[发明专利]海水电解系统及海水电解方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备通过对海水实施电解而产生次氯酸的海水电解装置的海水电解系统、以及海水电解方法。

背景技术

以往，在大量地使用海水的火力发电站、原子能发电站、海水淡化工厂、化学工厂等中，其取水口或配管、冷凝器、各种冷却器等与海水接触的部分的藻类、贝类的附着繁殖成为大问题。

为了解决该问题，提出过如下的海水电解装置，即，通过对天然的海水实施电解而生成次氯酸，将该次氯酸注入取水口中而抑制海洋生物的附着(例如参照专利文献1)。

即，该海水电解装置采用在制成壳体状的电解槽主体内配置作为电极的阳极·阴极的结构，在该电解槽主体内流通海水。由于在海水中存在氯化物离子及氢氧根离子，因此一旦向阳极·阴极间通入电流，就会在阳极生成氯，在阴极生成氢氧化钠。此后，因氯与氢氧化钠反应，而生成具有海洋生物的附着抑制效果的次氯酸。

这里，作为配置于上述海水电解装置的电解槽内的电极，特别是作为阳极，一般使用在钛基板上涂布以铂为主体的复合金属、即铂主体涂布材料而得的电极(例如参照专利文献2)。

另外，虽然还没有作为海水电解装置实用化的事例，然而作为电解的阳极的涂布材料，提出过使用以氧化铱为主体的复合金属、即氧化铱主体涂布材料的方案(例如参照专利文献3)。

另外，还已知有将从海水淡化装置等的海水浓缩装置中排出的盐分浓度高的浓缩水作为处理水使用的海水电解装置。该海水电解装置通过提高将浓缩水电解而生成的电解处理水中的次氯酸的浓度来减少耗电，实现海水电解装置的有效化、小型化(例如参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利第3389082号公报

专利文献2日本特开2001-262388号公报

专利文献3日本特开平8-85894号公报

专利文献4日本特开平9-294986号公报

发明的概要

发明要解决的问题

但是，在使用了铂主体涂布材料的电极中，受电解时在阳极近傍产生的氧、在阴极近傍产生的垢物(scale)(钙、镁等)的影响，电极的消耗快速地推进。由此，需要频繁地进行电极清洗、电极更换，从而花费很多维护成本。

另外，可以认为，电极表面的电流密度越高，则氯产生效率越高。该趋势在向海水电解装置中导入海水浓缩水而产生次氯酸的情况下也同样地显现。

但是，当电流密度增大时，在阳极近傍产生的氧或在阴极近傍产生的垢物的量也会增加，因此反而使电极的消耗快速地进行。由此，在使用了铂主体涂布材料的电极中，视为技术常识的是，无法提高电极表面的电流密度，例如将电流密度的最大值限制为15A/dm²左右。

由于需要像这样限制电解的电流密度，因此若要从海水中产生足够的次氯酸就需要配置多个电极，从而导致装置的制造成本增大、装置的大型化。

发明内容

本发明是鉴于此种问题而完成的，其目的在于，提供可以实现电极的耐久性的提高、并且可以抑制氯产生效率的降低的海水电解装置、海水电解系统及海水电解方法。

用于解决问题的方法

这里，发明人等对上述海水电解装置的电极反复进行了深入研究，结果得到如下的见解，即，在覆盖有氧化铱主体涂布材料的阳极中，与覆盖有铂主体涂布材料的以往的电极的技术常识相反，以超过15A/dm²的电流密度通电对于提高电极的耐久性及抑制氯产生效率的降低是有效的。

即，本发明的海水电解装置具备：包括阳极和阴极的电极；收纳所述阳极和所述阴极的电解槽主体；以及在所述阳极与所述阴极之间以使两极表面的电流密度为20A/dm²以上的方式通电的电源装置，所述阳极包括覆盖有含有氧化铱的涂布材料的钛。

本发明的海水电解方法中，使海水流过所述电解槽主体内，在所述阳极与所述阴极之间，以使两极表面的电流密度为20A/dm²以上的方式通电，将所述电解槽主体内的海水电解。

本发明中，由于电极表面的电流密度被设为比以往的15A/dm²大的20A/dm²以上，因此伴随着电解在阴极中产生的氢气的量与以往相比增大。由于利用该大量的氢气，显现出电极的清洗效果，因此可以防止锰垢物向阳极上的附着、以及阴极中钙、镁等垢物的附着。另外，阳极附近产生的氧的量也增大，然而由于氧化铱对于氧具有足够的耐久性，因此可以防止电极因该氧而消耗。