CN117779121B - 一种动态电解分离提纯装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态电解分离提纯装置及系统,属于分离提纯技术领域,解决了现有技术中分离提纯效率和质量较低的技术问题。至少包括反应容器;反应容器的内部至少形成一反应腔室;反应腔室的内壁面作为阴极;阳极,可置于反应腔室内;电解液在反应腔室内发生电解反应;连接端口,使反应腔室与输送不同种类的电解液的输送管路连通,且允许电解液呈动态循环的流动形式在反应腔室内发生电解反应。反应腔室的内壁面既作为承载电解液的腔室使用,又作为阴极使用,使得反应腔室不具备多余的非电解区域,减少目标元素的残留;反应装置的容积大小不再拘束电解液的反应体量,从而使得即使在较小容积下依旧能够实现大体量的电解液的电解反应。
Description
技术领域
本发明属于物质分离提纯技术领域,涉及提高分离提纯效率和质量的技术,具体涉及一种动态电解分离提纯装置及系统。
背景技术
分离和提纯是指试样在进行测定(或检出)以前,常常需要使待测(或检出)物质与干扰物质彼此分离。其中,物质的分离是指将混合物中的不同物质分开,而且各物质还要保持原来的化学成分和物理状态;物质的提纯是指将混合物净化除去其杂质,得到混合物中的主体物质,提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。
混合物的分离方法有许多种,但根据其分离的本质可分为两大类,一类是化学分离法,另一类就是物理法。其中,电解为常用的分离提纯的手段,电解是利用在作为电子导体的电极与作为离子导体的电解质的界面上发生的电化学反应进行化学品的合成高纯物质的制造以及材料表面的处理的过程。通电时,电解质中的阳离子移向阴极,吸收电子,发生还原反应,生成新物质;电解质中的阴离子移向阳极,放出电子,发生氧化反应,生成新物质。
当通过电解反应对放射性元素进行提取时,例如从90Sr-90Y体系中分离90Y时,采用现有技术中的电解池存在下述问题:
其一,电解池的容积是一定的,由此导致其只能装载最大容积的电解液以进行电解反应,若期望提高电解液的体量,只能更换容积更大的电解池;
其二,现有技术中的电解池的结构通常是:玻璃器皿(或其他材质的器皿)加两个电极的结构,由于目标元素不仅会吸附在阴极表面,还会残留在玻璃器皿的表面,由此造成目标元素残留量的增加,且,由于目标元素具有一定的放射性,因此也会对操作人员造成伤害。
另,电解液是处于相对静态的形式在电解池中发生电解反应,电解效率较低,且,目标元素是具有一定放射性的,其电解反应的周期越长,造成的安全隐患就相对越高;另外,放射性元素电解过程中,需要在每个阶段注入不同种类的电解液,以确保目标元素获取的纯度,然而现有技术中的电解池无法实现不同种类电解液的切换注入过程。
发明内容
为解决上述现有技术问题,本发明提供一种动态电解分离提纯装置及系统。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
提供一种动态电解分离提纯装置,至少包括:
反应容器,所述反应容器呈管状;
且,所述反应容器的内部至少形成一反应腔室;
其中,所述反应腔室的内壁面连接电源以作为阴极;
阳极,可置于所述反应腔室内;
其中,电解液在所述反应腔室内发生电解反应,且目标元素吸附于所述阴极;
其中,所述反应腔室至少具有:
连接端口,设置于所述反应容器的两侧,且与所述反应腔室连通;
其中,所述连接端口具有连接结构;
且,在工作状态下,所述连接结构与输送不同种类的电解液的输送管路的端口连接,以使反应腔室和输送管路连通,且允许所述电解液呈动态循环的流动形式在所述反应腔室内发生电解反应。
优选地,所述连接端口为:
液口一和液口二;
其中,所述液口一和所述液口二分别连通于所述反应腔室的两端;
其中,所述液口一和所述液口二连通有输送管路;
且,所述输送管路与所述反应容器构成闭环循环回路,所述电解液以动态循环的形式在所述反应腔室内发生电解反应。
优选地,所述阳极至少具有:
一阳极发生面;
其中,所述阳极发生面全部暴露于所述反应腔室内;
以及,所述阴极至少具有:
一阴极发生面;
其中,所述阴极发生面的辐射区域至少覆盖全部的阳极发生面;
且,所述阳极发生面和所述阴极发生面相对设置,两者之间形成用于所述电解液动态循环的电解通道。
优选地,所述反应容器具有:
开放口一和开放口二;
其中,所述开放口一和所述开放口二使得所述反应腔室在未承载电解液状态下呈开放结构;
以及,还包括:
密封件一和密封件二;
其中,所述密封件一连接至所述开放口一,所述密封件二连接至所述开放口二;
且,所述密封件一和密封件二使得所述反应腔室在承载电解液状态下呈现密封结构。
优选地,所述反应容器至少具有:
层体一和层体二;
所述层体一至少为绝缘层,所述层体二至少为导电层;
其中,所述层体二围合形成所述反应腔室,且其壁面作为阴极。
优选地,所述阳极发生面和所述阴极发生面相对设置,两者之间形成用于所述电解液动态循环的电解通道,所述电解通道的间隙为L,且,L的取值范围为:2至10mm。
优选地,所述阳极发生面的面积为S1,所述阴极发生面的面积为S2:
且,S1与S2满足:S1=S2×K1,K1的取值范围是:0.1至0.5。
优选地,在所述反应容器的轴线方向,所述液口一和所述液口二与所述轴线方向至少形成夹角a;
且,所述夹角a使得所述电解液以呈现夹角a的流动路径进入或流出所述反应腔室。
优选地,所述液口一和所述液口二还具有:
端口一和端口二;
其中,所述端口一为所述液口一与所述反应腔室连通的进液口,以及所述端口二为所述液口二与所述反应腔室连通的进液口;
且,所述端口一和所述端口二的截面面积S3与所述反应腔室的截面面积S4至少满足:
S3=S4×K2,K2的取值范围是:0.8至1.1。
优选地,所述端口一和所述端口二均具有:
缓流区域;
至少在第一方向上,所述缓流区域呈现截面尺寸渐增的趋势;
所述第一方向为由所述液口一或所述液口二至所述反应腔室的方向。
本发明还提供一种动态电解分离提纯系统,至少包括:
如上述技术方案中任一项所述的动态电解分离提纯装置;
介质容器,所述介质容器为多个,且每个所述介质容器承载有一种用于电解反应不同阶段下所对应的溶液;
连接管路,每个所述连接管路具有:
连接端一和连接端二;
控制阀一和控制阀二;
其中,所述连接端一与所述控制阀一连通,所述控制阀一与所述动态电解分离提纯装置的液口一连通,以及所述连接端二与所述控制阀二连通,所述控制阀二与所述动态电解分离提纯装置的液口二连通,以形成电解液的动态循环回路。
本发明提供一种动态电解分离提纯装置及系统,本发明的有益效果体现在:
其一,反应腔室的内壁面既作为承载电解液的腔室使用,又作为阴极使用,使得反应腔室不具备多余的非电解区域,从而减少目标元素的残留;
其二,反应装置的容积大小不再拘束电解液的反应体量,从而使得即使在较小容积下依旧能够实现大体量的电解液的电解反应;
其三,实现复杂电解反应,尤其是需要在不同阶段切换不同种类电解液情况的电解需求,从而保证目标元素,尤其是放射性元素连续电解过程;
其四,使电解液能够以动态循环过程进行电解,提高电解液的混合程度,以及保证目标元素均匀有序的电解。
附图说明
图1为本发明提出的动态电解分离提纯装置的立体图之一;
图2为本发明提出的动态电解分离提纯装置的立体图之二;
图3为本发明提出的动态电解分离提纯装置的主视剖视图;
图4为本发明提出的动态电解分离提纯装置中反应容器的透视图;
图5为图1所示结构的侧视图;
图6为本发明提出的动态电解分离提纯装置中密封件一的结构图;
图7为本发明提出的动态电解分离提纯装置中密封件二的结构图。
附图标记说明:
1、反应容器;101、反应腔室;102、层体一;103、层体二;2、连接端口;201、液口一;2011、端口一;202、液口二;2021、端口二;301、阳极发生面;302、阴极发生面;401、密封件一;402、密封件二;5、缓流区域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图7所示,本发明提供的具体实施例如下:
如图1至图7所示,本发明第一个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,至少包括:
反应容器1,所述反应容器1呈管状;
且,所述反应容器1的内部至少形成一反应腔室101;
其中,所述反应腔室101的内壁面连接电源以作为阴极;
阳极,可置于所述反应腔室101内;
其中,电解液在所述反应腔室101内发生电解反应,且目标元素吸附于所述阴极;
其中,所述反应腔室101至少具有:
连接端口2,设置于所述反应容器1的两侧,且与所述反应腔室101连通;
其中,所述连接端口2具有连接结构;
且,在工作状态下,所述连接结构与输送不同种类的电解液的输送管路的端口连接,以使反应腔室101和输送管路连通,且允许所述电解液呈动态循环的流动形式在所述反应腔室101内发生电解反应。
在本实施例中,反应容器1的反应腔室101的内壁面构成阴极,阳极可置于反应腔室101,即阴极内。且,反应容器1呈现管状,由此使得阴极围合在阳极的周围,以提高电解反应的发生面积,从而提高电解反应的效率和质量。其中,可根据获取目标元素的不同,选择阴极和阳极为不同材料,例如,阴极可为铂管,阳极可为铂柱,铂柱可插入在铂管内以构成电解结构。
可见,反应腔室101的内壁面既作为承载电解液的器皿壁面存在,以为电解反应提供空间,又作为阴极使用,使得反应容器1不存在非电解区域或壁面(即现有技术中的玻璃器皿的内壁面),由此避免目标元素在非电解区域的残留,确保装置的安全性。
且,在上述基础上,对反应腔室101进行了优化。在现有技术中,电解池通常在工作状态下处于封闭性结构,此结构导致电解液在电解池内只能保持相对静止的形态发生电解反应,由此导致对于一些需要进行复杂电解反应的目标元素来说,其无法满足电解需求,例如在不同阶段下替换不同种类的电解液。以及,现有技术中的反应腔室101的容积决定了电解液的体量,进而造成电解反应的局限性。
基于此,反应腔室101具有连接端口2,连接端口2使得反应腔室101在工作状态下不再处于完全封闭的结构,由此使得反应腔室101可与输送不同种类电解液的输送管路连通。
具体地,在其一阶段下,反应腔室101与输送原料液(含有目标元素的电解液)的输送管路连通,此阶段下,原料液在反应腔室101内进行电解,以使目标元素吸附于阴极。
在下一阶段下,原料液退回至承载其的容器,此时反应腔室101接通此阶段下所需电解液的输送管路,由此继续进行电解液的循环过程。
其余阶段的步骤与前述阶段的步骤相同,区别在于反应腔室101接通的是不同阶段下所需电解液的输送管路,在此不再赘述。
另外,连接端口2可以为多组,以分别连通不同的输送管路,此形式虽能够实现期望的效果,但是会造成反应容器1的体积增加,且多支输送管路的控制较为繁琐。
由此,提供一种连接端口2的优化结构,即连接端口2为两组,分别置于反应容器1的两端,以作为进液口和出液口使用。对应地,输送管路的两端通过连接结构分别与进液口和出液口连通,以及,输送管路具有多个分支管路,每个分支管路与一个承载电解液的容器连通,由此使得反应容器1在较小规格内即可实现电解液的切换和动态循环过程。其中,连接结构可以为螺纹连接的形式,或管箍连接的形式,在此不做具体限定。
另外,当反应腔室101允许电解液呈动态循环形式进行电解反应时,能够进一步地提高电解效率。原因在于,电解液在流动的过程中会进一步地混合,可以理解为,已经被电解后而具有较低含量(目标元素含量)的电解液与未被电解而具有较高含量(目标元素含量)会不断的混合,从而使得其混合程度均匀,其携带目标元素的含量趋近于一致,由此在无需调整电压等操作下实现目标元素的均匀有序电解。
且,反应容器1的容积不再决定电解液的体量,整个循环管路、反应装置以及承载电解液的介质容器共同决定了电解液的体量,由此满足大体量的电解液的电解需求,使其不再受控于反应容器1的容积,从而提高电解反应的效率和质量。
综上所述,本实施例提供的动态电解反应至少具备:
其一,反应腔室的内壁面既作为承载电解液的腔室使用,又作为阴极使用,使得反应腔室不具备多余的非电解区域,从而减少目标元素的残留;
其二,反应装置的容积大小不再拘束电解液的反应体量,从而使得即使在较小容积下依旧能够实现大体量的电解液的电解反应;
其三,实现复杂电解反应,尤其是需要在不同阶段切换不同种类电解液情况的电解需求,从而保证目标元素,尤其是放射性元素连续电解过程;
其四,使电解液能够以动态循环过程进行电解,提高电解液的混合程度,以及保证目标元素均匀有序的电解。
本发明第二个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在第一个实施例的基础上,所述连接端口2为:
液口一201和液口二202;
其中,所述液口一201和所述液口二202分别连通于所述反应腔室101的两端;
其中,所述液口一201和所述液口二202连通有输送管路;
且,所述输送管路与所述反应容器1构成闭环循环回路,所述电解液以动态循环的形式在所述反应腔室101内发生电解反应。
在本实施例中,对连接端口2进行了限定。其中,连接端口2包括液口一201和液口二202,以用于电解液进入或流出反应腔室101。
且,液口一201和液口二202与输送管路连通,由此构成一个闭环循环回路,需要说明的是,每种电解液的输送管路与反应腔室101均形成独立的闭环循环回路,以此避免不同电解液在未电解时发生化学反应。
更为具体地,每种电解液包括两种状态;
一种状态下,电解液在反应腔室101和其对应的输送管路之间动态循环,以此完成不同阶段下的电解反应;
另一种状态下,即在当前阶段至下一阶段的过渡节点时,当前阶段的电解液退回至用于承载其的容器内。
上述过程可见,每种电解液能够在不同电解阶段下有序的进行本申请期望的电解反应,从而保证工序的秩序性,进而提高电解反应的效率和质量。
如图1至图5所示,本发明第三个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,所述阳极至少具有:
一阳极发生面301;
其中,所述阳极发生面301全部暴露于所述反应腔室101内;
以及,所述阴极至少具有:
一阴极发生面302;
其中,所述阴极发生面302的辐射区域至少覆盖全部的阳极发生面301;
且,所述阳极发生面301和所述阴极发生面302相对设置,两者之间形成用于所述电解液动态循环的电解通道。
在本实施例中,阳极形成有阳极发生面301,以及阴极形成有阴极发生面302。
且,阳极发生面301和阴极发生面302相对设置,优选地,阴极发生面302围合在阳极发生面301的四周。由于本申请允许电解液以动态循环的形式进行电解,虽然可通过增加循环次数来提高获取目标元素的量,但是,若循环次数过多,会导致电解反应的周期增加,从而增加操作风险。
基于此,本申请期望在缩短电解反应周期的基础上,提高单次循环所获取的目标元素的量。因此,阴极发生面302的面积与目标元素的获取量呈正相关,在反应容器1体积一定的基础上,通过使得阴极发生面302呈包围的形态与阳极发生面301形成关联,可在一定程度上提高单次循环时目标元素的获取量,进而提高电解反应的效率。
此外,阳极发生面301的长度方向、阴极发生面302的长度方向与电解液的流动方向一致,以增加电解液的电解行程,进而提高电解效率。
以及,电解通道的长度方向与电解液的流动方向一致,以保证电解液在流动过程中与阳极发生面301和阴极发生面302充分接触,进而保证电解的效率。
本发明第四个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,所述反应容器1具有:
开放口一和开放口二;
其中,所述开放口一和所述开放口二使得所述反应腔室101在未承载电解液状态下呈开放结构;
以及,还包括:
密封件一401和密封件二402;
其中,所述密封件一401连接至所述开放口一,所述密封件二402连接至所述开放口二;
且,所述密封件一401和密封件二402使得所述反应腔室101在承载电解液状态下呈现密封结构。
在本实施例中,反应容器1形成有开放口一和开放口二。此结构使得反应腔室101能够呈现开放状态,以方便取出阳极,以及方便对反应腔室101的表面状态进行检查,确保阴极发生面302能够处于较佳的状态承载电解反应的发生。
如图6至图7所示,另外,可通过密封件一401和密封件二402进行开放口一和开放口二的密封封堵。其中,液口一201和液口二202分别置于密封件一401和密封件二402上。在电解状态下,密封件一401和密封件二402装配至对应的开放口,以将反应腔室101密封,避免电解液泄漏。
密封件一401和密封件二402呈盖体的结构,并与开放口构成旋接,并可通过增加密封组件来提高密封性能。
如图5所示,本发明第五个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,所述反应容器1至少具有:
层体一102和层体二103;
所述层体一102至少为绝缘层,所述层体二103至少为导电层;
其中,所述层体二103围合形成所述反应腔室101,且其壁面作为阴极。
在本实施例中,反应容器1为多壳体构造。其中,层体一102具有绝缘性质,用于避免电流的泄漏,提高电解装置的安全性能。以及提高电解装置的密封性能,避免外部环境的介质,尤其是液体介质进入反应腔室101内。层体二103具有导线性质,以用于接通电流以作为阴极使用。
本发明第六个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,所述阳极发生面301的面积为S1,所述阴极发生面302的面积为S2:
且,S1与S2满足:S1=S2×K1,K1的取值范围是:0.1至0.5;
所述阳极发生面301和所述阴极发生面302相对设置,两者之间形成用于所述电解液动态循环的电解通道,所述电解通道的间隙为L,且,L的取值范围为:2至10mm。
在本实施例中,如前所述,由于阳极发生面301所辐射的区域为有效的电解区域,因此,当阴极发生面302足够覆盖阳极发生面301时,能够保证较为全面的获取到有效电解区域内的目标元素,从而提高目标元素的获取量。
优选地,当S1与S2满足:S1=S2×K1,K1的取值范围是:0.1至0.5时,能够在一定程度上确保阴极发生面302全面覆盖有效电解区域,从而保证电解效率。
本发明第七个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,在所述反应容器1的轴线方向,所述液口一201和所述液口二202与所述轴线方向至少形成夹角a;
且,所述夹角a使得所述电解液以呈现夹角a的流动路径进入或流出所述反应腔室101。
在本实施例中,对液口一201和液口二202的布置角度进行了限定。原因在于,若液口一201和液口二202与轴线方向一致,会造成电解液未经过缓冲进入到反应腔室101内,即新进入反应腔室101的电解液会给予正在发生电解反应的电解液一定动能,使其快速的流出电解反应区域,而造成此次循环的电解反应较为不彻底,从而提高了电解反应的周期。
因此,当电解液以呈现夹角a的流动路径进入到反应腔室101时,能够在一定程度上缓和电解液的动能,从而避免其对反应腔室101内的电解液造成过度干扰,进而保证单次循环下的电解反应较为彻底。
如图6至图7所示,本发明第八个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,所述液口一201和所述液口二202还具有:
端口一2011和端口二2021;
其中,所述端口一2011为所述液口一201与所述反应腔室101连通的进液口,以及所述端口二2021为所述液口二202与所述反应腔室101连通的进液口;
且,所述端口一2011和所述端口二2021的截面面积S3与所述反应腔室101的截面面积S4至少满足:
S3=S4×K2,K2的取值范围是:0.8至1.1。
在本实施例中,端口一2011和端口二2021的截面面积与反应腔室101的截面面积接近。原因在于,若端口一2011和端口二2021的截面面积较小时,会对电解液进行压缩,从而使得电解液的流动速度增加,即其会以较大的速度进入到反应腔室101,由此造成反应腔室101内的电解液的流动状态紊乱。若端口一2011和端口二2021的截面面积过大时,会造成部分电解液被挡止在两者的连接位置,从而使得此位置发生电解液的相互干涉,进而无法确保电解液以较为稳定的状态进入到反应腔室101。
基于此,当端口的截面面积S3与反应腔室101的截面面积S4满足S3=S4×K2,K2的取值范围是:0.8至1.1时,能够在一定程度上稳定电解液进入电解腔室的流动状态。
如图1所示,本发明第九个实施例提出了一种动态电解分离提纯装置,且在上一实施例的基础上,所述端口一2011和所述端口二2021均具有:
缓流区域5;
至少在第一方向上,所述缓流区域5呈现截面尺寸渐增的趋势;
所述第一方向为由所述液口一201或所述液口二202至所述反应腔室101的方向。
在本实施例中,端口一2011和端口二2021形成有缓流区域5,且缓流区域5呈现尺寸渐增的趋势,以确保电解液在进入到缓流区域5时,能够在缓流区域5的流动态势有所缓和,避免其以较大动能进入到反应腔室101内。
本发明第十个实施例提出了一种动态电解分离提纯系统(图中未示出),至少包括:
如上述实施例中任一项所述的动态电解分离提纯装置;
介质容器,所述介质容器为多个,且每个所述介质容器承载有一种用于电解反应不同阶段下所对应的溶液;
连接管路,每个所述连接管路具有:
连接端一和连接端二;
控制阀一和控制阀二;
其中,所述连接端一与所述控制阀一连通,所述控制阀一与所述动态电解分离提纯装置的液口一连通,以及所述连接端二与所述控制阀二连通,所述控制阀二与所述动态电解分离提纯装置的液口二连通,以形成电解液的动态循环回路。
在本实施例中,提供的动态电解分离提纯系统具备上述的全部有益效果,在此不再赘述。
另外,在具体工作时,控制阀一和控制阀二启动,以将承载其中一种电解液的介质容器与动态电解分离提纯装置连通,并构成闭环回路,使得此阶段下的电解在动态电解分离提纯装置发生电解反应。当此阶段结束时,使电解液退回至其对应的介质容器内,且控制阀一和控制阀二接通下一介质容器和动态电解分离提纯装置,以进行下一阶段的电解反应,其余阶段与前述过程相同。
有上述过程可知,对于目标元素具有放射性的电解反应,本实施例提供的动态电解分离提纯系统全程处于闭环且密封的状态,且无需人工干预,整个电解反应各个阶段有序的进行,确保工序的秩序性,进而保证目标元素获取的纯度。
在本发明的实施例的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系。
在本发明的实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体的连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中,需要理解的是,“-”和“~”表示的是两个数值之同的范围,并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A,且小于或等于B的范围。“A~B”表示大于或等于A,且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种动态电解分离提纯装置,其特征在于,至少包括:
反应容器,所述反应容器呈管状;
且,所述反应容器的内部至少形成一反应腔室;
其中,所述反应腔室的内壁面连接电源以作为阴极;
阳极,可置于所述反应腔室内;
其中,所述反应腔室至少具有:
连接端口,设置于所述反应容器的两侧,且与所述反应腔室连通;
其中,所述连接端口具有连接结构;
且,在工作状态下,所述连接结构与输送不同种类的电解液的输送管路的端口连接,以使反应腔室和输送管路连通,且允许所述电解液呈动态循环的流动形式在所述反应腔室内发生电解反应;
所述连接端口为:
液口一和液口二;
其中,所述液口一和所述液口二分别连通于所述反应腔室的两端;
其中,所述液口一和所述液口二连通有输送管路;
且,所述输送管路与所述反应容器构成闭环循环回路,所述电解液以动态循环的形式在所述反应腔室内发生电解反应;
所述液口一和所述液口二还具有:
端口一和端口二;
其中,所述端口一为所述液口一与所述反应腔室连通的进液口,以及所述端口二为所述液口二与所述反应腔室连通的进液口;
所述端口一和所述端口二均具有:
缓流区域;
至少在第一方向上,所述缓流区域呈现截面尺寸渐增的趋势;
所述第一方向为由所述液口一或所述液口二至所述反应腔室的方向。
2.根据权利要求1所述的动态电解分离提纯装置,其特征在于,所述阳极至少具有:
一阳极发生面;
其中,所述阳极发生面全部暴露于所述反应腔室内;
以及,所述阴极至少具有:
一阴极发生面;
其中,所述阴极发生面的辐射区域至少覆盖全部的阳极发生面;
且,所述阳极发生面和所述阴极发生面相对设置,两者之间形成用于所述电解液动态循环的电解通道。
3.根据权利要求2所述的动态电解分离提纯装置,其特征在于,所述反应容器具有:
开放口一和开放口二;
其中,所述开放口一和所述开放口二使得所述反应腔室在未承载电解液状态下呈开放结构;
以及,还包括:
密封件一和密封件二;
其中,所述密封件一连接至所述开放口一,所述密封件二连接至所述开放口二;
且,所述密封件一和密封件二使得所述反应腔室在承载电解液状态下呈现密封结构。
4.根据权利要求3所述的动态电解分离提纯装置,其特征在于,所述反应容器至少具有:
层体一和层体二;
所述层体一至少为绝缘层,所述层体二至少为导电层;
其中,所述层体二围合形成所述反应腔室,且其壁面作为阴极。
5.根据权利要求4所述的动态电解分离提纯装置,其特征在于,所述阳极发生面和所述阴极发生面相对设置,两者之间形成用于所述电解液动态循环的电解通道,所述电解通道的间隙为L,且,L的取值范围为:2至10mm。
6.根据权利要求1所述的动态电解分离提纯装置,其特征在于,在所述反应容器的轴线方向,所述液口一和所述液口二与所述轴线方向至少形成夹角a;
且,所述夹角a使得所述电解液以呈现夹角a的流动路径进入或流出所述反应腔室。
7.根据权利要求1所述的动态电解分离提纯装置,其特征在于,所述端口一和所述端口二的截面面积S3与所述反应腔室的截面面积S4至少满足:
S3=S4×K2,K2的取值范围是:0.8至1.1。
8.一种动态电解分离提纯系统,其特征在于,至少包括:
如上述权利要求1至7中任一项所述的动态电解分离提纯装置;
介质容器,所述介质容器为多个,且每个所述介质容器承载有一种用于电解反应不同阶段下所对应的溶液;
连接管路,每个所述连接管路具有:
连接端一和连接端二;
控制阀一和控制阀二;
其中,所述连接端一与所述控制阀一连通,所述控制阀一与所述动态电解分离提纯装置的液口一连通,以及所述连接端二与所述控制阀二连通,所述控制阀二与所述动态电解分离提纯装置的液口二连通,以形成电解液的动态循环。
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