상기 5-2)단계에서 이송된 수산화나트륨은 수산화나트륨 조절조(400) 내에서 10 내지 20 %(w/w) 범위의 일정농도의 수산화나트륨수를 유지시키기 위해, 15 ℃ 내지 30 ℃의 온도에서 비중계(470), 비중측정센서(480), 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460)을 이용하여 농도를 측정을 통해 조절하여, 수산화나트륨 순수보충라인(402)을 통해 순수를 공급받고 음극실(330)로부터 수산화나트륨이 포함된 음극실순환수를 공급받으며, 부족한 수산화나트륨을 수산화나트륨 저장조(700)에서 공급받는 단계; 7) 상기 수산화나트륨 조절조(400)의 10 내지 20 %(w/w)범위의 일정한 농도의 수산화나트륨수가 생성되면, 수산화나트륨 공급펌프(530)를 이용하여 양극실에서 전기분해시 사용되는 전력량에 비례하여 정류기 및 제어장치(350)의 제어값에 따라 염소가스 생성량과 비례되도록 수산화나트륨 공급량을 조절하여, 10 내지 20 %(w/w)범위의 일정한 농도의 수산화나트륨수를 수산화나트륨 조절조로부터 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조로 이송시키고, 상기 양극실에서 생성된 염소가스는 염소공급라인(325)의 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조로 이송하는 단계; 8) 상기 차아염소산나트륨 반응조로 이송된 수산화나트륨 및 염화가스가 반응하여 10 내지 15%(w/w) 의 일정한 고농도의 차아염소산나트륨을 생성하는 단계; 9) 상기 차아염소산나트륨 반응조에는 차아염소산나트륨 반응조 순환펌프(510)을 구비하여 반응액의 순환이 이루어져 차아염소산나트륨 생성 효율을 높이며, 상기 차아염소산나트륨 반응조에서의 기체 유출을 막기 위하여, NaOCl 반응조 기체배출구(504)에 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)(570)을 마련하여, 정상운전시 기체의 유출을 막고 NaOCl 반응조의 압력 이상 발생시에만 기체가 유출되도록 하여 정상운전시 안정적인 반응을 유도하는 단계; 및 10) 상기 생성된 10 내지 15%(w/w) 의 고농도의 차아염소산 나트륨을 NaOCl 저장조로 이송하여 저장하는 단계를 포함하는 고농도의 차아염소산나트륨 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치는 차아염소산나트륨을 생산하기 위한 전기분해조에 이온교환막을 두어 양극실과 음극실이 분리되도록 하고 반응물이 pH/NaCl 조절조과 NaOH 조절조를 각각 거치면서 안정적인 농도로 정량공급이 가능하도록 함으로써 필요로 하는 생성물의 농도범위 편차를 최소화할 수 있다. 특히, NaOCl 반응조로 공급되는 NaOH의 농도를 약 15%(w/w)로 일정하게 공급하도록 설계된 NaOH 조절조를 구비함으로써 종래의 차아염소산나트륨 발생장치가 가진 문제점인, 전해처리과정에서의 NaOH 농도의 부정확성을 해소하고, 일정 농도의 NaOH을 공급하여 고농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 양극실에서 생성되는 염소가스가 종래와 같이 중간반응조(조절조)로 순환되지 않고, NaOCl 반응조로 곧바로 이송되어 소비되도록 함으로써 염소가스 중화를 위한 별도의 탈염처리시설이 필요하지 않으므로 구조가 간단해 내구성과 안정성을 가진다.

또한, 본 발명은 염화나트륨 슬러시 저장조 내에 염화나트륨을 슬러시 형태로 유지하고 염화나트륨 슬러시를 다음 단계로 공급함으로써 종래의 포화염수 공급방식에서의 물넘침 방지와 탈염 및 포화염수정제를 위한 추가설비가 필요치 않아 구조가 간단하고 원료의 사용량을 줄여 유지관리비용의 절감효과를 가진다.

또한, NaOCl 반응조에서의 순환시스템은 반응과정에서 기체의 유출 가능성이 있으므로 본 발명은 기체배출구 설치시 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)을 마련하여 정상운전시 기체의 유출을 막고 NaOCl 반응조의 일정 압력 이상 시에만 기체가 배출되도록 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)의 작동을 제어하여 정상운전시 안정적인 반응을 유도하도록 하였다. 그리고 상기 배출구는 반응물의 최종 도착점인 NaOCl 저장조에 마련하여, 생성되는 모든 기체의 잔류율을 낮추어 소독부산물을 최후까지 안전하게 배출할 수 있다.

또한, 전기분해조를 통해 생산된 고농도의 차아염소산나트륨을 저장할 수 있는 차아염소산나트륨 저장조를 구비함으로써 항시 일정량 이상의 차아염소산나트륨을 확보하고 이를 필요시마다 직접주입 또는 물과 희석시켜 원하는 농도의 차아염소산나트륨수의 대량 생산을 가능하게 한다. 본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치는 중대형 정수장의 차염소독시설과 대규모정수장의 재염소투입시설 및 상하수도의 소독에 적합하게 하여 그 적용처가 더욱 다양해지는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예로, 본 발명에 따른 차아염소산나트륨수 발생장치를 나타낸 구성도를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치를 나타낸 구성도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치는 크게 염화나트륨 슬러시 저장조(100); 이온교환막(310), 양극실(320) 및 음극실(330)을 구비한 전기분해조(300); pH/NaCl 조절조(200); 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400); 차아염소산나트륨(NaOCl) 반응조(500); 차아염소산나트륨 저장조(600); 수산화나트륨(NaOH) 저장조(700) 및 염산(HCl) 저장조(800)를 구비한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 하부에 염화나트륨이 슬러시 형태로 유지되도록 교반기(121)가 설치된 염화나트륨 슬러시 저장조(100);

상기 염화나트륨 슬러시가 유입되며, 일정량의 염화나트륨을 유지하기 위해 로드셀(250) 및 전도도메타(240)를 구비하고, 일정한 pH 및 온도 유지를 위하여 pH 메타(230), 온도센서(220) 및 온도조절장치(260)를 구비하는 pH/NaCl 조절조(200);

상기 pH/NaCl 조절조 내 용액의 pH 조절을 위한 HCl 공급밸브(210)와 HCl 보충펌프(820)를 구비한 염산(HCl) 저장조(800);

상기 pH/NaCl 조절조(200)로부터 염화나트륨을 공급받는 양극실(320), 수산화나트륨(NaOH)을 생성하는 음극실(330) 및 상기 양극실과 음극실을 구획하는 이온 교환막(310)이 구비된 전기분해조(300);

상기 음극실에서 생성된 수산화나트륨(NaOH)을 저장하고, 차아염소산나트륨 반응조로 수산화나트륨을 공급하며, 수산화나트륨의 농도를 일정하게 조절하기 위한 순수보충밸브(440), 비중계(470), 비중측정센서(480), 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460), 온도센서(450) 및 온도조절장치(490)가 구비된 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400);

상기 음극실에 전기분해 반응에 의해 발생하는 수소가스를 공기와 희석하여 안전하게 배출하기 위한 상기 음극실 외부에 구비된 음극실 브로아(332) 및 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400) 내에 구비된 수소밴트(430);

상기 수산화나트륨 조절조 내 수산화나트륨의 추가공급을 위한 NaOH 보충펌프(410)를 구비한 수산화나트륨(NaOH) 저장조(700);

전기분해 반응에 의해 상기 양극실에서 생성된 염소가스를 차아염소산나트륨 반응조로 이송하는 염소공급라인(325) 및 상기 음극실에서 생성되고 수산화나트륨 조절조로 이송된 수산화나트륨(NaOH)을 차아염소산나트륨 반응조에 정량공급하기 위해 구비된 NaOH공급펌프(530);

상기 양극실에서 생성된 염소가스와 상기 수산화나트륨 조절조(400)에서 공급된 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨을 생성하는, 온도센서(540)와 차아염소산 나트륨 레벨 측정용 레벨센서(550)와 온도조절장치(580)와 ORP 센서(560)를 구비한 차아염소산나트륨(NaOCl) 반응조(500); 및

상기 생성된 10 내지 15 %(w/w) 농도의 고농도 차아염소산나트륨을 저장하는, 차아염소산나트륨(NaOCl) 저장조(600)를 포함하는 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치를 제공한다.

상기 염화나트륨 슬러시 저장조(100)는 외부에서 공급되는 염화나트륨(소금, NaCl)을 물(바람직하게는 순수)과 함께 저장하되 교반기(121)를 가동하면서 염화나트륨 슬러시를 생성하고, 염화나트륨 이송라인(111)에 이송펌프를 장착하여 염화나트륨슬러시를 pH/NaCl 조절조(200)로 공급한다. 이때 순수의 공급량은 순수공급밸브(111)와 염화나트륨 슬러시 저장조(100) 내의 염화나트륨 슬러시 레벨 측정용 레벨센서(122)에 의해 조절된다.

본 발명에서 “염화나트륨(소금) 슬러시”라는 것은 염화나트륨과 물이 혼합되어 유연하고 물기 찬 혼합물 상태의 포화염화나트륨수를 말하는 것으로, 보다 상세하게는 본 발명에서의 ‘슬러시 형태’라 함은 염화나트륨이 포화상태의 액화 최고점을 지나 염화나트륨 입자가 포함되어 있음을 의미한다. 보다 상세하게는 염화나트륨과 순수의 비율이 80 : 20 내지 85 : 15의 비율로 혼합되어 있는 슬러시 형태를 말한다.

본 발명은 염화나트륨 슬러시 저장조(100) 내 염화나트륨을 슬러시 형태로 유지하고 공급함으로써 종래의 포화염수 공급방식에서의 물넘침을 방지할 수 있으며, 종래에 비하여 저장조를 소형화할 수 있으며, 탈염 및 포화염수정제를 위한 추가설비가 필요치 않아 구조가 간단하고 원료의 사용량을 줄여 유지관리비용의 절감효과를 가진다.

상기 전기분해조(300)은 전기분해조(300) 내 양극실(320)과 음극실(330)을 구획하는 이온교환막(310)을 구비하고 있으며, 전기분해조 내 전력 공급을 위한 정류기 및 제어장치(350)가 구비된다.

여기서, 상기 정류기는 전기분해조에 전류를 공급하기 위해 교류전기를 직류전류로 변환시키는 장치를 말하고, 상기 제어장치는 전기분해시 사용되는 전력의 세기를 제어하고 측정하여 본 발명에서 생산되는 염소가스의 발생량을 조절하는 역할을 한다. 이때, 페러데이법칙에 의해 전력사용량에 비례하여 염소가스가 생산되며, 본 발명에서는 이를 이용하여 생성되는 염소가스 양을 측정하여 차아염소산나트륨 반응조로의 NaOH 공급량을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 양극실로의 공기주입시 공기 중의 산소를 제거하는 산소제거부(340)를 구비할 수 있다.

상기 양극실(320)로 연결된 외기 공급라인(324)에는 산소제거부(340)와 양극실 진공밸브(322)를 구비하여 양극실 음압시 산소의 유입을 차단할 수 있다. 또한, 양극실(320)은 상기 pH/NaCl 조절조(200)과 연동되어 있으며, 양극실 순환펌프(321)를 구비하여 상기 pH/NaCl 조절조(200)로 부터 염화나트륨을 공급받아 전해반응을 통한 염소가스를 생성하고, 생성된 염소가스를 염소공급라인(325)을 통해 곧바로 차아염소산나트륨(NaOCl) 반응조(500)로 공급한다.

본 발명은 양극실에서 생성되는 염소가스가 중간반응조(조절조)로 순화되지 않고 NaOCl 반응조로 곧바로 이송되어 소비되도록 함으로써 염소가스 중화를 위한 별도의 처리시설이 필요하지 않으므로 비용을 절감할 수 있으며, 구조가 간단해 내구성과 안정성을 갖는 효과를 가진다.

상기 음극실(330)은 전해반응을 통해 생성된 수소가스를 수소제거용 음극실 브로아(332) 및 수소밴트(430)를 통해 수소희석라인(333, 334) 및 음극실 순환수라인1(337)을 거쳐 음극실 및 수산화나트륨 조절조 외부로 안전하게 배출하고, 생성된 수산화나트륨(NaOH)은 상기 수산화나트륨 조절조(400)로 순환된다.

상기 pH/NaCl 조절조(200)은 상기 염화나트륨 슬러시 저장조(100)의 염화나트륨 이송라인(111)을 통해 염화나트륨 슬러시를 공급받고 양극실(320)의 양극실 순환수 라인1(327)을 통해 양극실 순환수를 공급받는다. 이때 슬러시형태의 염화나트륨(소금) 공급을 위한 염화나트륨 슬러시 이송펌프(130)와 양극실순환수의 순환을 위한 양극실 순환펌프(321)가 구비된다.

상기 pH/NaCl 조절조(200)에는 항시 일정한 NaCl 수준을 유지하기 위해 전도도메타(240)와 로드셀(250)이 구비되고, 일정 온도 유지를 위한 온도센서(220)와 온도조절장치(260)가 구비되고, 일정범위 pH의 유지를 위한 pH 메타(230)와 염산저장조와 연동되어 구비된다. 상기 로드셀(250)은 상기 pH/NaCl 조절조(200) 하부에 설치하여 무게측정을 통한 소금의 양을 체크하고 전도도메타(240)로 확인하여 항상 일정량의 NaCl이 존재하도록 하여 양극수를 순환시키지 않고 염화나트륨을 공급하는 것을 특징으로 한다. 상기 pH/NaCl 조절조는 pH 조절을 위해 pH 메타를 구비하고 있으며 염산 저장조와 연결된 외부 염산 공급라인(201)에 보충펌프(820)와 공급밸브(210)를 두어 염산 저장조(800)로부터 염산의 공급을 조절하여, 용액의 높아지는 pH를 일정수준으로 낮추면서 유지할 수 있다.

본 발명의 pH/NaCl 조절조는 15 내지 20 ℃, pH 1 내지 2로 유지되는 것이 바람직하며, 염화나트륨(NaCl)은 일정한 농도로 유지하는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 10 내지 20%(w/w) 로 유지될 수 있으며, 보다 바람직하게는 15 내지 20%(w/w)의 농도로 유지될 수 있다.

상기 pH 2를 초과할 경우, 염소가스의 생산효율이 떨어지므로, 양극수의 pH는 낮을수록 좋으며, 바람직하게는 pH 1 내지 2인 것이 바람직하다. 또한 상기 pH/NaCl 조절조 내의 온도 15 20℃에서 전류효율이 좋으며, 소독부산물 발생을 줄일 수 있다.

또한, 상기 pH/NaCl 조절조 내의 염화나트륨의 농도가 10 %(w/w)미만인 경우, 전기분해시 전극손상을 가져올 수 있고, 20 %(w/w)를 초과할 경우에는 전해조의 온도를 높이는 요인이 될 수 있으며, 상기 범위의 적정농도를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 일정한 조건을 유지하기 위하여 pH/NaCl 조절조 내에 순수공급밸브(140)을 통해 순수를 공급할 수 있다.

상기 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400)는 수산화나트륨(NaOH) 순수보충라인(402)을 통해 순수를 공급받고, 음극실(330)로부터 수산화나트륨(가성소다)이 포함된 음극실 순환수를 공급받고, 부족한 수산화나트륨을 수산화나트륨(NaOH) 저장조(700)에서 공급받는다. 음극실순환수의 순환을 위해 음극실순환수라인1(336)과 음극실순환수라인2(337)가 음극실(330)과 연동되고 원활한 순환을 위해 음극실 순환펌프(331)가 구비된다. 수산화나트륨 저장조(700)의 외부 NaOH 공급라인(403)에는 수산화나트륨 보충펌프(410)와 수산화나트륨 보충밸브(420)가 있어 NaOH의 보충량을 조절하여, 수산화나트륨을 일정한 농도로 공급할 수 있다.

본 발명은 고농도의 차아염소산나트륨을 생산하기 위해, 상기 수산화나트륨 조절조(400)는 항시 일정한 농도, 바람직하게는 10 내지 20 %(w/w), 보다 바람직하게는 13 내지 17 %(w/w), 가장 바람직하게는 15%(w/w) 농도의 NaOH 용액을 생산하여 차아염소산나트륨 반응조(500)로 공급하기 위해 특화된 구조를 가진다. 상기 수산화나트륨 조절조(400)는 수소가스를 안전하게 배출하기 위한 수소밴트(430)와, 20 내지 35℃ 범위의 일정 온도 유지를 위한 온도센서(450), 온도조절장치(490)가 구비되고, 비중계(470), 비중측정센서(480) 및 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460)가 장착되어 비중의 변화에 따른 순수와 NaOH의 공급량이 결정되어, NaOCl 반응조(500)로 공급되는 NaOH의 농도는 일정한 농도로 정확히 공급 가능하다.

본 발명에서 수산화나트륨 조절조(400)의 수산화나트륨 용액의 농도 조절은 비중을 이용한 농도 조절 장치에 의한 것으로, 수산화나트륨 조절조(400)에 설치된 비중계가 비중변화에 따라 위치가 상하로 이동하는 현상을 이용한 것이다. 수산화나트륨 조절조(400) 내 수산화나트륨 용액의 비중변화에 따라 비중계가 위치가 상승하면 비중감지센서가 위치변화를 감지하여 수산화나트륨 조절조로 물을 보충해 주고, 반대로 비중계가 내려가면 비중측정센서의 감지로 포화수산화나트륨수를 공급하게 되어 결과적으로 항상 일정농도의 염화나트륨수가 생성될 수 있다.

본 발명의 수산화나트륨 조절조는 15 내지 30 ℃, 염화나트륨 농도 10 내지 20%(w/w) 로 유지되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 15 내지 20 ℃, 농도 13 내지 17%(w/w) 의 조건이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치는 상기 수산화나트륨 조절조(400)를 구비함으로써 종래의 차아염소산나트륨 발생장치가 가진 문제점인, 전해처리과정에서의 NaOH 농도의 부정확성을 해소하여 부산물 생성을 낮추고, 고농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400)의 NaOH용액을 NaOCl 반응조로 공급하는 양을 조절하기 위하여, 전기분해시 사용되는 전력사용량과 연동되어 양극실에서 생성되는 염소가스량에 비례하여 정류기 및 제어장치(350)의 제어값에 따라 NaOH 공급 양을 조절하는 NaOCl 반응조 NaOH 공급펌프(530)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 염소가스 및 NaOH의 공급양은 몰비로 1:3~ 3:1인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1:1 이다.

또한, 본 발명의 차아염소산나트륨 반응조(500)에는 온도센서(540), 차아염소산 나트륨 레벨 측정용 레벨센서(550), 온도조절장치(580) 및 ORP센서(560)가 포함되며, 양극실에서 생성된 염소가스와 NaOH 조절실에서 이송되는 수산화나트륨(NaOH)을 공급받아 고농도의 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성하도록 설계되어 있다. 보다 상세하게는 상기 차아염소산나트륨(NaOCl) 반응조(500)는 상기 양극실(320)에서 공급되는 염소가스를 염소공급라인(325)의 벤츄리관(520)을 통해 공급받고, 상기 NaOH 조절조(400)에서 공급되는 NaOH를 공급라인(401)의 NaOH공급펌프(530)로 부터 공급받아 양극실에서 공급되는 염소가스와 함께 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조(500)에서 고농도의 NaOCl 용액을 생산한다. 이때 상기 NaOH공급펌프(530)는 전기분해시 사용되는 전력량에 비례하여 정류기 및 제어장치(350)의 제어값에 따라 그 양이 조절 되므로 염소생산량에 비례한 희석이 가능하여 항시 일정 농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있도록 한다.

본 발명에서 생산되는 “고농도의 차아염소산나트륨”는 10%(w/w) 농도이상의 차아염소산나트륨인 것으로, 바람직하게는 10 내지 15 %(w/w) 농도의 차아염소산나트륨이며, 11 %(w/w) 내지 13%(w/w)인 것이 보다 바람직하며, 12%(w/w) 농도인 것이 가장 바람직하다.

본 발명에서 “ORP센서”반응액의 표준 산화환원 전위와 산화체 및 환원체의 활량(근사적으로는 농도)에 의해 정해지는 산화력 또는 환원력의 강도를 나타내는 값을 측정하는 센서로, 반응이 경과를 측정할 수 있다.

상기 차아염소산나트륨 반응조(500)는 반응조순환수라인(501)의 순환펌프(510)에 의해 반응수가 순환된다. NaOCl의 생성 효율을 높이기 위한 NaOCl 반응조 순환펌프(510)가 구비하는 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치를 제공한다.

NaOCl 반응조에서의 순환시스템은 반응과정에서 기체의 유출 가능성이 있으므로, 본 발명은 상기 NaOCl 반응조에서의 기체 유출을 막기 위하여, NaOCl 반응조 기체배출구(504)에 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)(570)을 마련하여, 정상운전시 기체의 유출을 막고 NaOCl 반응조의 압력 이상 발생시에만 기체가 유출되도록 하여 정상운전시 안정적인 반응을 유도하는 것을 특징으로 하며, 반응물의 최종 도착점인 NaOCl 저장조에 배출구를 두어, 생성되는 모든 기체의 잔류율을 낮추어 소독부산물을 최후까지 안전하게 배출할 수 있다.

본 발명에서 상기 “이상 압력”은 차아염소산나트륨 저장조 유입밸브(610)가 닫혀 있는 상태에서 염소공급라인(325)과 가성소다 공급라인(401)으로 염소가스와 가성소다가 공급되면 차아염소산나트륨 반응조(500)의 압력이 상승하게 되는데 이때 반응조 내부 상태를 말하는 것으로, 이는 기기 용량별로 차이가 날 수 있으나, 통상적으로 0.5BAR이상을 말한다.

상기 차아염소산나트륨 저장조(600)는 상기 차아염소산나트륨 반응조(500)에서 생산되는 NaOCl을 공급받아 저장한다. 이때, 상기 생산된 NaOCl의 농도는 10 내지 15%(w/w) 범위에서의 특정농도인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12%(w/w)이다. NaOCl 이송라인(502)에 유입밸브(차아염소산나트륨)를 두어 유입량을 조절하고, 반응부산물로 생성된 기체를 외부로 안전하게 배출하기 위한 벤츄리관(630), 에어밴트(650), 송풍기(620) 및 배기라인(503)을 구비한다. 상기 차아염소산나트륨 저장조(600)에 저장된 고농도의 차아염소산나트륨을 물과 희석하면 필요로 하는 안정된 농도의 소독수를 다량으로 생산하게 된다. 본 발명의 상기 NaOCl 반응조는 반응과정에서 생성된 염소가스의 중간배출 위험을 줄이고 최종단계에서 안전하게 배출되도록 설계됨을 특징으로 한다.

본 발명의 수산화나트륨 저장조(700)는 수산화나트륨 조절조(400)의 일정한 농도 조절의 위해 추가 공급될 수 있는 수산화나트륨을 저장하기 위해 구비되어 있다. 수산화나트륨 저장조(700)로부터 추가로 공급되는 수산화나트륨은 수산화나트륨 저장조(700)의 외부 NaOH 공급라인(403)에 보충펌프(410)와 보충밸브(420)가 있어 수산화나트륨의 보충량을 조절되어 수산화나트륨 조절조(400)로 공급될 수 있다.

본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치는 전기분해조를 통해 생산된 고농도의 차아염소산나트륨을 저장할 수 있는 차아염소산나트륨 저장조를 구비함으로써 항시 일정량 이상의 차아염소산나트륨을 확보하고 이를 필요시마다 직접주입 또는 물과 희석시켜 원하는 농도의 차아염소산나트륨수의 대량 생산을 가능하게 한다. 이렇게 만들어진 차아염소산나트륨 발생장치는 중대형 정수장의 차염소독시설과 대규모정수장의 재염소투입시설 및 상하수도의 소독에 적합하게 하여 그 적용처가 더욱 다양해지는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 고농도의 차아염소산나트륨 제조 방법으로서,

1) 하부에 염화나트륨이 슬러시 형태로 유지되도록 교반기(121)가 설치된 염화나트륨 슬러시 저장조(100)에 순수 및 염화나트륨이 공급되어 염화나트륨 슬러시를 생성하는 단계;

2) pH/NaCl 조절조 내에서 전도도메타(240)와 로드셀(250)의 측정값에 의해 염화나트륨을 일정하게 유지되도록, 상기 생성된 염화나트륨 슬러시를 염화나트륨 슬러시 이송펌프(130)에 의해 조절하여 염화나트륨 이송라인(111)을 통해 pH/NaCl 조절조(200)로 공급하는 단계;

3) 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내로 공급된 염화나트륨 슬러시는 양극조의 양극실순환수라인(326)을 통해 양극실순환수를 공급받고, 순수공급밸브(140)의 조절에 의해 순수를 공급받아 염화나트륨용액을 생산하며, 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내 염화나트륨 용액의 온도센서(220)로 측정하고 온도조절장치(260)를 조절하여 15 내지 20℃ 로 유지시키고, pH 메타에 의해 pH를 측정하여, 1 내지 2 pH을 유지시키는 단계;

3-1) 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내 염화나트륨 용액을 1 내지 2 pH를 유지시키기 위하여, 상기 pH/NaCl 조절조(200)와 연동되어 있는 HCl 저장조의 외부 염산공급라인(201)에 HCl 보충펌프(820)와 염산 공급밸브(210)을 구비하여 염산저장조(800)로부터 염산의 공급을 조절하는 단계;

4) 상기 염화나트륨 용액을 pH/NaCl 조절조(200)로부터 양극실 순환수라인 2(327)을 통해 양극실(320)로 이송하는 단계;

5-1) 상기 양극실에 이송된 염화나트륨 용액은 전기분해 반응에 의해 염소가스를 생성하는 단계;

5-2) 전기분해조 내에 이온교환막에 의해 양극실과 구획된 음극실에서 전기분해반응을 통해 생성된 수산화나트륨은 수산화나트륨 조절조로 이송하고, 전기분해반응을 통해 부산물로 생성된 수소가스를 수소희석라인(333, 334)를 거쳐 음극실 브로아(332) 및 수소밴트(430)을 통해 배출하는 단계;

6) 상기 5-2)단계에서 이송된 수산화나트륨은 수산화나트륨 조절조(400) 내에서 10 내지 20 %(w/w) 범위의 일정농도의 수산화나트륨수를 유지시키기 위해, 15 ℃ 내지 30 ℃의 온도에서 비중계(470), 비중측정센서(480), 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460)을 이용하여 농도를 측정을 통해 조절하여, 수산화나트륨 순수보충라인(402)을 통해 순수를 공급받고 음극실(330)로부터 수산화나트륨이 포함된 음극실순환수를 공급받으며, 부족한 수산화나트륨을 수산화나트륨 저장조(700)에서 공급받는 단계;

7) 상기 수산화나트륨 조절조(400)의 10 내지 20 %(w/w)범위의 일정한 농도의 수산화나트륨수가 생성되면, 수산화나트륨 공급펌프(530)를 이용하여 양극실에서 전기분해시 사용되는 전력량에 비례하여 정류기 및 제어장치(350)의 제어값에 따라 염소가스 생성량과 비례되도록 수산화나트륨 공급량을 조절하여, 10 내지 20 %(w/w)범위의 일정한 농도의 수산화나트륨수를 수산화나트륨 조절조로부터 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조로 이송시키고, 상기 양극실에서 생성된 염소가스는 염소공급라인(325)의 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조로 이송하는 단계;

8) 상기 차아염소산나트륨 반응조로 이송된 수산화나트륨 및 염화가스가 반응하여 10 내지 15%(w/w) 의 일정한 고농도의 차아염소산나트륨을 생성하는 단계;

9) 상기 차아염소산나트륨 반응조에는 차아염소산나트륨 반응조 순환펌프(510)을 구비하여 반응액의 순환이 이루어져 차아염소산나트륨 생성 효율을 높이며,

상기 차아염소산나트륨 반응조에서의 기체 유출을 막기 위하여, NaOCl 반응조 기체배출구(504)에 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)(570)을 마련하여, 정상운전시 기체의 유출을 막고 NaOCl 반응조의 압력 이상 발생시에만 기체가 유출되도록 하여 정상운전시 안정적인 반응을 유도하는 단계; 및

10) 상기 생성된 10 내지 15%(w/w) 의 고농도의 차아염소산 나트륨을 NaOCl 저장조로 이송하여 저장하는 단계를 포함하는 고농도의 차아염소산나트륨 제조 방법에 관한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

100 : 염화나트륨 슬러시 저장조 120 : 순수공급밸브
121 : 교반기 122 :레벨센서
130 : 염화나트륨 슬러시 이송펌프 140 : 순수공급밸브
200 : pH/NaCl 조절조 210 : HCl 공급밸브
220 : 온도센서 230 : pH 메타
240 : 전도도메타 250 : 로드셀
260 : 온도조절장치
300 : 전기분해조 310 : 이온교환막
320 : 양극실 321 : 양극실 순환펌프
340 : 양극실 산소제거부 322 : 양극실 진공밸브
330 : 음극실 332 : 음극실 브로아
331 : 음극실 순환펌프 350 : 정류기 및 제어장치
400 : 수산화나트륨 조절조 410 : 수산화나트륨 보충펌프
420 : 수산화나트륨 보충밸브 430 : 수소밴트
440 : 순수보충밸브 450 : 온도센서
460 : 레벨센서 470 : 비중계
480 : 비중측정센서 490 : 온도조절장치
500 : 차아염소산나트륨 반응조 510 : NaOCl 반응조 순환펌프
520 : 벤츄리관 530 : NaOH 공급펌프
540: 온도센서 550 : 레벨센서
560 : ORP 센서 570 : 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)
580 : 온도조절장치
600 : 차아염소산나트륨 저장조 610 : 유입밸브
620 : 송풍기 630 : 벤츄리관
700 : 수산화나트륨 저장조 710 : 레벨센서
800 : 염산저장조 810 : 레벨센서
820 : 염산보충펌프
110 : 염화나트륨 슬러시 저장조 순수공급라인
111 : 염화나트륨이송라인 323 : 양극실 온도조절라인
324 : 외기 공급라인
325 : 염소공급라인 326 : 양극실 순환수라인1
327 : 양극실 순환수라인2
333 : 음극실 수소희석라인1 334 : 음극실 수소희석라인2
335 : 음극실 온도조절라인 336 : 음극실 순환수라인1
337 : 음극실 순환수라인2 401 : NaOH 공급라인
402 : 수산화나트륨 순수보충라인 403 : 외부 NaOH 공급라인
201 : HCl공급라인
501 : NaOCl 반응조 순환수라인 502 : NaOCl 이송라인
581 : NaOCl 반응조 온도조절라인 503 : NaOCl 반응조 및 저장조 배기라인
504 : NaOCl 반응조 기체배출구 601 : NaOCl 저장조 기체배출구

Claims

하부에 염화나트륨이 슬러시 형태로 유지되도록 교반기(121)가 설치된 염화나트륨 슬러시 저장조(100);
상기 염화나트륨 슬러시가 유입되며, 일정량의 염화나트륨을 유지하기 위해 로드셀(250) 및 전도도메타(240)를 구비하고, 일정한 pH 및 온도 유지를 위하여 pH 메타(230), 온도센서(220) 및 온도조절장치(260)를 구비하는 pH/NaCl 조절조(200);
상기 pH/NaCl 조절조 내 용액의 pH 조절을 위한 HCl 공급밸브(210)와 HCl 보충펌프(820)를 구비한 염산(HCl) 저장조(800);
상기 pH/NaCl 조절조(200)로부터 염화나트륨을 공급받는 양극실(320), 수산화나트륨(NaOH)을 생성하는 음극실(330) 및 상기 양극실과 음극실을 구획하는 이온 교환막(310)이 구비된 전기분해조(300);
상기 음극실에서 생성된 수산화나트륨(NaOH)을 저장하고, 차아염소산나트륨 반응조로 수산화나트륨을 공급하며, 수산화나트륨의 농도를 일정하게 조절하기 위한 순수보충밸브(440), 비중계(470), 비중측정센서(480), 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460), 온도센서(450) 및 온도조절장치(490)가 구비된 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400);
상기 음극실에 전기분해 반응에 의해 발생하는 수소가스 배출을 위한 상기 음극실 외부에 구비된 음극실 브로아(332) 및 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400) 내에 구비된 수소밴트(430);
상기 수산화나트륨 조절조 내 수산화나트륨의 추가공급을 위한 NaOH 보충펌프(410)를 구비한 수산화나트륨(NaOH) 저장조(700);
전기분해 반응에 의해 상기 양극실에서 생성된 염소가스를 차아염소산나트륨 반응조로 이송하는 염소공급라인(325) 및 상기 음극실에서 생성되고 수산화나트륨 조절조로 이송된 수산화나트륨(NaOH)을 차아염소산나트륨 반응조에 정량공급하기 위해 구비된 NaOH공급펌프(530);
상기 양극실에서 생성된 염소가스와 상기 수산화나트륨 조절조(400)에서 공급된 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨을 생성하는, 온도센서(540)와 차아염소산 나트륨 레벨 측정용 레벨센서(550)와 온도조절장치(580)와 ORP 센서(560)를 구비한 차아염소산나트륨(NaOCl) 반응조(500); 및
상기 생성된 10 내지 15 %(w/w) 농도의 고농도 차아염소산나트륨을 저장하는, 차아염소산나트륨(NaOCl) 저장조(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치.
청구항 1에 있어서, 상기 수산화나트륨(NaOH) 조절조(400)에서 차아염소산나트륨 반응조로 공급되는 수산화나트륨의 양을 조절하기 위하여,
NaOH 공급 양의 조절이 가능한 NaOH 공급펌프(530)를 구비하며, NaOCl 반응조 내의 반응수를 순환시키는 차아염소산나트륨 반응조 순환펌프(510)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치.
청구항 1에 있어서, 상기 염화나트륨 슬러시 저장조로 공급되는 순수의 공급량을 조절하기 위해, 순수공급밸브(120) 및 염화나트륨 슬러시 저장조 내에 염화나트륨 슬러시 레벨 측정용 레벨센서(122)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치.
청구항 1에 있어서, 상기 NaOCl 반응조에서 발생되는 기체 유출을 막기 위하여, NaOCl 반응조 기체배출구(504)에 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)(570)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치.
청구항 1에 있어서, 상기 차아염소산나트륨 저장조(600)는 반응부산물로 생성된 기체를 외부로 배출하기 위한 벤츄리관(630), 에어밴트(650), 송풍기(620) 및 배기라인(503)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 고농도의 차아염소산나트륨 발생장치.
1) 하부에 염화나트륨이 슬러시 형태로 유지되도록 교반기(121)가 설치된 염화나트륨 슬러시 저장조(100)에 순수 및 염화나트륨이 공급되어 염화나트륨 슬러시를 생성하는 단계;
2) pH/NaCl 조절조 내에서 전도도메타(240)와 로드셀(250)의 측정값에 의해 염화나트륨을 일정하게 유지되도록, 상기 생성된 염화나트륨 슬러시를 염화나트륨 슬러시 이송펌프(130)에 의해 조절하여 염화나트륨 이송라인(111)을 통해 pH/NaCl 조절조(200)로 공급하는 단계;
3) 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내로 공급된 염화나트륨 슬러시는 양극조의 양극실순환수라인(326)을 통해 양극실순환수를 공급받고, 순수공급밸브(140)의 조절에 의해 순수를 공급받아 염화나트륨용액을 생산하며, 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내 염화나트륨 용액의 온도센서(220)로 측정하고 온도조절장치(260)를 조절하여 15 내지 20℃ 로 유지시키고, pH 메타에 의해 pH를 측정하여, 1 내지 2 pH을 유지시키는 단계;
3-1) 상기 pH/NaCl 조절조(200) 내 염화나트륨 용액을 1 내지 2 pH를 유지시키기 위하여, 상기 pH/NaCl 조절조(200)와 연동되어 있는 HCl 저장조의 외부 염산공급라인(201)에 HCl 보충펌프(820)와 염산 공급밸브(210)을 구비하여 염산저장조(800)로부터 염산의 공급을 조절하는 단계;
4) 상기 염화나트륨 용액을 pH/NaCl 조절조(200)로부터 양극실 순환수라인 2(327)을 통해 양극실(320)로 이송하는 단계;
5-1) 상기 양극실에 이송된 염화나트륨 용액은 전기분해 반응에 의해 염소가스를 생성하는 단계;
5-2) 전기분해조 내에 이온교환막에 의해 양극실과 구획된 음극실에서 전기분해반응을 통해 생성된 수산화나트륨은 수산화나트륨 조절조로 이송하고, 전기분해반응을 통해 부산물로 생성된 수소가스를 수소희석라인(333, 334)를 거쳐 음극실 브로아(332) 및 수소밴트(430)을 통해 배출하는 단계;
6) 상기 5-2)단계에서 이송된 수산화나트륨은 수산화나트륨 조절조(400) 내에서 10 내지 20 %(w/w) 범위의 일정농도의 수산화나트륨수를 유지시키기 위해, 15 ℃ 내지 30 ℃의 온도에서 비중계(470), 비중측정센서(480), 수산화나트륨수 레벨 측정용 레벨센서(460)을 이용하여 농도를 측정을 통해 조절하여, 수산화나트륨 순수보충라인(402)을 통해 순수를 공급받고 음극실(330)로부터 수산화나트륨이 포함된 음극실순환수를 공급받으며, 부족한 수산화나트륨을 수산화나트륨 저장조(700)에서 공급받는 단계;
7) 상기 수산화나트륨 조절조(400)의 10 내지 20 %(w/w)범위의 일정한 농도의 수산화나트륨수가 생성되면, 수산화나트륨 공급펌프(530)를 이용하여 수산화나트륨 공급량을 조절하여, 10 내지 20 %(w/w)범위의 일정한 농도의 수산화나트륨수를 수산화나트륨 조절조로부터 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조로 이송시키고, 상기 양극실에서 생성된 염소가스는 염소공급라인(325)의 벤츄리관(520)을 통해 차아염소산나트륨 반응조로 이송하는 단계;
8) 상기 차아염소산나트륨 반응조로 이송된 수산화나트륨 및 염화가스가 반응하여 10 내지 15%(w/w) 의 일정한 고농도의 차아염소산나트륨을 생성하는 단계;
9) 상기 차아염소산나트륨 반응조에는 차아염소산나트륨 반응조 순환펌프(510)을 구비하여 반응액을 순환시키며,
상기 NaOCl 반응조 기체배출구(504)에 물이 일정한 수위로 유지되는 유자관(U자관)(570)을 구비하여 차아염소산나트륨 반응조에서의 기체 유출을 막는 단계; 및
10) 상기 생성된 10 내지 15%(w/w) 의 고농도의 차아염소산 나트륨을 NaOCl 저장조로 이송하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도의 차아염소산나트륨 제조 방법.