电化学反应器、水处理设备和系统及水处理设备控制方法技术方案

技术编号:19872888 阅读:23 留言:0更新日期:2018-12-22 15:59
一种电化学反应器(1),其包括壳体结构(3)和用于在基底支撑壳体结构的支撑结构(2);支撑结构(2)包括至少一个支撑元件(2a),用于从凸脊(7a)支撑壳体结构(3);顶部空间部(7)在壳体结构(3)的内部空间内包括至少一个突伸台,用于接收并支撑至少一个电极板的至少一个凸耳部,以便悬置电极板;突伸台在使用时优选位于凸脊(7a)的正上方。还公开了与电化学反应器相关的设备、系统、方法和计算机程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学反应器、水处理设备和系统及水处理设备控制方法
本专利技术涉及以电化学方式处理水,更具体地涉及如权利要求1前序部分所述的电化学反应器。本专利技术还涉及用于以电化学方式处理水的设备和系统、用于控制水处理设备的方法以及与其相关的计算机程序产品。
技术介绍
以电化学方式处理水本身在本领域中是公知的。基本原理是:使水经过带电电极,从而以电化学方式去除杂质。专利公开US2014138238A1公开了通过电凝聚从水中去除污染物质的设备和方法。设备包括装配在框架中并由框架支撑的容器、旋转电极以及静止电极。盖附接到框架的顶部。专利公开US785214A公开了用于从金属矿石中提取金属的设备。设备包括装配在框架中并由框架支撑的罐、以及放置在模块中的电极板。专利公开US3579431A公开了用于金属电解沉积的电解池。电极板焊接到预制铝头部汇集排,头部汇集排具有用于升降电极板的拖钩。专利公开JPH03193200A公开了用于污泥的易更换电极板。电极板平行设置在电解容器中。通过由非导体(诸如合成树脂)制成的间隔物来使平行设置的电极板等间隔地隔开,并夹紧电极板。专利公开DE10040417公开了对废水的电解处理。电极安装在由支撑杆支撑的各电极支撑件中,以使得它们不浸入电解器中所处理的水中。电极支撑件还包括用于帮助搬运电极的抓握部。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于以电化学方式处理水的电化学反应器、设备和系统,其中,电极板的载荷不会使壳体结构变形。该目的通过其特征是独立权利要求1中内容的电化学反应器以及根据权利要求12和权利要求15的用于以电化学方式处理水的设备和系统来实现。在从属权利要求中公开了根据本专利技术的电化学反应器的优选实施例的特征。本专利技术的另一个目的是提供用在这种电化学反应器中的电极模块。该目的通过其特征是独立权利要求16中内容的电极模块来实现。本专利技术的另一个目的是分别提供用于控制水处理设备的方法、用于控制水处理系统的方法以及与其相关的计算机程序产品。该目的分别通过根据权利要求17和21的方法以及根据权利要求22和权利要求23的计算机程序产品来实现。本专利技术基于以下构思:电化学反应器由壳体结构和单独的支撑结构形成,壳体结构限定了水流经过电极板的流动路径,支撑结构支撑壳体结构(尤其是电极板的重量)。因此,由于壳体结构的设计不受用于承载电极板载荷的机械刚性要求的约束,壳体结构可以更自由地设计,以优化电化学处理过程本身。另外,在设计壳体结构时可以考虑一些其他方面。此外,由于壳体结构不需要承载电极板的载荷,所以可以使用低成本材料(诸如塑料材料)。具体地,突伸台结构可以形成在壳体结构内,以便通过凸耳支撑电极板,从而便于引入并更换电极板。由于壳体结构(尤其是由电极板重量引起的载荷)由单独支撑结构承载,所以可以容易地布置重量传感器装置以监测电极板的重量,尤其是重量变化。这进而实现了控制电化学处理的新机遇。此外,重量传感器装置可以用于监测壳体结构内水容量的重量,从而实现控制水处理系统的新机遇。附图说明以下将参考附图借助优选实施例来更详细地描述本专利技术,其中:图1a示出根据本专利技术一方面的电化学反应器的立体图;图1b示出图1a的电化学反应器的前视图;图1c示出图1a的电化学反应器的侧视图;图2a示出根据本专利技术一方面的电化学反应器的没有盖的壳体结构的立体图;图2b示出图2a的壳体结构的前视图;图2c示出图2a的壳体结构的侧视图;图3a示出沿着图2c的线B-B截取的剖视图;图3b示出沿着图1c的线A-A截取的剖视图;图3c示出图3b的剖视图,但还配备有电联接装置和电极模块;图4示出根据本专利技术一方面的电极模块的立体图。具体实施方式图1a示出根据本专利技术一个方面的电化学反应器的立体图。电化学反应器1包括支撑壳体结构3的单独支撑结构2。支撑结构2包括两个支撑元件2a,在壳体3的顶部空间部7正下方两个支撑元件2a延伸穿过壳体3但不穿透壳体外表面。顶部空间部7配备有顶盖7e。壳体结构3还包括具有入口(图1a中未示出)的入口部4、具有出口5a的出口部以及反应室6(图1a中未示出)。图1b示出图1a的电化学反应器的前视图。支撑元件2a通过顶部空间部7的两个凸脊7a来支撑壳体结构。此外,可以看出,顶部空间部7在其远端处具有延伸直到出口部5的突出部8。入口部4具有用于使电化学反应器1排空的排空接口4b。另外,可以看到气流入口7c和气流出口7d布置在顶部空间部7上。图1c示出图1a的电化学反应器的侧视图。另外,重量传感器装置的示例性位置用附图标记10表示。图2a示出根据本专利技术一方面的没有盖7e的壳体结构3的立体图。因为支撑结构2不存在,所以构成反应室6的壳体结构3部分是可见的。此外,在壳体结构3的内部空间内,两个突伸台形成在顶部空间部7处。图2b示出图2a的壳体结构的前视图。可以清楚地看到延伸穿过壳体结构3但不穿透壳体结构外表面的两个凹腔9。此外,入口4a和排水接口4b的位置用十字标记。图2c进而示出图2a的壳体结构的侧视图。图3a示出沿着图2c的线B-B截取的剖视图。具体地,壳体结构3包括入口部4,水流通过入口4a引入到入口部4中。反应室6布置成在入口部4上方与入口部4流体连通,用于接收所述至少一个电极板20的板部20a。壳体结构3还包括具有出口5a的出口部5,水流通过出口部5a从电化学反应器1排出。出口部5在反应室6顶部处与反应室6流体连通,以使得引入到入口部的水流向上上升通过反应室6并流向出口部25。壳体结构3还包括顶部空间部7,顶部空间部7具有在壳体结构内部空间内的突伸台7b。突伸台7b布置用来接收并支撑至少一个电极板20的凸耳部20b。顶部空间部还包括在凹腔9内形成在壳体结构3的外表面上的凸脊7a。凹腔9延伸穿过壳体结构3但不穿透壳体结构外表面。换句话说,通过壳体结构3使凹腔与内部空间分开。凸脊7a与突伸台7b对应定位成使得当支撑结构的支撑元件2a放置在凸脊下方时,放置在突伸台7b上的电极板20b的凸耳部20b搁置在支撑元件2a上方。利用这种布置,电极板20的负载不使壳体结构3变形,而是由支撑结构2承载。还设置有气流入口7c和气流出口7d,优选设置在顶部空间部7上,用于使电化学反应器1内产生的烟雾通风。尽管在附图的布置中凸脊7a和出口部4从壳体结构3的其余部分沿相同方向在横向上延伸,但是本专利技术可以其它方式实现。图3b示出沿着图1c的线A-A截取的剖视图。壳体结构3由支撑元件2a支撑在支撑结构2上,延伸穿过凹腔9的支撑元件2a通过凸脊7a承载壳体结构。图3c示出图3b的剖视图,但还配备有电极模块21和电联接装置11。电极板20的凸耳部20b定位在位于凸脊7a正上方并因此位于支撑元件2a上方的突伸台7b上。电联接装置11作为汇流条设置在突伸台7b上,以便将电极板20连接到电源。图4示出根据本专利技术一方面的电极模块21。电极模块21包括多个电极板20,每个电极板具有板部20a和两个相对的凸耳部20b。凸耳部20b中的一个比另一个延伸得更远,以便于电极板通过较长的凸耳部20b交替地连接到电联接装置11。电极板20在电极模块21内彼此间隔开,并且电极模块每一侧包括分隔框架21a,用于将相邻的电极模块21彼此分隔开。此外,电极板20具有带有钩20c的提升部,以便于例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于以电化学方式处理水的电化学反应器(1),包括壳体结构(3)以及用于在基底支撑壳体结构的支撑结构(2),其中,壳体结构(3)限定了内部空间,壳体结构还包括:入口部(4),包括入口(4a),用于将水流引导到内部空间;出口部(5),包括出口(5a),用于将水流从电化学反应器引导出;在入口部与出口部之间流动连通的反应室(6),反应室布置成用于接收至少一个电极板(20)的板部(20a),以便引导水流经过所述至少一个电极板;以及顶部空间部(7),在壳体结构的外侧上包括由壳体结构外表面形成的至少一个凸脊(7a),其中,支撑结构(2)包括从凸脊(7a)支撑壳体结构(3)的至少一个支撑元件(2a),并且其特征在于,顶部空间部(7)在壳体结构的内部空间内包括至少一个突伸台(7b),用于接收并支撑所述至少一个电极板(20)的至少一个凸耳部(20b),以便将所述至少一个电极板(20)悬置在电化学反应器内,突伸台(7b)在使用时优选位于凸脊(7a)的正上方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 FI 201559921.一种用于以电化学方式处理水的电化学反应器(1),包括壳体结构(3)以及用于在基底支撑壳体结构的支撑结构(2),其中,壳体结构(3)限定了内部空间,壳体结构还包括:入口部(4),包括入口(4a),用于将水流引导到内部空间;出口部(5),包括出口(5a),用于将水流从电化学反应器引导出;在入口部与出口部之间流动连通的反应室(6),反应室布置成用于接收至少一个电极板(20)的板部(20a),以便引导水流经过所述至少一个电极板;以及顶部空间部(7),在壳体结构的外侧上包括由壳体结构外表面形成的至少一个凸脊(7a),其中,支撑结构(2)包括从凸脊(7a)支撑壳体结构(3)的至少一个支撑元件(2a),并且其特征在于,顶部空间部(7)在壳体结构的内部空间内包括至少一个突伸台(7b),用于接收并支撑所述至少一个电极板(20)的至少一个凸耳部(20b),以便将所述至少一个电极板(20)悬置在电化学反应器内,突伸台(7b)在使用时优选位于凸脊(7a)的正上方。2.根据权利要求1的电化学反应器,其特征在于,在使用时,入口部(4)布置在反应室(6)的下方,顶部空间部(7)布置在反应室(6)的上方,并且出口部(5)与反应室(6)之间的流体连通部布置在反应室(6)的顶部中。3.根据权利要求1或2的电化学反应器,其特征在于,突出部(8)在所述至少一个凸脊(7a)的远端与出口部(5)之间延伸。4.根据前述权利要求中任一项的电化学反应器,其特征在于,至少一个凹腔(9)形成在壳体结构(3)的外表面上,在使用时,在所述至少一个凸脊(7a)的下方,其中,所述至少一个凹腔(9)朝向壳体结构(3)的内部空间延伸,优选延伸穿过壳体结构(3)的内部空间,所述至少一个凹腔(9)通过壳体结构(3)而与内部空间分开,并且其中,所述至少一个支撑元件(2a)延伸到所述至少一个凹腔(9)中,优选地穿过所述至少一个凹腔(9),以便支撑壳体结构(3)。5.根据前述权利要求中任一项的电化学反应器,其特征在于,顶部空间部(7)经由在所述至少一个凸脊(7a)的远端与出口部(5)之间延伸的突出部(8)而与出口部(5)流体连通。6.根据前述权利要求中任一项的电化学反应器,其特征在于,电化学反应器配备有重量传感器装置(10),用于测量所述至少一个电极板(20)的重量,其中,重量传感器装置(10)优选布置在一个或多个支撑结构(2)中、在支撑元件(2a)与支撑结构(2)的其余部分之间、在支撑元件(2a)与壳体结构(3)之间、或者在所述至少一个突伸台(7b)上。7.根据前述权利要求中任一项的电化学反应器,其特征在于,还包括用于将所述至少一个电极板(20)联接到电源的电联接装置(11),优选为汇流条,其中,电联接装置(11)布置在壳体结构(3)的内部空间内、在顶部空间部(7)中、优选在所述至少一个突伸台(7b)上,其中,顶部空间部(7)包括气流入口(7c)和气流出口(7d),用于使来自内部空间内的烟雾通风,并且其中,电联接装置(11)布置在气流入口(7c)与气流出口(7d)之间,以使得在气流入口(7c)与气流出口(7d)之间流动的空气提供对电联接装置(11)的冷却。8.根据前述权利要求中任一项的电化学反应器,其特征在于,顶部空间部(7)包括:在壳体结构(3)的外侧上,由壳体结构(3)的外表面形成的两个凸脊(7a),在壳体结构(3)的内部空间内的两个突伸台(7b),用于接收并支撑所述至少一个电极板(20)的两个凸耳部(20b),以便将所述至少一个电极板(20)悬置在电化学反应器(1)内,并且其中,凸脊(7a)和突伸台(7b)分别位于顶部空间部(7)的相反两侧上,并且在使用时突伸台(7b)优选位于凸脊(7a)的正上方,并且其中,支撑结构(2)包括两个支撑元件(2a),用于分别通过两个凸脊(7a)来支撑壳体结构(3)。9.根据权利要求8的电化学反应器,其特征在于,两个凹腔(9)形成在壳体结构(3)的外表面上,在使用时,在两个突伸台(7a)的下方,其中,两个凹腔(9)朝向壳体结构(3)的内部空间延伸、优选穿过壳体结构(3)的内部空间延伸,两个凹腔(9)通过壳体结构(3)而与内部空间分开,并且其中,两个支撑元件(2a)延伸到两个凹腔(9)中,优选地穿过两个凹腔(9),以便支撑壳体结构(3)。10.根据前述权利要求中任一项的电化学反应器,其特征在于反应室(6)布置用来接收多个电极板(20)的板部(20a),优选为包括多个电极板(20)的一电极模块(21)的板部(20a),并且更优选为多个电极模块(21)的板部(20a)、每个电极模块(21)包括多个电极板(20),并且所述至少一个突伸台(7b)布置成用于接收并支撑所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·玛缇凯宁M·卡胡M·卢科宁N·爱索玛基T·范德米尔
申请(专利权)人:奥图泰芬兰公司
类型:发明
国别省市:芬兰,FI

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