CN106435641B - 一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置及实现方法，该装置包括洁净盐水釜通过带液体输流管的液体增流泵与区隔式电解群连接；所述洁净盐水釜包括带加热器的盐水加热釜与带滤清材料的热盐水滤清釜毗联，所述盐水加热釜中的盐水温度为50‑100℃；所述区隔式电解群包括2至N个电解釜，其中每个电解釜之间通过液体增流管连接；每个电解釜内均设有单对电极，单对电极与电解釜外部的直流电源连接；所述区隔式电解群中的电解液的液流速度不小于洁净盐水釜中的盐水的水流速度。本发明集除垢、防垢和阻垢的措施方案于一体，且发挥了很好的协同作用，因此本发明能够有效地防止电解槽中电极的结垢，大大提高次氯酸钠发生器装置的运行效率。

Description

一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置及实现方法

技术领域

本发明属于生活用水处理设备技术领域，特别是涉及一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置及实现方法。

背景技术

现有公知的次氯酸钠发生器装置是本领域应用面广量大的生活用水处理设备。虽然次氯酸钠发生器装置与同类产品相比有许多优点，但常常因受硬质水源条件的限制，而使得次氯酸钠发生器装置的电解槽的电极表面结垢及挂有附着物等，其电解效率明显下降。目前常用的解决方案主要有：电解前常温预制软化水防结垢、设置电极倒极除垢、给电解槽降温防结垢以及利用超声波发泡阻结垢等。然而，这些方案都不同程度地存在一定不足，还不能满足有效防止次氯酸钠发生器装置的电极表面结垢等的需要。

中国专利申请201511033467.7公开了“一种电化杀菌水处理器”，包括密封不透明并用于盛装食盐水溶液的水箱；至少一个电解槽，所有电解槽通过泵与水箱连通；每个电解槽上均设有与两个电极连接的倒极开关；用于控制每个倒极开关启闭，将对应电解槽上的两个正负电极进行切换的时间继电器，以及电源。虽然该电化杀菌水处理器能够实现电解槽在反应一定时间之后发生正负电极切换，电极瞬时增大电流可以有效去除阴极上的污垢结垢的效果，但还存在以下明显不足：一是采用正负电极切换，以瞬时产生的大电流去除阴极上的污垢结垢虽有效果，但电极受损较大，导致电极的寿命大大缩短；二是采用正负电极切换除垢方法，需要实时停机处理，影响电解槽的连续运行；三是在电解槽中生垢后再除垢方法直接影响并降低电解槽的运行效率。

中国专利申请201510648242.6公开了“一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置”，包括电解槽壳体(1)、阳极(2)和阴极(3)构成的电解槽，电解槽壳体(1)上设有阳极(2)、阴极(3)，阳极(2)、阴极(3)分别通过导线连接倒极电路(4)，倒极电路(4)分别通过导线连接控制电路(5)及电解槽电源(6)，电解槽壳体(1)上设有超声波换能器(7)，超声波换能器(7)通过导线连接换能器驱动电路(8)，换能器驱动电路(8)通过导线连接控制电路(5)。该装置虽然具有降低电极表面水垢生成的作用和有一定的除垢效果，但还存在以下明显不足：一是采用正负电极切换除垢方法，直接影响电极寿命、影响连续运行以及降低电解槽的运行效率；二是采用超声波换能器发泡虽有降低电极表面水垢生成的效果，但并不能解决集聚式电解槽中电解液缓流受阻不畅而导致生垢严重的难题。

综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今生活用水处理设备技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置及实现方法，本发明采用电解前预制高温盐水、增加液流速度的高温电解液电解以及多釜区隔式电解的新方案，从而能够有效地防止电解槽的电极结垢，大大提高次氯酸钠发生器装置运行效率。

根据本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于：包括洁净盐水釜通过带液体输流管的液体增流泵与区隔式电解群连接；所述洁净盐水釜包括带加热器的盐水加热釜与带滤清材料的热盐水滤清釜毗联，所述盐水加热釜中的盐水温度为50-100℃；所述液体增流泵的电功率为10-100w、扬程为25-35m；所述区隔式电解群包括2至N个电解釜，其中每个电解釜之间通过液体增流管连接；每个电解釜内均设有包括阳极极板与阴极极板的单对电极，所述单对电极与电解釜外部的直流电源连接；所述区隔式电解群中的电解液的液流速度不小于洁净盐水釜中的盐水的水流速度。

本发明的实现原理是：本发明是根据水除垢、防结垢和阻结垢的原理及特点而提出的一种具有新概念的集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，与现有公知技术所采用的电解前常温预制软化水防结垢、设置电极倒极除垢、给电解槽降温防结垢以及利用超声波发泡阻结垢等方案完全不同，本发明采用的是电解前预制洁净高温盐水、增加液流速度的高温电解液电解以及多釜区隔式电解的新方案。具体的原理作用：一是本发明所述电解前预制高温盐水方案,能够使盐水中的钙镁离子等结垢杂质在50-100℃的高温条件下由隐形转为显形并通过滤清材料的吸附进而远离后续的电解液电解；二是高温盐水经滤清结垢杂质后再进行增加液流速度的高温电解液电解，能够有效地防止电解过程中电解液形成二次结垢；三是采用多釜区隔式电解的新方案，即由分别设置单对电极的2至N个电解釜构建为电解釜群，以利于改变现有多对电极集聚式设置的电解釜中电解液所出现的缓流状态，以强化提高电解液流动性来达到阻止因电解液流动性差而易结垢的效果。本发明集除垢、防垢和阻垢的措施方案于一体，并发挥了很好的协同作用，从而取得了次氯酸钠发生器装置防结垢的显著效果。

本发明与现有技术相比其显著优点在于：

第一，本发明是建立在新概念基础上提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，它克服了本领域现有公知技术所采用的常温预制软化水防结垢、设置电极倒极除垢、给电解釜降温防结垢或者利用超声波发泡阻结垢等方案的不足，本发明凸显了电解釜中的单对电极釜能够在电解过程中有效防止结垢的有益效果。

第二，本发明的电解前预制高温盐水工序能够使盐水中的钙镁离子等结垢杂质在高温条件下由隐形转为显形并通过滤清材料的吸附进而远离后续的电解液电解，其实际效果大大超出传统的常温预制软化水防结垢的效果。

第三，本发明的增加液流速度的高温电解液电解与传统的电解液缓流电解相比，因电解液流速增加而阻断了结垢等杂质在电解板上着陆的条件，又因高温电解液与电极在电解时的温度差较小也大大缓解了结垢的条件，从而能够有效地防止电解液在形成中的二次结垢。

第四，本发明采用由单对电极釜及多釜区隔釜电解，特别是电解釜与电解釜之间通过液体增流管道连接，较好的解决了传统的集聚式电解槽中电解液受阻不畅的难题，使得单对电极组釜中的电解液顺畅无阻，从而大大地缓解了结垢的条件。

第五，本发明采用的电解前预制洁净高温盐水、增加液流速度的高温电解液电解以及多釜区隔式电解的新方案是集除垢、防垢和阻垢的措施方案于一体，发挥了很好的协同作用，不仅取得了次氯酸钠发生器装置防结垢的显著效果，而且还降低了电极腐蚀速度，提高了电解釜的使用寿命，本发明还具有结构简单和操作方便等优点。

综上所述，本发明适用于替代现有各种防结垢性能不佳的次氯酸钠发生器装置。

附图说明

图1为本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的区隔式电解群立式结构的方框示意图。

图2为本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的区隔式电解群卧式结构的方框示意图。

图3为本发明提出的单个电解釜的单对电极设置结构示意图。

图4为本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的实现方法的流程方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

结合图1、图2和图3，本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，包括洁净盐水釜通过带液体输流管(6)的液体增流泵(5)与区隔式电解群(9)连接；所述洁净盐水釜包括带加热器(3)的盐水加热釜(1)与带滤清材料(4)的热盐水滤清釜(2)毗联，所述盐水加热釜(1)中的盐水温度为50-100℃；所述液体增流泵(5)的电功率为10-100w、扬程为25-35m；所述区隔式电解群(9)包括2至N个电解釜，其中每个电解釜之间通过液体增流管(8)连接；每个电解釜内均设有包括阳极极板与阴极极板的单对电极(7)，所述单对电极(7)与电解釜外部的直流电源连接；所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度不小于洁净盐水釜中的盐水的水流速度。

本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的进一步优选方案是：

所述盐水加热釜(1)的加热器(3)设置在盐水加热釜(1)的内部或盐水加热釜(1)的外部；所述盐水加热釜(1)中的盐水温度为70℃。

所述热盐水滤清釜(2)的滤清材料(4)为天然沸石或离子交换树脂。

所述液体增流泵(5)的电功率为40w、扬程为30米。

所述通过液体增流管道(8)连接的2至N个电解釜依次纵向或横向设置。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为2-10mm。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的电功率相等或不相等。

所述洁净盐水釜中的盐水的水流速度与区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度均不小于1米/秒。

所述液体增流管(8)的管口直径为液体输流管(6)的管口直径的1/2至3/4。

本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置能够有效地防止电解槽的电极在电解过程中的结垢，适用于替代现有各种防结垢性能不佳的次氯酸钠发生器装置。

结合图4，本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的实现方法，其特征在于，它包括由盐水加热、热盐水洁净、液体增流和区隔式电解工序构建的流程式连续工艺，具体实施步骤如下：

步骤1，盐水加热：将上一道工序定制浓度的盐水连续加入到洁净盐水釜的带加热器(3)的盐水加热釜(1)中，当该盐水液位到达盐水加热釜(1)高度的2/3时，盐水加热釜(1)中设定液面高度的液位传感器向PLC控制台发送该盐水到达液位的信号，由PLC控制台控制加热器(3)对盐水加热，得到设定温度的热盐水；其中：所述盐水加热釜(1)中定制的盐水浓度按重量百分含量计为1-3％、盐水加热温度为50-100℃；盐水加热釜(1)中的盐水的水流速度不小于1米/秒；

步骤2，热盐水洁净：将步骤1得到的热盐水从盐水加热釜(1)与热盐水滤清釜(2)两釜毗联的上部流道口(10)流入热盐水滤清釜(2)中，并在热盐水滤清釜(2)中溢满滤清材料(4)，当热盐水到达所述上部流道口(10)的液位时，热盐水滤清釜(2)中设定液面高度的液位传感器向PLC控制台发送该热盐水到达液位的信号，由PLC控制台控制发送下一道工序的启动信号；其中：所述热盐水滤清釜(2)的滤清材料(4)为天然沸石或离子交换树脂；

步骤3，液体增流：液体增流泵(5)接收到步骤2所述PLC控制台发送的启动信号而开启运行，将热盐水通过液体输流管道(6)连续送入区隔式电解群(9)中进行电解；其中：所述液体增流泵(5)的功率为10-100w、扬程为25-35米；

步骤4，区隔式电解：区隔式电解群(9)中的电解液传感器接收到PLC控制台发送的启动信号即启动对电解液的电解，所述区隔式电解群(9)包括2至N个电解釜，每个电解釜之间通过液体增流管(8)连接；每个电解釜内均设有包括阳极极板与阴极极板组成的单对电极(7)，单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为2-10mm；所述单对电极(7)与电解釜外部的直流电源连接，每个电解釜中的单对电极(7)的电功率相等或不相等；所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度不小于1米/秒；所述液体增流管(8)的管口直径为液体输流管(6)的管口直径的1/2至3/4；经电解工序制备的电解液成品被送入下一道工序处理。

下面以本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的次氯酸钠产能为100克/小时计，进一步公开本发明的部分条件选择的具体实施例。

实施例1。

按照本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置以及优选方案确定实施条件如下：

所述盐水加热釜(1)的加热器(3)设置在盐水加热釜(1)的内部；盐水加热釜(1)中定制的盐水浓度按重量百分含量计为1％、盐水温度为70℃；盐水加热釜(1)中的盐水的水流速度为1米/秒。

所述热盐水滤清釜(2)中的滤清材料(4)为天然沸石；滤清材料(4)的装填高度不大于盐水加热釜(1)与热盐水滤清釜(2)两釜毗联的上部流道口(10)。

所述液体增流泵(5)的电功率为40w、扬程为30米。

所述电解釜为4个，每个电解釜分别通过液体增流管道(8)连接并依次纵向设置，构建为立式结构的区隔式电解群(9)，所述区隔式电解群(9)的总电功率为500w。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为2mm；每个电解釜设有液体进口(11)和液体出口(12)。参见图3。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的电功率相等；如实施例1为采用4个电解釜构建的区隔式电解群(9)，其中每个电解釜的电功率均为125w。

所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度为1米/秒。

所述液体增流管(8)的管口直径为10mm；液体输流管(6)的管口直径的20mm。

实施例2。

所述盐水加热釜(1)的加热器(3)设置在盐水加热釜(1)的内部或盐水加热釜(1)的外部；盐水加热釜(1)中定制的盐水浓度按重量百分含量计为2％、盐水温度为50℃；盐水加热釜(1)中的盐水的水流速度为1.2米/秒。

所述热盐水滤清釜(2)的滤清材料(4)为离子交换树脂；滤清材料(4)的装填高度不大于盐水加热釜(1)与热盐水滤清釜(2)两釜毗联的上部流道口(10)。

所述液体增流泵(5)的电功率为10w、扬程为25米。

所述电解釜为4个，每个电解釜分别通过液体增流管道(8)连接并依次横向设置，构建为卧式结构的区隔式电解群(9)，所述区隔式电解群(9)的总电功率为500w。参见图2。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为5mm；每个电解釜设有液体进口(11)和液体出口(12)。参见图3。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的电功率不相等；实施例2为采用4个电解釜构建的区隔式电解群(9)，其中：第一釜中的单对电极(7)的电功率为125w；第二釜中的单对电极(7)的电功率为110w；第三釜中的单对电极(7)的电功率为130w；第四釜中的单对电极(7)的电功率为135w。

所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度为1.2米/秒。

所述液体增流管(8)的管口直径为12mm；液体输流管(6)的管口直径的20mm。

实施例3。

本发明所述盐水加热釜(1)的加热器(3)设置在盐水加热釜(1)的外部；盐水加热釜(1)中定制的盐水浓度按重量百分含量计为3％、盐水温度为100℃；盐水加热釜(1)中的盐水的水流速度为1.35米/秒。

所述热盐水滤清釜(2)的滤清材料(4)为天然沸石；滤清材料(4)的装填高度不大于盐水加热釜(1)与热盐水滤清釜(2)两釜毗联的上部流道口(10)。

所述液体增流泵(5)的电功率为100w、扬程为35米。

所述电解釜为4个，每个电解釜分别通过液体增流管道(8)连接并依次纵向设置，构建为立式结构的区隔式电解群(9)，所述区隔式电解群(9)的总电功率为500w。参见图1。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为10mm；每个电解釜设有液体进口(11)和液体出口(12)。参见图3。

所述每个电解釜中的单对电极(7)的电功率不相等；实施例3为采用4个电解釜构建的区隔式电解群(9)，其中：第一釜中的单对电极(7)的电功率为110w；第二釜中的单对电极(7)的电功率为120w；第三釜中的单对电极(7)的电功率为130w；第四釜中的单对电极(7)的电功率为140w。

所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度为1.35米/秒。

所述液体增流管(8)的管口直径为15mm；液体输流管(6)的管口直径的20mm。

以上本发明的具体实施方式中凡未涉及到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。

本发明经反复试验验证，取得了满意的试用效果。

以上具体实施方式及实施例是对本发明提出的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置及实现方法技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于：包括洁净盐水釜通过带液体输流管(6)的液体增流泵(5)与区隔式电解群(9)连接；所述洁净盐水釜包括带加热器(3)的盐水加热釜(1)与带滤清材料(4)的热盐水滤清釜(2)毗联，所述盐水加热釜(1)中的盐水温度为50-100℃；所述液体增流泵(5)的电功率为10-100w、扬程为25-35m；所述区隔式电解群(9)包括2至N个电解釜，其中每个电解釜之间通过液体增流管(8)连接；每个电解釜内均设有包括阳极极板与阴极极板的单对电极(7)，所述单对电极(7)与电解釜外部的直流电源连接；所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度不小于洁净盐水釜中的盐水的水流速度。

2.根据权利要求1所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述盐水加热釜(1)的加热器(3)设置在盐水加热釜(1)的内部或盐水加热釜(1)的外部；所述盐水加热釜(1)中的盐水温度为70℃。

3.根据权利要求2所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述热盐水滤清釜(2)的滤清材料(4)为天然沸石或离子交换树脂。

4.根据权利要求3所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述液体增流泵(5)的电功率为40w、扬程为30米。

5.根据权利要求4所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述通过液体增流管道(8)连接的2至N个电解釜依次纵向或横向设置。

6.根据权利要求5所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述每个电解釜中的单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为2-10mm。

7.根据权利要求6所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述每个电解釜中的单对电极(7)的电功率相等或不相等。

8.根据权利要求7所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述洁净盐水釜中盐水的水流速度与区隔式电解群(9)中电解液的液流速度均不小于1米/秒。

9.根据权利要求8所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置，其特征在于，所述液体增流管(8)的管口直径为液体输流管(6)的管口直径的1/2至3/4。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种集成式防结垢的次氯酸钠发生器装置的实现方法，其特征在于，它包括由盐水加热、热盐水洁净、液体增流和区隔式电解工序构建的流程式连续工艺，具体实施步骤如下：

步骤1，盐水加热：将上一道工序定制浓度的盐水连续加入到洁净盐水釜的带加热器(3)的盐水加热釜(1)中，当该盐水液位到达盐水加热釜(1)高度的2/3时，盐水加热釜(1)中设定液面高度的液位传感器向PLC控制台发送该盐水到达液位的信号，由PLC控制台控制加热器(3)对盐水加热，得到设定温度的热盐水；其中：所述盐水加热釜(1)中定制的盐水浓度按重量百分含量计为1-3％、盐水加热温度为50-100℃；盐水加热釜(1)中的盐水的水流速度不小于1米/秒；

步骤2，热盐水洁净：将步骤1得到的热盐水从盐水加热釜(1)与热盐水滤清釜(2)两釜毗联的上部流道口(10)流入热盐水滤清釜(2)中，并在热盐水滤清釜(2)中溢满滤清材料(4)，当热盐水到达所述上部流道口(10)的液位时，热盐水滤清釜(2)中设定液面高度的液位传感器向PLC控制台发送该热盐水到达液位的信号，由PLC控制台控制发送下一道工序的启动信号；其中：所述热盐水滤清釜(2)的滤清材料(4)为天然沸石或离子交换树脂；

步骤3，液体增流：液体增流泵(5)接收到步骤2所述PLC控制台发送的启动信号而开启运行，将热盐水通过液体输流管道(6)连续送入区隔式电解群(9)中进行电解；其中：所述液体增流泵(5)的功率为10-100w、扬程为25-35米；

步骤4，区隔式电解：区隔式电解群(9)中的电解液传感器接收到PLC控制台发送的启动信号即启动对电解液的电解，所述区隔式电解群(9)包括2至N个电解釜，每个电解釜之间通过液体增流管(8)连接；每个电解釜内均设有包括阳极极板与阴极极板组成的单对电极(7)，单对电极(7)的阳极极板与阴极极板之间的距离为2-10mm；所述单对电极(7)与电解釜外部的直流电源连接，每个电解釜中的单对电极(7)的电功率相等或不相等；所述区隔式电解群(9)中的电解液的液流速度不小于1米/秒；所述液体增流管(8)的管口直径为液体输流管(6)的管口直径的1/2至3/4；经电解工序制备的电解液成品被送入下一道工序处理。