专利名称：隔膜法氯发生器及次氯酸钠的制备方法
技术领域：
本发明涉及环保设备和消毒物品的制备领域，特别涉及一种隔膜法氯发生器，还 涉及一种次氯酸钠的制备方法。
背景技术：
20世纪40年代起，氯化消毒就是使用最为广泛的水消毒方法，在预防水传播疾病 方面起着重要的作用。往水中投加氯或次氯酸盐(如NaClO等)，一般会生成次氯酸(HClO) 和盐酸(HCl)。在反应产物中，HC10、C10-是杀菌消毒的有效成分，两者之和称作有效自由 氯，其中以HClO消毒效果最好。HClO是体积很小的中性分子，能扩散到带有负电荷的细菌 表面，具有较强的渗透力，能穿透细胞壁进入细菌内部。氯对细菌的作用是破坏其酶系统， 导致细菌死亡。而氯对病毒的作用主要是对核酸破坏的致死性作用。氯法消毒是一种使用 固定传送系统的常规技术，其处理费用低，有一定的余氯存在，具有持续的消毒能力，技术 方法成熟。目前，连续性的次氯酸钠发生器是饮用水氯法消毒的普遍使用的设备，现有的次 氯酸钠发生器的主要结构为圆筒形的电解槽，该电解槽设置在一冷却容器中，电解槽内的 阴电极和阳电极为圆管式的网状结构。采用该结构的次氯酸钠发生器耗盐量较高，产生的次氯酸钠溶液的浓度低，每5 公斤盐只能产生1公斤的次氯酸钠，每升溶液的次氯酸钠含量在5mg左右。因此，有必要设计出一种新的隔膜法氯发生器，与现有设备相比而言，能够以更少 的盐溶液产生更多的次氯酸钠，满足大范围的使用，达到减少耗盐量、节约成本、提高盐溶 液的利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种生产效率高、耗盐量少的隔膜法氯发生 器；本发明的目的之二是提供一种次氯酸钠的制备方法。本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的
该隔膜法氯发生器包括电解腔室I、电解腔室II和合成容器，所述电解腔室I与电解 腔室II之间通过离子交换膜相互隔离，所述电解腔室I的内部设置有电解电极I，其外部 设置有与内腔相连通的NaCl溶液输入通道和氯气输出通道；所述电解腔室II的内部设置 有电解电极II，所述电解电极II的极性与电解电极I的极性相反，所述电解腔室II的外部 设置有与内腔相连通的清水输入通道和NaOH溶液输出通道；
所述氯气输出通道和NaOH溶液输出通道的输出端均接入合成容器内，通过氯气与 NaOH溶液的混合得到次氯酸钠；
进一步，所述电解腔室I和电解腔室II是通过两个结构对应的内凹盖体采用凹面相对 的方式密封连接，且在两个内凹盖体之间的相对面上设置离子交换膜进行隔离而形成； 进一步，所述内凹盖体的开口沿边上设置有固定裙边，所述固定裙边上设置有均勻布置的螺栓孔，所述电解腔室I和电解腔室II通过螺栓固定的方式实现固定连接；
进一步，所述NaCl溶液输入通道、氯气输出通道、电解水输入通道和NaOH溶液输出通 道上均设置有流量控制阀；
进一步，所述装置还包括保护箱体，所述电解腔室I、电解腔室II和合成容器均设置在 保护箱体的内部。本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的该方法包括以下步骤
1)使电解电极I和电解电极II通电，向电解腔室I和电解腔室II内分别通入NaCl溶 液和清水；
2)将电解腔室I中产生的氯气和电解腔室II中形成的NaOH溶液通入合成容器中形成 次氯酸钠溶液。本发明中，次氯酸钠的制造原理是电解腔室I中由于电解作用产生氯气和Na+离 子，Na+离子通过离子交换膜的渗透作用进入电解腔室II中，与电解腔室II中产生的0H—相 结合形成NaOH，将电解腔室II中产生的NaOH溶液与电解腔室I中产生的氯气相混合而合 成次氯酸钠溶液。本发明的有益效果是
1.本发明的装置结构紧凑，盐溶液的利用率高，在使用浓度为20-25%的NaCl溶液的情 况下，其制得的次氯酸钠溶液中每升含次氯酸钠25-35mg以上，每产生1公斤次氯酸钠只需 要1. 5-2公斤盐，极大地降低了生产成本；
2.本装置适用性强，能够采用食用盐产生次氯酸钠，相对于现有的多种装置只能采用 粗盐生产的情况，其原料来源更为广泛，适应范围更广；
3.本装置能够满足多种场合的使用需要，只需插电即可操作，同时具有较长的使用寿 命，适合推广使用。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要 求书来实现和获得。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中
图1为本发明的装置结构侧向部分剖面示意图； 图2为本发明的装置结构正面示意图。
具体实施例方式以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例 仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。如图1和图2所示，本发明的隔膜法氯发生器包括电解腔室I 1、电解腔室II 2和 合成容器3，电解腔室I 1与电解腔室II 2之间通过离子交换膜4相互隔离，电解腔室I 1 的内部设置有设置有电解电极I 5，电解电极I 5为阳电极，电解腔室I 1的外部设置有与内腔相连通的NaCl溶液输入通道6和氯气输出通道7 ；电解腔室II 2的内部设置有电解电 极II 8，电解电极II 8为阴电极，电解腔室II 2的外部设置有与内腔相连通的清水输入通道 9、NaOH溶液输出通道10和氢气输出通道13。其中，本实施例中的电解腔室I 1和电解腔室II 2是通过两个结构对应的内凹盖 体采用凹面相对的方式密封连接，且在两个内凹盖体之间的相对面上设置离子交换膜4而 形成，其加强固定主要是通过在内凹盖体11、21的开口沿边上设置有固定裙边14且在固定 裙边14上均勻布置螺栓孔，通过螺栓固定的方式来保证电解腔室I 1和电解腔室II 2的固 定连接。为达到进一步的密封效果，在内凹盖体11、21之间的连接面上设置有密封条或密 封圈。当然，本装置中电解腔室的构成方式是可以改变的，只要两个腔体中分别设置有 电解电极且两个腔体之间通过离子交换膜进行隔离，均在本发明的保护范围之内。为便于控制液体或气体的流量，达到精确控制的效果，在NaCl溶液输入通道、氯 气输出通道、电解水输入通道和NaOH溶液输出通道上均设置有流量控制阀12(图1中，NaCl 溶液输入通道和电解水输入通道的流量控制阀未标出)。为达到保护装置本体的目的，作为本实施例的进一步改进，还可以为装置本体提 供一个保护箱体，用于将电解腔室I、电解腔室II和合成容器容纳在保护箱体的内部，在箱 体上开设有将连接至各通道的管体引出的开孔。通过采用箱体结构，装置整体也更为紧凑 和便于携带。本发明的次氯酸钠的制备方法是采用如前所述的隔膜法氯发生器完成的，具体包 括以下步骤
1)使电解电极I和电解电极II通电(一般采用3-5V，20A以上)，向电解腔室I和电解腔 室II内分别通入NaCl溶液和清水；
2)电解腔室I中由于电解作用产生氯气和Na+离子，Na+离子通过离子交换膜的渗透作 用进入电解腔室II中，与电解腔室II中产生的Off相结合形成NaOH，将电解腔室I中产生的 氯气和电解腔室II中形成的NaOH溶液通入合成容器中形成次氯酸钠溶液。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。
权利要求
隔膜法氯发生器，其特征在于所述装置包括电解腔室Ⅰ(1)、电解腔室Ⅱ(2)和合成容器(3)，所述电解腔室Ⅰ(1)与电解腔室Ⅱ(2)之间通过离子交换膜(4)相互隔离，所述电解腔室Ⅰ(1)的内部设置有电解电极Ⅰ(5)，其外部设置有与内腔相连通的NaCl溶液输入通道(6)和氯气输出通道(7)；所述电解腔室Ⅱ(2)的内部设置有电解电极Ⅱ(8)，所述电解电极Ⅱ(8)的极性与电解电极Ⅰ(5)的极性相反，所述电解腔室Ⅱ(2)的外部设置有与内腔相连通的清水输入通道(9)、NaOH溶液输出通道(10)和氢气输出通道(13)；所述氯气输出通道(7)和NaOH溶液输出通道(10)的输出端均接入合成容器内。
2.根据权利要求1所述的隔膜法氯发生器，其特征在于所述电解腔室I(1)和电解腔 室II (2)是通过两个结构对应的内凹盖体采用凹面相对的方式密封连接，且在两个内凹盖 体之间的相对面上设置离子交换膜(4)进行隔离而形成。
3.根据权利要求2所述的隔膜法氯发生器，其特征在于所述内凹盖体(11)、(21)的 开口沿边上设置有固定裙边(14)，所述固定裙边(14)上设置有均勻布置的螺栓孔，所述电 解腔室I (1)和电解腔室II (2)通过螺栓固定的方式实现固定连接。
4.根据权利要求1所述的隔膜法氯发生器，其特征在于所述NaCl溶液输入通道、氯 气输出通道、电解水输入通道和NaOH溶液输出通道上均设置有流量控制阀(12 )。
5.根据权利要求2或3或4所述的隔膜法氯发生器，其特征在于所述内凹盖体(11)、 (21)之间的连接面上设置有密封条或密封圈。
6.根据权利要求1至4任一所述的隔膜法氯发生器，其特征在于所述装置还包括保 护箱体，所述电解腔室I (1)、电解腔室II (2)和合成容器(3)均设置在保护箱体的内部。
7.利用如权利要求1所述的隔膜法氯发生器制备次氯酸钠的方法，其特征在于包括 以下步骤1)使电解电极I和电解电极II通电，向电解腔室I和电解腔室II内分别通入NaCl溶 液和清水；2)电解腔室I中由于电解作用产生氯气，Na+离子通过离子交换膜的渗透作用进入电 解腔室II中，与电解腔室II中产生的Off相结合形成NaOH，将电解腔室I中产生的氯气和电 解腔室II中形成的NaOH溶液通入合成容器中形成次氯酸钠溶液。
全文摘要
本发明公开了一种隔膜法氯发生器，包括电解腔室Ⅰ、电解腔室Ⅱ和合成容器，电解腔室Ⅰ与电解腔室Ⅱ之间通过离子交换膜相互隔离，电解腔室Ⅰ的内部设置有电解电极Ⅰ，其外部设置有与内腔相连通的NaCl溶液输入通道和氯气输出通道；电解腔室Ⅱ的内部设置有电解电极Ⅱ，电解电极Ⅱ的极性与电解电极Ⅰ的极性相反，电解腔室Ⅱ的外部设置有与内腔相连通的清水输入通道、NaOH溶液输出通道和氢气输出通道；氯气输出通道和NaOH溶液输出通道的输出端均接入合成容器内，通过氯气与NaOH溶液的混合得到次氯酸钠，本发明的装置结构紧凑，盐溶液的利用率高，极大地降低了生产成本；另外，本发明还公开了一种次氯酸钠的制备方法。
文档编号C25B1/46GK101922014SQ20101025541
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者刘亨益, 刘文朝, 李晓琴 申请人:刘亨益;刘文朝