一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电解装置包括均呈圆环形的第一电解发生器组、第二电解发生器组，第一电解发生器组位于中心，第二电解发生器组环绕着第一电解发生器设置，第一电解发生器中的阴极水箱成圆柱形位于同心圆的中心，第一电解发生器的第一阳极水箱和第一电解电极组件成圆环形环绕在圆柱形的第一阴极水箱外围，第二电解发生器为圆环形，形成层层套叠，本发明专利技术的设备制备臭氧的量以及浓度可高可低，而且制备速率可调，机器设备对不同消毒环境以及消毒需求的适应性较高；借助自身氢气燃烧控制电解温度的升高和降低，促进臭氧分解，具有防腐蚀效果。

A high efficiency corrosion prevention ozone electrolysis device

The electrolytic device of the invention includes the first electrolysis generator group and the second electrolysis generator group, the first electrolysis generator group is located in the center, the second electrolysis generator group is surrounded by the first electrolysis generator set, the cathode water tank in the first electrolytic generator is located in the center of the concentric circle, and the first electrolysis is produced. The first anode water tank and the first electrolytic electrode assembly of the generator are circular circular ring around the cylindrical first cathode water tank, and the second electrolysis generator is circular ring, forming layers of stacking. The equipment prepared by the invention can make the ozone amount and concentration low, and the preparation rate is adjustable, and the machine equipment is used for different disinfection environment. And the need for disinfection is highly adaptable. With the help of hydrogen combustion, the electrolysis temperature rises and decreases, and ozone decomposition is promoted.

【技术实现步骤摘要】
一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置
本专利技术涉及电解制备臭氧水
，尤其涉及一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置。
技术介绍
臭氧是淡蓝色气体，是一种极强的氧化剂，通过氧化作用，抑制细菌的繁殖和生长，并导致细菌的死亡，它又是一种强杀菌剂。臭氧能溶于水，一定臭氧浓度的臭氧水同样具有极强的杀菌作用。臭氧和臭氧水能对食品、饮用水进行灭菌和消毒，在对饮用水进行消毒时，除了能杀灭水中的细菌，进一步纯化水中的杂质外，还能增加水中的含氧量。臭氧和臭氧水对细菌引发的各类皮肤病，细菌性炎症，烧伤表面等疾病，均有一定的疗效。臭氧和臭氧水还具有无副作用、无毒性、无二次污染等优点。因此，它被广泛地应用于饮用水、食品加工、医疗卫生、化工、环境保护等领域。制备臭氧的方法有电晕法和电解法，电解法又以能制备高浓度臭氧优于电晕法。目前的电解臭氧发生装置，由电解臭氧发生器、电解臭氧发生器电源、阳极水箱、阴极水箱组成。从在上个世纪中后期，固体聚合物电解质技术被越来越多的用到产生臭氧的研究中，在固体聚合物电解质电解产生臭氧的结构中，固体聚合物离子交换膜这种固态电解质取代了传统的液态电解质，电催化颗粒直接附着于固体聚合物电解质膜两侧上，形成固体聚合物电解质复合膜，这种复合膜结构能增加电极反应的接触面积，大大提高反应物的传质速度，有利于反应产物的分离，将反应与分离融为一体，简化了电解装置的结构。膜电极组件由三部分组成，中间是固体聚合物电解质膜，两边分别是阴极催化剂膜片和阳极催化膜片。目前，阳极催化剂膜片可以用铂、玻璃炭、二氧化锡以及二氧化铅等材料，其中二氧化铅稳定性好，且价格适中，被使用得较为广泛。阴极催化剂膜片则多采用铂、镀铂金属、碳以及镍合金等，其中铂的析氧过电位在贵金属及其合金中是最高的，对产生臭氧最为有利。在固体聚合物电解质臭氧发生器结构中，阴、阳极电催化材料与Nafion膜的复合电极是一种多孔电极，它具有比常规电极大得多的反应比表面积，有利于电解反应的进行。现有技术中采用电解法制备臭氧的设备主要存在有以下技术问题：（1）、单个设备制备臭氧的量以及浓度有限，而且制备速率一般不可调，机器设备对不同消毒环境以及消毒需求的适应性较差；（2）、电解法制备臭氧时的阳极电解产物为臭氧和氧气，阴极电解产物为氢气和水，臭氧消毒所需要的是阳极产生的臭氧，但是阳极伴随的还有氧气，现有技术中一般不对这些氧气进行处理，而是将其直接混合在臭氧之中，这会对臭氧的浓度以及在水中的溶解性产生影响，降低臭氧水的溶解量，进而影响消毒效果；阴极电解产生的氢气一般是直接排放到空气中，既浪费了能源又会导致潜在的危险，因为氢气的集聚会导致局部氢气浓度升高，在合适条件下有可能会发生爆燃等危险事故；阴极的电解产物同时还有水，这些水会使阴极水槽中的水位慢慢升高，也会对电解的正常进行产生不利影响；（3）、现有技术中在电解工作前是加入处理后的纯水进行电解，但是以目前的技术，制备的纯水中不可避免的还是会含有一定量的杂质，而采用真正的超纯水又花费巨大，导致成本激增；含有杂质的“纯水”一方面会对电解的效率产生影响，另一方面由于其中各种金属离子的存在，还会在阴阳极板上产生水垢，更加剧了对电解效率的负面影响；（4）、现有技术中一般直接借助阴阳极水槽中的电解水进行设备散热和降温，但是这一冷却效果并不好，而臭氧又是对温度极为敏感的物质，过高的温度会导致臭氧分解消失；（5）、现有技术中一般是采用后续测量的方式测定臭氧水的浓度，这一测定具有一定的滞后性，不利于准确测定臭氧的实际生成量，而且臭氧又是一种较为容易分解的物质，也增加了测定的不准确性，不利于准确考量一台电解制臭氧设备的效能；（6）、现有技术中对对于阴极和阳极的冷却一般采用被动冷却的方式，主要是借助于电解水的流动对阴阳极水箱中的电解水进行被动冷却降温，这一冷却方式不具有可调控性，而且冷却效果不佳；（7）、在电解工作停止后，电解组件中仍会残留有一部分臭氧，这些残存的臭氧如果不及时清除，会对电解组件中的电极膜板以及阴阳极的水箱造成严重的腐蚀和氧化，进而或缩短电解组件以及电解设备的使用寿命和工作效率。由于现有设备中存在有以上问题，因此，亟需开发一种新型的电解制备臭氧的设备，以填补市场空白。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置，本专利技术采用两个复合的电解发生器组件，具有催化效率高、效率可调、防腐蚀的优点，同时还具有物料利用充分、防水垢沉积、臭氧生成量直观监测的技术效果，具有广阔的应用前景。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置，包括均呈圆环形的第一电解发生器组、第二电解发生器组，所述第一电解发生器组、第二电解发生器组呈同心圆设置，第一电解发生器组位于同心圆的内侧中心位置，第二电解发生器组呈环形围绕在所述第一电解发生器组的外围；所述第一电解发生器组、第二电解发生器组之间设置有石墨烯导热材料，所述石墨烯导热材料与外界换热装置连接；所述外界换热装置包括降温装置和升温装置，所述降温装置包括散热翅片和喷雾散热风扇，所述升温装置包括热辐射集热罩；所述第一电解发生器组连接有第一电源，第二电解发生器组连接有第二电源；所述第一电源、第二电源相互独立且均设置有单独的启闭开关；所述第一电解发生器组包括呈圆柱形的第一阴极水箱以及均呈圆环形并围绕在圆柱形第一阴极水箱外部的第一电解电极组件以及第一阳极水箱，第二电解发生器组包括均为圆环形的第二阴极水箱、第二阳极水箱以及第二电解电极组件；所述第一电解电极组件、第二电解电极组件中均包括阳极催化剂膜板、阴极催化剂膜板以及PEM膜；所述臭氧电解制备装置还包括阴极水总管和阳极水总管,第一阴极水箱、第二阴极水箱分别通过第一阴极水管、第二阴极水管与阴极水总管连接；第一阳极水箱、第二阳极水箱分别通过第一阳极水管、第二阳极水管与阳极水总管连接；所述第一阴极水管上、第二阴极水管上以及第一阳极水管上、第二阳极水管上均分别设置有电磁阀；所述臭氧电解制备装置还包括氢气总管、臭氧氧气混合气总管、臭氧氧气分离装置、氢气可控燃烧装置、氢气储存装置、氧气储存装置；第一阴极水箱上部设置有第一氢气出气管，第一阳极水箱上部设置有第一臭氧氧气混合出气管；第二阴极水箱上部设置有第二氢气出气管，第二阳极水箱上部设置有第二臭氧氧气混合出气管；所述第一氢气出气管、第二氢气出气管均与氢气总管连接，所述氢气总管与氢气储存装置连接；第一臭氧氧气混合出气管、第二臭氧氧气混合出气管均与臭氧氧气混合气总管连接，所述臭氧氧气混合气总管与臭氧氧气分离装置连接；所述臭氧氧气分离装置包括臭氧输送管和氧气输送管，所述臭氧输送管与臭氧使用装置连接，所述氧气输送管与氧气储存装置连接；所述氧气储存装置和氢气储存装置均与氢气可控燃烧装置连接，所述氢气可控燃烧装置还连接有凝结水收集装置和凝结水输送管，所述凝结水输送管与阳极水总管和/或阴极水总管连接；所述热辐射集热罩活动地设置在所述氢气可控燃烧装置的上部，由氢气可控燃烧装置通过燃烧而释放的热量被所述热辐射集热罩集中、吸收和传导给所述升温装置，所述升温装置将热量传导给所述石墨烯导热材料；所述臭氧氧气分离装置上设置有臭氧生成量显示装置，所述阴极总管上还设置有抽水装置；还包括控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置，其特征在于，包括均呈圆环形的第一电解发生器组、第二电解发生器组，所述第一电解发生器组、第二电解发生器组呈同心圆设置，第一电解发生器组位于同心圆的内侧中心位置，第二电解发生器组呈环形围绕在所述第一电解发生器组的外围；所述第一电解发生器组、第二电解发生器组之间设置有石墨烯导热材料，所述石墨烯导热材料与外界换热装置连接；所述外界换热装置包括降温装置和升温装置，所述降温装置包括散热翅片和喷雾散热风扇，所述升温装置包括热辐射集热罩；所述第一电解发生器组连接有第一电源，第二电解发生器组连接有第二电源；所述第一电源、第二电源相互独立且均设置有单独的启闭开关；所述第一电解发生器组包括呈圆柱形的第一阴极水箱以及均呈圆环形并围绕在圆柱形第一阴极水箱外部的第一电解电极组件以及第一阳极水箱，第二电解发生器组包括均为圆环形的第二阴极水箱、第二阳极水箱以及第二电解电极组件；所述第一电解电极组件、第二电解电极组件中均包括阳极催化剂膜板、阴极催化剂膜板以及PEM膜；所述臭氧电解制备装置还包括阴极水总管与阳极水总管，第一阴极水箱、第二阴极水箱分别通过第一阴极水管、第二阴极水管与阴极水总管连接；第一阳极水箱、第二阳极水箱分别通过第一阳极水管、第二阳极水管与阳极水总管连接；所述第一阴极水管上、第二阴极水管上以及第一阳极水管上、第二阳极水管上均分别设置有电磁阀；所述臭氧电解制备装置还包括氢气总管、臭氧氧气混合气总管、臭氧氧气分离装置、氢气可控燃烧装置、氢气储存装置、氧气储存装置；第一阴极水箱上部设置有第一氢气出气管，第一阳极水箱上部设置有第一臭氧氧气混合出气管；第二阴极水箱上部设置有第二氢气出气管，第二阳极水箱上部设置有第二臭氧氧气混合出气管；所述第一氢气出气管、第二氢气出气管均与氢气总管连接，所述氢气总管与氢气储存装置连接；第一臭氧氧气混合出气管、第二臭氧氧气混合出气管均与臭氧氧气混合气总管连接，所述臭氧氧气混合气总管与臭氧氧气分离装置连接；所述臭氧氧气分离装置包括臭氧输送管和氧气输送管，所述臭氧输送管与臭氧使用装置连接，所述氧气输送管与氧气储存装置连接；所述氧气储存装置和氢气储存装置均与氢气可控燃烧装置连接，所述氢气可控燃烧装置还连接有凝结水收集装置和凝结水输送管，所述凝结水输送管与阳极水总管和/或阴极水总管连接；所述热辐射集热罩活动地设置在所述氢气可控燃烧装置的上部，由氢气可控燃烧装置通过燃烧而释放的热量被所述热辐射集热罩集中、吸收和传导给所述升温装置，所述升温装置将热量传导给所述石墨烯导热材料；所述臭氧氧气分离装置上设置有臭氧生成量显示装置，所述阴极总管上还设置有抽水装置；还包括控制装置，所述控制装置连接并控制所述第一电源、第二电源以及所述第一阴极水管、第二阴极水管、所述第一阳极水管、第二阳极水管上的所有电磁阀以及所述抽水装置。...

【技术特征摘要】
1.一种高效率防腐蚀臭氧电解制备装置，其特征在于，包括均呈圆环形的第一电解发生器组、第二电解发生器组，所述第一电解发生器组、第二电解发生器组呈同心圆设置，第一电解发生器组位于同心圆的内侧中心位置，第二电解发生器组呈环形围绕在所述第一电解发生器组的外围；所述第一电解发生器组、第二电解发生器组之间设置有石墨烯导热材料，所述石墨烯导热材料与外界换热装置连接；所述外界换热装置包括降温装置和升温装置，所述降温装置包括散热翅片和喷雾散热风扇，所述升温装置包括热辐射集热罩；所述第一电解发生器组连接有第一电源，第二电解发生器组连接有第二电源；所述第一电源、第二电源相互独立且均设置有单独的启闭开关；所述第一电解发生器组包括呈圆柱形的第一阴极水箱以及均呈圆环形并围绕在圆柱形第一阴极水箱外部的第一电解电极组件以及第一阳极水箱，第二电解发生器组包括均为圆环形的第二阴极水箱、第二阳极水箱以及第二电解电极组件；所述第一电解电极组件、第二电解电极组件中均包括阳极催化剂膜板、阴极催化剂膜板以及PEM膜；所述臭氧电解制备装置还包括阴极水总管与阳极水总管，第一阴极水箱、第二阴极水箱分别通过第一阴极水管、第二阴极水管与阴极水总管连接；第一阳极水箱、第二阳极水箱分别通过第一阳极水管、第二阳极水管与阳极水总管连接；所述第一阴极水管上、第二阴极水管上以及第一阳极水管上、第二阳极水管上均分别设置有电磁阀；所述臭氧电解制备装置还包括氢气总管、臭氧氧气混合气总管、臭氧氧气分离装置、氢气可控燃烧装置、氢气储存装置、氧气储存装置；第一阴极水箱上部设置有第一氢气出气管，第一阳极水箱上部设置有第一臭氧氧气混合出气管；第二阴极水箱上部设置有第二氢气出气管，第二阳极水箱上部设置有第二臭氧氧气混合出气管；所述第一氢气出气管、第二氢气出气管均与氢气总管连接，所述氢气总管与氢气储存装置连接；第一臭氧氧气混合出气管、第二臭氧氧气混合出气管均与臭氧氧气混合气总管连接，所述臭氧氧气混合气总管与臭氧氧气分离装置连接；所述臭氧氧气分离装置包括臭氧输送管和氧气输送管，所述臭氧输送管与臭氧使用装置连接，所述氧气输送管与氧气储存装置连接；所述氧气储存装置和氢气储存装置均与氢气可控燃烧装置连接，所述氢气可控燃烧装置还连接有凝结水收集装置和凝结水输送管，所述凝结水输送管与阳极水总管和/或阴极水总管连接；所述热辐射集热罩活动地设置在所述氢气可控燃烧装置的上部，由氢气可控燃烧装置通过燃烧而释放的热量被所述热辐射集热罩集中、吸收和传导给所述升温装置，所述升温装置将热量传导给所述石墨烯导热材料；所述臭氧氧气分离装置上设置有臭氧生成量显示装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊国荣，翁明波，陈忠，袁洪军，
申请(专利权)人：中氧科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44