TW201042090A - The electrolytic system for producing HCLO solution - Google Patents

Description

201042090 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種電解***，更具體地說，涉及一種用於製備次氣酸 水的電解系統，將鹽酸予以電解生成氣氣，用水來混合所生成的氯氣， 以生成含有次氯酸的次氣酸水。 【先前技術】 次氣酸水為酸性電解水，含有次氯酸分子（HC1〇)，是一種pH為 5. 0〜6_ 5、有效氣濃度為10-3〇mg/L的水’這種次氣酸水具有較强的氧化 能力和快速殺滅微生物的作用。現有製備次氣酸水的電解系統包括電解 槽、自來水供應管路以及次氣酸水排出管路，自來水供應管路向電解槽 内供應添加了食鹽Nacl的自來水，電解槽内設有的陰、陽兩極電解片， 並設有離子隔膜，由離子隔膜將電解槽的陽極侧和陰極侧分開，其製備 原理是：將添加了食鹽Nacl的自來水，通過該帶有離子隔膜的電解槽電 解而成’由於離隔膜將電解槽的陽極侧和陰極侧分開，陽由氣離子C1_ 生成氣氣，然後進一步與H20反應生成鹽酸和次氯酸HC1〇，使從陽極槽 得到的水含10-50mg/L有效氣，然後再通過次氣酸水排出管路排入次氣 酸水容器。 然而，現有用於製備次氯酸水的電解系統主要存在下述問題：（1) 採用添加了食鹽Nacl的自來水為原料，需要利用帶有離子隔膜的電解槽 生成次氯酸水’錢離子隔朗價格昂貴，電解過程中容易堵塞，影響 電$效率；並且’現有的双槽隔膜式電解方式在生產過程中，陽極槽得 到-人氣酸水’陰極槽就得到等量的碱性水，而碱性水的利用價值低；（2) 電解過程中，高電流會通過電解片而產生熱量，熱量會增加電解片的阻 抗’使得電流流量減低，影魏氣的產生量，進而影響次氣酸水的生成 $率’（3)氣氣與水在電解槽中混合，但會存在少量的氣氣没有與水混 合’影響魏酸水的錢效率；⑷水流量、電解液流量 及次氣酸水的 有得财效_ ’使得所生成次紐水不符合押值的要求因 而有必要對現有_於製備次氯酸水的電解祕進行改進。 201042090 【發明内容】 電解’針對上述現有用於製備次氯酸水的 電=統，採用添加了食版1的自來水為原料，次氣酸水的生成率不 =的缺點’提供-種麟製備次氣酸水的電解祕，驗與自來: 為原料，能够有效提高次氯酸水的生成率。 本發明解决其技姻題所_的技财案是··提供—種驗製備·欠 氯酸水的電解系統’包括：電解槽、自來水供鮮路、次績水排出管 路、鹽酸供應管路以及與電解槽電性連接智能控制器；

Ο 所述電解槽内分隔形成有用於容納鹽酸電解液的内槽及用於流通自 來水的外槽’所述内槽内設有陰、陽兩極電解片，其下端開設有用於引 入鹽酸電解_電解液流人孔，上賴設有齡槽相連通的氣氣排出 口，所述外槽的下觸設有用於流人自來水的進水孔，其上側開設有用 於流出次氯酸水的出水孔； 所述自來水供應管路的一端設有入水口用於連接入水管，另一端連 接所述進水孔； 所述鹽酸供應管路的一端連接用於儲存鹽酸的鹽酸容器，另一端連 接所述電解液流入孔； 所述次氯酸水排出管路的一端連接所述出水孔，另一端設有出水口 用於連接次氣酸水容器或直接使用。 在本發明所述的用於製備次氣酸水的電解系統中，所述自來水供應 管路沿水流方向順序設有調壓閥、水壓表、過濾閥、兩通閥'限流器、 流量计以及單向閥，所述智能控制器與兩通閥及流量計電性連接，以對 水流流量進行實時監控。 在本發明所述的用於製備次氣酸水的電解系統中，所述鹽酸供應管 路上設有液體泵，所述智能控制器與液體泵電性連接，以對電解液流量 進行實時監控。 在本發明所述的用於製備次氯酸水的電解系統中，所述次氣酸水排 出管路上設酸碱感應器，所述智能控制器與酸域感應器電性連接，以對 201042090 次氣酸水的酸妨進行實時監控。 在本發明所述的用於製備次氯酸水的電解系統中，所述次氣酸水排 : 出管路上進一步設有混合器，所述混合器設於電解槽的出水孔和酸域感 • 應器之間’混合器包括内管及套設内管上的套管，所述内管的上方設有 梳板’所述梳板上開設有數個導孔。 在本發明所述的用於製備次氯酸水的電解系統中，所述氣氣排出口 靠近出水孔設於内槽的上端。 在本發明所述的用於製備次氯酸水的電解系統中，所述氯氣排出口 的設置南度〶於所述出水孔的設置高度。 Ο 。在本發明所述的用於製備次氯酸水的電解***中’所述内槽傾斜2〇 40放置’其中部設有_央電解片’所述中央電解片將内槽分隔為a 區、B區及C區，A區為電解液缓衝區，b區和c區為電解區，所述電解 液流入孔設於A區’所述陰、陽兩極電解片分别位於c區和B區。 在本發明所述的用於製備次氯酸水的電解系統中，所述中央電解片 的下方開設有2〜4mm的流通孑匕。 本發明的用於製備次氣酸水的電解系統的有益效果：（1)採用無隔 膜的電解系統，以來源廣泛、價格低廉的自來水和鹽酸為原料，由於没 有隔膜，操作簡便、生產效率高，且生產過程中，不產生喊性水，可以 〇 大量節約原料；（2)電解系統的電解槽分隔為内槽、外槽，内槽設於外 槽的内部並與外槽密封隔離，内槽容納鹽酸電解液，外槽流通自來水， 鹽酸電解液被電解後生成氣氣從氯氣排出口排出與外槽的自來水相結合 生成次氯酸（HC10) ’且外槽流通的自來水還能够冷却内槽的電解片，^ 够降低電解片的熱量，從而減低電解片的阻抗，避免影響氣氣的生成量。 (3)電解過程中，電解槽傾斜20。〜40°放置，避免電解液的流通不暢。 ⑷氣氣排出口靠近出水孔設置’氣氣排出口的設置高度高於出水孔的 設置高度’氣氣在混合區與自來水混合生成次氣酸，避免了鹽酸電解液 被自來水稀釋，且能穩定氣氣的排出量。（5)採用智能控制器，以電解 力、電解液流量和水流流量作為智能控制器的控制回路參數，來控制電 201042090 解槽的氣氣生產量，製得最有效的次氯酸水。（7)通過在自來水供應管 路上設置調壓閥、水壓表、過濾閥、兩通閥及限流器可以控制水流的壓 、 力和水流量；設置流量計用於量度水流量並向智能控制器反饋；設置單 向閥用於防止生成的次氯酸水回流。（8)通過在次氣酸水排出管路上設 置混合器，能够增加氣氣與水的混合量，提供次氯酸水的生成效率，通 過設置酸碱感應器，用於測定次氣酸水的PH值並向智能控制器反饋。綜 上所述’本發明的用於製備次氣酸水的電解系統的結構簡單，且能够有 效提高次氣酸水的生成率，所製得的次氣酸水具有殺菌和消毒的環保功 效0 〇 【實施方式】 如第一圖所示，第一圖是本發明優選實施例的用於製備次氣酸水的 電解系統的結構示意圖，第二圖是第一圖中電解槽的結構示意圖；本發 明的用於製備次氣酸水的電解系統，包括：電解槽1、自來水供應管路2、 次氣酸水排出管路3、鹽酸供應管路4以及智能控制器5。 參閱第二圖，第二圖所示是第一圖中電解槽的結構示意圖；所述電 解槽1内分隔形成有用於容納鹽酸電解液的内槽U及用於流通自來水的 外槽12，所述内槽u内設有陰、陽兩極電解片18、19，其下端開設有 用於引入幾酸電解液的電驗流入孔111，上端開設有與外槽12相連通 〇 ❾減排4 σ 112 ;所料槽12釘鋼鮮麟狀自來賴進水孔 121其上側開設有用於流出次氣酸水的出水孔122❶ 一自来水供應管路2的一端設有入水π 21，用於連接入水管（未圖 不）’另-端連接外槽12的進水孔121，用於向電解槽i的外槽12通入 自來水。鹽酸供應管路4的—端連接用於儲存鹽酸電解液的鹽酸容器 41，另—端連接内槽11的電解液流入孔111，用於向電解槽1的内槽11 通^酸。次氣酸水排出管路3的一端連接外槽12的出水孔122，另一 端设有出水口 33連接收納次氣酸水容器（未圖示），用於向次氯酸水容 器中排放次氣酸水。智能控制器5内設有電源概及控繼塊，所述電 源模塊與陰、陽兩極電解片18、19電性連接，提供陰、_極電解片 201042090 18、19直流電壓。 本發明的次氯酸水的生成原理是：以鹽酸電解液（HC1)及自來水 (H20)為原料，電解槽丨的内槽u通過鹽酸供應管路4引入鹽酸電解 液（HC1)，陰、陽兩極電解片18、19接通直流電壓，將鹽酸電解液（HC1) ，解生成氫氣（H2)和氣氣（C12)，電解槽1的外槽12通過自來水供應 管路2引入自來水（H2〇)與氣氣（C12)結合生成鹽酸（HC1)和次氣酸 (HC10) ’通過該電解系統能够製得具有殺菌、環保效果的次氣酸水，可 以作為食物添加劑，或作成消毒液。 參閱第一圖至第八圖’以下就電解系統的各部分結構進行詳述： 參閲第一圖’自來水供應管路2沿水流方向順序設有調壓閥22、水 壓表23、過濾閥24、兩通閥25、限流器26、流量計27以及單向閥28。 所述調壓閥22、水壓表23驗調節水翻壓力；所述過細24用於過 濾自來水中的雜質，所述兩通閥25、限流器26及流量計27用於控制水 流量，其中，兩通閥25及流量計27與智能控制器5電性連接，所述兩 通閥25為電磁閥，通過開啟或關閉控制水流的流通，所述流量計27用 於量度水流量並向智能控彻5反饋;職單_ 28麟防止生成的次 氣酸水從進水孔121處倒流回自來水供應管路2，上述元件可通過現有 技術實現。 鹽酸供應管路4上設有液體泵42，液體泵42與智能控制器5電性 連接，用於向電解槽1的内槽12内泵入鹽酸。 次氣酸水排出管路3上設有酸趟應^ 32，酸碱應^ 32與智能 控制器5電性連接’用於測定次氣酸水的pH值並向智能控制器反饋；值 得一提的疋，如第七圖所示，是第一圖中混合器的結構示意圖，次氣酸 水排出管路3上設魏合n 31 ’齡a 31設於電觸丨的丨水孔122 和酸域感應器32之間，所述混合器31包括内管311及套設内管311上 的套管312，所述内管311内部設有細管315，其上方設有梳板313，所 述梳板313上開設有數個導孔314’經過電解槽i的内槽u電解出的氣 氣在與外槽12巾的水結合後生產次氣酸水，然而，其中少量的氣氣並没 201042090 有混合在水中，通過增加混合器31，氣氣32和水可以在細管315中進 ' 一步的混合’並從導孔314中流出，能够提高次氯酸水的生成效率。 、 參㈣一圖及第人圖，第人®所枝本發明_於製備次氣酸水的 電解裝置的控制原理圖，所述智能控制器5與電解槽j電性連接以對 電解槽1的電解力進行實時控制，智能控制器5與兩通閱25及流量計 27電性連接’以對水流流量進行實時監控，智能控制器5與液體泵犯 電性連接’以電解液流量進行實時監控；智能控制器5與酸碱号犯 電性連接，以對次氣酸水的酸减度進行實時監控，電解力電解‘液流量 和水流流量作為智能控制器的控制回路參數，例如：當入水上、下1動 ¢) 時’智能控制器就對應地增加或減少電解力’來保證次氣酸水中次氣酸 分子（HC1G)的有效#，又如’自來水的軟硬度會影響次驗水生成的 酸喊度’智驗繼賴的增域減少祕餘量或電㈣，來控制電 解出魏氣的量來平衡祕生成的次級水驗雜，_通過智能控 制器5可以控制稿槽生麟需PH_次級水，製得最有效的次氣^ 水，該智能控制器可通過現有技術實現。 本發明的改進之處還在於如何穩定次氣酸水的生成所涉及的電解槽 的具體結構上的改進： θ 一、電解槽的冷却結構’用於冷却電解片。 〇 參閱第二圖及第三圖，如第三圖所示是本發明的用於製備次氯酸水 的電解系統的冷却結構原理圖；所述内槽丨丨的中部形成有用於容納鹽酸 電解液的内部空間，所述陰、陽兩極電解片18、19位於内槽11的兩側。 2述外槽12設于内槽11的外圍，外槽12内形成用於容納自來水的外部 空間’其下側開設有用於流入自來水（Η2〇)的進水孔121，其上侧開設 有用於流出次氣酸水（HC10)的出水孔122，所述進水孔121、出水孔 122與外部空間相連通。 電解過程中，高電流通過電解片而產生熱量，使得電解片的温度上 升’阻抗增加，電流流量減低’影響氯氣的產生量，採用上述結構，將 自來水從外槽12的進水孔121引入外部空間，由於自來水引入到内槽 09 201042090 11的外圍’因而能够有效冷却内槽11中的電解片，降低電解片的阻抗， • 避免影響到氣氣的生成量。 714 • 二、電解槽的生成結構，用於穩定生成次氯酸水。 參閱第二圖、第四圖及第五圖，第四圖是本發明的用於製傷欠氯酸 水的電解系統的生成結構原理圖；所述電解液流入孔111、氣氣排出口 112與内槽11的内部空間相連通，用於排出次氯酸水的出水孔122要接 近氣氣排出口 112，避免因電解槽1内壓力不穩定，而改變氣氣的排出 量，影響自來水和氯氣的混合比例，在本實施例中，所述氣氣排出口 ID 靠近出水孔122設於内槽11的上端，在氣氣排出口 112處為氯氣（C12) Ο 和自來水（H20)的混合區115，氯氣（C12)在混合區115與自來水混 合生成鹽酸（HC1)和次氣酸（HC10)，得到次氯酸水，從出水孔122流 出。 另外’值得一提的是’在正常運作時，鹽酸電解液不會被自來水稀 释’參閱第五圖是本發明的用於製備次氣酸水的電解系統的另一生成結 構原理圖；所述氣氣排出口 112的設高度高於所述出水孔122的設置高 度’圖示中示出了停止自來水供應後，外槽12的水位會降至氣氣排出口 112的平面高度以下’這樣就避免自來水進入内槽^，稀釋電解液。因 而’採用上述結構避免了鹽酸電解液被自來水稀釋》 〇 三、電解槽的結構及放置形式，用於穩定供應鹽酸電解液。 參閱第六圖’第六圖示出了優選實施施例的電解槽的内槽的結構米 意圖。在上述結構的基礎上，本實用新型的内槽U採用多槽式内槽’所 述内槽11的中部設有中央電解片23，所述中央電解片23將内槽11分 隔为A區13、B區14及C區15，A區13為電解液緩衝區，B區14和C 區15為電解區，電解液流入孔Hi設於a區，陰、陽兩極電解片18、 19分别設于C區和B區。中央電解片23的設置可以缓衝鹽酸電解浪 (HC1) ’優化電解效果。在本實施例中，電解槽1傾斜2〇。„40°放爹’ 以使内槽11也傾斜20。〜40。，或者内槽π直接傾斜2〇。〜40。設置。所述 中央電解片23的下方開設有2〜4mm的流通孔231。在電解過程中，電解 201042090 快，祕液他區13進人B區14，然後由B區 ▲m區15 ’ _雜進人b區14 _不足辄道被堵塞， ϋ解液就會從a區13進入c區15，再通過流通孔231對流到b 區14，電解_流通控锻為方便，避免***的電解液多於預算量， 使得次氣酸水較為穩定。

s本發明_於製備次氣酸水的電解祕具有下述特點：⑴採用無 釀的電解祕’以麵廣泛、價格低廉的自來和舰為原料由於没 有隔膜’操作簡便、生產效率高，且生產過程中，不產生.水，可以 大量節約原料；⑵電解系統的電解槽分隔為内槽、外槽，内槽設於外 槽的内部並與外槽密封_，内槽容納紐電解液，外槽流通自來水， 鹽酸電解液被冑麟生成氣氣從減排Λ ϋ翻斜獅自來水相结合 生成次氣酸（HC10)，且外槽流通的自來水還能够冷却内槽的電解片，能 够降低電解片的熱量，從而減低電解片的阻抗，避免影響氣氣的生成量。 (3) 電解過程中，電解槽傾斜2〇。〜4〇。放置，避免電解液的流通不暢。 (4) 氯氣排出口靠近出水孔設置，氣氣排出口的設置高度高於出水孔的 設置南度’氣氣在混合區與自來水混合生成次氯酸，避免了鹽酸電解液 被自來水稀釋’且能穩定氣氣的排出量。（5)採用智能控制器，以電解 力、電解液流量和水流流量作為智能控制器的控制回路參數，來控制電 解槽的氣氣生產量’製得最有效的次氯酸水。（7)通過在自來水供應管 路上設置調壓閥、水壓表、過濾閥、兩通閥及限流器可以控制水流的麗 力和水流量；設置流量計用於量度水流量並向智能控制器反餽；設置單 向閥用於防止生成的次氯酸水回流。（8)通過在次氣酸水排出管路上設 置混合器’能够增加氣氣與水的混合量，提供次氣酸水的生成效率，通 過設置酸碱感應器，用於測定次氣酸水的ΡΗ值並向智能控制器反饋。综 上所述，本發明的用於製備次氣酸水的電解系統的結構簡單，且能够有 效提高次氣酸水的生成率，所製得的次氯酸水具有殺菌和消毒的環保功 效0 以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式’但本發明的保護範圍 11 201042090 並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範 圍内，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之内。 因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。 【圖式簡單說明】 第一圖是本發明的用於製備次氣酸水的電解系統的示意圖； 第二圖是第一圖中電解槽的結構示意圖； 第三圖是第二圖所示的電解槽的冷却結構原理圖； 第四圖是第二圖所示的電解槽的生成結構原理圖；

第五圖是第二圖所示的電解槽的另一生成結構原理圖； 第六圖是第二圖所示的内槽的優選實施例的結構示意圖； 第七圖是第一圖中混合器的結構示意圖； 第八圖是本發明的用於製備次氣酸水的電解系統的控制原理圖。 【主要元件符號說明】 1 電解槽 11 内槽 111流入孑L 112排出口 115混合區 12 外槽 121進水孔 122 出水孔 13 A區 14 B區 15 C區 2 電解片 21 陰極電解片 22 陽極電解片 23 中央電解片 231流通孔 12

Claims (1)

1. 201042090 七、申請專利範圍： -、 1、—種用於製備次氣酸水的電解系統，其特徵在於，包括：電 解槽⑴、自來水供應管路⑵、次氣酸水排出管路（3)、鹽酸供應 : f路⑷从與電觸⑴m連接智馳制器（5); ~述電解槽⑴内分祕成有用於容納鹽酸電解液的内槽 (II) 及甩於流通自來水的外槽（12)，所述内槽（U)内設有陰、 陽兩極電解片’其下端開設有用於引入鹽酸電解液的電解液流入孔 (III) ’上端開設有與外槽（12)相連通的氣氣排出口（112);所述 外槽（12)的下側開設有用於流入自來水的進水孔（121),其上側開 〇 設有用於流出次氯酸水的出水孔（122); 所述自來水供應管路（2)的一端設有入水口（21)用于連 接入水管，另一端連接所述進水孔（121); 所述鹽酸供應管路⑷的-端連接用於赌存鹽酸的鹽酸容 器（41)，另一端連接所述電解液流入孔（ni); 所述次氯酸水排出管路（3)的一端連接所述出水孔（丨22)， 另一端設有出水口（33)。 2、 根據翻要求1所義祕製備次紐水的電解祕，其特 徵在於，所述自來水供應管路⑵沿水流方向順序設有調壓閥（22)、 q 水壓表（23)、過濾閥（24)、兩通閥（25)、限流器（26)、流量計（27) 以及單向閥（28)，所述智能控制器（5)與兩通閥（25)及流量計（27) 電性連接，以對水流流量進行實時監控。 3、 根據權利要求1所述的用於製備次氣酸水的電解系統，其特 徵在於，所述鹽酸供應管路（4)上設有液體泵（42)，所述智能控制 器（5)與液體果（42)電性連接，以對電解液流量進行實時監控。 4、 根據權利要求1所述的用於製備次氣酸水的電解系統，其特 徵在於，所述次氣酸水排出管路（3)上設有酸减感應器（32)，所述 智能控制器（5)與酸碱感應器（32)電性連接，以對次氣酸水的酸 碱度進行實時監控。 5、 根據權利要求4所述的用於製備次氣酸水的電解系統，其特 13 201042090 徵在於，所述次氣酸水排出管路（3)上進一步設有混合器（31)，所 . 述混合器（31)設於電解槽（1)的出水孔（122)和酸喊感應器（32) 之間，包括内管（311)及套設内管（311)上的套管（312)，所述内 • 管（311)内部設有細管（315)，其上方設有梳板（313)，所述梳板 (313)上開設有數個導孔（3U> 6、根據權利要求1所述的用於製備氣酸水的電解***，其特徵 在於，所述氯氣排出口（112)靠近出水孔（122)設於内槽（11)的 上端。 7、根據翻要求丨或6所述_於製備次氣酸水的電解系統， 〇 ❹ 其特徵在于’所述氯氣排出口（⑽的設置高度高於所述出水孔（122) 的設置高度。 , 利要求1所述的用於製備次氣酸水的電解系統，其特 ϋ於内槽〇1)傾斜2『〜4G。放置，其中部設有巾央電解片 I?央電解片（32)將内槽（11)分隔為A區、B區及C區 二於A F Γ衝區B區和C區為電解區’所述電解液流入孔(111〕 °又\椒I陰、陽兩極電解片分别位於C區和B區。 徵在於，所ϋ要求8所述的胁製備魏酸搞電麟統，其特 徵在於所迷中央電解片⑽的下方開設有2♦的流通孔。 14