專利名稱：海水電解系統(tǒng)及海水電解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備通過對(duì)海水實(shí)施電解而產(chǎn)生次氯酸的海水電解裝置的海水電解系統(tǒng)、以及海水電解方法。
背景技術(shù)：
以往，在大量地使用海水的火力發(fā)電站、原子能發(fā)電站、海水淡化工廠、化學(xué)工廠等中，其取水口或配管、冷凝器、各種冷卻器等與海水接觸的部分的藻類、貝類的附著繁殖成為大問題。為了解決該問題，提出過如下的海水電解裝置，S卩，通過對(duì)天然的海水實(shí)施電解而生成次氯酸，將該次氯酸注入取水口中而抑制海洋生物的附著(例如參照專利文獻(xiàn)I)。即，該海水電解裝置采用在制成殼體狀的電解槽主體內(nèi)配置作為電極的陽極.陰極的結(jié)構(gòu)，在該電解槽主體內(nèi)流通海水。由于在海水中存在氯化物離子及氫氧根離子，因此一旦向陽極 陰極間通入電流，就會(huì)在陽極生成氯，在陰極生成氫氧化鈉。此后，因氯與氫氧化鈉反應(yīng)，而生成具有海洋生物的附著抑制效果的次氯酸。這里，作為配置于上述海水電解裝置的電解槽內(nèi)的電極，特別是作為陽極，一般使用在鈦基板上涂布以鉬為主體的復(fù)合金屬、即鉬主體涂布材料而得的電極(例如參照專利文獻(xiàn)2)。另外，雖然還沒有作為海水電解裝置實(shí)用化的事例，然而作為電解的陽極的涂布材料，提出過使用以氧化銥為主體的復(fù)合金屬、即氧化銥主體涂布材料的方案(例如參照專利文獻(xiàn)3)。另外，還已知有將從海水淡化裝置等的海水濃縮裝置中排出的鹽分濃度高的濃縮水作為處理水使用的海水電解裝置。該海水電解裝置通過提高將濃縮水電解而生成的電解處理水中的次氯酸的濃度來減少耗電，實(shí)現(xiàn)海水電解裝置的有效化、小型化(例如參照專利文獻(xiàn)4) ο現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本專利第3389082號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2001-262388號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開平8-85894號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開平9-294986號(hào)公報(bào)發(fā)明的概要發(fā)明要解決的問題但是，在使用了鉬主體涂布材料的電極中，受電解時(shí)在陽極近傍產(chǎn)生的氧、在陰極近傍產(chǎn)生的垢物(scale)(鈣、鎂等)的影響，電極的消耗快速地推進(jìn)。由此，需要頻繁地進(jìn)行電極清洗、電極更換，從而花費(fèi)很多維護(hù)成本。另外，可以認(rèn)為，電極表面的電流密度越高，則氯產(chǎn)生效率越高。該趨勢(shì)在向海水電解裝置中導(dǎo)入海水濃縮水而產(chǎn)生次氯酸的情況下也同樣地顯現(xiàn)。但是，當(dāng)電流密度增大時(shí)，在陽極近傍產(chǎn)生的氧或在陰極近傍產(chǎn)生的垢物的量也會(huì)增加，因此反而使電極的消耗快速地進(jìn)行。由此，在使用了鉬主體涂布材料的電極中，視為技術(shù)常識(shí)的是，無法提高電極表面的電流密度，例如將電流密度的最大值限制為15A/dm2左右。由于需要像這樣限制電解的電流密度，因此若要從海水中產(chǎn)生足夠的次氯酸就需要配置多個(gè)電極，從而導(dǎo)致裝置的制造成本增大、裝置的大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于此種問題而完成的，其目的在于，提供可以實(shí)現(xiàn)電極的耐久性的提高、并且可以抑制氯產(chǎn)生效率的降低的海水電解裝置、海水電解系統(tǒng)及海水電解方法。用于解決問題的方法這里，發(fā)明人等對(duì)上述海水電解裝置的電極反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果得到如下的見解，即，在覆蓋有氧化銥主體涂布材料的陽極中，與覆蓋有鉬主體涂布材料的以往的電極的技術(shù)常識(shí)相反，以超過15A/dm2的電流密度通電對(duì)于提高電極的耐久性及抑制氯產(chǎn)生效率的降低是有效的。S卩，本發(fā)明的海水電解裝置具備:包括陽極和陰極的電極；收納所述陽極和所述陰極的電解槽主體；以及在所述陽極與所述陰極之間以使兩極表面的電流密度為20A/dm2以上的方式通電的電源裝置，所述陽極包括覆蓋有含有氧化銥的涂布材料的鈦。本發(fā)明的海水電解方法中，使海水流過所述電解槽主體內(nèi)，在所述陽極與所述陰極之間，以使兩極表面 的電流密度為20A/dm2以上的方式通電，將所述電解槽主體內(nèi)的海水電解。本發(fā)明中，由于電極表面的電流密度被設(shè)為比以往的15A/dm2大的20A/dm2以上，因此伴隨著電解在陰極中產(chǎn)生的氫氣的量與以往相比增大。由于利用該大量的氫氣，顯現(xiàn)出電極的清洗效果，因此可以防止錳垢物向陽極上的附著、以及陰極中鈣、鎂等垢物的附著。另外，陽極附近產(chǎn)生的氧的量也增大，然而由于氧化銥對(duì)于氧具有足夠的耐久性，因此可以防止電極因該氧而消耗。本發(fā)明中，利用所述電源裝置通電的所述陽極和所述陰極表面的電流密度也可以包含于20A/dm2以上40A/dm2以下的范圍中。也可以優(yōu)選包含于20A/dm2以上30A/dm2以下的范圍中。在電流密度過大的情況下，例如在超過40A/dm2的情況下，陽極和陰極中的垢物產(chǎn)生量就會(huì)超過氫的清洗效果的有效的范圍。針對(duì)于此，本發(fā)明中，將電流密度的上限值設(shè)為40A/dm2，優(yōu)選設(shè)為30A/dm2，因此可以利用氫有效地體現(xiàn)出清洗效果，可以有效地防止陽極及陰極中垢物附著。本發(fā)明的海水電解裝置也可以還具備多個(gè)所述電解槽主體、將這些電解槽主體之間的所述海水的流出口與流入口連接的連接管、和除去所述連接管內(nèi)的氣體的脫氣機(jī)構(gòu)。由于越是提高電流密度，則因陰極中的氫的產(chǎn)生而使液氣比越是降低，因此氯產(chǎn)生效率降低。針對(duì)于此，通過利用設(shè)于連接管中的脫氣機(jī)構(gòu)特意地除去氫氣，就可以將電解槽內(nèi)限制為給定的液氣比以下，有效地防止效率降低。
本發(fā)明的海水電解系統(tǒng)具備上述的本發(fā)明的海水電解裝置、和提高要導(dǎo)入到所述電解槽主體的海水中所含的氯化物離子的濃度的濃縮機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的海水電解方法提高要電解的海水中所含的氯化物離子的濃度，使提高了氯化物離子濃度的海水在所述電解槽主體內(nèi)流通，在所述陽極與所述陰極間通電，將所述電解槽主體內(nèi)的海水電解。本發(fā)明中，向海水電解裝置中導(dǎo)入提高了氯化物離子濃度、電導(dǎo)率的濃縮水。此夕卜，由于在陽極的涂布材料中含有氧化銥，因此可以將電極表面的電流密度設(shè)定得較高，可以提高所生成的電解處理水中所含的次氯酸的濃度。即，通過增加電極的每單位面積的次氯酸的產(chǎn)生量，可以減少電極面積，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。本發(fā)明中，利用所述電源裝置通電的所述陽極及所述陰極表面的電流密度也可以包含于20A/dm2以上60A/dm2以下的范圍中。也可以優(yōu)選包含于20A/dm2以上50A/dm2以下的范圍中。在電流密度過大的情況下，例如在超過60A/dm2的情況下，陽極及陰極中的垢物產(chǎn)生量就會(huì)超過氫的清洗效果的有效的范圍。針對(duì)于此，本發(fā)明中，將電流密度的上限值設(shè)為60A/dm2，優(yōu)選設(shè)為50A/dm2，因此可以利用氫有效地體現(xiàn)出清洗效果，可以有效地防止陽極及陰極中的垢物附著。

本發(fā)明的海水電解系統(tǒng)也可以還具備從所述電解后的海水中將在所述陰極中生成的氫氣分離的氫分離機(jī)構(gòu)。這樣，就可以更加有效地體現(xiàn)出氫氣的清洗效果，可以有效地防止陽極及陰極中的垢物附著。本發(fā)明的海水電解裝置中，也可以向所述涂布材料中添加鉭的氧化物。通過將對(duì)氧的耐久性高的鉭添加到所述涂布材料中，可以提高對(duì)陽極中產(chǎn)生的氧的耐久性，更加有效地防止電極的異常消耗。本發(fā)明的海水電解裝置中，也可以是，所述電極包含將所述海水的流通方向一方側(cè)的部分設(shè)為所述陽極并且將另一方側(cè)的部分設(shè)為所述陰極的多個(gè)雙極電極板，將這些雙極電極板在所述流通方向拉開間隔地排列而成的電極組被相互平行地配置多個(gè)，相互平行地相鄰的所述電極組之間的所述雙極電極板被將所述陽極與所述陰極相面對(duì)地配置。像這樣，通過將具有陽極及陰極的雙極電極板集約地配置，就可以實(shí)現(xiàn)裝置自身的小型化。另外，由于各雙極電極板被沿著海水的流通方向配置，因此不會(huì)有妨礙海水的流通的情況。這樣，就可以將海水維持高流速，因此可以有效地獲得因該海水向電極上垢物附著的防止效果。此外，由于相互平行地相鄰的電極組之間的陽極與陰極相面對(duì)，因此通過在這些陽極與陰極之間通電，可以對(duì)流通在電極之間的海水有效地實(shí)施電解。本發(fā)明的海水電解裝置中，各所述電極組中的在所述流通方向上相鄰的所述雙極電極板之間的間隔也可以是相互平行地相鄰的所述電極組之間的間隔的8倍以上。在流通方向上相鄰的雙極電極板之間的間隔小的情況下，就會(huì)產(chǎn)生流通在這些雙極電極板之間的電流、即對(duì)電解的貢獻(xiàn)小的雜散電流。電極表面的電流密度越高，則該雜散電流越明顯。針對(duì)于此，通過如上所述地實(shí)現(xiàn)在流通方向上相鄰的雙極電極板之間的間隔的恰當(dāng)化，可以抑制該雜散電流的產(chǎn)生，防止海水電解效率的降低。
本發(fā)明中，所述海水電解裝置也可以具備如下的循環(huán)流路，該循環(huán)流路使從所述電解槽主體的流出口中流出的電解后的所述海水混合在從所述電解槽主體的流入口流入前的所述海水中。越是提高電流密度，就越有可能向電極表面附著垢物。但是，通過將電解后的海水經(jīng)由循環(huán)流路混合到電解前的海水中，就可以獲得由通過海水電解裝置的電解槽的海水中所含的垢物成分帶來的晶種效果，因此可以防止向電極表面上的垢物附著。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以防止垢物向電極上的附著，實(shí)現(xiàn)電極的耐久性的提高及氯產(chǎn)生效率的降低的抑制。


圖1是表示本發(fā)明的海水電解系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的示意圖。圖2是表示第一實(shí)施方式的海水電解裝置的縱剖面圖。圖3是將海水電解裝置的要部放大觀看的圖。圖4是說明電源裝置的恒電流控制電路的恒電流控制曲線的曲線圖。圖5是表示本發(fā)明的海水電解系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的示意圖。圖6是表示第二實(shí)施方式的變形例的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的海水電解 系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的示意圖。圖8是表示第三實(shí)施方式的氫分離裝置的概略圖。圖9是表示氯產(chǎn)生效率測(cè)定試驗(yàn)的結(jié)果的曲線圖。圖10是表示電極消耗量測(cè)定試驗(yàn)的結(jié)果的曲線圖。其中，A...陽極，K...陰極，M...電極組，1..海水，C...濃縮水，10...海水電
解裝置，20...電解槽主體，30...電極，31...雙極電極板，32...陽極板，33...陰極板，
40...電源裝置，60...取水部，65...淡化裝置(濃縮機(jī)構(gòu))，70...注水部，80...循環(huán)部，
81...循環(huán)流路，90...氫分離裝置(氫分離機(jī)構(gòu))，100Α、100Β、100α..海水電解系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，參照?qǐng)D1到圖4進(jìn)行說明。第一實(shí)施方式的海水電解系統(tǒng)100Α是如下的系統(tǒng)，即，從海水所流通的取水用水路I中取得海水，利用海水電解裝置10將海水電解后,將處理過的海水注入到取水用水路I中。如圖1所示，該海水電解系統(tǒng)100Α具備海水電解裝置10、貯留槽50、取水部60、和注水部70。貯留槽50貯留由海水電解裝置10電解了的海水W。取水部60從取水用水路I向海水電解裝置10中導(dǎo)入海水W。注水部70將貯留槽50的海水W注入到取水用水路I中。如圖2所示，海水電解裝置10包含電解槽主體20、電極支承箱26、端子板28、29及多個(gè)電極30。電解槽主體20具備兩端開口的近似筒狀的外筒21,在外筒21的一端設(shè)有將該一端側(cè)的開口封堵的上游側(cè)蓋部22。此外，在外筒21的另一端設(shè)有將該另一端側(cè)的開口封堵的下游側(cè)蓋部24。電解槽主體20利用這些外筒21、上游側(cè)蓋部22及下游側(cè)蓋部24來確保給定的耐壓強(qiáng)度。另外，在上游側(cè)蓋部22中，形成有將電解槽主體20內(nèi)外連通的流入口 23，在下游側(cè)蓋部24中形成有將電解槽主體20內(nèi)外連通的流出口 25。即，在電解槽主體20中，從上游側(cè)蓋部22的流入口 23導(dǎo)入海水W，該海水W在從流入口 23側(cè)朝向流出口 25側(cè)地沿一個(gè)方向流過外筒21內(nèi)后，從該流出口 25向電解槽主體20外流出。以下，將電解槽主體20內(nèi)的流入口 23側(cè)稱作上游側(cè)，將流出口 25側(cè)稱作下游側(cè)。電極支承箱26是例如由塑料等電絕緣材料構(gòu)成的呈筒狀的構(gòu)件，沿海水W的流通方向延伸地收納于電解槽主體20內(nèi)。該電極支承箱26借助多個(gè)固定構(gòu)件27固定于上游側(cè)蓋部22及下游側(cè)蓋部24中。另外，在電極支承箱26的內(nèi)部，設(shè)有多個(gè)用于支承電極30的支承桿26a。端子板28、29具有對(duì)支承在電極支承箱26內(nèi)的電極30供給來自電解槽主體20外部的電流的作用，在上述電極支承箱26的兩端配置有一對(duì)。電極30呈板狀，以在上述電極支承箱26的支承桿26a上排列多個(gè)的狀態(tài)固定支承。本實(shí)施方式中，作為該電極30，使用雙極電極板31、陽極板32及陰極板33這三種。雙極電極板31具有如下的結(jié)構(gòu)，S卩，將作為電極基板的鈦基板分成兩個(gè)部分，將其一方設(shè)為陽極A,將另一方設(shè)為陰極K。即,雙極電極板31的一端側(cè)一半的區(qū)域被設(shè)為在表面覆蓋含有氧化銥的涂布材料(氧化銥主體涂布材料)而成的陽極A，另一端側(cè)一半的區(qū)域被設(shè)為沒有在表面覆蓋上述氧化銥主體涂布材料的陰極K。另外，陽極板32采用在上述鈦基板的整個(gè)表面覆蓋有氧化銥主體涂布材料的結(jié)構(gòu)，該陽極板32整體作為 電解時(shí)的陽極A發(fā)揮作用。另一方面，作為陰極板33，采用了沒有實(shí)施涂布的鈦基板，該陰極板33整體作為電解時(shí)的陰極K發(fā)揮作用。而且，上述氧化銥主體涂布材料中氧化銥的含量以質(zhì)量比計(jì)設(shè)定為50%以上，優(yōu)選設(shè)定為60 % 70 %的范圍。這樣，就可以良好地獲得氧化銥的覆蓋效果。另外，優(yōu)選在氧化銥主體涂布材料中添加有鉭。此外，優(yōu)選在該氧化銥主體涂布材料中不含有鉬。這里，對(duì)電極支承箱26內(nèi)的三種電極30的排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。雙極電極板31、陽極板32及陰極板33分別由電極支承箱26內(nèi)的支承桿26a固定支承。如圖2及圖3所示，上述電極30中的雙極電極板31以將陽極A朝向液入口側(cè)并且將陰極K朝向液出口側(cè)、使其延伸方向沿著海水W的流通方向的方式排列了多個(gè)。另外，這些雙極電極板31通過在上述流通方向上拉開間隔地串聯(lián)地排列而構(gòu)成電極組M。此外，此種電極組M被相互平行地拉開間隔設(shè)有多個(gè)，S卩，被相互并列地設(shè)有多個(gè)。這里，相互平行地相鄰的電極組M之間被以相對(duì)地在上述流通方向錯(cuò)開雙極電極板31的二分之一間距的狀態(tài)配置。這樣，相互平行地相鄰的電極組M之間的雙極電極板31的陽極A與陰極K就成為對(duì)置狀態(tài)。另外，本實(shí)施方式中，如圖3所示，優(yōu)選將各電極組M中的上述流通方向上相鄰的雙極電極板31之間的間隔dl設(shè)定為，相互平行地相鄰的電極組M之間的間隔、即相互平行地相鄰的雙極電極板31之間的間隔d2的8倍以上。另一方面，在雙極電極板31的下游側(cè)，沿著海水W的流通方向相互平行地排列有多個(gè)陽極板32，在雙極電極板31的上游側(cè)，沿著海水W的流通方向相互平行地排列有多個(gè)陰極板33。陽極板32的下游側(cè)的端部與一對(duì)端子板28、29中的處于下游側(cè)的端子板29連接，這些陽極板32的上游側(cè)的端部分別與上述雙極電極板31的陰極K在與流通方向正交的方向上相面對(duì)。也就是說，陽極板32的上游側(cè)端部與雙極電極板31的陰極K被配置為，從與流通方向正交的方向看疊加地交錯(cuò)。此外，陰極板33的上游側(cè)的端部與一對(duì)端子板28、29中的處于上游側(cè)的端子板28連接，這些陰極板33的下游側(cè)的端部分別與上述雙極電極板31的陽極A在與流通方向正交的方向上相面對(duì)。也就是說，陰極板33的下游側(cè)端部與雙極電極板31的陽極A被配置為，從與流通方向正交的方向看疊加地交錯(cuò)。電源裝置40是供給用于海水W的電解的電流的裝置，具備直流電源41和恒電流控制電路42。直流電源41是輸出直流電力的電源，例如也可以將從交流電源中輸出的交流電力整流為直流后輸出。恒電流控制電路42是將從直流電源41中供給的直流電力作為恒電流輸出的電路，無論電流通電區(qū)間的電阻如何變化，都可以向該電流通電區(qū)輸出給定的恒電流。即，該恒電流控制電路42在被從直流電源41輸入直流電力時(shí)，如圖4所示，通過將該直流電力的電壓值以振幅的范圍進(jìn)行控制，而將恒電流控制曲線上的所需的電流值作為恒電流輸出。此種恒電流控制電路42中，借助一對(duì)引線43、44將陽極A與下游側(cè)的端子板29連接，并且將陰極K與上游側(cè)的端子板28連接。這樣，在恒電流控制電路42中生成的恒電流就經(jīng)由端子板28、29通向電極30。這里，本實(shí)施方式的電源裝置40中，以使電極30表面的電流密度為20A/dm2 40A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 30A/dm2的范圍的方式，使恒電流控制電路42生成恒電流。即，通過生成與電解槽主體20內(nèi)的電極30的表面積對(duì)應(yīng)的恒電流并將該恒電流向電極30供給，由此將電極30表面的電流密度設(shè)為20A/dm2 40A/dm2，優(yōu)選設(shè)為20A/dm2 30A/dm2的范圍。而且，在以往使用的涂布有以鉬作為主體的復(fù)合金屬(鉬主體涂布材料)的電極中，由于隨著電流密度的增加，推進(jìn)電極的消耗的氧、垢物的量也增加，因此將該電流密度的最大值設(shè)定為15A/dm2左右。與之不同，本實(shí)施方式中，在與以往相比電流密度高的20A/dm2 40A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 30A/dm2的范圍中進(jìn)行電解。貯留槽50是將從上述海水電解裝置10的電解槽主體20的流出口 25中流出的海水W暫時(shí)地貯存的槽，經(jīng)由與電解槽主體20的流出口 25連接的中間流路51，向內(nèi)部導(dǎo)入海水W。取水部60包括取水流路61、第一泵62、第一流量計(jì)64及第一開閉控制閥63。取水流路61是一端與取水用水路I連接并且另一端與海水電解裝置10中的電解槽主體20的流入口 23連接的流路。第一泵62設(shè)于該取水流路61的中途，通過由該第一泵62以一定的輸出功率汲取取水用水路I的海水W，而將該海水W導(dǎo)入上述流入口 23。第一流量計(jì)64設(shè)于取水流路61的下游側(cè)，檢測(cè)通過該取水流路61的海水W的流
量Q1O
另外，第一開閉控制閥63是設(shè)于取水流路61中的第一流量計(jì)64的上游側(cè)的閥，基于第一流量計(jì)64所檢出的海水W的流量Q1進(jìn)行開閉控制。這樣，通過與取水流路61及電解槽主體20的海水流通區(qū)域的面積比對(duì)應(yīng)地調(diào)整流過取水路的海水W的流量，就可以任意地調(diào)整流過電解槽主體20內(nèi)的海水W的流速。在本實(shí)施方式的海水電解裝置10中，優(yōu)選以使流過電解槽主體20內(nèi)的海水W的流速至少為0.7m/s以上的方式來控制第一開閉控制閥63。而且，不僅可以利用第一開閉控制閥63的開閉控制來調(diào)整電解槽主體20內(nèi)的海水W的流速，例如也可以通過控制第一泵62的輸出功率來調(diào)整電解槽主體20內(nèi)的海水W的流速。注水部70包括注水流路71、第二泵72、第二開閉控制閥73及第二流量計(jì)74。注水流路71是一端與貯留槽50連接并且另一端與取水用水路I連接的流路。第二泵72設(shè)于該注水流路71的中途，通過由該第二泵72以一定的輸出功率將貯留槽50內(nèi)的海水W送入,而將該海水W導(dǎo)入取水用水路I。第二流量計(jì)74設(shè)于注水流路71中的流路的下游側(cè)，檢測(cè)通過該注水流路71的海水W的流量Q2。另外，第二開閉控制閥73是設(shè)于注水流路71中的第二流量計(jì)74的上游側(cè)的閥，基于第二流量計(jì)74所檢出的海水W的流量Q2進(jìn)行開閉控制。這樣，就可以調(diào)整注入到取水用水路I中的海水W的流量。而且，不僅可以利用第二開閉控制閥73的開閉控制來調(diào)整向取水用水路I中的海水W的注入量，例如也可以通過控制第二泵72的輸出功率來調(diào)整向取水用水路I中的海水W的注入量。下面，對(duì)本實(shí)施方式·的海水電解裝置10的作用、以及使用了海水電解裝置10的海水W的電解方法進(jìn)行說明。流過取水用水路I的海水W中的一部分由取水部60從海水電解裝置10的電解槽主體20的流入口 23導(dǎo)入電解槽主體20內(nèi)。即，通過將取水用水路I的海水W利用第一泵62汲取到取水流路61內(nèi)，而經(jīng)由該取水流路61向電解槽主體20內(nèi)導(dǎo)入海水W。這樣，電解槽主體20內(nèi)的電極30就被浸潰于海水W中。此時(shí)，通過將第一開閉控制閥63與第一流量計(jì)64所檢出的流量對(duì)應(yīng)地開閉，就可以在電解槽主體20內(nèi)將沿流通方向流通的海水W的流速調(diào)整為所需的值。對(duì)像這樣流過電解槽主體20內(nèi)的海水W，利用電極30實(shí)施電解。即，基于電源裝置40中的直流電源41的直流電力利用恒電流控制電路42生成所需的恒電流，將該恒電流經(jīng)由引線43、44向端子板28、29供給。經(jīng)由這些端子板28、29供給的電流依照陽極板32、雙極電極板31、陰極板33的次序串聯(lián)地流過電解槽主體20內(nèi)。具體來說，當(dāng)從恒電流控制電路42流向陽極板32的電流經(jīng)由海水W到達(dá)雙極電極板31的陰極K時(shí)，通過流過該雙極電極板31內(nèi)而到達(dá)該雙極電極板31的陽極A，其后，流過海水W內(nèi)而到達(dá)與該陽極A相面對(duì)的另一個(gè)雙極電極板31的陰極K。像這樣，電流從陽極板32依次流過多個(gè)雙極電極板31，最終流到陰極板33。而且，優(yōu)選將此時(shí)的電流的各電極30表面中的電流密度利用恒電流控制電路42控制為20A/dm2 40A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 30A/dm2的范圍。像這樣通向海水W的電流因上述恒電流控制電路42的作用，無論海水W的電阻如何變化，電極30表面中的電流密度都是恒定的。即，雖然流過電解槽主體20內(nèi)的海水W的電阻的值時(shí)時(shí)刻刻地變化，然而如圖4所示，通過由恒電流控制電路42以給定的振幅AV控制電壓，而將電極30表面中的電流密度保持恒定。如上所述，通過在電極30之間的海水W內(nèi)流過電流，而對(duì)海水W實(shí)施電解。S卩，在陽極A中，如下述⑴式中所示，從海水W中的氯離子中奪取電子e而引起氧化，生成氯。[數(shù)I]2C1 — Cl2+2e…(I)另一方面，在陰極K中，如下述(2)式所示，對(duì)海水W中的水提供電子而引起還原，生成氫氧根離子和氫氣。[數(shù)2]2H20+2e — 20Η>Η2 t …(2)另外，如下述(3)式中所示，陰極K中生成的氫氧根離子與海水W中的鈉離子反應(yīng)而生成氫氧化鈉。[數(shù)3]2Na++20r — 2Na0H…(3)此外，如(4)式中所示，因氫氧化鈉與氯反應(yīng)，而生成次氯酸、氯化鈉及水。[數(shù)4] Cl2+2Na0H — NaC10+NaCl+H20...(4)像這樣，基于海水W的電解，生成對(duì)海洋生成物的附著具有抑制效果的次氯酸。此后，被實(shí)施了電解的海水W從電解槽主體20的流出口 25流出，通過中間流路51而暫時(shí)地貯存在貯留槽50中。其后，貯留槽50內(nèi)的海水W經(jīng)由注水部70注入到取水用水路I中。即，貯留槽50內(nèi)的含有次氯酸的海水W因第二泵72運(yùn)轉(zhuǎn)而經(jīng)由注水流路71注入到取水用水路I中。此時(shí)，通過與第二流量計(jì)74所檢出的流量對(duì)應(yīng)地開閉第二開閉控制閥73，來調(diào)整流入取水用水路I中的含有次氯酸的海水W的流量。這里，一般來說，在覆蓋有氧化銥主體涂布材料的陽極A上，在電解時(shí)會(huì)附著由海水W中所含的錳離子引起的錳垢物。陽極A的消耗因該錳垢物的附著而推進(jìn)，此外，由于電極30表面的催化活性降低，因此會(huì)出現(xiàn)氯產(chǎn)生效率降低的不佳狀況。另外，陰極K附著有由海水W中所含的鎂、鈣引起的垢物，該垢物仍會(huì)推進(jìn)電極30的消耗。針對(duì)于此，根據(jù)上述實(shí)施方式，由于將電極30表面中的電流密度設(shè)定為比以往的15A/dm2大的20A/dm2以上，因此伴隨著電解在陰極K中產(chǎn)生的氫氣的量與以往相比增大。由于利用該大量的氫氣體現(xiàn)出電極30的清洗效果，因此可以防止錳垢物在陽極A上的附著、以及陰極K中的鈣、鎂等垢物的附著。此外，因電極30表面中的電流密度的增加，陽極A附近產(chǎn)生的氧的量也增大，然而由于氧化銥對(duì)于氧具有足夠的耐久性，因此可以防止由含有該氧化銥的涂布材料覆蓋了的陽極A被氧消耗掉。而且，在電極30表面中的電流密度過大的情況下，例如在超過40A/dm2的情況下，陽極A及陰極K中的垢物產(chǎn)生量就會(huì)超過氫的清洗效果的有效的范圍。針對(duì)于此，本實(shí)施方式中將電流密度的上限設(shè)為40A/dm2，因此可以利用氫有效地體現(xiàn)出清洗效果，有效地防止陽極A及陰極K中的垢物的附著。另外，在將電流密度的上限設(shè)為30A/dm2時(shí)，可以更加有效地體現(xiàn)出氫的清洗效果，可以有效地防止垢物的附著。像這樣，在本實(shí)施方式中，由于在陽極A的涂布材料中含有氧化銥，此外，將電極30表面中的電流密度設(shè)定為20A/dm2 40A/dm2的范圍、優(yōu)選設(shè)定為20A/dm2 30A/dm2，因此可以有效地獲得氫氣的清洗效果。這樣，就可以防止垢物向電極30上的附著，因此可以實(shí)現(xiàn)電極30的耐久性的提高及氯產(chǎn)生效率的降低的抑制。所以，除了可以提高海水電解裝置10的維護(hù)性以外，還可以利用高的氯產(chǎn)生效率來減少電極30的數(shù)目，從而可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。另外，在向覆蓋陽極A的氧化銥主體涂布材料中添加了鉭的氧化物的情況下，由于該鉭對(duì)于氧發(fā)揮出高耐久性，因此可以更加有效地防止由在陽極A近傍產(chǎn)生的氧造成的電極30的異常消耗。 而且，通過不使該氧化銥主體涂布材料中含有鉬，可以實(shí)現(xiàn)成本的降低。此外，在本實(shí)施方式中，通過將雙極電極板31串聯(lián)地配置而構(gòu)成電極組M，并且將該電極組M相互平行地排列，而將多個(gè)雙極電極板31集中配置，因此可以在確保氯的總產(chǎn)生量大的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)裝置自身的小型化。另外，由于各雙極電極板31被沿著海水W的流通方向配置，因此不會(huì)有妨礙海水W的流通的情況。這樣，就可以維持海水W的高流速，從而可以有效地獲得防止垢物向電極30上的附著的效果。此外，由于相互平行地相鄰的電極組M之間的陽極A及陰極K相面對(duì)，因此通過在這些陽極A與陰極K之間通電，就可以對(duì)流過電極30之間的海水W有效地實(shí)施電解。這里，在海水W的流通方向上相鄰的雙極電極板31之間的間隔小的情況下，會(huì)產(chǎn)生流過這些雙極電極板31之間的電流，即對(duì)電解的貢獻(xiàn)小的雜散電流。電極30表面中的電流密度越高，則該雜散電流越明顯，從而導(dǎo)致海水電解效率的降低。針對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，將各電極組M中的在流通方向上相鄰的雙極電極板31之間的間隔dl設(shè)定為相互平行地相鄰的電極組M之間的間隔d2的8倍以上，即，實(shí)現(xiàn)了流通方向上相鄰的雙極電極板31之間的間隔的恰當(dāng)化，因此可以抑制上述雜散電流的產(chǎn)生，從而可以防止海水電解效率的降低。下面，參照?qǐng)D5，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的海水電解系統(tǒng)100B進(jìn)行說明。而且，第二實(shí)施方式中，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素使用相同的符號(hào)而省略詳細(xì)的說明。如圖5所示，第二實(shí)施方式的海水電解系統(tǒng)100B在取水部60的取水流路61與注水部70的注水流路71之間，具備將注水流路71的海水W混合到取水流路61中的循環(huán)部80。該循環(huán)部80包括循環(huán)流路81、第三流量計(jì)84、和第三開閉控制閥83。循環(huán)流路81是一端與注水流路71連接并且另一端與取水流路61連接的流路。本實(shí)施方式中，循環(huán)流路81的一端與注水流路71中的第二泵72與第二開閉控制閥73之間連接，該循環(huán)流路81的另一端與取水流路61中的第一泵62與第一開閉控制閥63之間連接。第三流量計(jì)84設(shè)于循環(huán)流路81的中途，檢測(cè)流過該循環(huán)流路81的海水W的流量Q3。另外，第三開閉控制閥83是設(shè)于循環(huán)流路81中的第三流量計(jì)84的下游側(cè)的閥，基于第三流量計(jì)84所檢測(cè)的海水W的流量Q3進(jìn)行開閉控制。這樣，就可以任意地控制從注水流路71經(jīng)由循環(huán)流路81向取水流路61中循環(huán)的海水W的流量。此種海水電解系統(tǒng)100B中，當(dāng)將貯存在貯留槽50中的電解后的海水W利用第二泵72導(dǎo)入注水流路71內(nèi)時(shí)，該海水W即在連接有循環(huán)流路81的一端的注水流路71的分支部中，分流為流過注水流路71的海水W和流過循環(huán)流路81的海水W。流過了循環(huán)流路81的海水W在該循環(huán)流路81的另一端被導(dǎo)入取水流路61內(nèi)。即，流過了循環(huán)流路81的電解后的海水W與流過取水流路61的電解前的海水W合流，被再次導(dǎo)入電解槽主體20內(nèi)。此時(shí)，通過與第三流量計(jì)84所檢出的流量對(duì)應(yīng)地開閉第三開閉控制閥83，就可以調(diào)整與流過取水流路61的海水W合流的電解后的海水W的流量。像這樣，從電解槽主體20的流出口 25中流出的電解后的海水W通過流過循環(huán)流路81，從而從電解槽主體20的流入口 23再次流入。這里，在電解后的海水W內(nèi)，存在有電解時(shí)產(chǎn)生的錳、鎂、鈣等垢物成分。通過將此種海水W再次導(dǎo)入電解槽主體20內(nèi)，就可以利用上述垢物成分的晶種效果，來防止垢物向電極30表面的附著。即，垢物成分成為晶種，新生成的垢物逐漸附著在該晶種上，因此可以避免垢物向電極30表面的析出。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)電極30的耐久性的提高及氯產(chǎn)生效率的降低的抑制。雖然以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，然而只要不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想，則不限定于這些，也可以進(jìn)行若干的設(shè)計(jì)變更等。例如，在海水電解系統(tǒng)100B中，優(yōu)選將從注水部70注入到取水用水路I的海水W的次氯酸濃度設(shè)為大約2500ppm左右。這里，所生成的次氯酸的總量與從電源裝置40向電極30供給的電流的總量大致上成比例。所以，通過 記錄向電極30供給的電流量，就可以掌握所產(chǎn)生的次氯酸的總量。另夕卜，注入到取水用水路I中的海水W的次氯酸濃度可以通過將所產(chǎn)生的次氯酸的總量用注入到取水用水路I中的海水W的流量Q2除來算出。所以，通過與次氯酸的總量對(duì)應(yīng)地控制第二開閉控制閥73而決定注入到取水用水路I中的海水W的流量Q2,就可以容易地將該海水W內(nèi)的次氯酸濃度調(diào)整為上述2500ppm。另外，例如作為變形例，也可以如圖6所示，海水電解裝置10具有多個(gè)電解槽主體20，設(shè)置有連接這些電解槽主體20之間的流出口 25與所述流入口 23的連接管85、和作為除去連接管85內(nèi)的氣體的脫氣機(jī)構(gòu)的脫氣閥86。而且，脫氣閥86是可以控制開閉的閥，在電解槽主體20內(nèi)的壓力上升到給定的高壓的情況下該脫氣閥86被打開而將海水W中的氣體放出。越是提高電流密度，則液氣比就越是因陰極K中的氫產(chǎn)生而降低，因此氯產(chǎn)生效率降低，然而通過利用設(shè)于上述連接管85中的脫氣閥86特意地除去氫氣，就可以將電解槽主體20內(nèi)限制為給定的液氣比以下，從而可以防止效率降低。而且，雖然在上述實(shí)施方式中，對(duì)作為電極30使用了雙極電極板31的例子進(jìn)行了說明，然而例如也可以不使用雙極電極板31而將陽極板32與陰極板33對(duì)置配置，向這些陽極板32與陰極板33間的海水W通入電流。另外，也可以將這些陽極板32與陰極板33交替地配置，向彼此相鄰地相面對(duì)的陽極板32與陰極板33之間的海水W通入電流。另外，雖然在上述實(shí)施方式中雙極電極板31被配置為，陽極A朝向液入口側(cè)并且陰極K朝向液出口側(cè)，然而也可以配置為，陽極A朝向液出口側(cè)并且陰極K朝向液入口側(cè)。下面，參照?qǐng)D7及圖8對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的海水電解系統(tǒng)100C進(jìn)行說明。而且，在第三實(shí)施方式中，也是對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素使用相同的符號(hào)而省略詳細(xì)的說明。如圖7所示，第三實(shí)施方式的海水電解系統(tǒng)100C具備:海水電解裝置10、取水部60、氫分離裝置90、貯留槽50、注水部70、和循環(huán)部80。取水部60從取水用水路I向海水電解裝置10導(dǎo)入海水W。氫分離裝置90將從海水電解裝置10中排出的電解處理水E中的氫分離。貯留槽50貯存由海水電解裝置10電解了的電解處理水E。注水部70將貯留槽50的電解處理水E注入取水用水路I中。循環(huán)部80使電解處理水E在海水電解裝置10中循環(huán)。在取水部60中設(shè)有淡化裝置65。這里，在本實(shí)施方式的電源裝置40中，以使電極30表面中的電流密度為20A/dm2 60A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 50A/dm2的范圍的方式由恒電流控制電路42生成恒電流。SP，通過與電解槽主體20內(nèi)的電極30的表面積對(duì)應(yīng)地生成恒電流并將該恒電流向電極30供給，而將電極30表面中的電流密度設(shè)為20A/dm2 60A/dm2、優(yōu)選設(shè)為20A/dm2 50A/dm2的范圍。而且，在以往所使用的涂布有以鉬作為主體的復(fù)合金屬(鉬主體涂布材料)的電極中，由于隨著電流密度的增加，使電極的消耗推進(jìn)的氧、垢物的量也增加，因此將該電流密度的最大值設(shè)定為15A/dm2左右。與之不同，本實(shí)施方式中，在電流密度比以往高的20A/dm2 60A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 50A/dm2的范圍中進(jìn)行電解。取水部60包括取水流路61、第一泵62、淡化裝置65、第一流量計(jì)64、以及第一開閉控制閥63。淡化裝置65是利用反滲透 膜(R0膜)將海水分離為淡水(脫鹽水)和濃縮水C的裝置。經(jīng)過淡化裝置65分離出的淡水經(jīng)由淡水管線66送向淡水槽(未圖示)，濃縮水C經(jīng)由取水流路61的第一開閉控制閥63導(dǎo)入海水電解裝置10。在本實(shí)施方式的海水電解裝置10中，優(yōu)選以使流過電解槽主體20內(nèi)的濃縮水C的流速至少為0.7m/s以上的方式控制第一開閉控制閥63。而且，不僅可以利用第一開閉控制閥63的開閉控制來調(diào)整電解槽主體20內(nèi)的濃縮水C的流速，例如也可以通過控制第一泵62的輸出功率來調(diào)整電解槽主體20內(nèi)的濃縮水C的流速。氫分離裝置90是將從上述海水電解裝置10的電解槽主體20的流出口 25中流出的電解處理水E中所含的氫氣分離的裝置。如圖8所示，氫分離裝置90具備:在上部設(shè)有排氣筒91的受液槽92、借助中間流路8與電解槽主體20的流出口 25連接并向受液槽92的內(nèi)部上方的氣相部92a引入電解處理水的導(dǎo)入管93、設(shè)于導(dǎo)入管93的途中的噴霧噴嘴94、和設(shè)于受液槽92的內(nèi)部下方的液相部92b的攪拌機(jī)95。噴霧噴嘴94將導(dǎo)入到導(dǎo)入管93中的電解處理水E向受液槽92的內(nèi)部上方的氣相部92a噴射。攪拌機(jī)95由螺桿96、旋轉(zhuǎn)該螺桿96的電機(jī)97構(gòu)成，攪拌積留在受液槽92的液相部92b的液體。另外，在受液槽92的下部，設(shè)有排出電解處理水的排出口 98。貯留槽50是暫時(shí)地貯存從氫分離裝置90的排出口 98中排出的電解處理水E的槽。
循環(huán)部80是使流過注水流路71的電解處理水E向取水部60的取水流路61中循環(huán)的部位。該循環(huán)部80包括循環(huán)流路81、第三流量計(jì)82、和第三開閉控制閥83。循環(huán)流路81是一端與注水流路71連接并且另一端與取水流路61連接的流路。本實(shí)施方式中，循環(huán)流路81的一端連接于注水流路71中的第二泵72與第二開閉控制閥73之間，該循環(huán)流路81的另一端連接于取水流路61中的第一開閉控制閥63與第一流量計(jì)64之間。第三流量計(jì)82設(shè)于循環(huán)流路81的中途，檢測(cè)流過該循環(huán)流路81的電解處理水E
的流量Q3。另外，第三開閉控制閥83是設(shè)于循環(huán)流路81中的第三流量計(jì)82的下游側(cè)的閥，基于第三流量計(jì)82所檢出的電解處理水E的流量％進(jìn)行開閉控制。這樣，就可以任意地控制從注水流路71經(jīng)由循環(huán)流路81向取水流路61中循環(huán)的電解處理水E的流量。下面，對(duì)本實(shí)施方式的海水電解系統(tǒng)100C的作用、以及使用了海水電解系統(tǒng)100C的海水W的電解方法進(jìn)行說明。流過取水用水路I的海水W中的一部分由取水部60導(dǎo)入到淡化裝置65中。SP，通過將取水用水路I的海水W利用第一泵62汲取到取水流路61內(nèi)，而經(jīng)由該取水流路61向淡化裝置65內(nèi)導(dǎo)入海水W。這樣，海水W就被分離為淡水和濃縮水C。淡化裝置65中，對(duì)海水W施加壓力使其通過RO膜，將海水W的鹽分濃縮而濾出淡水。這樣,海水W的氯化物離子濃度例如被濃縮到20，000mg/l到30，000 40，000mg/l，生成濃縮水C。淡水經(jīng)由淡水管線66送向貯存淡水的淡水槽(未圖示)，濃縮水C經(jīng)由取水流路61導(dǎo)入到電解槽主體20內(nèi)。這樣，電解槽主體20內(nèi)的電極30就被浸潰于濃縮水C中。此時(shí)，通過與第一流量計(jì)64所檢出的流量對(duì)應(yīng)地開閉第一開閉控制閥63，而將電解槽主體20內(nèi)沿流通方向流通的濃縮水C的流速調(diào)整為所需的值。對(duì)像這樣流過電解槽主體20內(nèi)的濃縮水C，利用電極30實(shí)施電解。即，基于電源裝置40中的直流電源41的直流電力利用恒電流控制電路42生成所需的恒電流，將該恒電流經(jīng)由引線43、44向端子板28、29供給。經(jīng)由這些端子板28、29供給的電流依照陽極板32、雙極電極板31、陰極板33的順序串聯(lián)地流過電解槽主體20內(nèi)。具體來說，當(dāng)從恒電流控制電路42流向陽極板32的電流經(jīng)由濃縮水C到達(dá)雙極電極板31的陰極K時(shí)，即通過流過該雙極電極板31內(nèi)而到達(dá)該雙極電極板31的陽極A，其后，流過濃縮水內(nèi)而到達(dá)與該陽極A相面對(duì)的另一個(gè)雙極電極板31的陰極K。像這樣，電流從陽極板32依次流過多個(gè)雙極電極板31，最終流到陰極板33。而且，此時(shí)的電流在各電極30表面的電流密度由恒電流控制電路42控制為20A/dm2 60A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 50A/dm2的范圍。像這樣對(duì)濃縮水C通入的電流因上述恒電流控制電路42的作用，無論濃縮水C的電阻如何變化，都將電極30表面中的電流密度設(shè)為恒定。即，雖然流過電解槽主體20內(nèi)的濃縮水C的電阻的值時(shí)時(shí)刻刻地變化，然而如圖4所示，通過由恒電流控制電路42以給定的振幅AV控制電壓，而將電極30表面中的電流密度保持恒定。如上所述，通過使電流流過電極30間的濃縮水內(nèi)而對(duì)濃縮水C實(shí)施電解。即，在陽極A中，如第一實(shí)施方式的(I)式所示，從濃縮水C中的氯化物離子奪取電子e而引起氧化，生成氯。另一方面，在陰極K中，如第一實(shí)施方式的(2)式所示，對(duì)濃縮水C中的水提供電子而引起還原，生成氫氧根離子和氫氣。另外，如第一實(shí)施方式的(3)式所示，在陰極K中生成的氫氧根離子與濃縮水中的鈉離子反應(yīng)而生成氫氧化鈉。此外，如第一實(shí)施方式的(4)式所示，因氫氧化鈉與氯反應(yīng)，而生成次氯酸、氯化鈉及水。像這樣，基于濃縮水C的電解，生成對(duì)海洋生成物的附著具有抑制效果的次氯酸。對(duì)于次氯酸的濃度，由于濃縮水C的氯化物離子濃度被提高到30，000 40，000mg/l，因此優(yōu)選設(shè)為 2，500 5，000ppm。此后，實(shí)施了電解的濃縮水C與氫氣一起作為電解處理水E從電解槽主體20的流出口 25流出，經(jīng)過中間流路8而流入氫分離裝置90。由氫氣及電解處理水E構(gòu)成的氣液混合流體被導(dǎo)入氫分離裝置90的導(dǎo)入管93，由噴霧噴嘴94向受液槽92的氣相部92a噴射。由此對(duì)作為氣泡混入電解處理水E的氫氣進(jìn)行脫氣處理，從排氣筒91排出。另一方面，電解處理水E貯存在受液槽92的液相部92b。所貯存的電解處理水E由攪拌機(jī)95攪拌。S卩，電解處理水E由利用電機(jī)97旋轉(zhuǎn)的螺桿96所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)制性地?cái)嚢?。這樣，就可以防止隨著電解而產(chǎn)生的垢物堆積在受液槽92的底部。暫時(shí)貯存在受液槽92中的電解處理水E從設(shè)于受液槽92的底部的排出口 98排出，導(dǎo)入貯留槽50。當(dāng)暫時(shí)地貯存在貯留槽50中的電解處理水E由第二泵72導(dǎo)入注水流路71內(nèi)時(shí)，電解處理水E即在連接了循環(huán)流路81的一端的注水流路71的分支部中，分流為流過注水流路71的電解處理水E和流過循環(huán)流路81的電解處理水E。流過注水流路71的電解處理水E被注入取水用水路I。即，貯留槽50內(nèi)的含有次氯酸的電解處理水E因第二泵72運(yùn)轉(zhuǎn)而經(jīng)由注水流路71注入到取水用水路I中。此時(shí)，通過與第二流量計(jì)74所檢出的流量對(duì)應(yīng)地開閉第二開閉控制閥73，來調(diào)整向取水用水路I中的含有次氯酸的電解處理水E的流量。這里，所生成的次氯酸的總量大致上與從電源裝置40向電極30供給的電流的總量成比例。所以，通過記錄向電極30供給的電流量，就可以掌握所產(chǎn)生的次氯酸的總量。另夕卜，注入到取水用水路I中的電解處理水E的次氯酸濃度可以通過將所產(chǎn)生的次氯酸的總量用注入到取水用水路I中的海水W的流量Q2除來算出。所以，通過與次氯酸的總量對(duì)應(yīng)地控制第二開閉控制閥73而決定注入到取水用水路I中的電解處理水E的流量Q2，就可以調(diào)整該電解處理水E內(nèi)的次氯酸濃度。另一方面，流過循環(huán)流路81的電解處理水E由該循環(huán)流路81的另一端導(dǎo)入取水流路61內(nèi)。即，流過循環(huán)流路81的電解處理水E與流過取水流路61的海水W合流，再次導(dǎo)入電解槽主體20內(nèi)。此時(shí)，通過與第三流量計(jì)82所檢出的流量對(duì)應(yīng)地開閉第三開閉控制閥83，就可以調(diào)整與流過取水流路61的海水W合流的電解處理水E的流量。像這樣，從電解槽主體20的流出口 25流出的電解處理水E流過循環(huán)流路81，從而從電解槽主體20的流入口 23再次流入。

根據(jù)上述實(shí)施方式，向海水電解裝置10中導(dǎo)入提高了氯化物離子濃度、電導(dǎo)率的濃縮水C。此外，由于在陽極A的涂布材料中含有氧化銥，因此可以將電極30表面中的電流密度設(shè)定為20A/dm2 60A/dm2的范圍、優(yōu)選為20A/dm2 50A/dm2,從而可以提高所生成的電解處理水E中所含的次氯酸的濃度。即，通過增加電極的每單位面積的次氯酸的產(chǎn)生量，可以減小電極面積，從而可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。另外，由于河口附近、灣內(nèi)的海水的氯化物離子濃度比通常的海水稀，電導(dǎo)率也低，因此會(huì)有運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性因電極的異常消耗等而成為間題的情況，然而通過將濃縮水C通向海水電解裝置10，可以提高氯離子濃度、電導(dǎo)率，因此可以實(shí)現(xiàn)處理性能的穩(wěn)定化。另外，由于上述增多了的氫氣由氫分離裝置90脫氣，因此不會(huì)有氫氣經(jīng)由貯留槽50而損傷后段的第二泵72、配管的情況。另外，通過設(shè)置循環(huán)部80，而將電解時(shí)產(chǎn)生的錳、鎂、鈣等垢物成分與電解處理水E—起導(dǎo)入電解槽主體20內(nèi)。通過像這樣將含有垢物成分的電解處理水E再次導(dǎo)入電解槽主體20內(nèi)，就可以利用上述垢物成分的晶種效果，防止垢物向電極30表面的附著。S卩，由于垢物成分成為晶種，新生成的垢物附著在該晶種上，因此可以避免垢物向電極30表面的析出。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)電極30的耐久性的提高及氯產(chǎn)生效率的降低的抑制。而且，在電極30表面中的電流密度過大的情況下，例如在超過60A/dm2的情況下，陽極A及陰極K中的垢物產(chǎn)生量就會(huì)超過氫的清洗效果的有效的范圍。針對(duì)于此，本實(shí)施方式中將電流密度的上限設(shè)為60A/dm2，利用氫有效地體現(xiàn)出清洗效果，可以有效地防止陽極A及陰極K中的垢物的附著。另外，在將電流密度的上限設(shè)為50A/dm2時(shí)，可以更加有效地體現(xiàn)出氫的清洗效果，從而可以有效地防止垢物的附著。像這樣，在本實(shí)施方式中，由于在陽極A的涂布材料中含有氧化銥，此外，將電極30表面中的電流密度設(shè)定為20A/dm2 60A/dm2的范圍、優(yōu)選為20A/dm2 50A/dm2，因此可以有效地獲得氫氣的清洗效果。這樣，就可以防止垢物向電極30上的附著，因此可以實(shí)現(xiàn)電極30的耐久性的提高及氯產(chǎn)生效率的降低的抑制。

所以，除了可以提高海水電解裝置10的維護(hù)性以外，還可以利用高的氯產(chǎn)生效率來減少電極30的數(shù)目，從而可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。而且，雖然在上述實(shí)施方式中，對(duì)作為電極30使用了雙極電極板31的例子進(jìn)行了說明，然而例如也可以不使用雙極電極板31而將陽極板32與陰極板33對(duì)置配置，向這些陽極板32與陰極板33之間的海水W通入電流。另外，也可以將這些陽極板32與陰極板33交替地配置，向彼此相鄰地相面對(duì)的陽極板32與陰極板33之間的海水W通入電流。另外，雖然在上述實(shí)施方式中雙極電極板31被配置為，陽極A朝向液入口側(cè)并且陰極K朝向液出口側(cè)，然而也可以配置為，陽極A朝向液出口側(cè)并且陰極K朝向液入口側(cè)。另外，雖然在本實(shí)施方式中，作為將海水W濃縮而生成濃縮水C的機(jī)構(gòu)，采用了使用RO膜的淡化裝置65，然而生成濃縮水C的機(jī)構(gòu)并不限定于此，例如也可以采用使用蒸餾法來濃縮海水W的方法。另外，作為從混入了氫氣的電解處理水E中分離氫氣的方法，并不限于本實(shí)施方式中記載的那樣的使用了噴霧噴嘴94的氫分離裝置90，只要是可以將氣液混合流體分離為氣體和液體，則也可以采用例如利用了離心分離器等的氣液分離裝置。此外，也可以不用另外設(shè)置作為氣液分離裝置的氫分離裝置90，而是通過對(duì)貯留槽50附加例如向貯留槽50的液相中供給空氣而稀釋氫氣的氣液分離功能來分離氫。
另外，如果垢物向電極30表面的附著不是問題，則也可以不設(shè)置循環(huán)部80，而將全部的電解處理水E向取水用水路I供給。[實(shí)施例]以下，對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說明。(氯產(chǎn)生效率測(cè)定試驗(yàn))進(jìn)行了調(diào)查電解海水W及濃縮水C時(shí)的電極表面的電流密度與氯產(chǎn)生效率的關(guān)系的試驗(yàn)。準(zhǔn)備電極面積為50X 50mm的呈板狀的陽極板及陰極板，拉開5mm的間隔地對(duì)置配置。作為陽極板，使用了在鈦基板上覆蓋以質(zhì)量比計(jì)含有50%以上的氧化銥(IrO2)的涂布材料的陽極板。另外，作為陰極板，使用了沒有覆蓋涂布材料的鈦基板。海水W的氯化物離子濃度設(shè)為20，000mg/l，濃縮水C的氯化物離子濃度設(shè)為30，
000 40,000mg/l。將這些陽極板及陰極板浸潰于海水W及濃縮水C中，使該海水W及濃縮水C以250ml/min的流量流通，通過對(duì)陽極板與陰極板之間通電而進(jìn)行了電解。此后，測(cè)定出各電流密度下的氯產(chǎn)生效率。而且，所謂氯產(chǎn)生效率，是指相對(duì)于基于所流通的電流的電流密度在理論上可以產(chǎn)生的氯量的、實(shí)際產(chǎn)生的氯量的比率。將該氯產(chǎn)生效率的測(cè)·定結(jié)果表示于圖9中。如圖9所示，海水W、濃縮水C都是在電流密度小于20A/dm2的情況下，隨著電流密度變大，氯產(chǎn)生效率升高。在沒有濃縮的海水W的情況下，在電流密度為20A/dm2 30A/dm2時(shí)氯產(chǎn)生效率是恒定的，當(dāng)電流密度超過30A/dm2時(shí)，氯產(chǎn)生效率即慢慢地降低。另外，電流密度為20A/dm2、30A/dm2時(shí)的氯效率可以得到96%這樣最高的值。而且，在使用了含有鉬的涂布材料的電極中被視為技術(shù)常識(shí)的電流密度為15A/dm2的情況下，氯產(chǎn)生效率為93%。根據(jù)該情況可知，在海水W的情況下，也可以通過在使用了含有氧化銥的涂布材料的電極中，將電流密度設(shè)定為20A/dm2 30A/dm2的范圍，來獲得高的氯產(chǎn)生效率。對(duì)此可以認(rèn)為是因?yàn)?，由于所產(chǎn)生的氫氣的量增大，因此可以獲得由該氫氣帶來的陽極板及陰極板的垢物清洗效果。這里，電流密度越大，理論上可以產(chǎn)生的氯的量就越是增大。所以，即使在氯產(chǎn)生效率顯示為相同的值的情況下，也是電流密度大的一方產(chǎn)生更多的氯。由此，在將電流密度設(shè)為40A/dm2時(shí)，氯產(chǎn)生效率顯示出93%這樣的與電流密度15A/dm2時(shí)同等的效率，對(duì)于氯產(chǎn)生量，電流密度為40A/dm2時(shí)的一方與電流密度為15A/dm2時(shí)相比變大。所以可以說，將電流密度設(shè)為40A/dm2，從氯的產(chǎn)生量的觀點(diǎn)考慮是有效的。另一方面，當(dāng)電流密度超過40A/dm2時(shí)，就會(huì)超出氫氣的清洗效果有效地發(fā)揮作用的范圍，氯產(chǎn)生效率與15A/dm2的情況相比降低。所以，優(yōu)選將電流密度的上限設(shè)為40A/dm2，這樣，就可以在維持高的氯產(chǎn)生效率的同時(shí)，確保所產(chǎn)生的氯的量大。在濃縮水C的情況下，可知在電流密度為20A/dm2 50A/dm2時(shí)氯產(chǎn)生效率恒定，在電流密度為60A/dm2時(shí)氯產(chǎn)生效率也維持為93%這樣的高效率。
根據(jù)該情況可知,在濃縮水C的情況下,通過將電流密度設(shè)定為20A/dm2 60A/dm2的范圍，可以獲得高的氯產(chǎn)生效率，與沒有濃縮的情況相比，可以提高電流密度。如上所述，利用氯產(chǎn)生效率測(cè)定試驗(yàn)可知，通過向海水電解裝置10中導(dǎo)入濃縮水C而將電解時(shí)的電極表面中的電流密度設(shè)定為20A/dm2 60A/dm2、優(yōu)選為20A/dm2 50A/dm2的范圍，可以獲得高的氯產(chǎn)生效率。而且可以認(rèn)為，如果長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)電解，則電極會(huì)慢慢地消耗，因此顯示測(cè)定結(jié)果的圖9的曲線變得更加陡峭。所以可以推定，特別是在電極消耗后，將電流密度設(shè)定為上述范圍更加有效。(電解壽命試驗(yàn)結(jié)果)進(jìn)行了調(diào)查海水W的電解時(shí)的電流密度與催化劑保持量的關(guān)系的試驗(yàn)。與氯產(chǎn)生效率測(cè)定試驗(yàn)相同，準(zhǔn)備了電極面積為50X50mm的呈板狀的陽極板及陰極板，拉開5mm的間隔地對(duì)置配置。作為陽極板，使用了在鈦基板上覆蓋有以質(zhì)量比計(jì)含有50%以上的氧化銥(IrO2)的涂布材料的陽極板、和在鈦基板上覆蓋有含有鉬(Pt)的涂布材料的陽極板兩種。另外，作為陰極板，使用了沒有覆蓋涂布材料的鈦基板。將這些陽極板及陰極板分別浸潰在海水W中，使該海水W以250ml/min的流量流通，通過對(duì)陽極板與陰極板之間通電而進(jìn)行了電解。另外，隨時(shí)間推移測(cè)定出各電流密度下的催化劑保持量。而且，所謂催化劑保持量，是指電解后所保持的電極的催化劑量，如果隨時(shí)間推移催化劑保持量變小，電極就會(huì)相應(yīng)地消耗。將該催化劑保持量的測(cè)定結(jié)果表示于圖10中。如圖10所示，可知在作為陽極板使用了含有鉬的涂布材料的情況下(Pt/Ti)Jt化劑保持量隨著時(shí)間推移慢慢地降低，特別是電流密度越大，催化劑保持量的降低越是明 顯。另一方面，可知在作為陽極板使用了含有氧化銥的涂布材料的情況下(IrO2)，即使時(shí)間推移也不會(huì)有催化劑保持量降低的情況。由此可知，使用了含有氧化銥的涂布材料的陽極板與使用了含有鉬的涂布材料的陽極板相比，電極的耐久性高。[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]本發(fā)明涉及具備通過對(duì)海水實(shí)施電解而產(chǎn)生次氯酸的海水電解裝置的海水電解系統(tǒng)、以及海水電解方法。根據(jù)本發(fā)明，可以防止垢物向電極上的附著、實(shí)現(xiàn)電極的耐久性的提高及氯產(chǎn)生效率的降低的抑制。
權(quán)利要求
1.一種海水電解裝置，其特征在于，具備陽極、陰極、收納所述陽極和所述陰極的電解槽主體、和對(duì)所述陽極及所述陰極通電的電源裝置，所述陽極包含覆蓋有含有氧化銥的涂布材料的鈦， 其中，對(duì)所述陽極和所述陰極之間，以使兩極表面的電流密度包含于20A/dm2以上且40A/dm2以下的范圍中的方式通電，由此將所述電解槽主體內(nèi)的海水電解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水電解裝置，其中， 利用所述電源裝置通電的所述陽極和所述陰極表面的電流密度包含于20A/dm2以上且30A/dm2以下的范圍中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水電解裝置，其中， 在所述涂布材料中，添加有鉭的氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水電解裝置，其中， 所述電極包含所述海水的流通方向一方側(cè)的部分形成為所述陽極并且另一方側(cè)的部分形成為所述陰極的多個(gè)雙極電極板， 將這些雙極電極板在所述流通方向拉開間隔地排列而成的電極組被相互平行地配置有多個(gè)， 相互平行地相鄰的所述電極組之間的所述雙極電極板被配置為，所述陽極與所述陰極相面對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海水電解裝置，其中， 各所述電極組中的在所述流通方向上相鄰的所述雙極電極板之間的間隔被設(shè)定為，相互平行地相鄰的所述電極組之間的間隔的8倍以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水電解裝置，其中，還具備: 多個(gè)所述電解槽主體、 連接這些電解槽主體之間的所述海水的流出口與流入口的連接管、以及 除去該連接管內(nèi)的氣體的脫氣機(jī)構(gòu)。
7.—種海水電解系統(tǒng)，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的海水電解裝置、以及 將從所述電解槽主體的流出口流出的電解后的所述海水與從所述電解槽主體的流入口流入之前的所述海水混合的循環(huán)流路。
8.—種海水電解方法，其特征在于，是使用了權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的海水電解裝置的海水電解方法，其中 向所述電解槽主體中導(dǎo)入海水， 對(duì)所述陽極和所述陰極之間，以使兩極表面的電流密度包含于20A/dm2以上且40A/dm2以下的范圍中的方式通電，由此將所述電解槽主體內(nèi)的海水電解。
9.一種海水電解系統(tǒng)，具備海水電解裝置和濃縮機(jī)構(gòu)，所述海水電解裝置具有陽極、陰極、收納所述陽極和所述陰極的電解槽主體、和對(duì)所述陽極及所述陰極通電的電源裝置，所述陽極包含覆蓋有含有氧化銥的涂布材料的鈦，所述濃縮機(jī)構(gòu)提高要導(dǎo)入到所述電解槽主體的海水中所含的氯化物離子的濃度，其中: 對(duì)所述陽極與所述陰極之間通電，由此將所述電解槽主體內(nèi)的海水電解。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海水電解系統(tǒng)，其中，利用所述電源裝置通電的所述陽極和所述陰極表面的電流密度包含于20A/dm2以上且60A/dm2以下的范圍中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海水電解系統(tǒng)，其中， 利用所述電源裝置通電的所述陽極和所述陰極表面的電流密度包含于20A/dm2以上且50A/dm2以下的范圍中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海水電解系統(tǒng)，其中， 具備從所述電解后的海水中分離在所述陰極中生成的氫氣的氫分離機(jī)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海水電解系統(tǒng)，其中， 具備將從所述電解槽主體中排出的電解后的海水混合到要導(dǎo)入到所述電解槽主體的海水中的循環(huán)流路。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海水電解系統(tǒng)，其中， 在所述涂布材料中，添加有鉭的氧化物。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海水電解系統(tǒng)，其中， 所述電極包含所述海水的流通方向一方側(cè)的部分形成為所述陽極并且另一方側(cè)的部分形成為所述陰極的多個(gè)雙極電極板， 將這些雙極電極板在所述流通方向拉開間隔地排列而成的電極組被相互平行地配置有多個(gè)，` 相互平行地相鄰的所述電極組之間的所述雙極電極板配置為，所述陽極與所述陰極相面對(duì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的海水電解系統(tǒng)，其中， 各所述電極組中的在所述流通方向上相鄰的所述雙極電極板之間的間隔被設(shè)定為，相互平行地相鄰的所述電極組之間的間隔的8倍以上。
17.—種海水電解方法，其特征在于，是使用了權(quán)利要求9到16中任一項(xiàng)所述的海水電解裝置的海水電解方法，其中 提高要電解的海水中所含的氯化物離子的濃度， 將提高了氯化物離子濃度的海水導(dǎo)入所述電解槽主體中， 對(duì)所述陽極與所述陰極之間通電，由此將所述電解槽主體內(nèi)的海水電解。
18.根據(jù)權(quán)利要求18所述的海水電解方法，其中， 利用所述電源裝置通電的所述陽極和所述陰極表面的電流密度包含于20A/dm2以上且60A/dm2以下的范圍中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種海水電解裝置，其具備包括陽極(A)和陰極(C)的電極(30)；收納陽極(A)和陰極(C)的電解槽主體(20)；以及對(duì)陽極(A)與陰極(C)之間以使兩極表面的電流密度為20A/dm2以上的方式通電的電源裝置(40)，所述陽極包含覆蓋有含有氧化銥的涂布材料的鈦，所述海水電解裝置將電解槽主體(20)內(nèi)的海水電解。
文檔編號(hào)C25B11/10GK103201412SQ201180052488
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者水谷洋, 高波宏幸, 松村達(dá)也, 中村謙治, 池卓 申請(qǐng)人:三菱重工環(huán)境·化學(xué)工程株式會(huì)社