KR20110078158A - Effective electrolysis method of seawater - Google Patents

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KR20110078158A
KR20110078158A KR1020090134895A KR20090134895A KR20110078158A KR 20110078158 A KR20110078158 A KR 20110078158A KR 1020090134895 A KR1020090134895 A KR 1020090134895A KR 20090134895 A KR20090134895 A KR 20090134895A KR 20110078158 A KR20110078158 A KR 20110078158A
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김흥락
이경일
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

PURPOSE: A method for electrolyzing seawater is provided to prevent the formation of scales on electrodes by eliminating metal components forming the scales during a seawater electrolyzing process. CONSTITUTION: A reverse osmosis process and a capacitive deionizing process are successively implemented with respect to seawater in order to eliminate metal components including magnesium and calcium from the seawater before the seawater is introduced into an electrolyzing bath(20). Micro bubbles are added to the seawater through the capacitive deionizing process. A manganese oxide electrode is arranged in the electrolyzing bath.

Description

효율적인 해수의 전기분해 방법{Effective Electrolysis Method of Seawater}Effective Electrolysis Method of Seawater

본 발명은 전극에 대한 스케일 형성이 방지되는 효율적인 해수의 전기분해 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 전처리에 의해 해수의 전기분해시 전극에 스케일을 형성하는 금속성분을 제거하므로써 전극에서의 스케일 형성이 방지되는 효율적인 해수의 전기분해 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an efficient method of electrolyzing seawater in which scale formation on the electrode is prevented. More specifically, the present invention relates to an efficient electrolysis method of seawater in which the formation of scale at the electrode is prevented by removing the metal component forming the scale at the electrode during electrolysis of seawater by pretreatment.

해수의 전기분해로 인하여 전해조의 양극에서는 산소 및 염소가스가 그리고 음극에서는 수소가 발생하며, 양극 및 음극에서 발생하는 산소, 염소 및 수소는 각각 다양한 산업에 유용하게 이용된다. Due to the electrolysis of seawater, oxygen and chlorine gas are generated at the anode of the electrolytic cell and hydrogen is generated at the cathode. Oxygen, chlorine and hydrogen generated at the anode and cathode are useful in various industries.

구체적으로 해수의 전기분해시, 양극 및 음극에서의 다음과 같은 반응에 의해, 양극에서는 산소와 염소가스가 그리고 음극에서는 수소가 발생한다. 즉, 음극에서는 물로부터 수소와 OH- 이온이 생성되고, OH- 이온은 전해조내의 격막을 통과하여 양극으로 이동하며 양극에서 물과 산소가 생성된다. Specifically, during electrolysis of seawater, oxygen and chlorine gas are generated at the anode and hydrogen at the cathode by the following reactions at the anode and cathode. That is, in the cathode, hydrogen and OH - ions are generated from water, OH - ions pass through the diaphragm in the electrolytic cell to the anode, and water and oxygen are produced at the anode.

(양극) (anode)

2Cl- → Cl2 + 2e- 2Cl - → Cl 2 + 2e -

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClOCl 2 + H 2 O ↔ HCl + HClO

H2O → 1/2 O2 ↑ + 2H+ + 2e- H 2 O → 1/2 O 2 ↑ + 2H + + 2e -

(음극) (cathode)

2H2O + 2e- → H2 ↑ + 2OH- 2H 2 O + 2e - → H 2 ↑ + 2OH -

Na+ + e- → NaNa + + e - → Na

Na + H2O → NaOH + 1/2 H2 Na + H 2 O → NaOH + 1/2 H 2

그러나 해수 중에는 염소 및 나트륨 이외에 마그네슘, 황, 칼슘 등이 다량 포함되어 있으며, 이들은 음극에서 발생하는 수산이온과 반응하여 금속수산화물을 형성한다. 이러한 금속수산화물(스케일)은 음극 전극표면에 부착 및/또는 석출되어 전해조의 성능을 떨어뜨린다. 이들 스케일을 형성하는 금속성분 중 특히, 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 스케일이 석출된다. 이러한 스케일의 형성으로 인하여 구체적으로는 전극의 수명 및 전해효율이 감소될 뿐만 아니라, 이러한 스케일들이 석 출되면 전기분해에서 일정전류를 흐르게 하는 전압이 상승하므로 전해조의 효율성을 낮아지고 전기에너지 사용양이 중가되며, 전극 사이의 간격에도 영향을 미치게 되므로 전해조의 안정성이 또한 문제시된다. 따라서, 양극 및 음극에서 발생되는 가스의 생산량 또한 저하된다. However, seawater contains a large amount of magnesium, sulfur, calcium, etc. in addition to chlorine and sodium, and these react with the hydroxide ions generated at the cathode to form metal hydroxides. Such metal hydroxides (scales) adhere to and / or precipitate on the surface of the cathode electrode, thereby degrading the performance of the electrolytic cell. Among the metal components forming these scales, in particular, a scale containing magnesium (Mg) and calcium (Ca) is precipitated. Due to the formation of such scales, in particular, the lifetime and the electrolytic efficiency of the electrode are not only reduced, but when these scales are precipitated, the voltage for flowing a constant current in the electrolysis increases, thereby lowering the efficiency of the electrolyzer and increasing the amount of electric energy used. The stability of the electrolyzer is also a problem because it increases the weight and affects the spacing between the electrodes. Thus, the amount of gas produced at the anode and cathode is also lowered.

또한, 이러한 스케일의 발생으로 인하여 전해조의 가동이 중단되고 심한 경우에는 고가의 전극을 교체하거나 수리해야 한다. 따라서, 해수의 전기분해에 앞서, 해수중의 스케일 형성물질을 미리 제거하는 것이 바람직하다. In addition, due to the generation of these scales, the electrolyzer is shut down and, in severe cases, expensive electrodes need to be replaced or repaired. Therefore, prior to electrolysis of seawater, it is desirable to remove scale forming substances in seawater in advance.

본 발명은 일 구현에 있어서, 상기 스케일의 형성원인이 되는 해수중의 금속성분을 미리 제거하는 해수의 전기분해 방법을 제공하는 것이다. In one embodiment, the present invention provides a method for electrolyzing seawater, which removes metal components in seawater, which is the cause of formation of the scale in advance.

본 발명은 다른 구현에 있어서, 전극에서의 스케일 형성이 방지되는 해수의 전기분해 방법을 제공하는 것이다. In another embodiment, the present invention provides a method of electrolyzing seawater, in which scale formation at an electrode is prevented.

본 발명은 또 다른 구현에 있어서, 수소, 산소 및 염소 가스가 안정적으로 그리고 고효율로 얻어지는 해수의 전기분해 방법을 제공하는 것이다. In another embodiment, the present invention provides a method of electrolyzing seawater in which hydrogen, oxygen, and chlorine gas are stably and efficiently obtained.

나아가, 본 발명은 또 다른 구현에 있어서, 장기간 동안 안정적으로 운전될 수 있는 해수의 전기분해 방법을 제공하는 것이다. Furthermore, in another embodiment, the present invention provides a method of electrolyzing seawater, which can be stably operated for a long time.

추가적으로, 본 발명의 또 다른 구현에 있어서, 전극에서 발생하는 가스의 양을 조절할 수 있는 해수의 전기분해 방법을 제공하는 것이다. In addition, in another embodiment of the present invention, to provide an electrolysis method of seawater that can adjust the amount of gas generated from the electrode.

본 발명의 일 견지에 의하면,According to one aspect of the invention,

전해조를 이용한 해수의 전기분해방법에 있어서, In the electrolysis method of seawater using an electrolytic cell,

해수를 상기 전해조에 도입하기 전에, 역삼투공정(RO) 및 축전식 탈이온공정(CDI) 처리를 순차적으로 행함을 특징으로 하는 해수의 전기분해방법이 제공된다. Before introducing seawater into the electrolytic cell, there is provided a method of electrolyzing seawater, characterized in that a reverse osmosis process (RO) and a capacitive deionization (CDI) process are performed sequentially.

본 발명에 의한 해수의 전기분해방법에 있어서, 해수를 전기분해하기 전에 역삼투공정(RO) 및 축전식 탈이온공정(CDI)를 통해 순차적으로 연속하여 처리하므로써 해수의 전기분해시, 스케일 형성 원인이 되는 해수중의 마그네슘, 칼슘등의 금속성분이 제거된다. 따라서, 이후, 전해조에서 해수의 전기분해시, 전극에서의 스케일 형성이 방지된다. 또한, 전해조에 유입되는 CDI 공정처리된 해수에 마이크로 버블을 도입하므로써, 마이크로 버블에 의해 스케일 형성 금속이온들의 전극에 대한 흡착이 방지되므로, 전극에 대한 스케일 형성이 추가적으로 더욱 방지된다. 따라서, 본 발명에 의한 방법으로 안정적으로 장시간동안 해수를 전기분해 할 수 있다. 뿐만 아니라, 전극에서의 수소, 산소 및 염소 가스의 발생 효율 또한 개선된다. 나아가, 선택적 전극을 사용하므로써, 양극 및 음극에서 얻고자 하는 가스의 종류에 따른 양을 효율적으로 제어할 수 있다. In the electrolysis method of seawater according to the present invention, the scale is formed during electrolysis of seawater by sequentially treating the seawater sequentially through reverse osmosis (RO) and capacitive deionization (CDI) before electrolyzing seawater. Metallic components such as magnesium and calcium in seawater are removed. Therefore, during electrolysis of seawater in the electrolytic cell, scale formation at the electrode is prevented. In addition, by introducing the microbubble into the CDI-processed seawater flowing into the electrolytic cell, the adsorption of scale-forming metal ions to the electrode by the microbubble is prevented, thereby further preventing the formation of scale on the electrode. Thus, the method according to the present invention can stably electrolyze seawater for a long time. In addition, the generation efficiency of hydrogen, oxygen and chlorine gas at the electrode is also improved. Furthermore, by using the selective electrode, it is possible to efficiently control the amount according to the type of gas to be obtained in the anode and cathode.

본 발명은 종래 해수의 전기분해시, 전극에서의 스케일 형성을 방지하기 위해 제안된 것으로, 해수를 전해조에 도입하기 전에, 해수를 역삼투공정(RO) 및 축전식 탈이온공정(CDI)를 통해 순차적으로 연속하여 처리하므로써 해수중에서 스케일 발생 원인이 되는 금속성분, 예를들어, 마그네슘 및 칼슘 및 기타 불순물을 제거함을 기술적 특징으로 한다. 이와 같이, 전기분해 전에, 스케일 발생의 원인이 되는 금속성분 및 불순물을 제거하므로써, 전기분해시 스케일 형성이 방지된다. The present invention has been proposed to prevent the formation of scale at the electrode during the electrolysis of seawater, before introducing the seawater into the electrolytic cell, the seawater through a reverse osmosis (RO) and a capacitive deionization (CDI) It is a technical feature to remove metal components, such as magnesium, calcium and other impurities, which cause scale generation in seawater by sequentially treating them sequentially. In this way, before the electrolysis, the formation of scale during electrolysis is prevented by removing the metal component and impurities which cause scale generation.

나아가, 본 발명에 의한 해수의 전기분해방법에서는 전해조에 유입되는 CDI 공정처리된 해수에 마이크로 버블을 도입하므로써, 마이크로 버블에 의해 스케일 형성 금속이온들의 전극에 대한 흡착이 방지되므로, 전극에 대한 스케일 형성이 추가적으로 더욱 방지됨을 특징으로 한다. Furthermore, in the electrolysis method of seawater according to the present invention, the microbubble is introduced into the CDI-processed seawater flowing into the electrolytic cell, thereby preventing the adsorption of scale-forming metal ions to the electrode by the microbubble, thereby forming scale on the electrode. It is further characterized by further prevention.

또한, 선택적 전극을 사용하므로써, 양극 및/또는 음극에서 발생하는 가스의 종류에 따른 발생양을 제어함을 기술적 특징으로 한다. In addition, by using the selective electrode, it is characterized by controlling the amount of generation according to the type of gas generated in the anode and / or cathode.

도 1에 전해조를 이용한 종래의 해수의 전기분해 개념을 나타내었다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전해조(10)에 해수(A)가 유입되며, 해수는 전해조(10)내의 전기분해되어 양극(12)에서는 산소와 염소 가스가 발생되며, 음극(13)에서는 수소가 발생되고 전해처리된 해수는 배출(B)된다. 한편, 전해조(10)은 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 일반적으로 분리막(11), 양극(12), 음극(13), 산소가스 및/ 염소가스 배출구(14) 및 수소가스 배출구(15)등을 포함하여 이루어진다. 1 shows a concept of electrolysis of conventional seawater using an electrolytic cell. As shown in FIG. 1, seawater A is introduced into the electrolytic cell 10, and the seawater is electrolyzed in the electrolytic cell 10 to generate oxygen and chlorine gas at the anode 12, and hydrogen at the cathode 13. Is generated and the electrolyzed seawater is discharged (B). On the other hand, the electrolytic cell 10 is not limited thereto, but, for example, generally, the separator 11, the anode 12, the cathode 13, the oxygen gas / chlorine gas outlet 14, and the hydrogen gas outlet 15. Etc.)

본 발명에 의한 해수의 전기분해 방법은 종래 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있 는 어떠한 전해조를 이용한 어떠한 해수의 전기분해 방법에 적용될 수 있는 것으로, 해수를 전해조에 도입하기 전에, 순차적으로 연속하여 1차적으로 역삼투공정(RO, Reverse Osmosis)처리하고 그 후에 2차적으로 축전식 탈이온공정(CDI, Capacitive Deionization)처리 한다. The electrolysis method of seawater according to the present invention can be applied to any seawater electrolysis method using any electrolyzer which is generally known in the art, and sequentially and sequentially before introducing the seawater into the electrolyzer. Reverse osmosis (RO) treatment and then capacitive deionization (CDI).

역삼투 공정(RO)은 반투막(Semi-permeable Membrane)과 삼투압을 이용하여 해수에 용해되어 있는 용질을 제거하여 순도가 높은 담수를 얻는 방법으로 일반적으로 알려져 있으며, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 역삼투압 모듈, 고압펌프, 유입수라인, 유출수라인, 투과수라인 및 역세라인등을 기본적인 구성으로 포함한다. 본 발명에 의한 해수의 전기분해 방법에서 해수는 1차적으로 RO 공정처리되므로써 해수중의 스케일 형성 원인이 되는 금속성분 및 불순물이 제거된다. Reverse osmosis process (RO) is generally known as a method of obtaining high purity fresh water by removing the solute dissolved in seawater using a semi-permeable membrane and osmotic pressure, but is not limited thereto. Including basic osmosis module, high pressure pump, influent line, effluent line, permeate line and backwash line. In the electrolysis method of seawater according to the present invention, the seawater is primarily subjected to a RO process to remove metal components and impurities that cause scale formation in seawater.

축전식 탈이온 공정에서는 해수가 축전식 탈이온 공정장치를 통과함에 따라, 탈이온 전극의 Mg 및 Ca 이온에 대한 흡착능에 의해 해수중의 상기 스케일 형성물질 및 불순물이 추가적으로 또한 제거된다. 축전식 탈이온 공정은 탈이온 전극모듈 및 정전압 인가장치를 기본적인 구성으로 포함한다. In the capacitive deionization process, as the seawater passes through the capacitive deionization apparatus, the scale-forming substance and impurities in the seawater are further removed by the adsorption capacity of Mg and Ca ions of the deionization electrode. The capacitive deionization process includes a deionized electrode module and a constant voltage applying device in a basic configuration.

상기 역삼투 공정 장치 및 축전식 탈이온 공정장치, 역삼투 공정 및 축전식 탈이온 공정 자체는 이 기술분야에서 일반적인 것으로 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 공정장치 및 공정으로 행할 수 있다. 이와 같이, RO 및 CDI 공정처리된 해수가 전 해조에 유입될 수 있다. The reverse osmosis process apparatus and the capacitive deionization apparatus, the reverse osmosis process and the capacitive deionization process itself are common in the art and can be performed with any process apparatus and process known in the art. As such, seawater treated with RO and CDI processes may flow into the electrolytic bath.

RO 공정에 의해서는 해수중에 존재하는 스케일 형성 금속성분 및 기타 불순물이 다량 제거되므로 해수를 1차적으로 RO 공정처리한 다음에 2차적으로 미량 잔류하는 해수중의 상기 금속성분 및 불순물이 CDI 공정에서 제거된다. 따라서, 본 발명에 의한 방법에서는 RO 및 CDI 공정을 순차적으로 행하는 경우에 의도하는 효과가 달성된다. The RO process removes a large amount of scale-forming metal components and other impurities present in the seawater, so that the metal components and impurities in the seawater remaining in the trace amount after the RO process are first removed after the RO process is first performed. do. Thus, in the method according to the present invention, the intended effect is achieved when the RO and CDI processes are performed sequentially.

또한, 추가적으로, 상기 RO 및 CDI 공정에서 순차적으로 연속하여 처리되고 전해조에 도입되는 해수에 마이크로버블을 유입하므로써 해수의 전기분해시, 전극에 대한 스케일의 흡착이 추가적으로 방지된다. 즉, 마이크로버블은 특성상 버블 외벽이 마이너스(-)로 대전되어 있으므로 해수중의 스케일 형성 원인이 되는 금속성분이 마이크로 버블 표면에 결합된다. 따라서, 전극으로 이동하는 스케일 형성 원인이 되는 금속성분의 양이 감소되며, 이에 따라 전극에서의 스케일 형성이 추가적으로 방지 및/또는 감소된다. 마이크로버블은 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 마이크로버블 형성장치를 이용하여 생성할 수 있다. In addition, by introducing microbubbles into the seawater sequentially processed in the RO and CDI processes and introduced into the electrolyzer, the adsorption of the scale to the electrode is additionally prevented during the electrolysis of the seawater. That is, in the microbubble, since the bubble outer wall is negatively charged (-), the metal component that causes scale formation in seawater is bonded to the surface of the microbubble. Thus, the amount of the metal component which causes scale formation to move to the electrode is reduced, thereby further preventing and / or reducing scale formation at the electrode. Microbubbles can be produced using any microbubble forming apparatus generally known in the art.

한편, 전해조에서 전극은 종래 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 형태, 크기 및 재질의 전극일 수 있으며, 특히 한정하는 것은 아니다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 상기 전극은 다수의 구멍이 형성된 평편타입, 섬유타입 또는 메쉬 타입 등 일 수 있다. 또한, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 상기 전극은 예를들어, 백금, 이리듐, 스테인레스 스틸, 산화납(PbO2), 산화백금(PtO2), 산화팔라듐(PdO2), 산화이리듐(IrO2), 산화루테늄(RuO2), 산화망간(MnO2), 탄소강, 금, 은, 동, 흑연, 유리질 카본 재질로 된 것이거나 혹은 티타늄에 산화납(PbO2), 산화백금(PtO2), 산화팔라듐(PdO2), 산화이리듐(IrO2), 산화루테늄(RuO2) 또는 산화망간(MnO2) 등을 도금한 것일 수 있다. On the other hand, the electrode in the electrolytic cell may be an electrode of any shape, size and material conventionally known in the art, and is not particularly limited. Although not limited thereto, for example, the electrode may be a flat type, a fiber type or a mesh type having a plurality of holes formed therein. In addition, although not limited thereto, the electrode may be, for example, platinum, iridium, stainless steel, lead oxide (PbO 2 ), platinum oxide (PtO 2 ), palladium oxide (PdO 2 ), iridium oxide (IrO 2 ), Made of ruthenium oxide (RuO 2 ), manganese oxide (MnO 2 ), carbon steel, gold, silver, copper, graphite, glassy carbon or titanium in lead oxide (PbO 2 ), platinum oxide (PtO 2 ), palladium oxide (PdO 2 ), iridium oxide (IrO 2 ), ruthenium oxide (RuO 2 ), or manganese oxide (MnO 2 ) may be plated.

한편, 특정한 전극을 사용하므로써, 양극 및/또는 음극에서 발생하는 가스의 종류에 따른 발생 양을 조절할 수 있다. 예를들어, 산화망간(MnO2)전극을 사용하는 경우에는 양극에서 산소가스가 80-90%로 다량 발생한다. On the other hand, by using a specific electrode, it is possible to adjust the amount generated according to the type of gas generated in the anode and / or cathode. For example, when a manganese oxide (MnO 2 ) electrode is used, a large amount of oxygen gas is generated at 80-90% at the anode.

이하, 본 발명의 구현예에 대하여 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2에 전처리 공정을 포함하는 본 발명에 의한 해수의 전기분해 방법에 대한 개략적인 도면을 나타내었다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 2 shows a schematic view of the electrolysis method of seawater according to the present invention including a pretreatment process.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 해수의 전기분해 방법에서 해수는 1차적으로 RO 공정장치(26)로 유입된다. 그 후, RO 공정에 의해 해수중의 스케일 형성 원인이 되는 금속성분 및 불순물이 1차적으로 제거된다. 이 후, RO 처리된 해수는 연속적으로 그리고 2차적으로 CDI 공정장치(27)에 유입되어 처리되며, CDI 공정에서 탈이온 전극의 금속 이온에 대한 흡착능에 의하여 해수중의 스케일 형성 원인이 되는 금속성분이 추가적으로 제거된다.As shown in FIG. 2, in the electrolysis method of seawater according to the present invention, seawater is first introduced into the RO process apparatus 26. After that, the metal component and impurities which are the cause of scale formation in seawater are first removed by the RO process. Subsequently, the RO treated seawater is continuously and secondarily introduced into the CDI process apparatus 27 and treated, and the metal component that causes scale formation in seawater due to the adsorption capacity of the deionized electrode to the metal ions in the CDI process. This is further removed.

이와 같이, RO 및 CDI 공정을 순차적으로 행하여 해수중의 스케일 형성 금속성분이 제거된 해수를 이용하여 전기분해 하므로써, 전기분해시 전극에 대한 스케일 형성이 방지된다. As such, the RO and CDI processes are sequentially performed to perform electrolysis using seawater from which the scale-forming metal component in seawater has been removed, thereby preventing scale formation on the electrode during electrolysis.

나아가, 추가적으로, RO 및 CDI 공정처리된 후, 전해조(20)에 도입되는 해수에 마이크로버블 처리장치(28)를 사용하여 나노크기의 마이크로버블이 첨가될 수 있다. 즉, 마이크로버블을 포함하는 해수가 전해조(20)에 유입된다. 상기한 바와 같이, 표면이 마이너스(-)로 대전된 마이크로 버블에 스케일 형성 발생원인이 되는 금속이온이 부착되며, 이에 따라, 전극에서의 스케일 석출이 추가적으로 방지될 수 있다. Further, after the RO and CDI processes, nanoscale microbubbles may be added to the seawater introduced into the electrolytic cell 20 using the microbubble processing apparatus 28. That is, the seawater including the microbubble flows into the electrolytic cell 20. As described above, metal ions, which cause scale formation, are attached to the microbubble of which the surface is negatively charged, and thus, precipitation of scale on the electrode can be further prevented.

추가적으로, 본 발명에 의한 해수의 전기분해 방법에서는 전해조(20)중의 전극(22 및 23)으로 특정한 전극을 사용하므로써, 양극(22) 및 음극(23)에서 발생하는 가스의 양을 조절할 수 있다. In addition, in the electrolysis method of seawater according to the present invention, by using a specific electrode as the electrodes 22 and 23 in the electrolytic cell 20, the amount of gas generated in the anode 22 and the cathode 23 can be adjusted.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following Examples do not limit the present invention.

실시예 1Example 1

도 2에 도시한 바와 같은 해수의 전기분해 시스템을 이용하여 해수를 전기분해하였다. 먼저 해수는 RO공정장치(26)에 15 ℓ/분의 속도로 유입되어 1차적으로 해수중의 스케일 형성 금속성분 및 불순물을 제거하였다. 그 후, RO처리된 해수는 CDI 공정장치(27)에 도입되며, 여기서 2차적으로 스케일 형성 금속성분 및 불순물을 제거하였다. 그 후, CDI 처리된 해수를 전해조(20)에 도입하였다. 전해조(20)에는 크기가 2㎝ x 2㎝이고 티타늄에 산화백금(PtO2)이 코팅된 한쌍의 평판형 전극이 사용되었다. 양극(22)과 음극(23)의 간격은 6㎜로 하였다. Seawater was electrolyzed using an electrolysis system of seawater as shown in FIG. 2. First, seawater was introduced into the RO process apparatus at a rate of 15 l / min to primarily remove scale-forming metal components and impurities in seawater. Thereafter, the RO treated seawater is introduced into the CDI processing apparatus 27, where the scale forming metal component and the impurities are secondarily removed. Thereafter, CDI treated seawater was introduced into the electrolytic cell 20. In the electrolytic cell 20, a pair of flat electrodes having a size of 2 cm x 2 cm and coated with platinum oxide (PtO 2 ) on titanium was used. The space | interval of the positive electrode 22 and the negative electrode 23 was 6 mm.

전해조에는 34 A/㎡의 전류밀도로 전기를 가하고 전해질로는 상기 전기분해되는 해수를 사용하여 1주일간 전기분해 하였다. 상기와 같이, RO 및 CDI 공정처리한 해수를 전기분해하는 경우에는, 1주일간의 전기분해 후에도, 전극에 스케일이 형성되지 않음을 육안으로 확인할 수 있었다. 그러나, RO 및 CDI 공정처리하지 않은 것을 제외하고는, 상기한 바와 동일한 조건으로 해수를 전기분해하는 경우에는 1주일 경과시 전극에 스케일이 형성됨을 육안으로 관찰할 수 있었다. The electrolyzer was subjected to electricity at a current density of 34 A / m 2 and electrolyzed for one week using the electrolyzed seawater. As described above, in the case of electrolyzing the seawater subjected to the RO and CDI processes, it was visually confirmed that no scale was formed on the electrode even after one week of electrolysis. However, except that the RO and CDI process was not treated, it was observed visually that scale was formed on the electrode after one week when the seawater was electrolyzed under the same conditions as described above.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 조건으로 해수를 RO 및 CDI 공정처리하였다. 그 후, 전해조(20)에 도입되는 CDI 처리된 해수에 도 2에 도시한 바와 같이 마이크로 버블 처리장치(28)를 사용하여 마이크로 버블을 도입하였다. 그 후, 상기 실시예 1과 동일한 방법 및 전해조(20)내에 마이크로 버블이 도입된 상태의 해수를 15 ℓ/분의 유입속도로 도입하였다. 전해조(20)에 34 A/㎡의 전류밀도로 전기를 가하여 분해하였다. 마이크로 버블을 추가한 본 실시예의 경우에도 또한, 1주일간의 전기분해 후에도, 전극에 스케일이 형성되지 않음을 육안으로 확인할 수 있었다. Seawater was treated with RO and CDI under the same conditions as in Example 1. Thereafter, microbubbles were introduced into the CDI treated seawater introduced into the electrolytic cell 20 using the microbubble treatment apparatus 28 as shown in FIG. Thereafter, the same method as in Example 1 and the seawater with the microbubble introduced into the electrolytic cell 20 were introduced at an inflow rate of 15 l / min. The electrolytic cell 20 was decomposed by applying electricity at a current density of 34 A / m 2. In the case of the present example in which the microbubble was added, it was also visually confirmed that no scale was formed on the electrode even after one week of electrolysis.

도 1은 종래 전해조를 이용한 해수의 전기분해방법을 나타내는 도면이며,1 is a view showing an electrolysis method of seawater using a conventional electrolytic cell,

도 2는 본 발명에 의한 전기분해방법을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing an electrolysis method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the Related Art [0002]

10, 20... 전해조 11, 21 ... 분리막10, 20 ... electrolyzer 11, 21 ... separator

12, 22... 양극 13, 23... 음극 12, 22 ... anode 13, 23 ... cathode

14, 24... 산소 및/또는 염소 배출구 15, 25... 수소 가스 배출구14, 24 ... oxygen and / or chlorine outlet 15, 25 ... hydrogen gas outlet

26... RO 공정장치 27... CDI 공정장치26 ... RO process equipment 27 ... CDI process equipment

28... 마이크로버블 처리장치 28 ... microbubble processing unit

A... 유입수 B... 전해 처리수 A ... Influent B ... Electrolyzed Water

Claims (3)

전해조를 이용한 해수의 전기분해방법에 있어서, In the electrolysis method of seawater using an electrolytic cell, 해수를 상기 전해조에 도입하기 전에, 역삼투공정(RO) 및 축전식 탈이온공정(CDI)를 순차적으로 행함을 특징으로 하는 해수의 전기분해방법. A method of electrolysis of seawater, characterized in that a reverse osmosis step (RO) and a capacitive deionization step (CDI) are carried out sequentially before seawater is introduced into the electrolytic cell. 제 1항에 있어서, 상기 전해조에 도입되는 상기 축전식 탈이온공정 처리된 해수에 마이크로버블을 추가함을 특징으로 하는 해수의 전기분해방법. 2. The electrolysis method of seawater according to claim 1, wherein microbubbles are added to the seawater subjected to the capacitive deionization process introduced into the electrolytic cell. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 전해조 내에는 산화망간(MnO2) 전극이 구비됨을 특징으로 하는 방법. The method according to claim 1 or 2, wherein the electrolytic cell is provided with a manganese oxide (MnO 2 ) electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101145864B1 (en) * 2011-11-02 2012-05-17 (주) 테크로스 Diffuser equipped with a high-efficiency electrolysis reactor
KR20160049818A (en) 2014-10-28 2016-05-10 두산중공업 주식회사 Forward Osmosis Module and System Using Micro-bubble

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