一种多折流感应式次氯酸钠发生器的制作方法

1.本实用新型涉及一种电解反应发生器，尤其是涉及适用于农村小型水处理站消毒工程中的一种多折流感应式次氯酸钠发生器。


背景技术：

2.农村饮用水存在的主要问题是微生物污染，消毒是杀灭水中病原微生物最有效的方式。而农村水厂普遍存在消毒设备不正常使用，消毒过程不规范的问题，严重威胁农村人民的身体健康。结合农村经济普遍不富裕、管理人员文化水平普遍不高的特点，在农村饮用水厂选择适宜的消毒方式，构建适宜的消毒设备至关重要。目前，次氯酸钠是公认的廉价有效的饮用水消毒剂，可以通过次氯酸钠发生器电解食盐水进行现场制备，具有取材简单，消毒效率高，投量准确，管理简便的特点，广泛应用于农村和城镇饮用水处理的消毒环节。
3.因此，次氯酸钠发生器生产消毒剂得到了推广应用，是一种运行成本较低、原料简单的消毒发生设备。目前，次氯酸钠发生器多采用单通道直流式结构，流程短，电解效率低；并且电极之间的间距较大，电解时电压较大，能耗较高且装置比较复杂、设备购置费用高。这些缺点严重阻碍了次氯酸钠发生器在农村小型水处理站消毒环节的推广应用。


技术实现要素：

4.为了克服上述背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能耗低、电解效率高、结构简单、且能够有效控制发生器温度的多折流感应式次氯酸钠发生器，以用于农村小型水处理站的消毒环节。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.本实用新型包括绝缘体、阴极、多片中间电极和阳极；绝缘体主要是由正面板、中间板、背面板层叠组成；正面板和背面板在靠近中间板的端面中部均开有矩形凹槽，矩形凹槽边缘内装有橡胶垫圈，正面板和背面板在靠近中间板的端面中部均开有矩形凹槽，所述中间板开有矩形通槽，中间板的矩形通槽分别与正面板和背面板的矩形凹槽连通并构成了整体的反应腔；反应腔中沿层叠方向依次装有阴极、多片中间电极、阳极，阳极与中间电极之间、相邻两片中间电极之间、中间电极与阴极之间均在外周围边缘用一圈回型垫圈分隔隔开。
7.所述正面板上开设有排液口，背面板上设有进液口，排液口和进液口分别和反应腔连通。
8.所述的阴极、多片中间电极、阳极的形状尺寸均和反应腔的截面的形状尺寸一致。
9.所述阳极与中间电极之间、中间电极之间，中间电极与阴极之间均具有间隙，间隙构成电解腔；阴极、多片中间电极、阳极中的每片电极在自身的仅一侧边缘处均开设有流通小孔，相邻电解腔通过电极上的流通小孔连通；且电解腔通过电极上的流通小孔连通，所开设流通小孔的一侧分别在电极的两侧沿层叠方向交替布置，使得进入反应腔的反应液多级折流流经反应腔中的各个电解腔。
10.所述的正面板外端面开有柱形凹槽，柱形凹槽内安装温控传感器。
11.所述阳极和阴极均具有凸出部分，凸出部分伸出反应腔后和电源连接；所述中间电极不具有凸出部分，全部在反应腔内。
12.所述阳极和中间电极均为单侧涂层的dsa电极，所述阴极为耐腐蚀金属板。
13.本实用新型具有的有益效果是：
14.1)电极间距小，每个电解腔的电压降低，进而降低电解能耗；电极与电源间的接线方式获得显著简化，装置结构简单，装置成本降低。
15.2)设置温控传感器，监测发生器内部温度，有效避免出现装置损坏和温度过高次氯酸钠产物高温分解的情况。
16.3)通过多级折流，电解反应过程加长，盐耗降低，电解效率提高，发生器体积缩小，本实用新型尤其适用于农村小型水处理站的消毒环节。
附图说明
17.图1是本实用新型的正视图。
18.图2是图1的a-a剖视图。
19.图3是正面板的正视图。
20.图4是正面板的俯视图。
21.图5是中间板的正视图。
22.图6是中间板的俯视图。
23.图7是背面板的正视图。
24.图8是背面板的俯视图。
25.图9是阴极的结构示意图。
26.图10是阳极的结构示意图。
27.图11是中间电极的结构示意图。
28.图12是本实用新型的多级折流示意图。
29.图中：1、进液口，2、橡胶垫圈，3、阳极，4、回型垫圈，5、中间电极，6、阴极，7、背面板，8、中间板，9、正面板，10、排液口，11、螺帽，12、螺栓，13、矩形凹槽，14、柱形凹槽。
具体实施方式
30.以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
31.如图2所示，发生器包括绝缘体、阴极6、多片中间电极5和阳极3；绝缘体主要是由正面板9、中间板8、背面板7层叠组成，正面板9、中间板8、背面板7通过螺栓12和螺帽11紧固安装；正面板9和背面板7在靠近中间板8的端面中部均开有矩形凹槽13，矩形凹槽13边缘内装有橡胶垫圈2，如图5-图8所示，正面板9和背面板7在靠近中间板8的端面中部均开有矩形凹槽13，中间板8开有矩形通槽，中间板8的矩形通槽、正面板9和背面板7的矩形凹槽13连通的截面形状尺寸相同，中间板8的矩形通槽分别与正面板9和背面板7的矩形凹槽13连通并构成了整体的长方体反应腔；
32.反应腔中从正面板9到背面板7方向沿层叠方向依次装有阴极6、多片中间电极5、阳极3，阳极3与中间电极5之间、相邻两片中间电极5之间、中间电极5与阴极6之间均在外周
围边缘用一圈回型垫圈4分隔隔开，使得电极之间不电连接。相邻电极之间具有间隙，间隙中会流通反应液体。
33.如图1所示，正面板9上开设有排液口10，如图3所示，背面板7上设有进液口1，排液口10和进液口1分别和反应腔连通。
34.阴极6、多片中间电极5、阳极3的形状尺寸均和反应腔的截面的形状尺寸一致，即和矩形通槽和矩形凹槽13的形状尺寸相同吻合。
35.如图12所示，阳极3与中间电极5之间、中间电极5之间，中间电极5与阴极6之间通过回型垫圈4分隔均具有间隙，间隙构成电解腔；阴极6、多片中间电极5、阳极3中的每片电极在自身的仅一侧边缘处均开设有流通小孔，相邻电解腔通过电极上的流通小孔连通；且电解腔通过电极上的流通小孔连通，所开设流通小孔的一侧分别在电极的两侧沿层叠方向交替布置，即当前一片电极的流通小孔开设在一侧，则上一片电极和下一片电极的流通小孔开设在另一侧。使得从进液口1进入反应腔的反应液按照s形流动方式多级折流流经反应腔中的各个电解腔。
36.如图4所示，正面板9外端面开有柱形凹槽14，柱形凹槽14内安装温控传感器。温控传感器用于实时监测发生器的温度，用于报警提醒。
37.如图1、图9、图10所示，阳极3和阴极6均具有凸出部分，凸出部分伸出反应腔后和电源连接；如图11所示，中间电极5不具有凸出部分，全部在反应腔内。
38.阳极3和阴极6的凸出部分分别钻有小孔，小孔与接线通过螺钉固定连接，接线再分别与电源的正、负极相连。阳极3、阴极6分别连接电源的正极、负极。
39.中间电极5没有接线连接，在阳极3、阴极6被通电过程中，每片中间电极5受阳极3、阴极6形成的电场作用通过感应起电，一面为阳极，另一面为阴极。
40.具体实施中，阳极3和中间电极5均为单侧涂层的dsa电极，阴极6为耐腐蚀金属板。阳极3、中间电极5、阴极6、回型垫圈4镶嵌在中间板8内，通过正面板9和背面板7压紧固定。
41.具体实施中，流通小孔和回型垫圈4位置错开布置。流通小孔包括多个小孔间隔布置。
42.阳极3左端、阴极6右端、中间电极5左端或右端各设置3～10个均匀分布、且直径为2～10mm的小孔。
43.本实用新型电解食盐水过程如下：
44.电解时，食盐水由进液口1流入，阳极3和阴极6与接线通过螺钉固定连接，接线再分别与电源的正、负极相连；
45.通电后，中间电极通过感应起电，一面为阳极，一面为阴极。
46.电解过程中，食盐水中的cl-在阳极3表面放电生成大量cl2，h2o在阴极6表面放电生成大量h2，剩下的oh-与na

结合生成naoh，cl2与naoh溶液接触得到目标产物naclo和nacl。
47.充分反应后得到次氯酸钠的电解液通过排液口10流出发生器。
48.本实用新型经实施测试，在食盐水的浓度为12g/l，电流密度为70a/m2，进水流量为1.44l/h的工艺条件、每块板状电极有效面积为224cm2，相邻电极间隙为0.2cm的尺寸条件等设置下，电解效率为86.42％。
49.对比情况1
50.如果在相同条件下但将各片中间电极均取出，仅保留阳极和阴极的电极片情况下再次实施，则测试获得的电解效率为48.28％。
51.由此对比可见，本实用新型通过多级折流，电解反应过程加长，电解效率显著提高。
52.对比情况2
53.在相同条件下但将各片中间电极均取出，仅保留阳极和阴极的电极片情况下再次实施，如果要获得相同的电解效率，所需阳极和阴极的电极片大小要设置成536cm2，才能达到电解效率为86.42％水平。
54.由此对比可见，本实用新型的体积显著缩小。