[发明专利]用于制备氧化溶液的电解槽

说明书

本发明涉及用于制备氧化消毒溶液的三隔室电解槽。该槽的中间的隔室(300)通过与阴离子交换膜(320)紧密接触的纤维隔膜(321)与阳极隔室(200)隔离。通过与陶瓷颗粒机械结合的有机聚合物纤维的网络形成该隔膜(321)。阴极隔室(400)通过阳离子交换膜(340)与中间的隔室(300)隔离。在中间的隔室(300)内，将饱和氯化钠溶液(510)再循环。在罐(500)内包含分解催化剂。

发明概要

本发明涉及用于制备包含活性氯的具有消毒能力的氧化溶液的三隔室电解槽。

发明背景

使用包含活性氯的温和酸性溶液(大多数为次氯酸形式)在与包括健康护理和卫生应用的多个工业领域有关的各种消毒过程中是已知的；例如在食品工业中，采用这种溶液来消除病原菌例如来自各种食品的制造周期的沙门氏菌或大肠杆菌。可在未分隔的槽或在两隔室槽中(即在由半渗透性隔膜或阳离子交换膜隔开并供给有碱氯化物盐水的槽中)电解进行包含合适浓度(例如50-100ppm)下的游离活性氯的溶液的连续制备；在后一种情况下，在阳极隔室中产生所需溶液，同时在对应的阴极隔室获得具有良好清洁性质的碱性溶液。然而在这样的系统中，所得的阳极产物的盐度太高而不适用于许多典型应用领域(食品工业、医院、农业)。可采用装备有三个隔室的电解槽获得具有优异品质的阳极产物，其中浓盐水在中间的隔室中循环，该中间的隔室通过阳离子交换膜与阴极隔室隔离，通过阴离子交换膜与阳极隔室隔离。分隔体的上述选择允许钠离子选择性迁移至阴极隔室，其中产生稀碱溶液(例如当盐水由氯化钠组成时为50－100ppm的苛性钠)，并且允许氯离子选择性迁移至阳极隔室，其中产生氯。然而，没有可商购的阴离子膜能够抵抗含氯酸性溶液的侵蚀持续大于几十小时，尽管它们声称的对氧化剂的抗性；更换三隔室槽中的阴离子膜的维护成本因此证明不是很适合工业的需要。

因此，确定了需要提供用于制备包含活性氯的酸性溶液的电解槽，其克服现有技术的缺点，特别是就部件的耐久性而言。

发明概要

在所附的权利要求中阐明本发明的各个方面。

一方面，本发明涉及用于制备具有消毒性质的氧化溶液的电解槽，包含：阳极隔室和阴极隔室，并且由阳极分隔体和阴极分隔体限定置于阳极隔室和阴极隔室之间的中间的隔室；阴极分隔体，其分隔阴极隔室与中间的隔室，由阳离子交换膜构成，而阳极分隔体分隔阳极隔室与中间的隔室，包含由与陶瓷材料颗粒机械结合的有机聚合物纤维的网络构成的隔膜。在一个实施方案中，将用作阳极分隔体的隔膜施加或以其它方式布置成与阴离子交换膜紧密接触。

在一个实施方案中，该隔膜由全氟化聚合物和氧化锆的厚度在0.1和1mm之间的复合带构成，例如与由Industrie De Nora商业化的产品如Tape类似。这种类型的材料具有适合于布置成多个叠加层直至获得所需厚度的优点；此外，它可以直接用作分隔体或者可以直接将它施加至阴离子交换膜的两侧或者其单侧，在一个实施方案中该单侧是面对阳极隔室的一侧。这种类型的隔膜可以通过如下获得：沉积成悬浮聚合物纤维的薄片，在其上先前通过机械装置冲击陶瓷颗粒，随后烧结和水合。沉积可以根据造纸工业的典型工序(例如通过在合适的多孔基体上过滤)发生。这些隔膜被证明出乎预料地适用于向最常见的阴离子交换膜赋予高的化学抗性，同时增强它们的选择性。在一个实施方案中，阳极隔室设有用于供给软化水(例如硬度不超过7°f的水)的装置，并且设有用于提取包含游离活性氯的温和酸性的氧化溶液(例如在4-6.9的pH下)的装置；阴极隔室设有类似于阳极隔室的用于供给软化水的装置并且设有用于提取碱性阴极电解质(例如在9和11之间的pH下的苛性钠溶液)；中间的隔室设有用于将碱氯化物盐水(例如饱和的氯化钠盐水)再循环的装置。