[發(fā)明專利]用于制備氧化溶液的電解槽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480050902.4
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN105579402B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·貝納德托;錦善則
• 申請（專利權(quán)）人: 德諾拉工業(yè)有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C25B13/08;C25B1/26;C02F1/469
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 譚冀

本發(fā)明涉及用于制備氧化消毒溶液的三隔室電解槽。該槽的中間的隔室(300)通過與陰離子交換膜(320)緊密接觸的纖維隔膜(321)與陽極隔室(200)隔離。通過與陶瓷顆粒機(jī)械結(jié)合的有機(jī)聚合物纖維的網(wǎng)絡(luò)形成該隔膜(321)。陰極隔室(400)通過陽離子交換膜(340)與中間的隔室(300)隔離。在中間的隔室(300)內(nèi)，將飽和氯化鈉溶液(510)再循環(huán)。在罐(500)內(nèi)包含分解催化劑。

發(fā)明概要

本發(fā)明涉及用于制備包含活性氯的具有消毒能力的氧化溶液的三隔室電解槽。

發(fā)明背景

使用包含活性氯的溫和酸性溶液(大多數(shù)為次氯酸形式)在與包括健康護(hù)理和衛(wèi)生應(yīng)用的多個工業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的各種消毒過程中是已知的；例如在食品工業(yè)中，采用這種溶液來消除病原菌例如來自各種食品的制造周期的沙門氏菌或大腸桿菌。可在未分隔的槽或在兩隔室槽中(即在由半滲透性隔膜或陽離子交換膜隔開并供給有堿氯化物鹽水的槽中)電解進(jìn)行包含合適濃度(例如50-100ppm)下的游離活性氯的溶液的連續(xù)制備；在后一種情況下，在陽極隔室中產(chǎn)生所需溶液，同時在對應(yīng)的陰極隔室獲得具有良好清潔性質(zhì)的堿性溶液。然而在這樣的系統(tǒng)中，所得的陽極產(chǎn)物的鹽度太高而不適用于許多典型應(yīng)用領(lǐng)域(食品工業(yè)、醫(yī)院、農(nóng)業(yè))。可采用裝備有三個隔室的電解槽獲得具有優(yōu)異品質(zhì)的陽極產(chǎn)物，其中濃鹽水在中間的隔室中循環(huán)，該中間的隔室通過陽離子交換膜與陰極隔室隔離，通過陰離子交換膜與陽極隔室隔離。分隔體的上述選擇允許鈉離子選擇性遷移至陰極隔室，其中產(chǎn)生稀堿溶液(例如當(dāng)鹽水由氯化鈉組成時為50－100ppm的苛性鈉)，并且允許氯離子選擇性遷移至陽極隔室，其中產(chǎn)生氯。然而，沒有可商購的陰離子膜能夠抵抗含氯酸性溶液的侵蝕持續(xù)大于幾十小時，盡管它們聲稱的對氧化劑的抗性；更換三隔室槽中的陰離子膜的維護(hù)成本因此證明不是很適合工業(yè)的需要。

因此，確定了需要提供用于制備包含活性氯的酸性溶液的電解槽，其克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，特別是就部件的耐久性而言。

發(fā)明概要

在所附的權(quán)利要求中闡明本發(fā)明的各個方面。

一方面，本發(fā)明涉及用于制備具有消毒性質(zhì)的氧化溶液的電解槽，包含：陽極隔室和陰極隔室，并且由陽極分隔體和陰極分隔體限定置于陽極隔室和陰極隔室之間的中間的隔室；陰極分隔體，其分隔陰極隔室與中間的隔室，由陽離子交換膜構(gòu)成，而陽極分隔體分隔陽極隔室與中間的隔室，包含由與陶瓷材料顆粒機(jī)械結(jié)合的有機(jī)聚合物纖維的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的隔膜。在一個實(shí)施方案中，將用作陽極分隔體的隔膜施加或以其它方式布置成與陰離子交換膜緊密接觸。

在一個實(shí)施方案中，該隔膜由全氟化聚合物和氧化鋯的厚度在0.1和1mm之間的復(fù)合帶構(gòu)成，例如與由Industrie De Nora商業(yè)化的產(chǎn)品如Tape類似。這種類型的材料具有適合于布置成多個疊加層直至獲得所需厚度的優(yōu)點(diǎn)；此外，它可以直接用作分隔體或者可以直接將它施加至陰離子交換膜的兩側(cè)或者其單側(cè)，在一個實(shí)施方案中該單側(cè)是面對陽極隔室的一側(cè)。這種類型的隔膜可以通過如下獲得：沉積成懸浮聚合物纖維的薄片，在其上先前通過機(jī)械裝置沖擊陶瓷顆粒，隨后燒結(jié)和水合。沉積可以根據(jù)造紙工業(yè)的典型工序(例如通過在合適的多孔基體上過濾)發(fā)生。這些隔膜被證明出乎預(yù)料地適用于向最常見的陰離子交換膜賦予高的化學(xué)抗性，同時增強(qiáng)它們的選擇性。在一個實(shí)施方案中，陽極隔室設(shè)有用于供給軟化水(例如硬度不超過7°f的水)的裝置，并且設(shè)有用于提取包含游離活性氯的溫和酸性的氧化溶液(例如在4-6.9的pH下)的裝置；陰極隔室設(shè)有類似于陽極隔室的用于供給軟化水的裝置并且設(shè)有用于提取堿性陰極電解質(zhì)(例如在9和11之間的pH下的苛性鈉溶液)；中間的隔室設(shè)有用于將堿氯化物鹽水(例如飽和的氯化鈉鹽水)再循環(huán)的裝置。