KR20090110785A - High Efficient Apparatus and method for manufacturing of aqueous chlorine dioxide using un-divided electrochemical cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing aqueous chlorine dioxide using a high efficiency un-divided electrochemical cell and a manufacturing method thereof are provided to reduce resistance of fluid and power consumption with simple structure. CONSTITUTION: A method for manufacturing aqueous chlorine dioxide using a high efficiency un-divided electrochemical cell includes a sodium chlorate feed port(10), a sodium chloride feed part(20), a mixing part(30), a feed pump(40), an electrolytic cell, and a control part(60). The mixing part mixes the supplied sodium chlorate and sodium chloride. The feed pump supplies a mixture. The electrolytic cell is comprised of a housing(51), an anode board(52), and a cation board(53). The electrolytic cell generates the chlorine dioxide oxidation by electrolyzing the mixture.

Description

고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치 및 제조방법{High Efficient Apparatus and method for manufacturing of aqueous chlorine dioxide using un-divided electrochemical cell}High-efficiency Apparatus and method for manufacturing of aqueous chlorine dioxide using un-divided electrochemical cell}

본 발명은 염소산나트륨(NaClO2)과 염화나트륨(NaCl)을 혼합한 용액을 사용하여 무격막 전해셀으로 전기분해하여 이산화염소를 발생시키는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다. The present invention is an apparatus and method for producing chlorine dioxide oxidized water using a highly efficient membrane-free electrolysis cell that generates chlorine dioxide by electrolysis into a membrane-free electrolysis cell using a solution of sodium chloride (NaClO 2 ) and sodium chloride (NaCl). It is about.

기존 염소(Cl2) 산화수를 대신할 새로운 살균·소독제로 높은 관심을 끌고 있는 이산화염소(Chlorine dioxide)는 물에 대한 용해성이 염소에 비해 10배 가량 높을 뿐만 아니라 염소에 비해 약 2.5배 이상의 높은 산화력을 가지고 있다. 이산화염소는 염소와 달리 수처리 공정에서 암모니아 성분과 반응하지 않아 유독물인 클로라민(Chloramine)을 생성하지 않으며, 수중의 자연유기물질(Natural Organic Matter, NOM)과 반응하여 THMs (Trihalomethanes) 또는 HAAs (Haloacetic acids)와 같은 발암성 소독 부산물을 생성시키지 않는다. 이와 같은 장점으로 인해 이산화염 소는 정수처리공정뿐만 아니라 과일과 야채 등의 살균소독, 육류 및 수산물의 살균, 하·폐수 처리공정에 이르기까지 다양한 분야에서 점차 수요가 증가하고 있다. 그러나 이산화염소는 매우 불안정한 물질로서 분압이 30 mmHg이상에서는 폭발 위험이 있으며, 운송이나 장기간 저장이 곤란하여 필요시 현장에서 바로 제조하여 사용해야 하는 특징을 가지고 있다. 일반적으로 이산화염소는 산성의 아염소산나트륨(NaClO2) 또는 염소산나트륨(NaClO3)용액과 이산화황(sulfur dioxide), 메탄올(methanol), 옥살산(oxalic acid), 하이드로겐퍼옥사이드(hydrogen peroxide), 소듐클로라이드(sodium chloride) 등의 환원제를 이용한 화학적 방법과 다공성 또는 선택적 이온 투과막을 사용하는 격막 전해셀 방식의 전기분해 방법에 의해 주로 제조된다. 화학적 방법과 관련된 국내 출원 특허로는 두 개의 반응 용기 내에서 비-결정화 조건 하에서 이산화염소의 연속 제조 방법에 관한 것으로 한국특허출원번호 제10-2007-7009258호(발명의 명칭: 이산화염소의 제조방법)와, 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소로 전환시킴으로써 이산화염소를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로 한국특허출원번호 제10-2007-7009258호(발명의 명칭: 이산화염소의 제조 방법) 및 아염소산염용액과 산반응에 의한 이산화염소 제조장치에 관한 것으로 한국특허출원번호 제10-2004-0059680호(발명의 명칭: 이산화염소 제조장치) 등이 개시된 바 있으며, 전기화학적 방법에 의한 이산화염소의 제조에 관련된 특허로는 아염소산염을 함유한 수성피트 용액을 양전극판(Anode) 와 음전극판(Cathode)를 포함하는 비-멤브레인 전해셀을 사용하여 이산화염소로 전환시키는 것으로 한국특허등록번호 제10-0575036호(발명의 명칭: 이산화염소 발생용 전해셀)와, 양이온 교환막을 이용한 전기분해형 이산화염소 발생장치 및 방법에 관한 것으로 한국특허등록번호 제10-0445756호(발명의 명칭: 전기분해형 이산화염소 발생장치 및 그 방법) 및 아염소산나트륨(NaClO2)을 일정량의 물이 담긴 용기에 넣은 후 전해셀이 내장된 분무기 형태의 분사모듈을 용기에 연결시켜 사용하는 전해 살균수 제조장치와 그 방법에 관한 것으로 한국특허등록번호 제10-0643591호(발명의 명칭: 전해 살균수 제조장치 및 그 제조방법) 등이 개시된 바 있다. Chlorine dioxide, which has attracted much attention as a new disinfectant and disinfectant to replace the existing chlorine (Cl 2 ) oxidation water, has not only 10 times higher solubility in water than chlorine, but also about 2.5 times higher oxidation power than chlorine. Have Unlike chlorine, chlorine dioxide does not react with ammonia in the water treatment process and does not produce chloramine, which is a toxic substance.It also reacts with natural organic matter (NOM) in water and THMs (Trihalomethanes) or HAAs (Haloacetic acids). Does not produce carcinogenic disinfection by-products such as). Due to these advantages, chlorine dioxide is gradually increasing in various fields from water purification process to sterilization and disinfection of fruits and vegetables, meat and seafood sterilization, and sewage and wastewater treatment process. However, chlorine dioxide is a very unstable substance, and there is a risk of explosion at a partial pressure of 30 mmHg or more, and it is difficult to transport or store for a long time. In general, chlorine dioxide is an acidic sodium chlorite (NaClO 2 ) or sodium chlorate (NaClO 3 ) solution, sulfur dioxide, methanol, oxalic acid, hydrogen peroxide, sodium chloride It is mainly manufactured by chemical method using reducing agent such as (sodium chloride) and electrolysis method of diaphragm electrolytic cell method using porous or selective ion permeable membrane. The domestic application patent related to the chemical method relates to a method for the continuous production of chlorine dioxide under non-crystallization conditions in two reaction vessels. Korean Patent Application No. 10-2007-7009258 (name of the invention: a method for producing chlorine dioxide) ) And an apparatus and a method for producing chlorine dioxide by converting a chlorine dioxide generating solution into chlorine dioxide by exposure to ultraviolet rays. Korean Patent Application No. 10-2007-7009258 (Invention: Method for producing chlorine dioxide) And Korean Patent Application No. 10-2004-0059680 (name of the invention: Chlorine Dioxide Production Device), etc., which relates to a chlorine dioxide production device using a chlorite solution and an acid reaction. Patents related to the preparation of a non-membrane solution containing an aqueous pit solution containing a chlorite containing a positive electrode (Anode) and a negative electrode (Cathode) Transformation to chlorine dioxide using a cell, Korean Patent Registration No. 10-0575036 (name of the invention: chlorine dioxide generation electrolytic cell) and electrolysis type chlorine dioxide generating apparatus and method using a cation exchange membrane Patent registration No. 10-0445756 (name of the invention: electrolytic chlorine dioxide generator and method) and sodium chlorite (NaClO 2 ) in a container containing a certain amount of water and then in the form of a sprayer with an electrolytic cell The present invention relates to an electrolytic sterilizing water production apparatus and method using the spray module connected to a container has been disclosed Korean Patent Registration No. 10-0643591 (name of the invention: an electrolytic sterilizing water production apparatus and its manufacturing method).

상기 방법들은 가격이 비싼 아염소산나트륨(NaClO2)의 소요가 많아 경제적이지 못하며, 아염소산나트륨(NaClO2)의 소요량에 비해 이산화염소 산화수의 발생효율이 저하되어 농도가 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 전해셀에 부과되는 저항이 커서 전력소모가 많아 비경제적인 문제점이 있었다. The methods are not economical due to the high cost of sodium chlorite (NaClO 2 ), which is expensive, and has a problem that the concentration of chlorine dioxide oxidized water is lowered compared to the requirement of sodium chlorite (NaClO 2 ). In addition, since the resistance imposed on the electrolytic cell is large, the power consumption is large, there is a problem uneconomical.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 염소산나트륨의 소요량을 줄여 경제적으로 이산화염소(ClO2) 산화수의 농도를 향상시키도록 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention is to improve the above problems, an object of the present invention is to reduce the required amount of sodium chlorate to economically improve the concentration of chlorine dioxide (ClO 2 ) oxidized water production of chlorine dioxide oxidized water using a highly efficient membrane-free electrolytic cell It is to provide an apparatus and a manufacturing method.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전해셀에 부과되는 저항을 줄여 전력소모를 줄이도록 하여 경제적으로 이산화염소 산화수를 발생시키도록 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide an apparatus and method for producing chlorine dioxide oxidized water using a highly efficient membrane-free electrolytic cell that generates chlorine dioxide oxidized water economically by reducing power consumption by reducing the resistance imposed on the electrolytic cell. will be.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 이산화염소의 효율적 발생에 중요한 영향을 미치는 요인인 양전극과 음전극간의 이격간격 뿐만 아니라, 양전극과 음전극의 구성 순서를 구체적으로 제시하여 이산화염소 산화수의 발생효율을 향상시킬 수 있도록 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention to improve the generation efficiency of chlorine dioxide oxidized water by presenting the configuration sequence of the positive electrode and the negative electrode, as well as the separation interval between the positive electrode and the negative electrode, which is a factor affecting the efficient generation of chlorine dioxide It is to provide a chlorine dioxide oxidation water production apparatus and a manufacturing method using a high-efficiency membrane-free electrolysis cell.

본 발명의 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치는 염소산나트륨(NaClO2)을 공급하는 염소산나트륨 공급부(10); 염화나트륨(NaCl)을 공급하는 염화나트륨 공급부(20); 염소산나트륨 공급부(10)와 염화나트륨 공급부(20)로 부터 각각 공급된 염소산나트륨과 염화나트륨을 혼합하는 혼합부(30); 상기 혼합부(30)에 의해 혼합된 혼합용액을 공급하는 공급펌프(40); 하우징(51)과, 상기 하우징(51) 내부에 일정간격 이격 설치되는 양전극판(52)과 음전극판(53)으로 이루어지며, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53) 사이에 상기 공급펌프(40)로부터 공급된 혼합용액을 양전극판(52)과 음전극판(53)에 전압을 인가함으로써 전기분해하여 이산화염소(ClO2) 산화수를 발생시키는 전해셀(50); 및 상기 전해셀(50)로 공급되는 전원 및 전류를 제어하기 위한 제어부(60); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. An apparatus for producing chlorine dioxide oxide water using a high efficiency non-deposited membrane electrolysis cell of the present invention includes a sodium chlorate supply unit 10 for supplying sodium chlorate (NaClO 2 ); A sodium chloride supply unit 20 for supplying sodium chloride (NaCl); A mixing unit 30 for mixing sodium chlorate and sodium chloride supplied from the sodium chlorate supply unit 10 and the sodium chloride supply unit 20, respectively; A supply pump 40 for supplying the mixed solution mixed by the mixing part 30; It consists of a housing 51, the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 which is installed at a predetermined interval inside the housing 51, the supply pump between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 An electrolytic cell 50 for generating chlorine dioxide (ClO 2 ) oxide water by electrolyzing the mixed solution supplied from 40 by applying a voltage to the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53; And a controller 60 for controlling power and current supplied to the electrolysis cell 50. Characterized in that comprises a.

또한, 상기 양전극판(52)은 평행하게 2개 배치되며 상기 음전극판(53)은 상기 양전극판(52) 사이에 일정간격으로 이격설치되는 것을 특징으로 한다. In addition, two positive electrode plates 52 are disposed in parallel, and the negative electrode plates 53 are spaced apart at regular intervals between the positive electrode plates 52.

또, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53) 사이에는 이들을 서로 일정간격으로 이격설치되도록 하는 스페이서(54)가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is characterized in that the spacer 54 is further provided to be spaced apart from each other at a predetermined interval.

아울러, 상기 스페이서(54)는 다수개 이격 설치되며 지그재그 유로를 형성하도록 좌우 교번되어 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the spacers 54 are spaced apart from each other and are arranged alternately left and right to form a zigzag flow path.

또한, 상기 혼합부(30)는 벤츄리 혼합기 또는 라인믹서인 것을 특징으로 한다. In addition, the mixing unit 30 is characterized in that the venturi mixer or line mixer.

또, 상기 공급펌프(40)와 상기 전해셀(50) 사이에 구비되며 상기 공급펌프(40)로 공급되는 염소산나트륨과 염화나트륨의 혼합용액을 예열하는 예열기(70)가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, a preheater 70 is provided between the supply pump 40 and the electrolytic cell 50 and preheats the mixed solution of sodium chlorate and sodium chloride supplied to the supply pump 40. .

또, 염소산나트륨(NaClO2)의 농도는 0.2~1.0 g/L이고, 염화나트륨(NaCl)의 농도는 2~10 g/L이며, 염소산나트륨(NaClO2)/염화나트륨(NaCl) 혼합용액의 pH는 2~5 인 것을 특징으로 한다. The concentration of sodium chlorate (NaClO 2 ) is 0.2-1.0 g / L, the concentration of sodium chloride (NaCl) is 2-10 g / L, and the pH of the sodium chlorate (NaClO 2 ) / sodium chloride (NaCl) mixed solution is It is characterized by being 2-5.

아울러, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)의 전류밀도는 1~10 A/dm2인 것을 특징으로 한다. In addition, the current density of the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is characterized in that 1 ~ 10 A / dm 2 .

또한, 상기 공급펌프(40)에 의한 염소산나트륨(NaClO2)/염화나트륨(NaCl) 혼합용액의 무격막 전해셀(50)로의 주입유량은 30~150 ㎖/min인 것을 특징으로 한다. In addition, the injection flow rate of the sodium chlorate (NaClO 2 ) / sodium chloride (NaCl) mixed solution by the feed pump 40 into the membrane-free electrolytic cell 50 is characterized in that 30 ~ 150 ml / min.

또, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)은 IrO2/Ti 또는 RuO2/Ti로 된 DSA전극, Pt 전극, Ti 전극으로부터 선택되는 어느 하나의 전극으로 된 것을 특징으로 한다. In addition, the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is characterized in that the electrode of any one selected from DSA electrode, Pt electrode, Ti electrode made of IrO 2 / Ti or RuO 2 / Ti.

아울러, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)은 메쉬형태로 된 다공성 전극인 것을 특징으로 한다. In addition, the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is characterized in that the porous electrode in the form of a mesh.

아울러, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)의 이격거리는 0.6 ~ 2.0 mm인 것을 특징으로 한다. In addition, the separation distance between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is characterized in that 0.6 ~ 2.0 mm.

본 발명은 염소산나트륨의 소요량을 줄일 수 있어 매우 경제적으로 이산화염소 산화수의 농도를 향상시킬 수 있으며, 전해셀에 부과되는 저항을 줄여 전력소모를 줄일 수 있으며, 공급용액이 전해셀을 통과한 후 유출수의 일부가 재순환되는 방식이 아닌 연속적인 흐름방식(Continuous Flow type)을 채택하여 순도를 요하지 않는 공업용으로 적당하고 구조가 간단하며, 다공성 양전극판(Anode)와 음전극판(Cathode) 사이에 이온교환막 또는 어떠한 다공성 물질도 사용하지 않아 유체의 저항이 상대적으로 낮은 장점이 있다. The present invention can reduce the required amount of sodium chlorate very economically can improve the concentration of chlorine dioxide oxidized water, and can reduce the power consumption by reducing the resistance imposed on the electrolytic cell, the feed solution flows out through the electrolytic cell It is suitable for industrial use that does not require purity by adopting continuous flow type rather than recycling part of the ion, and the ion exchange membrane or between porous anode and cathode plates Since no porous material is used, the resistance of the fluid is relatively low.

이하, 본 발명에 의한 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치 및 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a chlorine dioxide oxidized water production apparatus and a manufacturing method using a high efficiency non-capacity electrolytic cell according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 이산화염소수 제조를 위한 무격막 전해셀 방식의 전기분해 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 무격막 전해셀의 단면도이며, 도 3은 무격막 전해셀의 분해사시도이다. 1 is a view showing an electroless apparatus of a membrane-free electrolytic cell type for the production of chlorine dioxide, Figure 2 is a cross-sectional view of the membrane-free electrolytic cell, Figure 3 is an exploded perspective view of the membrane-free electrolytic cell.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치는 염소산나트륨(NaClO2)을 공급하는 염소산나트륨 공급부(10); 염화나트륨(NaCl)을 공급하는 염화나트륨 공급부(20); 염소산나트륨 공급부(10)와 염화나트륨 공급부(20)로부터 각각 공급된 염소산나트륨과 염화나트륨을 혼합하는 혼합부(30); 상기 혼합부(30)에 의해 혼합된 혼합용액을 공급하는 공급펌프(40); 상기 공급펌프(40)로부터 혼합용액이 공급되며 양전극판(52)과 음전극판(53)이 서로 이격되어 설치되고 공급된 혼합용액을 전기분해하는 전해셀(50); 및 상기 전해셀(50)로 공급되는 전원 및 전류를 제어하기 위한 제어부(60); 를 포함하여 이루어진다. As shown, an apparatus for producing chlorine dioxide oxidized water using a membrane-free electrolytic cell according to the present invention includes a sodium chlorate supply unit 10 for supplying sodium chlorate (NaClO 2 ); A sodium chloride supply unit 20 for supplying sodium chloride (NaCl); A mixing unit 30 for mixing sodium chlorate and sodium chloride supplied from the sodium chlorate supply unit 10 and the sodium chloride supply unit 20, respectively; A supply pump 40 for supplying the mixed solution mixed by the mixing part 30; An electrolysis cell 50 for supplying a mixed solution from the supply pump 40 and having a positive electrode plate 52 and a negative electrode plate 53 spaced apart from each other and electrolyzing the supplied mixed solution; And a controller 60 for controlling power and current supplied to the electrolysis cell 50. It is made, including.

상기 혼합부(30)는 염소산나트륨 공급부(10)와 염화나트륨 공급부(20)로부터 각각 공급된 염소산나트륨과 염화나트륨을 혼합하는 역할을 한다. 상기 혼합부(30)는 벤츄리 혼합기 또는 라인믹서인 것이 바람직하다. The mixing unit 30 serves to mix sodium chlorate and sodium chloride supplied from the sodium chlorate supply unit 10 and the sodium chloride supply unit 20, respectively. The mixing unit 30 is preferably a venturi mixer or line mixer.

상기 전해셀(50)은 상기 공급펌프(40)로부터 공급된 염소산나트륨과 염화나트륨의 혼합용액이 공급되며 공급된 혼합용액을 전기분해하는 역할을 하며 무격막으로 된다. The electrolytic cell 50 is supplied with a mixed solution of sodium chlorate and sodium chloride supplied from the supply pump 40 and serves to electrolyze the supplied mixed solution and form a membrane.

상기 전해셀(50)은 염소산나트륨과 염화나트륨의 혼합용액으로 된 전해액이 염소산나트륨 및 염화나트륨 혼합용액이 주입구(55)를 통해 주입되며 하우징(51) 내부에 서로 이격되어 설치된 양전극판(52)과 음전극판(53) 사이를 통과된다. 이때, 양전극판(52)과 음전극판(53)에 전압을 인가함으로써 전해액이 전기분해되어 이산화염소(ClO2) 산화수를 발생시키게 된다. 발생된 이산화염소 산화수는 유출구(56)를 통해 유출되게 된다. The electrolytic cell 50 is a positive electrode plate 52 and a negative electrode of the electrolyte solution consisting of a mixed solution of sodium chlorate and sodium chloride is injected through the injection port 55 and the sodium chlorate and sodium chloride mixed solution spaced apart from each other inside the housing 51 Passed between the plates 53. At this time, the electrolytic solution is electrolyzed by applying a voltage to the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 to generate chlorine dioxide (ClO 2 ) oxide water. The generated chlorine dioxide oxidized water is discharged through the outlet 56.

도면에서는 양전극판(52)이 두 개이고 평행하게 배치되며 양전극판(52) 사이에 음전극판(53)이 개재된 형태로 되어 있다. In the drawing, two positive electrode plates 52 are arranged in parallel, and a negative electrode plate 53 is interposed between the positive electrode plates 52.

또한, 상기 전해셀(50)은 다공성 양전극판(Anode)와 음전극판(Cathode) 사이에 이온교환막 또는 어떠한 다공성 물질도 사용하지 않는 무격막으로 되어 있어 이로 인한 유체의 저항이 상대적으로 낮다. In addition, the electrolytic cell 50 is made of a non-aluminum membrane that does not use an ion exchange membrane or any porous material between the porous anode and anode plates (Cathode) so that the resistance of the fluid is relatively low.

또한, 상기 전해셀(50)은 공급용액이 통과한 후 유출수의 일부가 재순환되는 방식이 아닌 연속흐름방식(Continuous Flow type)을 사용하므로 순도를 요하지 않 는 공업용으로 적당하고 구조가 간단하다. In addition, since the electrolytic cell 50 uses a continuous flow type rather than a part of the effluent after the feed solution passes, it is suitable for industrial use that does not require purity and is simple in structure.

바람직한 무격막 전해셀의 전극구성은 양전극판(Anode)으로 DSA전극 중 IrO2/Ti전극을, 음전극판(Cathode)으로 Pt전극을 사용함으로써 양전극판(Anode)로 RuO2/Ti, 음전극판(Cathode)으로 Ti를 사용한 경우 또는 양전극판(Anode)로 Pt, 음전극판(Cathode)으로 IrO2/Ti를 사용한 경우, 양전극판(Anode)으로 IrO2/Ti, 음전극판(Cathode)으로 Ti를 사용한 무격막 전해셀의 경우보다 효과적으로 이산화염소(ClO2) 산화수를 발생시킬 수 있다. Preferred electrode composition of the membrane-free electrolytic cell is RuO 2 / Ti as the positive electrode plate (Anode) by using IrO 2 / Ti electrode of the DSA electrode as the positive electrode plate (Anode), Pt electrode as the cathode electrode (Cathode). cathode) if a or the positive electrode plate (Anode) the case of using Ti with the IrO 2 / Ti as Pt, the negative electrode plate (cathode), the IrO 2 / Ti, a negative electrode plate (cathode) a positive electrode plate (Anode) with Ti Chlorine dioxide (ClO 2 ) can be more effectively generated than the non-diaphragm electrolytic cell.

아울러, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)은 메쉬형태로 된 다공성 전극인 것이 더 바람직하다. In addition, the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is more preferably a porous electrode in the form of a mesh.

상기 양전극판(52)과 음전극판(53)의 이격거리는 0.6 ~ 2.0 mm인 것이 바람직하다. 이격거리가 너무 크면 이산화염소 산화제 발생농도가 너무 낮게 되며, 이격거리가 너무 작으면 혼합용액의 유동성이 적게 되므로 적당한 이격거리를 갖는 것이 바람직하다. The distance between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is preferably 0.6 ~ 2.0 mm. If the separation distance is too large, the chlorine dioxide oxidant generation concentration is too low, if the separation distance is too small it is preferable to have a suitable separation distance because the fluidity of the mixed solution is less.

또한, 상기 스페이서(54)는 다수개 이격 설치되며 지그재그 유로를 형성하도록 좌우 교번되어 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 상기 스페이서(54)가 다수개 이격 설치되어 지그재그 유로를 형성하게 되면 전해액이 전극판과 접촉되는 시간을 연장함으로써 이산화염소 산화수 발생농도를 높일 수 있게 된다. In addition, the spacers 54 may be spaced apart from each other and arranged alternately left and right to form a zigzag flow path. When the spacer 54 is spaced apart from each other to form a zigzag flow path, the concentration of the chlorine dioxide oxidized water can be increased by extending the time for the electrolyte to contact the electrode plate.

상기 전해셀(50)로 공급되는 전원 및 전류를 제어하기 위한 제어부(60)가 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the controller 60 for controlling the power and current supplied to the electrolytic cell 50 is provided.

상기 공급펌프(40)와 상기 전해셀(50) 사이에 구비되며 상기 공급펌프(40)로 공급되는 염소산나트륨과 염화나트륨의 혼합용액을 예열하는 예열기(70)가 더 구비된 것이 바람직하다. 상기 예열기(70)가 구비됨에 따라 전기분해효율을 높일 수 있게 되어 이산화염소 산화수의 발생효율을 높일 수 있게 된다. It is preferable that the preheater 70 is provided between the supply pump 40 and the electrolytic cell 50 to preheat the mixed solution of sodium chlorate and sodium chloride supplied to the supply pump 40. As the preheater 70 is provided, the electrolysis efficiency can be increased, thereby increasing the generation efficiency of chlorine dioxide oxidized water.

1. 실험재료 및 장치 1. Experimental Materials and Equipment

본 실험에서 이산화염소의 전구체(출발물질)는 NaClO2(제조사: Kanto Chemical Co. Inc. Japan)와 NaCl(제조사: Daejung Chemicals & Metals Co. Ltd., Korea)을 구입하여 사용하였으며, 용액의 pH는 H2SO4(제조사: DC Chemical Co. Ltd., Korea)를 사용하여 조절하였다. 전해셀에 공급된 전류는 DC 전원장치(10V, 50A, Korea Switching Inc., Korea)를 이용하여 일정하게 공급하였다. In this experiment, precursors of chlorine dioxide (starting material) were purchased using NaClO 2 (manufacturer: Kanto Chemical Co. Inc. Japan) and NaCl (manufacturer: Daejung Chemicals & Metals Co. Ltd., Korea), and the pH of the solution Was adjusted using H 2 SO 4 (manufacturer: DC Chemical Co. Ltd., Korea). The current supplied to the electrolytic cell was constantly supplied using a DC power supply (10V, 50A, Korea Switching Inc., Korea).

2. 실험 및 분석 방법2. Experiment and Analysis Method

NaClO2용액의 농도는 0.2 ~1.0 g/L, NaCl의 농도는 2 ~ 10 g/L로 다양한 조건에서 실험을 수행하였으며, NaClO2/NaCl 혼합용액의 pH 범위는 2.5~5 이고, 반응온도는 실온(약 19~20℃) 에서 수행되었다. 무격막 전해셀의 전극으로는 Mesh type의 DSA전극(IrO2/Ti, RuO2/Ti)과 Pt, Ti전극을 사용하였으며, 공급된 전류밀도는 1~10 A/dm2의 범위에서 수행되었다. NaClO2/NaCl혼합용액의 무격막 전기분해에 의해 발생된 이산화염소의 농도는 UV/Vis spectrophotometer (λ= 445 nm, HACH DR 2500, USA)를 이용하여 측정하였다. NaClO 2 solution concentration was 0.2 ~ 1.0 g / L, NaCl concentration was 2 ~ 10 g / L experiments were carried out under various conditions, pH range of NaClO 2 / NaCl mixture solution is 2.5 ~ 5, the reaction temperature is At room temperature (about 19-20 ° C.). Mesh type DSA electrodes (IrO 2 / Ti, RuO 2 / Ti), Pt and Ti electrodes were used as electrodes of the non-diaphragm electrolytic cell, and the supplied current density was performed in the range of 1 to 10 A / dm 2 . . The concentration of chlorine dioxide generated by the membrane-free electrolysis of NaClO 2 / NaCl mixture solution was measured using a UV / Vis spectrophotometer (λ = 445 nm, HACH DR 2500, USA).

3. 실시예 13. Example 1

양전극(Anode)으로 RuO2가 코팅된 Ti전극을, 음전극(Cathode)으로는 Ti를 사용하였다. 양전극판(52)과 음전극판(53) 사이에 일정한 이격을 위해 1mm 두께의 Teflon 스페이서(Spacer)(44)를 사용하였다. 실험조건은 아염소산나트륨(NaClO2) 농도 4.7 mM (0.54 g/L), 염화나트륨(NaCl) 농도 100 mM (6.0 g/L), 전구체 용액의 전해셀 주입유량 120 ml/min, 전구체 용액 초기 pH는 2.3, 전해셀에 가해진 전류는 0.6 A (5 A/dm2)로 하여 동일한 조건에서 실험을 수행하였으며, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다. A Ti electrode coated with RuO 2 as an anode and Ti as a cathode. A 1 mm thick Teflon spacer 44 was used to separate the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53. The experimental conditions were sodium chlorite (NaClO 2 ) concentration of 4.7 mM (0.54 g / L), sodium chloride (NaCl) concentration of 100 mM (6.0 g / L), electrolyte injection rate of the precursor solution 120 ml / min, initial pH of the precursor solution. 2.3, the current was applied to the electrolytic cell was 0.6 A (5 A / dm 2 ) to perform the experiment under the same conditions, the results are shown in [Table 1].

[표 1]은 전극 조합과 스페이서의 지그재그 유로의 구성여부에 따른 이산화염소 산화수 발생농도를 나타낸다. [Table 1] shows the chlorine dioxide oxidized water generation concentration according to the composition of the electrode combination and the spacer zigzag flow path.

[표 1] 전극 조합과 스페이서의 지그재그 유로의 구성여부에 따른 이산화염소 산화수 발생농도[Table 1] Chlorine Dioxide Oxidation Water Concentration According to Composition of Electrode Combination and Spacer in Zigzag Channel

Figure 112009021862912-PAT00001
Figure 112009021862912-PAT00001

※ 기호 설명: A=Anode, C=Cathode※ Explanation of Symbols: A = Anode, C = Cathode

[표 1]에서와 같이 고성능 무격막 전해셀에서 양전극판(52)과 음전극판(53)간의 이격거리는 1.0 mm로 고정하고, 스페이서(54)가 지그재그 유로를 구성한 것과 지그재그 유로가 구비되지 않은 것에 대하여 변화시켜가며 발생되는 이산화염소의 농도를 측정한 결과, 가장 높은 이산화염소 발생효율을 보인 전극의 조합은 A-C-A인 것으로 나타났다. 동일한 A-C-A 조합이라 하더라도, 스페이서(54)가 지그재그 유로를 구성한 경우와 이를 구성하지 않은 경우 발생되는 이산화염소의 농도는 각각 360 mg/L, 420 mg/L로 나타나 전극판간 간격뿐만 아니라 스페이서의 지그재그 유로의 여부에 따라 이산화염소의 발생효율에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 이는 이산화염소가 발생되는 전극표면에서의 표면반응과 유로에 따른 난류형성의 영향이 전해셀 내부 전극배치 및 구조에 영향을 받았기 때문으로 판단된다. As shown in Table 1, the separation distance between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is fixed at 1.0 mm in the high-performance non-aqueous electrolyte cell, and the spacer 54 constitutes a zigzag flow path, and the zigzag flow path is not provided. As a result of measuring the concentration of chlorine dioxide generated by varying the amount of chlorine, it was found that the combination of the electrode having the highest chlorine dioxide generation efficiency was ACA. Even in the same ACA combination, the concentration of chlorine dioxide generated when the spacer 54 constitutes a zigzag flow path and when the spacer 54 is not formed is 360 mg / L and 420 mg / L, respectively. The effect of chlorine dioxide on the surface of the electrode surface where chlorine dioxide is generated and the effect of turbulence on the flow path were affected by the electrode arrangement and structure of the electrolytic cell. Judging by

4. 실시예 24. Example 2

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 양전극판(Anode)을 IrO2/Ti, 음전극판(Cathode)을 Pt를 사용한 무격막 전해셀에서 NaClO2 의 농도를 0.4 g/L, NaCl의 농도를 10 g/L로 하고, 용액의 pH는 9.5, 공급된 전류밀도 5A/dm2의 조건하에서 전해셀 주입유량변화에 따라 발생되는 유출물의 이산화염소 농도를 나타낸 것이다. Figure 4 is a positive electrode plate (Anode) to the concentration of IrO 2 / Ti, a negative electrode plate (Cathode) of the concentration of NaClO 2 in a non-membrane electrolysis cell with a Pt 0.4 g / L, NaCl shown in Figs 10 g / L, the pH of the solution is 9.5, the chlorine dioxide concentration of the effluent generated by the electrolytic cell injection flow change under the conditions of the supplied current density 5A / dm 2 .

유출물속의 이산화염소 농도는 약 5분에서 10분 이내에 안정화되었으며, 주입유량이 증가할수록 유출물 중 발생되는 이산화염소의 농도도 증가하지만, 주입유량이 90 ml/min 이상에서는 빠른 유속으로 인해 유출물 중 이산화염소의 탈기속도가 증가되어 오히려 감소하는 경향을 보였다. 90 ml/min의 주입유량 조건에서 측정된 이산화염소의 농도는 약 254 ppm 이었다.The chlorine dioxide concentration in the effluent stabilized within about 5 to 10 minutes, and as the flow rate increased, the concentration of chlorine dioxide generated in the effluent increased, but the flow rate increased over 90 ml / min due to the high flow rate. The degassing rate of heavy chlorine dioxide was increased and decreased. The concentration of chlorine dioxide measured at a flow rate of 90 ml / min was about 254 ppm.

5. 실시예 35. Example 3

도 5는 NaClO2의 농도를 0.4 g/L, NaCl의 농도를 10 g/L로 하고, NaClO2와 NaCl혼합용액의 pH는 9.58, 전해셀 주입유량을 90 ml/min으로 하였을 때 무격막 전해셀에 공급된 전류밀도의 변화에 따른 유출물 중 이산화염소 농도를 나타낸 것이다. 전류밀도가 1A/dm2에서 10 A/dm2까지 증가할수록 유출물 중 이산화염소의 농도도 144 ppm에서 339 ppm까지 비례하여 증가하지만, 전해셀에 부과되는 저항의 증가로 인해 측정된 전압 역시 2.4 V에서 4.0 V까지 증가하였다. 5 is delivered free diaphragm when the pH of the concentration of NaClO 2 to a concentration of 0.4 g / L, NaCl to 10 g / L and, NaClO 2 and NaCl mixture is hayeoteul to 9.58, the electrolytic cell injection flow rate to 90 ml / min It shows the chlorine dioxide concentration in the effluent according to the change of the current density supplied to the cell. At a current density of 1A / dm 2 10 A / increases until dm 2 proportional increase in the concentrations 144 ppm of chlorine dioxide in the effluent to 339 ppm, however, the electrolytic measured voltage due to the increase in resistance will be charged to the cell is also 2.4 Increased from V to 4.0 V.

6. 실시예 46. Example 4

도 6은 NaClO2의 농도를 0.4 g/L, NaCl의 농도를 10 g/L로 하고, 전해셀 주 입유량을 90 ml/mi, 전해셀에 공급된 전류밀도를 5 A/dm2으로 하였을 때, NaClO2와 NaCl혼합용액의 pH 변화에 따른 유출물의 이산화염소 농도변화를 나타낸 것이다. NaClO2/NaCl 혼합용액의 pH가 2~3 으로 낮은 조건에서의 전기분해 유출물의 ClO2농도는 약 280 ppm으로 높았으나, pH가 3~3.5 일 때는 ClO2 농도가 230 ppm에서 180 ppm으로 급격히 감소하였다가 pH 3.5~5 사이는 완만한 감소를 보이며 180 ppm 에서 165 ppm까지 감소하였다. 이는 낮은 pH 범위에서 이산화염소가 더 안정하며, pH가 증가하면 수중의 수산화이온(OH-)과 이산화염소가 반응하여 Chlorite(ClO2 -) 또는 Chlorate(ClO3 -) 이온을 형성하기 때문으로 예측된다. pH 조절을 위해 주입된 H2SO4 의 투입량과 발생된 이산화염소의 농도를 고려한 최적 pH는 약 2.9~3으로 나타났다. 6 shows that the concentration of NaClO 2 is 0.4 g / L, the concentration of NaCl is 10 g / L, the electrolyte injection rate is 90 ml / mi, and the current density supplied to the electrolyte cell is 5 A / dm 2 . When the pH of the NaClO 2 and NaCl mixture solution changes, the chlorine dioxide concentration changes in the effluent. The concentration of ClO 2 in the electrolysis effluent at high pH of NaClO 2 / NaCl mixture was about 280 ppm, but when the pH was 3 ~ 3.5, the ClO 2 concentration rapidly increased from 230 ppm to 180 ppm. There was a slow decrease between pH 3.5 and 5 and a decrease from 180 ppm to 165 ppm. This, and a more stable chlorine dioxide at a low pH range, when the pH increases the hydroxide ion (OH -) in water to have the chlorine dioxide reaction Chlorite (ClO 2 -) or Chlorate (ClO 3 -) predicted due to form an ion do. The optimum pH was about 2.9 ~ 3 considering the dose of H 2 SO 4 injected and the concentration of chlorine dioxide injected for pH adjustment.

7. 실시예 57. Example 5

도 7은 NaCl의 농도를 10 g/L로 하고, 전해셀 주입유량을 90 ml/min, NaClO2와 NaCl혼합용액의 pH를 2.93, 전해셀에 공급된 전류밀도를 5 A/dm2으로 하였을 때 NaClO2의 농도를 0.2 g/L에서 0.9 g/L로 증가시킴에 따른 유출물 중 이산화염소의 농도변화를 나타낸 것이다. NaClO2의 농도가 증가할수록 용출물 중 이산화염소 의 농도도 증가하였지만 0.5 g/L 이상의 농도에서는 용출물 중 이산화염소의 농도증가가 둔화되었다. 0.5 g/L의 NaClO2 농도에서 이산화염소의 발생농도는 약 255 ppm이었다.7 shows that the concentration of NaCl is 10 g / L, the injection flow rate of the electrolytic cell is 90 ml / min, the pH of the NaClO 2 and NaCl mixture solution is 2.93, and the current density supplied to the electrolysis cell is 5 A / dm 2 . When the concentration of NaClO 2 was increased from 0.2 g / L to 0.9 g / L, the concentration of chlorine dioxide in the effluent was shown. As the concentration of NaClO 2 increased, the concentration of chlorine dioxide in the eluate increased, but the concentration of chlorine dioxide in the eluate slowed down at concentrations above 0.5 g / L. At a concentration of 0.5 g / L NaClO 2, the concentration of chlorine dioxide was about 255 ppm.

8. 실시예 68. Example 6

도 8은 NaClO2의 농도를 0.5 g/L로 하고, 전해셀 주입유량을 90 ml/min, NaClO2와 NaCl혼합용액의 pH를 2.93, 전해셀에 공급된 전류밀도를 5 A/dm2으로 하였을 때 NaCl의 농도를 2 g/L에서 10 g/L로 증가시킴에 따른 유출물 중 이산화염소의 농도변화를 나타낸 것이다. NaClO2/NaCl혼합용액 중 NaCl의 농도가 증가할수록 발생되는 이산화염소의 농도도 증가하였으며, 또한 무격막 전해셀에 가해지는 전압도 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 NaCl이 전해질로 작용하면서, 전해셀에 부과되는 저항을 줄여 전해셀 효율을 높이고, 또한 NaClO2와 함께 NaCl도 이산화염소로 전환되어 용출물 중 이산화염소의 농도를 증가시킨 것으로 판단된다.8 shows the concentration of NaClO 2 as 0.5 g / L, the injection flow rate of the electrolytic cell was 90 ml / min, the pH of the NaClO 2 and NaCl mixture solution was 2.93, and the current density supplied to the electrolysis cell was 5 A / dm 2 . When the concentration of NaCl increases from 2 g / L to 10 g / L shows the change in the concentration of chlorine dioxide in the effluent. As the concentration of NaCl in the NaClO 2 / NaCl mixture increased, the concentration of chlorine dioxide generated also increased, and the voltage applied to the non-deposited electrolyte cell also decreased. This is because NaCl acts as an electrolyte, reducing the resistance imposed on the electrolytic cell, thereby increasing the electrolytic cell efficiency, and NaCl is also converted into chlorine dioxide along with NaClO 2 to increase the concentration of chlorine dioxide in the eluate.

9. 비교예9. Comparative Example

도 9와 10은 NaClO2의 농도를 0.5 g/L, NaCl의 농도를 10 g/L로 하고, 전해셀 주입유량을 90 ml/min, NaClO2와 NaCl혼합용액의 pH를 2.93, 전해셀에 공급된 전 류밀도를 5 A/dm2으로 하였을 때와 NaCl없이 NaClO2만 같은 pH, 전류 밀도, 전해셀 주입유량으로 주입하였을 때의 이산화염소 발생농도 변화와 전해셀에 걸리는 전압의 변화를 나타낸 것이다. NaClO2 단독만 사용하였을 경우 발생되는 이산화염소의 최대농도는 약 80 ppm이며 전해셀에 걸리는 전압은 약 9.8 V가 소요되지만, NaCl을 함께 사용한 혼합 용액에서의 이산화염소 발생농도는 약 200 ppm, 전해셀에 걸리는 전압은 약 3V로 나타났다. 이는 이산화염소를 발생시키기 위한 무격막 전해셀 반응기에서 NaClO2 만을 단독으로 사용한 경우보다 NaClO2에 NaCl을 혼합한 용액을 사용하였을 때 ClO2의 발생농도를 효과적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전해셀에 부가되는 전압을 효율적으로 낮출 수 있는 장점이 있다는 것을 나타낸다. 9 and 10 show that the concentration of NaClO 2 is 0.5 g / L, the concentration of NaCl is 10 g / L, the electrolytic cell injection flow rate is 90 ml / min, the pH of the NaClO 2 and NaCl mixture solution is 2.93, It shows the change of chlorine dioxide generation concentration and the change of voltage across electrolytic cell when the supplied current density is 5 A / dm 2 and when NaClO 2 is injected without NaCl at the same pH, current density, and electrolytic cell injection flow rate. will be. When NaClO 2 alone is used, the maximum concentration of chlorine dioxide is about 80 ppm and the voltage on the electrolytic cell is about 9.8 V. However, the concentration of chlorine dioxide in the mixed solution with NaCl is about 200 ppm, electrolytic The voltage across the cell was about 3V. This can not only effectively improve the concentration of ClO 2 when using a solution in which NaCl is mixed with NaClO 2 than in the case of using NaClO 2 alone in a membrane-free electrolysis cell reactor to generate chlorine dioxide, It shows that there is an advantage that the added voltage can be lowered efficiently.

도 1은 이산화염소수 제조를 위한 무격막 전해셀 방식의 전기분해 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing an electrolysis device of the membrane-free electrolysis cell method for producing chlorine dioxide water.

도 2는 무격막 전해셀의 단면도.2 is a cross-sectional view of a non-diaphragm electrolytic cell.

도 3은 무격막 전해셀의 분해사시도. Figure 3 is an exploded perspective view of the non-diaphragm electrolysis cell.

도 4는 NaClO2/NaCl혼합용액의 무격막 전해셀 주입유량에 따라 발생되는 유출물 중 이산화염소의 농도를 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the concentration of chlorine dioxide in the effluent generated according to the flow rate of the membrane-free electrolytic cell injection of NaClO 2 / NaCl mixture solution.

도 5는 공급된 전류밀도에 따른 유출물 중 이산화염소의 농도변화와 전해셀의 전압변화를 나타낸 그래프.5 is a graph showing the change in the concentration of chlorine dioxide in the effluent and the voltage change of the electrolytic cell according to the supplied current density.

도 6는 NaClO2/NaCl혼합용액의 pH 변화에 따른 유출물 중 이산화염소 농도 변화와 pH 변화를 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing the chlorine dioxide concentration change and pH change in the effluent according to the pH change of the NaClO 2 / NaCl mixture solution.

도 7은 NaClO2/NaCl 혼합용액 중 NaClO2 농도 변화에 따른 유출물 중 이산화염소의 농도변화를 나타낸 그래프.7 is a graph showing the change in the concentration of chlorine dioxide in the effluent according to the change in NaClO 2 concentration in the NaClO 2 / NaCl mixture solution.

도 8은 NaClO2/NaCl 혼합용액 중 NaCl 농도 변화에 따른 용출물 중 이산화염소 농도변화를 나타낸 그래프.8 is a graph showing the change in chlorine dioxide concentration in the eluate according to the change in NaCl concentration in NaClO 2 / NaCl mixture solution.

도 9는 NaClO2 단일용액과 NaClO2/NaCl 혼합용액의 이산화염소 발생농도 비교를 나타낸 그래프.9 is a graph showing a comparison of chlorine dioxide generation concentrations of NaClO 2 single solution and NaClO 2 / NaCl mixed solution.

도 10은 NaClO2 단일용액과 NaClO2/NaCl혼합용액의 전기분해반응에 소요되는 전해셀 전압 비교를 나타낸 그래프.Figure 10 is a graph showing the comparison of the electrolytic cell voltage required for the electrolysis of NaClO 2 single solution and NaClO 2 / NaCl mixture solution.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 염소산나트륨 공급부 20: 염화나트륨 공급부10: sodium chlorate supply 20: sodium chloride supply

30: 혼합부 40: 공급펌프30: mixing section 40: supply pump

50: 전해셀 51: 하우징50: electrolytic cell 51: housing

52: 양전극판 53: 음전극판52: positive electrode plate 53: negative electrode plate

54: 스페이서 60: 제어부54: spacer 60: control unit

70: 예열기70: preheater

Claims (13)

염소산나트륨(NaClO2)을 공급하는 염소산나트륨 공급부(10); Sodium chlorate supply unit 10 for supplying sodium chlorate (NaClO 2 ); 염화나트륨(NaCl)을 공급하는 염화나트륨 공급부(20); A sodium chloride supply unit 20 for supplying sodium chloride (NaCl); 염소산나트륨 공급부(10)와 염화나트륨 공급부(20)로부터 각각 공급된 염소산나트륨과 염화나트륨을 혼합하는 혼합부(30);A mixing unit 30 for mixing sodium chlorate and sodium chloride supplied from the sodium chlorate supply unit 10 and the sodium chloride supply unit 20, respectively; 상기 혼합부(30)에 의해 혼합된 혼합용액을 공급하는 공급펌프(40); A supply pump 40 for supplying the mixed solution mixed by the mixing part 30; 하우징(51)과, 상기 하우징(51) 내부에 일정간격 이격 설치되는 양전극판(52)과 음전극판(53)으로 이루어지며, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53) 사이에 상기 공급펌프(40)로부터 공급된 혼합용액을 양전극판(52)과 음전극판(53)에 전압을 인가함으로써 전기분해하여 이산화염소(ClO2) 산화수를 발생시키는 전해셀(50); 및It consists of a housing 51, the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 which is installed at a predetermined interval inside the housing 51, the supply pump between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 An electrolytic cell 50 for generating chlorine dioxide (ClO 2 ) oxide water by electrolyzing the mixed solution supplied from 40 by applying a voltage to the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53; And 상기 전해셀(50)로 공급되는 전원 및 전류를 제어하기 위한 제어부(60);A controller 60 for controlling power and current supplied to the electrolytic cell 50; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치. Chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high-efficiency membraneless electrolytic cell comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양전극판(52)은 평행하게 2개 배치되며 상기 음전극판(53)은 상기 양전극판(52) 사이에 일정간격으로 이격설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전 해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치. The two positive electrode plates 52 are arranged in parallel, and the negative electrode plate 53 is an apparatus for producing chlorine dioxide oxide water using a high efficiency non-aqueous electrolyte cell, which is spaced apart at regular intervals between the positive electrode plates 52. . 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53) 사이에는 이들을 서로 일정간격으로 이격설치되도록 하는 스페이서(54)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치. Chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high efficiency non-deposited membrane electrolytic cell, characterized in that the spacer 54 is further provided between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 to be spaced apart from each other at a predetermined interval. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 스페이서(54)는 다수개 이격 설치되며 지그재그 유로를 형성하도록 좌우 교번되어 배치되는 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치. The spacer (54) is a plurality of spaced apart and arranged to the left and right alternately to form a zigzag flow path chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high efficiency non-aluminum electrolytic cell, characterized in that arranged. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 혼합부(30)는 벤츄리 혼합기 또는 라인믹서인 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치. The mixing unit 30 is a chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high-efficiency membraneless electrolytic cell, characterized in that the venturi mixer or line mixer. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 공급펌프(40)와 상기 전해셀(50) 사이에 구비되며 상기 공급펌프(40)로 공급되는 염소산나트륨과 염화나트륨의 혼합용액을 예열하는 예열기(70)가 더 구비 된 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치. It is provided between the supply pump 40 and the electrolytic cell 50, the high efficiency zero, characterized in that further provided with a preheater 70 for preheating the mixed solution of sodium chlorate and sodium chloride supplied to the supply pump 40 Chlorine dioxide oxidation water production apparatus using a diaphragm electrolysis cell. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 염소산나트륨(NaClO2)의 농도는 0.2~1.0 g/L이고, 염화나트륨(NaCl)의 농도는 2~10 g/L이며, 염소산나트륨(NaClO2)/염화나트륨(NaCl) 혼합용액의 pH는 2~5 인 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치.The concentration of sodium chlorate (NaClO 2 ) is 0.2-1.0 g / L, the concentration of sodium chloride (NaCl) is 2-10 g / L, and the pH of the mixed solution of sodium chlorate (NaClO 2 ) / sodium chloride (NaCl) is 2- Chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a highly efficient membrane-free electrolytic cell, characterized in that 5. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)의 전류밀도는 1~10 A/dm2인 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치.The current density of the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is 1 ~ 10 A / dm 2 Chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high efficiency non-deposited membrane electrolytic cell, characterized in that. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 공급펌프(40)에 의한 염소산나트륨(NaClO2)/염화나트륨(NaCl) 혼합용액의 무격막 전해셀(50)로의 주입유량은 30~150 ㎖/min인 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치.The high flow rate membrane-free electrolytic cell, characterized in that the injection flow rate of the sodium chloride chlorine (NaClO 2 ) / sodium chloride (NaCl) mixed solution by the supply pump 40 into the membrane-free electrolytic cell 50 is 30 ~ 150 ml / min Chlorine dioxide oxidation water production apparatus using. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)은 IrO2/Ti 또는 RuO2/Ti로 된 DSA전극, Pt 전극, Ti 전극으로부터 선택되는 어느 하나의 전극으로 된 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치.The positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 are made of any one electrode selected from a DSA electrode, a Pt electrode, and a Ti electrode of IrO 2 / Ti or RuO 2 / Ti. Chlorine dioxide oxidation water production apparatus using. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)은 메쉬형태로 된 다공성 전극인 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치.The positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is a chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high-efficiency membrane-free electrolytic cell, characterized in that the porous electrode in the form of a mesh. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 양전극판(52)과 음전극판(53)의 이격거리는 0.6 ~ 2.0 mm인 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조장치.The distance between the positive electrode plate 52 and the negative electrode plate 53 is chlorine dioxide oxidized water production apparatus using a high efficiency non-deposited electrolytic cell, characterized in that the 0.6 ~ 2.0 mm. 제 1 항 내지 제 12 항에서 선택되는 어느 한 항에 의한 장치를 이용하여 이산화염소 산화수를 제조하는 것을 특징으로 하는 고효율 무격막 전해셀을 이용한 이산화염소 산화수 제조방법.A method for producing chlorine dioxide oxidized water using a highly efficient membrane-free electrolytic cell, characterized by producing chlorine dioxide oxidized water using the apparatus according to any one of claims 1 to 12.
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