專利名稱：電解槽的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電餘隋，更*^地，它涉及一種用于生產次氯酸鈉的電解 槽以及生產次氯酸鈉的方法。
次氯酸鈉(NaClO) "^]作消勒'j或"漂白劑"，它#水處理廠中用于 凈化水。在水處理廠中，^^l連續處理的電解槽現場制造次氯酸鈉。次氯酸鈉 也能用于消毒游泳池中的水，游泳池中的7JC需要定期使用消勒'j來處理以確保 7M有適宜品質。"-^:，可以購買到固體結晶形式的次氯酸鈉，并用于消毒用 于游泳池中的水。
在食品制造工廠和超市中，也常見水儲存在儲箱中，以便例如萬一發生自
來7JO^給中斷可以使用它。維持水儲存是有利的，因為自來7jC供給中斷可導致 生產中斷，這會提高成本。至少在英國，通過自來水供^^到工廠或超市的
水可以被認為對于在食品生產中^f^J是il^l清潔的。在^ 1前處理儲存在儲箱 中的7m不常見，因為認為水的品質在儲存期間沒有降f氐。但是，儲箱中儲存
的水可能保存了相當長的時間，因jt沐可能儲存的水可能變得不適合用于某些 生產過程。
次氯酸鈉的現場生產是有利的，以便儲存的7K或游泳池的水f^^求消毒。 但是，水處理廠所使用的電解槽的類型不適用于上i^斤討論的設拖。i^i要是
由于電解槽的;U^寸，以及作為化學反應的副產物而產生的危險氣體(特別是
氫氣)。在例如游泳池或工廠的公共建筑中，例如氫氣的爆炸性氣體的產生^it ^目當大的務t隱患。
氣體的爆炸極p艮;i^氣體的引燃時空氣中的最^^最高濃度。在爆炸極
限的下限以下，氣^fr有的^JL不足以引燃。在爆炸極限的上限以上，潛在的
爆炸性氣體和空氣的混合物密度太大，因此不能引燃。電解槽越小，氣體可以 在其中循環的空間越有限。因此，M限的空間中，氣體的濃度就有更多的機 M過它的爆炸極限下限，因jt匕就傾向于凈皮引燃。i^f吏^f對于小型詔i而言，
現場制造次氯酸鈉;l^問題的。才W本發明的第一方面，我們提供了一種電膽，包括電解絲、電極、
出口和空氣^T7v部件；所述電解容器用于敘內填充該容器iii'J預設水平的液體 電解液；所述電才M于使電流;綠該電解液；所述出口用于允許電解過禾1^斤產 生的氣體離開該g;所述空^^入部件位于l^上鄰i^斤述預it7K平的位置， 用于以預iM率向該容器中導入空氣。
il種i殳計;^有利的，因為電解槽是緊湊的iM^J;i^的，特別^i對于次
氯酸鈉的生產而言。^的空氣盡可肖y^近電解液表面稀釋了任何危險的氣體，
例如氫氣。因此，這種布置極M降f氐了次氯酸鈉生產期間存在于槽中的氫氣 ^^^ 炸#及限下限的危險。
to^，本發明的電觸適合于次氯酸鈉的生產。因此，本發明的電觸 允許相對^的次氯酸鈉d 、^L^L場生產。
^i^，該槽以批量工藝辦。因此，該槽填充電解液，實施電解，然后 排空并重新填充新鮮電解液。生產次氯酸鈉時，電解^Aik水，"-^JL約3 %。
M地，電擬^匕同心。電解槽包括導管，該導管環繞電招JL促 進電解^￡^器循環。
^i^，出口位于電解容器的最高點。^L^預設水平iU在鄰近、但不低
于溢流部件，該溢流部件防止電解^H被ii;l填充。
^i^，溢流部件和空^r入部件共用連接到電解容器的一個管道。to 容器包括電解液輸入部件，該電解液輸入部件適于用新鮮電解液填充電解容器。
因此，生產次氯酸鈉時，鹽水通過該輸入部件被輸A5iJ該容器中，
to^，該g包^t于允許處理過的電解液離開該g的產物輸出部件。 ^it該產物輸出部件與儲存電解過程的產物直至期皮需要的產物儲箱相連接。 該溢流部件也可與該產物儲箱連接。
m^，空氣壓力產生部件連接到產物儲箱，以^it過該空^r入部件將
空氣吹過該產物儲箱并iiA該容器。優逸空氣導A^器的預^it率^^危險氣
體產生的速率iM4擇，這樣，速率需要足夠高以在電解過程期間有效^#釋危 險氣體(一種或多種)。
才Nt本發明的第二方面，我們提供了一種^^本發明第一方面的電解槽生產次氯酸鈉的方法，該方法包括以下步驟 用鹽水電解液填充電解^H至預設水平； ;^o空氣5jM過電解^^面； 在預i殳時間賴:之內對電解液實施電解； 從電解槽提取電解生成的次氯酸鈉。
it個方法;^有利的，因為氫氣的爆炸量的積聚才/^非常低，i^A由于氫氣 一旦離開電解a面，就被空氣^^#釋。此方法以"批量"l^t模錄效操怍。
下面參考所附的附圖，通過僅為例示的方式詳細描ii^發明，附圖中 圖l顯示了本發明電餘隋的一個實施方式的示意圖； 圖2顯示了
圖1所示的實施方式的一個外形圖；而 圖3顯示了圖2的電,的差^座的視圖。
電解槽1顯示在圖1中Jii于通過電解鹽水生產次氯酸鈉，該鹽水-"^:具 有濃度3%的鹽。該槽1以"批量",模^怍，其中填充鹽水(新鮮電解液)， 開始電解，且一旦已經產生足夠艦的次氯酸鈉， #空該槽的電解產物(產 物電解液)。
電HW 1包括具有電極3布置其中的電解絲2，該容器2適于賴環繞該 電極3的鹽水電解液4。該容器2還包括出口 5和空^T入部件6。空^^入部 件6該！在電解液4的表面7JC平附近，電解液4的表面水平由虛線7所表示。
容器2包^"f狀體8，管狀體8具有通氣管10,通氣管10在最高點處P艮定 所述出口。漸縮的錐形部分ll^if氣管10與管狀體8^h在^f^D中，通氣 管10與廢氣系統(未示出)連接。容器2在管狀體2中具有多個端口。上部端 口 12形成空^T入部件6;填充端口 13允許電解液4被引A^絲2中；并且 產物端口 14允許產物電解^^器2被提取。容器2還包括基皿15 (顯示在 圖2和3中)，其通過螺論16與管狀體部分8緊固。螺論16穿艦15并被緊 固到管狀體2上的向外翻轉的法蘭17。密封墊片18位于基座板15和法蘭17 之間。基艦15具有允"i憤電電纜21通過的孔20, :^fr蓋(gland)(未示出) 在電纜21與基皿15之間形成密封。電纜15與電極3適當iik^接(未示出)。
電極3包4錄狀陽極22和管狀陰極23。陰極23具有比該陽極22小的直徑，且陰極23同心地i5J^t陽極22中。電極3適于完全浸^j^電解液4中。
包^f ^L件的導管24安#容器2中，JJt過間隔元件25附著于基座 板15上。間隔元件25 (由虛錄示)允許電解液4從導管24外部的區域27 流到該導管中的區域28， ^#頭26所示。但是，應當理解，電解液4可以以其 它的方向流動。間隔元件25包括十字形的元件，且導管24位于其上，這樣它 的外圍的圓形邊^I^接該十字形元件的臂和其間的空隙。因此，電解液能夠通 過間隔元件25的臂之間的空隙在區域27和28之間流動。應當理解，導管24 的其它iM將允許電解液環繞該管24流動，例如，導管24可以直接附著于基 板15上，且具有鄰i^J^^15環繞周圍^^的多個孔。^it個實施方式中(未 示出)，因為電解液4能夠^Ut導管24中的孔，不需要間隔元件25。導管24 Hfeit于完全浸沒在電解液4中。
上部端口 12和產物端口 14分別通過管道31和32與產物儲箱30連接。當 產物電解^4^ 2排出JL^它作為消射i]等^U之前，該產物儲箱30適于儲 存該產物電解液。該產物儲箱^i^接有空^^入管道33，其引導妙的空U 入槽30、通過管道31、 ^it過空氣腧入部件6iiA^容器2中。通iiX扇34 使輸入的空^t于^H狀態。應當理解，可以使用其它的空氣壓力源，如壓縮 才咸例如來自氣缸的預^i縮過的氣體。產物儲箱30還包括產物輸出口 35，用 于從該產物儲箱30中移出產物。
g2還包括溢流部件。在這個M實施方式中，該溢流部件36包括上部 端口12，因此該溢流部件36和空^T入部件共用該端口 12。當容器2用電解 液4填充時，^f皮填充iiSij預i^7K平7且該溢流部件36iU在鄰近、4S^過該 預設水平7。這既確保了任何超過該預"&7jC平的增加的多余電解^lf被導致流
進產物儲箱30中，"lM角保了輸入的空氣導向該電解液4的表面上。因此，電解 過程中#^1的^{可危險氣體一旦離開電解液4，就^^皮輸入的空氣4^#釋。應當 理解，空氣輸入部件6和溢流部件36可以在不同的端口與該^H連接。無^口 何，由于空氣M過產物儲箱30和管道31 PJUL了一種或多種危險氣^^該 管道31和產物儲箱30,本實施方iOi有利的。
在^fM中，閥(未示出)的打開允許電解液14通艦口 13 ^it^器2中， 容器2被填充直至其ii^預i^7jC平7，使電極3和導管24浸沒于其下，JLL部 端口 12鄰近電解液14的表面。啟動風扇34以傳遞空氣流使其通過電解液的表面，并向電極3Ji^口電^充。鹽水的電,MA以下M: 2NaCl + 2H20 —Cl2 + 2NaOH + H2 HfeXi進一步的副反應，因此生產次氯酸鈉 Cl2 + 2NaOH —NaCIO + NaCl + H20
氫氣^i要的生成氣體，且^#從電極3通過導管24中的區域28上升到 電解液的表面。上升的氣體沿著箭頭37和26的方向促逸了電解液4的循環。 i^A有利的，因為它確保了例如區域27中的任何"應的電解液被迫^^接 近電極3。當氫氣離開電解液4的表面時，由空^r入部件6所引入的空氣;歸 其稀釋。選擇輸入空氣的流速以確保^^T危險氣體，例如氫氣，凈^分^#釋 以實質上減少它們的危^f》響。然后稀,氫氣可通過出口 5離開，去往廢氣 系統(未示出)。 一旦電解液的電解已經產生了足夠濃度的次氯酸鈉，供應到 電極的電流<#凈皮切斷。如果離開該出口 5的氫氣^l低于比爆炸極限的下Fte 低的的預i^7K平，也可關閉風扇33。然后打開產物端口中的閥(未示出)以允 許產物電解液離開絲2iiA儲箱30。然后當需要時，能夠通過輸出口35從產 物儲箱30中提^;欠氯酸鈉溶液。
應當理解，電解過程中產生的危險氣體不一定必須被空氣稀釋，可以4^] ^a的其它氣體，例如氮氣。而且，能夠才娥特定的電解A^所產生的特定的 危險氣體^1擇用作稀釋氣體的氣體。
權利要求
1.一種電解槽，包括電解容器(2)、電極(3)、出口(5)和空氣輸入部件(6)；所述電解容器(2)用于容納填充所述容器(2)達到預設水平的液體電解液(4)；所述電極(3)用于使電流流經所述電解液(4)；所述出口(5)用于允許電解過程所產生的氣體離開所述容器(2)；所述空氣輸入部件(6)位于基本上鄰近所述預設水平(7)的位置，用于以預設速率向所述容器(2)中導入空氣。
2. ##^'虔求1所述的電餘隋，其中所述電,用于次氯酸鈉的生產。
3. 才娘;^^要求1或似'J要求2所述的電鍵，其中所述電)lf^適于以批 量工藝操怍。
4. 才峰上述任意一項似'J要求所述的電,，其中所述電極(3)^匕同心。
5. 才娥上述任意一項權利要求所述的電解槽，其中所述電解槽包括導管 (24)。
6. 才N^WJ要求5所述的電,，其中所述出口位于所述電解g (2 ) 的最高點。
7. 才娥上述任意一項^'J要求所述的電觸，其中所述預^L7K平(7)設 置在鄰近、但低于溢流部件(36)。
8. 根據權利要求7所述的電自，其中所述溢流部件(36)和所述空， 入部件(6)共用連接到所述電解容器(2)的管道。
9. 才缺上述任意一項;K^要求所述的電)IW,其中所述電解絲(2)包 括電解液輸入部件(13)。
10. #^ '決求9所述的電,，其中所述電解液輸入部件(13)適于用 新鮮電解液(4)填^^斤述電解容器(2)。
11. 才娘上述任意;M'J要求所述的電纖，其中所述電解絲(2)包^dt 于允許處理過的電解液(4)離開所述電解g (2)的產物輸出部件(14)。
12. 才娘權利要求11所述的電鵬，其中所述產物輸出部件(14)連接到 儲存電解過程的產物直至期皮需要的產物儲箱(30)。
13. 才M^U'漆求12所述的電麟，其中所述溢流部件(36) ^i^接到所 述產物儲箱(30)。
14. 才M^5U'J要求12或13所述的電餘隋，其中空氣壓力產生部件(34)連 接到所述產物儲箱(30)，以便通過所述空氣輸入部件(6)將空氣吹it;斤述產 物儲箱并i^斤述電解容器(2)。
15. 才娥;M'漆求1所述的電餘隋，其中空氣導A^斤述電解容器(2)的預i^率4N^危險氣體的產生速率^M^擇。
16. —種^JU^U'J要求1至15中任意一項所述的電,生產次氯酸鈉的方 法，包括以下步驟用鹽水的電解液(4)填^^斤述電解容器(2)至預i^K平； 施加空氣^it過所述電解液(4)的表面； 在預設時間段之內對所述電解液(4)實施電解； ^^斤述電解槽中提取由所述電解生成的次氯酸鈉。
17. #^權利要求15所述的方法，其中所#7片的^1約為3 % 。
全文摘要
一種電解槽，包括電解容器(2)、電極(3)、出口(5)和空氣輸入部件(6)；所述電解容器(2)用于容納填充該容器(2)達到預設水平的液體電解液(4)；所述電極(3)用于使電流流經該電解液(4)；所述出口(5)用于允許電解過程所產生的氣體離開該容器(2)；所述空氣輸入部件(6)設置在基本上鄰近預設水平(7)，用于以預設速率向該容器(2)中導入空氣。
文檔編號C25B15/08GK101553602SQ200780040309
公開日2009年10月7日 申請日期2007年9月24日 優先權日2006年9月23日
發明者J·勞思 申請人:水環純水務有限公司