(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022023416
(43)【公開日】2022-02-08
(54)【発明の名称】二酸化塩素溶液生成装置および亜塩素酸塩溶液酸性化装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/461 20060101AFI20220201BHJP
C02F 1/72 20060101ALI20220201BHJP
【ＦＩ】
C02F1/461 Z
C02F1/72 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020126349
(22)【出願日】2020-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】594109705
【氏名又は名称】アムテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100174816
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 貴久
(74)【代理人】
【識別番号】100116056
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 信夫
(72)【発明者】
【氏名】藤田 友則
【テーマコード（参考）】
4D050
4D061
【Ｆターム（参考）】
4D050AA20
4D050AB45
4D050BC04
4D050BD06
4D050CA08
4D050CA10
4D061DA03
4D061DB09
4D061EA02
4D061EB04
4D061EB13
4D061EB17
4D061EB19
4D061EB29
4D061EB30
4D061EB35
4D061ED12
4D061FA20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成する装置を提供する。
【解決手段】亜塩素酸塩溶液を酸性化し、酸性化した亜塩素酸塩溶液を二酸化塩素溶液に転化する二酸化塩素溶液生成装置であって、前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプ１３０と、亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器１１０と、亜塩素酸塩溶液と水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタ１２０と、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、酸性化手段により酸性化した亜塩素酸塩希釈液を二酸化塩素溶液に転化する触媒リアクター１５０と、を有する二酸化塩素溶液生成装置。
【選択図】図１
【解決手段】亜塩素酸塩溶液を酸性化し、酸性化した亜塩素酸塩溶液を二酸化塩素溶液に転化する二酸化塩素溶液生成装置であって、前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプ１３０と、亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器１１０と、亜塩素酸塩溶液と水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタ１２０と、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、酸性化手段により酸性化した亜塩素酸塩希釈液を二酸化塩素溶液に転化する触媒リアクター１５０と、を有する二酸化塩素溶液生成装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
亜塩素酸塩溶液を酸性化し、酸性化した亜塩素酸塩溶液を二酸化塩素溶液に転化する二酸化塩素溶液生成装置であって、
前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプと、
前記亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器と、
前記亜塩素酸塩溶液と、前記水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタと、
前記亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、
前記酸性化手段により酸性化した亜塩素酸塩希釈液を二酸化塩素溶液に転化する触媒リアクターと、を有することを特徴とする二酸化塩素溶液生成装置。
前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプと、
前記亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器と、
前記亜塩素酸塩溶液と、前記水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタと、
前記亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、
前記酸性化手段により酸性化した亜塩素酸塩希釈液を二酸化塩素溶液に転化する触媒リアクターと、を有することを特徴とする二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項2】
前記エジェクタは、少なくとも１つの吸引部を有し、前記吸引部と前記間欠定量ポンプとが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項3】
前記流量調節器は、定流量弁であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項4】
前記間欠定量ポンプは、ダイヤフラム式ポンプであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項5】
二酸化塩素溶液の生成量が０．００１～１Ｌ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項6】
前記亜塩素酸塩溶液の濃度が亜塩素酸イオン濃度として１～１００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項7】
前記触媒リアクターは、活性アルミナ担体に白金を０．０１～０．２５質量％担持させた白金アルミナ触媒を備えていることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項8】
前記活性アルミナ担体が、比表面積値５０～３００ｍ２／ｇ、粒子径０．１～１０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の二酸化塩素溶液生成装置。
【請求項9】
亜塩素酸塩溶液を酸性化する亜塩素酸塩溶液酸性化装置であって、
前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプと、
前記亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器と、
前記亜塩素酸塩溶液と、前記水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタと、
前記亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、を有することを特徴とする亜塩素酸塩溶液酸性化装置。
前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプと、
前記亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器と、
前記亜塩素酸塩溶液と、前記水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタと、
前記亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、を有することを特徴とする亜塩素酸塩溶液酸性化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二酸化塩素溶液生成装置および亜塩素酸塩溶液酸性化装置に関する。より特定的には、亜塩素酸塩溶液を酸性化させる亜塩素酸塩溶液酸性化装置を利用した二酸化塩素溶液生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
二酸化塩素溶液は、酸化力・殺菌力に優れた物質であり、殺菌剤、漂白剤、および燻蒸消毒剤として商業的に広く利用されている。なお、二酸化塩素溶液は、揮発性が高く、光によって急速に分解が進むため、保管するのに難がある。そのため、二酸化塩素溶液を使用する場合は、使用の都度、現場で生成する必要があった。
【0003】
二酸化塩素溶液を生成する方法としては、亜塩素酸塩溶液を陽イオン交換樹脂と接触させて酸性化し、酸性化した亜塩素酸塩溶液を触媒と接触させて二酸化塩素溶液を生成する方法が知られている（特許文献１ 参照）。また、二酸化塩素を含有した殺菌水の生成装置としては、二酸化塩素溶液の濃度のバラツキを抑えるため、亜塩素酸ナトリウム溶液のｐＨを常時測定し、ｐＨが管理範囲から外れた亜塩素酸ナトリウム溶液を排液することで、二酸化塩素溶液の濃度を安定化する方法が知られている（特許文献２ 参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２００４－５３６７６１号公報
【特許文献2】特開２０１５－２１７３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の方法で二酸化塩素溶液を生成する場合、陽イオン交換樹脂の交換容量を超えると、陽イオン交換樹脂の再生処理等を行わなければならず、連続的に二酸化塩素溶液を生成できないという問題が生じていた。また、特許文献２に記載の装置を使用した場合、ｐＨ計の再現性や測定誤差を考慮すると、ｐＨで検出できる亜塩素酸ナトリウム濃度のバラツキが大きく、亜塩素酸ナトリウム濃度の変化量は少なくとも数百ｍｇ／Ｌであった。そのため、ｐＨ管理による二酸化塩素溶液濃度のバラツキ抑制化効果は不十分なものであった。
【0006】
本発明は、かかる従来発明における課題に鑑みてされたものであり、一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成できる二酸化塩素溶液生成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも以下のような構成を備え、もしくは手順を実行する。
【0008】
本発明の一局面に係る二酸化塩素溶液生成装置は、亜塩素酸塩溶液を酸性化し、酸性化した亜塩素酸塩溶液を二酸化塩素溶液に転化する二酸化塩素溶液生成装置であって、前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプと、前記亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器と、前記亜塩素酸塩溶液と、前記水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタと、前記亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、前記酸性化手段により酸性化した亜塩素酸塩希釈液を二酸化塩素溶液に転化する触媒リアクターと、を有することを特徴とする。
かかる構成により、一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成することができる。これは、間欠定量ポンプとエジェクタとを組み合わせることにより、亜塩素酸塩溶液と水とをより確実に混合させることができるためである。
かかる構成により、一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成することができる。これは、間欠定量ポンプとエジェクタとを組み合わせることにより、亜塩素酸塩溶液と水とをより確実に混合させることができるためである。
【0009】
また、好ましくは、前記エジェクタは、少なくとも１つの吸引部を有し、前記吸引部と前記間欠定量ポンプとが接続されていることを特徴とする。
かかる構成により、より確実に水と亜塩素酸塩溶液とを混合させることができる。
かかる構成により、より確実に水と亜塩素酸塩溶液とを混合させることができる。
【0010】
また、好ましくは、前記流量調節器は、定流量弁であることを特徴とする。
かかる構成により、より確実に流量を一定に保つことができる。定流量弁は、電気的な駆動力を必要としない流量制御弁であり、一時側および二次側の圧力変化が起こった場合も、内部の弁機構により、流量を一定に保つ機構を有している。
かかる構成により、より確実に流量を一定に保つことができる。定流量弁は、電気的な駆動力を必要としない流量制御弁であり、一時側および二次側の圧力変化が起こった場合も、内部の弁機構により、流量を一定に保つ機構を有している。
【0011】
また、好ましくは、前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプは、ダイヤフラム式ポンプであることを特徴とする。
かかる構成により、より確実に水と亜塩素酸塩溶液とを混合することができる。
かかる構成により、より確実に水と亜塩素酸塩溶液とを混合することができる。
【0012】
また、好ましくは、前記二酸化塩素溶液の生成量が０．００１～１Ｌ／ｍｉｎであることを特徴とする。
【0013】
また、好ましくは、前記亜塩素酸塩溶液の濃度が亜塩素酸イオン濃度として１～１００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。
【0014】
また、好ましくは、前記触媒リアクターは、活性アルミナ担体に白金を０．０１～０．２５質量％担持させた白金アルミナ触媒を備えていることを特徴とする。
かかる構成により、二酸化塩素の生成収率をより向上させることができる。
かかる構成により、二酸化塩素の生成収率をより向上させることができる。
【0015】
また、好ましくは、前記活性アルミナ担体が、比表面積値５０～３００ｍ２／ｇ、粒子径０．１～１０ｍｍであることを特徴とする。
かかる構成により、より安定して酸性化した亜塩素酸塩希釈液と触媒とを反応させることができる。
かかる構成により、より安定して酸性化した亜塩素酸塩希釈液と触媒とを反応させることができる。
【0016】
本発明の一局面に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置は、亜塩素酸塩溶液を酸性化する亜塩素酸塩溶液酸性化装置であって、前記亜塩素酸塩溶液を送液する間欠定量ポンプと、前記亜塩素酸塩溶液を希釈するための水を一定量で流通させるための流量調節器と、前記亜塩素酸塩溶液と、前記水とを混合して均一濃度の亜塩素酸塩希釈液を得るためのエジェクタと、前記亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段と、を有することを特徴とする。
かかる構成により、一定濃度の酸性化した亜塩素酸塩溶液を安定して生成することができる。これは、間欠定量ポンプとエジェクタとを組み合わせることにより、亜塩素酸塩溶液と水とをより確実に混合させることができるためである。
かかる構成により、一定濃度の酸性化した亜塩素酸塩溶液を安定して生成することができる。これは、間欠定量ポンプとエジェクタとを組み合わせることにより、亜塩素酸塩溶液と水とをより確実に混合させることができるためである。
【発明の効果】
【0017】
以上のように、本発明によれば、一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００を示す図である。
【図2】本発明の第２の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置２００を示す図である。
【図3】本発明の第３の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置３００を示す図である。
【図4】本発明の第４の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置４００を示す図である。
【図5】本発明の第５の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置５００を示す図である。
【図6】本発明の第６の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置６００を示す図である。
【図7】本発明の第７の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置７００を示す図である。
【図8】本発明の第８の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置８００を示す図である。
【図9】本発明の実施例１に係る二酸化塩素濃度、亜塩素酸濃度、二酸化塩素生成量の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。
【0020】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００を示す図である。図１に示すように、二酸化塩素溶液生成装置１００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、三室型電解槽１４０と、触媒リアクター１５０とを備えている。また、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０も備えている。なお、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０については、適宜、省略することが可能である。また、三室型電解槽１４０は、陽極１４１を備えた陽極室１４２、陰極１４３を備えた陰極室１４４、陽極室１４２と陰極室１４４との間に位置するイオン交換室１４５を有している。陽極室１４２と陰極室１４４とイオン交換室１４５とは、陽イオン交換膜１４６によって区画されている。
【0021】
本発明の特徴としては、間欠定量ポンプ１３０とエジェクタ１２０とを組み合わせた点である。間欠定量ポンプ１３０とエジェクタ１２０を使用することで、小流量域においても、亜塩素酸塩溶液と水とを均一に混合することが可能となっている。小流量域においては、間欠定量ポンプ１３０、または、エジェクタ１２０のどちらか片方だけでは、均一に混合することはできないため、一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成することはできない。
【0022】
上述した本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００を用いて二酸化塩素溶液を生成する方法について、具体的に説明する。軟水器１８０から供給された水は、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０を通り、三室型電解槽１４０の陽極室１４２及び陰極室１４４に送液される。また、水は、流量調節器１１０を通過して一定流量でエジェクタ１２０に送液される。なお、エジェクタ１２０の吸引部側からは、間欠定量ポンプ１３０にて亜塩素酸塩溶液（一例として亜塩素酸ナトリウム溶液を記載）が注入され、エジェクタ１２０内部にて亜塩素酸塩溶液と水とが均一に混合され、亜塩素酸塩希釈液となる。
【0023】
亜塩素酸塩希釈液は、三室型電解槽１４０の入り口側からイオン交換室１４５に送液される。水および亜塩素酸塩希釈液が送液された際、電圧を印加することにより、陽極１４１及び陰極１４３では、以下に示す水の電気分解が起こる。
陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋４ｅ－＋Ｏ２
陰極：４Ｈ２Ｏ＋４ｅ－→４ＯＨ－＋２Ｈ２
陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋４ｅ－＋Ｏ２
陰極：４Ｈ２Ｏ＋４ｅ－→４ＯＨ－＋２Ｈ２
【0024】
陽極１４１で生成された水素イオンは、陽イオン交換膜１４６を通り陽極室１４２からイオン交換室１４５に移動する。イオン交換室１４５に供給された亜塩素酸ナトリウム溶液は、ナトリウムイオンの一部または全てがここで水素イオンに置換され、酸性化した亜塩素酸塩希釈液となる。つまり、三室型電解槽１４０においての電気分解が、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段となっている。
ＮａＣｌＯ２＋Ｈ＋→ＨＣｌＯ２＋Ｎａ＋
ＮａＣｌＯ２＋Ｈ＋→ＨＣｌＯ２＋Ｎａ＋
【0025】
なお、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段としては、三室型電解槽１４０を使用する方法に限らず、陽イオン交換樹脂に接触させる方法、カチオン交換膜で区切られた隔膜式電解槽を用いる方法、亜鉛酸塩に酸性物質を添加する方法等でも構わない。
【0026】
ナトリウムイオンは、陽イオン交換膜１４６を通りイオン交換室１４５から陰極室１４４に移動した後、陰極１４３で生成された水酸基と結合して水酸化ナトリウムとなる。
【0027】
なお、イオン交換室１４５に陽イオン交換樹脂を充填等していた場合、亜塩素酸塩溶液の金属イオンと水素イオンの置換効率を向上させるとともに、導電性向上にも寄与するため好ましい。
【0028】
イオン交換室１４５の出口側より排出された酸性化した亜塩素酸塩希釈液は、次いで触媒リアクター１５０に供給され、触媒リアクター１５０内の触媒との接触により二酸化塩素溶液に転化される。なお、触媒反応による二酸化塩素の生成は次式により進行するものと考えられる。
【化1】
【0029】
なお、酸性化した亜塩素酸塩希釈液は、徐々に分解が進み塩素酸塩などの副生が生じるため、可及的速やかに触媒と接触・反応させることが望ましい。亜塩素酸塩溶液の酸性化処理から触媒との接触・反応までの時間は、３０分間以内が好ましく、１０分間以内がより好ましい。
【0030】
本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００で用いる流量調節器１１０は、定流量弁を用いている。定流量弁は、電気的な駆動力を必要としない流量制御弁であり、一次側および二次側の圧力変化が起こった場合も内部の弁機構により流量を一定量に保つ機構を有する。なお、流量調節器１１０に比例制御弁を使用しても構わない。比例制御弁は、流量計からの信号をもとに、弁の開度を調整して流量を制御することができる装置である。
【0031】
本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００で用いるエジェクタ１２０は、主流体をノズルから高圧で噴射させることで、ノズル周辺空間の圧力を低下させ（ベンチュリ効果）、外部の第２流体を吸引する装置である。エジェクタ１２０は、流体の輸送や希釈・混合用途等で幅広く利用されているものである。本発明では、主流体は水であり、外部の第２流体は、亜塩素酸塩溶液である。なお、亜塩素酸塩溶液は、エジェクタ１２０の吸引部から吸引される。
【0032】
エジェクタ１２０は、ベンチュリ効果があり、第２流体を吸引する吸引部を１つ以上備えた装置であれば特に制限されることなく使用することができる。例えば、産業分野や工業分野で一般的に利用されている種々のエジェクタ１２０を使用することができる。本発明で用いるエジェクタ１２０のノズル径は特に制限されないが、二酸化塩素生成量が１Ｌ／ｍｉｎ以下の場合、内径はφ３ｍｍ以下とするのが好ましい。
【0033】
なお、通常、エジェクタ１２０で第２流体を吸引する場合、主流体を高流量で流通させる必要があり、例えば、１Ｌ／ｍｉｎ以下の小流量域では、流体の吸引・混合効果はほとんど得られない。本発明においては、１Ｌ／ｍｉｎ以下の小流量域においても流体の混合効果が得られるように、エジェクタ１２０の第２流体を吸引する吸引部と間欠定量ポンプ１３０とを接続し、第２流体である亜塩素酸塩溶液を間欠定量ポンプ１３０でエジェクタ１２０内に注入している。これによって、主流体である水と、第２流体である亜塩素酸塩溶液とを均一濃度に混合している。
【0034】
本発明で用いる間欠定量ポンプ１３０は、ダイヤフラム式ポンプ、プランジャー式ポンプ、ピストン式ポンプなどが挙げられ、特に、ダイヤフラム式ポンプが好ましい。ダイヤフラム式ポンプの吐出性能は、使用する亜塩素酸塩溶液の濃度および二酸化塩素生成量に応じて適宜選択される。
【0035】
本発明で用いる三室型電解槽１４０の電極としては、陽極１４１及び陰極１４３にチタン基材上に白金をメッキした白金被覆材料を使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、陽極１４１の材料には、黒鉛、黒鉛フェルト、多層黒鉛布、黒鉛織布、炭素等を使用しても構わない。また、陰極１４３の材料には、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル・クロム合金等を使用しても構わない。なお、陽極１４１及び陰極１４３にチタン基材上に白金をメッキした白金被覆材料を使用することで、電解効率や耐久性を向上できる。
【0036】
電極の形状としては、比表面積の大きいエキスパンドメタル、パンチングメタル、網等を使用することが好ましい。ただし、これ以外の形状の電極を使用しても構わない。
【0037】
陽イオン交換膜１４６としては、耐酸化性に優れるフッ素系陽イオン交換膜を使用している。例えば、ケマーズ社のＮＡＦＩＯＮ（登録商標）１１２、１１５、１１７、旭硝子株式会社のフレミオン（登録商標）、旭化成株式会社のＡＣＩＰＬＥＸ（登録商標）などを用いることができる。
【0038】
イオン交換室１４５に陽イオン交換樹脂を使用する場合は、スチレン‐ジビニルベンゼン共重合体の強酸性型陽イオン交換樹脂を使用するのが好ましい。また、架橋度としては、架橋度１０以上が好ましく、１６以上のものを使用するのがより好ましい。なお、これに限らず、スチレン‐ジビニルベンゼン共重合体の弱酸性型陽イオン交換樹脂などを使用しても構わない。
【0039】
市販されている陽イオン交換樹脂として、例えば、三菱ケミカル社のダイヤイオンＳＫ１１０、ＳＫ１１６、ＰＫ２２０、ＰＫ２２８を用いることが出来る。
【0040】
本発明では、陽極室１４２および陰極室１４４に水を流通させているが、導電性を上げる目的で電解質溶液を流通させてもよい。陽極室１４２に使用する電解質溶液としては、無機酸溶液および有機酸溶液が挙げられ、この中で硫酸溶液および塩酸溶液が好ましい。陰極室１４４に使用する電解質溶液としては、苛性アルカリ溶液が好ましく、特に、水酸化ナトリウム溶液および水酸化カリウム溶液が好ましい。なお、陰極室１４４では電解過程で苛性アルカリが生成されるため、電解質溶液は電解開始時のみ流通させればよい。電解質溶液を流通させる代わりに、陽極室１４２および陰極室１４４に陽イオン交換樹脂を充填して水を流通させてもよい。
【0041】
本発明の第１の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置１００で用いる亜塩素酸塩溶液としては、一例として、亜塩素酸ナトリウムを使用しているが、亜塩素酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を使用しても構わない。亜塩素酸アルカリ金属塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、亜塩素酸リチウムが挙げられる。アルカリ土類金属塩としては、亜塩素酸カルシウム、亜塩素酸マグネシウム、亜塩素酸バリウムが挙げられる。亜塩素酸塩の形態としては、水溶性、経済性などの観点からナトリウム塩やカリウム塩などのアルカリ金属塩が好ましい。なお。上述した亜塩素酸塩は、単独で用いても、２種類以上併用しても構わない。
【0042】
イオン交換室１４５の入口側より供給する亜塩素酸塩溶液の濃度は、亜塩素酸イオンとして１～１００００ｍｇ／Ｌが好ましく、１００～７０００ｍｇ／Ｌがより好ましく、５００～５０００ｍｇ／Ｌが特に好ましい。１００００ｍｇ／Ｌ以上では、酸性化した亜塩素酸塩希釈液のｐＨが低くなりすぎるため、触媒との接触前に亜塩素酸イオンの分解反応が進行して二酸化塩素の収率が低下したり、触媒寿命を低下させる場合がある。また、１ｍｇ／Ｌ以下では、十分な量の二酸化塩素を生成できない。
【0043】
また、亜塩素酸塩溶液は、その他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、硝酸等の無機酸及びその塩、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、酢酸、ギ酸、メタンスルホン酸等の有機酸及びその塩、ポリアクリル酸系ポリマー及びその塩、１－ヒドロキシエタン－１,１－ジホスホン酸及びその塩、トリポリリン酸及びその塩等のキレート剤が挙げられる。
【0044】
酸性化亜塩素酸塩溶液のｐＨ値は１．０～３．０が好ましく、１．５～２．５がより好ましい。ｐＨ値が１．０より低いと触媒の寿命が短くなる場合があり、ｐＨ値が３．０より高いと二酸化塩素の収率が低下する場合がある。
【0045】
軟水器１８０から供給される水は、例えば水道水、ＲＯ水、イオン交換水、軟水を用いることができる。なお、軟水器１８０を使用せず、蛇口とホース等を繋げて水を供給しても構わない。
【0046】
触媒リアクター１５０は、酸性化した亜塩素酸塩希釈液を酸化して二酸化塩素を生成する目的で使用される。触媒リアクターに用いる触媒には、活性アルミナ担体に白金を担持させた白金アルミナ触媒（Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３）を使用する。活性アルミナ担体上の白金は、白金原子および白金酸化物のいずれでもよいが、これらの混合物がより好ましい。白金酸化物としては、白金酸化数＋２、＋４が好ましい。
【0047】
白金の担持量は、０．０１～０．５０質量％が好ましく、０．０１～０．２５質量％がより好ましい。担持量が０．０１質量％未満では二酸化塩素の生成速度が遅く、０．２５質量％より高いと副生物の生成量が増加し二酸化塩素の収率が低下する。
【0048】
触媒に用いる活性アルミナ担体の性状は、比表面積値は５０～３００ｍ２/ｇであることが好ましい。また粒子径は０．１～１０ｍｍが好ましく、０．３～７ｍｍがより好ましい。
【0049】
活性アルミナ担体は紛体であってもよいが成型担体であることが好ましい。成型担体であれば触媒を固定床として利用でき、所定の条件の下で反応物を流通させることで生成物が得られ、生成物からの触媒の分離も必要無く、産業上有利な触媒であると言える。このような成型担体の形状については、球状担体であることが好ましいが、用途によってペレット状、ハニカム状等の形状にしても構わない。
【0050】
上記成型担体の中でも、内部に空隙を有するものが好ましい。このような成型担体が触媒化されることで空隙を形成する担体の表面に白金が担持される。一方、反応する基質はこの触媒化された担体の空隙に入り込み反応して反応物を生成する。このような空隙は細孔容積として表される。本発明にこのような成型担体を使用する場合、その細孔容積は０．３～０．７ｍＬ／ｇであることが好ましい。
【0051】
触媒に用いる活性アルミナ担体は、チタニア、シリカなど一般的に触媒の担体として使用し得る他の成分を含有していてもよい。
【0052】
触媒は、他の触媒成分や助触媒成分が添加されていてもよい。他の触媒成分としてはパラジウムやロジウム等の金属が挙げられ、助触媒成分としては、金、銅、鉄、ビスマス、バナジウム、クロム等の遷移金属が挙げられる。
【0053】
触媒の調製方法としては、白金前駆体を含む溶液にアルミナ担体を含浸または噴霧し、乾燥、焼成することによって調製することができる。
【0054】
活性アルミナ担体に担持する白金前駆体としては、塩化白金酸、塩化白金酸ナトリウム、塩化白金酸カリウム、塩化白金酸アンモニウム、ヘキサヒドロオクソ白金酸、ジニトロジアンミン白金硝酸、ヘキサアンミン白金クロライド、ヘキサアンミン白金水酸塩、ヘキサアンミン白金硝酸塩、テトラアンミン白金クロライド、テトラアンミン白金水酸塩、テトラアンミン白金硝酸塩、白金ブラック、ヘキサヒドロキソ白金酸エタノールアンモニウム、白金アセチルアセトナートから選択された少なくとも一種類以上を用いることができる。
【0055】
活性アルミナ担体には、白金を活性アルミナ担体の外殻側に偏在担持させてもよい。白金を活性アルミナ担体の表面側に偏在担持させた触媒は、触媒反応において最も反応が促進する触媒表面に活性種を集中することで、触媒中の活性種を有効に利用することが可能になり、白金などの高価な貴金属を効率的に使用することができる。
【0056】
触媒は、市販されている白金アルミナ触媒を使用してもよく、こうした触媒としては、例えば、エヌ・イーケムキャット社のＮＭ－１０３、ＡｌｆａＡｅｓａｒ社のＭＦＣＤ０００１１７９が挙げられる。
【0057】
次に、図２により、本発明の第２の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置２００について説明する。図２ついては、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明は省略する。本実施形態では、主に、本発明の第１の実施形態と異なる構成について説明する。
【0058】
本発明の第２の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置２００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、三室型電解槽１４０と、触媒リアクター１５０とを備えている。また、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０、流量計１９０も備えている。なお、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０、流量計１９０については、適宜、省略することが可能である。また、二酸化塩素溶液生成装置２００では、流量調節器１１０として、比例制御弁を使用している。比例制御弁を使用する場合、軟水器１８０とエジェクタ１２０との間に流量計１９０を設けることが好ましい。
【0059】
次に、図３により、本発明の第３の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置３００について説明する。図３ついては、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明は省略する。本実施形態では、主に、本発明の第１の実施形態と異なる構成について説明する。
【0060】
本発明の第３の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置３００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、陽イオン交換樹脂塔１４７と、触媒リアクター１５０とを備えている。また、電磁弁１６０も備えている。なお、電磁弁１６０については、適宜、省略することが可能である。また、二酸化塩素溶液生成装置３００では、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段として、陽イオン交換樹脂が充填された陽イオン交換樹脂塔１４７を用いた方法を採用している。エジェクタ１２０から送液された亜塩素酸塩希釈液は陽イオン交換樹脂塔１４７を通ることで酸性化され、触媒リアクター１５０で二酸化塩素溶液が生成される。
【0061】
次に、図４により、本発明の第４の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置４００について説明する。図４ついては、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明は省略する。本実施形態では、主に、本発明の第１の実施形態と異なる構成について説明する。
【0062】
本発明の第４の実施形態に係る二酸化塩素溶液生成装置４００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、触媒リアクター１５０とを備えている。また、電磁弁１６０も備えている。なお、電磁弁１６０については、適宜、省略することが可能である。なお、二酸化塩素溶液生成装置４００では、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段として、酸性溶液である塩酸溶液をエジェクタ１２０内に添加している。具体的には、流量調節器１１０にて水をエジェクタ１２０に流通させると共に、エジェクタ１２０の吸引部に亜塩素酸塩溶液及び塩酸溶液を注入する。なお、エジェクタ１２０の吸引部は２つあり、各々別の吸引部に亜塩素酸塩溶液及び塩酸溶液が注入している。また、二酸化塩素溶液生成装置４００では、間欠定量ポンプ１３０にダイヤフラム式ポンプを使用している。
【0063】
＜亜塩素酸塩溶液酸性化装置＞
これまで、二酸化塩素溶液生成装置について述べてきたが、上述した二酸化塩素溶液生成装置から触媒リアクター１５０を取り除いた場合、亜塩素酸塩溶液酸性化装置として使用することができる。なお、酸性化した亜塩素酸塩溶液は、野菜などの食品の洗浄液として使用することができる。以下、亜塩素酸塩溶液酸性化装置について説明する。
これまで、二酸化塩素溶液生成装置について述べてきたが、上述した二酸化塩素溶液生成装置から触媒リアクター１５０を取り除いた場合、亜塩素酸塩溶液酸性化装置として使用することができる。なお、酸性化した亜塩素酸塩溶液は、野菜などの食品の洗浄液として使用することができる。以下、亜塩素酸塩溶液酸性化装置について説明する。
【0064】
【0065】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置５００を示す図である。図５に示すように、亜塩素酸塩溶液酸性化装置５００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、三室型電解槽１４０と、を備えている。また、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０も備えている。なお、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０については、適宜、省略することが可能である。また、三室型電解槽１４０は、陽極１４１を備えた陽極室１４２、陰極１４３を備えた陰極室１４４、陽極室１４２と陰極室１４４との間に位置するイオン交換室１４５を有している。陽極室１４２と陰極室１４４とイオン交換室１４５とは、陽イオン交換膜１４６によって区画されている。
【0066】
上述した本発明の第５の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置５００を用いて酸性化した亜塩素酸塩溶液を生成する方法について、具体的に説明する。軟水器１８０から供給された水は、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０を通り、三室型電解槽１４０の陽極室１４２及び陰極室１４４に送液される。また、水は、流量調節器１１０を通過して一定流量でエジェクタ１２０に送液される。なお、エジェクタ１２０の吸引部側からは、間欠定量ポンプ１３０にて亜塩素酸塩溶液（一例として亜塩素酸ナトリウム溶液を記載）が注入され、エジェクタ１２０内部にて亜塩素酸塩溶液と水とが均一に混合され、亜塩素酸塩希釈液となる。
【0067】
亜塩素酸塩希釈液は、三室型電解槽１４０の入り口側からイオン交換室１４５に送液される。水および亜塩素酸塩希釈液が送液された際、電圧を印加することにより、陽極１４１及び陰極１４３では、以下に示す水の電気分解が起こる。
陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋４ｅ－＋Ｏ２
陰極：４Ｈ２Ｏ＋４ｅ－→４ＯＨ－＋２Ｈ２
陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋４ｅ－＋Ｏ２
陰極：４Ｈ２Ｏ＋４ｅ－→４ＯＨ－＋２Ｈ２
【0068】
陽極１４１で生成された水素イオンは、陽イオン交換膜１４６を通り陽極室１４２からイオン交換室１４５に移動する。イオン交換室１４５に供給された亜塩素酸ナトリウム溶液は、ナトリウムイオンの一部または全てがここで水素イオンに置換され、酸性化した亜塩素酸塩溶液となる。つまり、三室型電解槽１４０においての電気分解が、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段となっている。
ＮａＣｌＯ２＋Ｈ＋→ＨＣｌＯ２＋Ｎａ＋
ＮａＣｌＯ２＋Ｈ＋→ＨＣｌＯ２＋Ｎａ＋
【0069】
次に、図６により、本発明の第６の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置６００について説明する。図６ついては、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明は省略する。本実施形態では、主に、本発明の第５の実施形態と異なる構成について説明する。
【0070】
本発明の第６の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置６００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、三室型電解槽１４０とを備えている。また、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０、流量計１９０も備えている。なお、電磁弁１６０、ニードルバルブ１７０、軟水器１８０、流量計１９０については、適宜、省略することが可能である。また、亜塩素酸塩溶液酸性化装置６００では、流量調節器１１０として、比例制御弁を使用している。比例制御弁を使用する場合、軟水器１８０とエジェクタ１２０との間に流量計１９０を設けることが好ましい。
【0071】
次に、図７により、本発明の第７の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置７００について説明する。図７ついては、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明は省略する。本実施形態では、主に、本発明の第５の実施形態と異なる構成について説明する。
【0072】
本発明の第７の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置７００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０と、陽イオン交換樹脂塔１４７とを備えている。また、電磁弁１６０も備えている。なお、電磁弁１６０については、適宜、省略することが可能である。また、亜塩素酸塩溶液酸性化装置７００では、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段として、陽イオン交換樹脂が充填された、陽イオン交換樹脂塔１４７を用いた方法を採用している。エジェクタ１２０から送液された亜塩素酸塩希釈液は陽イオン交換樹脂塔１４７を通ることで酸性化される。
【0073】
次に、図８により、本発明の第８の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置８００について説明する。図８ついては、同一の参照符号を付すことによって、詳細な説明は省略する。本実施形態では、主に、本発明の第５の実施形態と異なる構成について説明する
【0074】
本発明の第８の実施形態に係る亜塩素酸塩溶液酸性化装置８００は、流量調節器１１０と、エジェクタ１２０と、間欠定量ポンプ１３０とを備えている。また、電磁弁１６０も備えている。なお、電磁弁１６０については、適宜、省略することが可能である。なお、亜塩素酸塩溶液酸性化装置８００では、亜塩素酸塩希釈液を酸性化させる酸性化手段として、酸性溶液である塩酸溶液をエジェクタ１２０内に添加している。具体的には、流量調節器１１０にて水をエジェクタ１２０に流通させると共に、エジェクタ１２０の吸引部に亜塩素酸塩溶液及び塩酸溶液を注入する。なお、エジェクタ１２０の吸引部は２つあり、各々別の吸引部に亜塩素酸塩溶液及び塩酸溶液が注入している。また、亜塩素酸塩溶液酸性化装置８００では、間欠定量ポンプ１３０にダイヤフラム式ポンプを使用している。
【0075】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0076】
＜実施例１＞
図１に示す二酸化塩素溶液生成装置１００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置１００内に供給した。流量は、流量調節器１１０である定量弁で８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。間欠定量ポンプ１３０は、ダイヤフラム式ポンプを用い、２５％亜塩素酸ナトリウムを１．３２ｇ／ｍｉｎでエジェクタ１２０内に注入した。エジェクタ１２０の出口側より排出された亜塩素酸ナトリウム希釈液は、三室型電解槽１４０内にて酸性化され、酸性化された亜塩素酸ナトリウム希釈液は、触媒リアクター１５０を通り、二酸化塩素溶液が生成された。なお、実施例１で使用した三室型電解槽１４０は以下のものを使用した。
図１に示す二酸化塩素溶液生成装置１００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置１００内に供給した。流量は、流量調節器１１０である定量弁で８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。間欠定量ポンプ１３０は、ダイヤフラム式ポンプを用い、２５％亜塩素酸ナトリウムを１．３２ｇ／ｍｉｎでエジェクタ１２０内に注入した。エジェクタ１２０の出口側より排出された亜塩素酸ナトリウム希釈液は、三室型電解槽１４０内にて酸性化され、酸性化された亜塩素酸ナトリウム希釈液は、触媒リアクター１５０を通り、二酸化塩素溶液が生成された。なお、実施例１で使用した三室型電解槽１４０は以下のものを使用した。
【0077】
＜三室型電解槽構成＞
・イオン交換室：内寸２１０×１２７×１５ｍｍ
・陽極室、陰極室：内寸２１０×１２７×２０ｍｍ
・陽極、陰極：白金コートチタン電極、電極板面積（接液部）：２６７ｃｍ２ 電極間距離：１６ｍｍ
・イオン交換樹脂：ＵＢＫ－１６（三菱ケミカル社）、３１０ｍＬ
・陽イオン交換膜：Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）１１７（ケマーズ社）、有効膜面積２６７ｃｍ２
・イオン交換室：内寸２１０×１２７×１５ｍｍ
・陽極室、陰極室：内寸２１０×１２７×２０ｍｍ
・陽極、陰極：白金コートチタン電極、電極板面積（接液部）：２６７ｃｍ２ 電極間距離：１６ｍｍ
・イオン交換樹脂：ＵＢＫ－１６（三菱ケミカル社）、３１０ｍＬ
・陽イオン交換膜：Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）１１７（ケマーズ社）、有効膜面積２６７ｃｍ２
【0078】
次に、エジェクタ１２０から排出された亜塩素酸ナトリウム希釈液と、触媒リアクター１５０から排出された二酸化塩素溶液を経時的に採取し、滴定法にて濃度を分析した。また、二酸化塩素溶液の生成量も同様に測定し、１０００時間運転までの経時変化を確認した。確認した結果を図９に示す。図９より、亜塩素酸ナトリウム希釈液の濃度（亜塩素酸イオン濃度として記載）、二酸化塩素溶液濃度、二酸化塩素溶液生成量は、１０００時間の連続運転においてほとんど変化は見られず、安定して二酸化塩素溶液を生成することができることが確認できた。
【0079】
＜実施例２＞
図２に示す二酸化塩素溶液生成装置２００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、実施例１と同様に、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置２００内に供給した。流量は、８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。なお、流量調節器１１０は、比例制御弁を使用し、流量計１９０を軟水器１８０とエジェクタ１２０との間に設けた。流量調整は、流量計１９０より出力される流量のアナログ信号をもとに比例制御弁の開度を自動制御させることで行った。流量調整以外は、実施例１と同条件で試験を行い、安定して二酸化塩素溶液が生成されることが確認できた。
図２に示す二酸化塩素溶液生成装置２００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、実施例１と同様に、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置２００内に供給した。流量は、８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。なお、流量調節器１１０は、比例制御弁を使用し、流量計１９０を軟水器１８０とエジェクタ１２０との間に設けた。流量調整は、流量計１９０より出力される流量のアナログ信号をもとに比例制御弁の開度を自動制御させることで行った。流量調整以外は、実施例１と同条件で試験を行い、安定して二酸化塩素溶液が生成されることが確認できた。
【0080】
＜実施例３＞
図３に示す二酸化塩素溶液生成装置３００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、実施例１と同様に、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置３００内に供給した。流量は、８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。エジェクタ１２０から排出される亜塩素酸ナトリウム希釈液は、陽イオン交換樹脂塔１４７を通り酸性化され、触媒リアクター１５０で二酸化塩素溶液が生成された。酸性化手段以外は、実施例１と同条件で試験を安定して二酸化塩素溶液が生成されることが確認できた。なお、実施例３で使用した陽イオン交換樹脂塔１４７の容量は、５００ｍｌのものを使用した。
図３に示す二酸化塩素溶液生成装置３００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、実施例１と同様に、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置３００内に供給した。流量は、８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。エジェクタ１２０から排出される亜塩素酸ナトリウム希釈液は、陽イオン交換樹脂塔１４７を通り酸性化され、触媒リアクター１５０で二酸化塩素溶液が生成された。酸性化手段以外は、実施例１と同条件で試験を安定して二酸化塩素溶液が生成されることが確認できた。なお、実施例３で使用した陽イオン交換樹脂塔１４７の容量は、５００ｍｌのものを使用した。
【0081】
＜実施例４＞
図４に示す二酸化塩素溶液生成装置４００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、実施例１と同様に、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置４００内に供給した。流量は、８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。間欠定量ポンプ１３０として、ダイヤフラム式ポンプを用いて、２５ｗｔ％亜塩素酸塩溶液と、１０ｗｔ％塩酸溶液を２つの吸引部を有するエジェクタ１２０にそれぞれ別の吸引部から注入した。エジェクタ内で希釈・酸性化された亜塩素酸塩溶液は、次いで触媒リアクター１５０に送られ、二酸化塩素溶液が生成された。なお、亜塩素酸塩は、酸性化すると直ちに不均化反応を起こし、亜塩素酸イオンが減少するため、実施例４では亜塩素酸希釈液の濃度を測定していない。しかし、実施例１～３と同様に、二酸化塩素溶液の濃度および生成量は安定推移することが確認できた。
図４に示す二酸化塩素溶液生成装置４００を用い、二酸化塩素溶液を生成した。条件としては、実施例１と同様に、原水０．２５ＭＰａを二酸化塩素溶液生成装置４００内に供給した。流量は、８０ｍＬ／ｍｉｎとなるよう設定した。間欠定量ポンプ１３０として、ダイヤフラム式ポンプを用いて、２５ｗｔ％亜塩素酸塩溶液と、１０ｗｔ％塩酸溶液を２つの吸引部を有するエジェクタ１２０にそれぞれ別の吸引部から注入した。エジェクタ内で希釈・酸性化された亜塩素酸塩溶液は、次いで触媒リアクター１５０に送られ、二酸化塩素溶液が生成された。なお、亜塩素酸塩は、酸性化すると直ちに不均化反応を起こし、亜塩素酸イオンが減少するため、実施例４では亜塩素酸希釈液の濃度を測定していない。しかし、実施例１～３と同様に、二酸化塩素溶液の濃度および生成量は安定推移することが確認できた。
【0082】
次に、触媒リアクター１５０の触媒について検討を行った。具体的には、触媒リアクター１５０内に充填する触媒（白金アルミナ触媒）に担持させる白金担持量の変化における二酸化塩素溶液の濃度変化を検討した。使用した触媒を以下に示す。
【0083】
＜白金アルミナ触媒の調整＞
球状の活性アルミナＡｌ２Ｏ３（粒径φ２－４ｍｍ、細孔容積０．５１ｍＬ、比表面積１６０ｍ２／ｇ）を所定濃度に調製したジニトロジアンミン白金水溶液に含浸し、金属白金換算で０．０１質量％、０．１１質量％、０．１７質量％、０．２５質量％、０．５０質量％となるよう吸着させた。これを１００℃で２０分間乾燥させた後、４５０℃の大気中で５時間焼成して白金アルミナ触媒を得た。
球状の活性アルミナＡｌ２Ｏ３（粒径φ２－４ｍｍ、細孔容積０．５１ｍＬ、比表面積１６０ｍ２／ｇ）を所定濃度に調製したジニトロジアンミン白金水溶液に含浸し、金属白金換算で０．０１質量％、０．１１質量％、０．１７質量％、０．２５質量％、０．５０質量％となるよう吸着させた。これを１００℃で２０分間乾燥させた後、４５０℃の大気中で５時間焼成して白金アルミナ触媒を得た。
【0084】
実施例１の二酸化塩素溶液生成装置１００の装置と同じ構成で、ただし、上記白金アルミナ触媒を使用して二酸化塩素溶液を生成した。白金担持量の変化による二酸化塩素溶液の濃度を示す表１を以下に示す。なお、実施例５を白金担持量：０．０１質量％とし、実施例６を白金担持量：０．１１質量％とし、実施例７を白金担持量：０．１７質量％とし、実施例８を白金担持量：０．２５質量％とし、比較例１を白金担持量：０．５０質量％としている。実施例５の二酸化塩素収率は８８．１％、実施例６の二酸化塩素収率は８５．２％、実施例７の二酸化塩素収率は８２．５％、実施例８の二酸化塩素収率は７２．１％と高値を示した。なお、比較例１では、二酸化塩素収率は６１．０％と低い結果となった。
【0085】
＜表１＞
【産業上の利用可能性】
【0086】
本発明に係る二酸化塩素溶液生成装置は、一定濃度の二酸化塩素溶液を長期間安定して生成することができるため有用である。
【符号の説明】
【0087】
１００、２００、３００、４００ 二酸化塩素溶液生成装置
５００、６００、７００、８００ 亜塩素酸塩溶液酸性化装置
１１０ 流量調節器
１２０ エジェクタ
１３０ 間欠定量ポンプ
１４０ 三室型電解槽
１４１ 陽極
１４２ 陽極室
１４３ 陰極
１４４ 陰極室
１４５ イオン交換室
１４６ 陽イオン交換膜
１４７ 陽イオン交換樹脂塔
１５０ 触媒リアクター
１６０ 電磁弁
１７０ ニードルバルブ
１８０ 軟水器
１９０ 流量計
５００、６００、７００、８００ 亜塩素酸塩溶液酸性化装置
１１０ 流量調節器
１２０ エジェクタ
１３０ 間欠定量ポンプ
１４０ 三室型電解槽
１４１ 陽極
１４２ 陽極室
１４３ 陰極
１４４ 陰極室
１４５ イオン交換室
１４６ 陽イオン交換膜
１４７ 陽イオン交換樹脂塔
１５０ 触媒リアクター
１６０ 電磁弁
１７０ ニードルバルブ
１８０ 軟水器
１９０ 流量計
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】