[发明专利]一种可降低成本的电化学法制备酸碱水的装置及工艺

说明书

本发明所述的电化学法制备酸碱水的装置，包括电解槽体、电极、供电装置；其中，所述电极包括阳极体、以及阴极体，所述阳极体由基体、以及基体涂覆层构成，阴极体仅由基体构成，所述阳极体与阴极体之间设有微渗透膜。本发明所述的工艺方法，包括：S1.注入电解溶液；S2.启动供电装置；S3.导出电解溶液。本发明在所述步骤S3之前，加入NaCl溶液即可制备消毒水。本发明改变传统思维惯式，用微渗透膜代替离子膜，无需倒极，提高了电极的使用寿命，具有操作简单、方便、资源节约利用充分的优势。本发明既可以制备酸碱水，同时又可以制备消毒水，巧妙的利用电化学反应机理，工艺步骤简单、产出的酸碱水和消毒水均具有很大的实用价值。

技术领域

本发明涉及电化学制备酸碱水技术领域，更具体地，涉及一种可降低成本的电化学法制备酸碱水的装置及工艺，在此基础上，还涉及一种制备次氯酸消毒水的装置。

背景技术

随着社会发展，人民生活水平的提高，对日常生活用水的质量有着更高的要求。通常，如图1所示，传统制备酸碱水的装置包括电解槽、阳极、阴极、以及离子膜。为了使阳极具有活性，阳极的结构为以钛金属作基体，在基体表面镀上铂，或者涂覆上铂族金属(钌、铱、钯)氧化物。通过在阳极和阴极之间设置仅容某种特定离子通过的离子膜，进行离子交换以产生酸碱水。由于离子膜在使用过程中沉积水合离子，会造成离子膜的堵塞。为了避免离子膜的堵塞，采用交换阳极和阴极的方法，即倒极，反向电离产生酸碱水，产生冲击力以导通沉积离子。由于需要倒极，阳极转变成阴极，而阴极转变成阳极，所以，传统的装置不仅需要阳极涂铂(或铂族金属)，也需要阴极涂铂(或铂族金属)。

一方面，我国是铂系金属资源缺乏的国家，本国产量不能满足生产需求，需要从国外进口才能满足实际用量；另一方面，在装置中使用了离子膜，由于国内离子膜的生产技术与国外还存在着差距，许多高端产品还需要使用进口的离子膜，其中以美国杜邦公司生产的离子膜质量较佳，其价格被国外供货商人为抬高，每平方米离子膜的价格高达一万元以上，这两方面正阻碍着酸碱水制备装置产品的推广使用。

更为关键的是，即使抛开上述价格高的问题，现有装置仍存在电极寿命受损、无法充分利用电极、发挥不出应有的材料价值的问题。如Masatsugu Motimitsu，RyuichiOtogolwa，Morio Matsunaga(Electrochemica Acta 40(2000)401-406)等人，对钛基二氧化铱、五氧化二钽涂层的阳极倒极运行做了研究，其结果显示当该电极材料在硫酸钠和硫酸混合溶液中，作为阳极以每平方米10000安培的超高电流密度运行，其工作寿命可达7000小时以上。而作为阴极以每平方米500安培的电流运行，其工作寿命不到200小时。从该结果可以发现，采用倒极之后阴极和阳极交换，将极大的影响电极的使用寿命，无疑使得装置成本更加高昂。

因此，为了降低酸碱水制备装置的成本、节约贵重金属资源、减少高端离子膜的进口使用，并且提高装置的使用寿命，亟待改进现有制备酸碱水的装置及工艺。

发明内容

本发明的首要目的在于针对上述缺陷和不足，提供一种成本低、节约贵重金属、离子膜依赖性降低的、使用寿命长久的、无需倒极的电化学法制备酸碱水的装置。

本发明的另一个目的在于，提供一种电解效率高、结构紧凑、节约型的电化学法制备酸碱水的装置。

本发明的另一个目的在于，提供一种电化学法制备酸碱水的工艺方法。

本发明的再一个目的在于，提供一种既可以制备酸碱水，同时还能够产生消毒水的工艺方法。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：

本发明所述的电化学法制备酸碱水的装置，包括电解槽体、用于电解的电极、以及为电极提供电能的直流供电装置；其中，所述电极包括阳极体、以及阴极体，所述阳极体由基体、以及基体涂覆层构成，阴极体仅由基体构成，并且，所述阳极体与阴极体之间设有既可以导通离子，又可以微渗透溶液的微渗透膜。