CN102320684B - 一种连续生成高氧化还原性水的反应器 - Google Patents

一种连续生成高氧化还原性水的反应器 Download PDF

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Abstract

一种连续生成高氧化还原性水的反应器,由正电极(7)、负电极(5)、阳离子交换膜和绝缘外壳(8)、电控箱(9)组成,所述正、负电极置于耐酸碱、耐高压的外壳长度方向内侧,两电极平行等间距,管内注水,一端进水,一端出水;正电极(7)与负电极(5)之间接高压直流电源,构成连续生成高氧化还原水的反应器。可以将若干个装有正负电极和阳离子交换膜的反应器,采用弯管串连密封连接在一起,直至我们所需的长度,然后将所有处理单元的正负电极并联起来,接至直流电源,构成一个复合反应器。本发明反应器可大量生成并实时地提供高氧化、还原电位的水,适用连续生成高氧化还原性水的要求,可用于民用和工业水处理。

Description

一种连续生成高氧化还原性水的反应器
技术领域    
 本发明涉及一种连续生成高氧化还原性水的反应器,属电解技术领域。
背景技术    
电解还原水是一种不同于以往任何传统意义上的饮用水,它是指对自来水进行电解时,在阴极一侧生成的水,即电解还原水。在阳极一侧生成的水,则是电解氧化水。电解还原水最重要的特点为阴极和阳极之间存在一个离子性交换膜,即允许离子透过交性膜产生电流,同时阻止阴阳两极电解形成的分子相互渗透融合。生成这种水的装置,就是电解制水机。
电解还原水含较多的氢氧根离子,[ OH-] 高于[ H+ ],含有丰富的活性氢?,氧化还原电位为负值(-800 mV),具有还原作用。
电解氧化水含有较多的酸根离子, [ H+ ]高于[ OH-],以及大量的活性氧自由基,具有氧化性。在医学与食品工艺上广泛用于消毒。
电解还原水在生成过程中,还进行了一系列较为复杂的电化学反应。因此电解还原水在氧化还原电位、酸碱度、水分子团大小、离子成份与存在状态、电导率等指标上均发生了明显的变化。电解还原水因含有丰富的活性氢,可消除人体内过剩自由基。实验研究表明,电解还原水能明显抑制胰腺癌,抑制肿瘤血管生成?,治疗糖尿病?,肾病?等。?
但是,现有的电解制水机存在一些问题,如电解制水机的电解槽容量小,相对电极面积也小,无法生成优质电解水,也会造成电极迅速劣化;电解制水机的电解槽 ( 管 ) 壁积垢,不易清洗,影响电解制水机寿命。另外,由于目前市售电解水生成器,均没有设定及显示电解水还原电位的功能 ,只能被动定期检测,又因使用者所使用的检测仪器,会因水中杂质或积钙,造成传感器阻塞,使得检测结果产生误差,因此消费者根本无从得知其氧化还原电位是否符合标准,甚至多数消費者对还原水在人体的效用上产生质疑。
发明内容    
本发明的目的是,针对现有电解制水机存在的问题,公开一种可连续生成高氧化还原性水的反应器。
本发明的技术方案是,将放电正、负电极,置于绝缘耐酸碱的管路内侧,两电极平行等间距,使管路串联长达数米,至所需长度,亦即正、负电极长达数米,这种管道中的电极面积远大于传统电解槽用的电极面积,极大地增加了放电电极长度与放电面积。
本发明连续生成高氧化还原性水的反应器由正电极7、负电极5、阳离子交换膜6和耐酸碱的绝缘外壳8组成;正电极端7、负电极5置于耐酸碱的绝缘外壳8长度方向内侧,两电极平行等间距,管内注水,一端进水,一端出水;正电极7和负电极5接高压直流电源,构成连续生成高氧化还原水的反应器。
所述反应器的制作方法如下:
选择一定长度截面积为矩形、能耐酸碱且耐高压的塑料外壳8,将正电极7、负电极5置于外壳内侧沿长度方向相互平行等距离的位置,并在正电极7与负电极5之间设置阳离子交换膜6;两侧分别接进、出水管;正电极7与负电极5之间相距2mm-80mm;阳离子交换膜6位于与正电极7、负电极5平行且分别与两个电极面等距离的位置;从管道边缘引出正电极7和负极5接线柱,构成反应器。
反应器外壳的进水口4接自来水,关闭出水口1、2、3,将自来水注满反应器内;反应器正电极7与负电极5之间施以5V-5000V直流电压,反应器中的正电极7与负电极5之间对水产生放电反应;放电进行一段时间后,开启外壳出水口1、2、3,高氧化还原性水从出水口1、2、3流出;反应器内水流不断进水与出水,形成动态连续造水。正负极7通电后,正电极7附近能产生高氧化电位的水,氧化还原电位达800mV到1500mV,其PH值呈酸性;负电极5附近通电后能产生高还原电位的水,氧化还原电位达-800mV到-1200mV,其PH值呈碱性。
为了增加反应器的水处理能力,可以将若干个装有正负电极和阳离子交换膜的反应器,采用弯管串连密封连接在一起,直至我们所需的长度,然后将所有处理单元的正负电极并联起来,接至直流电源,构成一个复合反应器。
本发明反应器的管道可根据需要,串联起来可长达数米或更长,因此电极总面积远大于传统电解制水机电解槽制水用的电极面积,也就大大地增加放电电极长度与放电面积。由于放电面积大,且电解功率足,这使得反应器内水的氧化、还原电位与导电度迅速改变,可连续生成高氧化、还原电位用水。
本发明反应器正负极中间以阳离子交换膜隔开,此膜允许阳离子穿过,以维持膜两边高氧化还原电位用水,此膜可视需求决定是否设置,如果想要得到高氧化还原电位的酸性水与碱性水则需设置膜。
本发明正电极的材料可选用石墨板、白金镀板、钌铱涂层钛板、钛板等材料制做。
本发明还可在水中加入氯化钾、氯化钠、盐酸等成份,通电后产生电化学反应得到更具杀菌效果的次氯酸根,以提高水的杀菌能力。
本发明与现有技术比较的有益效果是,由于本发明反应器结构电极面积可以根据需要做得很大,在进行水的电解处理时,能连续大量地生成超高氧化或还原电位水;本发明反应器单位电极面积的电流密度远低于传统水电解机器,因此正电极材料腐蚀较小;本发明可以同时对被处理的水进行杀菌、除臭、分解TVOCs,使水更洁净。由于反应器内水流不断流动,外壳内壁不生水垢,反应器可免清洗,延长了反应器的寿命。本发明反应器可大量生成并实时地提供高氧化、还原电位的水,给饮用、洗涤、杀菌、灌溉及工业用水等场所,能解决现在市面上电解水生成器价昂、出水量小的问题。
本发明适用连续生成高氧化还原性水的要求,可用于民用和工业水处理。
附图说明    
图1为本发明连续生成高氧化还原性水的反应器结构图;
图2为本发明连续生成高氧化还原性水的反应器结构截面图;
图3为带电控箱的连续生成高氧化还原性水的反应器外形图;
图4为复合型连续生成高氧化还原性水的反应器外形图;
图5为分层型连续生成高氧化还原性水的反应器外形图;
图6为分层型连续生成高氧化还原性水的反应器流体走向图;
图中图号表示:1是出水口A;2是出水口B;3是出水口C;4是进水口;5是负电极;6是阳离子交换膜;7是正电极;8是绝缘外壳;9是电控箱;10是流体走势。
具体实施方式
实施例1
本发明的具体实施方式如图1、图2和图3所示。
本实施例连续生成高氧化还原性水的反应器由正电极7、负电极5、阳离子交换膜6、绝缘外壳8、电控箱9所组成。绝缘外壳8是一段横截面为长方形的箱体结构,由耐酸碱、耐高压的工程塑料制成,绝缘外壳8两侧留有进水口4和出水口1、2、3;管道上部盖板可拆卸,但使用时严格密封。将正电极7、负电极5置于外壳内侧长度方向相互平行等距离的位置,正电极7与负电极5分别距管道壁5㎜,正电极7与负电极5之间距离为50㎜,在正电极7与负电极5中间设置阳离子交换膜6,阳离子交换膜6分别与正电极7、负电极5平行等距离。
反应器运行时,先封闭出水口1、2、3,通过进水口4向反应器注满水;然后在正电极7与负电极5之间施加3000伏直流电压,一段时间后,出水口1、2、3放水,保持进水量和出水量平衡,控制进水流量,即可连续不断地获得高氧化还原性水。
图4为复合型连续生成高氧化还原性水的反应器结构图,它由三个反应器串联而成,正电极7和负电极5接入电控箱9;水从进水口4进入反应器,分别由出水口1、2、3流出高氧化还原性水。
实施例2
本实施例为分层型连续生成高氧化还原性水的反应器,图5为其外形图,图6为其反应器流体走向图。
本实施例将反应器塑料外壳内部用电极分成多层,电极依次为正极-负极-正极-负极排列,即每一层空间相对二面为正负极,反应器中流体的走向如图6所示。该反应器正负电极之间不设置阳离子交换膜。

Claims (2)

1.一种连续生成高氧化还原性水的反应器,由正电极(7)、负电极(5)、阳离子交换膜(6)和绝缘外壳(8)组成,其特征在于,所述正电极(7)、负电极(5)置于耐酸碱、耐高压的绝缘外壳(8)长度方向内侧,两电极平行等间距,所述正电极(7)与负电极(5)之间相距2mm-80mm;绝缘外壳(8)两侧留有进水口(4)和出水口(1、2、3),管内注水,一端进水,一端出水;绝缘外壳(8)长度方向依次置进水口(4)、负电极(5)、阳离子交换膜(6)、正电极(7)和出水口(1、2、3),所述阳离子交换膜(6)位于与正电极(7)、负电极(5)平行且分别与两个电极面等距离的位置;正电极(7)和负电极(8)接高压直流电源,而且所述反应器正电极(7)与负电极(5)之间施以3000V-5000V直流电压,构成连续生成高氧化还原水的反应器。
2.根据权利要求1所述的一种连续生成高氧化还原性水的反应器,其特征在于,所述正电极(7)的材料选用石墨板、白金镀板、钌铱涂层钛板、钛板材料制做。
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