專利名稱：電解液槽以及使用該電解液槽的三槽組合式電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于制造強(qiáng)酸性電解水的電解槽的組件，更具體地說，尤其涉及一種電解液槽；本實(shí)用新型還涉及使用該電解液槽的三槽組合式電解槽。
背景技術(shù)：
酸性氧化電位水發(fā)生器是一種可用于多領(lǐng)域的消毒設(shè)備，它運(yùn)用電解的方法將水中的食鹽處理成一種殺菌力強(qiáng)，殺菌譜寬，對人體無害，不污染環(huán)境的強(qiáng)酸性電解水。在制消毒劑行業(yè)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)需要消耗大量的化工原料，對環(huán)境產(chǎn)生污染，貯運(yùn)時(shí)存在火災(zāi)、爆炸等隱患，用戶購回消毒劑后要學(xué)會配兌、檢測。這些工作既煩瑣，又對人和環(huán)境有害。后來，人們開發(fā)了次氯酸鈉發(fā)生器、二氧化氯發(fā)生器等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了消毒劑的現(xiàn)場制備，但仍需用大量的化工原料，且消毒液生產(chǎn)仍不連續(xù)。90年代中后期，日本開始報(bào)道了一種新型的強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器，使消毒液的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化，使化工原料的用量減少， 又由于這種水在消毒時(shí)新的一些特性，引起了人們的注目。強(qiáng)酸性電解水為無色、透明、無明顯刺激性和異味的液體，所含有效氯濃度為 10 160mg/L, pH 2 3，氧化還原電位(ORP) :900_1200mv ；接觸空氣、光線、有機(jī)物、或加溫至攝氏40度以上可逐漸還原成普通水。強(qiáng)酸性電解水由酸性氧化電位水發(fā)生器產(chǎn)生，該發(fā)生器由電源、電解槽、鹽液泵、 貯鹽箱、計(jì)量與控制儀表等組成，有的還有貯水箱、進(jìn)水預(yù)處理系統(tǒng)或清洗系統(tǒng)等。電解槽是生成器的核心部件，目前按電解槽的結(jié)構(gòu)來分有兩種電解槽，分別為兩槽式電解槽和三槽式電解槽。三槽連續(xù)式電解槽是從二槽連續(xù)式電解槽發(fā)展而來的。二槽連續(xù)式電解槽工作原理如圖6所示，由陽電極，陰電極和微濾隔膜組成陽極槽和陰極槽，進(jìn)入電解槽的水先在槽外調(diào)制成稀鹽水溶液，進(jìn)入電解槽后其陽極槽反應(yīng)式為H2O — l/20+2H++2e"2CF — Cl2+2e"C12+H20 — HC1+H0C1其陰極槽反應(yīng)式為H20+2e-— 1/2Η2+0Γ由于是稀鹽水溶液整體在電解槽內(nèi)反應(yīng)，稀鹽水中所有成份(不僅是酸性氧化電位水有效成份)都參與了電解反應(yīng)，做了許多無用功；一些不溶于水的雜質(zhì)還會沉積于極板上形成垢，也會大大影響電解效率，這些因素使得二槽連續(xù)式電解槽制做成的電解水發(fā)生能耗高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。三槽連續(xù)式電解槽工作原理如圖7所示，由陽電極，陰電極和陽離子膜和陰離子膜組成陽極槽，陰極槽和濃鹽溶液槽三槽。濃鹽溶液槽中的Cl離子經(jīng)陰離子膜滲入陽極槽，產(chǎn)生如下反應(yīng)2CF-2e = Cl2C12+H20 = HC1+HC10[0015]濃鹽溶液槽中的Na離子往陽離子膜滲入到陰極槽原水中則產(chǎn)生如下反應(yīng)2H20+2e = H2+20F20H>Na+ = NaOH+OF由上三槽連續(xù)式電解槽生成強(qiáng)電解水原理，可以看出它和上述二槽連續(xù)式電解槽生成強(qiáng)電解水的主要區(qū)別在三槽連續(xù)式電解槽僅將濃鹽溶液槽中的離子通過離子交換膜遷移入陽極槽或陰極槽參與電解反應(yīng)，由于反應(yīng)槽中沒有多余成份和雜質(zhì)，并能根據(jù)電解反應(yīng)需要調(diào)節(jié)參與反應(yīng)的離子數(shù)量，因此顯著節(jié)省功耗，并避免了雜質(zhì)在極板上沉降，省去了除垢和控制鹽水濃度的措施，所以設(shè)備可大大簡化。由于三槽式電解槽是由極板、隔膜、鹽水槽、陽極水槽、陰極水槽和水道組成。電解槽的工作效率除與極板、隔膜的材質(zhì)相關(guān)外，還與極板構(gòu)造和間距有關(guān)，現(xiàn)有設(shè)計(jì)的電解槽用電極板是平面整板，表面無水通道，該種設(shè)計(jì)的電極板在產(chǎn)出同樣指標(biāo)的強(qiáng)酸性(或強(qiáng)堿性)水，所消耗的電量和鹽量相對較大，與同類的產(chǎn)品比較無明顯節(jié)能優(yōu)勢，而且現(xiàn)有設(shè)計(jì)的電解液槽為達(dá)到使槽內(nèi)鹽水分布均勻，且使槽腔兩側(cè)的離子交換膜有所支撐，所以在電解液槽內(nèi)加一定量的小顆粒玻璃珠。此工藝雖然解決了支撐離子交換膜和使鹽水分均勻的問題，但卻增加新的問題，小顆粒的玻璃珠的直徑一般為Φ 2πιπιΦ 3mm，添加玻璃珠過程中，玻璃易滾動，時(shí)常會滾到結(jié)構(gòu)件或密封件之間，使得安裝好的電解槽出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，而需反復(fù)拆裝，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。另外，安裝了玻璃珠的三槽式電解槽在使用了一段時(shí)間后，槽腔內(nèi)的玻璃珠會慢慢的向電解液槽的底部移動，使得電解液槽上部的沒有玻璃珠，而致使鹽水在電解液槽內(nèi)的分布不夠均勻了。另外，強(qiáng)酸性電解水的殺菌機(jī)理主要有如下的幾點(diǎn)(l)pH 適宜于微生物生存的pH值范圍，在微生物發(fā)芽時(shí)為3 9，發(fā)育時(shí)為4 9(霉菌為2. 0 8. 5)，強(qiáng)酸性電解水的pH值在2. 7以下，會嚴(yán)重破壞微生物表面結(jié)構(gòu)中的兩性物質(zhì)如寡肽、多糖等，使細(xì)胞膜通透性增加，代謝過程受阻，導(dǎo)致死亡；(2)ORP 好氣性微生物生存適宜的ORP范圍是+200 +800mV，厭氣性微生物為-700 +200mV，而新制備強(qiáng)酸性電解水的氧化還原電位高達(dá)+IlOOmV,可改變細(xì)胞內(nèi)電子流動，從而嚴(yán)重影響微生物的能量代謝與ATP的產(chǎn)生；(3)有效氯水源中的Cl—在陽極附近被氧化形成HCL0，而強(qiáng)酸性電解水的有效氯濃度為10 160mg/L，存在于酸性溶液中殺菌能力遠(yuǎn)強(qiáng)于0CL_ ；因此，酸性電解水需在pH、0RP、有效氯同時(shí)達(dá)到要求的情況下，其殺菌能力才最強(qiáng)。但是現(xiàn)有技術(shù)的電極板無法很好地控制三個(gè)指標(biāo)的參數(shù)，通常會出現(xiàn)pH值達(dá)到指標(biāo)要求(pH :2-3)時(shí)，有效氯的濃度會過高，當(dāng)有效氯濃度過高的話，對環(huán)境會造成一定的污染；但當(dāng)控制了有效氯濃度(10 60mg/L)時(shí)，pH值又會高于指標(biāo)要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可使電解液分布均勻且可對離子交換膜起支撐作用的電解液槽。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、可節(jié)約生產(chǎn)成本的使用上述電解液槽的三槽組合式電解槽。[0028]本實(shí)用新型的前一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電解液槽，包括槽體，其中所述的槽體內(nèi)間隔設(shè)有隔柵，在隔柵上分布有通孔。上述的電解液槽中，所述的隔柵的間隔距離為10 20mm。上述的電解液槽中，所述的通孔的孔徑為3 4mm。本實(shí)用新型在采用上述結(jié)構(gòu)后，通過將原有的小顆粒的玻璃珠用帶通孔的隔柵替代，節(jié)省了玻璃珠的使用成本，且使電解液在電解液槽內(nèi)可以分布均勻，且不會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，省去了玻璃珠材料的費(fèi)用，不僅使生產(chǎn)工藝更簡便，而且更能節(jié)省材料；并且隔柵可以有效地對離子交換膜起到支撐作用，且安裝方便快捷。本實(shí)用新型的后一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括至少兩個(gè)的電解單元，各電解單元包括上述的電解液槽和電解液槽一側(cè)向外依序設(shè)置陽離子交換膜、負(fù)電極板和陰極槽、另一側(cè)向外依序設(shè)置對應(yīng)的陰離子交換膜、正電極板和陽極槽；電解單元之間共用槽體為陰極槽或陽極槽。上述的一種三槽組合式電解槽，包括兩個(gè)的電解單元、其共用槽體為陽極槽、其為兩側(cè)相通的框形結(jié)構(gòu)；陰極槽、負(fù)電極板、陰離子交換膜、陽離子交換膜和正電極板分別有兩個(gè)；兩個(gè)陰極槽分別位于陽極槽的兩側(cè)；兩個(gè)電解液槽分別設(shè)置在陽極槽和陰極槽之間；陽離子交換膜和負(fù)電極板分別位于陰極槽和電解液槽之間，陰離子交換膜和正電極板分別位于陽極槽和電解液槽之間，且陰離子交換膜和電極板以及陽離子交換膜和電極板均由內(nèi)至外分別依序設(shè)置在電解液槽的兩側(cè)。上述的三槽組合式電解槽中，所述的陰、陽離子交換膜外圍均設(shè)有固定陰、陽離子交換膜的密封墊片，密封墊片的橫截面為Y形，各陰、陽離子交換膜分別夾設(shè)在密封墊片開口部內(nèi)。上述的三槽組合式電解槽中，所述的電極板上分布有通孔，通孔的孔徑為1. 5 10mm，通孔之間的間距為6 30mm。上述的三槽組合式電解槽中，所述的電極板一端設(shè)有極板連接柱。本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，將現(xiàn)有的兩個(gè)單元或兩個(gè)單元以上的三槽組合式電解槽緊密地溶合在一起，實(shí)現(xiàn)各單元的電解槽完全交換的技術(shù)效果，同時(shí)不僅節(jié)省了材料， 降低了生產(chǎn)成本，使得電解槽的結(jié)構(gòu)變得緊湊，且共用一個(gè)陽極槽或陰極槽可以使生產(chǎn)加工變得更加方便；進(jìn)一步地，在原有平板狀的電極板上增加若干通孔，使得酸性電解水的三個(gè)指標(biāo)的參數(shù)得到有效的控制，通過在原有的平整的電極板上增加若干通孔，在兩塊相對應(yīng)的電極板加上直流電壓時(shí)，在直流電場的作用下，Cl—通過陰離子交換膜滲透到陽極槽， Na+通過陽離子交換膜滲透到陰極槽，而原有的電極板為平板式，極板表面無通孔，所生成的Cr、Na+只能通過極板兩側(cè)進(jìn)入到陽極槽或陰極槽的，使得交換能力有所減弱和消耗；本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，可有效的解決上述問題，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，又有降低功耗的作用，保證了環(huán)境不受污染。詳見表1 傳統(tǒng)的平板狀電極板的電解槽與本實(shí)用新型的多孔電極板的電解槽的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較表1傳統(tǒng)的電解槽與本實(shí)用新型的電解槽的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較
權(quán)利要求1.一種電解液槽，包括槽體(1)，其特征在于所述的槽體(1)內(nèi)間隔設(shè)有隔柵(la)， 在隔柵(Ia)上分布有通孔(Ib)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液槽，其特征在于所述的隔柵(Ia)的間隔距離為10 20mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解液槽，其特征在于所述的通孔(Ib)的孔徑為3 4mm 。
4.一種三槽組合式電解槽，包括至少兩個(gè)的電解單元，其特征在于各電解單元包括權(quán)利要求1所述的電解液槽(1)和電解液槽(1) 一側(cè)向外依序設(shè)置陽離子交換膜(6)、負(fù)電極板(4)和陰極槽O)、另一側(cè)向外依序設(shè)置對應(yīng)的陰離子交換膜(5)、正電極板(8)和陽極槽(3)；電解單元之間共用槽體為陰極槽( 或陽極槽(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三槽組合式電解槽，其特征在于包括兩個(gè)的電解單元、 其共用槽體為陽極槽、其為兩側(cè)相通的框形結(jié)構(gòu)；陰極槽O)、負(fù)電極板G)、陰離子交換膜 (5)、陽離子交換膜(6)和正電極板(8)分別有兩個(gè)；兩個(gè)陰極槽(2)分別位于陽極槽(3) 的兩側(cè)；兩個(gè)電解液槽(1)分別設(shè)置在陽極槽( 和陰極槽( 之間；陽離子交換膜(6)和負(fù)電極板⑶分別位于陰極槽⑵和電解液槽⑴之間，陰離子交換膜(5)和正電極板⑷ 分別位于陽極槽⑶和電解液槽⑴之間，且陰離子交換膜(5)和電極板⑷以及陽離子交換膜(6)和電極板(4)均由內(nèi)至外分別依序設(shè)置在電解液槽(1)的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種三槽組合式電解槽，其特征在于陰、陽離子交換膜 (5,6)外圍均設(shè)有固定陰、陽離子交換膜(5，6)的密封墊片(7)，密封墊片(7)的橫截面為 Y形，各陰、陽離子交換膜(5，6)分別夾設(shè)在密封墊片(7)開口部內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的三槽組合式電解槽，其特征在于正負(fù)電極板(4)上分布有通孔( )，通孔(4a)的孔徑為1. 5 10mm，通孔(4a)之間的間距為6 30mm。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的三槽組合式電解槽其特征在于正負(fù)電極板(4)一端設(shè)有極板連接柱Gb)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電解液槽以及使用該電解液槽的三槽組合式電解槽，屬于電解槽技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)要點(diǎn)包括槽體，其中所述的槽體內(nèi)間隔設(shè)有隔柵，在隔柵上分布有通孔；一種三槽組合式電解槽，包括陰極槽、陽極槽、負(fù)電極板、陰離子交換膜和陽離子交換膜和正電極板，其中還包括上述的電解液槽；本實(shí)用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可使電解液分布均勻且可對離子交換膜起支撐作用的電解液槽以及一種結(jié)構(gòu)緊湊、可節(jié)約生產(chǎn)成本的使用上述電解液槽的三槽組合式電解槽；用于生產(chǎn)強(qiáng)酸和/或強(qiáng)堿性電解水。
文檔編號C25B9/18GK201990735SQ20112003126
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者徐永海, 楊冠東, 羅小軍, 鄭鶯鶯, 黃魁英 申請人:廣州賽愛環(huán)境保護(hù)技術(shù)開發(fā)有限公司