专利名称：海水电解系统及海水电解方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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I)。即，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钼为主体的复合金属、即钼主体涂布材料而得的电极(例如参照专利文献2)。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I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号公报发明的概要发明要解决的问题但是，在使用了钼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，在使用了钼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。
发明内容
本发明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、海水电解系统及海水电解方法。用于解决问题的方法这里，发明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，与覆盖有钼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，本发明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。本发明的海水电解方法中，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。本发明中，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。本发明中，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，本发明中，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。本发明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。
本发明的海水电解系统具备上述的本发明的海水电解装置、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。本发明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。本发明中，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。本发明中，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，本发明中，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。
本发明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。本发明的海水电解装置中，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。本发明的海水电解装置中，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，就可以实现装置自身的小型化。另外，由于各双极电极板被沿着海水的流通方向配置，因此不会有妨碍海水的流通的情况。这样，就可以将海水维持高流速，因此可以有效地获得因该海水向电极上垢物附着的防止效果。此外，由于相互平行地相邻的电极组之间的阳极与阴极相面对，因此通过在这些阳极与阴极之间通电，可以对流通在电极之间的海水有效地实施电解。本发明的海水电解装置中，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也可以是相互平行地相邻的所述电极组之间的间隔的8倍以上。在流通方向上相邻的双极电极板之间的间隔小的情况下，就会产生流通在这些双极电极板之间的电流、即对电解的贡献小的杂散电流。电极表面的电流密度越高，则该杂散电流越明显。针对于此，通过如上所述地实现在流通方向上相邻的双极电极板之间的间隔的恰当化，可以抑制该杂散电流的产生，防止海水电解效率的降低。
本发明中，所述海水电解装置也可以具备如下的循环流路，该循环流路使从所述电解槽主体的流出口中流出的电解后的所述海水混合在从所述电解槽主体的流入口流入前的所述海水中。越是提高电流密度，就越有可能向电极表面附着垢物。但是，通过将电解后的海水经由循环流路混合到电解前的海水中，就可以获得由通过海水电解装置的电解槽的海水中所含的垢物成分带来的晶种效果，因此可以防止向电极表面上的垢物附着。发明的效果根据本发明，可以防止垢物向电极上的附着，实现电极的耐久性的提高及氯产生效率的降低的抑制。
图1是表示本发明的海水电解系统的第一实施方式的示意图。图2是表示第一实施方式的海水电解装置的纵剖面图。图3是将海水电解装置的要部放大观看的图。图4是说明电源装置的恒电流控制电路的恒电流控制曲线的曲线图。图5是表示本发明的海水电解系统的第二实施方式的示意图。图6是表示第二实施方式的变形例的示意图。图7是表示本发明的海水电解 系统的第三实施方式的示意图。图8是表示第三实施方式的氢分离装置的概略图。图9是表示氯产生效率测定试验的结果的曲线图。图10是表示电极消耗量测定试验的结果的曲线图。其中，A...阳极，K...阴极，M...电极组，1..海水，C...浓缩水，10...海水电
解装置，20...电解槽主体，30...电极，31...双极电极板，32...阳极板，33...阴极板，
40...电源装置，60...取水部，65...淡化装置(浓缩机构)，70...注水部，80...循环部，
81...循环流路，90...氢分离装置(氢分离机构)，100Α、100Β、100α..海水电解系统。
具体实施例方式以下，对本发明的第一实施方式，参照图1到图4进行说明。第一实施方式的海水电解系统100Α是如下的系统，即，从海水所流通的取水用水路I中取得海水，利用海水电解装置10将海水电解后,将处理过的海水注入到取水用水路I中。如图1所示，该海水电解系统100Α具备海水电解装置10、贮留槽50、取水部60、和注水部70。贮留槽50贮留由海水电解装置10电解了的海水W。取水部60从取水用水路I向海水电解装置10中导入海水W。注水部70将贮留槽50的海水W注入到取水用水路I中。如图2所示，海水电解装置10包含电解槽主体20、电极支承箱26、端子板28、29及多个电极30。电解槽主体20具备两端开口的近似筒状的外筒21,在外筒21的一端设有将该一端侧的开口封堵的上游侧盖部22。此外，在外筒21的另一端设有将该另一端侧的开口封堵的下游侧盖部24。电解槽主体20利用这些外筒21、上游侧盖部22及下游侧盖部24来确保给定的耐压强度。另外，在上游侧盖部22中，形成有将电解槽主体20内外连通的流入口 23，在下游侧盖部24中形成有将电解槽主体20内外连通的流出口 25。即，在电解槽主体20中，从上游侧盖部22的流入口 23导入海水W，该海水W在从流入口 23侧朝向流出口 25侧地沿一个方向流过外筒21内后，从该流出口 25向电解槽主体20外流出。以下，将电解槽主体20内的流入口 23侧称作上游侧，将流出口 25侧称作下游侧。电极支承箱26是例如由塑料等电绝缘材料构成的呈筒状的构件，沿海水W的流通方向延伸地收纳于电解槽主体20内。该电极支承箱26借助多个固定构件27固定于上游侧盖部22及下游侧盖部24中。另外，在电极支承箱26的内部，设有多个用于支承电极30的支承杆26a。端子板28、29具有对支承在电极支承箱26内的电极30供给来自电解槽主体20外部的电流的作用，在上述电极支承箱26的两端配置有一对。电极30呈板状，以在上述电极支承箱26的支承杆26a上排列多个的状态固定支承。本实施方式中，作为该电极30，使用双极电极板31、阳极板32及阴极板33这三种。双极电极板31具有如下的结构，S卩，将作为电极基板的钛基板分成两个部分，将其一方设为阳极A,将另一方设为阴极K。即,双极电极板31的一端侧一半的区域被设为在表面覆盖含有氧化铱的涂布材料(氧化铱主体涂布材料)而成的阳极A，另一端侧一半的区域被设为没有在表面覆盖上述氧化铱主体涂布材料的阴极K。另外，阳极板32采用在上述钛基板的整个表面覆盖有氧化铱主体涂布材料的结构，该阳极板32整体作为 电解时的阳极A发挥作用。另一方面，作为阴极板33，采用了没有实施涂布的钛基板，该阴极板33整体作为电解时的阴极K发挥作用。而且，上述氧化铱主体涂布材料中氧化铱的含量以质量比计设定为50%以上，优选设定为60 % 70 %的范围。这样，就可以良好地获得氧化铱的覆盖效果。另外，优选在氧化铱主体涂布材料中添加有钽。此外，优选在该氧化铱主体涂布材料中不含有钼。这里，对电极支承箱26内的三种电极30的排列结构进行说明。双极电极板31、阳极板32及阴极板33分别由电极支承箱26内的支承杆26a固定支承。如图2及图3所示，上述电极30中的双极电极板31以将阳极A朝向液入口侧并且将阴极K朝向液出口侧、使其延伸方向沿着海水W的流通方向的方式排列了多个。另外，这些双极电极板31通过在上述流通方向上拉开间隔地串联地排列而构成电极组M。此外，此种电极组M被相互平行地拉开间隔设有多个，S卩，被相互并列地设有多个。这里，相互平行地相邻的电极组M之间被以相对地在上述流通方向错开双极电极板31的二分之一间距的状态配置。这样，相互平行地相邻的电极组M之间的双极电极板31的阳极A与阴极K就成为对置状态。另外，本实施方式中，如图3所示，优选将各电极组M中的上述流通方向上相邻的双极电极板31之间的间隔dl设定为，相互平行地相邻的电极组M之间的间隔、即相互平行地相邻的双极电极板31之间的间隔d2的8倍以上。另一方面，在双极电极板31的下游侧，沿着海水W的流通方向相互平行地排列有多个阳极板32，在双极电极板31的上游侧，沿着海水W的流通方向相互平行地排列有多个阴极板33。阳极板32的下游侧的端部与一对端子板28、29中的处于下游侧的端子板29连接，这些阳极板32的上游侧的端部分别与上述双极电极板31的阴极K在与流通方向正交的方向上相面对。也就是说，阳极板32的上游侧端部与双极电极板31的阴极K被配置为，从与流通方向正交的方向看叠加地交错。此外，阴极板33的上游侧的端部与一对端子板28、29中的处于上游侧的端子板28连接，这些阴极板33的下游侧的端部分别与上述双极电极板31的阳极A在与流通方向正交的方向上相面对。也就是说，阴极板33的下游侧端部与双极电极板31的阳极A被配置为，从与流通方向正交的方向看叠加地交错。电源装置40是供给用于海水W的电解的电流的装置，具备直流电源41和恒电流控制电路42。直流电源41是输出直流电力的电源，例如也可以将从交流电源中输出的交流电力整流为直流后输出。恒电流控制电路42是将从直流电源41中供给的直流电力作为恒电流输出的电路，无论电流通电区间的电阻如何变化，都可以向该电流通电区输出给定的恒电流。即，该恒电流控制电路42在被从直流电源41输入直流电力时，如图4所示，通过将该直流电力的电压值以振幅的范围进行控制，而将恒电流控制曲线上的所需的电流值作为恒电流输出。此种恒电流控制电路42中，借助一对引线43、44将阳极A与下游侧的端子板29连接，并且将阴极K与上游侧的端子板28连接。这样，在恒电流控制电路42中生成的恒电流就经由端子板28、29通向电极30。这里，本实施方式的电源装置40中，以使电极30表面的电流密度为20A/dm2 40A/dm2、优选为20A/dm2 30A/dm2的范围的方式，使恒电流控制电路42生成恒电流。即，通过生成与电解槽主体20内的电极30的表面积对应的恒电流并将该恒电流向电极30供给，由此将电极30表面的电流密度设为20A/dm2 40A/dm2，优选设为20A/dm2 30A/dm2的范围。而且，在以往使用的涂布有以钼作为主体的复合金属(钼主体涂布材料)的电极中，由于随着电流密度的增加，推进电极的消耗的氧、垢物的量也增加，因此将该电流密度的最大值设定为15A/dm2左右。与之不同，本实施方式中，在与以往相比电流密度高的20A/dm2 40A/dm2、优选为20A/dm2 30A/dm2的范围中进行电解。贮留槽50是将从上述海水电解装置10的电解槽主体20的流出口 25中流出的海水W暂时地贮存的槽，经由与电解槽主体20的流出口 25连接的中间流路51，向内部导入海水W。取水部60包括取水流路61、第一泵62、第一流量计64及第一开闭控制阀63。取水流路61是一端与取水用水路I连接并且另一端与海水电解装置10中的电解槽主体20的流入口 23连接的流路。第一泵62设于该取水流路61的中途，通过由该第一泵62以一定的输出功率汲取取水用水路I的海水W，而将该海水W导入上述流入口 23。第一流量计64设于取水流路61的下游侧，检测通过该取水流路61的海水W的流
量Q1O
另外，第一开闭控制阀63是设于取水流路61中的第一流量计64的上游侧的阀，基于第一流量计64所检出的海水W的流量Q1进行开闭控制。这样，通过与取水流路61及电解槽主体20的海水流通区域的面积比对应地调整流过取水路的海水W的流量，就可以任意地调整流过电解槽主体20内的海水W的流速。在本实施方式的海水电解装置10中，优选以使流过电解槽主体20内的海水W的流速至少为0.7m/s以上的方式来控制第一开闭控制阀63。而且，不仅可以利用第一开闭控制阀63的开闭控制来调整电解槽主体20内的海水W的流速，例如也可以通过控制第一泵62的输出功率来调整电解槽主体20内的海水W的流速。注水部70包括注水流路71、第二泵72、第二开闭控制阀73及第二流量计74。注水流路71是一端与贮留槽50连接并且另一端与取水用水路I连接的流路。第二泵72设于该注水流路71的中途，通过由该第二泵72以一定的输出功率将贮留槽50内的海水W送入,而将该海水W导入取水用水路I。第二流量计74设于注水流路71中的流路的下游侧，检测通过该注水流路71的海水W的流量Q2。另外，第二开闭控制阀73是设于注水流路71中的第二流量计74的上游侧的阀，基于第二流量计74所检出的海水W的流量Q2进行开闭控制。这样，就可以调整注入到取水用水路I中的海水W的流量。而且，不仅可以利用第二开闭控制阀73的开闭控制来调整向取水用水路I中的海水W的注入量，例如也可以通过控制第二泵72的输出功率来调整向取水用水路I中的海水W的注入量。下面，对本实施方式·的海水电解装置10的作用、以及使用了海水电解装置10的海水W的电解方法进行说明。流过取水用水路I的海水W中的一部分由取水部60从海水电解装置10的电解槽主体20的流入口 23导入电解槽主体20内。即，通过将取水用水路I的海水W利用第一泵62汲取到取水流路61内，而经由该取水流路61向电解槽主体20内导入海水W。这样，电解槽主体20内的电极30就被浸溃于海水W中。此时，通过将第一开闭控制阀63与第一流量计64所检出的流量对应地开闭，就可以在电解槽主体20内将沿流通方向流通的海水W的流速调整为所需的值。对像这样流过电解槽主体20内的海水W，利用电极30实施电解。即，基于电源装置40中的直流电源41的直流电力利用恒电流控制电路42生成所需的恒电流，将该恒电流经由引线43、44向端子板28、29供给。经由这些端子板28、29供给的电流依照阳极板32、双极电极板31、阴极板33的次序串联地流过电解槽主体20内。具体来说，当从恒电流控制电路42流向阳极板32的电流经由海水W到达双极电极板31的阴极K时，通过流过该双极电极板31内而到达该双极电极板31的阳极A，其后，流过海水W内而到达与该阳极A相面对的另一个双极电极板31的阴极K。像这样，电流从阳极板32依次流过多个双极电极板31，最终流到阴极板33。而且，优选将此时的电流的各电极30表面中的电流密度利用恒电流控制电路42控制为20A/dm2 40A/dm2、优选为20A/dm2 30A/dm2的范围。像这样通向海水W的电流因上述恒电流控制电路42的作用，无论海水W的电阻如何变化，电极30表面中的电流密度都是恒定的。即，虽然流过电解槽主体20内的海水W的电阻的值时时刻刻地变化，然而如图4所示，通过由恒电流控制电路42以给定的振幅AV控制电压，而将电极30表面中的电流密度保持恒定。如上所述，通过在电极30之间的海水W内流过电流，而对海水W实施电解。S卩，在阳极A中，如下述⑴式中所示，从海水W中的氯离子中夺取电子e而引起氧化，生成氯。[数I]2C1 — Cl2+2e…(I)另一方面，在阴极K中，如下述(2)式所示，对海水W中的水提供电子而引起还原，生成氢氧根离子和氢气。[数2]2H20+2e — 20Η>Η2 t …(2)另外，如下述(3)式中所示，阴极K中生成的氢氧根离子与海水W中的钠离子反应而生成氢氧化钠。[数3]2Na++20r — 2Na0H…(3)此外，如(4)式中所示，因氢氧化钠与氯反应，而生成次氯酸、氯化钠及水。[数4] Cl2+2Na0H — NaC10+NaCl+H20...(4)像这样，基于海水W的电解，生成对海洋生成物的附着具有抑制效果的次氯酸。此后，被实施了电解的海水W从电解槽主体20的流出口 25流出，通过中间流路51而暂时地贮存在贮留槽50中。其后，贮留槽50内的海水W经由注水部70注入到取水用水路I中。即，贮留槽50内的含有次氯酸的海水W因第二泵72运转而经由注水流路71注入到取水用水路I中。此时，通过与第二流量计74所检出的流量对应地开闭第二开闭控制阀73，来调整流入取水用水路I中的含有次氯酸的海水W的流量。这里，一般来说，在覆盖有氧化铱主体涂布材料的阳极A上，在电解时会附着由海水W中所含的锰离子引起的锰垢物。阳极A的消耗因该锰垢物的附着而推进，此外，由于电极30表面的催化活性降低，因此会出现氯产生效率降低的不佳状况。另外，阴极K附着有由海水W中所含的镁、钙引起的垢物，该垢物仍会推进电极30的消耗。针对于此，根据上述实施方式，由于将电极30表面中的电流密度设定为比以往的15A/dm2大的20A/dm2以上，因此伴随着电解在阴极K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体现出电极30的清洗效果，因此可以防止锰垢物在阳极A上的附着、以及阴极K中的钙、镁等垢物的附着。此外，因电极30表面中的电流密度的增加，阳极A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，因此可以防止由含有该氧化铱的涂布材料覆盖了的阳极A被氧消耗掉。而且，在电极30表面中的电流密度过大的情况下，例如在超过40A/dm2的情况下，阳极A及阴极K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，本实施方式中将电流密度的上限设为40A/dm2，因此可以利用氢有效地体现出清洗效果，有效地防止阳极A及阴极K中的垢物的附着。另外，在将电流密度的上限设为30A/dm2时，可以更加有效地体现出氢的清洗效果，可以有效地防止垢物的附着。像这样，在本实施方式中，由于在阳极A的涂布材料中含有氧化铱，此外，将电极30表面中的电流密度设定为20A/dm2 40A/dm2的范围、优选设定为20A/dm2 30A/dm2，因此可以有效地获得氢气的清洗效果。这样，就可以防止垢物向电极30上的附着，因此可以实现电极30的耐久性的提高及氯产生效率的降低的抑制。所以，除了可以提高海水电解装置10的维护性以外，还可以利用高的氯产生效率来减少电极30的数目，从而可以实现装置的小型化。另外，在向覆盖阳极A的氧化铱主体涂布材料中添加了钽的氧化物的情况下，由于该钽对于氧发挥出高耐久性，因此可以更加有效地防止由在阳极A近傍产生的氧造成的电极30的异常消耗。 而且，通过不使该氧化铱主体涂布材料中含有钼，可以实现成本的降低。此外，在本实施方式中，通过将双极电极板31串联地配置而构成电极组M，并且将该电极组M相互平行地排列，而将多个双极电极板31集中配置，因此可以在确保氯的总产生量大的同时，实现装置自身的小型化。另外，由于各双极电极板31被沿着海水W的流通方向配置，因此不会有妨碍海水W的流通的情况。这样，就可以维持海水W的高流速，从而可以有效地获得防止垢物向电极30上的附着的效果。此外，由于相互平行地相邻的电极组M之间的阳极A及阴极K相面对，因此通过在这些阳极A与阴极K之间通电，就可以对流过电极30之间的海水W有效地实施电解。这里，在海水W的流通方向上相邻的双极电极板31之间的间隔小的情况下，会产生流过这些双极电极板31之间的电流，即对电解的贡献小的杂散电流。电极30表面中的电流密度越高，则该杂散电流越明显，从而导致海水电解效率的降低。针对于此，在本实施方式中，将各电极组M中的在流通方向上相邻的双极电极板31之间的间隔dl设定为相互平行地相邻的电极组M之间的间隔d2的8倍以上，即，实现了流通方向上相邻的双极电极板31之间的间隔的恰当化，因此可以抑制上述杂散电流的产生，从而可以防止海水电解效率的降低。下面，参照图5，对本发明的第二实施方式的海水电解系统100B进行说明。而且，第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的构成要素使用相同的符号而省略详细的说明。如图5所示，第二实施方式的海水电解系统100B在取水部60的取水流路61与注水部70的注水流路71之间，具备将注水流路71的海水W混合到取水流路61中的循环部80。该循环部80包括循环流路81、第三流量计84、和第三开闭控制阀83。循环流路81是一端与注水流路71连接并且另一端与取水流路61连接的流路。本实施方式中，循环流路81的一端与注水流路71中的第二泵72与第二开闭控制阀73之间连接，该循环流路81的另一端与取水流路61中的第一泵62与第一开闭控制阀63之间连接。第三流量计84设于循环流路81的中途，检测流过该循环流路81的海水W的流量Q3。另外，第三开闭控制阀83是设于循环流路81中的第三流量计84的下游侧的阀，基于第三流量计84所检测的海水W的流量Q3进行开闭控制。这样，就可以任意地控制从注水流路71经由循环流路81向取水流路61中循环的海水W的流量。此种海水电解系统100B中，当将贮存在贮留槽50中的电解后的海水W利用第二泵72导入注水流路71内时，该海水W即在连接有循环流路81的一端的注水流路71的分支部中，分流为流过注水流路71的海水W和流过循环流路81的海水W。流过了循环流路81的海水W在该循环流路81的另一端被导入取水流路61内。即，流过了循环流路81的电解后的海水W与流过取水流路61的电解前的海水W合流，被再次导入电解槽主体20内。此时，通过与第三流量计84所检出的流量对应地开闭第三开闭控制阀83，就可以调整与流过取水流路61的海水W合流的电解后的海水W的流量。像这样，从电解槽主体20的流出口 25中流出的电解后的海水W通过流过循环流路81，从而从电解槽主体20的流入口 23再次流入。这里，在电解后的海水W内，存在有电解时产生的锰、镁、钙等垢物成分。通过将此种海水W再次导入电解槽主体20内，就可以利用上述垢物成分的晶种效果，来防止垢物向电极30表面的附着。即，垢物成分成为晶种，新生成的垢物逐渐附着在该晶种上，因此可以避免垢物向电极30表面的析出。这样，就可以实现电极30的耐久性的提高及氯产生效率的降低的抑制。虽然以上对本发明的实施方式进行了详细说明，然而只要不脱离本发明的技术思想，则不限定于这些，也可以进行若干的设计变更等。例如，在海水电解系统100B中，优选将从注水部70注入到取水用水路I的海水W的次氯酸浓度设为大约2500ppm左右。这里，所生成的次氯酸的总量与从电源装置40向电极30供给的电流的总量大致上成比例。所以，通过 记录向电极30供给的电流量，就可以掌握所产生的次氯酸的总量。另夕卜，注入到取水用水路I中的海水W的次氯酸浓度可以通过将所产生的次氯酸的总量用注入到取水用水路I中的海水W的流量Q2除来算出。所以，通过与次氯酸的总量对应地控制第二开闭控制阀73而决定注入到取水用水路I中的海水W的流量Q2,就可以容易地将该海水W内的次氯酸浓度调整为上述2500ppm。另外，例如作为变形例，也可以如图6所示，海水电解装置10具有多个电解槽主体20，设置有连接这些电解槽主体20之间的流出口 25与所述流入口 23的连接管85、和作为除去连接管85内的气体的脱气机构的脱气阀86。而且，脱气阀86是可以控制开闭的阀，在电解槽主体20内的压力上升到给定的高压的情况下该脱气阀86被打开而将海水W中的气体放出。越是提高电流密度，则液气比就越是因阴极K中的氢产生而降低，因此氯产生效率降低，然而通过利用设于上述连接管85中的脱气阀86特意地除去氢气，就可以将电解槽主体20内限制为给定的液气比以下，从而可以防止效率降低。而且，虽然在上述实施方式中，对作为电极30使用了双极电极板31的例子进行了说明，然而例如也可以不使用双极电极板31而将阳极板32与阴极板33对置配置，向这些阳极板32与阴极板33间的海水W通入电流。另外，也可以将这些阳极板32与阴极板33交替地配置，向彼此相邻地相面对的阳极板32与阴极板33之间的海水W通入电流。另外，虽然在上述实施方式中双极电极板31被配置为，阳极A朝向液入口侧并且阴极K朝向液出口侧，然而也可以配置为，阳极A朝向液出口侧并且阴极K朝向液入口侧。下面，参照图7及图8对本发明的第三实施方式的海水电解系统100C进行说明。而且，在第三实施方式中，也是对于与第一实施方式相同的构成要素使用相同的符号而省略详细的说明。如图7所示，第三实施方式的海水电解系统100C具备:海水电解装置10、取水部60、氢分离装置90、贮留槽50、注水部70、和循环部80。取水部60从取水用水路I向海水电解装置10导入海水W。氢分离装置90将从海水电解装置10中排出的电解处理水E中的氢分离。贮留槽50贮存由海水电解装置10电解了的电解处理水E。注水部70将贮留槽50的电解处理水E注入取水用水路I中。循环部80使电解处理水E在海水电解装置10中循环。在取水部60中设有淡化装置65。这里，在本实施方式的电源装置40中，以使电极30表面中的电流密度为20A/dm2 60A/dm2、优选为20A/dm2 50A/dm2的范围的方式由恒电流控制电路42生成恒电流。SP，通过与电解槽主体20内的电极30的表面积对应地生成恒电流并将该恒电流向电极30供给，而将电极30表面中的电流密度设为20A/dm2 60A/dm2、优选设为20A/dm2 50A/dm2的范围。而且，在以往所使用的涂布有以钼作为主体的复合金属(钼主体涂布材料)的电极中，由于随着电流密度的增加，使电极的消耗推进的氧、垢物的量也增加，因此将该电流密度的最大值设定为15A/dm2左右。与之不同，本实施方式中，在电流密度比以往高的20A/dm2 60A/dm2、优选为20A/dm2 50A/dm2的范围中进行电解。取水部60包括取水流路61、第一泵62、淡化装置65、第一流量计64、以及第一开闭控制阀63。淡化装置65是利用反渗透 膜(R0膜)将海水分离为淡水(脱盐水)和浓缩水C的装置。经过淡化装置65分离出的淡水经由淡水管线66送向淡水槽(未图示)，浓缩水C经由取水流路61的第一开闭控制阀63导入海水电解装置10。在本实施方式的海水电解装置10中，优选以使流过电解槽主体20内的浓缩水C的流速至少为0.7m/s以上的方式控制第一开闭控制阀63。而且，不仅可以利用第一开闭控制阀63的开闭控制来调整电解槽主体20内的浓缩水C的流速，例如也可以通过控制第一泵62的输出功率来调整电解槽主体20内的浓缩水C的流速。氢分离装置90是将从上述海水电解装置10的电解槽主体20的流出口 25中流出的电解处理水E中所含的氢气分离的装置。如图8所示，氢分离装置90具备:在上部设有排气筒91的受液槽92、借助中间流路8与电解槽主体20的流出口 25连接并向受液槽92的内部上方的气相部92a引入电解处理水的导入管93、设于导入管93的途中的喷雾喷嘴94、和设于受液槽92的内部下方的液相部92b的搅拌机95。喷雾喷嘴94将导入到导入管93中的电解处理水E向受液槽92的内部上方的气相部92a喷射。搅拌机95由螺杆96、旋转该螺杆96的电机97构成，搅拌积留在受液槽92的液相部92b的液体。另外，在受液槽92的下部，设有排出电解处理水的排出口 98。贮留槽50是暂时地贮存从氢分离装置90的排出口 98中排出的电解处理水E的槽。
循环部80是使流过注水流路71的电解处理水E向取水部60的取水流路61中循环的部位。该循环部80包括循环流路81、第三流量计82、和第三开闭控制阀83。循环流路81是一端与注水流路71连接并且另一端与取水流路61连接的流路。本实施方式中，循环流路81的一端连接于注水流路71中的第二泵72与第二开闭控制阀73之间，该循环流路81的另一端连接于取水流路61中的第一开闭控制阀63与第一流量计64之间。第三流量计82设于循环流路81的中途，检测流过该循环流路81的电解处理水E
的流量Q3。另外，第三开闭控制阀83是设于循环流路81中的第三流量计82的下游侧的阀，基于第三流量计82所检出的电解处理水E的流量％进行开闭控制。这样，就可以任意地控制从注水流路71经由循环流路81向取水流路61中循环的电解处理水E的流量。下面，对本实施方式的海水电解系统100C的作用、以及使用了海水电解系统100C的海水W的电解方法进行说明。流过取水用水路I的海水W中的一部分由取水部60导入到淡化装置65中。SP，通过将取水用水路I的海水W利用第一泵62汲取到取水流路61内，而经由该取水流路61向淡化装置65内导入海水W。这样，海水W就被分离为淡水和浓缩水C。淡化装置65中，对海水W施加压力使其通过RO膜，将海水W的盐分浓缩而滤出淡水。这样,海水W的氯化物离子浓度例如被浓缩到20，000mg/l到30，000 40，000mg/l，生成浓缩水C。淡水经由淡水管线66送向贮存淡水的淡水槽(未图示)，浓缩水C经由取水流路61导入到电解槽主体20内。这样，电解槽主体20内的电极30就被浸溃于浓缩水C中。此时，通过与第一流量计64所检出的流量对应地开闭第一开闭控制阀63，而将电解槽主体20内沿流通方向流通的浓缩水C的流速调整为所需的值。对像这样流过电解槽主体20内的浓缩水C，利用电极30实施电解。即，基于电源装置40中的直流电源41的直流电力利用恒电流控制电路42生成所需的恒电流，将该恒电流经由引线43、44向端子板28、29供给。经由这些端子板28、29供给的电流依照阳极板32、双极电极板31、阴极板33的顺序串联地流过电解槽主体20内。具体来说，当从恒电流控制电路42流向阳极板32的电流经由浓缩水C到达双极电极板31的阴极K时，即通过流过该双极电极板31内而到达该双极电极板31的阳极A，其后，流过浓缩水内而到达与该阳极A相面对的另一个双极电极板31的阴极K。像这样，电流从阳极板32依次流过多个双极电极板31，最终流到阴极板33。而且，此时的电流在各电极30表面的电流密度由恒电流控制电路42控制为20A/dm2 60A/dm2、优选为20A/dm2 50A/dm2的范围。像这样对浓缩水C通入的电流因上述恒电流控制电路42的作用，无论浓缩水C的电阻如何变化，都将电极30表面中的电流密度设为恒定。即，虽然流过电解槽主体20内的浓缩水C的电阻的值时时刻刻地变化，然而如图4所示，通过由恒电流控制电路42以给定的振幅AV控制电压，而将电极30表面中的电流密度保持恒定。如上所述，通过使电流流过电极30间的浓缩水内而对浓缩水C实施电解。即，在阳极A中，如第一实施方式的(I)式所示，从浓缩水C中的氯化物离子夺取电子e而引起氧化，生成氯。另一方面，在阴极K中，如第一实施方式的(2)式所示，对浓缩水C中的水提供电子而引起还原，生成氢氧根离子和氢气。另外，如第一实施方式的(3)式所示，在阴极K中生成的氢氧根离子与浓缩水中的钠离子反应而生成氢氧化钠。此外，如第一实施方式的(4)式所示，因氢氧化钠与氯反应，而生成次氯酸、氯化钠及水。像这样，基于浓缩水C的电解，生成对海洋生成物的附着具有抑制效果的次氯酸。对于次氯酸的浓度，由于浓缩水C的氯化物离子浓度被提高到30，000 40，000mg/l，因此优选设为 2，500 5，000ppm。此后，实施了电解的浓缩水C与氢气一起作为电解处理水E从电解槽主体20的流出口 25流出，经过中间流路8而流入氢分离装置90。由氢气及电解处理水E构成的气液混合流体被导入氢分离装置90的导入管93，由喷雾喷嘴94向受液槽92的气相部92a喷射。由此对作为气泡混入电解处理水E的氢气进行脱气处理，从排气筒91排出。另一方面，电解处理水E贮存在受液槽92的液相部92b。所贮存的电解处理水E由搅拌机95搅拌。S卩，电解处理水E由利用电机97旋转的螺杆96所产生的旋转流强制性地搅拌。这样，就可以防止随着电解而产生的垢物堆积在受液槽92的底部。暂时贮存在受液槽92中的电解处理水E从设于受液槽92的底部的排出口 98排出，导入贮留槽50。当暂时地贮存在贮留槽50中的电解处理水E由第二泵72导入注水流路71内时，电解处理水E即在连接了循环流路81的一端的注水流路71的分支部中，分流为流过注水流路71的电解处理水E和流过循环流路81的电解处理水E。流过注水流路71的电解处理水E被注入取水用水路I。即，贮留槽50内的含有次氯酸的电解处理水E因第二泵72运转而经由注水流路71注入到取水用水路I中。此时，通过与第二流量计74所检出的流量对应地开闭第二开闭控制阀73，来调整向取水用水路I中的含有次氯酸的电解处理水E的流量。这里，所生成的次氯酸的总量大致上与从电源装置40向电极30供给的电流的总量成比例。所以，通过记录向电极30供给的电流量，就可以掌握所产生的次氯酸的总量。另夕卜，注入到取水用水路I中的电解处理水E的次氯酸浓度可以通过将所产生的次氯酸的总量用注入到取水用水路I中的海水W的流量Q2除来算出。所以，通过与次氯酸的总量对应地控制第二开闭控制阀73而决定注入到取水用水路I中的电解处理水E的流量Q2，就可以调整该电解处理水E内的次氯酸浓度。另一方面，流过循环流路81的电解处理水E由该循环流路81的另一端导入取水流路61内。即，流过循环流路81的电解处理水E与流过取水流路61的海水W合流，再次导入电解槽主体20内。此时，通过与第三流量计82所检出的流量对应地开闭第三开闭控制阀83，就可以调整与流过取水流路61的海水W合流的电解处理水E的流量。像这样，从电解槽主体20的流出口 25流出的电解处理水E流过循环流路81，从而从电解槽主体20的流入口 23再次流入。
根据上述实施方式，向海水电解装置10中导入提高了氯化物离子浓度、电导率的浓缩水C。此外，由于在阳极A的涂布材料中含有氧化铱，因此可以将电极30表面中的电流密度设定为20A/dm2 60A/dm2的范围、优选为20A/dm2 50A/dm2,从而可以提高所生成的电解处理水E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，可以减小电极面积，从而可以实现装置的小型化。另外，由于河口附近、湾内的海水的氯化物离子浓度比通常的海水稀，电导率也低，因此会有运转的稳定性因电极的异常消耗等而成为间题的情况，然而通过将浓缩水C通向海水电解装置10，可以提高氯离子浓度、电导率，因此可以实现处理性能的稳定化。另外，由于上述增多了的氢气由氢分离装置90脱气，因此不会有氢气经由贮留槽50而损伤后段的第二泵72、配管的情况。另外，通过设置循环部80，而将电解时产生的锰、镁、钙等垢物成分与电解处理水E—起导入电解槽主体20内。通过像这样将含有垢物成分的电解处理水E再次导入电解槽主体20内，就可以利用上述垢物成分的晶种效果，防止垢物向电极30表面的附着。S卩，由于垢物成分成为晶种，新生成的垢物附着在该晶种上，因此可以避免垢物向电极30表面的析出。这样，就可以实现电极30的耐久性的提高及氯产生效率的降低的抑制。而且，在电极30表面中的电流密度过大的情况下，例如在超过60A/dm2的情况下，阳极A及阴极K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，本实施方式中将电流密度的上限设为60A/dm2，利用氢有效地体现出清洗效果，可以有效地防止阳极A及阴极K中的垢物的附着。另外，在将电流密度的上限设为50A/dm2时，可以更加有效地体现出氢的清洗效果，从而可以有效地防止垢物的附着。像这样，在本实施方式中，由于在阳极A的涂布材料中含有氧化铱，此外，将电极30表面中的电流密度设定为20A/dm2 60A/dm2的范围、优选为20A/dm2 50A/dm2，因此可以有效地获得氢气的清洗效果。这样，就可以防止垢物向电极30上的附着，因此可以实现电极30的耐久性的提高及氯产生效率的降低的抑制。
所以，除了可以提高海水电解装置10的维护性以外，还可以利用高的氯产生效率来减少电极30的数目，从而可以实现装置的小型化。而且，虽然在上述实施方式中，对作为电极30使用了双极电极板31的例子进行了说明，然而例如也可以不使用双极电极板31而将阳极板32与阴极板33对置配置，向这些阳极板32与阴极板33之间的海水W通入电流。另外，也可以将这些阳极板32与阴极板33交替地配置，向彼此相邻地相面对的阳极板32与阴极板33之间的海水W通入电流。另外，虽然在上述实施方式中双极电极板31被配置为，阳极A朝向液入口侧并且阴极K朝向液出口侧，然而也可以配置为，阳极A朝向液出口侧并且阴极K朝向液入口侧。另外，虽然在本实施方式中，作为将海水W浓缩而生成浓缩水C的机构，采用了使用RO膜的淡化装置65，然而生成浓缩水C的机构并不限定于此，例如也可以采用使用蒸馏法来浓缩海水W的方法。另外，作为从混入了氢气的电解处理水E中分离氢气的方法，并不限于本实施方式中记载的那样的使用了喷雾喷嘴94的氢分离装置90，只要是可以将气液混合流体分离为气体和液体，则也可以采用例如利用了离心分离器等的气液分离装置。此外，也可以不用另外设置作为气液分离装置的氢分离装置90，而是通过对贮留槽50附加例如向贮留槽50的液相中供给空气而稀释氢气的气液分离功能来分离氢。
另外，如果垢物向电极30表面的附着不是问题，则也可以不设置循环部80，而将全部的电解处理水E向取水用水路I供给。[实施例]以下，对实施例进行说明。(氯产生效率测定试验)进行了调查电解海水W及浓缩水C时的电极表面的电流密度与氯产生效率的关系的试验。准备电极面积为50X 50mm的呈板状的阳极板及阴极板，拉开5mm的间隔地对置配置。作为阳极板，使用了在钛基板上覆盖以质量比计含有50%以上的氧化铱(IrO2)的涂布材料的阳极板。另外，作为阴极板，使用了没有覆盖涂布材料的钛基板。海水W的氯化物离子浓度设为20，000mg/l，浓缩水C的氯化物离子浓度设为30，
000 40,000mg/l。将这些阳极板及阴极板浸溃于海水W及浓缩水C中，使该海水W及浓缩水C以250ml/min的流量流通，通过对阳极板与阴极板之间通电而进行了电解。此后，测定出各电流密度下的氯产生效率。而且，所谓氯产生效率，是指相对于基于所流通的电流的电流密度在理论上可以产生的氯量的、实际产生的氯量的比率。将该氯产生效率的测·定结果表示于图9中。如图9所示，海水W、浓缩水C都是在电流密度小于20A/dm2的情况下，随着电流密度变大，氯产生效率升高。在没有浓缩的海水W的情况下，在电流密度为20A/dm2 30A/dm2时氯产生效率是恒定的，当电流密度超过30A/dm2时，氯产生效率即慢慢地降低。另外，电流密度为20A/dm2、30A/dm2时的氯效率可以得到96%这样最高的值。而且，在使用了含有钼的涂布材料的电极中被视为技术常识的电流密度为15A/dm2的情况下，氯产生效率为93%。根据该情况可知，在海水W的情况下，也可以通过在使用了含有氧化铱的涂布材料的电极中，将电流密度设定为20A/dm2 30A/dm2的范围，来获得高的氯产生效率。对此可以认为是因为，由于所产生的氢气的量增大，因此可以获得由该氢气带来的阳极板及阴极板的垢物清洗效果。这里，电流密度越大，理论上可以产生的氯的量就越是增大。所以，即使在氯产生效率显示为相同的值的情况下，也是电流密度大的一方产生更多的氯。由此，在将电流密度设为40A/dm2时，氯产生效率显示出93%这样的与电流密度15A/dm2时同等的效率，对于氯产生量，电流密度为40A/dm2时的一方与电流密度为15A/dm2时相比变大。所以可以说，将电流密度设为40A/dm2，从氯的产生量的观点考虑是有效的。另一方面，当电流密度超过40A/dm2时，就会超出氢气的清洗效果有效地发挥作用的范围，氯产生效率与15A/dm2的情况相比降低。所以，优选将电流密度的上限设为40A/dm2，这样，就可以在维持高的氯产生效率的同时，确保所产生的氯的量大。在浓缩水C的情况下，可知在电流密度为20A/dm2 50A/dm2时氯产生效率恒定，在电流密度为60A/dm2时氯产生效率也维持为93%这样的高效率。
根据该情况可知,在浓缩水C的情况下,通过将电流密度设定为20A/dm2 60A/dm2的范围，可以获得高的氯产生效率，与没有浓缩的情况相比，可以提高电流密度。如上所述，利用氯产生效率测定试验可知，通过向海水电解装置10中导入浓缩水C而将电解时的电极表面中的电流密度设定为20A/dm2 60A/dm2、优选为20A/dm2 50A/dm2的范围，可以获得高的氯产生效率。而且可以认为，如果长时间持续电解，则电极会慢慢地消耗，因此显示测定结果的图9的曲线变得更加陡峭。所以可以推定，特别是在电极消耗后，将电流密度设定为上述范围更加有效。(电解寿命试验结果)进行了调查海水W的电解时的电流密度与催化剂保持量的关系的试验。与氯产生效率测定试验相同，准备了电极面积为50X50mm的呈板状的阳极板及阴极板，拉开5mm的间隔地对置配置。作为阳极板，使用了在钛基板上覆盖有以质量比计含有50%以上的氧化铱(IrO2)的涂布材料的阳极板、和在钛基板上覆盖有含有钼(Pt)的涂布材料的阳极板两种。另外，作为阴极板，使用了没有覆盖涂布材料的钛基板。将这些阳极板及阴极板分别浸溃在海水W中，使该海水W以250ml/min的流量流通，通过对阳极板与阴极板之间通电而进行了电解。另外，随时间推移测定出各电流密度下的催化剂保持量。而且，所谓催化剂保持量，是指电解后所保持的电极的催化剂量，如果随时间推移催化剂保持量变小，电极就会相应地消耗。将该催化剂保持量的测定结果表示于图10中。如图10所示，可知在作为阳极板使用了含有钼的涂布材料的情况下(Pt/Ti)Jt化剂保持量随着时间推移慢慢地降低，特别是电流密度越大，催化剂保持量的降低越是明 显。另一方面，可知在作为阳极板使用了含有氧化铱的涂布材料的情况下(IrO2)，即使时间推移也不会有催化剂保持量降低的情况。由此可知，使用了含有氧化铱的涂布材料的阳极板与使用了含有钼的涂布材料的阳极板相比，电极的耐久性高。[产业上的可利用性]本发明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。根据本发明，可以防止垢物向电极上的附着、实现电极的耐久性的提高及氯产生效率的降低的抑制。
权利要求
1.一种海水电解装置，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，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。
2.根据权利要求1所述的海水电解装置，其中， 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包含于20A/dm2以上且30A/dm2以下的范围中。
3.根据权利要求1所述的海水电解装置，其中， 在所述涂布材料中，添加有钽的氧化物。
4.根据权利要求1所述的海水电解装置，其中， 所述电极包含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。
5.根据权利要求4所述的海水电解装置，其中， 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。
6.根据权利要求1所述的海水电解装置，其中，还具备: 多个所述电解槽主体、 连接这些电解槽主体之间的所述海水的流出口与流入口的连接管、以及 除去该连接管内的气体的脱气机构。
7.—种海水电解系统，其特征在于，具备: 权利要求1到6中任一项所述的海水电解装置、以及 将从所述电解槽主体的流出口流出的电解后的所述海水与从所述电解槽主体的流入口流入之前的所述海水混合的循环流路。
8.—种海水电解方法，其特征在于，是使用了权利要求1到6中任一项所述的海水电解装置的海水电解方法，其中 向所述电解槽主体中导入海水， 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。
9.一种海水电解系统，具备海水电解装置和浓缩机构，所述海水电解装置具有阳极、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，所述浓缩机构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，其中: 对所述阳极与所述阴极之间通电，由此将所述电解槽主体内的海水电解。
10.根据权利要求9所述的海水电解系统，其中，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包含于20A/dm2以上且60A/dm2以下的范围中。
11.根据权利要求9所述的海水电解系统，其中， 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包含于20A/dm2以上且50A/dm2以下的范围中。
12.根据权利要求9所述的海水电解系统，其中， 具备从所述电解后的海水中分离在所述阴极中生成的氢气的氢分离机构。
13.根据权利要求9所述的海水电解系统，其中， 具备将从所述电解槽主体中排出的电解后的海水混合到要导入到所述电解槽主体的海水中的循环流路。
14.根据权利要求9所述的海水电解系统，其中， 在所述涂布材料中，添加有钽的氧化物。
15.根据权利要求9所述的海水电解系统，其中， 所述电极包含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配置为，所述阳极与所述阴极相面对。
16.根据权利要求15所述的海水电解系统，其中， 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。
17.—种海水电解方法，其特征在于，是使用了权利要求9到16中任一项所述的海水电解装置的海水电解方法，其中 提高要电解的海水中所含的氯化物离子的浓度， 将提高了氯化物离子浓度的海水导入所述电解槽主体中， 对所述阳极与所述阴极之间通电，由此将所述电解槽主体内的海水电解。
18.根据权利要求18所述的海水电解方法，其中， 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包含于20A/dm2以上且60A/dm2以下的范围中。
全文摘要
本发明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。
文档编号C25B11/10GK103201412SQ201180052488
公开日2013年7月10日 申请日期2011年11月17日 优先权日2010年11月22日
发明者水谷洋, 高波宏幸, 松村达也, 中村谦治, 池卓 申请人:三菱重工环境·化学工程株式会社