专利名称：次氯酸钠的制造系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种次氯酸钠的制造系统及其方法，特别是涉及了装有阳离子膜的次氯酸钠的制造系统及其方法。
背景技术：
目前，国内市场中，次氯酸钠消毒装置大多是无隔膜电解次氯酸钠发生器。无隔膜电解次氯酸钠发生器，电解槽中装有阳极和阴极，两极间充满电解液(低浓度食盐水)，通过电解低浓度的食盐水，生成低浓度次氯酸钠液，电解槽一般设有进盐水口，出水口，进冷却水口，出冷却水口，排出氢气口。该装置是供水工程中采用较早的消毒技术和装置，具有原材料购置方便、操作管理简单、设备投资低等优点，然而，无隔膜电解次氯酸钠发生器存在着有效氯浓度不高、盐耗和电耗较高导致运行成本高、电极运行效率较低和电解槽结垢导致电极使用寿命短等一系列技术难题，这些问题一直困扰着农村从事次氯酸钠消毒技术的业务人员，从某种程度限制了电解次氯酸钠发生器的使用，使其消毒效果稳定、投资成本低、原材料购置方便等优点不能充分发挥。市场上极少的隔膜电解次氯酸钠发生器，运行效果均不如离子膜法次氯酸钠消毒装置，而且，隔膜法已经在氯碱工艺中逐渐被淘汰
发明内容
本发明的发明目的是解决了现有次氯酸钠制备系统所存在的有效氯浓度低，电解槽运行效率低，盐耗、交流电耗高等一系列问题。而提供一种次氯酸钠的制造系统及其方法。为了实现本发明的发明目的，本发明的一种次氯酸钠的制造系统包括包括电解槽、阳极、阴极和盐水循环投加箱，阳极和阴极装在电解槽中并将电解槽分成阳极室和阴极室，在阳极室的上端和下端分别开有盐水出口和盐水进口，阴极室的上端开有出水口，盐水循环投加箱通过计量泵和管道与盐水进口相连，盐水出口通过管道与盐水循环投加箱相连，阴极室产生的氢气通过管道排出，其中它还包括反应箱、阳离子膜和进水箱，在阳极和阴极之间装有阳离子膜，阳极室产生的氯气通过管道通入反应箱，出水口通过管道与反应箱相连，阴极室下端开有进水口，进水箱通过进水泵和管道与进水口相连；本发明的一种次氯酸钠的制造系统，其中所述阳离子膜为钠型离子膜；本发明的一种次氯酸钠的制造系统，其中所述阳极为网式阳极；所述阴极网式阴极；本发明的一种次氯酸钠的制造系统，其中所述反应箱的出口装有投加泵，在反应箱中生成的次氯酸钠溶液通过投加泵送入配水管网；本发明的一种次氯酸钠的制造系统，其中所述次氯酸钠的制造系统还包括电控装置，电控装置分别与计量泵、进水泵和投加泵电连接；本发明的次氯酸钠的制造方法，其中
(1)将22-27%的氯化钠盐水以流量为2-31/h泵入阳极室，使盐水液位位于阳极室的盐水出口上方；同时将水以流量为2-31/h泵入阴极室，使水液位位于阴极室的出水口上方；(2)打开电解电源，直流电流密度为18_25A/dm2，同时打开盐水出口和出水口，阳极生成的氯气进入反应箱，阳极生成的盐水通过盐水出口以流量为2-31/h进入盐水循环投加箱；(3)阴极生成的氢气从阴极室排出，阴极生成的氢氧化钠溶液从出水口以流量为 2-31/h进入反应箱；(4)氯气和氢氧化钠溶液在反应箱发生反应，生成次氯酸钠溶液，溶液有效氯浓度为 25g/l-30g/l ；(5)用电控装置来监测和控制计量泵、进水泵和投加泵的脉冲，以调节阳极进盐水、阴极进水和投加次氯酸钠溶液的流量，实现自动变量投加。本发明的次氯酸钠制备方法及其系统与现有的次氯酸钠制备方法及其系统相比， 投资省、次氯酸钠有效氯浓度高、质量好、能耗低、无污染、生产成本低。本发明的次氯酸钠制备方法及其系统，生成的次氯酸钠溶液有效氯浓度高，平均可以达到27g/l，最高可达30g/l，是无隔膜电解次氯酸钠发生器的4倍左右；交流电耗平均是8kw · h/kg，最低到5kw · h/kg，比无隔膜电解次氯酸钠发生器平均低4kw · h/kg ；盐耗平均是^g/kg，比无隔膜电解次氯酸钠发生器平均低^g/kg ；离子膜电解次氯酸钠消毒装置电流效率平均高达80%以上，比无隔膜电解次氯酸钠发生器电流效率高，电极寿命较长。综上，离子膜法次氯酸钠消毒装置，大大降低了发生器的运行成本，减少了能耗，提高了次氯酸钠溶液的浓度，更有利于生活饮用水消毒中使用。本发明的次氯酸钠制备方法及其系统，可以现场制备纯度较高的氯气，实现了随时制备随时取用。即生成的氯气不用存储，可以直接投加到自来水中消毒，避免了氯气运输和存储的危险，与无隔膜电解次氯酸钠发生器相比，具有有效氯浓度高、能耗低、运行成本低等优点。
图1是本发明的次氯酸钠的制造系统的示意图。
具体实施例方式如图1所示，标号1为阳极室；标号2为阳极；标号3为阳离子膜；标号4为阴极； 标号5为阴极室；标号6为电解槽；标号7为出水□；标号8为反应箱；标号9为投加泵；标号10为进水口 ；标号11为进水泵；标号12为进水箱；标号13为电控装置；标号14为盐水循环投加箱；标号15为计量泵；标号16为盐水进口 ；标号17为盐水出口。参照图1，本发明的次氯酸钠制备系统包括电解槽6、阳极2、阴极4、阳离子膜3、 盐水循环投加箱15、进水箱12和反应箱8。阳极2和阴极4装在电解槽6中并将电解槽6 分成阳极室1和阴极室5，阳极2和阴极4之间装有阳离子膜3。阳极室1的下端和上端分别设有盐水进口 16和盐水出口 17，盐水循环投加箱14通过计量泵15和管道与盐水进口 16 相连，盐水出口 17通过管道与盐水循环投加箱14相连；阴极室5的下端和上端分别设有进水口 10和出水口 7，进水箱12通过进水泵11和管道与进水口 10相连，出水口 7通过管道与反应箱8相连。阳极2电解高浓度盐水产生氯气和盐水，氯气通过管道进入反应箱8，盐水通过盐水出口 17进入盐水循环投加箱14 ；钠离子从阳极室1透过阳离子膜3迁移到阴极室5内，与Off反应生成氢氧化钠，氢氧化钠通过阴极出水口 7进入反应箱8，同时，阴极 4电解水生成氢气，阴极室5的氢气通过管道排出；氯气和氢氧化钠液在反应箱8中反应生成次氯酸钠，或者氯气不通入反应箱8，直接将氯气投加在供水管网中；反应箱8的出口装有投加泵9，在反应箱8中生成的次氯酸钠溶液通过投加泵9送入配水管网。阳极2为网式电极；阴极4网式电极；阳离子膜3是钠型离子膜。次氯酸钠制备系统还包括电控装置13，电控装置13分别与计量泵15、进水泵11和投加泵9连接。本发明次氯酸钠的制备的方法，包括以下步骤(1)将浓度为22-27%的盐水以流量为2-31/h泵入阳极室1，使盐水液位位于阳极室1的盐水出口 17上方；同时将水以流量为2-31/h泵入阴极室5，使水液位位于阴极室5 的出水口 7上方；(2)打开电解电源，直流电流密度为18_25A/dm2，同时打开盐水出口 17和出水口 7，阳极2生成的氯气进入反应箱8，阳极2生成的盐水通过盐水出口 17以流量为2-31/h进入盐水循环投加箱14 ；(3)阴极4生成的氢气从阴极室5排出，阴极4生成的氢氧化钠溶液从出水口 7以流量为2-31/h进入反应箱8;(4)氯气和氢氧化钠溶液在反应箱8发生反应，生成次氯酸钠溶液，溶液有效氯浓度为 25g/l-30g/l ；(5)用电控装置13来监测和控制计量泵15、进水泵11和投加泵9的脉冲，以调节阳极进盐水、阴极进水和投加次氯酸钠溶液的流量，实现自动变量投加。工作原理本发明制备的次氯酸钠溶液用于生活饮用水消毒。该装置在阴级4和阳级2之间夹了一层阳离子膜3，阳极室1进高浓度盐水，浓度为22-27%，阳极2电解高浓度盐水产生氯气和盐水，氯气通过管道进入反应箱8，盐水通过盐水出口 7进入盐水循环投加箱14 ；钠离子从阳极室1透过阳离子膜3迁移到阴极室5内，与OH—反应生成氢氧化钠，氢氧化钠通过阴极出水口 7进入反应箱8，同时，阴极4电解水生成氢气，阴极室5的氢气通过管道排出；氯气和氢氧化钠液在反应箱8中反应生成次氯酸钠，或者氯气不通入反应箱8中，直接将氯气投加在供水管网中；反应箱8的出口装有投加泵9，在反应箱8中生成的次氯酸钠溶液通过投加泵9送入配水管网。以上实例只是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
1.一种次氯酸钠的制造系统，包括电解槽(6)、阳极O)、阴极(4)和盐水循环投加箱 (14)，阳极(2)和阴极(4)装在电解槽(6)中并将电解槽(6)分成阳极室(1)和阴极室(5)， 在阳极室(1)的上端和下端分别开有盐水出口(17)和盐水进口(16)，阴极室(5)的上端开有出水口(7)，盐水循环投加箱(14)通过计量泵(1 和管道与盐水进口(16)相连，盐水出口(17)通过管道与盐水循环投加箱(14)相连，阴极室(5)产生的氢气通过管道排出，其特征在于它还包括反应箱(8)、阳离子膜(3)和进水箱(12)，在阳极⑵和阴极(4)之间装有阳离子膜(3)，阳极室(1)产生的氯气通过管道通入反应箱(8)，出水口(7)通过管道与反应箱(8)相连，阴极室( 下端开有进水口(10)，进水箱(1 通过进水泵(11)和管道与进水口 (10)相连。
2.根据权利要求1所述的次氯酸钠的制造系统，其特征在于所述阳离子膜(3)为钠型离子膜。
3.根据权利要求2所述的次氯酸钠的制造系统，其特征在于所述阳极O)为网式阳极；所述阴极网式阴极。
4.根据权利要求3所述的次氯酸钠的制造系统，其特征在于所述反应箱(8)的出口装有投加泵(9)，在反应箱(8)中生成的次氯酸钠溶液通过投加泵(9)送入配水管网。
5.根据权利要求4所述的次氯酸钠的制造系统，其特征在于所述次氯酸钠的制造系统还包括电控装置(13)，电控装置(13)分别与计量泵(15)、进水泵(11)和投加泵(9)电连接。
6.使用权利要求5所述的次氯酸钠的制造系统的方法，其特征在于(1)将22-27%的氯化钠盐水以流量为2-31/h泵入阳极室(1)，使盐水液位位于阳极室 (1)的盐水出口(17)上方；同时将水以流量为2-31/h泵入阴极室(5)，使水液位位于阴极室(5)的出水口(7)上方；(2)打开电解电源，直流电流密度为18-25A/dm2，同时打开盐水出口(17)和出水口 (7)，阳极O)生成的氯气进入反应箱(8)，阳极(2)生成的盐水通过盐水出口(17)以流量为2-31/h进入盐水循环投加箱(14)；(3)阴极(4)生成的氢气从阴极室( 排出，阴极(4)生成的氢氧化钠溶液从出水口 (7)以流量为2-31/h进入反应箱⑶；(4)氯气和氢氧化钠溶液在反应箱(8)发生反应，生成次氯酸钠溶液，溶液有效氯浓度为 25g/l-30g/l ；(5)用电控装置(13)来监测和控制计量泵(15)、进水泵(11)和投加泵(9)的脉冲，以调节阳极进盐水、阴极进水和投加次氯酸钠溶液的流量，实现自动变量投加。
全文摘要
本发明涉及次氯酸钠的制造系统，包括电解槽、阳极、阴极、盐水循环投加箱、反应箱、阳离子膜和进水箱，阳极和阴极将电解槽分成阳极室和阴极室，阳极和阴极之间装有阳离子膜，在阴极室的上端和下端分别开有盐水出口和盐水进口，阴极室的上端开有出水口，阴极室的下端开有进水口。盐水循环投加箱通过计量泵和管道与盐水进口相连，盐水出口通过管道与盐水循环投加箱相连，阳极室产生的氯气通过管道通入反应箱；进水箱通过进水泵和管道与进水口相连，阴极室产生的氢气通过管道排出，出水口通过管道与反应箱相连，和用该系统制造次氯酸钠的方法，该系统和方法具有运行成本低、产生的有效氯浓度高、电极寿命长和无污染等优点。
文档编号C25B13/02GK102465311SQ20101055129
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘亨益, 刘文朝, 李晓琴 申请人:中国水利水电科学研究院