EP1117618B1

Apparatus and method of producing water for deodorization and cleaning applications

Abstract

An apparatus and method of producing water for deodorization and cleaning applications is disclosed. In the apparatus or an electrolyzer, anode and cathode units are alternately arranged and are separated from each other by ion exchange membranes, and individually form a unit cell. Two end plates are attached to both ends of the electrolyzer. The inlet end plate has two water inlets, while the outlet end plate has two water outlets. In an electroanalysis of water in the apparatus, the current for the apparatus is set to a level of not higher than 100 A, while the voltage for the apparatus is set to a level of not higher than 100 V. In addition, the finally processed water of this invention has an acidity (pH) ranged from 2.0 to 12 and an oxidation/reduction electric potential ranged from -900 to +1180.

EP1117618B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 5

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Expired 6 July 2019, 7.2 years ago.

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13 claims: 13 independent, 0 dependent

  1. 1
    An apparatus for producing water for deodorization and cleaning applications, comprising:an electrolyzer including: a plurality of anode and cathode units (10, 20) alternately arranged while being brought into close contact with each other, said anode and cathode units being separated from each other by ion exchange membranes and individually forming a unit cell;andinlet and outlet end plates (60, 70) attached to both ends of said electrolyzer, said inlet end plate having first and second water inlets (61, 62) and said outlet plate having first and second water outlets (71, 72);wherein each of said anode units comprises an anode plate sided with a first gap adjusting gasket (30) and a first electrolyte leakage prevention gasket (31) at its both sides, thus forming anode reaction chambers, and each of said cathode units comprises a cathode plate sided with a second gap adjusting gasket and a second electrolyte leakage prevention gasket at its both sides, thus forming cathode reaction chambers;wherein each of said gaskets of the anode and cathode units has two passages at diagonally opposite positions, and each of said first inlet and second inlet is connected with the passages formed on two gaskets sided by the anode plate (11) and the cathode plate (21), respectively, thus allowing water from said first inlet of the inlet end plate to be exclusively introduced into the anode reaction chambers and allowing water from said second inlet to be exclusively introduced into the cathode reaction chambers;wheren said cathode plate is composite electrode comprising a substrate coated with Sn-Ir-Pt which is hydrogen generating catalyst;and wherein the anode and cathode plates are provided with holes (80) therein which are in communication with the passages contained within the gaskets of the anode and cathode units, to allow water to flow from the inlets into the anode and cathode chambers respectively. Appareil destiné à produire de l'eau pour des applications de désodorisation et d'épuration, comprenant : un électrolyseur qui comporte : plusieurs unités (10, 20) à anode et cathode disposées en alternance tout en étant mises en contact intime mutuellement, les unités à anode et cathode étant séparées mutuellement par des membranes échangeuses d'ions et formant individuellement une cellule unitaire, etdes plaques (60, 70) d'extrémité d'entrée et de sortie fixées aux deux extrémités de l'électrolyseur, la plaque d'extrémité d'entrée ayant des première et seconde entrées d'eau (61, 62) et la plaque de sortie ayant des première et seconde sorties d'eau (71, 72), dans lequel chacune des unités à anode comporte une plaque d'anode ayant sur le côté une première garniture (30) d'ajustement d'espace et une première garniture (31) destinée à empêcher les fuites d'électrolyte, à ses deux côtés, avec formation de cette manière de chambres de réaction anodique, et chacune des unités à cathode comporte une plaque de cathode ayant sur le côté une seconde garniture d'ajustement d'espace et une seconde garniture destinée à empêcher les fuites d'électrolyte, des deux côtés, avec ainsi formation de chambres de réaction cathodique, dans lequel chacune des garnitures des unités d'anode et de cathode possède deux passages à des positions opposées en diagonale, et chacune des première et seconde entrées est raccordée par des passages formés sur deux garnitures disposées sur les côtés de la plaque d'anode (11) et de la plaque de cathode (21) respectivement, si bien que l'eau provenant de la première entrée de la plaque d'extrémité d'entrée peut être introduite exclusivement dans les chambres de réaction anodique et l'eau provenant de la seconde entrée peut être exclusivement introduite dans les chambres de réaction cathodique, dans lequel la plaque de cathode est une électrode composite comprenant un substrat revêtu de Sn-Ir-Pt qui est un catalyseur pour la création d'hydrogène, et dans lequel les plaques d'anode et de cathode comportent des trous (80) qui y sont formés et communiquent avec les passages contenus dans les garnitures des unités à anode et cathode afin que l'eau puisse circuler des entrées dans les chambres anodique et cathodique respectivement. Vorrichtung zur Herstellung von Wasser für Desodorierungs- und Reinigungsanwendungen, mit einem Elektrolyseur mit mehreren Anoden- und Kathodeneinheiten (10, 20), die abwechselnd angeordnet sind, wobei sie in engen Kontakt zueinander gebracht sind, wobei die Anoden- und die Kathodeneinheiten voneinander durch lonenaustauschmembranen getrennt sind und einzeln eine Zelleinheit bilden;und einer Einlass- und einer Auslassendplatte (60, 70), die an beiden Enden des Elektrolyseurs angebracht sind, wobei die Einlassendplatte einen ersten und einen zweiten Wassereinlass (61, 62) aufweist und die Auslassendplatte einen ersten und einen zweiten Wasserauslass (71, 72) aufweist;wobei jede der Anodeneinheiten eine Anodenplatte aufweist, die an ihren beiden Seiten mit einer ersten Spalteinstelldichtung (30) und einer ersten Elektrolytaustrittsverhinderungsdichtung (31) versehen ist, wodurch Anodenreaktionskammern gebildet werden, und jede der Kathodeneinheiten eine Kathodenplatte aufweist, die an ihren beiden Seiten mit einer zweiten Spalteinstelldichtung und einer zweiten Elektrolytaustrittsverhinderungsdichtung versehen ist, wodurch Kathodenreaktionskammern gebildet werden;wobei jede der Dichtungen der Anoden- und der Kathodeneinheiten zwei Durchgänge an diagonal entgegengesetzten Positionen besitzt und jeder des ersten Einlasses und des zweiten Einlasses mit den an zwei von der Anodenplatte (11) bzw. der Kathodenplatte (21) flankierten Dichtungen ausgebildeten Durchgängen verbunden ist, wodurch Wasser von dem ersten Einlass der Einlassendplatte ausschließlich in die Anodenreaktionskammern eingeleitet werden kann und Wasser vom zweiten Einlass ausschließlich in die Kathodenreaktionskammern eingeleitet werden kann;wobei die Kathodenplatte eine Verbundelektrode mit einem Substrat ist, das mit Sn-Ir-Pt beschichtet ist, das ein Wasserstoff erzeugender Katalysator ist: und wobei die Anoden- und die Kathodenplatten mit Löchern (80) darin versehen sind, die in Verbindung zu den in den Dichtungen der Anoden- und der Kathodeneinheiten enthaltenen Durchgängen stehen, um Wasser von den Einlässen in die Anoden- bzw. die Kathodenkammern strömen zu lassen.
  2. 2
    Appareil selon la revendication 1, dans lequel une anode dimensionnellement stable (DSA), formée d'un substrat de titane revêtu de platine ou revêtu d'un catalyseur générateur d'oxygène, est utilisée pour chacune des plaques d'anode. The apparatus according to claim 1, wherein a dimensionally stable anode (DSA), made of a titanium substrate plated with platinum or coated with an oxygen generating catalyst, is used as each of said anode plates. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher eine dimensionsstabile Anode (DAS) aus einem mit Platin überzogenen oder mit einem Sauerstoff erzeugenden Katalysator beschichteten Titansubstrat für jede der Anodenplatten verwendet ist.
  3. 3
    Appareil selon la revendication 1, dans lequel la plaque de cathode comprend un substrat qui est un substrat d'acier inoxydable, de nickel, d'acier doux ou de titane. The apparatus according to claim 1, wherein said cathode plate comprises a substrate which is a stainless steel, nickel, mild steel or titanium substrate. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Kathodenplatte ein Substrat aufweist, das ein Edeistahl-, Nickel-, Weichstahl- oder Titansubstrat ist.
  4. 4
    Appareil selon la revendication 3, dans lequel le catalyseur de création d'oxygène est sélectionné parmi les oxydes d'iridium (Ir) et de ruthénium (Ru). The apparatus according to claim 3, wherein said oxygen generating catalyst is selected from oxides of iridium (Ir) and ruthenium (Ru). Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Sauerstoff erzeugende Katalysator ausgewählt ist aus Oxiden von Iridium (Ir) und Ruthenium (Ru).
  5. 5
    A method for deodorizing and cleaning contaminant comprising the step of:electrolyzing water by passing water and salt or vinegar as the electrolyte through anode reaction chamber or cathode reaction chamber of the apparatus of claim 1 to obtain acidic water or alkaline water;anddeodorizing and cleaning contaminant using the obtained acidic water and alkaline water. Procédé de désodorisation et d' épuration de matières contaminantes, comprenant les étapes suivantes : l'électrolyse d'eau par circulation d'eau et de sel ou de vinaigre comme électrolyte dans une chambre de réaction anodique ou une chambre de réaction cathodique de l'appareil selon la revendication 1, pour l'obtention d'eau acide ou d'eau alcaline, etla désodorisation et l'épuration des matières contaminantes a l'aide de l'eau acide et de l'eau alcaline obtenue. Verfahren zum Desodorieren und Reinigen von Verunreinigungen, mit den Schritten: Elektrolysieren von Wasser durch Leiten von Wasser und Salz oder Essig als Elektrolyt durch eine Anodenreaktionskammer oder eine Kathodenreaktionskammer der Vorrichtung von Anspruch 1, um ein saures Wasser oder ein basisches Wasser zu erhalten;undDesodorieren und Reinigen von Verunreinigungen mittels des erhaltenen sauren Wassers und basischen Wassers.
  6. 6
    Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'électrolyte est ajouté en quantité comprise entre 0,0001 et 5,0 en poids par rapport à l'eau introduite. The method according to claim 5, wherein said electrolyte is added in an amount ranging from 0.0001-5. 0wt % based on the introduced water. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Elektrolyt in einer Menge im Bereich von 0,0001-5,0 Gew.%, basierend auf dem eingeleiteten Wasser, zugegeben wird.
  7. 7
    An electrolyzer comprising:a stacked structure of a plurality of unit cells, said unit cell comprising a first gasket (i), an anode plate, a first gasket (ii), an ion exchange membrane, a second gasket (i), a cathode plate, a second gasket (ii) and an ion exchange membrane closely arranged in parallel, said first gasket sealing up between the anode plate and the ion exchange membrane to form an anode chamber, said second gasket sealing up between the cathode plate and the ion exchange membrane to form a cathode chamber, wherein front passages are formed a diagonaly opposite positions through said first gaskets so that a plurality of anode chambers can be interconnected to one another, and second passages are formed at diagonally opposite positions through said second gaskers so that a plurality of cathode chambers can be interconnected to one another, whereby acidic water being collected from said anode chamber, and alkali water being collected from said cathode chamber, wherein said cathode plate is coated with a catalyst comprising Sn-Ir-Pt;and wherein the anode and cathode plates are provided with holes therein which are in communication with the passages contained within the gaskets of the anode and cathode units, to allow water to flow from the inlets into the anode and cathode chambers respectively. Electrolyseur, comprenant : une structure empilée de plusieurs cellules unitaires, la cellule unitaire comprenant une première garniture (i), une plaque d'anode, une première garniture (ii), une membrane échangeuse d'ions, une seconde garniture (i), une plaque de cathode, une seconde garniture (ii) et une membrane échangeuse d'ions disposées intimement en parallèle, la première garniture assurant l'étanchéité entre la plaque d'anode et la membrane échangeuse d'ions pour former une chambre anodique, la seconde garniture assurant l'étanchéité entre la plaque de cathode et la membrane échangeuse d'ions pour former une chambre cathodique, dans lequel des premiers passages sont formés à des positions opposées en diagonale à travers les premières garnitures de manière que plusieurs chambres anodiques puissent être interconnectées les unes avec les autres, et des seconds passages sont formés à des positions opposées en diagonale à travers les secondes garnitures de manière que plusieurs chambres cathodiques puissent être interconnectées les unes avec les autres, de sorte que de l'eau acide est collectée à partir de la chambre anodique et de l'eau basique est collectée à partir de la chambre cathodique, dans lequel la plaque de cathode est revêtue d'un catalyseur comprenant Sn-Ir-Pt, et dans lequel les plaques d'anode et de cathode ont des trous qui y sont formés et communiquent avec les passages contenus dans les garnitures des unités d'anode et de cathode afin que l'eau puisse circuler des entrées dans les chambres anodique et cathodique respectivement. Elektrolyseur, mit einer Stapelkonstruktion aus mehreren Zelleinheiten, wobei die Zelleinheit eine erste Dichtung (i), eine Anodenplatte, eine erste Dichtung (ii), eine lonenaustauschinembran, eine zweite Dichtung (i), eine Kathodenplatte, eine zweite Dichtung (ii) und eine lonenaustauschmembran parallel eng angeordnet aufweist, wobei die erste Dichtung zwischen der Anodenplatte und der lonenaustauschmembran abdichtet, um eine Anodenkammer zu bilden, wobei die zweite Dichtung zwischen der Kathodenplatte und der lonenaustauschmembran abdichtet, um eine Kathodenkammer zu bilden, wobei erste Durchgänge an diagonal entgegengesetzten Positionen durch die ersten Dichtungen ausgebildet sind, sodass mehrere Anodenkammern miteinander verbunden sein Können, und zweite Durchgänge an diagonal entgegengesetzten Positionen durch die zweiten Dichtungen ausgebildet sind, sodass mehrere Kathodenkammern miteinander verbunden sein können, wobei saures Wasser aus der Anodenkammer gesammelt wird und basisches Wasser aus der Kathodenkammer gesammelt wird, wobei die Kathodenplatte mit einem Katalysator beschichtet ist, der Sn-Ir-Pt aufweist;und wobei die Anoden- und die Kathodenplatten mit Löchern darin versehen sind, die mit den in den Dichtungen der Anoden- und der Kathodeneinheiten enthaltenen Durchgängen in Verbindung stehen, um Wasser von den Einlässen in die Anoden- bzw. die Kathodenkammern strömen zu lassen.
  8. 8
    Electrolyseur selon la revendication 7, dans lequel une plaque d'extrémité d'entrée ayant des première et seconde entrées d'eau et une plaque d'extrémité de sortie ayant des première et seconde sorties d'eau sont combinées respectivement aux deux côtés de la structure empilée. Elektrolyseur nach Anspruch 7, bei welchem eine Einlassendplatte mit einem ersten und einem zweiten Wassereinlass und eine Auslassendplatte mit einem ersten und einem zweiten Wasserauslass jeweils auf einer von beiden Seiten der Stapelkonstruktion angeschlossen sind. The electrolyzer according to claim 7, wherein an inlet end plate having first and second water inlets, and an outlet end plate having first and second water outlets are respectively combined on both sides of said stacked structure.
  9. 9
    Electrolyseur selon la revendication 7, dans lequel le substrat de la plaque de cathode est formé d'acier inoxydable, de nickel, d'acier doux ou de titane. Elektrolyseur nach Anspruch 7, bei welchem das Substrat der Kathodenplatte aus Edelstahl, Nickel, Weichstahl oder Titan gemacht ist. The electrolyzer according to claim 7, wherein the substrate of the cathode plate is made of stainless steel, nickel, mild steel or titanium.
  10. 10
    Electrolyseur selon la revendication 7, dans lequel la plaque d'anode est constituée d'un substrat de titane revêtu de platine ou revêtu d'un catalyseur générateur d'oxygène. Elektrolyseur nach Anspruch 7, bei welchem die Anodenplatte aus einem Titansubstrat besteht, das mit Platin überzogen oder mit einem Sauerstoff erzeugenden Katalysator beschichtet ist. The electrolyzer according to claim 7, wherein said anode plate consists of a titanium substrate plated with platinum or coated with an oxygen generating catalyst.
  11. 11
    Electrolyseur selon la revendication 10, dans lequel le catalyseur générateur d'oxygène est de l'oxyde de Ir ou de l'oxyda de Ru. Elektrolyseur nach Anspruch 10, bei welchem der Sauerstoff erzeugende Katalysator ein Ir-Oxid oder ein Ru-Oxid ist. The electrolyzer according to claim 10, wherein said oxygen generating catalyst is an Ir oxide or Ru oxide.
  12. 12
    An apparatus according to any of claims 1 to 4, used for producing water for deodorization and cleaning applications. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, utilisé pour la production d'eau dans des applications de désodorisation et d'épuration. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, verwendet zum Herstellen von Wasser für Desodorierungs und Reinigungsanwendungen.
  13. 13
    An electrolyzer according to any of claims 7 to 11, when used in an apparatus according to claim 12. Electrolyseur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, lorsqu'il est utilisé dans un appareil selon la revendication 12. Elektrolyseur nach einem der Ansprüche 7 bis 11, verwendet in einer Vorrichtung nach Anspruch 12.