KR930001243Y1 - 해수 전해용 필터 프레스형 전해조 - Google Patents

해수 전해용 필터 프레스형 전해조 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

해수 전해용 필터 프레스형 전해조
제1도는 본 고안에 따른 해수 전해용 필터 프레스형 전해조의 한가지 실시예를 도시하는 종단면도.
제2도는 제1도의 분해 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전해조 2, 2a : 엔드 프레임
3 : 스페이서 4 : 단위 전해실
5 : 양극 6, 6a : 음극
10 : 양극 11 : 전해액 출구
15 : 연통로
본 고안은 해수중의 칼슘이나 마그네슘 등의 성분이 음극위에 석출되는 것을 방지하도록 한 해수 전해용의 필터 프레스형 전해조에 관한 것이다. 해수 전해용의 전해조에서, 수산화 마그네슘이나 탄산칼슘 등의 침전물이 음극판 위에 축적하여 극간폐쇄를 야기시키므로써, 유량의 저하, 전해조 전압의 상승 및 전류 효율의 저하를 초래하고, 또한, 상기 침전물을 제거하기 위해서는, 빈번하게 작동을 중단하여 역류 씻기(backwash) 산세척(acidwash)등의 처리를 해야할 문제가 있었다.
종래의 많은 해수 전해조에서, 전극을 수직으로 배치한 전해조로 아래쪽에서 해수를 공급하여 전해를 행하고 있다. 그로 인하여 해수가 음극의 하단 각부에 접촉하여 해수중의 마그네슘이나 칼슘이 석출되고, 퇴적되는 것을 피할 수가 없었다. 이런 결점을 해소하기 위해서, 음극의 하단부를 둥글게 하거나, 쐐기형으로 하거나하여, 침전의 생성을 방지하는 것이 제안되었다(일본 실용신안공개소 54-143361호 공보). 이 방법으로, 해수중의 마그네슘이나 칼슘의 석출을 상당히 유효하게 방지할 수가 있었으나, 해수중의 경도 성분(hardnessconponents)의 함유량이나 전해 시간이 간 경우, 완전하게 석출을 방지할 수 없는 문제점이 있었다. 한편, 양극과 음극을 갖는 전해실을 가로 방향으로 적층하여서 구성된 해수 전해조가 공지되어 있다(일본 특허 공보소 58-171587호 공보). 그러나, 본 전해조는 해수중의 금속이 석출 또는 전해액의 유로에 대해서는 일체 고려하지 않았다.
본 고안자들은 종래의 해수 전해조에서 음극 위에 금속이 석출되는 것은, 전해액이 음극의 하단에 접촉하기 때문인 점에 착안하여, 전해조를 전해액이 음극 하단과 접촉하지 않는 구조로 하였다. 따라서, 본 고안의 주목적은 마그네슘이나 칼슘 등의 금속이 음극에서 석출되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 고안은 수직으로 배치한 양극과 음극을 갖는 복수의 단위 전해실을 스페이서를 거쳐서 가로 방향으로 적층함과 동시에, 각 단위 전해실의 하부에 전해액 입구를 가진 상부에 전해액 출구를 각각 설치하고, 또한 상기 각 스페이서에, 단위 전해조의 상기 전해액 출구를 그와 인접하는 단위 전해조의 상기 전해액 입구에 연결시키는 연통로를 설치한 해수 전해용 필터 프레스형 전해조이다. 다음, 본 고안의 일실시예가 첨부한 도면을 참조로 설명되지만, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니다. 제1도는 본 고안에 따른 해수 전해용 필터 프레스형 전해조의 일실시예를 도시하는 종단면도이며, 제2도는 제1도의 분해 사시도이다. 전해조(1)는 좌우 한쌍의 엔드프레임(endframes)(2, 2a)과, 양 엔드프레임(2, 2a)사이에, 3개의 스페이서(3)를 거쳐서 횡방향으로 적층된 4개의 단위 전해실(4)로 구성되어 있다.
각 단뒤 전해실(4)은 판형의 양극(5)과 이 양극(5)의 양측에 존재하는 한쌍의 판형의 음극(6, 6a)과, 상기양극(5)과 상기 음극(6, 6a) 및 상기 스페이서(3)로 삽입된 4개의 가스켓(7)으로 이루어지고, 최외단의 음극(6, 6a)은 상기 엔드프레임(2, 2a)에 각각 접하고 있다. 제1도 좌측의 엔드프레임(2)의 하부에는 전해액 공급구(8)가 외측으로 설치되고, 우측의 엔드프레임(2a)의 상부에는 전해액 제거구(9)가 외측으로 설치되어 있다. 각 단위 전해조(4)의 1쌍의 음극(6, 6a)중 좌측 음극(6) 하부의 상기 전해액 공급구(8)에 대응하는 곳에 전해액 입구(10)가 삽입 설치되고, 우측 음극(6a) 상부의 상기 전해액 제거구(9)에 대응하는 곳에 전해액 출구(11)가 삽입 설치되어 있다. 또한, 음극(5)의 상부 및 하부의 상기 전해액 입구(10) 및 전해액 출구(11)에 대응하는 곳에는 횡방향의 타원형의 구멍(12)이 각각 삽입 설치되어 있다.
각 단위 전해실(4)을 구획하는 스페이서(3)에는 음극(6a)의 전해액 출구(11)와 정합하는 타원형의 상부 유통 구멍(6a)의 전해액 출구(11)와 정합하는 타원형의 상부 유통 구멍(13)과, 음극(6)의 전해액 입구(10)와 정합하는 타원형의 하부 유통 구멍(14)이 설치되고, 양 유통 구멍 (13, 14)은 상하 방향을 이루는 연통로(15)에 의해 연통되어 있다. 각 음극(6, 6a)에는 1개 또는 2개의 측방을 향하는 돌기부(16)가 설치되고, 이 돌기부(16)는 버스바(17)에 의해 인접하는 단위 전해실(4)의 양극(5)의 돌기부(18)와 연결되어 있다. 또한, 각 전극은 전해액의 통로 이외의 개구부를 갖지 않는다.
다음에, 본 실시예의 장치에 의한 해수 전해의 요령에 대해 설명을 한다. 좌단의 단위 전해실(4)의 양극(5)에서 통전하면서, 전해액 공급구(8)에서 해수를 전해액으로서 전해조(1)내로 공급하면, 전해액이 양극(5)과 이 양극(5)사이에 끼이는 음극(6, 6a)사이를 상승하면서 전해되고, 일부 전해된 전해액(6a)의 전해액 출구(11)에서 스페이서(3)의 연통로(15)를 따라 하강하여, 음극(6)의 전해액 입구(10)에서 인접하는 단위 전해실(4)로 공급되고, 계속 동일하게 전해되고, 우단의 단위 전해실(4)이 전해액 제거구(9)에서 전해조(1)밖으로 제거된다. 이 경우, 전류는 좌단의 단위 전해실(4)의 양극(5)에서, 이 양극(5)을 가운데 두고 있는 좌우의 음극(6, 6a)으로 흐르고 또 다시 버스바(17)를 통해서 인접하는 단위 전해실(4)의 양극(5)으로 흐르고, 이하 동일하게 전해조(1)내를 흘러서, 전해액중의 염화나트륨을 전해하고 치아염소산나트륨을 생성한다.
본 실시예에서, 전해액인 해수가 횡방향에서 전해조(1)에 공급되고, 음극 하단부가 가스켓(7)으로 삽입되어있기 때문에, 해수가 종래와 다르고, 음극(6, 6a)의 하단 각부와 접촉하는 일이 없다. 따라서 음극 위에 해수중에 포함되는 마그네슘이나 칼슘 등의 금속이 석출되는 일이 없다. 더우기, 전해액은 종래대로 단위 전해실(4)의 하부에서 상부로 향해서 흐르므로, 전해액이 충분히 단위 전해실(4)내에서 전해되고, 전해 효율이 저하하는 일이 없다.
1매의 세로 50㎝, 가로 25㎝, 두께 3㎜의 칫수 안정성 양극과, 한쌍의 동형의 스테인레스제 판상 음극을 두께 3의 액 연상 가스켓을 거쳐서 배치하여서 단위 전해실을 구성하고, 합계 4개의 단위 전해실을 상하방향의 연통로를 형성한 3개의 스페이서를 거쳐서 조립하고, 제1도 및 제2도에 도시하는 해수 전해용 전해조로 하였다. 이 전해조에 300A의 전류를 통하면서 900/hr로 해수를 공급하여 전해한 바, 전해후의 전해액중의 유효염소 농도는 약 1600㎎/ℓ, 전류 효율은 85내지 94%였다. 9개월 작동후, 전해조를 분해하여, 내부를 관찰하였으나, 반응면에 수산화마그네슘, 탄산칼슘 등의 석출은 실질적으로 볼 수 없었다.
양극, 음극, 액 연상 가스켓의 크기를 세로 100㎝, 가로 50㎝로 하고, 액 연상 가스켓의 두께를 2㎜로 하고, 단위 전해실을 2개로 한 이외는, 실시예 1과 동일 조건으로 전해조를 조립하였다. 이 전해조에 1300A의 전류를 통하면서 3200/hr로 해수를 공급하여 전해한 바, 전해후의 전해액중의 유효 염소 농도는 약 1000㎎/ℓ, 전류효율은 85내지 95%였다. 8개월 작동후, 내부를 관찰한 바, 반응면에 석출물은 실질적으로 볼 수 없었다.
본 고안에서는, 전해조내로 공급되는 전해액이, 전해액중의 금속이 석출하기 쉬운 전극의 각부에 접촉하지 않고, 또한 전해액 자체는 종래대로, 단위 전해실내를 하부에서 상하로 향해서 흐르는 구조로 되어있다. 따라서, 본 고안의 장치에 의하면, 전극 반응면에 금속 화합물 등을 석출시키는 일이 없고, 종래대로의 효율로 해수를 전해할 수가 있다.

Claims (4)

  1. 해수 전해용 필터 프레스형 전해조에 있어서, 1매의 양극판을, 한쌍의 음극판으로 가스켓을 거쳐서 삽입된 복수의 단위 전해조를, 내부에 전해액의 통로를 갖는 스페이서를 거쳐서 배열하고, 전해조의 하부에 전해액의 유입구, 상부에는 전해액의 유출구를 각각 설치하고, 상기 한쌍의 음극판의 한쪽에는 유입구에 대응하는 위치에 개구부를 다른쪽의 음극관에는 유출구에 대응하는 위치에 개구부를 설치하고, 양극관 및 스페이서에는 유입구 및 유출구에 대응하는 위치에 개구부를 설치한 것을 특징으로 하는 해수 전해용 필터 프레스형 전해조.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 전극판이, 유입구 및 유출구 이외의 개구부를 갖지 아니한 것을 특징으로 하는 해수 전해용 필터 프레스형 전해조.
  3. 제1항에 있어서, 양극이 수평 방향으로 연장된 타원형의 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 해수 전해용 필터 프레스형 전해조.
  4. 제1항에 있어서, 각 단위 전해조를 전기적으로 직렬로 접속한 것을 특징으로하는 해수 전해용 필터 프레스형 전해조.
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