可部署的、远程控制的纯次氯酸制造系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种HOCl制造系统，用于在可部署的、便携式的、大容量的、本地化的制造单元中生产高效的、安全的、一致纯的、稳定的、可靠的HOCl。电解方法使用可部署的远程控制的制造系统。该方法包括：通过提供反馈控制的水压来控制进入电解室的水流速；经由可调节的高电流电源向电解室施加反馈控制的电流；通过反馈控制的致动器向阳极室入口添加氯化钠盐水，并产生水性混合物；经由反馈控制的致动器将氢氧化钠添加到水性混合物中；以及生产不含次氯酸盐、磷酸盐、氧化物和稳定剂的次氯酸水溶液。氧化物和稳定剂的次氯酸水溶液。氧化物和稳定剂的次氯酸水溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可部署的、远程控制的纯次氯酸制造系统和方法


[0001]本专利技术一般涉及用于制造纯次氯酸的系统和方法，尤其涉及用于制造纯次氯酸的可部署的远程控制的系统和方法。

技术介绍

[0002]相关技术的描述
[0003]世界各地的社区现在面临着巨大的问题：流行病、无法解决的感染、无法治愈的伤口、全球清洁饮用水短缺以及迫在眉睫的粮食不安全。世界各国还面临着供养老龄人口的额外负担。世界上有一半的人无法获得医疗保健，饮用水和电力的短缺影响到全球五分之一的人口。一种解决方案存在于一种被称为次氯酸(HOCl)的组合物中，该组合物作为消毒剂而被熟知，但由于分子的高度不稳定性，尚未被广泛采用。全球各地的设备制造商尚未解决与HOCl生产随时间推移的一致性、易用性、产品稳定性以及将HOCl作为解决方案(solution)的成本现实相关的挑战。HOCl制造缺乏一致性，以及未能广泛采用，为现有系统的不足提供了证据。
[0004]已知并普遍认为，次氯酸(HOCl)可用于有益的医疗、食品消毒和感染控制/治疗应用。作为人类和动物细胞对感染和损伤的活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)反应的组分，已知其在体内寿命短，不稳定。在全世界制造的HOCl中，HOCl通常是一种未定义的活性氧化剂混合物，是一种由水性分子氯(aqueous molecular chlorine)，加上无害但高效的HOCl，以及次氯酸盐、氯酸盐、氯化物、高氯酸盐和可能的短效臭氧、过氧化物，和不可识别的自由基中的一种或多种的各种组分组成(即，广义上的，指含有一种或多种上述污染物的HOCL混合物)。一些组分已知具有细胞毒性，具有潜在危险性。当HOCl组合物中含有任何量的次氯酸盐时，就会发生化学反应，从而快速加速HOCl转化为次氯酸盐和其他形式的氯水(aqueous chlorine)。尽管可靠的纯的HOCl(即严格意义上，指不含次氯酸盐、混合氧化剂或上述其他污染物的HOCl混合物)是一种单一的分子实体(singular molecular entity)，但HOCl经常被错误地描述和错误地标记为等同于不受控制造工艺的粗混合氧化剂产品。值得注意的是，在这种情况下，纯水和盐水不被视为污染物。
[0005]HOCl通常是通过使用有机或无机化合物调节次氯酸盐溶液的pH值而生产的，但是该工艺很难在工业规模上进行控制以达到一致的终点，导致产品不可靠且定义不明确，当它实际上是HOCl混合次氯酸盐/氧化剂溶液时，再次被误认为是可靠的纯的稳定的HOCl。HOCl也可以通过现场电解在氯气发生器(通常被误称为HOCl发生器)中产生，电解产生通常定义不明确的低pH水性混合物，该混合物含有过量的分子氯气(Cl2)物质(molecular chlorine gas(Cl2)species)，释放出极为危险的气体(pH为1
‑
4的氯气)。然而，电解中产生的含有HOCl的典型混合氧化剂物质的特征通常是保质期缩短和/或存在随时间降解为漂白剂的组分(如次氯酸钠，NaClO)。
[0006]此外，许多制造商将其HOCl产品宣传为“中性pH”，根据定义，这使其归入pH值为7.4的混合物类别，其中约50％的氯水(aqueous chlorine)必须以次氯酸盐的形式存在。这
些混合氧化剂是不稳定的含次氯酸盐的混合物，不能赋予经鉴定的纯的稳定的HOCl产品所代表的单一分子实体的效力和安全性。因此，这些混合物不仅不安全，而且已知其有效性比具有同等Cl含量的纯HOCl低100倍。
[0007]电解生成的混合氧化剂
‑
氯物质(Electrolytically
‑
generated mixed
‑
oxidant chlorine species)，无论是否使用缓冲剂，都力求获得有用百分比的HOCl，这在行业中已经很成熟，但它们远不如纯HOCl有效。这些电解生成的混合氧化剂氯物质不稳定，并且如果它们排放Cl2气体，则具有潜在危险。为安全起见，现场采用现有工艺通常有附带条件，要求立即使用，或需要氯稳定剂和稳定缓冲液等添加剂。这些缓冲液产生了公认的杂质水平(recognized level of impurity)，并且也是标签承认的次氯酸盐水平(label
‑
acknowledged levels of hypochlorite)的基础。
[0008]迄今为止，通过电解制备HOCl，如果不结合缓冲系统和/或一系列稳定实体，包括金属阳离子、高碘酸盐、磷酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液和具有卤素稳定能力的有机化合物，则无法制备具有足够稳定性的水性制剂，以用于更广泛的实际用途。
[0009]通常用于支持HOCl在实际有用的储存期内保持活性形式的所有添加剂和化学稳定剂取决于其他种类的氯水的存在，如次氯酸盐和亚氯酸盐/氯酸盐，或氯，取决于所选择的化学干预，或者由于衰变的开始导致它们在溶液中出现。这些成分中的许多成分造成制剂(formulations)对细胞和组织产生毒性作用，从而限制了它们在医疗过程中的用途。除次卤酸、HOCl和HOBr之外的水性卤素物质(Aqueous species of halogens)都会对环境表面产生有害的且通常具有腐蚀性的影响，使它们在实际应用中不够理想。
[0010]需要解决HOCl生产所伴随的问题，即体积限制、危险、不可靠和化学pH调节(酸滴定)的困难性质，以及被欺骗性地推广为HOCl的混合氧化剂产品的不一致性。此外，还需要解决一个历史问题，即在电解设备中制造产生的含有一些HOCl的未定义的粗溶液，这些溶液提供的化学混合物在效果上既不可靠，又具有潜在的危险性。此外，随着时间的推移并且因为它们在整个pH范围内降解，这些混合氧化剂会失去效力。因此，作为混合氧化剂复合物(即广义)生产的典型HOCl不太稳定、不太一致、不太可靠、不太有效，也不太可能被用于最高价值的应用。目前的技术生产氯/HOCl/漂白剂混合物(chlorine/HOCl/bleach mixture)。本专利技术解决了这些需求并提供了其他相关的技术改进。

技术实现思路

[0011]简言之，所公开的可靠的HOCl制造系统在全球进行远程部署后可访问和远程控制，以利用以太网、蜂窝或卫星上行链路技术(Satellite uplink technologies)中的一种或多种进行实时诊断、控制和监控。可靠的HOCl制造系统为部署了该系统的任何地方的任何用户提供质量保证。
[0012]该系统提供了均质HOCl制造系统(homogeneous HOCl production system)的全球部署，该系统涉及复杂的高级过程控制制造，但可以完全远程操作和控制。可靠的HOCl制造系统可以使用内部或外部能源和远程控制的通信连接自动运行高产量的纯次氯酸(HOCl)电化学制造系统。
[0013]一种使用可部署的远程控制的制造系统的电解方法，其包括：响应于远程激活，通过提供反馈控制的水压来控制进入电解室的水流速(fl本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用可部署的远程控制的制造系统的电解方法，所述方法包括：响应于远程激活，通过提供反馈控制的水压来控制进入电解室的水流速；响应于所述远程激活，经由可调节的高电流电源向所述电解室施加反馈控制的电流；响应于所述远程激活，经由反馈控制的致动器向阳极室入口添加氯化钠盐水，并产生水性混合物；响应于所述远程激活，经由所述反馈控制的致动器向所述水性混合物中添加氢氧化钠；和在阳极室出口产生次氯酸水溶液，并且在阴极室出口产生氢氧化钠水溶液，其中所述次氯酸水溶液不含次氯酸盐、磷酸盐、氧化物和稳定剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中向所述水性混合物中添加氢氧化钠还包括从所述阴极室出口经由脱气室和泵将氢氧化钠添加到所述阳极室入口。3.根据权利要求1所述的方法，其中向所述水性混合物中添加氢氧化钠还包括添加来自不依赖电解机制的水溶液的氢氧化钠。4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述阳极室出口处产生的所述次氯酸水溶液被引导至阳极液缓冲罐。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述阴极室出口处产生的氢氧化钠水溶液被引导至阴极液缓冲罐。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液不含金属阳离子、高碘酸盐、磷酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液和具有卤素稳定能力的有机化合物。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法不包括滴定法。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法不使用任何酸作为输入组分。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的拉曼光谱值范围为720厘米
‑1至740厘米
‑1。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的pH平衡是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液中的HOCl的百万分率(PPM)是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的盐浓度是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的氧化还原电位(ORP)是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述次氯酸水溶液中游离氯浓度的量是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。15.根据权利要求1所述的方法，其中氢气在所述电解室的所述阴极室出口处被排出，并且氯气和氧气混合物在所述电解室的所述阳极室出口处被排出。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述氢气为约1000：1的空气与氢气的混合物，并
且排放安全。17.根据权利要求15所述的方法，其中所述氯气和氧气混合物在封闭系统中进行交换，所述封闭系统包括活性炭块吸附过滤器。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述活性炭块吸附过滤器由氯传感器监控。19.根据权利要求1所述的方法，其中来自供水系统的水已被过滤掉部分溶解的固体。20.根据权利要求1所述的方法，其中来自供水系统的水已被处理以中和或去除病原体。21.根据权利要求1所述的方法，其中来自供水系统的水已被去离子化以去除不溶性金属。22.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在所述输入水进入所述电解室之前，从所述输入水获得pH值；在所述输入水进入所述电解室之前，调节所述输入水的pH值；和使用所述输入水的pH值调节以及氢氧化钠输入水平的调节，调节由系统产生的所述次氯酸水溶液的pH值。23.一种使用可部署的远程控制的次氯酸(HOCl)制造系统的电解方法，所述方法包括：向阳极液计量阀和阴极液计量阀提供反馈控制的水压；经由电解室的阳极室入口和阴极室入口控制进入电解室的水流速；在水流入所述电解室期间，经由可调节和反馈控制的高电流电源向所述电解室施加电流；经由反馈控制的泵将氯化钠盐水添加到所述阳极室入口并产生水性混合物；经由所述反馈控制的泵向所述水性混合物中添加氢氧化钠；和在阳极室出口产生次氯酸水溶液，在阴极室出口产生氢氧化钠水溶液，其中所述次氯酸水溶液不含次氯酸盐、磷酸盐、氧化物和稳定剂。24.根据权利要求23所述的方法，其中向所述水性混合物中添加氢氧化钠还包括从所述阴极室出口经由脱气室和泵将氢氧化钠添加到所述阳极室入口。25.根据权利要求23所述的方法，其中向所述水性混合物中添加氢氧化钠还包括添加来自不依赖电解机制的水溶液的氢氧化钠。26.权利要求23的方法，其中在所述阳极室出口处产生的所述次氯酸水溶液被引导至阳极液缓冲罐。27.根据权利要求23所述的方法，其中在所述阴极室出口处产生的氢氧化钠水溶液被引导至阴极液缓冲罐。28.根据权利要求23所述的方法，其中所述次氯酸水溶液不含金属阳离子、高碘酸盐、磷酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液和具有卤素稳定能力的有机化合物。29.根据权利要求23所述的方法，其中所述方法不包括滴定法。30.根据权利要求23所述的方法，其中所述方法不使用任何酸作为输入组分。31.根据权利要求23所述的方法，其中当通过拉曼光谱表征时，所述次氯酸水溶液具有720厘米
‑1‑
740厘米
‑1范围内的拉曼光谱峰。32.根据权利要求23所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的pH平衡是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制
的。33.根据权利要求23所述的方法，其中所述次氯酸水溶液中的HOCl百万分率(PPM)是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。34.根据权利要求23所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的盐浓度是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。35.根据权利要求23所述的方法，其中所述次氯酸水溶液的氧化还原电位(ORP)是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。36.根据权利要求23所述的方法，其中所述次氯酸水溶液中的游离氯浓度的量是使用反馈控制的水压、反馈控制的电流、反馈控制的氯化钠和反馈控制的氢氧化钠中的一种或多种来控制的。37.根据权利要求23所述的方法，其中氢气在所述电解室的所述阴极室出口处被排出，并且氯气和氧气混合物在所述电解室的所述阳极室出口处被排出。38.根据权利要求37所述的方法，其中所述氢气为约1000：1的空气与氢气的混合物，并且排放安全。39.根据权利要求37所述的方法，其中所述氯气和氧气混合物在封闭系统中进行交换，所述封闭系统包括活性炭块吸附过滤器。40.根据权利要求39所述的方法，其中所述活性炭块吸附过滤器由氯传感器监控。41.根据权利要求23所述的方法，其还包括：在所述输入水进入所述电解室之前，从所述输入水获得pH值；在所述输入水进入所述电解室之前，调节所述输入水的pH值；和使用所述输入水的pH值调节以及氢氧化钠输入水平的调节，调节由系统产生的所述次氯酸水溶液的pH值。42.一种电解方法，其包括：使用水压控制进入电解室的水流速；经由电源向所述电解室施加电流；向阳极室入口添加氯化钠盐水并产生水性混合物；向所述水性混合物中添加氢氧化钠；和从所述电解室产生次氯酸水溶液，其中所述次氯酸水溶液不含次氯酸盐、磷酸盐、氧化物和稳定剂。43.根据权利要求42所述的方法，其还包括：在所述输入水进入所述电解室之前，从所述输入水获得pH值；在所述输入水进入所述电解室之前，调节所述输入水的pH值；和使用所述输入水的pH值调节以及氢氧化钠输入水平的调节和水流速的调节，调节由系统产生的所述次氯酸水溶液的pH值。44.一种使用可部署的远程控制的制造系统的电解体系，所述体系包括：监测系统，所述监测系统监测所述体系中的传感器；
通信系统，所述通信系统传输来自被监测的传感器的数据并接收指令；和控制系统，所述控制系统包括处理器和存储计算机指令的存储器，当所述处理器使用所接收的指令执行时，致使所述处理器：通过提供反馈控制的水压来控制进入电解室的水流速；经由可调节的高电流电源向所述电解室施加反馈控制的电流；经由反馈控制的致动器向阳极室入口添加氯化钠盐水，并产生水性混合物；经由所述反馈控制的致动器将氢氧化钠添加到水性混合物中；和在阳极室出口处产生次氯酸水溶液，在阴极室出口处产生氢氧化钠水溶液，其中所述次氯酸水溶液不含次氯酸盐、磷酸盐、氧化物和稳定剂。45.根据权利要求44所述的体系，其中，控制系统包括处理器和存储进一步的计算机指令的存储器，当所述处理器执行指令时，致使所述处理器：在所述输入水进入所述电解室之前，从输入水获得pH值；在所述输入水进入所述电解室之前，调节所述输入水的pH值；和使用所述输入水的pH值调节以及氢氧化钠输入水平的调节，调节由所述体系产生的所述次氯酸水溶液的pH值。46.一种使用可部署的远程控制的制造系统的电解体系，所述体系包括：一个或多个可部署的远程控制的制造系统，每个可部署的远程控制的制造系统包括：监测系统，所述监测系统监测所述体系中的传感器；通信系统，所述通信系统传输来自被监测的传感器的数据并接收指令；和控制系统，所述控制系统包括处理器和存储计算机指令的存储器，当所述处理器使用所接收的指令执行时，致使所述处理器：通过提供反馈控制的水压来控制进入电解室的水流速；经由可调节的高电流电源向所述电解室施加反馈控制的电流；经由反馈控制的致动器向阳极室入口添加氯化钠盐水，并产生水性混合物；经由所述反馈控制的致动器将氢氧化钠添加到水性混合物中；和在阳极室出口处产生次氯酸水溶液，在阴极室出口处产生氢氧化钠水溶液，其中所述次氯酸水溶液不含次氯酸盐、磷酸盐、氧化物和稳定剂；和基地营单元，所述基地营单元包括：监测系统，所述监测系统监测所述一个或多个可部署的远程控制的制造系统；通信系统，所述通信系统向所述一个或多个可部署的远程控制HOCl制造系统传输数据，并传输来自所述一个或多个可部署的远程控制HOCl制造系统的数据；和控制系统，所述控制系统包括处理器和存储计算机指令的存储器，当所述处理器使用所接收的指令执行时，致使所述处理器：从所述一个或多个可部署的远程控制的制造系统接收信息；和向所述一个或多个可部署的远程控制的制造系统发送指令。47.根据权利要求46所述的体系，其中，控制系统包括处理器和存储进一步的计算机指令的存储器，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：布兰尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：