本實(shí)用新型屬于環(huán)境電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種密閉可收集電解產(chǎn)氣的電解槽，適用于對(duì)難處理的廢液進(jìn)行電化學(xué)處理時(shí)的電解槽，用于對(duì)電解過(guò)程中廢氣的收集、處理和分析。
背景技術(shù)：
：環(huán)境電化學(xué)技術(shù)就是利用外加電場(chǎng)作用，在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)一系列設(shè)計(jì)的化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)過(guò)程或物理過(guò)程，達(dá)到預(yù)期的去除廢液中有毒有害、難生物降解的物質(zhì)或?qū)χ亟饘龠M(jìn)行回收等目的。早在20世紀(jì)40年代，國(guó)外就有人提出利用電化學(xué)方法處理廢水，但由于電力缺乏，成本較高，發(fā)展緩慢。20世紀(jì)60年代初期，隨著現(xiàn)代發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展以及全球經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，具有獨(dú)特優(yōu)越性的電化學(xué)法也愈來(lái)愈被各國(guó)重視。與其他高級(jí)氧化過(guò)程(AOP)相比，環(huán)境電化學(xué)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：1)電子轉(zhuǎn)移只在電極及廢液組份間進(jìn)行，不需另外添加氧化還原劑，避免了由另外添加藥劑而引起的二次污染問(wèn)題；2)可以通過(guò)改變外加電流、電壓隨時(shí)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，可控制性較強(qiáng)；3)過(guò)程中可能產(chǎn)生的自由基無(wú)選擇地直接與廢液中的有機(jī)污染物反應(yīng)，將其降解為二氧化碳、水和簡(jiǎn)單有機(jī)物，沒(méi)有或很少產(chǎn)生二次污染；4)反應(yīng)條件溫和，電化學(xué)過(guò)程一般在常溫常壓下就可進(jìn)行；5)反應(yīng)器設(shè)備及其操作一般比較簡(jiǎn)單，如果設(shè)計(jì)合理，費(fèi)用并不昂貴；6)若排污規(guī)模較小，可實(shí)現(xiàn)就地處理；7)當(dāng)廢液中含有金屬離子時(shí)，陰、陽(yáng)極可同時(shí)起作用(陰極還原金屬離子，陽(yáng)極氧化有機(jī)物)，以使處理效率盡可能提高，同時(shí)回收再利用有價(jià)值的化學(xué)品或金屬；8)既可以作為單獨(dú)處理，又可以與其他處理相結(jié)合，如作為前處理，可以提高廢液的可生物降解性；9)兼具氣浮、絮凝、消毒作用；10)作為一種清潔工藝，其設(shè)備占地面積小，特別適合于場(chǎng)地?fù)頂D廢液處理廠使用。電化學(xué)法的基本原理就是通過(guò)電極的作用，使得有機(jī)污染物產(chǎn)生直接或者間接的氧化反應(yīng)，將其分解成為無(wú)機(jī)小分子化合物的過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上衍生出了多種方法。利用電化學(xué)法處理廢液，其原理主要包括:1)氧化作用。通過(guò)在陽(yáng)極發(fā)生的直接氧化作用，或者通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)物(如C12，ClO－，·OH，O2等)進(jìn)行的間接氧化作用。電解時(shí)水中的OH－可以在陽(yáng)極放電生成具有強(qiáng)氧化能力的氧:4OH－－4e→2H2O+2[O]，同時(shí)兼具氧化及氣浮作用。2)還原作用。電解時(shí)在陰極的H+放電會(huì)產(chǎn)生有很強(qiáng)還原作用的氫:2H++2e→H2。同時(shí)兼具還原及氣浮作用。因此，電化學(xué)水處理技術(shù)被稱為“環(huán)境友好”技術(shù)，在綠色工藝方面極具潛力。但是，環(huán)境電化學(xué)技術(shù)在使用過(guò)程中，電極反應(yīng)可能會(huì)產(chǎn)生多種氣體如H2、O2、N2、CO2、Cl2等，所產(chǎn)生的氣體除了產(chǎn)生氣浮作用外，有時(shí)可能帶來(lái)不利影響，如無(wú)組織排放到電化學(xué)技術(shù)使用的環(huán)境中(尤其是油氣田生產(chǎn)高危環(huán)境)的H2、O2可能會(huì)引起爆炸危險(xiǎn)；同時(shí)，電極的析氧的多少與電極材料、電極表面析氧電位有關(guān)，析氧電位低，電量消耗于析氧副反應(yīng)，導(dǎo)致電化學(xué)氧化能力不強(qiáng)；析氧電位越高，越有益于電氧化反應(yīng)的發(fā)生，因此可以通過(guò)收集分析電解產(chǎn)氣中的氧來(lái)篩選電極材料、控制電解電位參數(shù)、判斷電化學(xué)處理工藝在工況條件下的安全性；此外，還可根據(jù)產(chǎn)生的氣體如N2、CO2、Cl2等，來(lái)推導(dǎo)廢液中污染物的降解歷程和機(jī)理等。雖然，在CN202808445U中公開(kāi)了一種新型污水處理設(shè)備，也是通過(guò)電解的方式對(duì)污水進(jìn)行處理，而且能夠?qū)﹄娊膺^(guò)程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集，但是此電解槽中設(shè)有離子膜，且離子膜把電解槽分成了陽(yáng)極腔室和陰極腔室，因此，此新型污水處理設(shè)備實(shí)際上也就是在一種很成熟的“電滲析”器上附加了抽氣、換熱及防護(hù)罩。該設(shè)備處理的污水的原理、與污水的種類與電滲析器是一致的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠收集電解處理廢液產(chǎn)生氣體的電解槽設(shè)備，該設(shè)備能夠?qū)﹄y處理的廢液，例如：各種廢水、廢鉆井液、廢壓裂液等返排廢液、廢活性污泥等液狀廢物，進(jìn)行電化學(xué)處理時(shí)的電解槽，可以收集設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的各種氣體，方便分析廢液中有害物質(zhì)去除效果和機(jī)理，同時(shí)判斷電化學(xué)工藝能否在特殊工況條件下使用的安全性，評(píng)價(jià)篩選電極材料、電解工藝參數(shù)，成本較低，操作方便。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出以下技術(shù)方案：一種密閉可收集電解產(chǎn)氣的電解槽，它包括電解槽槽體，所述槽體的內(nèi)部安裝有緩沖擋板和封隔板，所述緩沖擋板和槽體的左側(cè)內(nèi)壁形成緩沖室，所述緩沖擋板和封隔板之間形成電解室，所述封隔板和槽體的右側(cè)內(nèi)壁形成溢流室；所述緩沖擋板和封隔板相對(duì)的內(nèi)壁上都固定安裝有電極卡條，所述電極卡條之間固定安裝有多片電極極板，所述槽體的緩沖室外側(cè)壁底部固定安裝有進(jìn)口管，所述電極極板的底部安裝有溢流管，所述溢流管同時(shí)連通電解室和溢流室，所述溢流管位于電解室內(nèi)部的一段底部加工有集液孔，所述槽體的溢流室外側(cè)壁底部安裝有出口管，所述槽體的頂部安裝有密封蓋板。所述密封蓋板的邊緣底部設(shè)置有上法蘭，所述上法蘭與設(shè)置在槽體頂部的下法蘭通過(guò)雙頭螺栓固定相連，在上法蘭和下法蘭的結(jié)合面設(shè)置有橡膠密封墊。所述密封蓋板的頂部中心安裝有導(dǎo)氣管，在導(dǎo)氣管兩側(cè)固定安裝有手柄。所述槽體上位于進(jìn)口管所在的一側(cè)外壁上固定安裝有導(dǎo)線引出管。所述電極卡條上設(shè)置有多個(gè)卡槽，所述卡槽和電極極板相配合。所述槽體采用有機(jī)玻璃、玻璃鋼等有機(jī)材料或者不銹鋼等金屬材料或復(fù)合材料制成。采用上述任意一項(xiàng)電解槽，用于對(duì)難處理的廢水、廢鉆井液、廢壓裂液、返排廢液、廢活性污泥和液狀廢物進(jìn)行電化學(xué)處理，可以收集設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的各種氣體，分析廢液中有害物質(zhì)去除效果和機(jī)理，同時(shí)判斷電化學(xué)工藝能否在特殊工況條件下安全使用。本實(shí)用新型有如下有益效果：1、通過(guò)向槽體內(nèi)部加入廢液，并通過(guò)電極極板對(duì)廢液進(jìn)行電解，能夠保證將電解過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣通過(guò)密封蓋板頂部的導(dǎo)氣管導(dǎo)出，而不會(huì)溢流到溢流室，便于廢氣的收集同時(shí)方便后續(xù)廢氣的分析和處理。2、所述密封蓋板和槽體之間采用法蘭連接，方便了蓋板的拆卸和安裝。3、廢液通過(guò)進(jìn)口管進(jìn)入緩沖室到電解室發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后的液體通過(guò)溢流管進(jìn)入溢流室，再通過(guò)出口管流出電解槽設(shè)備，液體在所述槽體內(nèi)的流速為0.001m/s～0.004m/s。4、通過(guò)在電解室后方設(shè)置溢流室，該溢流室與電解反應(yīng)區(qū)被封隔完全隔開(kāi)，通過(guò)溢流管上的集液孔與電解反應(yīng)區(qū)底部聯(lián)通，可以保證電解產(chǎn)生的氣體不通過(guò)出口逸出。5、通過(guò)在電解反應(yīng)區(qū)設(shè)置帶有電極卡口的電極卡條，供調(diào)整電極間距離，固定電極用。相對(duì)于最接近的
背景技術(shù)：
中的CN202808445U中公開(kāi)的一種新型污水處理設(shè)備，本實(shí)用新型和它存在以下幾個(gè)方面的不同：1)本實(shí)用新型的電解槽與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，顯著不同之處是沒(méi)有設(shè)置離子膜，更沒(méi)有利用離子膜把電解槽分成了陽(yáng)極腔室和陰極腔室；2)本實(shí)用新型為了收集電解產(chǎn)氣，電解槽內(nèi)部設(shè)置的封隔板19及溢液管14，這兩個(gè)設(shè)置既保證了電解產(chǎn)氣不外逸，有保證了處理后廢液的流出；3)電極導(dǎo)線引出的不同：對(duì)比文件沒(méi)有交代電極導(dǎo)線是如何引出的，本實(shí)用新型是在電解槽側(cè)壁上有專門的電極導(dǎo)線引出管，且該引出管是通過(guò)管中的廢液自身來(lái)密封不讓電解產(chǎn)生的氣體逸出，這也是本實(shí)用新型的另外一個(gè)特征。4)處理污水原理可能不同：對(duì)比文件有隔離膜及陽(yáng)極腔室和陰極腔室，其原理就是電滲析原理，本實(shí)用新型是電解氧化(包括直接氧化和間接氧化)或還原；5)能處理的污水種類不同；本實(shí)用新型的電解槽主要是用來(lái)處理油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種返排廢液中的石油類有機(jī)污染物質(zhì)，使污染物質(zhì)因?yàn)橹苯?、間接氧化而被降解或完全去除。6)產(chǎn)生氣體也有不同：對(duì)比文件在陽(yáng)極室產(chǎn)生O2(當(dāng)廢水中有Cl-時(shí)可能產(chǎn)生Cl2)，在陰極室產(chǎn)生H2，而本實(shí)用新型除產(chǎn)生O2、H2，還可能產(chǎn)生Cl2、CO2、N2、O3，甚至還因?yàn)榉蹬艔U液中的石油類有機(jī)污染物質(zhì)的降解產(chǎn)生CH4、C2H6、C3H8等氣體等；而且本實(shí)用新型的目的就是通過(guò)監(jiān)測(cè)分析，盡量電極材料和電解參數(shù)控制少產(chǎn)或不產(chǎn)O2、H2。7)本實(shí)用新型收集電解產(chǎn)生的氣體主要是用于分析廢液中有害物質(zhì)去除效果和機(jī)理，同時(shí)判斷電化學(xué)工藝能否在特殊工況條件下安全使用。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型電解槽主剖視圖。圖2是本實(shí)用新型圖1中A-A截面圖。圖3是本實(shí)用新型密封蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型進(jìn)口管、出口管及導(dǎo)氣管結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型電極卡條主視圖。圖中：1進(jìn)液口、2進(jìn)口管、3緩沖室、4槽體、5下法蘭、6橡膠密封墊、7導(dǎo)線引出管、8上法蘭、9手柄、10密封蓋板、11導(dǎo)氣管、12雙頭螺栓、13溢流室、14溢流管、15出口管、16出液口、17集液孔、18緩沖擋板、19封隔板、20電極極板、21電極卡條、22電解反應(yīng)區(qū)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-5，一種密閉可收集電解產(chǎn)氣的電解槽，它包括電解槽槽體4，所述槽體4的內(nèi)部安裝有緩沖擋板18和封隔板19，所述緩沖擋板18和槽體4的左側(cè)內(nèi)壁形成緩沖室，所述緩沖擋板18和封隔板19之間形成電解室，所述封隔板19和槽體4的右側(cè)內(nèi)壁形成溢流室；所述緩沖擋板18和封隔板19相對(duì)的內(nèi)壁上都固定安裝有電極卡條21，所述電極卡條21之間固定安裝有多片電極極板20，所述槽體4的緩沖室外側(cè)壁底部固定安裝有進(jìn)口管2，所述電極極板20的底部安裝有溢流管14，所述溢流管14同時(shí)連通電解室和溢流室，所述溢流管14位于電解室內(nèi)部的一段底部加工有集液孔17，所述槽體4的溢流室外側(cè)壁底部安裝有出口管15，所述槽體4的頂部安裝有密封蓋板10。工作過(guò)程中，將需要處理的廢液通過(guò)進(jìn)口管2送入到槽體4內(nèi)部，再進(jìn)入到電解室內(nèi)部，通過(guò)電極極板20對(duì)廢液進(jìn)行電解處理，電解過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣將通過(guò)密封蓋板10中心的導(dǎo)氣管11排出并收集，而電極之后的廢液將通過(guò)集液孔17進(jìn)入到溢流管14內(nèi)部，通過(guò)溢流管14將廢液排放到溢流室內(nèi)部，最后再由出口管15排出。進(jìn)一步的，液體與電極接觸面積為0.01m2～50m2，液體在所述槽體1的流速為0.001m/s～0.004m/s，所述液體的流速和壓力平緩，使得液體的流速和流動(dòng)方向能夠平穩(wěn)，保證合適的壓力進(jìn)行輸送。進(jìn)一步的，所述密封蓋板10的邊緣底部設(shè)置有上法蘭8，所述上法蘭8與設(shè)置在槽體4頂部的下法蘭5通過(guò)雙頭螺栓12固定相連，在上法蘭8和下法蘭5的結(jié)合面設(shè)置有橡膠密封墊6。進(jìn)一步的，所述密封蓋板10的頂部中心安裝有導(dǎo)氣管11，在導(dǎo)氣管11兩側(cè)固定安裝有手柄9。通過(guò)導(dǎo)氣管11收集流出的氣體，進(jìn)而方便后續(xù)的研究分析。進(jìn)一步的，所述槽體4上位于進(jìn)口管2所在的一側(cè)外壁上固定安裝有導(dǎo)線引出管7。該電極導(dǎo)線引出口7通過(guò)充滿其中的液體密封，電解產(chǎn)生的氣體不通過(guò)電極導(dǎo)線引出口7逸出。進(jìn)一步的，所述電極卡條21上設(shè)置有多個(gè)卡槽，所述卡槽和電極極板20相配合。通過(guò)電極卡條提高電解槽電極安裝穩(wěn)定性，方便更換電極、調(diào)整電極間距離和電極數(shù)量。進(jìn)一步的，所述槽體4采用有機(jī)玻璃、玻璃鋼等有機(jī)材料或者不銹鋼等金屬材料或復(fù)合材料制成。進(jìn)一步的，為了提高電解槽設(shè)備運(yùn)行的靈活性，所述的電解槽設(shè)備，其來(lái)進(jìn)口管2帶有外接閥、處理后液體出口管也帶有外接閥，可以通過(guò)外接閥實(shí)現(xiàn)電解槽的靜態(tài)、間歇或動(dòng)態(tài)連續(xù)運(yùn)行，或與前、后續(xù)處理單元連接，整個(gè)維護(hù)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，成本較低。本實(shí)用新型的工作過(guò)程和工作原理為：下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1通過(guò)進(jìn)液口1，向槽體4中注入一定量模擬采油廢水(油含量為294.95mg/L，污水濁度368NTU)，不通電運(yùn)行，僅從進(jìn)口管2向槽體4中通入N2并氣體流量計(jì)計(jì)量體積V1，同時(shí)在導(dǎo)氣管11接氣體流量計(jì)計(jì)量流出槽體的N2其體積V2，結(jié)果如表1所示。表1實(shí)驗(yàn)序號(hào)通氣時(shí)間/min通入氣體量V1/ml收集氣體量V2/ml流量計(jì)規(guī)格/ml/min110500005000700-700022020002000100-10003301801806-60實(shí)施例2通過(guò)進(jìn)液口1，向槽體4中注入一定量模擬采油廢水(油含量為294.95mg/L，污水濁度368NTU)，通電運(yùn)行，控制電解不同時(shí)間，在導(dǎo)氣管11接氣體流量計(jì)計(jì)量流出槽體的氣體總體積V1，結(jié)果如表2所示。表2實(shí)驗(yàn)序號(hào)電解時(shí)間/min收集氣體總體積V1/ml110173022034683305197由上述實(shí)施例可知，本實(shí)用新型所使用的電解槽，密封效果好，導(dǎo)入本電解槽的氣體只能經(jīng)由導(dǎo)氣管11流出被收集，氣體不會(huì)由導(dǎo)線引出口7逸出，因此，可以使用這種電解槽收集電解處理廢液過(guò)程中產(chǎn)生的任何氣體，并通過(guò)分析產(chǎn)生氣體的量及組分來(lái)研究電解產(chǎn)氣控制技術(shù)。通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3