電隔膜分解法的製作方法

2023-05-29 00:26:16

專利名稱：電隔膜分解法的製作方法
電隔膜分解法電解是指與用電流處理化學品時出現的現象有關的電化學情況(與用電流回收 化學品的電鍍相反)。電解包括在低電流密度下的電子激發(氣體發光)到高電流密度下 的破壞(分解)。 在電隔膜分解法(electrodiaphragmalysis)中，將多孔隔膜放在陽極區和陰極區之
間。該隔膜用於防止陽極和陰極上形成的氣體的流通和混合。如果這些氣體(陽極上氧 氣和氯氣以及陰極上氫氣)混合在一起，它們就會形成爆炸性混合物氧氣和氫氣，所 謂的氫氧氣體、氯氣和氫氣，所謂的氯氫爆炸氣體。因此，這種早在1886年就引入的隔 膜對爆炸有防護作用。另一種方法是汞齊法。在這種方法中，陰極由流過該陰極並帶走 陰極上形成的分離產物的汞組成。由於暴露的汞，所以這種方法沒有實施的可能性。在現有技術中，陽極空間和陰極空間同時以相同的方向流過相同的電解液。參 見DVGW工作手冊W229和

圖1)。上述隔膜可以分別回收兩個分流(陽極餾分(fraction) =陽極電解液和陰極餾分=陰極電解液。考慮到化學物質(次氯酸鈉)的含量，本發明的產物對微生物具有比預期更好的 作用。其原因在於它的氧化能力，即用作電子受體的性質。這種氧化能力基於水基質 (簇團)中高度缺電子。後者可以通過特定形式的電隔膜分解法獲得。在本申請中，使水受到弱電流強度。為此，例如在水中加入食鹽，以使水的導 電率保持在該方法的最佳範圍內。加入量約為0.2 0.6%或2 6%。使用板電極在它 們之間產生平行磁力線的均勻場，如空隙中場強完全均勻的均勻場。這樣產生了一個就 電子激發而言非常有限的均勻電解。電解液在例如140升/小時(按100升/小時生產 池計)的恆定流速下先通過由陰極和隔膜形成的陰極空間。這個處理優選在15 30安 培下進行，產生鹼性陰極電解液，同時大量形成氣體，特別是氫氣。然後，讓陰極餾分 通入用於脫氣的更大空間。空間的突然擴大導致流速的減少，從而可以分離出氣泡。這 個方法受到流體流過的結構體的支持，例如受到用作聚結器的蜂窩結構體的支持。參見 附圖2。10 50%，一般30%的陰極電解液被氣泡衝出，並經排洩器離開系統。剩餘 的50 90%的陰極電解液通入陽極室，使其以與陰極室逆流的方式通過陽極室。由此 將pH值調節到pH7。激發的電子通過隔膜進入陰極空間。缺少電子的陽極電解液餾分 可以回收。本發明的方法是以進一步開發的電解法為基礎的。用食鹽在水中獲得確定的導 電率。在生產過程中通過在電解池中施加預定的電壓以及調節其它重要的參數，使水簇 團(由於水分子偶極的磁力作用而內聚的水分子)放電。形成帶正荷的水簇團。這種水簇團可用作電子受體，即所謂的電子剝奪。它會 從電子給體(如任何形式的單細胞生物)中求得飽和。這種方法與例如生產二氧化氯的傳統電解法明顯不同。在那種情況下，存在的 電解液被裂解，也就是說，被分離和化學裂解成自由基。這種例如用於製造次氯酸鈉和其它氧化劑的電隔膜分解法可能是這樣一種化學裂解法。其作用是以形成的氯化學物質為基礎的，這種氯化學物質在使用情況下對環境
產生氧化反應。本發明的作用是以水分子本身的激發為基礎的。水分子存在於簇狀聚集體中， 通過施加特定的電流強度使水分子放電(類似於氖管中通過激發惰性氣體的電子使其發 光的情況)。與120多年來已在許多改進中經受考驗的傳統電解法不同，在本發明的製造 過程中水分子沒有被分離成它的構成部分OH_和H，而且仍保持pH中性(pH7.0)。水分 子保持完整無缺，並在簇團中連續交換電荷載體。雖然在製造過程中產生少量的次氯酸鈉，但這些水的汙染物(濃度為0.6 600ppm)對於絕大多數實際用途來說是能容忍的。對於非常敏感的用途，上述的方法也可以用於製造不含任何含氯殘餘物質而僅 由水和激發水分子餾分組成的產物。缺電子作為氧化性殺生物活性物質的證明X-射線輻射提供了強烈的電子注入。這對例如次氯酸鈉溶液沒有作用，因此不 會喪失其殺微生物活性。與之相反，本發明的產物受X-射線輻射後完全喪失其殺生物作用。實施例1現已觀察到，經飛機運輸的試驗溶液沒有效力。然後進行如下的實驗。A溶液 受到從法蘭克福到柏林的1小時飛行過程中作用的X-射線劑量。在微生物實驗室中試驗 對於大腸桿菌的輻射。對比試樣不進行X-射線輻射，但參與A溶液從累根斯堡到威斯 巴登再到測試實驗室的旅行。
權利要求
1.電化學處理水，它缺少電子，可用包括如下步驟的方法製得a)電解水；b)從系統中提取一部分陰極電解液，和c)將其餘的陰極電解液引入陽極室。
2.如權利要求1所述的電化學處理水，其特徵在於，它對細菌、細菌孢子、真菌、真 菌孢子、病毒、蛋白質感染粒子(prions)、單細胞藻類或它們的混合物具有消毒作用。
3.如權利要求1或2所述的電化學處理水，其特徵在於，步驟a)中形成的氧化劑的 總濃度小於600ppm。
4.如權利要求3所述的電化學處理水，其特徵在於，氧化劑的總濃度小於20ppm。
5.如權利要求3所述的電化學處理水，其特徵在於，氧化劑的總濃度小於2ppm。
6.如權利要求1-5中任一項所述的電化學處理水，其特徵在於，含氯氧化劑、過氧化 物和臭氧的濃度小於0.02ppm。
7.如權利要求1-6中任一項所述的電化學處理水，其特徵在於，它基本上不含氧化劑。
8.如權利要求1-7中任一項所述的電化學處理水，其特徵在於，步驟b)中用合適的 吸附劑除去氧化劑。
9.如權利要求8所述的電化學處理水，其特徵在於，所述的吸附劑選自活性炭、氧化 鋁、二氧化矽、離子交換劑、沸石或它們的混合物。
10.如權利要求1-9中任一項所述的電化學處理水，其特徵在於，為了提高電導率， 向步驟a)中電解的水原料中加入鹽，如鹼金屬陽離子與含滷陰離子、含硫陰離子、含磷 陰離子、羧酸根、碳酸根和上述陰離子混合物的鹽。
11.如權利要求10所述的電化學處理水，其特徵在於，步驟a)中電解的水原料含有 氯化鈉。
12.如權利要求1-11中任一項所述的電化學處理水，其特徵在於，步驟a)中的電解 在0.5 10W/cm2的電流密度下進行。
13.如權利要求1-12中任一項所述的電化學處理水，其特徵在於，該方法是連續進行的。
全文摘要
公開了一種缺電子的電化學處理水，它可用包括如下步驟的方法製得a)電解水；b)從系統中提取一部分陰極電解液，和c)將其餘的陰極電解液引入陽極室。
文檔編號C02F1/467GK102015548SQ200980110601
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月19日 優先權日2008年3月19日
發明者A·菲利普斯, M·思澤科, M·薩伊弗扣 申請人:Aqua集團股份公司