小型电晕放电水雾合成双氧水装置及其设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种小型电晕放电水雾合成双氧水装置，包括液相输送单元、气液混合水雾发生单元、电晕放电单元以及H2O2收集单元。电晕放电单元包括若干个模组，模组包括一个负电极层和一个正电极层，负电极层和正电极层交叉堆叠，负电极层与正电极层相互平行。负电极层上均匀填充有负电极，正电极层上均匀填充有正电极，负电极层上的负电极数目比正电极层上的正电极数目多一个。负电极接地，正电极接高压电源。本发明专利技术还公开了一种小型电晕放电水雾合成双氧水装置的设计方法，采用线线阵列式反应器制作简单。

【技术实现步骤摘要】
小型电晕放电水雾合成双氧水装置及其设计方法
本专利技术属于双氧水生产领域，具体涉及一种小型电晕放电水雾合成双氧水装置及其设计方法。
技术介绍
近年来，放电等离子体的环境应用已成为科学研究的前沿，并成为越来越热门的课题。作为一种高级氧化工艺(AOPs)，放电等离子体具有更显著的特点，相比于生物降解吸收的过程，其具有效率高、速度快的优点。此外，在大气压或更高的气压下可以产生放电等离子体(APP)，不必使用昂贵的真空设备，有更多的经济和应用价值。所以APPs在空气净化、水处理、臭氧合成、表面处理、生物医药、材料改性等领域具有很好的应用前景。空气中的放电等离子体伴随着紫外线(UV)辐射和电子碰撞，可以产生大量的活性物种，例如羟基自由基(OH)，氧自由基(O)，氮氧化物(NOx)，臭氧(O3)和其他活性物种。等离子体在环境应用中，羟基自由基(OH)，氧自由基(O)非常重要。目前，过氧化氢(H2O2)通常被认为是绿色化学中的重要试剂，因为水是H2O2中涉及氧化反应的唯一副产物，且双氧水具有氧化性，是一种重要的化工原料，被广泛应用于纸浆漂白、电子工业、污水处理、化学合成等领域。目前全世界主要采用金属催化剂方法和蒽醌法生产，绝大多数的H2O2采用蒽醌法生产，用蒽醌法生产双氧水存在工艺复杂，设备投资大以及环境污染等严重问题。采用钯、金等贵金属负载催化剂将氢氧直接合成H2O2已经有许多研究，但该过程存在着高选择性与高转化率不可兼得，生成的如O2需要分离等弊端。非平衡等离子体已经广泛用于材料处理及环境保护领域，在化学转化及合成领域也有很好的应用前景。用非平衡等离子体活化氢氧分子合成的H2O2虽早在上世纪60年代就有文献报道，但生成H2O2的产率很低。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供一种采用线线阵列式电晕放电水雾合成双氧水、并采用超声雾化器形成雾珠，均匀在反应器中放电产生活性物质的小型电晕放电水雾合成双氧水装置及其设计方法。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：小型电晕放电水雾合成双氧水装置，包括装置容器(1)、液相输送单元、气液混合水雾发生单元、电晕放电单元以及H2O2收集单元；所述液相输送单元包括液泵，所述液泵的入口连通有弱酸性的溶液；所述气液混合水雾发生单元设置于装置容器(1)中，所述气液混合水雾发生单元包括两个圆柱形的内容器(3)和外容器(2)，所述内容器(3)的高度低于外容器(2)，所述内容器(3)的半径小于外容器(2)的半径，所述内容器(3)和外容器(2)的中心轴在同一条直线上，所述内容器(3)固定设置于外容器(2)中，所述内容器(3)与外容器(2)之间的部分为空心，所述内容器(3)和外容器(2)的顶部均开设有开口；所述气液混合水雾发生单元包括超声雾化器(4)和用于排放气源的气泵，所述超声雾化器(4)设置于内容器(3)中，所述气泵设置于装置容器(1)外侧，所述液泵的出口连通超声雾化器(4)的入口，所述气泵的出口伸入到内容器(3)与外容器(2)之间的空心部分，所述气源为空气，或者所述气源为氧气；所述电晕放电单元设置于装置容器(1)中，所述电晕放电单元包括若干个相互堆叠的模组，所述模组包括一个正电极层和一个负电极层，所述正电极层和负电极层均包括方框，所述方框的边角开设有螺栓孔，所述正电极层和负电极层通过螺栓和螺栓孔进行连接；所述正电极层上均匀填充有材料为钨钼合金的正电极，所述负电机层上均匀填充有材料为钨钼合金的负电极，所述负电极层上相邻负电极的间距均为d，所述正电极层上相邻正电极的间距也均为d，所述d为3～9cm；所述正电极接高压电源，所述负电极接地；所述负电极层上的负电极数目比正电极层上的正电极数目多一个，所述负电极层与正电极层相互平行，所述负电极层上的负电极与正电极层上的正电极均匀交叉设置；所述电晕放电单元的最顶层和最底层的电极层均为负电极层；所述电晕放电单元设置于气液混合水雾发生单元的上方；所述H2O2收集单元包括收集器，所述电晕放电单元的出液口连通收集器的入口；所述装置容器(1)上端开设有出气口。进一步的，所述液泵连通溶液的管道上安装有阀门V1，所述气泵连通气源的管道上安装有阀门V2。进一步的，所述弱酸性的溶液ph为6.0～7.0。进一步的，所述溶液为氯化钠；或者所述溶液为水。进一步的，所述内容器(3)的顶部开设有开口二，所述外容器(2)的顶部开设有开口一，所述开口一的直径大于开口的直径。进一步的，由若干正电极层引出的电极线、若干负电极层引出的电极线从电晕放电单元上两侧安装的防护盖板穿出分别接到高压电源和地。进一步的，所述电晕放电单元采用高压直流电源。本专利技术小型电晕放电水雾合成双氧水装置的设计方法为：令装置容器长为L，宽为W，电晕放电单元在装置容器中所处部分的高度为H2，所述负电极层上的外侧负电极紧贴电晕放电单元的四壁；则可得每个负电极层上的电极数目N1为：每个正电极层的电极数目N2为：由电极位置间距及位置关系可得相邻单板的垂直间距b为：b＝dcosβ其中β为相邻正电极、负电极之间连线与铅垂线的夹角，则一个模组中电极数目N3为：N3＝N1+N2则电晕放电单元的模组数目N4为：所述电晕放电单元的最底层为负电极层，所以电晕放电单元的电极数目N为：N＝N4N3+N1本专利技术的有益效果为：与现有技术相比，本专利技术采用线线阵列式反应器制作简单，可减小自身电容，减少能耗损失，且采用电晕放电，电流小，功耗低。本装置制取双氧水原料为氯化钠溶液或水和氧气，易获取，产率高。本装置适用于小型制取双氧水，易携带，操作方便，是一种环境友好型的合成H2O2方法。附图说明图1是本专利技术装置的框架示意图；图2是本专利技术装置的结构示意图；图3是本专利技术装置工作流程示意图；图4是本专利技术中装置容器的结构示意图；图5是本专利技术中气液混合水雾发生单元的结构示意图；图6是本专利技术中负电极层和正电极层示意图；图7是本专利技术中模组示意图；图8是本专利技术中电晕放电单元及防护盖板示意图；图9是本专利技术中电晕放电单元侧面示意图；图10是本专利技术中正电极和负电极间距的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。如图1和图2所示，小型电晕放电水雾合成双氧水装置，包括装置容器1、液相输送单元、气液混合水雾发生单元、电晕放电单元以及H2O2收集单元。液相输送单元包括液泵，液泵的入口连通有弱酸性的溶液，液液泵连通溶液的管道上安装有阀门V1，本专利技术所使用的弱酸性溶液PH在6.0—7.0(除NO3-离子)，本专利技术采用氯化钠或者水。气液混合水雾发生单元设置于装置容器1中，气液混合水雾发生单元包括两个圆柱形的内容器3和外容器2，内容器3的高度低于外容器2，内容器3的半径小于外容器2的半径，内容器3和外容器2的中心轴在同一条直线上。内容器3固定设置于外容器2中，内容器3与外容器2之间的部分为空心，内容器3的顶部开设有开口二，外容器2的顶部开设有开口一，开口一的直径大于开口的直径。气液混合水雾发生单元包括超声雾化器4和用于排放气源的气泵，超声雾化器4设置于内容器3中，气泵设置于装置容器1外侧，液泵的出口连通超声雾化器4的入口，气泵的出口伸入到内容器3与外容器2之间的空心部分，气源为空气，或者所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型电晕放电水雾合成双氧水装置，其特征在于：包括装置容器(1)、液相输送单元、气液混合水雾发生单元、电晕放电单元以及H2O2收集单元；所述液相输送单元包括液泵，所述液泵的入口连通有弱酸性的溶液；所述气液混合水雾发生单元设置于装置容器(1)中，所述气液混合水雾发生单元包括两个圆柱形的内容器(3)和外容器(2)，所述内容器(3)的高度低于外容器(2)，所述内容器(3)的半径小于外容器(2)的半径，所述内容器(3)和外容器(2)的中心轴在同一条直线上，所述内容器(3)固定设置于外容器(2)中，所述内容器(3)与外容器(2)之间的部分为空心，所述内容器(3)和外容器(2)的顶部均开设有开口；所述气液混合水雾发生单元包括超声雾化器(4)和用于排放气源的气泵，所述超声雾化器(4)设置于内容器(3)中，所述气泵设置于装置容器(1)外侧，所述液泵的出口连通超声雾化器(4)的入口，所述气泵的出口伸入到内容器(3)与外容器(2)之间的空心部分，所述气源为空气，或者所述气源为氧气；所述电晕放电单元设置于装置容器(1)中，所述电晕放电单元包括若干个相互堆叠的模组，所述模组包括一个正电极层和一个负电极层，所述正电极层和负电极层均包括方框，所述方框的边角开设有螺栓孔，所述正电极层和负电极层通过螺栓和螺栓孔进行连接；所述正电极层上均匀填充有材料为钨钼合金的正电极，所述负电机层上均匀填充有材料为钨钼合金的负电极，所述负电极层上相邻负电极的间距均为d，所述正电极层上相邻正电极的间距也均为d，所述d为3～9cm；所述正电极接高压电源，所述负电极接地；所述负电极层上的负电极数目比正电极层上的正电极数目多一个，所述负电极层与正电极层相互平行，所述负电极层上的负电极与正电极层上的正电极均匀交叉设置；所述电晕放电单元的最顶层和最底层的电极层均为负电极层；所述电晕放电单元设置于气液混合水雾发生单元的上方；所述H2O2收集单元包括收集器，所述电晕放电单元的出液口连通收集器的入口；所述装置容器(1)上端开设有出气口。...

【技术特征摘要】
1.一种小型电晕放电水雾合成双氧水装置，其特征在于：包括装置容器(1)、液相输送单元、气液混合水雾发生单元、电晕放电单元以及H2O2收集单元；所述液相输送单元包括液泵，所述液泵的入口连通有弱酸性的溶液；所述气液混合水雾发生单元设置于装置容器(1)中，所述气液混合水雾发生单元包括两个圆柱形的内容器(3)和外容器(2)，所述内容器(3)的高度低于外容器(2)，所述内容器(3)的半径小于外容器(2)的半径，所述内容器(3)和外容器(2)的中心轴在同一条直线上，所述内容器(3)固定设置于外容器(2)中，所述内容器(3)与外容器(2)之间的部分为空心，所述内容器(3)和外容器(2)的顶部均开设有开口；所述气液混合水雾发生单元包括超声雾化器(4)和用于排放气源的气泵，所述超声雾化器(4)设置于内容器(3)中，所述气泵设置于装置容器(1)外侧，所述液泵的出口连通超声雾化器(4)的入口，所述气泵的出口伸入到内容器(3)与外容器(2)之间的空心部分，所述气源为空气，或者所述气源为氧气；所述电晕放电单元设置于装置容器(1)中，所述电晕放电单元包括若干个相互堆叠的模组，所述模组包括一个正电极层和一个负电极层，所述正电极层和负电极层均包括方框，所述方框的边角开设有螺栓孔，所述正电极层和负电极层通过螺栓和螺栓孔进行连接；所述正电极层上均匀填充有材料为钨钼合金的正电极，所述负电机层上均匀填充有材料为钨钼合金的负电极，所述负电极层上相邻负电极的间距均为d，所述正电极层上相邻正电极的间距也均为d，所述d为3～9cm；所述正电极接高压电源，所述负电极接地；所述负电极层上的负电极数目比正电极层上的正电极数目多一个，所述负电极层与正电极层相互平行，所述负电极层上的负电极与正电极层上的正电极均匀交叉设置；所述电晕放电单元的最顶层和最底层的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秉岩，徐小慧，李沁书，张瑞耕，甘育麟，易恬安，殷澄，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32