用于生产次氯酸水溶液的方法和系统技术方案

一种制备次氯酸(HClO)水溶液的方法，包括电解氯化钠溶液以产生次氯酸钠溶液；和通过向次氯酸钠溶液中添加选定的弱酸以生成包括选定的弱酸和选定的弱酸的盐的缓冲液，来将次氯酸钠溶液的pH调整到3至8的范围内的值来生产次氯酸水溶液。次氯酸水溶液。次氯酸水溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产次氯酸水溶液的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2020年11月4日提交的美国专利申请第17/089,537号的优先权，该申请通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及生产次氯酸(HClO)水溶液的方法和系统领域。本专利技术还涉及由消费者生产次氯酸的方法和系统。

技术介绍

[0004]次氯酸已被发现具有杀菌和杀病毒的特性。据说，与经常用作消毒剂的次氯酸钠相比，次氯酸的效果好80多倍。次氯酸可以保持手的光滑，是环保的，可以直接用于清洗蔬菜、水果和餐具。它还可以有效地消除蔬菜表面的许多农药残留物。次氯酸被美国食品和药物管理局(FDA)批准，并被日本厚生劳动省推荐为食品级杀菌液。

技术实现思路

[0005]一个实施方案是一种制备次氯酸水溶液的方法，包括电解氯化钠溶液以产生次氯酸钠溶液；和通过向次氯酸钠溶液中添加选定的弱酸以产生包括选定的弱酸和选定的弱酸的盐的缓冲液，来将次氯酸钠溶液的pH调整到3至8的范围内的值来生产次氯酸水溶液。
[0006]在至少一些实施方案中，次氯酸水溶液具有不超过500ppm的次氯酸。在至少一些实施方案中，所述方法进一步包括向氯化钠水溶液中添加碱式盐或碱。在至少一些实施方案中，所述碱式盐或碱减少或吸收电解过程中生成的氯气。在至少一些实施方案中，所述碱式盐或碱选自碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠。
[0007]在至少一些实施方案中，选定的弱酸为醋酸，缓冲液为醋酸和醋酸钠的组合。在至少一些实施方案中，所述次氯酸水溶液中的缓冲液的醋酸与醋酸钠的摩尔比在1:100至100:1的范围内。
[0008]在至少一些实施方案中，所述方法进一步包括稀释次氯酸钠溶液。在至少一些实施方案中，电解后的次氯酸钠溶液具有至少500ppm的次氯酸钠。在至少一些实施方案中，电解后的次氯酸钠溶液具有至少1000ppm的次氯酸钠。
[0009]在至少一些实施方案中，生产次氯酸水溶液包括通过将次氯酸钠溶液的pH调整到4至6的范围内的值来生产次氯酸水溶液。在至少一些实施方案中，电解氯化钠溶液包括在电解池中电解氯化钠溶液，所述电解池包括至少一个正极和至少一个负极，所述至少一个正极和至少一个负极之间没有隔膜或隔板。在至少一些实施方案中，方法进一步包括在电解后从电解池转移次氯酸钠溶液，并在转移后在电解池中接收选定的弱酸。在至少一些实施方案中，选定的弱酸去除电极表面的钙或镁沉积物。在至少一些实施方案中，未软化的水在系统中被用于溶液制备和稀释。
[0010]在至少一些实施方案中，方法进一步包括在产品罐中的次氯酸产品被消耗的同时
在电解池中生成、储存或再生次氯酸钠溶液。在至少一些实施方案中，方法进一步包括在储存了预定的时间段后，通过再电解次氯酸钠溶液再生次氯酸钠溶液，其中所述预定的时间段为至少12小时。
[0011]另一实施方案为用于制造次氯酸(HClO)水溶液的系统。系统包括电解池；水罐或被配置为与外部水源连接的连接装置；酸罐，其被配置为接收选定的弱酸；NaCl罐，其被配置为接收氯化钠水溶液；产品罐；导管，其将水罐、酸罐、NaCl罐单独连接至电解池；以及控制器，被配置和布置为在NaCl罐中含有氯化钠溶液、酸罐中含有选定的弱酸、水罐中有水，或系统使用连接装置与水源连接时，执行动作，所述动作包括：将部分氯化钠水溶液从NaCl罐引入电解池；在电解池中将部分氯化钠溶液电解，产生次氯酸钠溶液；将次氯酸钠溶液引入产品罐中；和将酸罐中的部分选定的弱酸引入次氯酸钠溶液，通过将选定的弱酸添加到次氯酸钠溶液中，以使用选定的弱酸和选定的弱酸的盐形成缓冲液，来将pH调整到3至8的范围内的值，以生产次氯酸水溶液。
[0012]在至少一些实施方案中，系统被配置为通过在酸罐中提供醋酸和在NaCl罐中提供NaCl溶液，来生产次氯酸水溶液。在至少一些实施方案中，系统进一步被配置为，当在氯化钠水溶液中提供碱或碱式盐以减少氯气的产生时，生产次氯酸水溶液，其中碱或碱式盐选自氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
[0013]在至少一些实施方案中，所述电解池包括至少一个正极和至少一个负极，所述至少一个正极和至少一个负极之间没有隔膜或隔板。在至少一些实施方案中，至少一个正极或至少一个负极中的至少一个包括钌和铱。在至少一些实施方案中，至少一个正极或至少一个负极中的至少一个包括钛。
[0014]在至少一些实施方案中，系统进一步包括壳体，其中电解池、水罐或连接装置、酸罐、NaCl罐、产品罐和控制器设置在壳体内。在至少一些实施方案中，系统进一步包括在酸罐、NaCl罐、产品罐中的至少一个中的至少一个液位指示器，所述至少一个液位指示器与控制器相连。
附图说明
[0015]参照以下附图，对本专利技术的非限制性且非全面性的实施方案进行描述。在附图中，除非另有说明，否则在各图中相同的附图标记是指的相同的部件。
[0016]为了更好地理解本专利技术，将参考以下结合附图理解的具体实施方式，其中：
[0017]图1为根据本专利技术的制备HClO水溶液的系统的一个实施方案的示意图；和
[0018]图2为根据本专利技术的制备HClO水溶液的方法的一个实施方案的流程图。
具体实施方式
[0019]本专利技术涉及生产次氯酸(HClO)的方法和系统领域。本专利技术还涉及由消费者生产次氯酸的方法和系统。
[0020]次氯酸(HClO)生产的许多商业方法涉及使用带有隔膜的电池进行盐水电解。这些商业方法相对复杂，且仅对商业规模的应用具有实用性。通过向次氯酸钠(NaClO)中添加一种酸，如盐酸，通过精确的pH控制过程，也实现了商业规模的次氯酸生产。对于小规模、现场和按需的应用，NaClO和HCl并不总是可用的。此外，混合过程中需要精确的pH控制，以防止
或减少有毒氯气的生成，且在非工业装置中可能是困难的。使用小型、低成本的电化学电池和盐水溶液生产了次氯酸钠(NaClO)水溶液。然而，次氯酸钠对人体更有毒。
[0021]本文描述了生成次氯酸水溶液的方法和系统。在至少一些实施方案中，消费者可使用方法和系统，以在小规模、现场和按需的基础上生产次氯酸溶液。在至少一些实施方案中，这些方法和系统利用现成的组分，如水、氯化钠(NaCl)、醋酸(例如,醋)，和碳酸氢钠(例如,小苏打)、碳酸钠(例如,苏打灰或洗涤碱)或氢氧化钠(如苛性钠或碱液)来生成次氯酸。在至少一些实施方案中，水是未软化的。
[0022]本文所述的方法和系统利用了HClO和NaClO在水溶液中的平衡，其中HClO是pH为大约3至大约7的溶液中的主要物种。在至少一些实施方案中，方法和系统被配置为生产具有pH为3至8范围内、3.5至7范围内、4至6.5范围内或4至6范围内的次氯酸水溶液。HClO和NaClO通常在溶液中很快达到平衡。HClO稳定存在于至少4至6.5的pH范围内。
[0023]为将pH保持在期望的范围中，次氯酸水溶液具有缓冲液，该缓冲液包括弱酸和弱酸的盐并将pH保持在期望的范围中。在至少一些实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造次氯酸(HClO)水溶液的方法，所述方法包括电解氯化钠溶液，以产生次氯酸钠溶液；和通过向次氯酸钠溶液中添加选定的弱酸，以产生包括选定的弱酸和选定的弱酸的盐的缓冲液，来将次氯酸钠溶液的pH调整到3至8的范围内的值来生产次氯酸水溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液具有不超过500ppm的次氯酸。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括向氯化钠水溶液中添加碱式盐或碱。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述碱式盐或碱选自碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述选定的弱酸为醋酸，所述缓冲液为醋酸和醋酸钠的组合。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述次氯酸水溶液中的缓冲液的醋酸与醋酸钠的摩尔比在1:100至100:1的范围内。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括稀释次氯酸钠溶液。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解后的次氯酸钠溶液具有至少500ppm的次氯酸钠。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解后的次氯酸钠溶液具有至少1000ppm的次氯酸钠。10.根据权利要求1所述的方法，其中生产次氯酸水溶液包括通过将次氯酸钠溶液的pH调整到4至6的范围内的值，来生产次氯酸水溶液。11.根据权利要求1所述的方法，其中电解氯化钠溶液包括在电解池中电解氯化钠溶液，所述电解池包括至少一个正极和至少一个负极，所述至少一个正极和至少一个负极之间没有隔膜或隔板。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在电解后从电解池转移次氯酸钠溶液，并在转移后在电解池中接收选定的弱酸。13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在产品罐中的次氯酸产品被消耗的同时在电解池中生成、储存或再生次氯酸钠溶液。14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在储存预定的时间段后，通过再电解次氯酸钠溶液再生次氯酸钠溶液，其中所述预定的时间段为至少12小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽玉，
申请(专利权)人：美洲狮溪储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：