CN214936266U - 一种超声辅助海水电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声辅助海水电解槽，包括电解槽体、电解组件及超声波换能器，所述电解组件安装于所述电解槽体上，所述电解组件与所述电解槽体共同实现海水电解；所述超声波换能器设于所述电解槽体外壁上，用于在电解过程中提供电解震荡，以防止水垢沉积。电解槽工作时，超声波换能器引起槽体超声震动，能够有效解决电解海水过程中的电极积垢问题。海水只需经过简单过滤即可输入电解槽，省去化学除杂过程，更加便捷环保。海水从下方进水口泵入、上方出水口排出，产生的气体通过电解室顶部出气口排出收集，使用十分简便。

Description

一种超声辅助海水电解槽

技术领域

本实用新型涉及海水电解技术领域，特别涉及一种超声辅助海水电解槽。

背景技术

海水电解面临的最主要的问题是海水成分复杂，多种离子在电解过程中极易在电极上形成积垢，影响电极正常工作。钙、镁离子会与阴极电极表面水分解产生的氢氧根反应生成钙镁垢，锰离子在电解过程中会不可避免地在阳极电极表面氧化生成MnO₂沉积层，积垢轻则增大电极电阻，导致电解槽电压升高，增加电耗，重则使得电极报废。

目前主要通过定期酸洗来清理电极积垢，该种方法不仅会增加成本，且无法有效去除锰垢。此外，锰离子浓度对阳极影响极大，浓度仅大于20μg/L即可因锰沉积导致阳极电流效率短时间内急剧下降，通过预处理对海水中锰离子进行除杂也难以有效解决锰垢问题。因此需要一种新技术来解决海水电解过程中电极上的积垢问题。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种可有效防止海水电解过程中电极积垢的超声辅助海水电解槽。

为实现上述目的，本实用新型提供一种超声辅助海水电解槽，包括电解槽体、电解组件及超声波换能器，所述电解组件安装于所述电解槽体上，所述电解组件与所述电解槽体共同实现海水电解；所述超声波换能器设于所述电解槽体外壁上，用于在电解过程中提供电解震荡，以防止水垢沉积。

在一实施例中，所述电解槽体内设有阴极电解室和阳极电解室，所述电解槽体上设有进水口、出水口及出气口；所述电解组件包括分别设于所述阴极电解室和所述阳极电解室内的阴极电极和阳极电极、及安装于所述电解槽体上的电极接头。

在一实施例中，所述电解槽体包括槽身和槽盖，所述槽盖与所述槽身可拆卸连接。

在一实施例中，所述槽盖盖设于所述槽身顶部，并与所述槽身通过紧固件连接。

在一实施例中，所述进水口和所述出水口均开设于所述槽身上，所述出气口开设于所述槽盖上；所述进水口包括位于所述槽身下侧部的阴极进水口和阳极进水口，所述出水口包括位于所述槽身上侧部的阴极出水口和阳极出水口，所述出气口包括位于所述槽盖上的阴极出气口和阳极出气口；所述阴极出气口、阴极出水口及阴极进水口与所述阴极电解室连通，所述阳极出气口、阳极出水口及阳极进水口与所述阳极电解室连通；所述电极接头包括安装于所述槽盖上的阴极电极连接头和阳极电极连接头，所述阴极电极连接头插入所述阴极电解室内与所述阴极电极连接，所述阳极电极连接头插入所述阳极电解室内与所述阳极电极连接。

在一实施例中，还包括分别设于所述阴极出水口和所述阴极进水口处的阴极出水口控制阀和阴极进水口控制阀，和/或，还包括分别设于所述阳极出水口和所述阳极进水口处的阳极出水口控制阀和阳极进水口控制阀。

在一实施例中，所述超声波换能器包括安装于所述电解槽体外壁上且位于所述阴极电解室中部的阴极超声波换能器和安装于所述电解槽体外壁上且位于所述阳极电解室中部的阳极超声波换能器。

在一实施例中，所述超声波换能器频率为10～200kHz。

在一实施例中，所述阴极电极为析氢电极，所述阳极电极为析氯电极或析氧电极。

在一实施例中，所述阴极电解室和所述阳极电解室由所述电解槽体中部的离子交换膜隔开。

综上所述，本实用新型示例性的超声辅助海水电解槽进行工作时，超声波换能器引起槽体超声震动，能够有效解决电解海水过程中的电极积垢问题。海水只需经过简单过滤即可输入电解槽，省去化学除杂过程，更加便捷环保。海水从下方进水口泵入、上方出水口排出，产生的气体通过电解室顶部出气口排出收集，使用十分简便。

附图说明

图1为本实用新型的超声辅助海水电解槽的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参阅图1所示，本实用新型示例性的一种超声辅助海水电解槽100，包括电解槽体10、电解组件20及超声波换能器30，电解组件20安装于电解槽体10上，电解组件20与电解槽体10共同实现海水电解；超声波换能器30设于电解槽体10外壁上，用于在电解过程中提供电解震荡，以防止水垢沉积。

优选的，电解槽体10包括槽身11和槽盖12，槽盖12与槽身11可拆卸连接。较佳的，槽盖12盖设于槽身11顶部，并与槽身11通过紧固件连接。示例性的，紧固件为紧固螺丝。其中，电解槽体10使用绝缘、耐海水腐蚀和强度较高的材料制成，例如，电解槽体10采用聚四氟乙烯材料制成。应当说明的是，并不限于聚四氟乙烯。

具体的，电解槽体10内设有阴极电解室A1和阳极电解室A2，电解槽体10上设有进水口、出水口及出气口；电解组件20包括分别设于阴极电解室A1和阳极电解室A2内的阴极电极21和阳极电极22、及安装于电解槽体10上的电极接头。

示例性的，如图1所示，阴极电解室A1和阳极电解室A2由电解槽体10中部的离子交换膜B隔开。较佳的，离子交换膜B采用耐海水腐蚀的材料制成，例如，离子交换膜B为PPS隔膜，即采用PPS为基材制成。应当说明的是，并不限于以PPS为基材。

示例性的，阴极电极21为析氢电极，阳极电极22为析氧电极，也可为析氯电极。应当说明的是，并不限定于此。

较佳的，电极接头采用耐海水腐蚀、导电性优良的材料制成。例如，电极接头采用不锈钢材料制成。应当说明的是，并不限于为不锈钢。

基于上述电解槽体10的槽身11和槽盖12的可拆卸设置结构，参照图1所示，本实用新型示例性的超声辅助海水电解槽100中的进水口和出水口均开设于槽身11上，出气口开设于槽盖12上；进水口包括位于槽身11下侧部的阴极进水口c1和阳极进水口c2，出水口包括位于槽身11上侧部的阴极出水口b1和阳极出水口b2，出气口包括位于槽盖12上的阴极出气口a1和阳极出气口a2；阴极出气口a1、阴极出水口b1及阴极进水口c1与阴极电解室A1连通，阳极出气口a2、阳极出水口b2及阳极进水口c2与阳极电解室A2连通；电极接头包括安装于槽盖12上的阴极电极连接头23和阳极电极连接头24，阴极电极连接头23插入阴极电解室A1内与阴极电极21连接，阳极电极连接头24插入阳极电解室A2内与阳极电极22连接。

进一步，还包括分别设于阴极出水口b1和阴极进水口c1处的阴极出水口控制阀41和阴极进水口控制阀42，和/或，还包括分别设于阳极出水口b2和阳极进水口c2处的阳极出水口控制阀43和阳极进水口控制阀44。

优选的，超声波换能器30包括安装于电解槽体10外壁上且位于阴极电解室A1中部的阴极超声波换能器31、和安装于电解槽体10外壁上且位于阳极电解室A2中部的阳极超声波换能器32。较佳的，超声波换能器30频率为10～200kHz。优选的，超声波换能器30频率为50kHz。

即本实用新型示例性的超声辅助海水电解槽100包括安装在槽盖12上的阴极电极接头23，阴极出气口a1，安装在槽身11上方、阴极电解室A1一侧的阴极出水口控制阀41和阴极出水口b1，安装在阴极电解室A1外壁中部的阴极超声波换能器31，与阴极电极接头23相连接的阴极电极21，安装在槽身11下方、阴极电解室A1一侧的阴极进水口c1和阴极进水口控制阀42，安装在槽身11下方、阳极电解室A2一侧的阳极进水口控制阀44和阳极进水口c2，安装在阳极电解室A2外壁中部的阳极超声波换能器32，安装在槽身11上方、阳极电解室A2一侧的阳极出水口b2和阳极出水口控制阀43，与阳极电极接头24相连接的阳极电极22，安装在槽盖12上的阳极出气口a2和阳极电极接头24，将阴阳两电解室隔开的离子交换膜B。

采用本实用新型示例性的超声辅助海水电解槽100进行电解工作时，首先关闭阴极出水口控制阀41和阳极出水口控制阀43，打开阴极进水口控制阀42和阳极进水口控制阀44，将经过颗粒物过滤的海水由阴极进水口c1和阳极进水口c2泵入电解槽内，直至液面稍稍没过阴极出水口b1和阳极出水口b2，随后打开并调控阴极出水口控制阀41和阳极出水口控制阀43，使进水出水速率一致、液面保持在恒定高度。之后将阴极电极接头23与直流电源负极相连，将阳极电极接头24与直流电源正极相连，开启超声波换能器30后再开启直流电源，开始工作。阴极电极21上产生的氢气经由阴极出气口a1收集后处理，阳极电极22上产生的气体经由阳极出气口a2收集后处理。

综上所述，本实用新型示例性的超声辅助海水电解槽进行工作时，超声波换能器引起槽体超声震动，能够有效解决电解海水过程中的电极积垢问题。海水只需经过简单过滤即可输入电解槽，省去化学除杂过程，更加便捷环保。海水从下方进水口泵入、上方出水口排出，产生的气体通过电解室顶部出气口排出收集，使用十分简便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声辅助海水电解槽，其特征在于，包括电解槽体、电解组件及超声波换能器，所述电解组件安装于所述电解槽体上，所述电解组件与所述电解槽体共同实现海水电解；所述超声波换能器设于所述电解槽体外壁上，用于在电解过程中提供电解震荡，以防止水垢沉积。

2.根据权利要求1所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述电解槽体内设有阴极电解室和阳极电解室，所述电解槽体上设有进水口、出水口及出气口；所述电解组件包括分别设于所述阴极电解室和所述阳极电解室内的阴极电极和阳极电极、及安装于所述电解槽体上的电极接头。

3.根据权利要求2所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述电解槽体包括槽身和槽盖，所述槽盖与所述槽身可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述槽盖盖设于所述槽身顶部，并与所述槽身通过紧固件连接。

5.根据权利要求3或4所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述进水口和所述出水口均开设于所述槽身上，所述出气口开设于所述槽盖上；所述进水口包括位于所述槽身下侧部的阴极进水口和阳极进水口，所述出水口包括位于所述槽身上侧部的阴极出水口和阳极出水口，所述出气口包括位于所述槽盖上的阴极出气口和阳极出气口；所述阴极出气口、阴极出水口及阴极进水口与所述阴极电解室连通，所述阳极出气口、阳极出水口及阳极进水口与所述阳极电解室连通；所述电极接头包括安装于所述槽盖上的阴极电极连接头和阳极电极连接头，所述阴极电极连接头插入所述阴极电解室内与所述阴极电极连接，所述阳极电极连接头插入所述阳极电解室内与所述阳极电极连接。

6.根据权利要求5所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，还包括分别设于所述阴极出水口和所述阴极进水口处的阴极出水口控制阀和阴极进水口控制阀，和/或，还包括分别设于所述阳极出水口和所述阳极进水口处的阳极出水口控制阀和阳极进水口控制阀。

7.根据权利要求2所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述超声波换能器包括安装于所述电解槽体外壁上且位于所述阴极电解室中部的阴极超声波换能器和安装于所述电解槽体外壁上且位于所述阳极电解室中部的阳极超声波换能器。

8.根据权利要求1或7所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述超声波换能器频率为10～200kHz。

9.根据权利要求2所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述阴极电极为析氢电极，所述阳极电极为析氯电极或析氧电极。

10.根据权利要求2所述的超声辅助海水电解槽，其特征在于，所述阴极电解室和所述阳极电解室由所述电解槽体中部的离子交换膜隔开。

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