臭氧生成裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種臭氧生成裝置。該裝置包括質(zhì)子交換膜、陰極導熱循環(huán)極板、陽極點子集流極板、在所述質(zhì)子交換膜和陰極導熱循環(huán)極板之間設(shè)有陰極反應(yīng)介質(zhì)、在所述質(zhì)子交換膜和陽極點子集流極板之間設(shè)有陽極反應(yīng)介質(zhì)、儲水槽；所述陰極導熱循環(huán)極板面上設(shè)有陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道和與所述陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道相通的凹槽液相轉(zhuǎn)移通道，且所述陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道靠近陰極反應(yīng)介質(zhì)處；所述儲水槽包括陰極儲水槽、陰極散熱夾板、陽極儲水槽和陽極散熱夾板；所述陰極導熱循環(huán)極板置于所述陰極儲水槽中，所述陽極點子集流極板置于所述陽極儲水槽中。上述臭氧生成裝置，保證了陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)相互接觸的界面面積，延長了使用壽命。
【專利說明】臭氧生成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣體生成裝置，特別是涉及一種臭氧生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置包括陽極電子激流極板和質(zhì)子交換膜之間粘有氧化鉛組成的陽極反應(yīng)介質(zhì)。由于高電流的作用，氧化鉛使用一段時間容易造成畸變，會影響臭氧發(fā)生裝置的工作效率和使用壽命。如圖3a和圖3b所示，為了促進液相轉(zhuǎn)移速度，陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)相接觸的陰極導熱循環(huán)極板面上設(shè)置了可以通行的陰極液相轉(zhuǎn)移通道19，大大加強了液相轉(zhuǎn)移通道的體積，使陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)的接觸界面上形成點狀接觸面18，但是，這種形式通道的設(shè)置大大減少了陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)的接觸界面的棉結(jié)，從而降低了氫原子表面轉(zhuǎn)化速度，造成陽極界面反應(yīng)出現(xiàn)額外的剩余電荷，在單位時間內(nèi)遷移的電子不能及時被氧化反應(yīng)，致使電極點位偏離平衡電位，過早出現(xiàn)電極極化，縮短電極壽命，導致臭氧產(chǎn)量不高。
實用新型內(nèi)容
[0003]基于此，有必要針對傳統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置壽命短的問題，提供一種使用壽命長的
臭氧生成裝置。
[0004]一種臭氧生成裝置，包括質(zhì)子交換膜、置于所述質(zhì)子交換膜一側(cè)的陰極導熱循環(huán)極板、置于所述質(zhì)子交換膜另一側(cè)的陽極點子集流極板、在所述質(zhì)子交換膜和陰極導熱循環(huán)極板之間設(shè)有陰極反應(yīng)介質(zhì)、在所述質(zhì)子交換膜和陽極點子集流極板之間設(shè)有陽極反應(yīng)介質(zhì)、儲水槽；所述陰極導熱循環(huán)極板面上設(shè)有陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道和與所述陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道相通的凹槽液相轉(zhuǎn)移通道，且所述陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道靠近陰極反應(yīng)介質(zhì)處；所述儲水槽包括陰極儲水槽、陰極散熱夾板、陽極儲水槽和陽極散熱夾板，所述陰極儲水槽和陰極散熱夾板固定連接，所述陽極儲水槽和陽極散熱夾板固定連接；所述陰極儲水槽頂部設(shè)有氫氣出口，底部設(shè)有陰極循環(huán)進水口 ；所述陽極儲水槽頂部設(shè)有臭氧和氧氣出口，底部設(shè)有原料進水口 ；所述陰極散熱夾板上裝有陰極電源接柱孔，所述陽極散熱夾板上裝有陽極電源接柱孔；所述陰極導熱循環(huán)極板置于所述陰極儲水槽中，所述陽極點子集流極板置于所述陽極儲水槽中。
[0005]在其中一個實施例中，所述陰極儲水槽和陰極散熱夾板通過陰極固定螺栓固定連接，所述陽極儲水槽和陽極散熱夾板通過陽極固定螺栓固定連接。
[0006]在其中一個實施例中，所述凹槽液相轉(zhuǎn)移通道的寬為4毫米、深為2毫米。
[0007]上述臭氧生成裝置，采用陰極導熱循環(huán)極板上設(shè)凹糟液相轉(zhuǎn)移通道，并與陰極導熱循環(huán)極板面上的陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道相通，形成與臭氧生成裝置反應(yīng)過程相匹配的大流量的渠狀液相轉(zhuǎn)移通道，從而既保證了陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)相互接觸的界面面積，提高了氫原子表面轉(zhuǎn)化速度，又保證了液相轉(zhuǎn)移通道的體積，加速了液相轉(zhuǎn)移速度，避免了出現(xiàn)電極電位偏離平衡電位而過早電極極化的問題，延長了電極的使用壽命，進而延長了臭氧生成裝置的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為一個實施例中臭氧生成裝置的剖示意圖；
[0009]圖2a為陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道示意圖；
[0010]圖2b為凹槽液相轉(zhuǎn)移通道示意圖；
[0011]圖3a為傳統(tǒng)的臭氧發(fā)生裝置的陰極液相轉(zhuǎn)移通道示意圖；
[0012]圖3b為圖3a的一側(cè)面示意圖。
【具體實施方式】
[0013]圖1為一個實施例中臭氧生成裝置的剖示意圖；圖2a為陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道示意圖；圖2b為凹槽液相轉(zhuǎn)移通道示意圖。參圖1、圖2a和圖2b所示，一種臭氧生成裝置，包括質(zhì)子交換膜1、置于該質(zhì)子交換膜I 一側(cè)的陰極導熱循環(huán)極板4、置于該質(zhì)子交換膜I另一側(cè)的陽極點子集流極板5、在該質(zhì)子交換膜I和陰極導熱循環(huán)極板4之間設(shè)有陰極反應(yīng)介質(zhì)2、在該質(zhì)子交換膜I和陽極點子集流極板5之間設(shè)有陽極反應(yīng)介質(zhì)3、儲水槽。
[0014]陰極反應(yīng)介質(zhì)2由含金屬鉻(Cr)、銅(Cu)、鉬(Pt)、碳(C)的粉體組成。陽極反應(yīng)介質(zhì)3由含金屬鉛(Pb)與鉭(Ta)的氧化物組成。陰極導熱循環(huán)極板4由鈦制成。陽極點子集流極板5由附著釕、鈀、銥金屬元素的鈦板制成。
[0015]該陰極導熱循環(huán)極板面4上設(shè)有陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道23和與該陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道相通的凹槽液相轉(zhuǎn)移通道24，且該陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道23靠近陰極反應(yīng)介質(zhì)2處。本實施例中，該凹槽液相轉(zhuǎn)移通道24的寬為4毫米、深為2毫米,但不限于此,也可為其他值。該凹槽液相轉(zhuǎn)移通道24可分布于陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道的四側(cè)。
[0016]該儲水槽包括陰極儲水槽13、陰極散熱夾板6、陽極儲水槽14和陽極散熱夾板15。該陰極儲水槽13和陰極散熱夾板6固定連接，該陽極儲水槽14和陽極散熱夾板15固定連接。本實施例中，該陰極儲水槽13和陰極散熱夾板6通過陰極固定螺栓16固定連接，該陽極儲水槽14和陽極散熱夾板15通過陽極固定螺栓17固定連接。此外，在其他實施例中，也可通過螺釘?shù)裙潭ㄟB接。
[0017]該陰極儲水槽13頂部設(shè)有氫氣出口 11，底部設(shè)有陰極循環(huán)進水口 9 ;該陽極儲水槽14頂部設(shè)有臭氧和氧氣出口 12，底部設(shè)有原料進水口 10 ;該陰極散熱夾板6上裝有陰極電源接柱孔7，該陽極散熱夾板15上裝有陽極電源接柱孔8。
[0018]該陰極導熱循環(huán)極板4置于該陰極儲水槽13中，該陽極點子集流極板5置于該陽極儲水槽14中。
[0019]上述臭氧生成裝置，利用質(zhì)子交換膜的質(zhì)子遷移作用，即去離子水中的氫(H+)通過該質(zhì)子交換膜由陽極遷移至陰極反應(yīng)界面。當通電時能快速提高其電位，使水分子在陽極界面迅速形成羥基自由基，從而氧化形成臭氧O3與氧氣02。
[0020]陽極界面反應(yīng)如下:
[0021]0H+02-HO3
[0022]H0+3-H03+e-
[0023]HO、-1 / 30s i +2 / 302 f +H+[0024]工作溫度可達到20_50°C，電流密度可達到每平方厘米1.3-3.8A (安培)的高電流密度，工作時電壓為3.0-3.3V (伏特)，極大的提高了工作效率。臭氧O3析出的濃度可達到20-25 %，氧氣O2析出的濃度為75-80 %，每小時臭氧O3產(chǎn)量為800_1050mg。和已有技術(shù)相t匕，本實用新型中的單個臭氧生成裝置的臭氧O3濃度達到25 %，臭氧O3與氧氣O2產(chǎn)量分別提高30%，價格降低15%、電耗下降15%，使用壽命延長且體積小、無污染，因此上述臭氧生成裝置可以進行大規(guī)模生產(chǎn)臭氧，特別適用于醫(yī)療衛(wèi)生、食品安全、蔬果保鮮、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水的深度凈化以及環(huán)境保護與蔬菜表面農(nóng)藥化肥殘留的降解。
[0025]上述臭氧生成裝置，采用陰極導熱循環(huán)極板上設(shè)凹糟液相轉(zhuǎn)移通道，并與陰極導熱循環(huán)極板面上的陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道相通，形成與臭氧生成裝置反應(yīng)過程相匹配的大流量的渠狀液相轉(zhuǎn)移通道，從而既保證了陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)相互接觸的界面面積，提高了氫原子表面轉(zhuǎn)化速度，又保證了液相轉(zhuǎn)移通道的體積，加速了液相轉(zhuǎn)移速度，避免了出現(xiàn)電極電位偏離平衡電位而過早電極極化的問題，延長了電極的使用壽命，進而延長了臭氧生成裝置的使用壽命。
[0026]此外，在單位時間內(nèi)保證了陽極電子集流極板反應(yīng)界面上的電子電荷迅速遷移到陰極導熱循環(huán)極板與陰極反應(yīng)介質(zhì)的接觸界面，確保了陰極導熱循環(huán)極板接觸界面的電子轉(zhuǎn)化速度和電極電位的平衡，產(chǎn)量達到990-1155mg / h，工作壽命達到18000小時。此外，在質(zhì)子交換膜與陰極導熱循環(huán)極板之間粘貼有含金屬鉬(Pt)/碳(C)粉體組成的陰極反應(yīng)介質(zhì)，該位置質(zhì)子交換膜與陰極導熱循環(huán)極板之間粘貼金屬鉻(Cr)、銅(Cu)、鉬(Pt)、碳(C)的粉體組成的反應(yīng)介質(zhì)，從而降低了貴重金屬鉬用量的70%，還在原有基礎(chǔ)上提高O3濃度10%。
[0027]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種臭氧生成裝置，其特征在于，包括質(zhì)子交換膜、置于所述質(zhì)子交換膜一側(cè)的陰極導熱循環(huán)極板、置于所述質(zhì)子交換膜另一側(cè)的陽極點子集流極板、在所述質(zhì)子交換膜和陰極導熱循環(huán)極板之間設(shè)有陰極反應(yīng)介質(zhì)、在所述質(zhì)子交換膜和陽極點子集流極板之間設(shè)有陽極反應(yīng)介質(zhì)、儲水槽；所述陰極導熱循環(huán)極板面上設(shè)有陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道和與所述陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道相通的凹槽液相轉(zhuǎn)移通道，且所述陰極線狀液相轉(zhuǎn)移通道靠近陰極反應(yīng)介質(zhì)處；所述儲水槽包括陰極儲水槽、陰極散熱夾板、陽極儲水槽和陽極散熱夾板，所述陰極儲水槽和陰極散熱夾板固定連接，所述陽極儲水槽和陽極散熱夾板固定連接；所述陰極儲水槽頂部設(shè)有氫氣出口，底部設(shè)有陰極循環(huán)進水口 ；所述陽極儲水槽頂部設(shè)有臭氧和氧氣出口，底部設(shè)有原料進水口 ；所述陰極散熱夾板上裝有陰極電源接柱孔，所述陽極散熱夾板上裝有陽極電源接柱孔；所述陰極導熱循環(huán)極板置于所述陰極儲水槽中，所述陽極點子集流極板置于所述陽極儲水槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧生成裝置，其特征在于，所述陰極儲水槽和陰極散熱夾板通過陰極固定螺栓固定連接，所述陽極儲水槽和陽極散熱夾板通過陽極固定螺栓固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧生成裝置，其特征在于，所述凹槽液相轉(zhuǎn)移通道的寬為4毫米、深為2毫米。
【文檔編號】C01B13/11GK203699904SQ201320652844
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】余建平, 許國君, 蔣浩特 申請人:深圳歐賽技術(shù)有限公司