海水电解系统及海水电解方法技术方案

本发明专利技术提供一种海水电解装置，其具备：包括阳极(A)和阴极(C)的电极(30)；收纳阳极(A)和阴极(C)的电解槽主体(20)；以及对阳极(A)与阴极(C)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(40)，所述阳极包含覆盖有含有氧化铱的涂布材料的钛，所述海水电解装置将电解槽主体(20)内的海水电解。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】本申请是分案申请，其母案申请的申请号=2011800524887,申请日:2011.11.17，专利技术名称:
本专利技术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。
技术介绍
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，S卩，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)。S卩，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) ο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) ο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号公报专利技术的概要专利技术要解决的问题但是，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。
技术实现思路
本专利技术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、。用于解决问题的方法这里，专利技术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。S卩，本专利技术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。本专利技术的海水电解方法中，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。本专利技术中，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。本专利技术中，利用所述电源装置通电的所述阳极和所述阴极表面的电流密度也可以包含于20A/dm2以上40A/dm2以下的范围中。也可以优选包含于20A/dm2以上30A/dm2以下的范围中。在电流密度过大的情况下，例如在超过40A/dm2的情况下，阳极和阴极中的垢物产生量就会超过氢的清洗效果的有效的范围。针对于此，本专利技术中，将电流密度的上限值设为40A/dm2，优选设为30A/dm2，因此可以利用氢有效地体现出清洗效果，可以有效地防止阳极及阴极中垢物附着。本专利技术的海水电解装置也可以还具备多个所述电解槽主体、将这些电解槽主体之间的所述海水的流出口与流入口连接的连接管、和除去所述连接管内的气体的脱气机构。由于越是提高电流密度，则因阴极中的氢的产生而使液气比越是降低，因此氯产生效率降低。针对于此，通过利用设于连接管中的脱气机构特意地除去氢气，就可以将电解槽内限制为给定的液气比以下，有效地防止效率降低。本专利技术的海水电解系统具备上述的本专利技术的海水电解装置、和提高要导入到所述电解槽主体的海水中所含的氯化物离子的浓度的浓缩机构。本专利技术的海水电解方法提高要电解的海水中所含的氯化物离子的浓度，使提高了氯化物离子浓度的海水在所述电解槽主体内流通，在所述阳极与所述阴极间通电，将所述电解槽主体内的海水电解。本专利技术中，向海水电解装置中导入提高了氯化物离子浓度、电导率的浓缩水。此夕卜，由于在阳极的涂布材料中含有氧化铱，因此可以将电极表面的电流密度设定得较高，可以提高所生成的电解处理水中所含的次氯酸的浓度。即，通过增加电极的每单位面积的次氯酸的产生量，可以减少电极面积，实现装置的小型化。本专利技术中，利用所述电源装置通电的所述阳极及所述阴极表面的电流密度也可以包含于20A/dm2以上60A/dm2以下的范围中。也可以优选包含于20A/dm2以上50A/dm2以下的范围中。在电流密度过大的情况下，例如在超过60A/dm2的情况下，阳极及阴极中的垢物产生量就会超过氢的清洗效果的有效的范围。针对于此，本专利技术中，将电流密度的上限值设为60A/dm2，优选设为50A/dm2，因此可以利用氢有效地体现出清洗效果，可以有效地防止阳极及阴极中的垢物附着。本专利技术的海水电解系统也可以还具备从所述电解后的海水中将在所述阴极中生成的氢气分离的氢分离机构。这样，就可以更加有效地体现出氢气的清洗效果，可以有效地防止阳极及阴极中的垢物附着。本专利技术的海水电解装置中，也可以向所述涂布材料中添加钽的氧化物。通过将对氧的耐久性高的钽添加到所述涂布材料中，可以提高对阳极中产生的氧的耐久性，更加有效地防止电极的异常消耗。本专利技术的海水电解装置中，也可以是，所述电极包含将所述海水的流通方向一方侧的部分设为所述阳极并且将另一方侧的部分设为所述阴极的多个双极电极板，将这些双极电极板在所述流通方向拉开间隔地排列而成的电极组被相互平行地配置多个，相互平行地相邻的所述电极组之间的所述双极电极板被将所述阳极与所述阴极相面对地配置。像这样，通过将具有阳极及阴极的双极电极板集约地配置，就可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水电解装置，其特征在于，具备阳极、阴极、收纳所述阳极和所述阴极的电解槽主体、和对所述阳极及所述阴极通电的电源装置，所述阳极包含覆盖有含有氧化铱的涂布材料的钛，其中，所述阳极和所述阴极为所述海水的流通方向一方侧的部分形成为所述阳极并且另一方侧的部分形成为所述阴极的多个双极电极板，将这些双极电极板在所述流通方向拉开间隔地排列而成的电极组被相互平行地配置有多个，相互平行地相邻的所述电极组之间的所述双极电极板被配置为，所述阳极与所述阴极相面对，各所述电极组中的在所述流通方向上相邻的所述双极电极板之间的间隔被设定为，相互平行地相邻的所述电极组之间的间隔的8倍以上，对所述阳极和所述阴极之间，以使两极表面的电流密度包含于20A/dm2以上且40A/dm2以下的范围中的方式通电，由此将所述电解槽主体内的海水电解。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：水谷洋，高波宏幸，松村达也，中村谦治，池卓，
申请(专利权)人：三菱重工环境·化学工程株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP