KR101373389B1

KR101373389B1 - 고농도 차아염소산나트륨 발생장치

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Publication number: KR101373389B1
Application number: KR1020130152194A
Authority: KR
Inventors: 배상식; 김대근; 이남영; 정붕익; 김정식; 신현수
Original assignee: (주) 테크윈; 한국수자원공사
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-03-14

Abstract

본 발명은 고농도 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로, 격막식 전해조의 양극실로 순환공급되는 양극수저장조의 염화나트륨수용액의 밸런스를 맞추기 위해 소금저장조에서 공급되는 과포화 또는 포화상태의 염화나트륨수용액(소금물)과 순수의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 양극실과 음극실로 구획하는 격막식 전해조와, 상기 양극실의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조와, 상기 음극실의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조와, 상기 양극수저장조의 염소가스와 상기 음극수저장조의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서, 상기 양극수저장조와 음극수저장조에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부와, 상기 원수처리부를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조로 공급할 수 있도록 한 소금탱크와, 상기 소금탱크의 과포화소금물과 원수처리부를 통해 공급되는 순수가 각각 유입되고 양극수 순환관로를 통해 격막식 전해조의 양극실과 순환되도록 한 양극수저장조;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

고농도 차아염소산나트륨 발생장치{On-Site Sodium Hypochlorite Generator for High Concentration Product}

본 발명은 고농도 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로, 격막식 전해조의 양극실로 순환공급되는 양극수저장조의 염화나트륨수용액의 밸런스를 맞추기 위해 소금저장조에서 공급되는 과포화 또는 포화상태의 염화나트륨수용액(소금물)과 순수의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 차아염소산나트륨(NaOCl)은 상하수도, 폐수처리, 해수전해 및 선박평형수처리, 농식품 및 식자재 살균소독 등 다양한 살균소독분야에 적용되고 있다.

근래에 들어서 안정성, 유지관리의 편리성, 비용면에서 소규모정수장에 적합하도록 현장발생형 차아염소산나트륨 제조장치 각광받고 있다. 이러한 현장발생형 차아염소산나트륨 제조장치는 무격막방식의 소금물 전기분해를 통해 0.4~0.8%의 낮은 농도의 차아염소산나트륨이 제조되어 사용되고 있으나, 이러한 무격막방식의 차아염소산나트륨 제조장치는 제조공정에 있어서 부산물제어가 어렵고 소금전환율 및 전력효율이 떨어지고 낮은 농도로 인해 대용량 설비에 적용하기 어려움 문제점이 있었다.

이러한 무격막방식의 문제점을 해결하기 위한 유격막 방식의 전기분해는 양이온 교환막으로 양극실과 음극실이 구획되어 있으며 양극실에는 양극전극이 음극실에는 음극전극이 설치된 유격막 전해조에서 소금물의 전기분해가 이루어지고 이러한 전기분해를 통해 양극실에서 생성된 염소가스와 음극실에서 생성된 가성소다를 기액접촉을 통해 차아염소산나트륨을 생성한다.

상기의 유격막방식의 차아염소산나트륨 제조장치관련 선행기술로서, 등록특허 1226640호(고농도의 차아염소산나트륨 발생장치)에는 로드셀 및 전도도메타, pH 메타, 온도센서 및 온도조절장치를 구비하는 pH/NaCl 조절조; 상기 pH/NaCl 조절조 내 용액의 pH 조절을 위한 HCl 공급밸브와 HCl 보충펌프를 구비한 염산(HCl) 저장조; 상기 pH/NaCl 조절조로부터 염화나트륨을 공급받는 양극실, 수산화나트륨(NaOH)을 생성하는 음극실 및 상기 양극실과 음극실을 구획하는 이온 교환막이 구비된 전기분해조; 로 구성된 기술이 제시되어 있다.

또 다른 선행기술로는 공개특허 2012-0002074호(고농도 차아염소산나트륨 수용액 제조장치)에는 격막식 전기분해반응부, 염소가스와 염화나트륨 수용액을 분리하는 제 1기액분리부, 분리된 염소가스를 제공받아 저장하는 제 1저장부, 수소가스와 수산화나트륨 수용액을 분리하는 제 2기액분리부, 분리된 수산화나트륨 수용액을 제공받아 저장하는 제 2저장부, 제 1저장부의 염소가스와 제 2저장부의 수산화나트륨 수용액을 제공받아 고압 저온의 환경에서 차아염소산나트륨을 생성하는 저온 반응부, 생성된 차아염소산나트륨 수용액을 저장하는 제 3저장부를 포함한 구성이 제시되어 있다.

그러나 상기 선행기술들은 전기분해조(전기분해반응부)의 양극실로 공급되는 염화나트륨 수용액(소금물)의 정제수단이 구비되어 있지 않아 염화나트륨내에 존재하는 칼슘이나 마그네슘 등 이온성 불순물이 전기분해조의 이온교환막을 오염시켜 전력효율의 감소 및 전력비의 증가와 이온교환막의 수명을 단축시키는 문제점이 있고, 양극실내로 유입되는 염화나트륨 수용액의 물질밸런스 조절에 대한 구성이 제시되어 있지 않고 단순히 전도도메타와 온도센서의 구성으로는 양극실내로 유입되는 염화나트륨 수용액의 물질밸런스 조절이 어려움 문제점이 있다.

또한 상기 기술을 포함한 유격막 방식의 종래기술들은 염화나트륨(소금)과 물의 전기화학적 반응에 의해 염화나트륨의 소모량이 물(H2O)의 소모량보다 많으며 이에 따라 양극실에 초기에 주입된 포화소금물은 점차 농도가 감소하게 된다. 이러한 농도감소에 따라 포화염화나트륨 수용액을 주입하여 농도를 유지하지만 양극수의 용량이 증가함에 따라 오버플로우 현상이 나타나고, 이렇게 오버플로우된 양극수는 별도의 양극수 재생공정을 거치게 되는데, 이러한 재생공정은 설비비용 및 규모가 커질 뿐만 아니라 염산, 가성소다, 잔류염소 중화제 등의 화학약품 사용에 따른 관리인력 증가의 문제점이 불가피하고 잔류염소 중화제의 경우 지속적으로 잔류되고 축적되어 일정 시간 후 전체 순환라인의 용액을 폐액처리해야 하는 등 다양한 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 양극수저장조의 전도도센서와 수위센서의 구성들로 인해 양극수 재생공정 없이 과포화소금물과 순수 또는 포화소금물의 공급을 제어함에 따라 최적화된 양극수의 농도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 오버플로우 현상없이 일정 수위를 유지할 수 있고 연수장치와 가열부로 이루어진 소금물처리장치를 통해 과포화소금물 또는 포화소금물 내에 존재하는 칼슘이나 마그네슘 등의 이온성 불순물을 사전에 흡착 제거하여 이온교환막의 오염을 방지하여 전기분해 효율을 높이고 이온교환막의 수명을 연장할 수 있는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 양극실과 음극실로 구획하는 격막식 전해조와, 상기 양극실의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조와, 상기 음극실의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조와, 상기 양극수저장조의 염소가스와 상기 음극수저장조의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서, 상기 양극수저장조와 음극수저장조에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부와, 상기 원수처리부를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조로 공급할 수 있도록 한 소금탱크와, 상기 소금탱크의 과포화소금물과 원수처리부를 통해 공급되는 순수가 각각 유입되고 양극수 순환관로를 통해 격막식 전해조의 양극실과 순환되도록 한 양극수저장조;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 양극실과 음극실로 구획하는 격막식 전해조와, 상기 양극실의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조와, 상기 음극실의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조와, 상기 양극수저장조의 염소가스와 상기 음극수저장조의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서, 상기 음극수저장조에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부와, 상기 원수처리부를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조로 공급할 수 있도록 한 소금탱크와, 상기 소금탱크의 과포화소금물과 포화소금물이 각각 유입되고 양극수 순환관로를 통해 격막식 전해조의 양극실과 순환되도록 한 양극수저장조;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 소금탱크는 고체소금이 유입되는 고체소금 공급부와, 원수처리부의 순수가 공급되는 순수유입관로와, 소금탱크내에 과포화소금물을 배출하는 과포화소금물 배출관로와, 포화소금물을 배출하는 포화소금물 배출관로로 이루어지되, 상기 순수유입관로의 하단부와 포화소금물 배출관로의 일측에 액체투과부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 소금탱크(20)와 양극수저장조 사이에 소금물처리장치가 구비되되, 상기 소금물처리장치는; 수조 내부에 히터가 구비되는 가열부와, 상기 가열부를 거친 소금물의 이온성물질을 제거하는 연수장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 소금물처리장치;는 소금탱크의 미처리된 포화소금물을 소금물처리장치로 공급하는 포화소금물 처리관로와, 상기 소금물처리장치를 거친 포화소금물이 다시 소금탱크로 재유입되는 포화소금물 순환관로로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 양극수저장조는 전도도센서와 수위센서가 각각 설치되어 양극수의 농도 및 수위를 조절하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 양극수저장조는 내부에 격벽과 액체투과부를 형성하여 소금탱크에서 유입되는 과포화소금물이 격벽 내부로 유입되어 일부 잔류되고, 격막식 전해조의 양극실에서 재유입되는 순환로는 상기 격벽과 액체투과부 내부로 유입되게 하는 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.

본 발명은 양극수저장조의 전도도센서와 수위센서의 구성들로 인해 양극수 재생공정 없이 과포화소금물과 순수 또는 포화소금물의 공급을 제어함에 따라 최적화된 양극수의 농도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 오버플로우 현상없이 일정 수위를 유지함으로써 폐액의 발생과 소금사용량의 증가를 예방하거나 복잡한 양극수의 재생라인을 생략할 수 있어 공정의 단순화와 유지관리 절감의 효과가 있다.

또한 소금물처리장치를 통해 과포화소금물 또는 포화소금물 내에 존재하는 칼슘이나 마그네슘 등의 이온성 불순물을 사전에 흡착 제거하여 이온교환막의 오염을 방지하여 전기분해 효율을 높이고 이온교환막의 수명을 연장할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 전체구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 도 1의 구성에 따른 소금물처리장치를 나타낸 도면.
도 3는 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 또 다른 실시예의 전체구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 도 3의 구성에 따른 소금물처리장치를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 소금탱크의 구성을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 양극수저장조의 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 고농도 차아염소산나트륨 발생장치의 소금버퍼탱크가 설치된 또 다른 실시예를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 격막식 전해조(60)의 양극실(62)로 공급되는 소금과 물의 밸런스를 유지하기 위해 양극실(62)로 공급순환되는 양극수저장조(40)의 염화나트륨수용액(소금물)의 밸런스를 맞추기 위해 소금탱크(20)에서 공급되는 과포화 또는 포화상태의 염화나트륨수용액과 순수 공급을 제어할 수 있도록 한 구성이다.

이러한 본 발명의 고농도 차아염소산나트륨 제조장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 양극실(62)과 음극실(64)로 구획하는 격막식 전해조(60)와, 상기 양극실(62)의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조(40)와, 상기 음극실(64)의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조(50)와, 상기 양극수저장조(40)의 염소가스와 상기 음극수저장조(50)의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조(70)로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,

상기 양극수저장조(40)와 음극수저장조(50)에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부(10)와, 상기 원수처리부(10)를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조(40)로 공급할 수 있도록 한 소금탱크(20)와, 상기 소금탱크(20)의 과포화소금물과 원수처리부(10)를 통해 공급되는 순수가 각각 유입되고 양극수 순환관로(46)를 통해 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수저장조(40);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 격막식 전해조(60) 및 차염반응조(70)의 구성은 본 출원인에 의해 특허출원된 등록특허 1079470호(차아염소산나트륨 제조장치), 등록특허 1118795호(소독부산물 저감형 고효율 차아염소산나트륨 발생장치)에 개시된 공지의 구성으로, 격막식 전해조(60)는 이온교환막(66)으로 양극실(62)과 음극실(64)이 구획되어 있으며 양극실(62)에는 양극전극이 음극실(64)에는 음극전극이 설치된 격막식 전해조(60)에서 소금물의 전기분해가 이루어지고 이러한 전기분해를 통해 양극실(62)에서 생성된 염소가스와 음극실(64)에서 생성된 가성소다를 차염반응조(70)에서 기액접촉을 통해 차아염소산나트륨을 생성하는 구성으로 되어있다.

본 발명의 원수처리부(10)는 유입되는 원수를 칼슘이나 마그네슘과 같은 불순물이 걸러져 순수로 처리된다. 이때 상기 원수처리부(10)의 처리수단은 연수기, 역삼투막공정, 나노분리막공정, 전기투석공정, 전기흡착식탈이온공정 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 연수기나 역삼투막공정을 사용할 수 있다.

본 발명의 소금탱크(20)는 내부에 소금물(염화나트륨수용액)을 생성하기 위한 구성으로 외부에서 고체소금을 공급받아 내부에 다량으로 저장되고 상기 원수처리부(10)를 거친 순수를 공급받아 내부에 과포화소금물 및 포화소금물을 형성한다. 이때 상기 과포화소금물은 소금이 물에 완전히 용해된 상태가 아닌 소금의 포화상태를 넘어 고체소금알갱이 및 덩어리가 다량포함되어 있는 상태를 말하며 이송펌프를 통해 과포화소금물 공급관로(123)를 따라 양극수저장조(40)로 공급된다.

상기 소금탱크(20)는 도 5에 도시한 바와 같이, 외부에서 고체소금이 유입되는 고체소금 공급부(21)와, 원수처리부(10)의 순수가 공급되는 순수유입관로(22)와, 소금탱크(20)내에 과포화소금물을 배출하는 과포화소금물 배출관로(23)와, 포화소금물을 배출하는 포화소금물 배출관로(24)로 이루어지되, 상기 순수유입관로(22)의 하단부와 포화소금물 배출관로(24)의 일측에 액체투과부(25)가 형성되어 있어 순수공급이 용이하면서 포화소금물과 과포화소금물이 각각 분류되어 선택적으로 배출제어가 이루어지도록 한다.

본 발명은 소금탱크(20)와 양극수저장조(40) 사이에 소금물처리장치(30)가 구비되어 설치될 경우, 소금탱크내(20)에 포화소금물 또는 과포화소금물에 포함된 칼슘이나 마그네슘과 같은 이온성 불순물을 제거하여 격막식 전해조(60)의 이온교환막(66)의 오염을 방지하여 전기분해의 전력효율을 높이고 이온교환막(66)의 수명을 높이는 효과를 가진다. 상기 소금물처리장치(30)는 일정한 크기의 수조에 히터가 구비되는 가열부(31)와, 상기 가열부(31)를 거친 소금물의 이온성 물질(칼슘 및 마그네슘)을 흡착·제거할 수 있는 킬레이트수지로 된 연수장치(32)로 구성되는데, 상기 가열부(31)는 정제되지 않은 포화소금물의 온도 및 pH조건을 적절하게 유지하여 연수장치(32)의 흡착효율을 높여 이온성 불순물 제거를 용이하게 한다. 이때 바람직한 포화소금물의 조건은 온도가 50~80℃, pH는 9이상으로 조절하는 것이 좋다.

상기 소금물처리장치(30);는 소금탱크(20)의 미처리된 포화소금물을 소금물처리장치(30)로 공급하는 포화소금물 처리관로(111)와, 상기 소금물처리장치(30)를 거친 포화소금물이 다시 소금탱크(20)로 재유입되는 포화소금물 순환관로(112)로 이루어진다. 이로써 소금탱크(20)의 정제되지 않은 미처리 포화소금물을 소금물처리장치(30)를 통해 칼슘과 마그네슘 등의 이온성 불순물을 제거한 다음 소금탱크(20)로 순환하는 과정에서 소금탱크(20)의 포화소금물 및 과포화소금물 속의 이온성 불순물이 제거되게 되고, 이렇게 최종적으로 불순물이 제거된 소금탱크(20)의 과포화소금물이 과포화소금물 공급관로(123)를 거쳐 양극수저장조(40)로 공급되게 된다.

본 발명의 양극수저장조(40)는 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수가 저장되는 구성으로 상기 양극수저장조(40)는 전도도센서(41)와 수위센서(42)가 각각 설치되는데, 상기 전도도센서(41)는 양극수 순환관로상(46)에 설치되고 수위센서(42)는 양극수저장조(40) 내부에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 양극수저장조(40)는 과포화소금물 공급관로(123)를 통해 공급되는 과포화소금물은 전도도센서(41)에 의해 전도도밸브(41a)를 개폐하여 공급이 제어함에 따라 양극수의 농도를 조절하고, 원수처리부(10)와 순수공급관로(133)로 연결되어 공급되는 순수는 수위센서(42)에 의해 수위밸브(42a)를 개폐하여 공급을 제어하면서 수위와 농도를 함께 조절함으로써 양극수저장조(40)의 소금과 물의 밸런스를 조절하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예로서,

도 3에 도시한 바와 같이, 격막식 전해조(60)와, 양극수저장조(40)와, 음극수저장조(50)와, 차염반응조(70),로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,

상기 음극수저장조(50)에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부(10)와, 상기 원수처리부(10)를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조(40)로 공급할 수 있도록 한 소금탱크(20)와, 상기 소금탱크(20)의 과포화소금물과 포화소금물이 각각 유입되고 양극수 순환관로(46)를 통해 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수저장조(40);로 이루어져 있다.

상기의 또 다른 실시예에 따른 양극수 저장조(40)는 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수가 저장되고 소금물처리장치(30)를 거친 과포화소금물은 전도도센서(41)에 의해 전도도밸브(41a)를 열어 공급이 제어되어 양극수의 농도를 조절하는 구성은 도 1의 실시예와 동일하지만, 수위센서(42)에 의해 제어되는 구성이 원수처리부(10)의 순수가 아니라 포화소금물 공급관로(113)를 통해 상기 소금물처리장치(30)를 거쳐 정제된 포화소금물이 공급되어 수위와 농도를 함께 조절하는 구성으로 되어있다. 이는 상기 소금물처리장치(30)를 거친 정제된 포화소금물의 경우 과포화소금물에 비해 액체상태를 유지하고 있으며 격막식 전해조(60)에서 전기분해를 통해 전도도가 낮아진 상태로 유입되기 때문에 순수를 사용하지 않고 포화소금물의 주입만으로도 수위조절이 가능한 것이다.

또한 상기 양극수저장조(40)는 도 6에 도시한 바와 같이, 내부에 격벽(44) 과 액체투과부(45)를 형성하여 상기 소금물처리장치(30)를 통해 과포화소금물이 격벽(44) 내부로 유입되고 격벽(44)내부에 과포화소금물로 유입된 고체소금이 격벽(44)내부에 일부 쌓여있는 형태가 되면서 양극수저장조(40)에 고체소금이 녹아들어 포화상태의 농도로 조절하게 되고, 격막식 전해조(60)의 양극실(62)에서 배출되어 양극수저장조(40)로 재유입되는 순환로는 상기 격벽(44)내부로 유입되게 하여 양극수저장조(40)의 전도도를 일정하게 유지할 수 있고 소금용해도를 높이면서 양극수저장조(40)에서 양극실(62)로 유입되는 양극수에 고체상의 소금이 포함되지 않도록 한다.

본 발명은 도 7과 같이 과포화소금물 또는 포화소금물의 공급을 상기 실시예보다 콤팩트하게 구성될 수 있도록 양극수 저장조(40)의 상부에 싸이클론 형태의 소금버퍼탱크(80)가 설치될 수 있다.

상기 또 다른 실시예는 격막식 전해조(60)와, 양극수저장조(40)와, 음극수저장조(50)와, 차염반응조(70),로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,

상기 양극수저장조(40)와 음극수저장조(50)에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리 하는 원수처리부(10)와, 고체소금이 저장되고 고압에어를 통해 고체소금을 공급할 수 있도록 한 소금탱크(20)와, 상기 소금탱크(20)로부터 유입되는 건조소금과 원수처리부(10)를 거친 순수가 유입되어 포화소금물 및 과포화소금물을 생성하는 소금버퍼탱크(80)와, 상기 소금버퍼탱크(80)의 과포화소금물과 원수처리부(10)를 통해 공급되는 순수가 각각 유입되고 양극수 순환관로(46)를 통해 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수저장조(40);로 이루어져 있다.

또한 상기 소금버퍼탱크(80) 내부와 소금탱크(20) 사이에 소금물처리장치(30)가 구비되되, 상기 소금물처리장치(30)는 소금버퍼탱크(80) 내부에 히터로 구성되는 가열부(31)와, 상기 가열부(31)를 통해 가열된 포화소금물의 이온성물질을 제거하는 연수장치(32)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 실시예는 소금버퍼탱크(80) 내부에 고체소금을 투입하고 유입되는 순수를 통해 과포화소금물과 포화소금물을 형성하고 포화소금물은 지속적으로 순환시켜 정제하고 과포화소금물 공급관로(123)를 통해 과포화소금물이 양극수저장조(40)에 직접 공급되어 전도도센서(41)에 의해 전도도를 조절하고 순수공급관로(133)을 통해 공급되는 순수는 수위센서(42)에 의해 수위를 조절하는 것으로, 소금버퍼탱크(80) 내부에 가열부(31)를 구비하여 다른 실시예들 보다 콤팩트하게 구성될 수 있다.

또한 상기 소금버퍼탱크(80)가 구비된 실시예는 상술한 다른 실시예와 마찬가지로 양극수저장조(40)의 수위조절을 원수처리부(10)의 순수로 사용하지 않고, 소금물처리장치(30)를 통해 정제된 포화소금물로 수위조절이 가능하도록 구성될 수도 있다.

이로써 상기와 같은 실시예들로 이루어진 본 발명은 양극수저장조(40)의 전도도센서(41)와 수위센서(42)의 구성들로 인해 과포화소금물과 순수 또는 포화소금물의 공급을 제어함에 따라 최적화된 양극수의 농도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 오버플로우 현상없이 일정 수위를 유지할 수 있게 되고, 연수장치(32)와 가열부(31)로 이루어진 소금물처리장치(30)를 통해 과포화소금물 또는 포화소금물 내에 존재하는 칼슘이나 마그네슘 등의 이온성 불순물을 사전에 흡착 제거하여 이온교환막(66)의 오염을 방지하여 전기분해 효율을 높이고 이온교환막(66)의 수명을 연장할 수 있는 효과를 가진다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 원수처리부 20 : 소금탱크
21 : 고체소금 공급부 22 : 순수유입관로
23 : 과포화소금물 배출관로 24 : 포화소금물 배출관로
25, 45 : 액체투과부 30 : 소금물처리장치
31 : 가열부 32 : 연수장치
40 : 양극수저장조 41 : 전도도센서
41a : 전도도밸브 42 : 수위센서
42a : 수위밸브 44 : 격벽
46 : 양극수 순환관로 50 : 음극수저장조 60 : 격막식 전해조 62 : 양극실 64 : 음극실 66 : 이온교환막
70 : 차염반응조 80 : 소금버퍼탱크
111 : 포화소금물 처리관로 112 : 포화소금물 순환관로
113 : 포화소금물 공급관로 123 : 과포화소금물 공급관로 133 : 순수공급관로

Claims

양극실(62)과 음극실(64)로 구획하는 격막식 전해조(60)와, 상기 양극실(62)의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조(40)와, 상기 음극실(64)의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조(50)와, 상기 양극수저장조(40)의 염소가스와 상기 음극수저장조(50)의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조(70)로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,
상기 양극수저장조(40)와 음극수저장조(50)에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부(10)와,
상기 원수처리부(10)를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조(40)로 공급할 수 있도록 한 소금탱크(20)와,
상기 소금탱크(20)의 과포화소금물과 원수처리부(10)를 통해 공급되는 순수가 각각 유입되고 양극수 순환관로(46)를 통해 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수저장조(40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
양극실(62)과 음극실(64)로 구획하는 격막식 전해조(60)와, 상기 양극실(62)의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조(40)와, 상기 음극실(64)의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조(50)와, 상기 양극수저장조(40)의 염소가스와 상기 음극수저장조(50)의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조(70)로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,
상기 음극수저장조(50)에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리하는 원수처리부(10)와,
상기 원수처리부(10)를 통해 순수가 유입되고 내부에 저장된 고체소금으로 포화소금물 및 과포화소금물을 형성하여 양극수저장조(40)로 공급할 수 있도록 한 소금탱크(20)와,
상기 소금탱크(20)의 과포화소금물과 포화소금물이 각각 유입되고 양극수 순환관로(46)를 통해 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수저장조(40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 소금탱크(20)는 고체소금이 유입되는 고체소금 공급부(21)와, 원수처리부(10)의 순수가 공급되는 순수유입관로(22)와, 소금탱크(20)내에 과포화소금물을 배출하는 과포화소금물 배출관로(23)와, 포화소금물을 배출하는 포화소금물 배출관로(24)로 이루어지되, 상기 순수유입관로(22)의 하단부와 포화소금물 배출관로(24)의 일측에 액체투과부(25)가 형성된 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 소금탱크(20)와 양극수저장조(40) 사이에 소금물처리장치(30)가 구비되되, 상기 소금물처리장치(30)는; 수조 내부에 히터가 구비되는 가열부(31)와, 상기 가열부(31)를 거친 소금물의 이온성물질을 제거하는 연수장치(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 4항에 있어서,
상기 소금물처리장치(30);는 소금탱크(20)의 미처리된 포화소금물을 소금물처리장치(30)로 공급하는 포화소금물 처리관로(111)와, 상기 소금물처리장치(30)를 거친 포화소금물이 다시 소금탱크(20)로 재유입되는 포화소금물 순환관로(112)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 1항 또는 2항에 있어서
상기 양극수저장조(40)는 전도도센서(41)와 수위센서(42)가 각각 설치되어 양극수의 농도 및 수위를 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 양극수저장조(40)는 내부에 격벽(44)과 액체투과부(45)를 형성하여 소금탱크(20)에서 유입되는 과포화소금물이 격벽(44) 내부로 유입되어 일부 잔류되고, 격막식 전해조(60)의 양극실(62)에서 재유입되는 순환로는 상기 격벽(44)과 액체투과부(45) 내부로 유입되게 하는 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
양극실(62)과 음극실(64)로 구획하는 격막식 전해조(60)와, 상기 양극실(62)의 염소가스와 양극수를 저장하는 양극수저장조(40)와, 상기 음극실(64)의 가성소다와 음극수를 저장하는 음극수저장조(50)와, 상기 양극수저장조(40)의 염소가스와 상기 음극수저장조(50)의 가성소다가 공급되어 차아염소산나트륨을 생성하는 차염반응조(70),로 이루어진 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,
상기 양극수저장조(40)와 음극수저장조(50)에 순수가 유입될 수 있도록 원수를 전처리 하는 원수처리부(10)와,
고체소금이 저장되고 고압에어를 통해 고체소금을 공급할 수 있도록 한 소금탱크(20)와,
상기 소금탱크(20)로부터 유입되는 건조소금과 원수처리부(10)를 거친 순수가 유입되어 포화소금물 및 과포화소금물을 생성하는 소금버퍼탱크(80)와,
상기 소금버퍼탱크(80)의 과포화소금물과 원수처리부(10)를 통해 공급되는 순수가 각각 유입되고 양극수 순환관로(46)를 통해 격막식 전해조(60)의 양극실(62)과 순환되도록 한 양극수저장조(40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 8항에 있어서,
상기 소금버퍼탱크(80) 내부와 소금탱크(20) 사이에 소금물처리장치(30)가 구비되되, 상기 소금물처리장치(30)는; 소금버퍼탱크(80) 내부에 히터로 구성되는 가열부(31)와, 상기 가열부(31)를 통해 가열된 포화소금물의 이온성물질을 제거하는 연수장치(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.
제 9항에 있어서,
상기 소금물처리장치(30)는; 소금버퍼탱크(80)의 미처리된 포화소금물을 연수장치(32)로 공급하는 포화소금물 처리관로(111)와, 상기 연수장치(32)를 거친 포화소금물이 다시 소금버퍼탱크(80)로 재유입되는 포화소금물 순환관로(112)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고농도 차아염소산나트륨 발생장치.