TWM559885U - 生產二氧化氯水溶液的系統 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種生產二氧化氯水溶液的系統，包括一電解槽、一汽水分離裝置與一第一混合槽。該電解槽供以電解方式生產二氧化氯蒸氣。該汽水分離裝置是與該電解槽連接，供將該二氧化氯蒸氣進行汽水分離處理以產生一二氧化氯氣體。該第一混合槽，其是與該汽水分離裝置連接而供接收並將該二氧化氯氣體與純水進行混合，以產生一二氧化氯水溶液。

Description

生產二氧化氯水溶液的系統

本創作是關於一種生產二氧化氯水溶液的系統，特別是關於一種於電化學法、鹽電解法生產二氧化氯的同時，將所生產之二氧化率中之具有對人體有害的副產物進行處理，並經由將電解相關裝置進行配置，而使得所生產之二氧化氯水溶液產量或純度大幅提昇且不含對人體有害的副產物的系統，同時也將殘留的二氧化氯氣體進行處理而無毒排放。

二氧化氯是世界衛生組織和世界糧食組織一致推薦的A1級安全及高效的物理性殺菌消毒除臭劑，靠著其強氧化能力而能有效滅菌、防止結垢的沉積、預防管路設備的腐蝕、強氧化重金屬及化學物質。不同於傳統的氯氣是與反應物發生加成或取代反應，二氧化氯本身是一種強氧化劑，由一氯原子二個氧原子所組成，結合19個電子，最外層電子軌域存在一未成對的活性自由電子，其因特殊的單一電子轉移機制，使二氧化氯具有選擇性。當其攻擊被處理物的外圍電子滿軌域的有機分子團時，以正、負相吸的原理，搶走一電子而成為亞氯根離子，並釋放出新生態氧原子藉以造成不可逆的氧化破壞與分解。二氧化氯經由氧化作用將微生物的蛋白質、脂肪和核酸等以達到去活性之功能，其原理是將微生物的氨基酸氧化分解而達到去活性，對雙體細胞之高等動物或植物細胞無有危害影響，因 而達到消毒、除臭的目的。

於食品衛生安全方面，若要將二氧化氯作為食品添加物，依照國際上有關單位的規定，二氧化氯的的純度需95%以上、餘氯2%以下；輸出歐盟的水產品與肉品則早已明訂禁用氯水、臭氧、紫外線燈的方式消毒，因此。將二氧化氯用於食品衛生方面消毒顯然在已是主流趨勢。

在自來水處理方面，自來水場也是使用二氧化氯做為消毒水體之主要成分。然而，現有的自來水場是使用鹽電解法或電化學法做為其用於自來水添加之二氧化氯的生產方式，但此種二氧化氯於其生產過程中會產生包含前述氯酸根、亞氯酸根、雙氧水以及氯等致癌副產物。再，於水產養殖業方面，養殖池中沈澱之飼料水靜置一段時間後，即會開始發酵而產生化學突變，釋出有毒物質而使水質迅速惡化。而沈澱於水底發酵中的微生病菌數量快速繁殖，與水中生物共用氧氣、養分且而使的亞硝酸、硫化氫與氨累積過量，最終使此水體無法讓生物存活而造成整池之養殖物全部死亡，而使用高純度、無毒與酸鹼值偏中性的二氧化氯是目前養殖業界的趨勢。

消毒副產物的定義為在進行前述各種消毒作業的處理中，使用消毒劑、化學藥劑或化學氧化劑與水中前驅物質反應所產生之物質稱為消毒副產物，在不同反應條件下生成之物質也不同。目前二氧化氯在水中已知的有機副產物為銅類、醛類、酸類，主要的無機副產物亦包含氯酸根(ClO3-)、亞氯酸根(ClO2-)、氯氯(Cl)、雙氧水(H2O2)。亞氯酸根為主要反應終端產物，約有50%至70%的二氧化氯會轉換成亞氯酸根；並有約30%的氯酸根、氯氣及氯離子生成。一般來說，所產出的二氧化氯的純度 約在48%至52%左右，而使所產出的二氧化氯的純度與酸鹼度(酸性太高)不穩定，因而無法符合各國環保單位所明訂有關食品添加物的規範；另一方面，所產出的二氧化氯的量也不穩定，導致量產時無法有效節約成本。

此外，亞氯酸鹽、氯酸鹽會在水中或是潮濕的人體組織有快速的反應，且食入或是飲入亞氯酸鹽、氯酸鹽可能造成嘴巴、食道或是胃部的刺激；而低濃度的氯可引起鼻子、喉嚨和眼睛的刺激，而較高濃度的氯會導致呼吸速率的改變、咳嗽和破壞肺部。此外，雙氧水的危害則是長期、慢性的，含濃度低的雙氧水雖沒有立即的危險，但長期食用仍會有致癌的可能性。換言之，現今的鹽電解法、電化學法會產生前述主要四種主要可能致癌之副產物，對人類的生活潛藏著危險。

另一方面，由於現有電解機組配置的限制加上成本有限，通常只能擇一生產工業用二氧化氯水溶液或高純度二氧化氯水溶液，無法在製程上讓兩者相互轉換，以致於電解製程上無法靈活的因應電解過程中可能產生的各種狀況，導致所生產之二氧化氯水溶液的量與純度無法大幅提昇。此外，在接收電解所釋出之二氧化氯的混合槽中，由於外界環境溫度之對流，會造成混合槽內部溫度之相對上升；又由於二氧化氯之沸點只有11℃，因此混合槽內部所儲之二氧化氯水溶液的濃度會被溫昇氣化，如此而形成一面電解生產增加濃度一面又氣化降低濃度之現象。這種現象不但會降低濃度而減少產量，而且會增加電解作業之時間，結果會使電解產物之品質不穩定，雖然習知已有相關改良技術，但成效仍有限。

再，經裝載過二氧化氯水溶液的槽體通常仍會有二氧化氯水溶液殘留，殘留的二氧化氯氣化後會在廠房產生刺鼻的臭味以及對工作人 員的污染，因此，如何有效處理殘留於桶槽的二氧化氯也仍待解決。

因此，為克服前述問題，遂有本創作的產生。

本創作的主要目的是提供一種生產二氧化氯水溶液的系統，藉由離子吸收裝置、陽離子吸附膜與具有特殊的過濾精度的進氣管的組合而將二氧化氯中的副產物去除；藉由將設置有溢流口的第一混合槽與接收第一混合槽的成品儲槽的組合與電解相關裝置加以配置，而能在固定時間產生量較多的二氧化氯水溶液，藉此因應需要較低純度的工業用二氧化氯水溶液之生產的需求；藉由將設置有抽氣口的第二混合槽與電解相關裝置加以配置，藉由虹吸作用的原理而能在固定時間產生高純度、食品級的二氧化氯水溶液，藉此因應需要較高純度的用食品二氧化氯水溶液之生產的需求；藉由設置複數個螺旋狀環流通道於第一混合槽、第二混合槽與成品儲槽，使得二氧化氯水溶液成品的溫度能有效維持在11℃以下，使得二氧化氯製程不會發生一面生產、一面損失的情況；將電解機組於進行電解作業時能同時將暫時停機的另一組機組的混合槽進行將其中之殘留二氧化氯氣體的排放，藉以解決工廠的工作人員可能吸入殘留二氧化氯氣體的問題。

為達上述之目的，本創作提供一種生產二氧化氯水溶液的系統，包括一電解槽、一汽水分離裝置與一第一混合槽。該電解槽供以電解方式生產二氧化氯蒸氣。該汽水分離裝置是與該電解槽連接，供將該二氧化氯蒸氣進行汽水分離處理以產生一二氧化氯氣體。該第一混合槽，其是與該汽水分離裝置連接而供接收並將該二氧化氯氣體與純水進行混合，以 產生一二氧化氯水溶液。實施時，其更包括一冷凝裝置，其是與該汽水分離裝置連接，供將該二氧化氯氣體進行降溫，以產生一經降溫處理之二氧化氯氣體；其中該第一混合槽是與該冷凝裝置連接而供接收並將該經降溫處理後之二氧化氯氣體與純水進行混合，以產生該二氧化氯水溶液。實施時，其更包括一成品儲槽，其是與該第一混合槽連接而供接收並儲存由該第一混合槽所流出之該二氧化氯水溶液。實施時，其更包括一抽氣裝置且其中該第一混合槽設有一抽氣口，該抽氣裝置是與該第一混合槽之該抽氣口連接而供對該第一混合槽進行抽氣。

實施時，其中該電解槽更包括一陽離子吸附膜，該陽離子吸附膜是設於一電極之周圍而供吸附該電解槽中之帶負電離子。

實施時，其中該第一混合槽是以一進氣管而與該汽水分離裝置連接，其中該進氣管是由鈦粉成型且具有5μm至30μm的過濾精度，而供抽取該二氧化氯氣體。

實施時，其更包括一供水裝置，供與該第一混合槽連接而提供純水至該第一混合槽。

在一實施例中，其更包括一溫控系統，該溫控系統包含：複數個螺旋狀環流通道，其是分別設於該第一混合槽及該電解槽的外周緣，且具有彼此隔開的複數區段，且其中每一段是設有至少一冷卻劑流入口；一冷卻劑供應單元，其是用於提供一冷卻劑而經由該冷卻劑流入口而流入該等螺旋狀環流通道中至少一者；藉此，當來自該冷卻劑供應單元的該冷卻劑經由該冷卻劑流入口流通該等螺旋狀環流通道時，得以使該第一混合槽及該電解槽有效降溫。

在一實施例中，其更包括一離子吸收裝置，供設於該電解槽與該汽水分離裝置之間，以吸收來自該電解槽之該二氧化氯蒸氣中的離子。

1‧‧‧電解槽

2、2’‧‧‧汽水分離裝置

3、3’‧‧‧冷凝裝置

10‧‧‧金屬棒

11‧‧‧電極

12‧‧‧陽離子吸附膜

13、131、132、133、414、415、416‧‧‧螺旋狀環流通道

1311、1321、1331‧‧‧冷卻劑流入口

1312、1322、1332‧‧‧冷卻劑流出口

14‧‧‧抽氣管

15‧‧‧第一方向筏

16‧‧‧第二方向筏

17‧‧‧第三方向筏

18‧‧‧二氧化氯釋出口

19‧‧‧二氧化氯輸出管

41‧‧‧第一混合槽

411‧‧‧溢流口

412‧‧‧抽氣泵

413‧‧‧進氣管

42‧‧‧成品儲槽

43、43’‧‧‧第二混合槽

431、431’‧‧‧抽氣口

432、432’‧‧‧備用抽氣泵

51‧‧‧第一流量控制單元

52‧‧‧第二流量控制單元

53、53’‧‧‧抽氣裝置

6、6’‧‧‧供水裝置

7‧‧‧溫控系統

71‧‧‧冷卻機

72‧‧‧冷卻劑供應單元

72a‧‧‧出口

72b‧‧‧回流口

73‧‧‧冷卻劑供應泵

8、8’‧‧‧離子吸收裝置

9、9’‧‧‧氯系列雜質吸收裝置

A、B‧‧‧方向閥

第1圖是為本明生產二氧化氯水溶液的系統之實施例之架構方塊示意圖。

第2圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之實施例之電解槽1的結構圖。

第3圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之實施例之電解槽1的俯視圖。

第4圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之另一實施例之架構方塊示意圖。

第5圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之另一實施例之架構方塊示意圖。

第6圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之實施例之第一混合槽41的結構圖。

第7圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之另一實施例之架構方塊示意圖。

第8圖是為本創作生產二氧化氯水溶液的系統之另一實施例之架構方塊示意圖。

為對於本創作之特點與作用能有更深入之瞭解，茲藉實施例配合圖式詳述於後，各圖中相同之符號是表示相同或等同的元件。

請參考本創作的第1圖，本創作之生產二氧化氯水溶液的系統，包括：一電解槽1、一汽水分離裝置2、一冷凝裝置3、一第一混合槽41、一抽氣泵412、一成品儲槽42、一第一流量控制單元51、一第二流量控制單元52、一供水裝置6、一溫控系統7。該電解槽1供以電解方式生產二氧化氯蒸氣。該汽水分離裝置2是與該電解槽1連接，而供將該二氧化氯進行汽水分離處理而產生一二氧化氯氣體。該冷凝裝置3是與該汽水分離裝置2連接，而供將來自該汽水分離裝置2之該二氧化氯氣體進行降溫，而產生一經降溫處理後之二氧化氯氣體。該冷凝裝置3是確保該二氧化氯氣體能維持在低溫的狀態(11℃以下)。該第一混合槽41是與該冷凝裝置3連接而供接收並將該經降溫處理後之二氧化氯氣體與來自該供水裝置6的經處理純水進行混合而產生一二氧化氯水溶液。在另一實施例中，第1圖中之該汽水分離裝置2與該冷凝裝置3亦可互換位置，而達成本創作的技術效果，且此等配置於本創作的其他實施例中亦可如此實施。

該電解槽1包括陽極、陰極、抽氣管14，且以高密度通透膜(未圖示)將前述兩極加以間隔，通以直流電源加以電解。本創作是以鹽電解法或電化學法進行電解作業，在此不贅述。該陽極本身設有金屬網且其外層電鍍有耐腐蝕的貴金屬如：銥、釕或前述金屬的組合所組成的群組作為電解用的該陽極；該陰極是由鈦所組成，也可為其他習知金屬；將該陽極達成以主軸為中心作相同長度、不同直徑的圓形多層包覆，而具有圓形多層的有間隙電解網。請進一步參考本創作第2圖，該電解槽1更包括一電極11，該電極11周圍是設有一陽離子吸附膜12，該陽離子吸附膜可以噴 塗的方式噴塗在前述高密度通透膜上，該陽離子吸附膜12供吸附該電解槽中之帶負電離子，如氯酸根(ClO^3-)、亞氯酸根(ClO^2-)，藉以將於電解過程中可能所含的含氯副產物等待負電離子進行吸附。此外，請參考第3圖，前述陰極是為複數個金屬棒10(如銅等)，該複數個金屬棒以並聯方式且以該電極11為圓心加以設置(可以該電極11為圓心分為三等分的方式設置，也可為其他等分如兩等分而設置兩個陰極或如超過三個等分而設置超過三個陰極)，藉以增進電解的效率。此外，在另一實施例中，由於在電解過程中所滿溢至該陽離子吸附膜12之上的部分中的離子無法被有效吸附，因而使得二氧化氯蒸氣中仍可能殘留電解過程中所產生的副產物。因此，為了解決此技術問題，本創作的系統更包括一離子吸收裝置8，其是設於該電解槽1與該汽水分離裝置2之間而供吸收來自該電解槽1之該二氧化氯蒸氣中的前述未被吸附到之殘留離子。在另一實施例中，是可將多個該離子吸收裝置8進行並聯或串聯的配置。將多個該離子吸收裝置8並聯可以因應二氧化氯蒸氣量大的情況，而可一次處理更大量的二氧化氯蒸氣的處理量；而將多個該離子吸收裝置8串聯則是可以提升處理該二氧化氯蒸氣之效能，以因應若該二氧化氯氣體的有毒副產物過多時的情況，藉此能更有效地將二氧化氯蒸氣中的氯及各種副產物加以去除。

請繼續參考第2圖，用於該電解槽1的擾流產生裝置是設於該電解槽1的外週緣，其包括：一螺旋狀環流通道13，該螺旋狀環流通道13是配置在該電解槽1的外周緣且該螺旋狀環流通道13可分為複數區段(131、132、133)且其中之每一者是設有至少一冷卻劑流入口(1311、1321、1331)。該溫控系統7是用於提供一冷卻劑，當來自該溫控系統7的該冷卻劑經由該 等冷卻劑流入口(1311、1321、1331)分別流通該等螺旋狀環流通道時，得以使該電解槽內的電解液產生擾流。於電解過程中，藉由該擾流驅動該電解槽1中的電解液，而使得於該電解液於產生二氧化氯氣體(產物)的瞬間所產生的空隙能迅速補充，藉以增進電解的效能。之後，再由冷卻劑流出口1312、1322、1332流出至該溫控系統7之一冷卻機71再循環。如此大面積三段式、彼此獨立的熱交換，使電解槽1內的電解液產生不同方向、類型的擾流，藉由擾流的帶動將下方的電解液提升到上方該電極11的周圍，迅速補充電解產物產出瞬間所產生的空隙，進而能產生品質穩定的二氧化氯蒸氣，有效縮短製程的時間。此外，在另一實施例中，該等螺旋狀環繞通道131、132、133彼此之間也可留有一定空間(間距)而不需彼此緊鄰，藉以產生不同程度的擾流。在另一實施例中，本創作的螺旋狀環繞通道13也可依需求設為2段、4段或4段以上而非本實施例的三段，藉以產生不同程度與類型的擾流。

請繼續參考第1圖，該第一流量控制單元51是可設於該電解槽1與該汽水分離裝置2間、該汽水分離裝置2與該冷凝裝置3間或該冷凝裝置3與該第一混合槽41間，而供控制該二氧化氯由該電解槽1至該第一混合槽41的過程中之流速與流量，藉此能因應當該電解槽1的產氣速率太快時所造成二氧化氯產物的耗損；或產氣速率過慢時，能提升抽送的速率。再，該成品儲槽42是與該第一混合槽41連接，而供接收並儲存由該第一混合槽41所流出之二氧化氯水溶液。在另一實施例中，該第一混合槽41更設有一溢流口411，而供該二氧化氯水溶液逐漸充滿該第一混合槽41時，能經由該溢流口411而溢流至該成品儲槽42，而不用停機更換已裝滿的該第一混合槽 41。本創作以如此方式設置的優點為，經過多次實驗證實，在本創作此實施例中的如此配置能有效增加二氧化氯的產量且使電解總時間縮短，但，二氧化氯水溶液的二氧化氯純度只能至約50%至70%、達約2000ppm至2500ppm。在另一實施例中，該第一混合槽41與該成品儲槽42間更設有一第二流量控制單元52，而供控制其中的二氧化氯(溢)流至該成品儲槽42的流速與流量，藉以在(溢)流量過大時，避免該成品儲槽42滿出來而造成浪費。

請參考本創作第4圖，在本創作的另一實施例中，更包括一第二混合槽43，其是與該冷凝裝置3連接而供將來自該冷凝裝置3之該經降溫處理後之二氧化氯氣體與來自該供水裝置6的該經處理純水進行混合，且該第二混合槽43具有一抽氣口431以及一抽氣裝置53，其是與該第二混合槽43之該抽氣口431連接而供以預先設定的速度與量將該第二混合槽43進行抽氣。需注意的是，該抽氣裝置53是藉由抽取該第二混合槽43上方的氣體部分、而非其中的二氧化氯水溶液的部分，經由虹吸作用的原理，帶動由該電解槽1所產出的該二氧化氯蒸氣先進入該汽水分離裝置2，該二氧化氯氣體再進入該冷凝裝置3。最後，該經降溫處理後之二氧化氯氣體進入該第二混合槽43，而不用依靠前述實施例中所列的該等流量控制單元或抽氣泵412即可有效帶動該二氧化氯蒸氣在管線中的流動。經過實驗證實，在本創作此實施例中的如此配置能有效增加二氧化氯水溶液的二氧化氯純度至95%以上、達2700ppm至3300ppm。此外，一氯系列雜質吸收裝置9是與該第二混合槽43及該抽氣裝置53連接，而供將該抽氣裝置53所抽出含有二氧化氯的氣體進行淨化處理，該氯系列雜質吸收裝置9的詳細運作原理與組成會 於以下內容進行說明。

此外，請參考第5圖，本創作第1圖與第2圖的實施例亦可合併加以運作，關鍵在於該冷凝裝置3之後的管線配置需分為兩個路線，路線1(請參考圖示)為如第5圖右上半部所示的將該冷凝裝置3與該第一混合槽41以及其後續的管線加以連接；路線2(請參考圖示)為如第5圖右下半部所示的將該冷凝裝置3與該第二混合槽43以及其後續的管線加以連接，此兩路線以一方向閥A加以控制而獨立運作。換言之，使用者可依照生產二氧化氯的實際情況與即時的需求將路線1、路線2加以切換交替使用。例如，當需要較高產量的二氧化氯水溶液(如工業用二氧化氯水溶液)時採用路線1，而當需要較高純度的二氧化氯水溶液(如食品級二氧化氯水溶液)時則採用路線2。

再，請參考第6圖，該第一混合槽41是以一進氣管413與該冷凝裝置3連接，在另一實施例中，該第一混合槽41亦是以該進氣管413與該汽水分離裝置2、該離子吸收裝置8或該冷凝裝置3連接。換言之，該進氣管413是為該第一混合槽41與其他槽體或裝置連接的管件，且該進氣管413是為該第二混合槽43與其他槽體或裝置連接的管件。該進氣管413是由鈦粉成型且具有5μm至30μm的過濾精度、5×10^-4L/cm²minPa的相對透氣係數，而供抽取該經降溫處理之二氧化氯，藉以在抽氣的過程中將該經降溫處理二氧化氯氣體進行過濾，而使殘留的含氯副產物等副產物、雜質等經過濾而消除。另一方面，經由鈦粉成型且具有5μm至30μm的過濾精度的該進氣管413所處理過的該經降溫處理二氧化氯(或二氧化氯氣體)能使二氧化氯小分子化，使得其更溶液在本創作的後續處理過程中與經該供水裝置6所處理的 該經處理純水結合，有效減少本創作之二氧化氯氣體在與一般純水混合時所造成自身強氧化能力的耗損。此外，本創作具有5μm至30μm的過濾精度的該進氣管413與具有2mm以上的孔徑的習知進氣管相差有約2000倍，使得本創作所生產之二氧化氯水溶液的純度能達到最佳化，遠優於習知方法所能達成者。此外，於該第一混合槽41中使用經由鈦粉成型且具有5μm至30μm的過濾精度的該進氣管413也能避免在電解生產之後端如下所述的該第一混合槽41中產生過多的泡沫或過大的溢流量，避免一面生產、一面浪費的情形發生。此外，此種進氣管也可用於如該第二混合槽43等本創作之其他槽體及裝置。

本創作之該供水裝置6包括一氧化還原單元、一氫離子電位還原單元或一酸鹼中和單元，而供分別以氧化還原、氫離子電位還原或酸鹼中和的方式將該純水轉變成呈微鹼性的液體，而微鹼性的液體將不會對本創作之有關管線造成腐蝕。為了因應該供水裝置6在處理純水源所提供的純水時有可能所花時間較長之情況，該供水裝置6更包括一儲槽，該儲槽是設於該氧化還原單元、該氫離子電位還原單元或該酸鹼中和單元間，用於將經由該等單元所處理的該純水先進行儲存，而該儲槽更設有一RO逆滲透純水處理裝置，藉以將儲存於其中的純水過濾而使純水淨化。

再，本創作之該溫控系統7包含：複數個螺旋狀環流通道，該螺旋狀環流通道是分別配置在該第一混合槽41、該成品儲槽42、該第二混合槽43及該電解槽1的外周緣，且每一螺旋狀環流通道設有至少一冷卻劑流入口。一冷卻劑供應單元72是用於提供一冷卻劑而經由該冷卻劑流入口而流入該等螺旋狀環流通道中至少一者。藉此，當來自該冷卻劑供應單元 72的該冷卻劑經由該冷卻劑流入口流通該等螺旋狀環流通道時，得以使該第一混合槽41、該成品儲槽42、該第二混合槽43及該電解槽1有效降溫。在一實施例中，請參考第6圖，配置在該第一混合槽41、該成品儲槽42、該第二混合槽43及該電解槽1的外周緣是分別設有複數個螺旋狀環繞通道，且該複數個螺旋狀環繞通道可具有複數區段。請參考第6圖的實施例，設於該第一混合槽41之該複數區段414、415、416是以彼此間隔開、非緊鄰的方式設置，藉此，經由複數段冷卻而使該溫控系統7對該第一混合槽41進行冷卻之效能大幅提昇，其技術效果優於習知在混合槽只設有單一段的螺旋狀環繞通道。

請參考第7圖，是可將兩組本創作第2圖的實施例加以合併運作，且更設有該離子吸收裝置8於該電解槽1與該汽水分離裝置2之間，而於該電解槽1之後的管線配置需分為兩個路線，該離子吸收裝置8可為用於過濾離子的物理性或化學性過濾裝置或能與該溫控系統7連接的保溫裝置(維持在0-3℃左右)，藉以讓氯系列雜質或離子經由過濾或降溫而完全除去。本實施例的路線X為如第7圖上半部所示；路線Y為如第7圖下半部所示，此兩路線以一方向閥B加以控制而獨立運作。由此可知，使用者可依照生產二氧化氯的實際情況將此兩路線加以切換。當上半部的機組(1、8、2、3、43、53；路線X)開始運作時，下半部的機組(1’、8’、2’、3’、43’、53’；路線Y)則部分暫停運作，說明如下：當上半部的機組開始運作時，下半部的機組中的該氯系列雜質吸收裝置9’仍會運作，先將於該第一混合槽43中殘留的二氧化氯氣體在經由抽氣裝置53抽吸至下半部之該第一混合槽43’後，然後經由該氯系列雜質吸收裝置9’而將殘留的二氧化氯氣體處理成無害氣 體。同樣的，當下半部的機組開始運作時，上半部的機組中的抽氣裝置53與氯系列雜質吸收裝置9也會進行如前述般同樣的步驟。藉此，讓使用本創作機組的廠房的工作人員不僅不用聞到殘留的二氧化氯氣體刺鼻的臭味，也能避免因吸入二氧化氯氣體而造成身體的損害。

再，該氯系列雜質吸收裝置9是包括一氧化鋁陶瓷、二氧化鈦陶瓷與氧化鋯陶瓷、將石墨經3000℃鍛燒而製成的奈米碳管(該奈米碳管可產生10¹²-10¹⁴HZ/秒的遠紅外線)、奈米陶瓷濾心、稀土元素、活性碳中至少一者，藉以將該二氧化氯氣體中的氯氣完全除去。在另一實施例中，是可將多個該氯系列雜質吸收裝置9進行並聯或串聯的配置。將多台該氯系列雜質吸收裝置9並聯可以因應二氧化氯氣體量大的情況，而可一次處理更大量的二氧化氯氣體的處理量；而將多台該氯系列雜質吸收裝置9串聯則是可以提升處理該二氧化氯氣體之效能，以因應若該二氧化氯氣體的有毒副產物過多時的情況，藉此能更有效地將二氧化氯氣體中的氯氣及各種副產物加以去除。再，使用該汽水分離裝置2先將來自該電解槽1的該二氧化氯蒸氣進行處理的原因是，若進入該氯系列雜質吸收裝置9的二氧化氯氣體含有水分殘留的話，會於過程中產生對人體有害的物質臭氧(O₃)，而臭氧早就被歐盟禁止作為各種消毒之用。

請參考第8圖，是可將兩組本創作第2圖的實施例加以合併運作的另一實施例，且更設有該離子吸收裝置8於該電解槽1與該汽水分離裝置2之間，而於該電解槽1之後的管線配置也分為兩個路線。與第7圖的實施例之差異在於該等氯系列雜質吸收裝置9、9’是與該等第二混合槽43、43’及該抽氣裝置53、53’連接，而供將該抽氣裝置53、53’所抽出含有二氧化氯 的殘留氣體直接進行淨化處理。藉此，讓使用本創作機組的廠房的工作人員不僅不用聞到殘留的二氧化氯氣體刺鼻的臭味，也能避免因吸入二氧化氯氣體而造成身體的損害。

接下來說明本創作之整體運作，以第5圖的實施例為例，本創作是將該電解槽1、該第一混合槽41設定為一組電解工作機組；或將該電解槽1與該第二混合槽43設定為一組電解工作機組，而前述電解工作機組可搭配一組供水裝置6、一組溫控系統7、一組冷凝裝置3與一組汽水分離裝置2進行運作。首先，一供水源藉由供水壓力泵將純水供應至該供水裝置6進行處理而成為一經處理的純水而輸出至該第一混合槽41(或該第二混合槽43)，至此，純水的前置作業即完成。

本創作之系統的作業開始時，以第5圖的實施例為例，首先，先將該方向閥A調整至開啟路線1，依照電解液的特性，設定該電解槽1中之該第一方向筏15、該第二方向筏16以及該第三方向筏17的開啟順序後，使冷卻劑由溫控系統7流經該第一螺旋狀環流通道131、第二螺旋狀環流通道132以及第三螺旋狀環流通道133，得以使該電解槽1內的電解液產生擾流，藉由該擾流驅動該電解液，而使得於該電解液於產生氣體的瞬間所產生的空隙被迅速補充，也使電解作業中所產生的高溫得以被降溫。而陸續產出之二氧化氯蒸氣透過二氧化氯釋出口18往外沿著二氧化氯輸出管19被抽氣泵412抽送至該離子吸收裝置8而吸收該二氧化氯蒸氣中未被吸附到之殘留離子，然後在被抽送至該汽水分離裝置2進行汽、水分離，而產生二氧化氯氣體。之後，該二氧化氯氣體被輸送至該冷凝裝置3而進行降溫，再將該經降溫處理後之二氧化氯氣體經由進氣管413之所具有之5μm至30μm的過濾 精度而將其中之含氯副產物等帶負電離子再次進行過濾處理而輸送至該第一混合槽41。於該第一混合槽41內，將該經降溫處理後之二氧化氯氣體是經氣液混合機構(圖未示)之處理，而與前述經處理的純水(呈微鹼性)混合產生二氧化氯水溶液(酸鹼值由2.2提升至接近中性)。而當該二氧化氯水溶液逐漸充滿該第一混合槽41時，則經由該溢流口411而流至該成品儲槽42。該第一混合槽41與該成品儲槽42所配置之可調式溫度感測器(或該電解槽1與該第二混合槽43所配置之可調式溫度感測器)如果溫測高於預設值(較佳是8至11℃，更佳是2至3℃)則發訊電控設備(未圖示)以令冷卻劑供應泵73將冷卻劑泵送前往降溫，流入該螺旋狀環流通道之冷卻劑流進行螺旋狀環流式之全面性流動降溫，直至前述裝置上之可調式溫度感測器之高溫訊息消除才停止。在電解槽1產氣及抽氣泵412抽氣作業過程中，如果電控單元設備再度接收前述可調式溫度感測器之溫昇訊息，將重複上述之動作，再度令冷卻劑供應泵73將冷卻劑泵送前往第一混合槽41或該成品儲槽42冷卻降溫。而在此次電解作業開始的同時，供水裝置6同時也重新進行將純水進行處理步驟，再次將供水源所提供的純水進行處理而成為一經處理的純水而輸出至該第二混合槽43，藉以預備另一組電解工作機組(該電解槽1與該第二混合槽43；路線2)使用。之後，若電解的情況允許進行切換，將該方向閥A調整至開啟路線2，若要維持繼續在路線1，則請見下一段的描述。在路線2中，該抽氣裝置53是藉由抽取該第二混合槽43上方的氣體部分，經由虹吸作用的原理，帶動由該電解槽1所產出的該二氧化氯蒸氣先進入該離子吸收裝置8，再進入該冷凝裝置3。同樣的，該冷凝裝置3也設有可調式溫度感測器，如果溫測高於預設值則發訊電控設備(未圖示)以令冷卻劑供應 泵73將冷卻劑泵送前往該冷凝裝置3進行降溫，藉以讓所產出的二氧化氯氣體維持在理想低溫狀態(優選地為11℃以下，更佳為2至3℃)。最後，該經降溫處理後之二氧化氯氣體進入該第二混合槽43，而在此路線之電解作業開始的同時，供水裝置6同時也重新進行將純水進行處理步驟，若電解的情況允許進行切換，再次將供水源所提供的純水進行處理而成為一經處理的純水而輸出至該第一混合槽41(路線1)。

採用本創作之電解作業，前述路線1的機組也可為複數組的電解槽1、汽水分離裝置2、冷凝裝置3與第一混合槽41。首先，供水裝置6先預處理第一台第一混合槽41所需使用的純水，然後將經處理的純水供應至該第一混合槽41。路線1的方向開始時，以該第一混合槽41與該電解槽1的組合為例，以該第一組之第一混合槽41搭配第一組之電解槽1進行第一輪之階段性作業；當該第一台電解槽進行電解作業時，供水裝置6先預處理第二組之第一混合槽41所需使用的純水，然後將另一經處理純水供應至該第二組之第一混合槽41，當該第二組之二氧化氯供應槽裝完經處理的純水時，第一輪之電解作業也將告完成，如此即可進行下一輪(第二輪)之階段性作業，依此類推，方向閥A可以仍為在路線1而不用切換至路線2。而多組的該第二混合槽43與該電解槽1的組合也是如此設置，換言之，本創作的實施例可以多組的該電解槽1與該第一混合槽41的組合搭配多組的該電解槽1與該第二混合槽43的組合於路線1、2加以切換或持續維持路線1或路線2，整個作業過程將合理化與高效率化的進行。

同樣的，以第7圖的實施例為例，先將該方向閥B調整至開啟路線X，之後，由電解槽1陸續產出之二氧化氯蒸氣經由該抽氣管14而透 過二氧化氯釋出口18往外沿著二氧化氯輸出管19被備用抽氣泵先432抽送至該離子吸收裝置8而將該二氧化氯蒸氣殘留的副產物離子除去，再抽送至該汽水分離裝置2進行汽、水分離，而產生該二氧化氯氣體。之後，該二氧化氯氣體被輸送至該冷凝裝置3而進行降溫。同樣的，該冷凝裝置3所設之可調式溫度感測器如果溫測到高於預設值，則發訊電控設備(未圖示)以令冷卻劑供應泵73將冷卻劑泵送前往該冷凝裝置3進行降溫，藉以讓所產出的二氧化氯氣體維持在前述理想低溫狀態。之後，再將該經降溫處理後之二氧化氯氣體經由前述進氣管(未圖示於第7圖)之所具有之5μm至30μm的過濾精度以將其中含氯副產物等帶負電離子再次進行過濾處理而輸送至該第二混合槽43。於該第二混合槽43內，將該經降溫處理後之二氧化氯氣體是經氣液混合機構(圖未示)之處理，而與前述經處理的純水(呈微鹼性)混合產生二氧化氯水溶液(酸鹼值由2.2提升至接近中性)。此時，該第二混合槽43所配置之可調式溫度感測器(或該電解槽1與該第二混合槽43所配置之可調式溫度感測器)如果溫測高於預設值(較佳是8至11℃，更佳是2至3℃)則發訊電控設備(未圖示)以令冷卻劑供應泵73將冷卻劑泵送前往降溫，流入該螺旋狀環流通道之冷卻劑流進行螺旋狀環流式之全面性流動降溫，直至前述裝置上之可調式溫度感測器之高溫訊息消除才停止。在電解槽1產氣及抽氣泵412抽氣作業過程中，如果電控單元設備再度接收可調式溫度感測器之溫昇訊息，將重複上述之動作，再度令冷卻劑供應泵73將冷卻劑泵送前往第二混合槽43冷卻降溫。而在此次電解作業開始的同時，供水裝置6同時也重新進行將純水進行處理步驟，再次將供水源所提供的純水進行處理而成為一經處理的純水而輸出至該第二混合槽43’，藉以預備另一組電解 工作機組(路線Y)使用。同樣的，本實施例可以多組的該電解槽1與該第二混合槽43的組合搭配多組的該電解槽1與該第二混合槽43’的組合於路線X、Y加以切換，整個作業過程將合理化與高效率化的進行。

此外，進行連續生產前述的二氧化氯作業時，電解液於攪伴混合達到所需的酸鹼濃度後，排至儲存桶槽存放而於電解作業開始時再供料至電解槽。請參考第2圖，於電解作業中，若監測到電解液之酸鹼濃度低於設定值時，打開供料閥時，也同步打開電解槽下方之廢液排放閥，以此順序啟動雙速馬達做電解液的供料及補充供料之速率調整，至供料時間結束時，才反順序先關閉雙速馬達、廢液排放閥、電解液供料閥。換言之，本創作之電解液由儲存桶槽自動加料時，其下方同步做排放廢液。或由液位控制器控制預定排放量之液位，關閉下方之廢液排放閥，才開啟上方之雙速馬達，微量加料至滿電解液液位再關閉雙速馬達。或，一面加料、一面電解，加料速度由雙速馬達微量加料而控制，其廢液排放管以液位原理，加多少量的電解液就排多少量的廢液。

因此，本創作具有以下之優點：

1.藉由本創作之離子吸收裝置、陽離子吸附膜以及具有5μm至30μm的過濾精度的進氣管而將所產生之二氧化氯進行處理，配合該離子吸收裝置能以並聯或串聯加以設置，而使二氧化氯水溶液中的副產物降(致癌物)到最低，也讓二氧化氯本身的強氧化效果得以維持且最佳化。

2.本創作將設置有溢流口的第一混合槽與接收第一混合槽的成品儲槽的組合與電解相關裝置加以配置，而能在固定時間產生量較多的二氧化氯水溶液，藉此因應需要較低純度的工業用二氧化氯水溶液之生產的需求。

3.本創作將設置有抽氣口的第二混合槽與電解相關裝置加以配置，藉由虹吸作用的原理而能在固定時間產生高純度、食品級的二氧化氯水溶液，藉此因應需要較高純度的用食品二氧化氯水溶液之生產的需求。

4.藉由方向閥的轉換，設置有溢流口的第一混合槽、接收第一混合槽的成品儲槽與電解相關裝置的組合以及設置有抽氣口的第二混合槽與電解相關裝置的組合兩者可以快速轉換，藉此有效因應不同生產情況。

5.藉由設置具有複數段之螺旋狀環流通道於第一混合槽、第二混合槽與成品儲槽的外週緣，使得二氧化氯水溶液成品的溫度能有效維持在11℃以下，使得本創作的二氧化氯製程不會一面生產、一面損失。

6.依照本創作的配置，本創作的電解機組於進行電解作業時能同時將暫時停機的另一組機組的混合槽進行以其中之殘留二氧化氯氣體的排放，藉以大幅減少工廠的工作人員吸入殘留二氧化氯氣體的風險。

以上所述乃是本創作之具體實施例及所運用之技術手段，根據本文的揭露或教導可衍生推導出許多的變更與修正，若依本創作之構想所作之等效改變，其所產生之作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之實質精神時，均應視為在本創作之技術範疇之內，合先陳明。

依上文所揭示之內容，本創作確可達到創作之預期目的，提供一種生產二氧化氯水溶液的系統，具有產業利用與實用之價值無疑，爰依法提出新型專利申請。

Claims (9)

1. 一種生產二氧化氯水溶液的系統，包括：一電解槽，其供以電解方式生產二氧化氯蒸氣；一汽水分離裝置，其是與該電解槽連接，供將該二氧化氯蒸氣進行汽水分離處理以產生一二氧化氯氣體；一第一混合槽，其是與該汽水分離裝置連接而供接收並將該二氧化氯氣體與純水進行混合，以產生一二氧化氯水溶液。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其更包括一冷凝裝置，其是與該汽水分離裝置連接，供將該二氧化氯氣體進行降溫，以產生一經降溫處理之二氧化氯氣體；其中該第一混合槽是與該冷凝裝置連接而供接收並將該經降溫處理後之二氧化氯氣體與純水進行混合，以產生該二氧化氯水溶液。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其更包括一成品儲槽，其是與該第一混合槽連接而供接收並儲存由該第一混合槽所流出之該二氧化氯水溶液。
4. 如申請範圍第1項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其更包括一抽氣裝置且其中該第一混合槽設有一抽氣口，該抽氣裝置是與該第一混合槽之該抽氣口連接而供對該第一混合槽進行抽氣。
5. 如申請專利範圍第1或4項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其中該電解槽更包括一陽離子吸附膜，該陽離子吸附膜是設於一電極之周圍而供吸附該電解槽中之帶負電離子。
6. 如申請專利範圍第1或4項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其中該第一混合槽是以一進氣管而與該汽水分離裝置連接，其中該進氣管是由鈦粉成型且具有5μm至30μm的過濾精度，而供抽取該二氧化氯氣體。
7. 如申請專利範圍第1或4項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其更包括一供水裝置，供與該第一混合槽連接而提供純水至該第一混合槽。
8. 如申請專利範圍第1或4項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其更包括一溫控系統，該溫控系統包含：複數個螺旋狀環流通道，其是分別設於該第一混合槽及該電解槽的外周緣，且具有彼此隔開的複數區段，且其中每一段是設有至少一冷卻劑流入口；一冷卻劑供應單元，其是用於提供一冷卻劑而經由該冷卻劑流入口而流入該等螺旋狀環流通道中至少一者；藉此，當來自該冷卻劑供應單元的該冷卻劑經由該冷卻劑流入口流通該等螺旋狀環流通道時，得以使該第一混合槽及該電解槽有效降溫。
9. 如申請專利範圍第1、2或4項所述之生產二氧化氯水溶液的系統，其更包括一離子吸收裝置，供設於該電解槽與該汽水分離裝置之間，以吸收來自該電解槽之該二氧化氯蒸氣中的離子。