二氧化氯发生装置及二氧化氯发生方法与流程

本发明涉及一种二氧化氯发生装置及二氧化氯发生方法，尤其涉及一种通过电解含有亚氯酸盐的溶液而发生二氧化氯的二氧化氯发生装置及二氧化氯发生方法。

背景技术：

迄今为止，一种通过电解含有亚氯酸盐的电解液而发生二氧化氯的二氧化氯发生装置已为人所知。例如，专利文献1所记载的二氧化氯发生装置包括电解槽和脱气管(鼓泡气体供给装置)，所述电解槽包括电极，所述脱气管(鼓泡气体供给装置)用于向电解槽内的电解液供给脱气用气体(鼓泡气体)，以便将通过电解而发生并溶解于该电解液中的二氧化氯脱气，所述二氧化氯发生装置用于将通过电解电解液而发生的二氧化氯在电解槽内脱气，从而得到二氧化氯气体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5469601号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

二氧化氯的水溶性高，在电解含有亚氯酸盐的电解液而发生二氧化氯的情况下，二氧化氯在电极表面，特别是在阳极表面发生后，立即溶解到电解液中。因此，如果脱气效率差，则二氧化氯在电解液中的滞留时间变长，促进副反应，由此二氧化氯的回收效率降低。

如专利文献1所记载那样的二氧化氯发生装置通过向电解槽内的电解液供给鼓泡气体，从而将溶解于电解液中的二氧化氯脱气，使该电解液中的二氧化氯的浓度降低。

然而，就向电解槽内的电解液供给鼓泡气体那样的结构而言，由于电解液难以在电解槽内循环，因此，虽然在进行鼓泡的部分能够降低电解液中的二氧化氯的浓度，但在上述部分以外的部分难以降低电解液中的二氧化氯的浓度。

如果欲将在阳极表面发生的二氧化氯迅速地脱气从而抑制电解液中的二氧化氯浓度的上升，若将鼓泡气体供给装置布置在阳极附近，则除了在气泡进入到电极之间时电解液的表观电阻上升之外，还因在气泡附着于电极表面上的情况下有效电极面积减小而过电压上升，导致电解电压上升，有时还会促进副反应。

本发明正是鉴于上述问题而完成的。其目的在于：迅速地降低电解液中的二氧化氯的浓度，从而提高二氧化氯的生成效率。

用于解决课题的方案

为了解决所述技术问题，本发明以一种二氧化氯发生装置为对象，通过电解含有亚氯酸盐水溶液的电解液而使所述二氧化氯发生装置发生二氧化氯，所述二氧化氯发生装置构成为，包括：电解部，在该电解部设置有用于电解所述电解液的电极；鼓泡气体供给部，该鼓泡气体供给部用于由鼓泡气体供给装置向所述电解液供给鼓泡气体而对所述电解液进行鼓泡；气体回收部，该气体回收部位于比所述电解部和所述鼓泡气体供给部更靠上侧的位置处，并用于回收二氧化氯，该二氧化氯是通过由所述鼓泡气体供给装置进行的鼓泡而从所述电解液中被脱气的；以及第一流路和第二流路，该第一流路和该第二流路连接所述电解部和所述气体回收部，以便形成所述电解液在所述电解部和所述气体回收部之间循环的循环回路，所述鼓泡气体供给部设置在所述第一流路内的位置上，该位置为通过由所述鼓泡气体供给装置进行的鼓泡而使所述电解液产生流动以便使所述循环回路内的电解液从所述电解部经由所述第一流路向所述气体回收部流动的位置。

根据该构成方式，在所述循环回路中，由于由鼓泡气体供给装置供给的鼓泡气体的气体升液效果(gaslifteffect)，产生电解液的循环。具体而言，在设置于第一流路内的位置处的鼓泡气体供给部中被供给鼓泡气体而包含了气泡，从而循环回路的电解液的表观比重变轻，因此在第一流路内向上流动。另一方面，在气体回收部中，鼓泡气体在电解液的液面破裂而从电解液中被分离(被气液分离)，因此，鼓泡气体分离后的电解液的比重变得相对较大，在第二流路内以下降的方式流动。由此，能够在循环回路中产生电解液的循环。

由于电解液如上所述那样循环，因此，通过在电解部内电解电解液而发生并溶解于电解液中的二氧化氯会借助该电解液的流动而迅速地向鼓泡气体供给部移动。对于移动到鼓泡气体供给部的电解液，在鼓泡气体供给部进行鼓泡。溶解于电解液中的二氧化氯按照气液平衡的关系，以二氧化氯气体的形式，从所述电解液中被脱气。含有已被脱气的二氧化氯的鼓泡气体的气泡借助所述电解液的流动，在第一流路内向气体回收部流动。在第一流路内，在电解液从鼓泡气体供给部向气体回收部流动的期间，二氧化氯持续从电解液中被脱气。若电解液与鼓泡气体的气泡一起到达气体回收部，则含有二氧化氯的鼓泡气体的气泡在气体回收部内的液面破裂，从而向气体回收部内的上侧移动，另一方面，所述鼓泡气体的气泡脱去后的电解液经由第二流路向电解部流动。由此，能够回收二氧化氯，另一方面，能够再次电解电解液。

因此，通过利用鼓泡产生循环回路内的电解液从电解部经由第一流路流向气体回收部这样的流动，由此，能够使电解液整体在循环回路内循环，使溶解有二氧化氯的电解液迅速地移动到鼓泡气体供给部，所以能够抑制电解部内的电解液中的二氧化氯的浓度变高。此外，将溶解于电解液中的二氧化氯在从鼓泡气体供给部到气体回收部之间脱气，并在气体回收部以二氧化氯气体的形式回收，从而能够抑制二氧化氯的浓度较高的电解液再次流入电解部。其结果是，能够迅速地降低电解液中的二氧化氯的浓度，提高二氧化氯的生成效率。

由于鼓泡气体供给部设置在第一流路内的位置处，因此能够防止因气泡进入电极间而导致的电解液的表观电阻的上升、因电解电压的上升引起的副反应的发生。

所述二氧化氯发生装置的一实施方式中，所述循环回路是将沿上下方向延伸的一对上下方向管道的上端部经由沿横向延伸的横向管道相互连接起来，并且将所述一对上下方向管道的下端部经由沿横向延伸的横向管道相互连接起来而形成的回路，所述第一流路至少包括所述一对上下方向管道中的一上下方向管道和将所述一对上下方向管道的上端部相互连接起来的上侧横向管道，所述第二流路至少包括所述一对上下方向管道中的另一上下方向管道，所述气体回收部设置在所述另一上下方向管道与所述上侧横向管道的连接部分上，所述鼓泡气体供给部设置在所述第一流路中的上下方向上的中央部位或比该中央部位更靠下侧的部分上。

根据该构成方式，鼓泡气体供给部设置在第一流路中的上下方向上的中央部位或比该中央部位更靠下侧的部分上，因此从循环回路中的尽可能低的高度位置供给鼓泡气体，容易产生由鼓泡气体的气体升液效果引起的电解液的流动。此外，由于气体回收部设置在另一上下方向管道与上侧横向管道的连接部分，因此在气体回收部被气液分离的电解液被气液分离后立即流过形成第二流路的上下方向管道，从而电解液容易经由第二流路向电解部流动。其结果是，能够进一步提高二氧化氯的生成效率。

所述二氧化氯发生装置的一实施方式中，所述循环回路由双重管状的管道来形成，该双重管状的管道将所述第一流路设为内管，且将所述第二流路设为外管，所述双重管状的管道设置为沿上下方向延伸，所述电解部设置在所述双重管状的管道的下侧端部，所述气体回收部设置在所述双重管状的管道的上侧端部，所述鼓泡气体供给部设置在所述第一流路的长度方向上的靠近所述电解部的一侧的部分上。

根据该构成方式，能够在水平方向上使装置整体的结构紧凑化。此外，鼓泡气体供给部设置在所述第一流路中的长度方向上的靠近电解部一侧的位置处，因此从循环回路中的尽可能低的高度位置供给鼓泡气体，容易产生由气体升液效果引起的电解液的流动。

其它实施方式中，优选为，所述鼓泡气体供给装置构成为：在使所述电解液在所述循环回路内循环时，以1.5l/min以上的流量供给所述鼓泡气体。

特别是，在所述一实施方式和所述其它实施方式中，优选为，所述鼓泡气体供给装置构成为：在使所述电解液在所述循环回路内循环时，以4.0l/min以上的流量供给所述鼓泡气体。

根据该构成方式，在向电解液中供给为了使溶解于电解液中的二氧化氯脱气所需的鼓泡气体的同时，通过鼓泡气体的气体升液效果，能够产生电解液能够在循环回路内循环的、该电解液的流动，其结果是，能够进一步提高二氧化氯的生成效率。

所述二氧化氯发生装置中，还包括废液回收装置，该废液回收装置与所述循环回路连接，该废液回收装置将在所述循环回路中循环的所述电解液的一部分作为废液回收，所述废液回收装置具有活性炭过滤器，该废液回收装置构成为使回收到的所述电解液通过该活性炭过滤器后，排向外部。

也就是说，如果继续进行电解，则电解液中的成为二氧化氯的原料的亚氯酸离子的浓度变低，因此需要新添加含有规定浓度的亚氯酸离子的电解液。由此，所述循环回路内的电解液就会增加，因此，需要将所述循环回路内的电解液向该循环回路的外部排出，其中，所排出的量相当于新增加的电解液的量。排出到循环回路的外部的电解液随后向污水道被排放，因此优选为处理亚氯酸离子以将生化需氧量(bod)降低到污水排放标准以下。于是，使用具有活性炭过滤器的废液回收装置，通过所述活性炭过滤器对亚氯酸离子进行还原处理，由此能够向污水道排出被排出到循环回路的外部的电解液。

本发明的另一方式是关于一种二氧化氯发生方法的发明，在所述二氧化氯发生方法中，通过电解含有亚氯酸盐水溶液的电解液而发生二氧化氯，所述二氧化氯发生方法为利用下述循环回路而发生二氧化氯的方法，所述循环回路包括电解部、鼓泡气体供给部、气体回收部、第一流路以及第二流路，所述电解部用于对所述电解液进行电解，所述鼓泡气体供给部用于对所述电解液进行鼓泡，所述气体回收部用于回收通过鼓泡而从所述电解液中被脱气的二氧化氯，在所述第一流路中设置有所述鼓泡气体供给部且该第一流路将所述电解部和所述气体回收部连接，所述第二流路将所述电解部和所述气体回收部连接且所述第二流路是不同于所述第一流路的流路，所述二氧化氯发生方法包括：循环工序，在该循环工序中，对所述电解液进行鼓泡，使所述电解液产生流动，以便使所述电解液从所述电解部经由所述第一流路流至所述气体回收部，从而使所述电解液在所述循环回路内循环；电解所述电解液而发生二氧化氯的工序；脱气工序，在该脱气工序中，将所发生的二氧化氯从电解后的电解液中脱气；以及回收工序，在该回收工序中，回收已被脱气的二氧化氯。

在所述构成方式中，也能够做到：使电解液整体在循环回路内循环，使溶解有二氧化氯的电解液迅速地移动到鼓泡气体供给部，由此抑制电解部内的电解液中的二氧化氯的浓度变高，并且迅速地降低电解液中的二氧化氯的浓度，提高二氧化氯的生成效率。

发明效果

如以上的说明，根据本发明所涉及的二氧化氯发生装置及二氧化氯发生方法，形成有电解液在电解部和气体回收部之间循环的循环回路，通过由鼓泡气体供给装置进行的鼓泡，产生电解液的流动，以便循环回路内的所述电解液从电解部经由第一流路向气体回收部流动，因此，能够做到：使溶解有通过电解而发生的二氧化氯的电解液迅速地移动到鼓泡气体供给部，由此抑制电解部内的电解液中的二氧化氯的浓度变高。此外，在将通过电解生成并溶解于电解液中的二氧化氯回收于气体回收部为止的期间内，使所述二氧化氯从电解液中脱气，从而能够抑制二氧化氯的浓度高的电解液再次流入电解部。其结果是，能够迅速地降低电解液中的二氧化氯的浓度，提高二氧化氯的生成效率。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置的结构的简图。

图2是图表，其示出使用所述二氧化氯发生装置时的、相对于电解液中的亚氯酸离子浓度的二氧化氯的生成效率。

图3是图表，其示出使用所述二氧化氯发生装置时的、相对于鼓泡气体的流量的二氧化氯的生成效率。

图4是示出第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置的结构的简图。

图5是图表，其示出使用第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置时的、相对于电解液中的亚氯酸离子浓度的二氧化氯的生成效率。

图6是图表，其示出使用第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置时的、相对于鼓泡气体的流量的二氧化氯的生成效率。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，参照附图对本发明的第一实施方式进行详细的说明。

图1是示出第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置1的结构的简图。该二氧化氯发生装置1是通过电解含有作为亚氯酸盐的亚氯酸钠(naclo2)的水溶液的电解液而使其二氧化氯(clo2)发生的装置，该二氧化氯发生装置1布置于在医院等不确定多数的人聚集的场所设置的除菌装置内，或者布置于在制药工厂等需要进行灭菌的场所设置的灭菌装置内。

二氧化氯发生装置1具有电解部11、鼓泡气体供给部12、ph测量部13和气体回收部14，其中，在该电解部11内设置有用来电解所述电解液的电极31、32，该鼓泡气体供给部12用于为了将二氧化氯从在该电解部11被电解的电解液中脱气而向该电解液供给鼓泡气体，该ph测量部13用于测量电解液的ph，该气体回收部14用于回收从电解液中被脱气的二氧化氯。

各个部11～14由多根管道15～18相互连结，以便形成电解液经由电解部11、鼓泡气体供给部12、ph测量部13和气体回收部14而循环的循环回路10。具体而言，电解部11和鼓泡气体供给部12由第一管道15连结，鼓泡气体供给部12和ph测量部13由第二管道16连结，ph测量部13和气体回收部14由第三管道17连结，气体回收部14和电解部11由第四管道18连结。也就是说，各个部11～14起到如管道之间的接头那样的作用，由此形成循环回路10。

在本第一实施方式中，循环回路10形成为各根管道15～18的轴心布置在同一铅直面内，电解部11和鼓泡气体供给部12设置在循环回路10中的下侧位置，ph测量部13和气体回收部14设置在循环回路10中的上侧位置。特别是，气体回收部14设置在循环回路10中的最高高度位置，以便能够将鼓泡气体和二氧化氯一起回收。在循环回路10中，第一管道15设置为沿横向延伸，以使电解部11和鼓泡气体供给部12位于大致相等的高度位置。此外，连结鼓泡气体供给部12和气体回收部14的管道(第二管道16和第三管道17)设置成由在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体形成的气泡到达气体回收部14，具体而言，第二管道16设置成从鼓泡气体供给部12向ph测量部13朝着铅直上侧延伸，另一方面，第三管道17设置成从ph测量部13向气体回收部14沿横向延伸。而且，第四管道设置成从气体回收部14向电解部11朝着铅直下侧延伸，以使电解液从气体回收部14向电解部11流动，由此，电解部11设置为，位于气体回收部14的铅直下侧的位置处且电解部11与气体回收部14夹住第四管道18。

如上所述，将第二管道16和第四管道18(一对上下方向管道)的上端部经由形成ph测量部13的接头和形成气体回收部14的接头，用第三管道17(横向管道(上侧横向管道))相互连接起来，将第二管道16和第四管道18的下端部经由形成电解部11的接头和形成鼓泡气体供给部12的接头，用第一管道15(横向管道)相互连接起来，从而如图1所示，在循环回路10中，各个部11～14及各根管道15～18布置成主视时呈近似矩形形状，以各个部11～14位于循环回路10的顶点的部分，且各根管道15～18位于循环回路10的边的部分。

在本第一实施方式中，第一管道15、形成鼓泡气体供给部12的接头、第二管道16、构成ph测量部13的接头、以及第三管道17构成第一流路80，第四管道18构成第二流路81。

需要说明的是，在循环回路10内的鼓泡气体供给部12的位置(严格而言，后述的鼓泡器43的位置)可以不位于循环回路10中的顶点的位置即第一管道15和第二管道16的连接部分，只要是第一流路80的在上下方向上的中央部位或比该中央部位更靠下侧的位置即可，例如，也可以位于第二管道16内。此外，电解部11的位置并不一定需要是气体回收部14的铅直下侧的位置，只要是比气体回收部14更靠下侧的位置即可，例如，也可以是连接第一管道15和第二管道16的接头的部分的位置。在将电解部11设置在连接第一管道15和第二管道16的接头的部分时，为了避免电解部11和鼓泡气体供给部12设置在循环回路10内的相同位置，需要将鼓泡气体供给部12设置在第二管道16内。进而，气体回收部14的位置只要位于循环回路10中的最高高度位置即可，并不一定需要位于主视时呈近似矩形形状的循环回路中的顶点的部分，即作为上下方向管道的第四管道18和作为上侧横向管道的第三管道17的连接部分。

在电解部11上设置有用于电解所述电解液而发生二氧化氯的阳极31和阴极32。阳极31和阴极32分别与直流电源30连接，从该直流电源30向阳极31和阴极32供给电流和电压。作为阳极31和阴极32的材料，能够采用公知的材料，特别是作为阳极31的材料，优选使用用贵金属或贵金属的氧化物覆盖钛而得到的材料，更优选使用将金属涂布在钛上而得到的材料，其中，该金属成为在阳极31的反应的催化剂。作为阴极32的材料，优选使用不锈钢，更优选使用钛。

鼓泡气体供给装置40的一部分位于鼓泡气体供给部12内，该鼓泡气体供给装置40用于向电解液供给鼓泡气体而对电解液进行鼓泡。鼓泡气体供给装置40具有贮气罐41、鼓泡器43和供气管42，其中，该贮气罐41贮存鼓泡气体，该鼓泡器43位于鼓泡气体供给部12内，并且使所述鼓泡气体变为泡沫状并将其供向电解液中，该供气管42将贮气罐41和鼓泡器43连接起来。在本第一实施方式中，将空气用作鼓泡气体，该鼓泡气体是从外部被供给至贮气罐41内的。在鼓泡器43中，向电解液中供给鼓泡气体的气体供给口43a形成为微小孔状，以便将鼓泡气体变为尽可能微小的泡沫而供向电解液中。在贮气罐41上设置有空气泵(省略图示)，利用该空气泵将贮气罐41内的空气以规定流量从贮气罐41经由供气管42供向电解液中。需要说明的是，作为鼓泡气体，除了空气以外，还能够使用氩气等惰性气体。

所述鼓泡气体供给装置40通过对电解液进行鼓泡而使循环回路10内的电解液产生流动。具体而言，在循环回路10内产生电解液的如下流动，即：电解液从电解部11流到鼓泡气体供给部12后，从鼓泡气体供给部12向气体回收部14流动(即，在图1中，在循环回路10内沿顺时针方向流动)。由鼓泡气体供给装置40供给的鼓泡气体的流量被设定为能够产生上述流动的流量，详情后述。

在ph测量部13设置有用于检测电解液的ph值的ph传感器50。作为ph传感器50，能够使用公知的ph传感器，因此省略其详细说明。

在ph测量部13内，在比第三管道17的上缘更靠上侧的位置处，设置有在水平面内扩展的分隔壁13a，ph传感器50的前端贯穿该分隔壁13a而位于电解液中。分隔壁13a是为了使电解液和鼓泡气体易于从ph测量部13向气体回收部14流动而设置的。

需要说明的是，并不是一定要设置ph测量部13，也可以将ph传感器50布置于气体回收部14等并在循环回路10中省略ph测量部13。

供二氧化氯流过的气体回收管61位于气体回收部14内，该二氧化氯是通过由鼓泡气体供给装置40进行的鼓泡而从电解液中被脱气所得到的。该气体回收管61的一端侧进入气体回收部14内，而该气体回收管61的另一端侧与和二氧化氯发生装置1分开设置的导管(省略图示)相连接。该导管与应散布二氧化氯的场所(上述的除菌装置内等)连通，二氧化氯经由所述导管被释放到应散布二氧化氯的场所。

如图1所示，气体回收部14经由电解液供给管21与用于向循环回路10内供给新的电解液的电解液供给部20连接。电解液供给部20具有naclo2罐22和ph调节剂罐23，其中，在该naclo2罐22中储存有成为电解液的主要成分的亚氯酸钠水溶液，在该ph调节剂罐23中贮存有用于调节电解液的ph的ph调节剂。电解液供给管21的一端侧进入气体回收部14内，而电解液供给管21的另一端侧在中途分支为两根管，该分支后的两根管中的一根管与naclo2罐22连接，所述分支后的两根管中的另一根管与ph调整剂罐23连接。需要说明的是，作为ph调节剂，例如能够使用碳酸氢钠(nahco3)的水溶液。

第一管道15～第四管道18(特别是第二管道16、第三管道17)具有如下长度，即：在由鼓泡气体供给装置40供给的鼓泡气体从鼓泡气体供给部12到达气体回收部14并在气体回收部14被回收为止的期间内，二氧化氯被充分地分离的长度。

此外，在循环回路10连接有废液回收部70，该废液回收部70将在循环回路10内流动的电解液的一部分作为废液回收。废液回收部70具有泵71、活性炭过滤器72和废液罐73，该废液回收部70构成为：循环回路10和泵71由第一废液管74连接，泵71和活性炭过滤器72由第二废液管75连接，并且活性炭过滤器72和废液罐73由第三废液管76连接。此外，废液回收部70通过所述第一废液管74与第四管道18连接。需要说明的是，废液回收部70只要位于能够回收在循环回路10内循环的电解液的位置，就能够连接在循环回路10的任意位置处，但从将二氧化氯被回收后的电解液回收的观点出发，优选连接在第四管道18上。

所述活性炭过滤器72是用于对电解液中的亚氯酸离子(clo2^-)和溶解于电解液中的二氧化氯进行还原处理的过滤器。活性炭过滤器72内的活性炭的量和活性炭过滤器72的大小被设定为：使废液的生化需氧量(bod)降低到满足规定基准的值为止的程度的量和大小。

需要说明的是，由未图示的控制单元分别控制电解液供给部20、直流电源30、鼓泡气体供给装置40及泵71的工作情况。

接下来，对利用本第一实施方式的二氧化氯发生装置1使其发生二氧化氯的方法进行说明。

首先，从电解液供给部20向循环回路10内供给亚氯酸钠的水溶液和作为ph调节剂的碳酸氢钠的水溶液。此时，供给碳酸氢钠的水溶液，以使将亚氯酸钠的水溶液和碳酸氢钠的水溶液混合而成的电解液的ph达到约9。需要说明的是，ph可以低于9，但如果ph值低于7，则有可能在亚氯酸钠和ph调节剂之间促进化学反应，因此优选使ph值为8以上。

若所述电解液到达第三管道17的上缘，并以能够通过ph传感器50检测所述电解液的ph的程度充满于循环回路10内，则接下来由鼓泡气体供给装置40将作为鼓泡气体的空气供向循环回路10内的电解液中。由此，在循环回路10中，由于由鼓泡气体供给装置40供给的鼓泡气体的气体升液效果，产生电解液的循环。也就是说，循环回路10的电解液在鼓泡气体供给部12被供给鼓泡气体而包含了气泡，从而表观比重变轻，因此，在第一流路80内(特别是第二管道16内及第三管道17内)从电解部11的高度位置(与鼓泡气体供给部12的高度位置大致相等)到气体回收部14的高度位置向上流动。另一方面，在气体回收部14中，鼓泡气体的气泡在电解液的液面破裂，鼓泡气体从电解液中被分离出，因此，鼓泡气体被分离后的电解液的比重变得相对较大，在第四管道18内以从气体回收部14的高度位置下降到电解部11的高度位置的方式流动。由此，能够在循环回路10内产生电解液的如下流动，即：电解液从电解部11经由第一流路80流动到气体回收部14后，从气体回收部14经由第二流路81再次流向电解部11。此时，在本第一实施方式中，鼓泡气体供给装置40以在循环回路10内产生如上所述的电解液的流动的流量供给空气，具体而言，以4.0l/min以上的流量供给空气。

需要说明的是，根据第一管道15～第四管道18的内径的大小适当的改变鼓泡气体的流量。具体而言，第一管道15～第四管道18的内径越大，则使流量越大。

在循环回路10内产生电解液的流动，电解液在循环回路内开始循环之后，从直流电源向电解部11内的阳极31和阴极32供给电流和电压，在电解部11内开始对电解液进行电解。电流和电压被设定为在阳极31容易生成二氧化氯的值，例如，电流被设定为0.3a左右，电压被设定为3～4v左右。

所述电解液由于含有亚氯酸钠的水溶液，因此在电解部11内的电解液中存在有亚氯酸离子和钠离子(na⁺)。因此，若由直流电源30向电解部11内的电解液供给直流，则如下的式(1)所示，由于亚氯酸离子在阳极31放出电子(e^-)，因此在阳极31生成二氧化氯。

clo2^-→clo2+e^-…式(1)

此外，若向电解部11内的电解液供给直流，则如下的式(2)所示，氢分子在阴极32得到电子，在阴极32生成氢气(h2)。

2h2o+2e^-→h2+2oh^-…式(2)

钠离子和氢氧离子(oh^-)基本上残留在电解液中。

通过所述式(1)，在阳极31所生成的二氧化氯由于其高溶解性而溶解于电解液中。溶解于电解液中的二氧化氯借助循环回路10内的电解液的流动，经由第一管道15，从电解部11向鼓泡气体供给部12流动。若溶解于电解液中的二氧化氯到达鼓泡气体供给部12，则该二氧化氯由于在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体，按照气液平衡的关系，以二氧化氯气体的形式从电解液中被脱气。

由在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体形成的气泡，与被脱气的二氧化氯一起，借助循环回路10内的电解液的流动，经由第二管道16，从鼓泡气体供给部12向ph测量部13流动。在ph测量部13中，电解液碰到分隔壁13a后以从ph测量部13向气体回收部14流动的方式改变流动方向。因此，含有二氧化氯的鼓泡气体的气泡也随着电解液的流动，从ph测量部13向气体回收部14流动。溶解于电解液中的二氧化氯是在鼓泡气体的气泡从鼓泡气体供给部12经由ph测量部13到达气体回收部14为止的期间持续从电解液中被脱气的。

若电解液与含有二氧化氯的鼓泡气体的气泡一起经由第三管道17从ph测量部13流向气体回收部14，则电解液会碰到气体回收部14的壁部14a。若碰到壁部14a，则电解液的动能会消失。由此，电解液的流动被抑制，含有二氧化氯的鼓泡气体的气泡向气体回收部14内的电解液的液面浮上来，在该液面破裂，然后向气体回收部14内的上侧移动。另一方面，电解液经由第四管道18向电解部11移动。由此，在气体回收部14内，二氧化氯和电解液被气液分离。

然后，如图1中用虚线箭头所示那样，将被气液分离后的二氧化氯与鼓泡气体经由气体回收管61一起回收。

回收到的二氧化氯从气体回收部14流向所述导管，经由该导管向应散布二氧化氯的场所被释放。

另一方面，从气体回收部14流入到电解部11的电解液在电解部11内再次被电解。

如果反复进行电解，则电解液中的亚氯酸离子的浓度降低，因此从电解液供给部20总是添加新的电解液。若添加新的电解液，则循环回路10内的电解液就会增加，因此，需要从循环回路10中总是排出电解液，排出的量相当于新添加的电解液的量。因此，通过废液回收部70回收增加后的电解液的一部分。具体而言，首先利用泵71将循环回路10内的电解液的一部分从循环回路10内作为废液而回收。接下来，使回收到的废液经由第二废液管75到达活性炭过滤器72，利用该活性炭过滤器72对废液中所含的亚氯酸离子进行还原处理。亚氯酸离子按照下式(3)和下式(4)进行还原处理。

clo2^-+c→cl^-+2o+c…式(3)

2o+c→co2…式(4)

亚氯酸离子被进行了还原处理后的废液经由第三废液管76流向废液罐73，并贮存在废液罐73中。由作业人员将废液罐内的废液向二氧化氯发生装置1的外部排出。

如上所述，由二氧化氯发生装置1发生二氧化氯并以二氧化氯气体的形式释放该二氧化氯。

如本第一实施方式那样，由于鼓泡气体供给部12与电解部11夹住第一管道15且鼓泡气体供给部12与电解部11设置在大致相等的高度位置处，也就是说，鼓泡气体供给部12设置在第一流路80内的位置上，该位置为通过由鼓泡气体供给装置40进行的鼓泡而使电解液产生流动以便使循环回路10内的电解液从电解部11经由第一流路80流向气体回收部14这样的位置，因此，通过由鼓泡气体供给装置40进行鼓泡，从而能够利用鼓泡气体的气体升液效果，产生电解液的流动。而且，由于利用所述电解液的流动，能够使通过电解而生成并溶解于电解液中的二氧化氯迅速地移动到鼓泡气体供给部12，利用鼓泡气体将该二氧化氯脱气，因此能够抑制电解部11内的电解液中的二氧化氯的浓度变高。此外，将溶解于电解液中的二氧化氯在从鼓泡气体供给部12到气体回收部14之间脱气，并在气体回收部14以二氧化氯气体的形式回收，从而能够抑制二氧化氯的浓度高的电解液再次流入电解部11。其结果是，与如现有技术那样在一个槽内进行电解和脱气的情况相比，能够迅速地降低电解液中的二氧化氯的浓度，能够提高二氧化氯的生成效率。

不采取像现有技术那样的在一个槽内进行电解和脱气的方式，而是构成为将电解部11、鼓泡气体供给部12及气体回收部14分别区分开，并用管道连接各个部，由此能够利用鼓泡气体容易地形成电解液的流动，能够进一步提高二氧化氯的生成效率。

进而，循环回路10形成为各根管道15～18的轴心被布置在同一铅直面内，在所述循环回路10中，各个部11～14及各根管道15～18布置为呈矩形形状，以便电解部11、鼓泡气体供给部12、ph测量部13及气体回收部14位于顶点的部分且各根管道15～18位于边的位置，鼓泡气体供给部12设置在循环回路10中的下侧的部分，因此，由在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体形成的气泡容易在第二管道16的整个径向上扩散，能够将溶解于电解液中的二氧化氯效率良好地脱气。其结果是，能够进一步提高二氧化氯的生成效率。

进而，在循环回路10中，由于气体回收部14设置在第三管道17和第四管道18的连接部分上，因而经由第三管道17到达气体回收部14的电解液碰撞壁部14a，该电解液的动能会消失，因此，在气体回收部14内，二氧化氯和电解液被容易地气液分离。其结果是，能够进一步提高二氧化氯的生成效率。

图2示出二氧化氯的两种生成效率，所述两种生成效率为：使用本第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置1时的二氧化氯的生成效率；以及作为比较例的、使用如现有技术那样不形成循环回路而在一个槽内进行电解和脱气的装置(以下，称作现有的二氧化氯发生装置)时的二氧化氯的生成效率。

在图2中，纵轴表示二氧化氯的生成效率，横轴表示电解液中的亚氯酸离子的摩尔浓度。二氧化氯的生成效率是每一小时实际生成的二氧化氯气体的生成量相对于由电流值计算出的二氧化氯气体的每一小时生成量的理论值(mg/hr)的比例。

两种发生装置的电极都为，阳极是在钛上涂布了铂而得到的，在阴极使用钛，两种发生装置的电流都是0.3a，电压都是3v。两种发生装置的鼓泡气体都是空气，二氧化氯发生装置1的鼓泡气体的流量为8.0l/min，现有的二氧化氯发生装置的鼓泡气体的流量为10.0l/min。

根据图2可知，在现有的二氧化氯发生装置中，在电解液中的亚氯酸离子的摩尔浓度为0.10mol/l时，二氧化氯的生成效率为40％左右，即使将所述摩尔浓度提高到0.40mol/l以上的浓度，二氧化氯的生成效率也在60％左右。这是因为在向槽内的电解液供给鼓泡气体的结构中，电解液难以在槽内循环，无法充分地降低电解液中的二氧化氯的浓度。

另一方面可知，在本第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置1中，即使电解液中的亚氯酸离子的摩尔浓度为0.10mol/l左右，二氧化氯的生成效率也会达到90％左右。这是因为，如上所述，在本第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置1中，通过形成循环回路10，从而循环回路10内的电解液整体上容易在该循环回路10内循环，能够将通过电解而生成并溶解于电解液中的二氧化氯迅速地脱气，来抑制电解部11内的电解液中的二氧化氯的浓度变高。需要说明的是，本第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置1中，在电解液中的亚氯酸离子的摩尔浓度为0.05mol/l时，二氧化氯的生成效率为45％左右，但即使如此，所表现出的该45％左右的生成效率也高于在电解液中亚氯酸离子的摩尔浓度为0.10mol/l左右时的现有的二氧化氯发生装置的二氧化氯的生成效率。

图3示出在使用本第一实施方式所涉及的二氧化氯发生装置1时的作为鼓泡气体吹入的空气的流量与二氧化氯的生成效率之间的关系。需要说明的是，在此，亚氯酸离子的摩尔浓度为0.50mol/l左右。

从图3可知，空气的流量越大，二氧化氯的生成效率就越高。这是因为吹入的空气的流量越大，二氧化氯就越容易被脱气，电解液中的二氧化氯浓度会越降低。也就是说，在空气的流量为3.0l/min以下的情况下，二氧化氯难以被脱气，因此二氧化氯的生成效率降低到70％以下。在本第一实施方式中，如上所述，将空气的流量设定为二氧化氯容易被脱气的流量，具体而言，设定为二氧化氯的生成效率超过80％的流量即4.0l/min以上的流量，由此确保二氧化氯的高生成效率。

(第二实施方式)

下面，参照附图对本发明的第二实施方式进行详细说明。需要说明的是，在下面的说明中，用同一符号表示与上述第一实施方式共同的部分，省略其详细说明。

图4简化示出第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置101的结构。本第二实施方式与上述第一实施方式1的不同点在于，在循环回路110中的第一流路80和第二流路81由双重管状的管道200(以下称作双重管道200)来形成，其中，该双重管道200将第一流路80设为内管180，且将第二流路81设为外管181。

双重管道200设置为沿上下方向延伸，在双重管道200的下侧端部设置有电解部11，在双重管道200的上侧端部设置有气体回收部14。鼓泡气体供给部12设置在第一流路80的长度方向上的靠近电解部11的一侧的部分上。由此，如图4所示，电解部11、鼓泡气体供给部12及气体回收部14从下侧按照电解部11、鼓泡气体供给部12、气体回收部14的顺序排列而设。

也就是说，在上述第一实施方式中，在第一流路80中设置有沿横向延伸的部分(相当于第一实施方式中的第一管道15及第三管道17)，但在本第二实施方式中，将相当于在第一流路80中的所述沿横向延伸的部分的部分形成为沿上下方向延伸。因此，双重管道200的在长度方向上的长度设定为：在第一流路80内，二氧化氯从电解液内被充分地脱气的程度的长度。

与上述第一实施方式一样，在电解部11中设置有由阳极31和阴极32构成的电极。作为阳极31和阴极32的材料能够采用与上述第一实施方式相同的材料。

鼓泡气体供给装置40的一部分(详细而言是鼓泡器43)位于鼓泡气体供给部12内。在上述第一实施方式中，鼓泡器43从下侧进入鼓泡气体供给部12内，但在本第二实施方式中，由于电解部11位于鼓泡气体供给部12的下侧，所以鼓泡器43从上侧进入鼓泡气体供给部12内，以与该电解部11分离而位于鼓泡气体供给部12内。

与上述第一实施方式一样，供二氧化氯流过的气体回收管61位于气体回收部14内，该二氧化氯是通过由鼓泡气体供给装置40进行的鼓泡而从电解液中被脱气的。该气体回收管61的一端侧位于气体回收部14内，另一方面，该气体回收管61的另一端侧与和二氧化氯发生装置101分开设置的导管(省略图示)相连接。

与上述第一实施方式一样，气体回收部14经由电解液供给管21与电解液供给部20连接。

而且，在双重管道200的外管181(即第二流路81)上连接有废液回收部70，该废液回收部70将在循环回路110内流动的电解液的一部分作为废液回收，在该废液回收部70上设置有活性炭过滤器72。

接下来，对利用本第二实施方式的二氧化氯发生装置101发生二氧化氯的方法进行说明。

首先，从电解液供给部20向循环回路110内供给亚氯酸钠的水溶液和作为ph调节剂的碳酸氢钠的水溶液。此时，与上述第一实施方式一样，以使将亚氯酸钠的水溶液和碳酸氢钠的水溶液混合而成的电解液的ph达到约9的方式，供给碳酸氢钠的水溶液。

若电解液在循环回路110内充满到所述电解液的液面高于废液回收部70的第一废液管74的程度，则接下来利用鼓泡气体供给装置40将作为鼓泡气体的空气供给到循环回路110内的电解液中。由此，第一流路80内的电解液的表观比重变轻，因此在内管180内(第一流路80内)从电解部11的高度位置到气体回收部14的高度位置向上流动。然后，若电解液到达内管180的上端部，也就是说当电解液到达气体回收部14，则鼓泡气体的气泡在电解液的液面破裂，鼓泡气体从电解液中被分离出来(被气液分离)。此时，被气液分离后的电解液从内管180的上端泄漏到外管181中，也就是说，从第一流路80的上端泄漏到第二流路81中。从内管180(第一流路80)泄漏到外管181(第二流路81)中的电解液是气液分离后的电解液，因此比重变得相对较大，在外管181内(第二流路81内)以从气体回收部14的高度位置下降到电解部11的高度位置的方式流动。由此，能够在循环回路110中产生电解液的循环。

如上所述，本第二实施方式中，在循环回路110中也会由于由鼓泡气体供给装置40供给的鼓泡气体的气体升液效果而产生电解液的循环。

在循环回路110内产生电解液的流动，并电解液在循环回路110内开始循环后，从直流电源30向电解部11内的阳极31和阴极32供给电流和电压，在电解部11内开始对电解液进行电解。

通过所述电解，在阳极31生成的二氧化氯溶解于电解液中，溶解于电解液中的二氧化氯借助循环回路110内的电解液的流动，经由第一管道80，从电解部11向鼓泡气体供给部12流动。若溶解于电解液中的二氧化氯到达鼓泡气体供给部12，则由于在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体，该二氧化氯按照气液平衡的关系，以二氧化氯气体的形式从电解液中被脱气。

由在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体形成的气泡，与已被脱气的二氧化氯一起，借助循环回路110内的电解液的流动，从鼓泡气体供给部12经由第一流路80向气体回收部14流动。在从鼓泡气体供给部12到达气体回收部14为止的期间，二氧化氯持续从电解液中被脱气。

若电解液与含有二氧化氯的鼓泡气体的气泡一起到达气体回收部14，则含有二氧化氯的鼓泡气体的气泡在气体回收部14内的电解液的液面破裂，然后向气体回收部14内的上侧移动。另一方面，电解液从第一流路80泄漏到第二流路81中，经由第二流路81向电解部11移动。

然后，经由气体回收管61将被气液分离后的二氧化氯与鼓泡气体一起回收。

另一方面，从气体回收部14流入到电解部11的电解液在电解部11内再次被电解。

如果反复进行电解，则电解液中的亚氯酸离子的浓度降低，因此从电解液供给部20添加新的电解液，由废液回收部70从循环回路110内回收电解液，所回收的量相当于通过添加新的电解液而增加的量。

图5示出二氧化氯的两种生成效率，所述两种生成效率为：使用本第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置101时的二氧化氯的生成效率；以及作为比较例的、使用现有的二氧化氯发生装置时的二氧化氯的生成效率。与上述第一实施方式一样，图5的图表中的二氧化氯的生成效率是每一小时实际上生成的二氧化氯气体的生成量相对于由电流值计算出的二氧化氯气体的每一小时生成量的理论值(mg/hr)的比例。

两种发生装置的电极都为，阳极是在钛上涂布了铂而得到的，在阴极使用钛，两种发生装置的电流都是0.3a，电压都是3v。两种发生装置的鼓泡气体都是空气，二氧化氯发生装置101的鼓泡气体的流量为8.0l/min，现有的二氧化氯发生装置的鼓泡气体的流量为10.0l/min。

根据图5可知，在本第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置101中，即使电解液中的亚氯酸离子的摩尔浓度为0.10mol/l左右，二氧化氯的生成效率也会达到80％左右。这是因为，与上述第一实施方式一样，通过形成循环回路110，从而循环回路110内的电解液整体上容易在该循环回路110内循环，能够将通过电解而生成并溶解于电解液中的二氧化氯迅速地脱气，来抑制电解部11内的电解液的二氧化氯的浓度变高。需要说明的是，本第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置101中，在电解液中的亚氯酸离子的摩尔浓度为0.05mol/l时，二氧化氯的生成效率低于80％，但即使如此，所表现出的低于80％的该生成效率也高于在电解液中亚氯酸离子的摩尔浓度为0.10mol/l左右时的现有的二氧化氯发生装置的二氧化氯的生成效率。

图6示出在使用本第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置101时的作为鼓泡气体吹入的空气的流量与二氧化氯的生成效率之间的关系。需要说明的是，在此，亚氯酸离子的摩尔浓度为0.50mol/l左右。

根据图6可知，本第二实施方式所涉及的二氧化氯发生装置101在1.5l/min以上的范围，二氧化氯的生成效率超过80％，特别是在空气的流量在2.0l/min以上的范围，二氧化氯的生成效率稳定在90％左右。也就是说，在本第二实施方式中，确认到：相对于吹入的空气流量而言，二氧化氯的生成效率的稳定性高。

因此，在第二实施方式的结构中，鼓泡气体供给部12设置在第一流路80的长度方向上的靠近电解部11的一侧的位置处，也就是说，设置在第一流路80中的位置上，该位置为通过由鼓泡气体供给装置40进行的鼓泡而使电解液产生流动以便使循环回路110内的电解液从电解部11经由第一流路80流向气体回收部14那样的位置，因此，通过在鼓泡气体供给部12由鼓泡气体供给装置40进行鼓泡，能够利用鼓泡气体的气体升液效果，在循环回路110内产生电解液的流动。而且，由于利用电解液的流动，能够使通过电解而生成并溶解于电解液中的二氧化氯迅速地移动到鼓泡气体供给部12，利用鼓泡气体将该二氧化氯脱气，因此能够抑制电解部11内的电解液中的二氧化氯的浓度变高。此外，将溶解于电解液中的二氧化氯在从鼓泡气体供给部12到气体回收部14之间脱气，并在气体回收部14以二氧化氯气体的形式回收，从而能够抑制二氧化氯的浓度较高的电解液再次流入电解部11。其结果是，能够迅速地降低电解液中的二氧化氯的浓度，能够提高二氧化氯的生成效率。

在第二实施方式的结构中，由于不需要设置沿横向延伸的管道，因此也能够在水平方向上实现二氧化氯发生装置的紧凑化。

(其它实施方式)

本发明并不限于上述实施方式，在不脱离权利要求的宗旨的范围内，能够进行各种替换。

在上述第一实施方式中，循环回路10布置在同一面内，但并不限于此，只要构成为气体回收部14位于比电解部11和鼓泡气体供给部12更靠上侧的位置处，并且由在鼓泡气体供给部12供给的鼓泡气体形成的气泡到达气体回收部14，并在气体回收部14被气液分离，则循环回路10也可以不形成在同一面内。

在上述实施方式中，在废液回收部70中设置了泵71，但并不限于此，也可以构成为：在废液回收部70不设置泵71而在循环回路10(110)内循环的电解液的一部分总是流入废液回收部70。

进而，在上述实施方式中，使用亚氯酸钠作为亚氯酸盐，但并不限于此，也可以使用亚氯酸钾、亚氯酸锂。

上述实施方式仅为示例，不得对本发明的范围做限定性解释。本发明的保护范围由权利要求的范围定义，属于权利要求的保护范围的任何变形、变更都包括在本发明的范围内。

产业实用性

本发明对于一种二氧化氯发生装置和二氧化氯发生方法很有用，所述二氧化氯发生装置和二氧化氯发生方法是通过对含有亚氯酸盐的溶液进行电解而发生二氧化氯的。

附图标记说明

1、101二氧化氯发生装置；

10、110循环回路；

11电解部；

12鼓泡气体供给部；

14气体回收部；

15第一管道(横向管道)；

16第二管道(上下方向管道)；

17第三管道(横向管道、上侧横向管道)；

18第四管道(上下方向管道)；

31阳极(电极)；

32阴极(电极)；

40鼓泡气体供给装置；

70废液回收部(废液回收装置)；

72活性炭过滤器；

80第一流路；

81第二流路；

180内管；

181外管。