TWI449811B - 用以產生供消毒劑應用之ｐＨ經控制次鹵酸水溶液之電解裝置 - Google Patents

用以產生供消毒劑應用之ｐＨ經控制次鹵酸水溶液之電解裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI449811B
TWI449811B TW098132972A TW98132972A TWI449811B TW I449811 B TWI449811 B TW I449811B TW 098132972 A TW098132972 A TW 098132972A TW 98132972 A TW98132972 A TW 98132972A TW I449811 B TWI449811 B TW I449811B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
anolyte
effluent
hypohalous acid
catholyte
chamber
Prior art date
Application number
TW098132972A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201014933A (en
Inventor
Daniel A Scherson
Jackson W Wegelin
Wilfred J Hemker
Original Assignee
Gojo Ind Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gojo Ind Inc filed Critical Gojo Ind Inc
Publication of TW201014933A publication Critical patent/TW201014933A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI449811B publication Critical patent/TWI449811B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

用以產生供消毒劑應用之pH經控制次鹵酸水溶液之電解裝置
本發明涉及一種用於形成次鹵酸(hypohalous acid)的方法，且進一步涉及用於產生pH控制的用於消毒劑用途的次鹵酸水溶液的至少單個液體室電解裝置(liquid chamber electrolytic device)。此種方法和裝置具有其中溶液的pH能被調節和最佳化的優勢。此種方法和裝置具體地用於製備次氯酸。具體地說，從裝置流出的生成的流出物(effluent)可以是HClO的水溶液，其適合於用於洗手液(hand sanitizer)。
其他人已經嘗試了使用多種方法生產次鹵酸。例如，生產次氯酸(HClO)的低氯水溶液的一種方法包括在反應器烘乾機(reactor dryer)中使用氯氣噴灑水化的鹼金屬氫氧化物或鹼土金屬氫氧化物的細小液滴以製成次氯酸氣體和固體金屬氯化物。產生細小液滴的噴霧需要高壓力，並且因此需要高能量輸入。隨後使次氯酸氣體和水蒸氣一起冷凝，需要製冷設備以達到冷凝溫度，以便產生冷凝的次氯酸。該程序的缺點包括難以處理固體鹽、高氯比率以及能量低效率。
也具有前文提到的缺點的用於製造水化次氯酸的另一個程序包括將鹼金屬氫氧化物溶液噴灑到氯氣氛中，引起HClO汽化以及生成乾燥的固體鹽。與HClO和水蒸氣的冷凝形成對照，該程序通過將HClO吸收在水中而生產水化的HClO溶液。
又一個程序使用有機溶劑從鹽溶液中萃取HClO。該程序的麻煩在於需要從有機溶劑中進一步移除HClO以生產水化的HClO溶液、需要從鹽溶液移除殘餘的溶劑以及在於HClO與有機溶劑的不想要的反應。
儘管用於生產次氯酸的若干種已知的程序，但是仍保留有對於用於生產適合於消毒劑用途的次氯酸溶液的快速的、安全的以及有效率的程序的需要。因此，已經在尋求不要求處理固體鹽副產物或氯氣輸入的方法，因為需要具有更高的能量效率的方法，其不要求大的加熱/冷卻迴圈或對於供液的高壓力。
一種用於生產適合作為食物處理中的消毒劑使用的次氯酸溶液的方法描述了通過將液體酸和加壓的載體流混合來控制流的次氯酸鹽/次氯酸平衡，其中加壓的載體流已經通過添加氯化劑而被氯化。通過降低液體流的pH，液體流的次氯酸對次氯酸鹽的相對比率被增加。此程序允許操作加壓流以便產生特定濃度的次氯酸，從而提供比反應程序更強的控制；然而，此程序需要引入除了處於較佳的高溫的空氣之外的氣態物質。
在現有發明中，已經應用了涉及酸液生產的電解槽。這樣描述的一個發明提供了電解槽和用於通過電解生產過氧化氫溶液以及次氯酸根(hypohalide)的程序，其中次氯酸根和過氧化氫分別在陽極室和陰極室中被生產。該發明具體地涉及海水處理方法，其中將想要的產物過氧化氫和次氯酸重新引入海水中以有效地處理水。然而，該發明需要使用雙室裝置，並且過氧化氫可能不適合於日常的洗手液配方。
之前也已經使用了電解裝置來生產強酸消毒液體。一種用於水處理設施的這樣的裝置使用用於產生和分配包含低濃度且其pH為3或更小的次氯酸的強酸消毒液體的裝置。在該裝置中，鹽水經過形成於正電極板和負電極板之間的通道，該通道被佈置成面向屏障膜(barrier membrane)的對置的表面，在該通道中，直流電壓被加在電極之間以電解鹽水。該屏障膜防止正電極的產物和負電極的產物混合。包含次氯酸的酸液可以通過使水溶液流過屏障膜和正電極之間的空間流出電解槽而得到。
在涉及獲得低pH的水化酸溶液的另一種方法中，也使用雙室類型的電解槽裝置，生產了包含降低量的氯化物的用於消毒的強酸水，從而使氯化物離子在陽極氧化。使用此種裝置，與先前描述的發明一樣，需要最終產物的pH小於3，並且因此不適合於日常的洗手液配方。
氯化作用長久以來被認為是殺滅不想要的微生物的一種方法。氯可以按包括氯氣(Cl2 )在內的多種形式提供，這是相對便宜和高效率的抗微生物劑；然而，它也是一種高毒性和腐蝕性的氣體。次氯酸鹽比如NaOCl或者Ca(OCl)2 為更加安全的替換物，但是和氣體的氯相比明顯更加昂貴。最後，也可以使用次氯酸鹽溶液(即漂白劑)；然而，這些很少在大規模的用途中使用，因為它們是龐大的以及有危險的。不考慮氯源，則次氯酸(HClO)和次氯酸根離子(OCl- )為最終想要的抗微生物產物。然而，在作為洗手液的任何應用中，次氯酸是較佳的，因為與人類皮膚接觸時使用安全。
除安全之外，還需要考慮次氯酸水溶液的殺菌活性，特別是用在消毒劑用途的時候。因為溶解在水溶液中的氯化物的形式隨著pH變化，所以次氯酸水溶液的成分也隨著溶液的pH變化。在一般地高於pH 3的低pH時，HClO為主要的形式，而在一般地高於pH 8的高pH時，OCl- 為主要成分。對於殺滅微生物，HClO形式比OCl- 有效大約80倍，因為HClO比次氯酸根離子更容易穿過槽膜。
當次氯酸水溶液的pH為8或更高時，或者次氯酸水溶液為鹼性時，在水溶液中主要存在的次氯酸根離子(ClO- )的殺菌活性相當低。因此，次氯酸的鹼性水溶液的殺菌活性是相當低的。
當次氯酸水溶液的pH為7或更低時，或者次氯酸水溶液呈酸性時，次氯酸(HClO)的殺菌活性的量比次氯酸根離子的殺菌活性的量大10到100倍，其大於次氯酸根離子的量。因此，次氯酸的酸性水溶液的殺菌活性很高。
當次氯酸水溶液的pH在3和5.5之間時，溶解在水溶液中的實質上100%的氯化物為次氯酸。因此，次氯酸水溶液的殺菌活性變得甚至更高。
當次氯酸水溶液的pH為3或更低時，溶解在水溶液中的氯化物的一部分變成氯氣(Cl2 )，其具有比次氯酸更高的殺菌活性。因此，次氯酸水溶液的殺菌活性變得甚至更高。然而，人類皮膚可能被這樣低的pH的酸性消毒液的使用傷害。
可能需要控制氯化溶液的pH以便增加氯化程序的抗微生物效果，並且也確保使用此種洗手液的安全性。已經描述了用於調整水流的pH的先前的程序和系統。這些程序包括通過用直接氣體供給或起泡器注入水中來使用二氧化碳；或者在另一種方法中，通過使用文氏噴射器(Venturi-type eductor)將二氧化碳吸水流中來將二氧化碳注入水中。然而，難以控制二氧化碳氣體的使用效率，並且這些程序本身是低效率的。
在本裝置中，包含鹵素離子的水溶液被引入電解裝置內，以便產生pH控制的次鹵酸水溶液，其中可以使用至少單個液體室，其中化學反應在每個電極和電解溶液之間的介面發生，以便在水溶液中產生HClO流出物。因為反應是在過量的水中發生的，所以發生在單個液體室中的反應釋放出的流出物可以用於pH監測，想要的pH範圍在約4和9之間。此種方法和裝置的優勢在於，不需要氣態物質比如氯氣的儲存。同樣，源電解液對於處理是經濟的和安全的，而終端產品可以在適合於用作洗手液的控制的pH水準下直接用於消毒劑用途而沒有刺激或傷害。
更具體地說，本發明提供用於在水溶液中產生次鹵酸的電解裝置，該裝置包括：單個液體室，其具有入口以用於接收包含鹵素離子的水溶液，該單個液體室具有外壁和包含在該單個液體室內的固體陽極，固體陽極提供鹵素離子的氧化，以提供次鹵酸水溶液；以及氣體可滲透的陰極(gas permeable cathode)，其形成單個液體室的外壁的至少一部分，該陰極提供氧的還原，以在單個液體室內提供氫氧根離子，以便與在陽極產生的次鹵酸混合，該陰極具有用於從單個液體室的外面接收氧的疏水表面以及允許雙氧(dioxygen)還原的與電解液溶液接觸的親水表面。
另外，本發明提供一種用於在水溶液中產生次鹵酸的電解裝置，該裝置包括：陽極電解液室(anolyte chamber)，其具有入口以用於接收包含鹵素離子的水溶液，該陽極電解液室具有外壁和包含在該陽極電解液室內的固體陽極，固體陽極提供鹵素離子的氧化，以便在水溶液中提供次鹵酸的陽極電解液流出物；陰極電解液室(catholyte chamber)，其具有入口以用於接收水化電解液，其中該陰極電解液室由至少一個外壁或其的包括氣體可滲透的陰極的一部分界定，該陰極具有用於從陰極電解液室的外面接收氧的疏水表面以及允許雙氧還原的親水表面；以及離子化膜(ionomeric membrane)，其用於將陽極電解液室與陰極電解液室分開；其中陽極電解液室進一步包括出口，該出口包括pH控制裝置，以便確定和調節出去的陽極電解液流出物的pH使其處於大約4和9之間。
本發明進一步提供一種用於產生次鹵酸的方法，其包括：氧化存在於單個液體室內的水中的鹵素離子，以形成次鹵酸水溶液；通過氣體可滲透的陰極供給氧，以還原存在于水中的氧以形成氫氧根離子，其中該氣體可滲透的陰極形成單個液體室的外壁的至少一部分；以足以完成裝置內的電路的量混合包含氫氧根離子的溶液，以產生次鹵酸；確定次鹵酸的pH，以確保pH處於大約4和9之間；以及移除次鹵酸。
另外，本發明進一步提供一種用於產生次鹵酸的方法，其包括：氧化存在於陽極電解液室內的水中的鹵素離子，以形成包含次鹵酸的陽極電解液流出物；通過氣體可滲透的陰極供給氧，以還原存在于水中的氧，以便形成包含氫氧根離子的陰極電解液流出物，其中該氣體可滲透的陰極形成陰極電解液室的外壁的至少一部分；以足以完成裝置內的電路的量混合氫氧根離子，以產生次鹵酸；控制次鹵酸的pH，以確保pH處於大約4和9之間；以及移除次鹵酸。
將在下文描述本發明的用於在水溶液中生產次鹵酸的程序的例子，但本發明不應被理解為受其限制。本發明的一個實施方式提供用於在如示意圖圖1A示出的單個液體室中生產pH調節的次鹵酸水溶液的電解裝置1。在用於本發明的程序中的電解裝置1中，電合成反應器的操作依靠連接到氣體擴散電極2的直流恆流電源的使用，以便將還原的雙氧引入到水以及陽極3，以便促進氯離子的氧化以產生例如HClO。在此電解槽中，電被消耗並產生化學物質。在圖1B中，氣體擴散電極2具有在外側防止液體過濾穿過結構的面向空氣或一些其他的氣態氧源的疏水表面4，同樣已知這裏氣體擴散電極2作為氣體可滲透的陰極內是可互換的，且氣體擴散電極2起到電流收集器的作用。氣體擴散電極2進一步具有親水表面5，該親水表面5面向電解液並且允許電催化表面的形成，其中在電催化表面雙氧發生實際的還原。
在圖2的截面圖中示出了用於生產次鹵酸的電解裝置的一種代表性的形式，並且用數字10代表。電解裝置10包括單個液體室12以及氣體隔室14。在此發明中，較佳地不含有機材料從而避免了有機材料在單個液體室中的氧化反應的水溶液比如氯化鈉溶液或海水中的鹵素離子源通過重力供給容器(gravity feed container)或泵16經過入口18提供到電解槽的單個液體室12，以便接收包含鹵素離子的水溶液。重力供給容器16可以由任何材料比如塑膠或玻璃製成，其中該種材料不與供給穿過電合成反應器的緩衝的或未緩衝的溶液起反應。閥40通過入口18調節供給進入單個液體室12的流。
單個液體室12具有單個液體室外壁32以及包含在該單個液體室12內的固體陽極20，固體陽極20提供鹵素離子的氧化，以便在水溶液中產生次鹵酸。可選擇地，固體陽極20可以是容器的壁或容器的壁的一部分，因為不需要陽極被完全地浸入電解液中。
用於本發明中的固體陽極20可以是例如尺寸穩定的陽極(DSA)，其可以商業上從供應商比如De Nora Tech買到。該氣體可滲透的陽極22形成單個液體室外壁32的一部分，並提供氧的還原以在單個液體室內的溶液中提供氫氧根離子，其中該溶液隨後與陽極產物混合。陰極具有用於從單個液體室12的外側接收氧的疏水表面以及允許氧的還原的親水表面，用於此發明的陰極可以為例如氣體擴散電極(GDE)，其可以在商業上從多個供應商包括巴斯夫燃料電池公司(BASF Fuel Cell，Inc.)買到，該陰極包括作為電催化劑的大面積的碳和大面積的Pt(鉑)。需要使用電催化劑以通過降低所需的超電壓來降低電解裝置的總體電能消耗以便將雙氧還原到水。也可以使用其他電催化劑比如包括由某些有機材料的高溫分解衍生的物質的某些金屬和氧化物，並且通常是以多孔的形式使用。可選擇地，催化劑可以被支撐在板、金屬量表(metal gauge)、燒結粉末或耐腐蝕材料比如不銹鋼、鋯、銀和碳的燒結金屬纖維上。通過在陰極的與單個液體室相對的側面上形成疏水層，可以提高氣體對反應表面的接觸(access)。
在一種可選形式中，由氣體可滲透的陰極22界定的單個液體室12的外部可以暴露於大氣。在另一個實施方式中，如圖2中所示，電解裝置10可以進一步包括用於穿過氣體隔室14對氣體可滲透的陰極22提供氧的氧源24。該氧源24可以為空氣、商業上可買到的氧瓶、由在分別安裝的電解槽中的水電解產生的氧或者通過使用PSA(變壓吸附)裝置濃縮空氣得到的氧；並且此氧源24還可以包括迫使氧通向氣體可滲透的陰極的疏水表面的泵。氣體隔室14進一步包括用於穿過氣體隔室外壁30接收氧的入口26；其中氣體隔室14具有至少一個氣體隔室外壁30，該氣體隔室外壁30圍繞單個液體室外壁的包括氣體可滲透的陰極22的一部分。出口46使得氧或空氣的任何超壓流出系統。
在該單個液體室內，固體陽極20和氣體可滲透的陰極22之間的介面處的反應產物結合(combine)以生成流出的流出物，這裏也將其稱為混合流出物。
在其中生成的次鹵酸為次氯酸且鹵素離子為氯離子的例子中，陽極氧化在單個液體室12中發生，以便經過氯離子的氧化產生HClO:
Cl- +H2 O→HClO+2e- +H+
在存在有水時，氯氣Cl2 (其首先形成)即時地轉化成產生對應於上面的反應的結果的HClO。氣體可滲透的陰極22負責將雙氧還原成水，依據如下反應式：
O2 +2H2 O+4e- →4OH-
電化學反應發生在電極和電解液溶液之間的介面或在電極和電解液溶液之間的介面附近，而不是發生在水流中。產物都是可溶于水的。
單個液體室12進一步包括出口28，穿過單個液體室外壁32流出的混合流出物穿過該出口28流出單個液體室12，其後，流出的流出物穿過在圖2中標注為34的pH感測電極或pH表，以便確定流出的混合流出物的pH；用作洗手液的想要的pH範圍在大約4和9之間。應理解，也可以包括錯誤感測回饋裝置或者伺服系統，以便進一步輔助調節pH。用於測量pH的pH表包括閥36，該閥36可以為電致動閥，其然後在流出物溶液具有大約4和9之間的pH時引導出口流流出以便用作產物。
在圖2中描繪並使用單個液體室的實施方式中，有可能通過改變由供給到電路的直流恆流電源施加的電流管理或控制pH，或者可選擇地，通過添加緩衝劑以根據需要調節電解液溶液鹵素供給的pH管理或控制pH。
在本發明中以圖3的三維視圖示出了用於產生次鹵酸的電解裝置的另一個代表性的形式，並且用數字100標注。該電解裝置和圖2的單個液體室裝置類似地裝備；然而，圖3將氣體隔室114的構型展示為可能帶有圓柱形的氣體隔室外壁130。該單個液體室112也可以為圓柱形的，並且被包含在氣體隔室114內。電解槽100的單個液體室112具有固體陽極120和單個液體室外壁132，該單個液體室外壁132也可以起到氣體隔室114的內壁的作用。該單個液體室外壁132圍繞單個液體室112，從而為氣體可滲透的陰極122留下開口，以起到單個液體室外壁132的一部分的作用。因為固體陽極120不需要整個地被浸入包含在單個液體室112內的電解液中，所以只要陽極沒有被放置在與氣體可滲透的陰極122所處的位置相同的位置，則固體陽極120可以可選擇地起到由單個液體室112界定的壁的一部分的作用。
與圖2中描述的實施方式一樣，圖3中的電解裝置具有重力供給容器或泵116以及入口118，以便將水溶液中的鹵素離子供給到單個液體室112內。閥140進一步調節從重力供給容器或泵116進入單個液體室112內的流。混合流出物穿過單個液體室外壁132穿過出口128流出單個液體室，這引起出口流穿過在圖3中標注為134的pH感測裝置或pH表以便確定pH。另外，還可以包括錯誤感測回饋裝置或伺服裝置。如果達到了想要的在大約4和9之間的pH範圍，則閥136從而將流體導出系統以便用作最終產品。氣體隔室114具有氣體隔室外壁130，該氣體隔室外壁130可以起到包圍電解裝置100的作用。入口126將氧從氧源124供給到氣體隔室114內，以便在與氣體可滲透的陰極122的介面發生反應或者在氣體可滲透的陰極122的介面附近發生反應；出口146允許根據需要釋放空氣或氧的任何超壓。
同樣可能的是，和圖2中示出的裝置一樣，圖3中示出的裝置可以可選擇地被暴露於大氣而不是使用氣體隔室將氧引到氣體可滲透的陰極。同樣，和圖2的單個液體室電解槽一樣，混合流出物的pH可以通過調整由供給到電路的直流恆流電源施加的電流，或者可選擇地通過添加緩衝劑以根據需要調節電解液溶液鹵素供給的pH得到最好地控制或者最佳化。
圖4為用於在本發明中生產次鹵酸的電解裝置的另一種可選的代表性形式，其標注為裝置200，並且以三維視圖展示。該電解裝置和圖3的單個液體室裝置類似地構造；然而，圖4將氣體隔室214的定位展示為內部瓶，因為有可能使用氣體可滲透的陰極222作為氣體隔室的外壁。單個液體室212也可以為圓柱形，並且可以圍繞氣體隔室214；因此，固體陽極220形成單個液體室外壁，而氣體可滲透的陰極222起到單個液體室的內壁的作用。
和圖3中描述的實施方式一樣，圖4的電解裝置具有重力供給容器或泵216以及入口218，以用於將水溶液中的鹵素離子供給到單個液體室212內。閥240進一步調節從重力供給容器或泵216進入單個液體室212的流。混合流出物通過單個液體室外壁232的底面穿過出口246流出單個液體室，該出口246將流出流引導穿過pH感測裝置或pH表234，以便確定pH。也可以包括錯誤感測回饋裝置或伺服裝置。如果達到了想要的在大約4和9之間的pH範圍，則閥236進而將流體引導出系統以用作終端產品。氣體隔室214在頂面和底面具有氣體隔室外壁230以及將氧從氧源224供給到氣體隔室214內的入口226，以便在氣體可滲透的陰極222處或氣體可滲透的陰極222附近發生反應；出口228允許根據需要釋放空氣或氧的任何超壓。
和圖2和圖3的單個液體室電解槽裝置一樣，混合流出物的pH可以通過調節由供給到電路的直流恆流電源施加的電流或者可選擇地通過添加緩衝劑以根據需要調節電解液溶液鹵素供給的pH得到最佳地控制或最佳化。
圖5進一步描述了用於生產次鹵酸的電解裝置300的另一種代表形式；其中該雙室裝置具有陽極電解液室和陰極電解液室。該槽具有外壁350，其中氣體可滲透的陰極322被定位成為陰極電解液室314的外壁的至少一部分。該電解裝置300具有陽極電解液室312，其中該陽極電解液室312具有用於將鹵素離子的水溶液接收入其中的入口318。如該實施方式中所示，陽極電解液室312具有包含在陽極電解液室內的固體陽極320，固體陽極320提供鹵素離子的氧化，以便在水溶液中產生次鹵酸的陽極電解液流出物。固體陽極320可以被如所示地放置在陽極電解液室中，或者可選擇地起到陽極電解液室的不可滲透的壁或者不可滲透的壁的一部分的作用，因為陽極不需要整個地被浸入電解液中。然而，固體陽極320不能形成將陽極電解液室312和陰極電解液室214分開的陽極電解液室壁的一部分。
在此種雙室構型中，氣體可滲透的陰極322可以被定位成使得陰極電解液室314具有至少部分地包括氣體可滲透的陰極322的至少一個壁。該陰極具有用於從陰極電解液室314的外面接收氧的疏水表面以及允許還原雙氧並將基於水的陰極電解液流出物保持在電解裝置300的陰極電解液室314內的親水表面。
另外，如圖5中所示的槽具有離子化膜344，以便分成兩個液體室，即陽極電解液室312和陰極電解液室314。該膜可以為中性膜或離子交換膜。離子化膜344可以為由合成聚合物比如可以從DuPont(杜邦)買到的Nafion(全氟磺酸膜)製成的離子交換膜，或者可選擇地為具有非常細微的孔隙率的可以從多種源得到的非離子化膜，以便防止陽極電解液和陰極電解液溶液的容易的混合。應用於本實施方式的Nafion膜允許以最小的電阻使鈉離子(Na+ )從陽極電解液室傳輸到陰極電解液室，同時最小化陰離子比如OH- 從陰極電解液室的反向傳輸。離子化膜344的使用將陽極電解液室312和陰極電解液室314分開，使得有可能防止液體混合並且也使次鹵酸到達陰極。在操作中，本發明的陽極電解液室除了氯化反應物外應包含HClO以及沒有多少明顯的量的雙氧的還原產物，即在陰極電解液室中產生的陰極電解液流出物。
用於供給到陽極電解液室312和陰極電解液室314內的分開的入口分別由入口318和入口326保留。雖然有完成通向槽的供給的很多方法，但是可以被視為如圖5中描繪的，其中將含有NaCl或鹵素離子的水溶液引入到陽極電解液室312的重力供給容器或泵316可以進一步包括用於對陰極電解液室314提供液體水或另外的水溶液的源324。以此種形式，供給到裝置的液體的流量可以通過閥352管理，以便分別地調節通向陽極電解液室312或陰極電解液室314的輸入。
在本發明的如圖5中所示的雙室實施方式中，並且在所產生的次鹵酸為次氯酸並且鹵素離子為氯離子時，在陽極電解液室312發生陽極氧化，以經過氯離子的氧化產生HClO:
Cl- +H2 O→HClO+2e- +H+
在存在有水時，氯氣Cl2 (其首先形成)即時地轉化成HClO，從而產生對應於上面的反應的結果。鈉離子(Na+ )可以穿過膜344從陽極電解液室312傳遞進入陰極電解液室314內。陰極電解液室314中的氣體可滲透的陰極322的親水面負責依據如下反應式將雙氧還原到水：
O2 +2H2 O+4e- →4OH-
電化學反應發生在電極和電解液溶液之間的介面或電極和電解液溶液之間的介面附近，而不是發生在水流中。產物都是可溶于水的。
在該雙液體室裝置中，鈉離子可以按最小的電阻從陽極電解液室312遷移穿過膜344到達陰極電解液室314。在陰極電解液室314中，鈉離子和氫氧根基團本身保持溶解于水中，以產生陰極電解液流出物。
在未示出的可選擇的圓柱形的實施方式中，其採取和圖3中示出的單個室裝置類似的概念，雙室裝置的陽極電解液室可以具有對應於如圖3中描繪的壁132的外壁，其完全地或實質上由膜形成。在雙室裝置的此種圓柱形構型中，氣體可滲透的陰極可以起到外部陰極電解液室壁或者外部陰極電解液室壁的一部分的作用，其類似地對應於如圖3中描述的壁130。
在圖5中描繪的本發明的實施方式中，陽極電解液室312和陰極電解液室314進一步分別包括出口328和356，以便促進陽極電解液和陰極電解液流出物以所需的控制的pH的流出的流穿過。pH的控制可以通過使用閥348調節引入到流出的流的陰極電解液流出物的體積完成，這將在下文進一步描述。pH可以通過pH感測裝置或pH表334測量以便確定pH，而閥348可以被調整以便將流出的陽極電解液流出物的pH調節到大約4和9之間。
陰極電解液室314可以包括未反應的水溶液例如水和/或反應的陰極電解液。該電解裝置進一步包括出口346，該出口346用於釋放保留在陰極電解液室314中的反應的陰極電解液流出物。應理解，任何反應的陰極電解液流出物將是鹼性性質的。閥348調節穿過出口346從陰極電解液室流出的陰極電解液流出物的流；隨後流出的陰極電解液與流出的陽極電解液流出物混合，以形成pH比單獨的陽極電解液流出物高的混合流出物。該混合流出物可以使用pH感測裝置或pH表334測量。pH控制裝置也可以包括電腦控制的伺服裝置，這使得pH控制裝置有可能調節經過閥336的流出的液體的流，使其處在想要的在大約4和9之間的pH範圍中。在實踐中，放置在流出的流處的pH表334測量流出的流出物的pH。如果流出的流出物酸性太強，則閥348也可以被打開，以允許陰極電解液流動，從而也將鹼性溶液引向流出的流。可以根據需要對於調節陰極電解液流出物的流以與釋放的陽極電解液的流出物結合進行重複的調整，直到流出的溶液達到想要的在約4和9之間的pH範圍。
另外，pH可以通過再迴圈裝置338將陽極電解液或混合的陽極電解液和陰極電解液流出物再迴圈回到入口318內以便重新引入陽極電解液室312內來控制。如圖5中描繪的，再迴圈裝置338具有閥354，該閥354允許流出的陽極電解液流出物的流或者混合的陽極電解液和陰極電解液流出物在陽極電解液流出物或混合的陽極電解液和陰極電解液流出物的pH大於9時被重新引導回到陽極電解液室312內；或者在流出的陽極電解液流出物或混合的陽極電解液和陰極電解液流出物的pH小於4時，該流可以被重新引導回到陽極電解液室內。換言之，為了控制pH，把含有陰極電解液的流出物或水溶液中的OH- 再迴圈回到陽極電解液室內將增加pH(增加到5、到6、到7直到8)。可選擇地，pH控制可以通過將流出的陽極電解液流出物再迴圈回到陽極電解液室的電解液內以降低pH來達到。從而在次鹵酸溶液最終產品內達到的想要的pH可以在這些範圍中：較佳地在4-9之間；更較佳地在5-8之間；更較佳地在5-6之間；HClO的pKa為7.5。為了進一步控制pH，電解裝置可以允許通過入口閥318將緩衝劑釋放到包含鹵素離子的水溶液的陽極電解液室內。同樣，和前面討論的單個液體室設計一樣，雙室裝置的pH控制也可以通過最佳化由直流恆流電源施加的電路的電流來達到。
儘管圖5描繪了對大氣開放以從本發明的槽的外面對氣體可滲透的陰極322提供空氣的裝置，但是可選擇地，有可能具有空氣隔室以類似於圖2和圖3中描述的對氣體可滲透的陰極322供給空氣或氧。氧源可以包括泵，以便迫使氧流向氣體可滲透的陰極322的疏水表面。
在所有的實施方式中，從耐久性和穩定性的觀點看，電解槽10、100、200、300較佳地由玻璃襯裏材料、碳或耐腐蝕的鈦、不銹鋼或PTFE(聚四氟乙烯)樹脂製成。
將在下文描述用於生產HClO溶液的本發明程序的實施例，但是本發明不應被理解為受其限制。
實施例1
如在受讓人的實驗室中實驗地顯示的，本發明的圖1中描述的類型的單個液體室裝置的一個實施方式給出了根據需要，氯濃度範圍在80-240ppm的pH處於5.9-7.8的HClO溶液，如表1中所示。電合成反應器的操作依靠連接到GDE陽極(E-Tek ELATGDE LT250EW；10cm×10cm)的直流恆流電源的使用，以便引起雙氧到水的還原以及在DSA陽極引起氯離子的氧化以便產生HClO。在連接並打開電源之前，電合成反應器被填充有來自重力供給容器並且流速被使用手動閥調節到2-12ml/每分鐘的緩衝的或未緩衝的NaCl溶液。HClO的濃度以及流出物溶液的pH在連續的操作過程中通過常規的儀器和方法以不同的時間間隔測量，其中HClO的濃度以及流出物溶液的pH隨流速、施加的電流以及其他相關參數變化。
在本裝置中，實現了一種用於在存在單個液體室內的水中產生包含氧化的鹵素離子的次鹵酸以形成陽極電解液流出物的方法。在陰極側，使氧供給穿過、或者在使用泵的情形中時迫使氧穿過氣體可滲透的陰極以還原存在于水中的氧，以便形成氫氧根基團。在此裝置中，氣體可滲透的陰極形成單個液體室的外壁的至少一部分。實現了以足以完成裝置內的電解液電路的量混合氫氧根基團以生產次鹵酸的步驟。可以通過pH表確定pH，並且可以從電解裝置移除次鹵酸。pH的控制可以通過調節由直流恆流電源施加的通向電路的電流達到，或者通過將緩衝劑添加到鹵素水化供給物達到。用作洗手液的想要的pH範圍在大約4和9之間。對氣體可滲透的陰極供給氧的步驟可以包括從氣體隔室傳輸氧，其中單個液體室的外壁的包括氣體可滲透的陰極的部分包括在氣體隔室中。可選擇地，對氣體可滲透的陰極供給氧的步驟可以包括使氣體可滲透的陰極的疏水外部暴露於大氣。
實現了利用用於在水溶液中生產pH控制的次鹵酸水溶液比如HClO的雙液體室的電解裝置的本發明方法。該方法包括，在陽極側，氧化存在於陽極電解液室內的水中的鹵素離子，以形成包含次鹵酸的陽極電解液流出物。在陰極側，使氧供給穿過氣體可滲透的陰極，以還原存在于水中的氧，以便形成包含氫氧根基團的陰極流出物，其中氣體可滲透的陰極形成陰極電解液室的外壁的至少一部分。實現了以足以完成裝置內的電解液電路的量混合氫氧根基團以生產次鹵酸的步驟。該裝置允許控制次鹵酸的pH以確保pH在大約4和9之間。確定次鹵酸的pH可以包括使用pH表。可以從電解裝置移除次鹵酸。
pH可以在雙液體室的電解裝置中被進一步地控制和調節，例如，通過以足以增加次鹵酸的pH的量混合流出的陽極電解液和陰極電解液流出物以確保pH在大約4和9之間。該方法進一步包括在混合流出的陽極電解液和陰極電解液流出物之後確定pH的步驟，其中該步驟包括使用pH表。此方法的優勢在於，生產的次鹵酸的pH可以被控制以確保在移除用作最終產品的次鹵酸之前pH在大約4和9之間。
如果次鹵酸的pH在9以上，則調節由雙液體室的電解裝置生產的次鹵酸的pH可以進一步通過將次鹵酸流再迴圈回到陽極電解液室完成；其中該方法進一步包括在將次鹵酸流再迴圈回到陽極電解液室之後確定次鹵酸的pH的步驟，其中該步驟包括使用pH表。
在另一個實施方式中，應理解，如果pH低於4，用戶也可以調節由電解裝置的雙液體室生產的次鹵酸的pH，可選擇地，通過(1)將次鹵酸流再迴圈回到陽極電解液室，其中從供給的輸入也可以被緩衝改變，或者(2)關閉如圖5中所示的閥354直到pH充分地增加到pH 4以上。
將氧供給到氣體可滲透的陰極的步驟可以包括從氣體隔室傳輸氧，其中陰極電解液室的外壁的包含氣體可滲透的陰極的部分包括在氣體隔室中。可選擇地，將氧供給到氣體可滲透的陰極的步驟可以包括使氣體可滲透的陰極的疏水外部暴露於大氣。
本發明的方法和裝置進一步具有的優勢在於不需要氣體物質比如氯氣的存儲。同樣，源電解液處理起來是經濟的和安全的，同時最終產物可以直接地以適合於用於洗手液的控制的pH水準被用作消毒劑用途而不會刺激或傷害人類皮膚。
以前文的觀點，本發明的程序顯然會提供用於在控制的pH的水溶液中生產次鹵酸的裝置和方法，因此將可觀地改進現有技術。然而，依據專利法規，上文中只詳細地描述了本發明的較佳的實施方式，本發明不應被理解為限制於其中或者被其限制。相反，本發明的範圍應包括屬於所附的申請專利範圍內的所有的改動和變化形式。
1．．．電解裝置
2．．．氣體擴散電極
3．．．陽極
4．．．疏水表面
5．．．親水表面
10．．．電解裝置
12．．．單個液體室
14．．．氣體隔室
16．．．重力供給容器或泵
18．．．入口
20．．．固體陽極
22．．．氣體可滲透的陰極
24．．．氧源
26．．．入口
28．．．出口
30．．．氣體隔室外壁
32．．．單個液體室外壁
34．．．pH感測電極或pH表
36．．．閥
40．．．閥
46．．．出口
100．．．電解裝置
112．．．單個液體室
114．．．氣體隔室
116．．．重力供給容器或泵
118．．．入口
120．．．固體陽極
122．．．氣體可滲透的陰極
124．．．氧源
126．．．入口
128．．．出口
130．．．圓柱形氣體隔室外壁
132．．．單個液體室外壁
134．．．pH感測電極或pH表
136．．．閥
140．．．閥
146．．．出口
200．．．電解裝置
212．．．單個液體室
214．．．氣體隔室
216．．．重力供給容器或泵
218．．．入口
220．．．固體陽極
222．．．氣體可滲透的陰極
224．．．氧源
226．．．入口
228．．．出口
230．．．氣體隔室外壁
232．．．單個液體室外壁
234．．．pH感測裝置或pH表
236．．．閥
240．．．閥
246．．．出口
300．．．電解裝置
312．．．陽極電解液室
314．．．陰極電解液室的外壁
316．．．重力供給容器或泵
318．．．入口
320．．．固體陽極
322．．．氣體可滲透的陰極
324．．．源
326．．．入口
328．．．出口
334．．．pH感測裝置或pH表
336．．．閥
338．．．再迴圈裝置
344．．．離子化膜
346．．．出口
348．．．使用閥的出口流
350．．．外壁
352．．．閥
354．．．閥
356．．．出口
通過例子以及為了使得描述更加清楚，參照了附圖，其中：
圖1A為示出了可應用于本發明的程序中的電解裝置的示意圖；以及
圖1B為用在可應用于本發明的程序中的電解裝置中的氣體擴散電極(gas diffusion electrode)的示意圖；以及
圖2為描述包括單個液體室、氣體隔室以及pH控制裝置的一個實施方式的裝置的截面圖；以及
圖3為圖2的可選擇的實施方式的三維表示，其中氣體隔室環繞單個液體室；
圖4為圖2的另一個可選擇的實施方式的三維表示，其中單個液體室環繞氣體隔室；以及
圖5為本發明的可選擇的實施方式的截面圖，其中雙室裝置包括陽極電解液室和陰極電解液室，其中氣體可滲透的陰極起到陰極電解液室的外壁的至少一部分的作用；該裝置進一步包括再迴圈裝置(recirculator)以及pH控制裝置。

Claims (14)

  1. 一種用於在水溶液中產生次鹵酸的電解裝置，所述裝置包括：陽極電解液室，其具有入口，以用於接收其中包含鹵素離子的水溶液，所述陽極電解液室具有外壁和包含在所述陽極電解液室內的固體陽極，所述固體陽極提供鹵素離子的氧化，以便在水溶液中提供次鹵酸的陽極電解液流出物；陰極電解液室，其具有入口以用於接收水化電解液，其中所述陰極電解液室由該裝置之至少一個外壁、或該裝置之至少一個外壁的包括氣體可滲透的陰極的部分界定，所述陰極具有用於從所述陰極電解液室的外面接收氧的疏水表面和允許還原雙氧的親水表面；以及離子化膜，其用於將所述陽極電解液室和所述陰極電解液室分開；其中所述陽極電解液室進一步包括出口，所述出口包括pH控制裝置，所述pH控制裝置用於確定和調節流出的陽極電解液流出物的pH到大約4和9之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電解裝置，其中所述陰極電解液室中包括反應的陰極電解液流出物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電解裝置，其中所述陰極電解液室包括出口，所述出口用於釋放保留在所述陰極電解液室內的任何反應的陰極電解液流出物，以便與流出的陽極電解液流出物混合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的電解裝置，其中用於調節pH的pH控制裝置包括閥和再迴圈裝置，所述再迴圈裝置用於在混合的陽極電解液和陰極電解液流出物的pH大於9時，將流出的混合的陽極電解液和陰極電解液流出物的流再迴圈回到所述陽極電解液室內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電解裝置，其進一步包括用於將緩衝劑釋放到包含鹵素離子的水溶液的所述陽極電解液室內的入口閥。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的電解裝置，其中混合的陽極電解液和陰極電解液流出物的pH被調節在大約5和8之間。
  7. 一種用於在一裝置內產生次鹵酸的方法，該方法包括：氧化存在於陽極電解液室內的水中的鹵素離子，以便形成包含次鹵酸的陽極電解液流出物；使氧供給穿過氣體可滲透的陰極，以還原存在于水中的氧，以便形成包含氫氧根離子的陰極電解液流出物，其中所述氣體可滲透的陰極形成所述裝置的外壁的至少一部分；以足以完成所述裝置內的電路的量混合包含氫氧根離子的溶液，以便產生次鹵酸；控制次鹵酸的pH，以確保pH在大約4和9之間；以及移除次鹵酸。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中控制次鹵酸的pH的所述步驟進一步包括確定次鹵酸的pH和調節次鹵酸的pH的步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中確定次鹵酸的pH的所述步驟包括使用pH表和感測器。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中調節次鹵酸的pH的所述步驟進一步包括以足以增加次鹵酸的pH的量混合流出的陽極電解液和陰極電解液流出物，以確保pH在大約4和9之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其進一步包括在混合流出的陽極電解液和陰極電解液流出物之後確定次鹵酸的pH的步驟，其中所述步驟包括使用pH表。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中調節次鹵酸的pH的所述步驟進一步包括如果次鹵酸的pH低於4或高於9時將次鹵酸流再迴圈回到所述陽極電解液室。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其進一步包括在將次鹵酸流再迴圈回到所述陽極電解液室之後確定次鹵酸的pH的步驟，其中所述步驟包括使用pH表和感測器。
  14. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中將氧供給到所述氣體可滲透的陰極的所述步驟包括從氣體隔室傳輸氧，其中所述陰極電解液室的外壁的包括所述氣體可滲透的陰極的部分包括在所述氣體隔室內。
TW098132972A 2008-10-01 2009-09-29 用以產生供消毒劑應用之ｐＨ經控制次鹵酸水溶液之電解裝置 TWI449811B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/243,457 US20100078331A1 (en) 2008-10-01 2008-10-01 ELECTROLYTIC DEVICE FOR GENERATION OF pH-CONTROLLED HYPOHALOUS ACID AQUEOUS SOLUTIONS FOR DISINFECTANT APPLICATIONS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201014933A TW201014933A (en) 2010-04-16
TWI449811B true TWI449811B (zh) 2014-08-21

Family

ID=41168648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098132972A TWI449811B (zh) 2008-10-01 2009-09-29 用以產生供消毒劑應用之ｐＨ經控制次鹵酸水溶液之電解裝置

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20100078331A1 (zh)
EP (1) EP2172581B1 (zh)
JP (2) JP2010082618A (zh)
KR (1) KR20100037552A (zh)
CN (1) CN101713080B (zh)
AU (1) AU2009217473B2 (zh)
BR (1) BRPI0903853A2 (zh)
CA (1) CA2680971A1 (zh)
HK (1) HK1141057A1 (zh)
MY (2) MY152138A (zh)
TW (1) TWI449811B (zh)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167600A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Hoshizaki Electric Co Ltd 電解水生成装置
WO2012057696A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Anolytech Ab Process and system for producing an anolyte fraction
US8641874B2 (en) * 2010-12-09 2014-02-04 Rayne Guest Compact closed-loop electrolyzing process and apparatus
CN102121113B (zh) * 2011-01-28 2014-09-03 广州赛爱环境保护技术开发有限公司 三槽组合式电解槽
JP5796986B2 (ja) * 2011-04-05 2015-10-21 株式会社ｉｎｄｕｓｔｒｉａ 水処理装置及び水処理方法並びに水処理システム
WO2012145645A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-26 Eau Technologies, Inc. Independent production of electrolyzed acidic water and electrolyzed basic water
WO2012166997A2 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Clean Chemistry, Llc Electrochemical reactor and process
KR101118795B1 (ko) * 2011-12-14 2012-03-21 (주) 테크윈 소독부산물 저감형 고효율 차아염소산나트륨 발생장치
KR20150063347A (ko) * 2012-06-12 2015-06-09 유니버시티 오브 울롱공 가스 투과성 전극 및 전기화학적 전지
US20140014528A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Ecolab Usa Inc. Electrolytic cell with catholyte recycle
WO2014028193A1 (en) 2012-08-14 2014-02-20 General Electric Company Demulsifying compositions and methods of use
US9260601B2 (en) 2012-09-26 2016-02-16 General Electric Company Single drum oil and aqueous products and methods of use
US20170107128A1 (en) 2012-09-07 2017-04-20 Clean Chemistry, Inc. System and method for generation of reactive oxygen species and applications thereof
US9163319B2 (en) * 2012-11-02 2015-10-20 Tennant Company Three electrode electrolytic cell and method for making hypochlorous acid
CN103880121B (zh) * 2012-12-20 2016-12-28 通用电气公司 水处理系统与方法
JP6254759B2 (ja) * 2013-01-28 2017-12-27 義久 石井 消臭除菌装置
US20150068914A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 Klaus Brondum Chlorine Detection and pH Sensing Methods and Apparatus
US20150099010A1 (en) 2013-10-07 2015-04-09 Reoxcyn Discoveries Group, Inc Redox signaling gel formulation
GB201321693D0 (en) * 2013-12-06 2014-01-22 Hpa Scient Composition and uses thereof
WO2015088579A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-18 General Electric Company Polymeric-metal composite electrode-based electrochemical device for generating oxidants
JP6419470B2 (ja) * 2014-07-02 2018-11-07 デノラ・ペルメレック株式会社 電解処理方法及び電解処理装置
EP3189016B1 (en) 2014-09-04 2020-06-03 Clean Chemistry, Inc. Method of water treatment utilizing a peracetate oxidant solution
WO2016154531A1 (en) 2015-03-26 2016-09-29 Clean Chemistry, Inc. Systems and methods of reducing a bacteria population in high hydrogen sulfide water
EP3341506A4 (en) * 2015-10-07 2019-10-30 Lumetta, Michael SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCTION OF MIXTURE CONTAINING CHLORINE
CA3007780C (en) 2015-12-07 2023-12-19 Clean Chemistry, Inc. Methods of pulp fiber treatment
US10883224B2 (en) 2015-12-07 2021-01-05 Clean Chemistry, Inc. Methods of pulp fiber treatment
US20170202877A1 (en) 2016-01-19 2017-07-20 Reoxcyn Discoveries Group, Inc. Hypochlorite formulations for wound healing
WO2017200772A1 (en) * 2016-05-17 2017-11-23 Cryovac, Inc. Alkaline and chlorine solutions produced using electro-chemical activation
US11857674B2 (en) 2016-05-18 2024-01-02 Reoxcyn, Llc Lubricant formulations
US9474768B1 (en) 2016-05-18 2016-10-25 Reoxcyn Discoveries Group, Inc. Lubricant formulations
US11136714B2 (en) 2016-07-25 2021-10-05 Clean Chemistry, Inc. Methods of optical brightening agent removal
US9833471B1 (en) * 2016-09-15 2017-12-05 Reoxcyn Discoveries Group, Inc. Hypochlorous acid-based hand sanitizer
US20180200165A1 (en) 2017-01-16 2018-07-19 Reoxcyn Innovation Group, Llc Dentifrice formulations and methods of oral care
EP3574131B1 (en) * 2017-01-26 2021-04-28 Diversey, Inc. Neutralization in electro-chemical activation systems
SG10202109751UA (en) * 2017-03-06 2021-10-28 Evoqua Water Tech Llc Half-cell electrochemical configurations for self-cleaning electrochlorination devices
US11001864B1 (en) 2017-09-07 2021-05-11 Clean Chemistry, Inc. Bacterial control in fermentation systems
US11311012B1 (en) 2017-09-07 2022-04-26 Clean Chemistry, Inc. Bacterial control in fermentation systems
TWI648431B (zh) * 2018-01-03 2019-01-21 莊政霖 電解裝置
EP3749108A1 (en) * 2018-02-05 2020-12-16 Koninklijke Philips N.V. Cooking apparatus for reducing a content of phytic acid and phytate contained in foodstuff
CN108249545B (zh) * 2018-03-09 2023-12-26 南京大学 一种光电-Fenton偶氮染料废水处理反应器及使用方法
US20240017220A1 (en) * 2019-10-11 2024-01-18 Diversey, Inc. Dilution station
CN111437434B (zh) * 2020-05-09 2022-01-28 娄长伟 一种次氯酸液体敷料及其制备方法
US11225723B2 (en) * 2020-06-19 2022-01-18 Hien Tu Le System and method for making hypochlorous acid using saltwater with sodium bicarbonate
WO2022003717A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-06 Gan Abhijeet Sanitizer generator dispenser apparatus
CH718650B1 (de) * 2021-05-20 2023-10-13 Symbioswiss Sarl Anlage und Verfahren zur Elektrolyse von Sole.
BR112023023745A2 (pt) * 2021-05-24 2024-02-20 De Nora Water Tech Llc Produção de ácido hipocloroso aquoso através da eletrólise de salmouras modificadas com ph

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5181993A (en) * 1988-09-22 1993-01-26 Nagakazu Furuya Process for converting ferrous ions to ferric ions
TW450945B (en) * 1996-11-07 2001-08-21 Honda Motor Co Ltd Electrolyzed functional water, and production process and production apparatus thereof
US20010022273A1 (en) * 1998-06-30 2001-09-20 Sterilox Medical (Europe) Limited Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions
US6547947B1 (en) * 1999-03-15 2003-04-15 Permelec Electrode Ltd. Method and apparatus for water treatment

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035255A (en) * 1973-05-18 1977-07-12 Gerhard Gritzner Operation of a diaphragm electrolylytic cell for producing chlorine including feeding an oxidizing gas having a regulated moisture content to the cathode
DE2733731A1 (de) * 1976-07-28 1978-02-02 Diamond Shamrock Corp Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen herstellung von alkalihypochlorit
EP0014896B1 (en) * 1979-02-27 1984-07-25 Asahi Glass Company Ltd. Gas diffusion electrode
US4329215A (en) * 1980-06-13 1982-05-11 Frank Scoville Sodium hypochorite production and storage system
US4364806A (en) * 1981-05-08 1982-12-21 Diamond Shamrock Corporation Gas electrode shutdown procedure
US4722773A (en) * 1984-10-17 1988-02-02 The Dow Chemical Company Electrochemical cell having gas pressurized contact between laminar, gas diffusion electrode and current collector
US4568442A (en) * 1985-02-01 1986-02-04 The Dow Chemical Company Gas diffusion composite electrode having polymeric binder coated carbon layer
US4673473A (en) * 1985-06-06 1987-06-16 Peter G. Pa Ang Means and method for reducing carbon dioxide to a product
US4693806A (en) * 1985-09-23 1987-09-15 Tucker Daniel M Chlorine generator device
US5074975A (en) * 1990-08-08 1991-12-24 The University Of British Columbia Electrochemical cogeneration of alkali metal halate and alkaline peroxide solutions
JP2892121B2 (ja) * 1990-08-10 1999-05-17 株式会社オムコ 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法
JP2743822B2 (ja) * 1994-03-25 1998-04-22 日本電気株式会社 電解活性水処理装置
JP2830733B2 (ja) * 1994-03-25 1998-12-02 日本電気株式会社 電解水生成方法および電解水生成機構
JP3612569B2 (ja) * 1994-07-29 2005-01-19 東陶機器株式会社 低濃度次亜塩素酸含有強酸性殺菌水、低濃度次亜塩素酸含有強酸性殺菌水の生成方法、生成装置及び低濃度次亜塩素酸含有強酸性殺菌水生成吐出装置
JPH08134676A (ja) * 1994-11-02 1996-05-28 Tsurumi Soda Co Ltd 次亜塩素酸ナトリウム溶液の製造方法及びクロレート溶液の製造方法
JPH0839069A (ja) * 1995-08-28 1996-02-13 Toto Ltd 電解水生成ユニット
JP3716042B2 (ja) * 1996-04-24 2005-11-16 ペルメレック電極株式会社 酸性水の製造方法及び電解槽
US6048513A (en) * 1996-09-11 2000-04-11 The Dow Chemical Company Method for synthesis of hypohalous acid
JPH10309582A (ja) * 1997-05-12 1998-11-24 Kinousui Kenkyusho:Kk 酸性電解水の製造方法および酸性電解水
JP3689541B2 (ja) * 1997-10-08 2005-08-31 ペルメレック電極株式会社 海水電解装置
JP3964018B2 (ja) * 1997-10-24 2007-08-22 松下エコシステムズ株式会社 電解中性水生成機
JP2000042556A (ja) * 1998-05-28 2000-02-15 Shimadzu Corp 電解水製造装置
JP2000104189A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Permelec Electrode Ltd 過酸化水素の製造方法及び製造用電解槽
JP3475875B2 (ja) * 1998-10-15 2003-12-10 ダイキン工業株式会社 電解殺菌水およびその製造装置
JP4031877B2 (ja) * 1998-11-04 2008-01-09 ホシザキ電機株式会社 次亜塩素酸水溶液の生成装置
US6274009B1 (en) * 1999-09-03 2001-08-14 International Dioxide Inc. Generator for generating chlorine dioxide under vacuum eduction in a single pass
WO2001042143A2 (en) * 1999-12-02 2001-06-14 Gemma Industrial Ecology, Ltd. Method and device for electrochemically disinfecting fluids
US6235167B1 (en) * 1999-12-10 2001-05-22 John E. Stauffer Electrolyzer for the production of sodium chlorate
US6878287B1 (en) * 2000-02-04 2005-04-12 Radical Waters Ip (Pty) Limited Dental equipment and method of operating such equipment
JP4759782B2 (ja) * 2000-02-16 2011-08-31 ダイキン工業株式会社 フッ素系アイオノマーの精製・濃縮方法
US6855307B2 (en) * 2001-01-16 2005-02-15 Tomco2 Equipment Company Pressurized solution feed system for introducing hypochlorous acid to a fluid stream
JP2002285369A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Permelec Electrode Ltd 過酸化水素水及び次亜ハロゲン化物の製造用電解槽及び方法
JP2003040716A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Tadashi Inoue 展着剤と次亜塩素酸を含有した殺菌液
JP2003071188A (ja) * 2001-09-05 2003-03-11 Sansha Electric Mfg Co Ltd 衣類の洗濯装置
NL1019698C2 (nl) * 2002-01-04 2003-07-09 Johannes Petrus Paulus Tholen Elektrolyse-inrichting en werkwijze voor het desinfecteren van water in een waterleidingsysteem door middel van de generatie van actief chloor.
JP2003211104A (ja) * 2002-01-28 2003-07-29 Permelec Electrode Ltd 洗浄装置
JP4040028B2 (ja) * 2003-04-16 2008-01-30 三洋電機株式会社 有機物と窒素化合物を含む被処理水の処理方法及び処理システム
JP4115886B2 (ja) * 2003-06-04 2008-07-09 アマノ株式会社 洗浄用電解水、洗浄用電解水の生成方法及びその装置
US20050139808A1 (en) * 2003-12-30 2005-06-30 Oculus Innovative Sciences, Inc. Oxidative reductive potential water solution and process for producing same
US7658834B2 (en) * 2004-05-21 2010-02-09 Mark Salerno Method and apparatus for generating hypochlorous acid (HOCL)
JP2006051457A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Fuji Photo Film Co Ltd 銀担持触媒及びその製造方法並びに銀触媒担持型ガス拡散電極及びそれを用いた電解酸化処理方法と電解酸化装置
WO2006042082A2 (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Electric Aquagenics Unlimited Apparatus and method for producing electrolyzed water
JP2007038063A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Skg:Kk 電解水供給装置
US8262872B2 (en) * 2005-12-20 2012-09-11 Ceramatec, Inc. Cleansing agent generator and dispenser
JP4955015B2 (ja) * 2005-12-20 2012-06-20 セラマテック・インク Ｎａイオン伝導セラミックス膜を使用した次亜塩素酸ナトリウム製造の電解プロセス
JP2009524449A (ja) * 2006-01-18 2009-07-02 株式会社メニコン コンタクトレンズの滅菌方法および滅菌システム
JP4929430B2 (ja) * 2006-04-07 2012-05-09 孝吉 花岡 電解水製造装置及び電解水の製造方法
US8747740B2 (en) * 2007-01-25 2014-06-10 Hercules Incorporated Process and apparatus for generating haloamine biocide
JP4726821B2 (ja) * 2007-02-20 2011-07-20 ホシザキ電機株式会社 殺菌消毒用洗浄液の調製方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5181993A (en) * 1988-09-22 1993-01-26 Nagakazu Furuya Process for converting ferrous ions to ferric ions
TW450945B (en) * 1996-11-07 2001-08-21 Honda Motor Co Ltd Electrolyzed functional water, and production process and production apparatus thereof
US20010022273A1 (en) * 1998-06-30 2001-09-20 Sterilox Medical (Europe) Limited Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions
US6547947B1 (en) * 1999-03-15 2003-04-15 Permelec Electrode Ltd. Method and apparatus for water treatment

Also Published As

Publication number Publication date
AU2009217473B2 (en) 2015-12-03
US20130168260A1 (en) 2013-07-04
BRPI0903853A2 (pt) 2010-07-20
HK1141057A1 (zh) 2010-10-29
CN101713080B (zh) 2015-05-13
JP5764179B2 (ja) 2015-08-12
US20100078331A1 (en) 2010-04-01
TW201014933A (en) 2010-04-16
JP2014050839A (ja) 2014-03-20
JP2010082618A (ja) 2010-04-15
CN101713080A (zh) 2010-05-26
AU2009217473A1 (en) 2010-04-15
EP2172581A1 (en) 2010-04-07
KR20100037552A (ko) 2010-04-09
EP2172581B1 (en) 2016-01-27
CA2680971A1 (en) 2010-04-01
MY152138A (en) 2014-08-15
MY153740A (en) 2015-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI449811B (zh) 用以產生供消毒劑應用之ｐＨ經控制次鹵酸水溶液之電解裝置
JP3988827B2 (ja) 負および正の酸化還元電位（ｏｒｐ）水を生成するための方法および装置
CA2384088C (en) A generator for generating chlorine dioxide under vacuum eduction in a single pass
US8262872B2 (en) Cleansing agent generator and dispenser
US4361471A (en) Electrolytic swimming pool chlorination
JP6898939B2 (ja) 液体環境中の気相反応物用の電気化学セル
KR101219582B1 (ko) 전기화학적 살균제 발생기 및 그를 이용한 장치
AU2005269289A1 (en) Chlorine dioxide solution generator
US20070144897A1 (en) Method for the electrolytic synthesis of peracetic acid and sterilizing-cleaning method and apparatus
US3856640A (en) Production of hydrogen peroxide
JPH01288390A (ja) 電解槽
US6761815B2 (en) Process for the production of hydrogen peroxide solution
US20050109613A1 (en) Ozone production device
JP2004313780A (ja) 過酢酸の電解合成方法及び殺菌洗浄方法及び装置
JP2007252963A (ja) 電解水製造装置
JP2021120140A (ja) オゾン水の生成方法、生成噴霧器及び生成噴霧装置
JPH11290877A (ja) 貯水槽の汚濁防止装置
CN115094462A (zh) 基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置
KR20120014779A (ko) 소독혼화제 발생장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees