一种活接式高通量电化学过滤反应器制造技术

本实用新型专利技术是一种活接式高通量电化学过滤反应器，该反应器的筒体(1)与支座(2)之间设有由碳纳米管膜电极(3)、绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)、绝缘隔层(6)组成的电化学过滤组件，筒体(1)与支座(2)通过密封部件(7)和带内螺纹筒套(8)以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件(4)位于筒体(1)旁，其伸出孔槽处通过密封圈(9)与带孔螺帽(10)采用螺纹固结密封。绝缘隔层将两层碳纳米管膜电极分开，两层绝缘刚性无机陶瓷膜片将电极和导电连接部件挤压紧密。本实用新型专利技术反应器采用螺纹活接的固结方式，结构简单、拆装方便、反应效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种活接式高通量电化学过滤反应器
本专利技术是一种活接式高通量电化学过滤反应器，设计使污废水高流速垂直通过碳纳米管膜电极的高效电化学过滤反应器，尤其是活接式组装方式便于拆卸与安装。
技术介绍
电化学氧化技术对于难生物降解和危险化学成分的污染物处理具有显著效果，并且效率高，操作方便，占地小，绿色安全，因此备受关注。电极材料作为电化学反应器的核心，一直以来研究的重点，通常采用的传统电极有金属电极如Pb、Al等；碳素电极如金刚石、石墨等；金属氧化物电极如PbO2、ZnO等；以及复合电极材料如硼掺杂金刚石电极。但是，这些材料电极也相应稳定性差，降解效率低，寿命短，工艺复杂，成本高昂等缺点。此外，这些电极一般属于二维平面材料或者材料比表面积较小，材料利用率和反应器效率比较低下。比表面积大、孔隙率高、导电性强、稳定性好、机械强度高的网膜状电极材料碳纳米管(CNT)在研究中被采用，一些基于碳纳米管膜电极材料的电化学反应器也被开发。但是CNT在作为电极材料使用时，若采用传统电化学反应器的搅拌方式，让水流呈平行态通过电极，而CNT三维空间结构的高比表面积特性得不到充分发挥。当前研究中也有将反应器成水流垂直通过碳纳米管膜的电化学过滤反应器，但是由于碳纳米管膜是柔性材料，面对一定强度的水流冲击时易破损，而且采用如钢板一类的基底支撑，又降低了碳纳米管膜的使用面积。在一些研究中采用兼顾透水性和刚性的材料作为基底支撑，如以PVDF材料作为支撑的5层(导电兼保护CNT-PVDF层、感应CNT电极层、绝缘PVDF分离层、感应CNT电极层以及导电兼保护CNT-PVDF层)膜结构电化学过滤反应器，采用机械压制手段制备，但也存在导电性较差、不易组装拆卸的缺点。由于支撑材料的透水性，一些反应器存在过水通量小、导电效率低的缺点。当反应电压较大时，还会产生积气现象造成反应器过水断面减小，降低使用效率。此外，采用CNT作为电极材料的反应器在组装固定时多存在操作复杂，不易拆卸安装的问题。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种活接式高通量电化学过滤反应器，该电化学过滤反应器是一种活接式组装、碳纳米管电极连接材料可以自由调整、密封效果好、使污废水高流速垂直通过碳纳米管膜的高效电化学过滤反应装置。该装置在有效改善普通垂直流碳纳米管膜电化学过滤反应器的性能，提高污染物和碳纳米管膜的接触机会，提高反应效率，解决碳纳米管膜材料固定不牢、易损坏等问题的同时，更具有拆卸组装方便、密封效果好、结构简单、建造成本低、运行稳定等优点。技术方案：本专利技术的一种活接式高通量电化学过滤反应器由筒体、支座、碳纳米管膜电极、导电连接部件、绝缘刚性无机陶瓷膜片、绝缘隔层、密封部件、带内螺纹筒套、以及电极连接部件密封固定用的密封圈与带孔螺帽组成；筒体与支座之间设有由碳纳米管膜电极、绝缘刚性无机陶瓷膜片、绝缘隔层组成的电化学过滤组件，筒体与支座通过密封部件和带内螺纹筒套以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件位于筒体旁，其伸出孔槽处通过密封圈与带孔螺帽采用螺纹固结密封。其中：所述的电化学过滤组件中，绝缘隔层位于中间，在绝缘隔层的上下两侧分别设有导电连接部件，在上侧导电连接部件的上面以及下侧导电连接部件的下面分别设有碳纳米管膜电极，绝缘刚性无机陶瓷膜片位于所述的电化学过滤组件的上下两侧；两层导电连接部件分别与两层碳纳米管膜电极相连，两层碳纳米管膜电极通过绝缘隔层隔开；上下两层绝缘刚性无机陶瓷膜片将上述两层碳纳米管膜电极和导电连接部件压紧；污废水以高流速垂直通过碳纳米管膜电极，使污染物在直流电压作用下得到高效降解。所述的绝缘隔层为具有大孔隙率的绝缘材料，将两层碳纳米管膜电极分开而不至于短路，并使水流畅通。所述的具有大孔隙率的绝缘材料为玻璃网布。所述的导电连接部件为钛材料或者不锈钢材料，与碳纳米管连接部分为细长条形或O形片状，伸出孔槽处为圆柱状。所述的筒体、支座和带内螺纹筒套为耐氧化绝缘类塑料制成，反应器筒体、支座通过带内螺纹筒套旋转活接式固定，通过密封部件加以密封。所述的耐氧化绝缘类塑料为聚四氟乙烯PTFE、聚乙烯PE、ABS或PVC-U。所述的密封部件和密封圈均为硅胶材料，做成密封环型。有益效果：1.本专利技术的电化学过滤反应器筒体、支座和筒套的固结方式为螺纹活接式，便于拆卸与安装，密封效果好。2.本专利技术的导电连接部件通过密封硅胶圈和带孔螺帽密封和固结，便于拆装，并可以自由调整、且密封效果好。3.本专利技术的电化学过滤反应器可使污废水以较大流速垂直通过碳纳米管膜电极，充分发挥碳纳米管膜电极三维空间特性，电极利用率高，对污染物处理效果好。4.本专利技术的电化学过滤反应器在高电压时电极上产生的氧气和氢气可以随着水流被有效抽吸或者压送走，不会出现积气现象，从而提高了反应器的效率。5.本专利技术采用的无机陶瓷膜片作为碳纳米管膜电极的支撑体，可以充分提供刚性支撑效果，有效保护柔性的碳纳米管膜电极在水流强度较大时不会受到损坏。附图说明图1为本专利技术的电化学过滤反应器俯视图，图2为本专利技术的电化学过滤反应器装置A-A剖面图，图3为本专利技术的电化学过滤反应器装置A-A剖面局部放大图。附图中的标号说明如下：1-筒体，2-支座，3-碳纳米管膜电极，4-导电连接部件，5-绝缘刚性无机陶瓷膜片，6-绝缘隔层，7-密封部件，8-带内螺纹筒套，9-密封圈，10-带孔螺帽。具体实施方式本专利技术的活接式高通量电化学过滤反应器由筒体1、支座2、碳纳米管膜电极3、导电连接部件4、绝缘刚性无机陶瓷膜片5、绝缘隔层6、密封部件7、带内螺纹筒套8、以及电极连接部件密封固定用的密封圈9与带孔螺帽10组成；筒体1与支座2之间设有由碳纳米管膜电极3、绝缘刚性无机陶瓷膜片5、绝缘隔层6组成的电化学过滤组件，筒体1与支座2通过密封部件7和带内螺纹筒套8以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件4位于筒体1旁，其伸出孔槽处通过密封圈9与带孔螺帽10采用螺纹固结密封。所述的电化学过滤组件中，绝缘隔层6位于中间，在绝缘隔层6的上下两侧分别设有导电连接部件4，在上侧导电连接部件4的上面以及下侧导电连接部件4的下面分别设有碳纳米管膜电极3，绝缘刚性无机陶瓷膜片5位于所述的电化学过滤组件的上下两侧；两层导电连接部件4分别与两层碳纳米管膜电极3相连，两层碳纳米管膜电极3通过绝缘隔层6隔开；上下两层绝缘刚性无机陶瓷膜片5将上述两层碳纳米管膜电极3和导电连接部件4压紧；污废水以高流速垂直通过碳纳米管膜电极3，使污染物在直流电压作用下得到高效降解。筒体1、支座2和带内螺纹筒套8均由聚四氟乙烯(PTFE)、或聚乙烯(PE)、或ABS，或PVC-U等耐氧化绝缘类塑料制成。在筒体1与支座2之间固定有电化学过滤组件，过滤组件中导电连接部件4为钛或者不锈钢材料做成，伸出孔槽处通过密封圈9和带孔螺帽10连接紧固。电化学过滤组件中，两个导电连接部件4分别和两层碳纳米管膜电极3相连，两层碳纳米管膜电极3通过玻璃网布等绝缘材料做成的绝缘隔层6隔开。并通过上下两层绝缘刚性无机陶瓷膜片5，将上述材料压紧，保证良好的连接效果。水流以高流速垂直通过电化学过滤反应器的碳纳米管膜电极3时，电极材料得到有效支撑和保护，不至于损坏。绝缘隔层6，可以将两层碳纳米管膜电极3分开而不至于短路，并具有较大孔隙使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活接式高通量电化学过滤反应器，其特征在于：该反应器由筒体(1)、支座(2)、碳纳米管膜电极(3)、导电连接部件(4)、绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)、绝缘隔层(6)、密封部件(7)、带内螺纹筒套(8)、以及电极连接部件密封固定用的密封圈(9)与带孔螺帽(10)组成；筒体(1)与支座(2)之间设有由碳纳米管膜电极(3)、绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)、绝缘隔层(6)组成的电化学过滤组件，筒体(1)与支座(2)通过密封部件(7)和带内螺纹筒套(8)以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件(4)位于筒体(1)旁，其伸出孔槽处通过密封圈(9)与带孔螺帽(10)采用螺纹固结密封。

【技术特征摘要】
1.一种活接式高通量电化学过滤反应器，其特征在于：该反应器由筒体(1)、支座(2)、碳纳米管膜电极(3)、导电连接部件(4)、绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)、绝缘隔层(6)、密封部件(7)、带内螺纹筒套(8)、以及电极连接部件密封固定用的密封圈(9)与带孔螺帽(10)组成；筒体(1)与支座(2)之间设有由碳纳米管膜电极(3)、绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)、绝缘隔层(6)组成的电化学过滤组件，筒体(1)与支座(2)通过密封部件(7)和带内螺纹筒套(8)以螺纹旋转活接方式固定密封；导电连接部件(4)位于筒体(1)旁，其伸出孔槽处通过密封圈(9)与带孔螺帽(10)采用螺纹固结密封。2.根据权利要求1所述的一种活接式高通量电化学过滤反应器，其特征在于：所述的电化学过滤组件中，绝缘隔层(6)位于中间，在绝缘隔层(6)的上下两侧分别设有导电连接部件(4)，在上侧导电连接部件(4)的上面以及下侧导电连接部件(4)的下面分别设有碳纳米管膜电极(3)，绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)位于所述的电化学过滤组件的上下两侧；两层导电连接部件(4)分别与两层碳纳米管膜电极(3)相连，两层碳纳米管膜电极(3)通过绝缘隔层(6)隔开；上下两层绝缘刚性无机陶瓷膜片(5)将上述两层碳纳米管膜电极(3)和导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹申申，杨子恒，林少华，刘晓晨，成芳德，陈佳琪，孔娜，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32