电解装置及其控制方法、控制装置和消毒设备与流程

本技术涉及但不限于消毒装置，具体是指一种电解装置及其控制方法、控制装置和消毒设备。

背景技术：

1、目前，电解产生次氯酸主要有两种方式：1)通过电解氯化钠产生次氯酸钠和次氯酸等除菌物质；2)直接电解盐酸溶液。

2、对于第一种方式，电解产物有次氯酸和次氯酸钠，两者混合在一起。但是，标准规定次氯酸钠只能进行表面消杀，不能进行空间消杀；而次氯酸可以进行空间和表面的双消杀。由于两种消毒因子混合在一起，所以无法使用此电解产物进行空气消杀。

3、对于第二种方式，由于盐酸为强腐蚀性液体，不易得，且安全性低。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是提供一种电解装置，可以以容易获得的氯化钠溶液作为电解液来制备次氯酸，但最终产物没有次氯酸钠，因而电解产物可以用于空气消杀，且安全性高。

2、本技术实施例提供了一种电解装置，包括：电解池；阴离子交换膜，设于所述电解池内，将所述电解池的内部空间分隔为阴极区和阳极区；电解组件，设置成对所述电解池内含氯离子的电解液进行电解以产生次氯酸，所述电解组件包括第一电源、第一电极和第二电极，所述第一电极设于所述阴极区内并与所述第一电源的负极电连接，所述第二电极设于所述阳极区内并与所述第一电源的正极电连接；和外电场组件，位于所述电解池外，设置成产生静电场，以至少用于引导所述阴极区内的阴离子穿过所述阴离子交换膜运动至所述阳极区。

3、本技术实施例提供的电解装置，包括电解池、阴离子交换膜、电解组件和外电场组件。电解池用于容纳电解液、阴离子交换膜以及电解组件的第一电极和第二电极。阴离子交换膜设置在电解池内，并将电解池的内部空间分隔为阴极区和阳极区。阴离子交换膜只能供水和阴离子通过，而阳离子不能够通过。因此，通过阴离子交换膜可以将含氯离子的电解液(如氯化钠溶液)的氯离子和阳离子(如钠离子)分隔在不同的区域内，使得最终电解产物只有次氯酸，而没有次氯酸盐(如次氯酸钠)。

4、电解组件包括第一电源、第一电极和第二电极。第一电源为第一电极及第二电极供电。第一电极和第二电极为电解电极。由于第一电极与第一电源的负极电连接，因而第一电极为电解组件的阴极，对应放置在电解池的阴极区内。由于第二电极与第一电源的正极电连接，因而第二电极为电解组件的阳极，对应放置在电解池的阳极区内。

5、外电场组件可以产生静电场，至少可以使得电解池内阴极区的阴离子可以在电场力的驱动下穿过阴离子交换膜运动至阳极区。

6、这样，在电解开始前，可以将含氯离子的电解液(如氯化钠溶液)加入阴极区，可以直接加入电解液，也可以先加入纯水，再加入电电解质溶解得到电解液。然后启动外电场组件，则阴极区的氯离子可以在电场力的驱动下快速穿过阴离子交换膜向阳极区运动，而钠离子(或其他阳离子)受到限制只能留在阴极区内。这样可以在初期就将阳离子(如钠离子)与氯离子分隔开，进而避免后期电解产生次氯酸钠。当阳极区的氯离子达到一定量时，可以启动电解组件开始电解过程。

7、电解开始后，阳极区的氯离子向第二电极扩散并在第二电极表面发生电化学反应生成氯气(cl2)。此时，阴极区内，水在第一电极表面发生电解反应生成氢气，溶液中产生氢氧根离子(oh-)。而阳极区内，氯气溶解于水产生次氯酸(hclo)和盐酸(hcl)，盐酸以氢离子和氯离子的形式存在于液体中。

8、电解一段时间后，关闭电解组件。阴极区的氢氧根离子可以在电场力的驱动下穿过阴离子交换膜进入阳极区内，与阳极区内的盐酸发生中和反应。

9、之后，阳极区多余的氯离子、氢氧根离子等阴离子可以在阴极区阳离子的吸引下(也可以在改变方向后的电场力作用下)穿过阴离子交换膜重新回到阴极区内。这样，阳极区内的最终产物只有次氯酸，因而可以用于空气和表面双消杀。

10、由于电解液可以用易得的氯化钠溶液作为原料，成本低，且安全性高。

11、在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。

12、在一示例性的实施例中，所述外电场组件包括第二电源、第三电极和第四电极，所述第三电极与所述第四电极相对设置，且所述第三电极及所述第四电极分别与所述第二电源的两个输出端电连接，以使所述第三电极与所述第四电极之间产生静电场；所述第一电极以及所述第二电极位于所述第三电极与所述第四电极之间，且所述第三电极、所述第一电极、所述第二电极、所述第四电极沿所述阴离子交换膜的厚度方向依次排布。

13、在一示例性的实施例中，所述第二电源为高压电源；和/或，所述第二电源极性可变，以使所述外电场组件还用于引导所述阳极区内的阴离子穿过所述阴离子交换膜运动至所述阴极区。

14、在一示例性的实施例中，所述第一电源为低压直流电源。

15、在一示例性的实施例中，所述第一电极的表面设有催化层；和/或，所述第二电极的表面设有催化层。

16、在一示例性的实施例中，所述催化层为贵金属或过渡金属的单质或氧化物。

17、在一示例性的实施例中，所述电解装置还包括：电导率检测装置，设置成检测所述阳极区的液体的离子电导率；和/或，ph值检测装置，设置成检测所述阳极区的液体的ph值。

18、本技术实施例还提供了一种用于如上述实施例中任一项所述的电解装置的控制方法，包括：基于所述电解池的阴极区内盛装有含氯离子的电解液，启动所述外电场组件，以引导所述阴极区的氯离子穿过所述阴离子交换膜向所述阳极区运动；基于所述阳极区的液体满足电解开始条件，启动所述第一电源，以在所述阳极区内电解产生次氯酸；基于所述阳极区的液体满足电解结束条件，关闭所述第一电源，使所述阴极区的氢氧根离子在所述外电场组件的作用下穿过所述阴离子交换膜运动至所述阳极区内与所述阳极区内的氢离子发生中和反应；基于所述阳极区的液体满足结束条件，关闭所述外电场组件。

19、在一示例性的实施例中，所述结束条件包括中和结束条件；所述基于所述阳极区的液体满足结束条件，关闭所述外电场组件，包括：基于所述阳极区的液体满足所述中和结束条件，关闭所述外电场组件，使所述阳极区的阴离子在所述阴极区的阳离子的吸引下穿过所述阴离子交换膜进入所述阴极区。

20、在一示例性的实施例中，所述结束条件包括中和结束条件和全程结束条件；所述基于所述阳极区的液体满足结束条件，关闭所述外电场组件，包括：基于所述阳极区的液体满足所述中和结束条件，改变所述外电场组件的电流方向，以利用静电场引导所述阳极区的阴离子穿过所述阴离子交换膜进入所述阴极区；基于所述阳极区的液体满足所述全程结束条件，关闭所述外电场组件。

21、在一示例性的实施例中，所述中和结束条件包括：所述阳极区的液体的ph值达到设定ph值范围。

22、在一示例性的实施例中，所述电解开始条件包括：所述阳极区的液体的离子电导率达到设定电导率范围；和/或，所述电解结束条件包括：所述第一电源启动设定时长。

23、在一示例性的实施例中，所述控制方法还包括：基于所述阳极区的液体满足电解开始条件，关闭所述外电场组件；基于所述阳极区的液体满足电解结束条件，启动所述外电场组件，使所述阴极区的氢氧根离子在所述外电场组件的作用下穿过所述阴离子交换膜运动至所述阳极区内与所述阳极区内的氢离子发生中和反应。

24、本技术实施例还提供了一种控制装置，包括处理器以及存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任一所述的控制方法的步骤。

25、本技术实施例还提供了一种消毒设备，包括如上述实施例中任一项所述的电解装置和如上述实施例所述的控制装置。