專利名稱：多槽式電解水產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解水產(chǎn)生裝置，特別是多槽式電解水產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
一種公知的隔膜式電解水裝置例如公開于中國臺灣第477833 號專利公告。在其電解槽中，離子滲透膜設(shè)置在陽極和陰極之間， 通過離子滲透膜將陽極和陰極相互隔開，從而在電解后在陽極側(cè) 產(chǎn)生酸性電解水而在陰極側(cè)產(chǎn)生堿性電解水。
另一種同樣公知的無隔膜式電解水裝置例如公開于中國臺灣 第436468號專利公告。由于在電解槽中陽極和陰極之間并不設(shè)有 離子滲透膜，在這種不具有離子滲透膜的電解槽中在電解后可產(chǎn) 生偏中性、弱酸性或弱堿性的電解水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其 結(jié)合了隔膜式和無隔膜式電解水裝置的優(yōu)點和功效。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種多槽式電解水產(chǎn)生裝置，用 于產(chǎn)生強酸性、強堿性、弱酸性、弱堿性、含鹽或無鹽的電解水。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種多槽式電解水產(chǎn)生裝置，用 于制備具有諸如殺菌、消毒、清潔、漂白、氧化或還原等功能的 功能性電解水。
4上述目的及其它目的將通過如下所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置來實現(xiàn)。其它有利的實施方案也將描述如下。
本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置包含槽本體和兩個分隔裝置，其中槽本體被這兩個分隔裝置分隔成三個槽單元，這兩個分隔裝置可各自獨立地選用不透水隔板或包含離子滲透膜的隔板，根據(jù)所選用的分隔裝置，三個槽單元中的至少兩個配置有陽極和/或陰極。本發(fā)明的裝置可根據(jù)需求而彈性地改變隔板和電極的配置，以便制備各種用途的電解水。
當(dāng)這兩個分隔裝置都選用不透水隔板時，在每一個槽單元內(nèi)同時配置陽極和陰極。此時，每一個槽單元都作為無隔膜式電解槽，例如可用于制備弱酸性、弱堿性或偏中性的電解水。
當(dāng)這兩個分隔裝置之一選用不透水隔板而另一分隔裝置選用包含離子滲透膜的隔板時，在被包含離子滲透膜的隔板所分隔的兩個槽單元中的一個槽單元中配置陽極，而在被包含離子滲透膜的隔板所分隔的兩個槽單元中的另 一 個槽單元中配置陰極。另夕卜，在遠(yuǎn)離包含離子滲透膜的隔板且被不透水隔板所分隔的槽單元中同時配置陽極和陰極。在此情況下，被包含離子滲透膜的隔板所分隔的兩個槽單元一 同作為隔膜式電解槽，例如可用于在陽4 L側(cè)
制備酸性電解水，在陰極側(cè)制備堿性電解水；遠(yuǎn)離包含離子滲透膜的隔板的槽單元——即不與包含離子滲透膜的隔板接觸或相鄰的槽單元——此時作為無隔膜式電解槽，例如可用于制備弱酸性、弱堿性或偏中性的電解水。
當(dāng)這兩個分隔裝置都選用包含離子滲透膜的隔板時，在彼此不相鄰的兩個槽單元之 一 中配置陽極，而在彼此不相鄰的兩個槽單元中的另一個中配置陰極。換言之，同時被兩個包含離子滲透膜的隔板所分隔的槽單元沒有配置任何電極，而且裝填有含有高
5濃度——優(yōu)選為飽和濃度，更優(yōu)選為過飽和濃度——電解質(zhì)的溶液。在此情況下，不同于無隔膜式電解槽或隔膜式電解槽，同時被兩個包含離子滲透膜的隔板所分隔的槽單元——即未配置電極且裝填有高濃度電解質(zhì)溶液的槽單元——具有類似于鹽橋的作用，并且可分別在陽極側(cè)的槽單元和陰極側(cè)的槽單元制備例如無鹽的酸性和堿性電解水。這里，所謂"無鹽"電解水是指電解水中不含所使用的電解質(zhì)成分。
有利地，這兩個分隔裝置是可抽換的，以便根據(jù)需要調(diào)整改變隔板和電極的配置。
有利地，槽本體包含封蓋，用來防止電解過程中產(chǎn)生的氣體散逸，或者可利于收集和/或進(jìn)一步處理所產(chǎn)生的氣體。
有利地，在槽本體上或在封蓋上設(shè)置供給部，用于投入可作為電解質(zhì)的鹽類或化合物，并且/或者用于注入含電解質(zhì)的溶液。優(yōu)選地，供給部可設(shè)置一個或?qū)?yīng)于各槽單元而設(shè)置多個。
有利地，在槽本體上分別設(shè)置用于將未經(jīng)電解處理的液體或原水供應(yīng)至槽本體的入口和用于將經(jīng)電解處理的液體或電解水自槽本體排出的出口。優(yōu)選地，入口和出口可各"&置一個或?qū)?yīng)于各槽單元而設(shè)置多個。
體。相對地，可作為電解質(zhì)的鹽類或化合物、含電解質(zhì)的溶液也可經(jīng)由入口供應(yīng)至槽本體。
如上所述，雖然可作為電解質(zhì)的鹽類或化合物、含電解質(zhì)的溶液和未經(jīng)電解處理的液體經(jīng)由各自的入口或供給部供應(yīng)至槽本體，但也可經(jīng)由共享的供給部或入口供應(yīng)至槽本體。如此，供給部和入口只需擇一設(shè)置。
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識的技術(shù)人員在參閱本發(fā)
6明說明書和附圖后，將能更好地理解本發(fā)明的技術(shù)特點以及其它目的和優(yōu)點。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置的電極和隔
板的一種配置；
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置的電極和隔板的另一種配置；并且
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置的電極和隔板的再一種配置。
具體實施例方式
以下將參照附圖來說明本發(fā)明優(yōu)選的實施方案。所例示的實施例僅為優(yōu)選的范例，并非用來限定本發(fā)明的請求范圍。
圖1至圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置1。多槽式電解水產(chǎn)生裝置1包含槽本體IO和兩個分隔裝置12、 14,其中槽本體10被分隔裝置12、 14分隔成三個槽單元101、 102、 103。分隔裝置12、14可選用不透水隔板或局部包含離子滲透膜的隔板。電極——陽極和陰極——的配置則根據(jù)所選用的分隔裝置而不同，將于下文詳細(xì)說明。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置1的電極和隔板的一種可能配置，其中分隔裝置12、 14都選用不透水隔板。槽本體10通過分隔裝置12、 14被分隔成三個槽單元101、 102、103。槽單元101配置有陽極161、陰極181、入口 201和出口 221。槽單元102、 103具有與槽單元101相同的構(gòu)造，各自配置有陽極162、 163、陰極182、 183、入口 202、 203和出口 222、 223。在此情況下，每一個槽單元101、 102、 103都作為無隔膜式電解槽。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置1的電極和隔板的另一種可能配置，其中分隔裝置12選用不透水隔板，而分隔裝置14選用包含離子滲透膜的隔板。槽本體10被分隔裝置12、14分隔成三個槽單元101、 102、 103。與圖1不同之處在于，只有槽單元101同時配置有陽極161和陰極181，槽單元102配置有陽極162,槽單元103配置有陰極183。雖然并未示出，槽單元102配置有陰極而槽單元103配置有陽極的方案也是可以預(yù)期的。在此情況下，槽單元101作為無隔膜式電解槽，而槽單元102、 103兩者一同作為隔膜式電解槽。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的多槽式電解水產(chǎn)生裝置1的電極和隔板的又一種可能配置，其中分隔裝置12、 14都選用包含離子滲透膜的隔板。槽本體10被分隔裝置12、 14分隔成三個槽單元101、102、 103。槽單元101配置有陽極161,槽單元103配置有陰極183，而槽單元102未配置任何電極。除槽單元102不需設(shè)置出口外，每一個槽單元均具有各自的入口和出口 。在槽單元102已預(yù)先設(shè)置出口的情況下，最好是關(guān)閉槽單元102的出口 。
以下將以電解食鹽水為例說明通過本發(fā)明的裝置制備具殺菌功能的次氯酸溶液。
參照圖1所示的多槽式電解水產(chǎn)生裝置1。在電解過程中，在每一個槽單元的陽極處，水H20釋出電子e-產(chǎn)生氧氣02和氫離子H+，氯離子Cr釋出電子e-產(chǎn)生氯氣Cl2。氯氣Cl2又溶于食鹽水，因而產(chǎn)生鹽酸HC1、次氯酸HCIO和次氯酸鈉NaClO。在每一個槽單元的陰極處，水1120接收電子e-產(chǎn)生氫氣H2和氫氧根離子OH-。氫氧根離子OH'又與鈉離子Na+結(jié)合產(chǎn)生氬氧化鈉NaOH。設(shè)置在每一個槽單元中的陽極和陰極沒有用離子滲透膜隔開，即每一個
8槽單元作為無隔膜式電解槽，使得槽單元中經(jīng)電解處理的食鹽水呈弱酸性或弱堿性。圖2中的槽單元101也是同樣作為無隔膜式電解槽，在此進(jìn)行的電解反應(yīng)同樣如上所述。
圖2中的槽單元102和槽單元103由于被包含離子滲透膜的隔板隔開，槽單元102和槽單元103兩者一同作為隔膜式電解槽，其中，配置有陽極162的槽單元102為陽極側(cè)電解槽，配置有陰極183的槽單元103為陰極側(cè)電解槽。在陽極側(cè)電解槽的陽極處，水H20釋出電子e—產(chǎn)生氧氣02和氫離子H+，氯離子Cr釋出電子e-產(chǎn)生氯氣Cl2。氯氣Cl2又溶于食鹽水，因而產(chǎn)生鹽酸HC1、次氯酸HCIO和次氯酸鈉NaClO。在陰極側(cè)電解槽的陰極處，水H20
接收電子e—產(chǎn)生氫氣H2和氫氧根離子orr。氫氧根離子oir又與
鈉離子Na+結(jié)合產(chǎn)生氫氧化鈉NaOH。由于鹽酸HC1和氬氧化鈉NaOH通過離子滲透膜彼此隔開，所以在槽單元102中經(jīng)電解處理的食鹽水會呈強酸性，在槽單元103中k電解處理的食鹽水會呈強堿性。
在圖3所示情況下，分隔裝置12、 14都選用包含離子滲透膜的隔板。槽單元102不配置有任何電極，且裝填有高濃度的食鹽水，優(yōu)選為飽和濃度的食鹽水，更優(yōu)選為過飽和濃度的食鹽水。此時，槽單元102的作用類似于鹽橋，用于電連接槽單元101和槽單元103。配置有陽極161的槽單元101為陽極側(cè)電解槽，且裝填有不含氯化鈉NaCl的(即無鹽的)溶液、水或純水，配置有陰極183的槽單元103為陰極側(cè)電解槽，且裝填有不含氯化鈉NaCl的(即無鹽的)溶液、水或純水。在陽極側(cè)電解槽的陽極處，水H20釋出電子e-產(chǎn)生氧氣02和氫離子H+。氯離子cr自槽單元102透過離子滲透膜游離至槽單元101，接著在陽極處釋放出電子e'產(chǎn)生氯氣Cl2。氯氣Cl2又溶于不含氯化鈉NaCl的溶液，因而產(chǎn)生鹽
9酸HC1和次氯酸HCIO。與圖1和圖2所示的方案相比，不會在陽 極側(cè)生成次氯酸鈉NaClO。在陰極側(cè)電解槽的陰極處，水H20接 收電子e-產(chǎn)生氫氣H2和氫氧根離子OtT。鈉離子Na+自槽單元102 透過離子滲透膜游離至槽單元103,而與氫氧根離子OH-結(jié)合產(chǎn)生 氫氧化鈉NaOH。與圖1和圖2所示的方案相比，區(qū)別在于供應(yīng)至 陽極側(cè)電解槽和陰極側(cè)電解槽未經(jīng)電解處理的原水本身不含氯化 鈉NaCl,因此可在陽極側(cè)電解槽和陰極側(cè)電解槽中制備無鹽的電 解水。在本實施例的情況下，在陰極側(cè)電解槽中可制備不含鹽的 氫氧化鈉NaOH溶液。本發(fā)明將可進(jìn)一步用于制備高純度氫氧化 鈉NaOH。
在陽極側(cè)電解槽(槽單元IOI)和在陰極側(cè)電解槽(槽單元103) 中，因液體不含氯化鈉NaCl,最好將陽極或陰極盡可能地配置在 離子滲透膜附近，以利于導(dǎo)電?；蛘撸陔娊獬跗?，根據(jù)各槽單 元的電解產(chǎn)物，可分別在陽極側(cè)電解槽添加例如鹽酸HC1,在陰 極側(cè)電解槽添加例如氫氧化鈉NaOH作為電解質(zhì)，以利于導(dǎo)電。
作為用于制備含次氯酸的殺菌水的電解質(zhì)，雖然上述實施例 中以氯化鈉NaCl為例，但不以此為限，還可使用其它以氯基為基 礎(chǔ)的電解質(zhì)、含氯的化合物或鹽類、堿金屬氯化物或堿土金屬氯 化物，例如氯化鉀KC1、氯化鈣CaCl2、氯化鎂MgCl2、次氯酸鈉 NaOCl或鹽酸HC1等等。
根據(jù)本發(fā)明的裝置所制備的電解水可直接使用或進(jìn)一步根據(jù) 需求添加有機酸和/或醇類和/或表面活性劑，以謀求其特性的變 化，例如改變酸堿值或改善殺菌、消毒、清潔等能力。
盡管在上述實施例中，電極的配置視分隔裝置的類別而定， 但預(yù)先在每 一 個槽單元中無差別地各配置兩個電極是有利的。因 為所謂的陽極或陰極取決于電極與電源的正極或負(fù)極連接，所以只需從外部通過改變各電極導(dǎo)線與電源之間的連接，即可實現(xiàn)與 上述實施例實質(zhì)等效的配置。舉例說明，中斷電極與電源的連接， 使電極閑置，實質(zhì)上可視為沒有配置電極。又，例如選擇性地將 電極連接到電源的正極或負(fù)極，即可令電極選擇性地起陽極或陰 極的作用。通過該方式，陽極和陰極的配置可輕易地在電解水產(chǎn) 生裝置的外部來實施。
雖然本發(fā)明參照優(yōu)選實施例而進(jìn)行說明示范，但應(yīng)了解的是 在不脫離本發(fā)明的精神和范疇的范圍內(nèi)，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域中具有通常知識的技術(shù)人員而言，還包括許多變化和修改。因 此，本發(fā)明并不限于所公開的實施例，而是以隨附權(quán)利要求書的 文字記載為準(zhǔn)，即不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所作的等同變化和修 飾，應(yīng)仍屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其包含槽本體和兩個分隔裝置，該槽本體被這兩個分隔裝置分隔成三個槽單元；其特征在于，這兩個分隔裝置各自獨立地選用不透水隔板或包含離子滲透膜的隔板；根據(jù)所選用的分隔裝置，三個槽單元中的至少兩個配置有陽極和/或陰極。
2. 如權(quán)利要求1所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中當(dāng)所述兩 個分隔裝置都選用不透水隔板時，在每一個槽單元內(nèi)同時配置陽 才及和陰才及。
3. 如權(quán)利要求1所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中當(dāng)所述兩 個分隔裝置之一選用不透水隔板而另一分隔裝置選用包含離子滲 透膜的隔板時，在被該包含離子滲透膜的隔板所分隔的兩個槽單 元中的一個槽單元中配置陽極，而在被該包含離子滲透膜的隔板 所分隔的兩個槽單元中的另 一 個槽單元中配置陰極，在遠(yuǎn)離該包含離子滲透膜的隔板且被該不透水隔板所分隔的 槽單元中同時配置陽極和陰極。
4. 如權(quán)利要求1所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中當(dāng)所述兩 個分隔裝置都選用包含離子滲透膜的隔板時，在彼此不相鄰的兩 個槽單元之一 中配置陽極，而在彼此不相鄰的兩個槽單元中的另 一個中配置陰。
5. 如權(quán)利要求l至4中任一項所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置， 其中所述分隔裝置是可抽換的。
6. 如權(quán)利要求2或3所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中注入 于每一槽單元的液體包含電解質(zhì)。
7. 如權(quán)利要求6所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中該電解質(zhì)是含氯的鹽類。
8. 如權(quán)利要求6所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中該電解質(zhì) 是堿金屬氯化物或44土金屬氯化物。
9. 如權(quán)利要求4所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中注入于未 配置陽極和陰極的槽單元的液體包含電解質(zhì)。
10. 如權(quán)利要求4所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中注入于 未配置陽極和陰極的槽單元的液體包含高濃度的電解質(zhì)。
11. 如權(quán)利要求9所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中該電解 質(zhì)是含氯的鹽類。
12. 如權(quán)利要求9所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中該電解 質(zhì)是堿金屬氯化物或堿土金屬氯化物。
13. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置， 其中該槽本體包含封蓋，用來防止電解過程中產(chǎn)生的氣體散逸。
14. 如權(quán)利要求13所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置，其中在該槽 本體上或在該封蓋上設(shè)置供給部，用于投入含電解質(zhì)的鹽類或化 合物，并且/或者用于注入含電解質(zhì)的溶液。
15. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的多槽式電解水產(chǎn)生裝置， 其中在該槽本體上分別設(shè)置用于將未經(jīng)電解處理的液體供應(yīng)至該 槽本體的入口和用于將經(jīng)電解處理的液體自該槽本體排出的出
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多槽式電解水產(chǎn)生裝置，該裝置包含槽本體和兩個分隔裝置，槽本體被這兩個分隔裝置分隔成三個槽單元，這兩個分隔裝置可各自獨立地選用不透水隔板或包含離子滲透膜的隔板，根據(jù)所選用的分隔裝置，三個槽單元中的至少兩個配置有陽極和/或陰極。由此，本發(fā)明的裝置可用于產(chǎn)生強酸性、強堿性、弱酸性、弱堿性、含鹽或無鹽的電解水。
文檔編號C02F1/461GK101643254SQ20081014581
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者勞業(yè)興, 吳品宏, 康世緯, 張明毅, 煒 方, 王奕程, 邱景揚, 陳林祈 申請人:方 煒;陳林祈;張明毅