[发明专利]管式电解槽

说明书

本发明公开一种管式电解槽，包括：一对终端电极，包括一外部电极以及一内部电极，该外部电极以及该内部电极在各自的第一端彼此电性连接，并且在各自的第二端彼此分开；以及一管式双极电极，安装于该些终端电极之间，并且与该些终端电极电性绝缘。

技术领域

本发明涉及一种管式电解槽，特别是，涉及一种具有减小尺寸的管式电解槽，从而克服了安装空间的限制并降低了制造成本，同时提供了管式电解槽的优点。

背景技术

作为用于电解电解质溶液，例如海水、盐水等的电解槽的典型实例，存在有管式电解槽。

管式电解槽具有通常由外管和内管构成的管式电极。内管是组合的双极管电极，其中一部分用作阳极，另一部分用作阴极。外管包括阳极部分、阴极部分和设置在其中心部分的绝缘间隔件，其中阳极部分和阴极部分设置成与内管的阳极和阴极相对。或者，内管和外管两者都可以是具有单一极性的单极电极。

在管式电解槽中，当在阳极和阴极之间施加直流电源以在电解质溶液沿着内管和外管的表面流动时进行电解，产生电解的水。

电解可以用于各种方法，例如通过海水或盐水的电解来生产氯、氢氧化钠、次氯酸钠等，通过水的电解来生产氢和氧，通过二氧化碳的电解来生产各种有机化合物，氨或有机物质的分解，酸性水和碱性水的生产等。

在这些方法中，以下示出了从海水或盐水产生次氯酸钠的典型电解方法的化学方程式。

阳极反应:2Cl-→Cl₂+2e-

阴极反应:2H₂O+2e-→2OH-+H₂

主体反应:Cl₂+2NaOH→NaOCl+NaCl+H₂O

通过氯离子的氧化在阳极侧产生氯(Cl2)，并且通过水分解在阴极侧产生氢气(H₂)和羟基离子(OH-)。在阴极侧产生的羟基离子(OH-)在主体相中与钠离子(Na+)反应生成氢氧化钠(NaOH)，在主体相中氢氧化钠(NaOH)与在阳极产生的氯(Cl₂)反应生成次氯酸钠(NaOCl)。以这种方式生产的次氯酸钠(NaOCl)用于降低生物活性，或用于各种灭菌(消毒)和清洁的用途。

在电解过程中，电解质溶液中所含的诸如(Ca和Mg)的硬度材料通过以下所叙述的化学反应在阴极电极上形成水垢，累积的水垢降低了电解效率，从而导致槽电压的增加，阻碍流体的流动，并在极端的情形下引起因电极之间的短路造成的物理损坏。

水垢形成反应:HCO₃^-+NaOH→CO₃^2-+H₂O+Na⁺

Ca²⁺或Mg²⁺+CO₃^2-→CaCO₃或MgCO₃

Ca²⁺或Mg²⁺+2OH-→Ca(OH)₂或Mg(OH)₂

在韩国专利申请公开号10-2006-0098445(电子水处理系统及其控制方法)中公开了防止水垢累积的现有技术。根据该技术，用作阳极的阳极杆安装在流体流过的管道的内部，围绕阳极杆的壳体用作阴极，并且电流流过阳极杆以在流体通道中形成电磁场，从而防止水垢产生。也就是说，当流体沿着其中形成有电磁场的流体通道流动时，由于电磁场充分地产生自由电子，流体中所含的无机物质变得结构稳定，从而防止了水垢形成。