CN210736908U

CN210736908U - 一种臭氧电解室

Info

Publication number: CN210736908U
Application number: CN201921497735.4U
Authority: CN
Inventors: 钟建华; 张文英
Original assignee: Guangzhou Deposon Electric Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou debaishun Blue Diamond Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2029-09-09

Abstract

一种臭氧电解室，包括电解室本体，电解室本体内设有阳极腔体和阴极腔体，阳极腔体和阴极腔体之间设有质子交换膜而将两者相隔开，阳极腔体内设有阳极片，阴极腔体内设有阴极片，阳极片和阴极片上设有通孔；阳极腔体上在阳极片的进水侧设有阳极进水口、在阳极片的出水侧设有阳极出水口，阳极出水口位于阳极片与质子交换膜之间；阴极腔体上设有阴极进水口和阴极出水口。本实用新型利用阳极腔体的电解氧化作用制备臭氧或者降解有机物，而利用纯水作为阴极腔体的电解物质可有效避免阴极片上聚集水垢而影响电解效率，可提高电解室的使用寿命至原来的数倍之多。

Description

一种臭氧电解室

技术领域

本实用新型涉及臭氧电解技术领域，具体涉及了一种臭氧电解室。

背景技术

电解池通常用于生产各种化学品，而电解池的其中应用之一为生产臭氧，由于臭氧能够有效杀灭病原体和细菌，因此被认为是一种有效的消毒剂。与此同时，现有技术已经将电解池应用于产生臭氧水，并利用臭氧水进行医疗护理消毒、家居卫生清洁消毒、种植养殖业消毒以及污水处理等众多领域。

现有的用于制备臭氧或臭氧水的电解池基本结构为由阳极和阴极组成的或者由阳极、阴极和夹在中间的起质子交换作用的膜组成其中也不乏夹在电极中间的起其他作用的膜。在实际运用过程中，现有的臭氧水电解装置存在以下缺点：由于电解过程中，阴极片和阳极片的电极性质是不变的，阴极片和阳极片之间的间距是固定的，因此电解室中形成的电场也是固定不变的，在电解的过程中容易在阴极片表面形成水垢且无法清理，久而久之阴极片表面的水垢会堆积成一层薄膜，这样会使阴极片无法接触水，进而影响电解室制备臭氧效率，同时也会导致电解室的使用寿命缩短。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种臭氧电解室，能够避免电解室的阴极片聚集水垢，大幅度延长电解室使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种臭氧电解室，包括电解室本体，电解室本体内设有阳极腔体和阴极腔体，阳极腔体和阴极腔体之间设有质子交换膜而将两者相隔开，阳极腔体内设有阳极片，阴极腔体内设有阴极片，阳极片和阴极片上设有通孔；阳极腔体上在阳极片的进水侧设有阳极进水口、在阳极片的出水侧设有阳极出水口，阳极出水口位于阳极片与质子交换膜之间；阴极腔体上设有阴极进水口和阴极出水口。

由上可知，本实用新型臭氧电解室在用于制备臭氧水时，阳极腔体通入污水，对污水进行电解氧化处理处理，而阴极腔体通入自来水或者纯水；本实用新型利用阳极腔体的电解氧化作用制备臭氧或者降解有机物，而利用纯水作为阴极腔体的电解物质可有效避免阴极片上聚集水垢而影响电解效率，可提高电解室的使用寿命至原来的数倍之多。

作为本实用新型的一种改进，所述阴极片与质子交换膜相贴近且阴极片与质子交换膜之间留有间隙，阴极片与质子交换膜之间间隙大于零且小于或等于2mm。

作为本实用新型的一种改进，所述阳极片外缘与阳极腔体内壁密封配合，所述阴极片外缘与阴极腔体内壁密封配合。

作为本实用新型的一种改进，所述阳极片为金刚石片，所述阴极片为不锈钢片。

作为本实用新型的一种改进，所述阴极进水口位于阴极腔体的底部，阴极出水口位于阴极腔体的顶部。

作为本实用新型的一种改进，还包括水循环模块，所述水循环模块包括纯水箱和循环泵，纯水箱上设有进水口和出水口，纯水箱的出水口通过循环泵与阴极腔体的阴极进水口相连通，纯水箱的进水口与阴极腔体的阴极出水口相连通。

作为本实用新型的一种改进，所述质子交换膜外端弯折后包覆在阴极片的外周面上，且阴极片侧面与质子交换膜侧面之间留有间隙

与现有技术相比，本实用新型技术方案的创新点和有益效果在于：

本实用新型利用阳极腔体的电解氧化作用制备臭氧或者降解有机物，而利用纯水作为阴极腔体的电解物质可有效避免阴极片上聚集水垢而影响电解效率，可提高电解室的使用寿命至原来的数倍之多。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型臭氧电解室的结构示意图；

附图标记说明：

1-电解室本体，11-阳极片，12-阴极片，13-质子交换膜，14-阳极腔体，15-阴极腔体，16-通孔，101-阳极进水口，102-阳极出水口，103-阴极进水口，104-阴极出水口，2-纯水箱，3-循环泵。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例

请参考图1，一种臭氧电解室，包括电解室本体1，电解室本体1内设有阳极腔体14和阴极腔体15，阳极腔体14和阴极腔体15之间设有质子交换膜13而将两者相隔开，阳极腔体14内设有阳极片11，阴极腔体15内设有阴极片12，阳极片11和阴极片12上设有通孔16；

阳极腔体14上在阳极片11的进水侧设有阳极进水口101、在阳极片11的出水侧设有阳极出水口102，阳极出水口102位于阳极片11与质子交换膜13之间；

阴极腔体15上设有阴极进水口103和阴极出水口104。

在本实施例中，所述阴极片12与质子交换膜13相贴近且阴极片12与质子交换膜13之间留有间隙，阴极片12与质子交换膜13之间间隙大于零且小于或等于2mm。

在本实施例中，所述阳极片11外缘与阳极腔体14内壁密封配合，所述阴极片12外缘与阴极腔体15内壁密封配合。也即是阳极腔体进水方向只能通过阳极片上的通孔进入到阳极片与质子交换膜之间空间，采用垂直于阳极片方向进水的优点在于，能够使阳极片与质子交换膜之间的距离和电解时的工作电压值之间形成平衡关系，相对于水流从阳极片外缘进入到阳极片与质子交换膜之间空间的方式，本实用新型的进水方式可以降低能耗，同时提高臭氧水的浓度。

在本实施例中，所述阳极片11为金刚石片，所述阴极片12为不锈钢片。

在本实施例中，所述阴极进水口103位于阴极腔体15的底部，阴极出水口104位于阴极腔体15的顶部。这样可以使得阴极腔体内的水流方向是从底部至顶部，水流流程最大，有利于水流能覆盖阴极片所有的部位，而保证阴极片上的水垢都能被冲洗到。

在本实施例中，还包括水循环模块，所述水循环模块包括纯水箱2和循环泵3，纯水箱2上设有进水口和出水口，纯水箱2的出水口通过循环泵3与阴极腔体15的阴极进水口103相连通，纯水箱2的进水口与阴极腔体15的阴极出水口相连通。通过水循环模块可以使得阴极腔体的水能循环使用，提高利用效率。

在本实施例中，所述质子交换膜13外端弯折后包覆在阴极片12的外周面上，且阴极片12侧面与质子交换膜13侧面之间留有间隙。通过质子交换膜外端与阴极片的外周面包覆配合，可以在不使用额外密封元件即可提高阴极片外周面与阴极腔体内壁之间的密封性。

为了验证本实施例的有益效果，下面给出试验过程中的部分对比数据：

请参见下表，本实施例技术方案通过与另外两个不同技术的臭氧电解室进行对比。

对比方案一与本实施例不同的是：阴极片与质子交换膜之间间距大于或等于阳极片与质子交换膜之间间距，质子交换膜厚度为0.2mm。

对比方案二与本实施例不同的是：水流可以从阳极片外缘进入到阳极片与质子交换膜之间空间，水流可以从阴极片外缘进入到阴极片与质子交换膜之间空间，且阳极片和阴极片上没有通孔，质子交换膜厚度为0.2mm。

为了有效的减少数据样本的采集和分析工作，实验过程中采用控制变量法，向本实施例以及对比方案二的阳极腔体中通入水压(1KPa)和流量(100ml/min)相同的自来水，阴极腔体中通入纯水；本实施例与对比方案一提供24v电源，对比方案二提供36v电源。对比方案一电解室中的阴极腔体和阳极腔体同时通入自来水，分别采集对应的工作电压，电流，臭氧水制备浓度以及使用寿命四组数据并分别取平均值。试验分为三组进行，每组各采集50个样本数据。关于电解室是否到达使用寿命的终点，本实验中测得电解室制备臭氧水浓度变成测试初试浓度的70％及以下时认为达到使用寿命极限，其中，经过处理的试验数据如下表：

通过实验数据可以知道，本实施例的技术方案相对对比方案一，在臭氧水制备浓度上有些许提高，幅度不大，而在使用寿命上，提升将近8倍左右，效果非常显著。而本实施例的技术方案相对对比方案二，在制备臭氧水浓度方面相差不大，且略微低于对比方案二，在工作电压上对比方案二中几乎是本实施例的两倍，耗能方面明显大于实施例，而且由于选用的质子交换膜厚度为0.2mm，导致对比方案二的高电压在工作过程中对质子交换膜有击穿性的损坏，以及高电压对阳极材料的要求，导致其使用寿命较本实施例差距较大。简言之，本实施例的使用寿命大约为对比方案二的2倍以上。另外，从侧面也反映出对比方案二的电解室在制备同等浓度臭氧水的前提下，相对实施例，对质子交换膜以及阳极材料的性能有更高的要求。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种臭氧电解室，其特征在于：包括电解室本体，电解室本体内设有阳极腔体和阴极腔体，阳极腔体和阴极腔体之间设有质子交换膜而将两者相隔开，阳极腔体内设有阳极片，阴极腔体内设有阴极片，阳极片和阴极片上设有通孔；阳极腔体上在阳极片的进水侧设有阳极进水口、在阳极片的出水侧设有阳极出水口，阳极出水口位于阳极片与质子交换膜之间；阴极腔体上设有阴极进水口和阴极出水口。

2.根据权利要求1所述的臭氧电解室，其特征在于：所述阴极片与质子交换膜相贴近且阴极片与质子交换膜之间留有间隙，阴极片与质子交换膜之间间隙大于零且小于或等于2mm。

3.根据权利要求1所述的臭氧电解室，其特征在于：所述阳极片外缘与阳极腔体内壁密封配合，所述阴极片外缘与阴极腔体内壁密封配合。

4.根据权利要求1所述的臭氧电解室，其特征在于：所述阳极片为金刚石片，所述阴极片为不锈钢片。

5.根据权利要求1所述的臭氧电解室，其特征在于：所述阴极进水口位于阴极腔体的底部，阴极出水口位于阴极腔体的顶部。

6.根据权利要求1所述的臭氧电解室，其特征在于：还包括水循环模块，所述水循环模块包括纯水箱和循环泵，纯水箱上设有进水口和出水口，纯水箱的出水口通过循环泵与阴极腔体的阴极进水口相连通，纯水箱的进水口与阴极腔体的阴极出水口相连通。

7.根据权利要求1所述的臭氧电解室，其特征在于：所述质子交换膜外端弯折后包覆在阴极片的外周面上，且阴极片侧面与质子交换膜侧面之间留有间隙。