CN110668536A

CN110668536A - 一种电解水设备

Info

Publication number: CN110668536A
Application number: CN201911103199.XA
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Shanghai Juna New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Juna New Material Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-01-10

Abstract

本发明提供了一种电解水设备，包括阳极槽、阴极槽以及位于阳极槽和阴极槽之间的离子交换膜；阴极槽包括：一开口，位于所述阴极槽底部，用于将阴极槽内的沉淀物排出；过滤部件，设置于开口的下方；回收部件，设置于过滤部件的外部，将从过滤部件出来的液体进行回收。本发明利用过滤部件来阻挡过滤沉淀物，实现了对阴极槽内电解液的过滤，利用回收部件来回收过滤后的液体，从而实现对过滤后的液体的循环利用，节约了能源，降低了成本。

Description

一种电解水设备

技术领域

本发明涉及电解水技术领域，具体涉及一种电解水设备。

背景技术

现有的电解水装置因两个电极之间的距离较大，使得电解水效率较低，并且结构复杂装配拆卸困难，导致使用范围受限。再者，通常采用石棉纸作为隔膜会降低氢气与氧气纯度；有些电解装置的气路与电解槽分离的一体化程度低，没有电解液循环体系等。

此外，电解水制氧技术是指利用水电解法制取氧气和氢气的技术。电解水产生的氧气用于生产生活应用，而电解水产生的氢气进行回收。由于氢气是易燃易爆危险气体，所以不能直接将氢气排放到周围环境中。而采用存储瓶对氢气进行回收，由于存储瓶体积较大，导致整个制氧设备的占有体积较大，使用不方便。

此外，对含有沉淀物的电解液进行过滤过程中，虽然可以过滤掉沉淀物，但是，对过滤后的电解液直接排放掉；而且，沉淀物并不是都流向过滤网，而是有一部分沉淀物会附着在侧壁上，从而降低过滤效果；此外，由于沉淀物阻挡在过滤网上，会导致过滤网上的沉淀物中含有一些液体，从而导致过滤网滴水不断，延长过滤时间，降低过滤效率。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种电解水设备，增加了阴极槽中产生的沉淀的过滤结构和电解液回收结构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电解水设备，包括阳极槽、阴极槽以及位于阳极槽和阴极槽之间的离子交换膜；所述阴极槽包括：

一开口，位于所述阴极槽底部，用于将阴极槽内的沉淀物排出；

过滤部件，设置于开口的下方；

回收部件，设置于所述过滤部件的外部，将从过滤部件出来的液体进行回收。

在一些实施例中，所述过滤部件具有过滤腔，过滤腔具有侧壁和底部，所述过滤部件的底部设置有过滤网；所述过滤部件的一侧壁设置有第一进气口，所述过滤部件与第一进气口相对的侧壁设置有第一抽滤口。

在一些实施例中，所述回收部件围绕在所述过滤部件外部周围。

在一些实施例中，所述回收部件具有内腔，所述过滤部件位于所述回收部件的内腔内的上部。

在一些实施例中，所述回收部件的内腔顶部具有开口，使得所述过滤部件陷入所述内腔内。

在一些实施例中，所述内腔的底部设置有回流口。

在一些实施例中，所述内腔的底部具有倾斜面，在所述倾斜面逐渐降低的一侧的内腔侧壁设置有回流口。

在一些实施例中，所述回收部件围绕在所述过滤部件的侧壁外部周围；所述回收部件的与所述第一进气口相对的侧壁设置有第二进气口，一进气管道依次贯穿插入第一进气口和第二进气口，使得气体从沿进气管道穿过回收部件直接进入所述过滤腔内；所述回收部件与所述第二进气口相对的所述的侧壁上还设置有第二抽滤口。

在一些实施例中，所述阴极槽内壁下部具有倾斜光滑侧壁，倾斜侧壁使得腔体向下逐渐变窄。

在一些实施例中，所述倾斜光滑侧壁与水平面的夹角大于45°。

在一些实施例中，所述阴极槽靠近所述开口的侧壁上设置有振荡器。

本发明的电解水设备，利用过滤部件来阻挡过滤沉淀物，利用回收部件来回收过滤后的液体，从而实现对过滤后的液体的利用。进一步的，过滤部件具有过滤腔，利用过滤腔侧壁的第一进气口和相对设置的第一抽滤口，来实现对腔体内的沉淀物的吸附作用，加快过滤，提高过滤效果；过滤腔底部设置过滤网，经过滤网的液体进入到回收部件；进一步的，回收部件设置于过滤部件外部周围，从而确保过滤后的液体都进入到回收部件；进一步，在回收部件的内腔底部设置回流口，从而将过滤后的液体再次回流使用；此外，在内腔的底部设置倾斜面，可以将过滤后的液体引向回流口，增加回流效果。此外，阴极槽的底部还可以设置倾斜光滑侧壁，使得落入阴极槽底部的沉淀能够顺着倾斜光滑侧壁向下滑动而流到过滤部件上，不仅起到倒流作用，还增加了过滤效果。进一步的，在开口处设置阀门，阀门的启闭能控制开口的启闭，从而可以控制沉淀物呈脉冲形式流到过滤部件上。此外，在阴极槽靠近开口的侧壁上设置有振荡器，流入上述倾斜光滑侧壁上设置振荡器，例如超声振荡器，从而振落粘附在侧壁上的沉淀物，提高过滤效率。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的电解水设备的结构示意图

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合具体实施例，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

以下结合具体实施例和附图1对本发明作进一步详细说明。

本实施例中，请参阅图1，电解水设备具有电解槽00，包括：阳极A、阳极槽01、阴极B、阴极槽02以及位于阳极槽01和阴极槽02之间的离子交换膜03；阴极B和阳极A连接电源04。

阳极A和阴极B施加电压时，电解槽00内的水分子被电离形成H⁺和OH^-离子，OH^-向阳极A聚集，释放电子，被氧化形成O₂气体。H⁺向阴极B移动聚集。

而阴极槽02包括：一开口203，位于阴极槽02底部，用于将阴极槽02内的沉淀物排出；过滤部件05，设置于开口203的下方；回收部件06，设置于过滤部件05的外部，将从过滤部件05出来的电解液进行回收。阴极槽02中容纳有添加比氢的氧化性强的金属盐溶液的电解液，较佳的，金属盐溶液中的金属元素有Au、Ag、Pd、Cu、Mn、Bi、Cr、Ge等。此外，在电解液中还可以添加缓冲剂等添加剂，从而控制金属盐溶液中金属离子被还原的速度。需要说明的是，这些金属盐在水中溶解度大，电解液无污染，电解时无有毒气体产生，如SO_x,NO_x,Cl₂等，所选金属离子易被还原，活动性弱于H⁺，还原电位高于H⁺至少200mV。

在阳极A和阴极B施加电压时，阴极槽02内，在阴极B处金属盐被还原形成金属单质而下沉从开口203进入过滤部件05，且被阻挡在过滤部件05，而过滤的电解液流入到回收部件06中；H⁺不能被还原而不能形成H₂气体。

这里，阴极B可以采用阴极阵列，采用挂钩组件07将阴极阵列与电源04电连接。为了方便换取阴极B，采用挂钩组件07与电源04电连接。具体的，挂钩组件07不具有挂钩的一端固定在与电源04连接的导线上，另一端具有挂钩，阴极B挂在挂钩上。此外，挂钩可以为多个，阴极B通过一个叉指支架08连接，叉指支架08的顶部挂在挂钩上。

为了进一步避免金属沉淀在阴极槽02侧壁的附着以及在阴极槽02底部的附着，在阴极槽02内壁下部还设置有倾斜光滑侧壁201，倾斜光滑侧壁201使得阴极槽02的腔体向下逐渐变窄，较佳的，倾斜光滑侧壁201与水平面的夹角大于45°，不仅对液体起到向下的导向作用，还对金属沉淀施加向下的作用力，避免附着在侧壁上。进一步的，阴极槽02的侧壁且靠近开口203的位置设置有振荡器202，振荡器202可以为超声振荡器等，利用振荡作用促进金属沉淀和液体向下流动，进一步避免附着在侧壁201上。

如图1所示，过滤部件05具有过滤腔Q1，过滤腔Q1具有侧壁和底部，过滤部件05的底部设置有过滤网；过滤部件05的一侧壁设置有第一进气口502，过滤部件05与第一进气口502相对的侧壁设置有第一抽滤口501。第一进气口502和第一抽滤口501构成第一级抽吸过滤结构。特别的，在阴极槽02的底部开口203设置一开关，开关控制开口203的启闭。在一种情况下，回收部件06围绕在过滤部件05的侧壁外部周围，回收部件06的与第一进气口502相对的侧壁设置有第二进气口602，一进气管道依次贯穿插入第一进气口502和第二进气口602，使得气体从沿进气管道穿过回收部件06直接进入过滤腔Q1内；回收部件06与第二进气口602相对的侧壁上还设置有第二抽滤口601，第二进气口602与第二抽滤口601构成第二极抽吸过滤结构。因此，通过开关开启阴极槽02底部的开口203持续第一时间，经过第一级抽吸过滤结构实现第一级抽滤加快进入阴极槽02底部开口203的金属沉淀进入过滤部件05中。第一时间结束后，关闭阴极槽02底部开口203。然后，开启第二抽吸过滤结构进行第二极抽吸过滤，增加抽吸过滤的强度，使得在过滤部件05上的金属沉淀中的水分进一步进入回收部件06中，提高电解液的回收效率。

这里，回收部件06围绕在过滤部件05外部周围设置。回收部件06还可以具有一内腔Q2，过滤部件05位于回收部件06的内腔Q2内的上部。较佳的，回收部件06的内腔Q2顶部具有开口，使得过滤部件05陷入内腔Q2内，从而确保整个过滤部件05和回收部件06之间的结合性，避免从阴极槽02出来的液体流到回收部件06外部。

在回收部件06的内腔Q2的底部还设置有回流口602，用于回收液体。较佳的，在内腔Q2的底部设置有倾斜面，倾斜面向回流口602逐渐降低倾斜，对液体起到导向作用，加快液体的排出。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims

1.一种电解水设备，包括阳极槽、阴极槽以及位于阳极槽和阴极槽之间的离子交换膜；其特征在于，所述阴极槽包括：

过滤部件，设置于开口的下方；

2.根据权利要求1所述的电解水设备，其特征在于，所述过滤部件具有过滤腔，过滤腔具有侧壁和底部，所述过滤部件的底部设置有过滤网；所述过滤部件的一侧壁设置有第一进气口，所述过滤部件与第一进气口相对的侧壁设置有第一抽滤口。

3.根据权利要求1所述的电解水设备，其特征在于，所述回收部件围绕在所述过滤部件外部周围。

4.根据权利要求3所述的电解水设备，其特征在于，所述回收部件具有内腔，所述过滤部件位于所述回收部件的内腔内的上部。

5.根据权利要求4所述的电解水设备，其特征在于，所述回收部件的内腔顶部具有开口，使得所述过滤部件陷入所述内腔内。

6.根据权利要求4所述的电解水设备，其特征在于，所述内腔的底部设置有回流口。

7.根据权利要求4所述的电解水设备，其特征在于，所述内腔的底部具有倾斜面，在所述倾斜面逐渐降低的一侧的内腔侧壁设置有回流口。

8.根据权利要求2所述的电解水设备，其特征在于，所述回收部件围绕在所述过滤部件的侧壁外部周围；所述回收部件的与所述第一进气口相对的侧壁设置有第二进气口，一进气管道依次贯穿插入第一进气口和第二进气口，使得气体从沿进气管道穿过回收部件直接进入所述过滤腔内；所述回收部件与所述第二进气口相对的所述的侧壁上还设置有第二抽滤口。

9.根据权利要求1所述的电解水设备，其特征在于，所述阴极槽内壁下部具有倾斜光滑侧壁，倾斜侧壁使得腔体向下逐渐变窄。

10.根据权利要求9所述的电解水设备，其特征在于，所述倾斜光滑侧壁与水平面的夹角大于45°。

11.根据权利要求1或9所述的电解水设备，其特征在于，所述阴极槽靠近所述开口的侧壁上设置有振荡器。