專(zhuān)利名稱(chēng)：三室電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型叫三室電解槽。
本三室電解槽是電解食鹽溶液，以制得二氧化氯、氯混合氣體，屬二氧化氯發(fā)生裝置技術(shù)領(lǐng)域。
國(guó)內(nèi)專(zhuān)利中，有用氯鹽(NaClO3，NaClO2)作原料，用化學(xué)法制得高濃度二氧化氯的，如CN1067224A、CN1023892C、CN1016501B等，所用氯鹽屬危險(xiǎn)品，貯運(yùn)困難，又生產(chǎn)中發(fā)生的副產(chǎn)物殘液，數(shù)量少，不能利用，且沾有二氧化氯和原料，很難處理，污染環(huán)境。有國(guó)人與美國(guó)商人Charlers.T.Sweneey合作，生產(chǎn)其專(zhuān)利產(chǎn)品一二室隔膜電解槽設(shè)備，電解食鹽溶液制取二氧化氯、氯混合氣體。經(jīng)測(cè)試分析得出“...此電解槽(產(chǎn)出二氧化氯)在理論上是能夠?qū)崿F(xiàn)的，但在目前條件下，是無(wú)法直接獲得高濃度二氧化氯的”(摘自《環(huán)境污染與防止》1993.6“電解食鹽水制二氧化氯的研究述評(píng)”[以下簡(jiǎn)稱(chēng)“述評(píng)”])。從狹義電解角度理解，可以這樣說(shuō)，從廣義的角度理解電解，應(yīng)該說(shuō)它是可以產(chǎn)出二氧化氯的，只是數(shù)量很小很小，不能叫該設(shè)備為二氧化氯某某消毒劑發(fā)生器罷了?！笆鲈u(píng)”的測(cè)試數(shù)據(jù)證實(shí)是這樣的。如果把該電解槽中的雙極電極抽走后電解，就測(cè)不到半點(diǎn)二氧化氯，是一臺(tái)實(shí)足的氯氣發(fā)生器?？梢?jiàn)雙極電極是該電解槽產(chǎn)出二氧化氯必不可少的條件，只是產(chǎn)出的量很小很小，問(wèn)題的癥結(jié)在于電解過(guò)程的條件。該二室隔膜電解槽的陽(yáng)極和雙極電極，處于同一個(gè)陽(yáng)極室中(是用隔膜與陰極隔開(kāi)的)，陽(yáng)極和雙極電極的電解條件，被捆綁在一起，而且在電解過(guò)程中，相互影響著電解條件，這樣，雙極電極不能發(fā)揮其所需的作用，陽(yáng)極也同樣發(fā)揮不了其所需發(fā)揮的作用，產(chǎn)出的二氧化氯量必然很小很小。用二道隔膜分隔電解槽成陽(yáng)極室、中間室、陰極室的三室電解槽(即本電解槽)，陽(yáng)極和雙極電極可以擁有各自所需的電解條件，可以發(fā)揮其所需的作用(參看《無(wú)機(jī)鹽工業(yè)手冊(cè)》上冊(cè)，天津市化工研究院等編、《電解制氯》庫(kù)茲涅佐夫著有關(guān)章節(jié))。當(dāng)三室電解槽的中間室調(diào)置于微酸性時(shí)電解，可以產(chǎn)出高濃度二氧化氯和氯的混合氣體。
本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能，不污染環(huán)境而又產(chǎn)出高濃度二氧化氯氣體的電解裝置，用作飲用水消毒，工業(yè)冷卻水和某些廢水的高效處理。
本三室電解槽的技術(shù)方案、結(jié)構(gòu)如下兩塊聚氯乙烯平板(9)，把一個(gè)塑料容器(1)垂直地隔成三個(gè)電解室，依序命名為一室(陽(yáng)極室)(2)、二室(中間室)(3)、三室(陰極室)(4)。兩塊隔斷板(9)上，各自開(kāi)有窗口(10)，窗口(10)上，分別用隔膜(8)嚴(yán)密封閉。
平板陽(yáng)極(5)垂直地放在一室(2)，板面正對(duì)且平行窗口(10)。陽(yáng)極(5)是鈦基氧化物電解電極，上面焊有接頭，用來(lái)連接外電源的正極。
平板陰極(7)垂直地放在三室(陰極室)(4)，板面正對(duì)且平行于窗口(10)，用不銹鋼板制作，上面也焊有接頭，用來(lái)連接外電源的負(fù)極。
平板狀雙極電極(6)，其性狀與陽(yáng)極相同，它不焊接頭，不與外電源連接，其板面垂直平行于窗口，放置在電解液中，周?chē)h(huán)繞電解液。如上所述，按雙極電極的數(shù)量和配置的不同，可構(gòu)成四種三室電解槽。
第一種 兩個(gè)雙極電極(6)，置于二室(3)的同一垂直平面中的三室電解槽三室電解槽陽(yáng)極側(cè)隔斷板(9)上，按(圖5)形式開(kāi)一排圓孔形窗口，陰極側(cè)隔斷板(9)上，按(圖6)形式開(kāi)兩排圓孔形窗口。兩個(gè)雙極電極(6)置于二室(3)與隔斷板(9)平行的平面中，且使兩個(gè)雙極電極(6)板面，分別正對(duì)陰極側(cè)的兩排圓孔形窗口(10)。兩個(gè)雙極電極(6)之間的空隙，正對(duì)陽(yáng)極側(cè)窗口(10)。把陽(yáng)極(5)置于一室(2)，陰極(7)置于三室(4)，加蓋構(gòu)成了第一種三室電解槽。參看圖1。
第二種 兩個(gè)雙極電極(6)按序放在二室(3)中的三室電解槽三室電解槽兩隔斷板(9)上各開(kāi)一個(gè)窗口(10)，參看圖5，且相互正對(duì)。兩個(gè)雙極電極(6)垂直且依序地置于二室(3)中，板面都正對(duì)窗口(10)。把陽(yáng)極(5)放在一室(2)，陰極(7)放在三室(4)，加蓋(21)構(gòu)成了第二種三室電解槽。參看圖2。
第三種 兩個(gè)雙極電極分放于一室(2)和二室(3)的三室電解槽三室電解槽的兩隔斷板(9)上，各開(kāi)一個(gè)窗口(10)參看圖5，且相互正對(duì)。把一個(gè)雙極電極(6)置于一室(2)的陽(yáng)極(5)和隔斷板(9)之間，板面正對(duì)且平行于窗口(10)。另一雙極電極(6)置于二室(3)，板面正對(duì)且平行于窗口(10)。把陽(yáng)極(5)置于一室(2)，陰極(7)置于三室(4)，加蓋(21)，構(gòu)成了第三種三室電解槽。參看圖3。
第四種一個(gè)雙極電極置于二室(3)的三室電解槽三室電解槽的兩隔斷板(9)上，各開(kāi)一個(gè)窗口(10)，參看圖5，且相互正對(duì)。把一個(gè)雙極電極(6)置于二室(3)中，板面正對(duì)且平行于窗口(10)。把陽(yáng)極(5)置于一室(2)，陰極(7)置于三室(4)，加蓋(21)，構(gòu)成了第四種三室電解槽。參看圖4。
三個(gè)室(2)、(3)、(4)的活動(dòng)頂蓋(21)，分別蓋嚴(yán)三個(gè)室(2)、(3)、(4)。
在一室(2)對(duì)應(yīng)的頂蓋(21)處，設(shè)置取氣口(11)、通氣口(12)、帶蓋投料口(15)，電解液循環(huán)出入口(22)、(23)，此口外接循環(huán)泵，循環(huán)一室(2)的電解液。帶蓋投料口的蓋，能蓋嚴(yán)投料口(15)。通氣口(12)通大氣。取氣口(11)，取出二氧化氯、氯的混合氣體。
在二室(3)對(duì)應(yīng)的頂蓋(21)處，設(shè)置通氣口(13)，帶蓋投料口(16)，投料口的蓋亦能蓋緊密封。
在三室(4)對(duì)應(yīng)頂蓋(21)處，設(shè)置通氣口(14)，投料口(17)。
在一室(2)、二室(3)、三室(4)的側(cè)壁下緣，分別設(shè)置排放口及其排放閥門(mén)(18)、(19)、(20)，排放清洗各電解室的廢水。參照?qǐng)D1、2、3、4。
電解時(shí)，關(guān)閉排放閥門(mén)(18)、(19)、(20)，一室(2)、二室(3)裝食鹽水，三室(4)裝清水或食鹽水。密封各室的蓋(21)和投料口(15)、(16)的蓋。陽(yáng)極(5)和陰極(7)接直流電源的正極和負(fù)極。接通電源，電解槽和外接循環(huán)泵工作，各電極上產(chǎn)出電解產(chǎn)物，從一室取氣口(11)取出二氧化氯、氯混合氣體。
與
背景技術(shù)：
的比較本三室電解槽產(chǎn)出高濃度二氧化氯和氯的混合氣體，也產(chǎn)出副產(chǎn)物氫氧化鈉和氫氣。氫氣排空放走，氫氧化鈉用于鹽水調(diào)制，與上述化學(xué)法相比，沒(méi)有污染性副產(chǎn)物需要處理，是綠色產(chǎn)品，與美商產(chǎn)品二室隔膜電解槽相比，三室電解槽二氧化氯的濃度高出許多倍，也就是在相同有效氯條件下，電解電流小(3-5)倍，從而本實(shí)用新型三室電解槽的體積小、重量輕、用電省、物耗省，是節(jié)能產(chǎn)品。
本三室電解槽的
如下圖1是第一種三室電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)正視圖(垂直剖面)，(b)俯視圖。圖中的數(shù)序示意如下1、分隔成三個(gè)室的中空容器。2、三室電解槽的一室(陽(yáng)極室)，放陽(yáng)極(5)。3、三室電解槽的二室，置兩個(gè)雙極電極(6)于同一垂直平面中，且分別正對(duì)陰極側(cè)的兩排圓孔形窗口(10)。4、三室電解槽的三室(陰極室)，放陰極(5)。5、陽(yáng)極。6、兩個(gè)雙極電極。7、陰極。8、隔膜，封閉窗口(10)。9、兩塊隔斷板，把容器1垂直分隔成三個(gè)室，構(gòu)成三室
槽。10、兩隔斷板上開(kāi)的窗口。陽(yáng)極側(cè)開(kāi)一排圓孔形的窗口(10)，參看圖5，陰極側(cè)開(kāi)兩排圓孔形窗口(10)，參看圖6。11、一室(2)的取氣口。12、13、14、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的通氣口。15、16、17、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的投料口。
15、16帶蓋。18、19、20、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的排放口閥門(mén)。21、三室電解槽三個(gè)室的頂蓋，可蓋嚴(yán)三個(gè)電解室(2)、(3)、(4)。22、23、一室(2)電解液循環(huán)出入口，外接循環(huán)泵。
圖2是第二種三室電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是正視圖(垂直剖面)，(b)俯視圖。圖中1、 分隔成三個(gè)室的中空容器。2、 一室(陽(yáng)極室)，放陽(yáng)極(5)。3、 二室，放兩個(gè)雙極電極(6)。4、 三室，放陰極(7)。5、 陽(yáng)極。6兩個(gè)雙極電極。7、 陰極。8、 隔膜。9、隔斷板。10、隔斷板上開(kāi)的窗口。11、一室(2)的取氣口。12、13、14、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的通氣口。15、16、17、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的投料15、16帶蓋。18、19、20、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)排放口閥門(mén)。21、三室電解槽三個(gè)室的頂蓋。22、23、一室(2)電解液循環(huán)出入口，外接循環(huán)泵。
圖3是第三種三室電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)正視圖(垂直剖面)，(b)俯視圖。圖中1、 分隔成三個(gè)室的中空容器。2、 一室(陽(yáng)極室)，放陽(yáng)極(5)和一個(gè)雙極電極(6)。3、 二室，放一個(gè)雙極電極(6)。4、 三室，放陰極(7)。5、 陽(yáng)極。6、 兩個(gè)雙極電極。7、 陰極。8、 隔膜。9、 隔斷板。10、 隔斷板上開(kāi)的窗口。11、 一室(2)的取氣口。12、13、14、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的通氣口。15、16、17、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的投料口，15、16帶蓋。18、19、20、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)排放口閥門(mén)。21、三室電解槽三個(gè)室的頂蓋。22、23、一室(2)電解液循環(huán)出入口，外接循環(huán)泵。
圖4是第四種三室電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)正視圖(垂直剖面)，(b)俯視圖。圖中1、分隔成三個(gè)室的中空容器。2、一室，放陽(yáng)極(5)。3、二室，放一個(gè)雙極電極(6)。4、三室，放陰極(7)。5、陽(yáng)極。6、雙極電極。7、陰極。8、隔膜。9、隔斷板。10、隔斷板上開(kāi)的窗口。11、一室(2)的取氣口。12、13、14、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的通氣口。15、16、17、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)的投料口，15、16帶蓋。18、19、20、按序是一室(2)、二室(3)、三室(4)排放口閥門(mén)。21、三室電解槽三個(gè)室的頂蓋。22、23、一室(2)電解液循環(huán)出入口，外接循環(huán)泵。
圖5是隔斷板(9)及其上所開(kāi)窗口(10)的平面示意圖，窗口是一列圓形孔(10)。通常電極平面正對(duì)窗口。
圖6是隔斷板(9)及其所開(kāi)的另一形式窗口的平面示意圖。窗口是間隔一定距離的兩列圓形孔。處于同一平面內(nèi)的兩個(gè)雙極電極和陰極在其兩側(cè)，分別正對(duì)此窗口的兩排圓形孔，如第一種三室電解槽。
本三室電解槽最好的實(shí)現(xiàn)方式是采用罐式三室電解槽，它是把兩個(gè)三室電解槽并聯(lián)運(yùn)行。并聯(lián)運(yùn)行方式是兩個(gè)電解槽共用一個(gè)陽(yáng)極(5)，陽(yáng)極5裝在罐式陽(yáng)極室[一室(2)]內(nèi)，兩個(gè)中間室[二室(3)]處于罐式陽(yáng)極室[一室(2)]的兩側(cè)，兩個(gè)陰極室[三室(4)]分別處于兩個(gè)中間室(3)的外側(cè)。按第一種三室電解槽并聯(lián)配置電極兩個(gè)二室(3)中各放兩個(gè)雙極電極(6)，兩個(gè)三室(4)各放一個(gè)陰極(7)，兩陰極(7)接外電源的同一個(gè)負(fù)極。(在電解電流相同條件下，這種方式可節(jié)省材料消耗和制作工時(shí)，且體積小，重量輕。)
權(quán)利要求1.三室電解槽包含一個(gè)中空容器(1)，被兩隔斷板(9)垂直分隔成三個(gè)電解室一室(2)、二室(3)、三室(4)，每一隔斷板(9)上開(kāi)窗口(10)，窗口(10)上用隔膜(8)封閉。一室(2)、二室(3)、三室(4)依次設(shè)有通氣口(12)、(13)、(14)，投料口(15)、(16)、(17)，排放口(18)、(19)、(20)。其特征是一室(2)放陽(yáng)極(5)，二室(3)放雙極電極(6)，三室(4)放陰極(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的三室電解槽，其特征是一室(2)設(shè)置取氣口(11)。
3.如權(quán)利要求1所述的三室電解槽，其特征是一室(2)最多設(shè)置一個(gè)雙極電極(6)，二室(3)中，至少設(shè)置一個(gè)雙極電極(6)。
4.如權(quán)利要求1、3所述的三室電解槽，其特征是雙極電極不接外電源，周?chē)h(huán)繞著電解液。
5.如權(quán)利要求1所述的三室電解槽，其特征是一室(2)設(shè)有循環(huán)電解液的出入口(22)、(23)，外接循環(huán)泵，循環(huán)電解液。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是電解食鹽水制取二氧化氯、氯混合氣體的三室電解槽,屬二氧化氯發(fā)生裝置技術(shù)領(lǐng)域。它避免了用化學(xué)法制二氧化氯時(shí)處理殘液和運(yùn)儲(chǔ)危險(xiǎn)品原料的困難,又比二室槽制得的二氧化氯濃度高得多。三室電解槽是用兩塊隔板垂直地把容器隔成三個(gè)電解室一室、二室、三室,隔板上各開(kāi)窗口,并用隔膜封閉。一室放陽(yáng)極,設(shè)取氣口,三室放陰極,雙極電極放二室,或分放一室、二室。一室設(shè)電解液循環(huán)出、入口。它能更有效地消毒飲用水、處理醫(yī)院污水和某些工業(yè)污水。
文檔編號(hào)C25B1/26GK2386049SQ9920498
公開(kāi)日2000年7月5日 申請(qǐng)日期1999年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月9日
發(fā)明者俞志梁, 楊力, 王燦, 李潔心, 劉冰, 俞方 申請(qǐng)人:楊力