一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置及其运行方法制造方法及图纸

一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置及其运行方法，涉及消毒灭菌技术领域。本发明专利技术的目的是为了解决臭氧消毒和含氯化合物消毒后残余的臭氧和含氯化合物不能有效进行分解、等离子体消毒和紫外光消毒对室内死角位置消毒效果差，以及常规电催化氧化还原反应制备的H2O2需要外加电解质且浓度不符合消毒标准的问题。方法：湿润的氢气被电极氧化成H

【技术实现步骤摘要】
一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置及其运行方法


[0001]本专利技术涉及消毒灭菌
，具体涉及一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置及其运行方法。

技术介绍

[0002]为了有效地切断病毒的传播，常常需要对医院、学校、火车站、飞机场、冷库、超市、商场、酒店、实验室和家庭住宅等室内场所进行消毒处理。目前，现有的气体消毒技术均可实现不同程度的消毒灭菌，但都存有弊端。例如：臭氧消毒和含氯化合物的消毒技术均可以有效杀灭细菌，适用于空间较大公共场所的消毒；但臭氧消毒和含氯化合物消毒后残余的臭氧和含氯化合物不能快速有效分解，且具有刺激性气味，如果用在酒店、超市、实验室、家庭住宅、学校和医院等室内场所消毒，会对周围环境和人体造成危害。此外，等离子体消毒和紫外光消毒对室内死角位置消毒效果较差。H2O2干雾也常用于室内环境的灭菌消毒，通常将H2O2消毒液雾化成细微颗粒弥散在室内，停留几十秒钟到数十分钟，就可以全方位杀毒，反应完分解成氧气和水，对人体没有危害，不留消毒隐患；但该消毒通常使用商业化高浓度的H2O2溶液，由于其是一种易爆炸的强氧化剂，在运输和储存过程中存在很大的安全风险。另外，在水溶液中常规电催化氧化还原反应制备的H2O2需要外加电解质，且制备的H2O2浓度很难达到要求。综上所述，急需开发出一种高效、安全以及低价的原位制备H2O2干雾的消毒装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决臭氧消毒和含氯化合物消毒后残余的臭氧和含氯化合物不能有效进行分解、等离子体消毒和紫外光消毒对室内死角位置消毒效果差，以及常规电催化氧化还原反应制备的H2O2需要外加电解质且制备的H2O2浓度不符合消毒标准的问题，而提供一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置及其运行方法。
[0004]一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置，包括储水罐1、电解水装置3、过氧化氢制备单元a、过氧化氢制备单元b和雾化单元30；所述的电解水装置3由阴极4、阳极7、离子交换膜32和电源5组成，所述的过氧化氢制备单元a由电源5、氢气储存室一10、固体电解质腔室一14和氧气储存室一17组成，过氧化氢制备单元b由电源5、氢气储存室二110、固体电解质腔室二114、氧气储存室二117和氮氧分离膜组件22组成，所述的雾化单元30由过氧化氢储液罐25、电力供应装置26和雾化器29组成；
[0005]所述的电解水装置3内设置有离子交换膜32，离子交换膜32将电解水装置3的内部分隔成两个独立的腔室，一个腔室内设置有阴极4，另一个腔室内设置有阳极7，阴极4 通过导线与电源5的负极电连接，阳极7通过导线与电源5的正极电连接；
[0006]所述的固体电解质腔室一14设置在过氧化氢制备单元a的内部，固体电解质腔室一 14将过氧化氢制备单元a的内部分隔成氢气储存室一10和氧气储存室一17，氢气储存室一10内设置有阳极气体扩散电极11和阳离子交换膜6，阳极气体扩散电极11与阳离子交换
膜6连接，阳离子交换膜6与固体电解质腔室一14连接；所述的氧气储存室一17 内设置有阴极气体扩散电极16和阴离子交换膜15，阴极气体扩散电极16与阴离子交换膜15连接，阴离子交换膜15与固体电解质腔室一14连接；阳极气体扩散电极11通过导线与电源5的正极电连接，阴极气体扩散电极16通过导线与电源5的负极电连接；氧气储存室一17上设置有氧气排气管20；
[0007]所述的固体电解质腔室二114设置在过氧化氢制备单元b的内部，固体电解质腔室二 114将过氧化氢制备单元b的内部分隔成氢气储存室二110和氧气储存室二117，氢气储存室二110内设置有阳极气体扩散电极11和阳离子交换膜6，阳极气体扩散电极11与阳离子交换膜6连接，阳离子交换膜6与固体电解质腔室二114连接；所述的氧气储存室二 117内设置有阴极气体扩散电极16和阴离子交换膜15，阴极气体扩散电极16与阴离子交换膜15连接，阴离子交换膜15与固体电解质腔室二114连接；阳极气体扩散电极11通过导线与电源5的正极电连接，阴极气体扩散电极16通过导线与电源5的负极电连接；氧气储存室二117的进气口通过管路与氮氧分离膜组件22的氧气出气口连通，氮氧分离膜组件22的进气口通过管路与送气装置23的出气口连通；氧气储存室二117上设置有排气管21；
[0008]所述的氢气储存室二110通过连接导线34与氢气控制器18连接，氢气控制器18与电解水装置3的电源5电连接；
[0009]储水罐1的出水口通过供水管路a 2与电解水装置3的进水口连通，阴极4所在腔室的出气口通过氢气输送管路8与过氧化氢制备单元a的氢气储存室一10的进气口连通；阳极7所在腔室的出气口通过氧气输送管路9与过氧化氢制备单元a的氧气储存室一17 的进气口连通，所述的氢气储存室一10的出气口通过氢气转运管路12与过氧化氢制备单元b的氢气储存室二110的进气口连通；储水罐1的另一出水口通过供水管路b 13与过氧化氢制备单元a的固体电解质腔室一14的进水口连通，所述的固体电解质腔室一14 的出水口通过供水管路c 19与过氧化氢制备单元b的固体电解质腔室二114的进水口连通，所述的固体电解质腔室二114的出水口通过过氧化氢输送管路24与过氧化氢储液罐 25的进水口连通；
[0010]所述的过氧化氢储液罐25的出水口通过管路与雾化器29的进水口连通，且该管路上设置有水泵27，电力供应装置26通过导线与雾化器29电连接，雾化器29上设置有过氧化氢干雾喷嘴31。
[0011]一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置的运行方法，按以下步骤进行：
[0012]一、将储水罐1内的纯水加入到电解水装置3内，接通电解水装置3的电源5，纯水在阴极4一侧制备得到湿润的氢气、在阳极7一侧制备得到湿润的氧气；湿润的氢气在自身气体压力的作用下进入到氢气储存室一10内，湿润的氧气在自身气体压力的作用下进入到氧气储存室一17内，湿润的氢气被阳极气体扩散电极11氧化生成H
+
，湿润的氧气被阴极气体扩散电极16还原生成HO2‑
；H
+
通过阳离子交换膜6、HO2‑
通过阴离子交换膜 15进入到过氧化氢制备单元a的固体电解质腔室一14内，生成H2O2；
[0013]二、将储水罐1内的纯水加入到过氧化氢制备单元a的固体电解质腔室一14内，H2O2在纯水水流的作用下经供水管路c 19进入到过氧化氢制备单元b的固体电解质腔室二114 内；过氧化氢制备单元a的氢气储存室一10内的氢气经氢气转运管路12进入到过氧化氢制备单元b的氢气储存室二110内，氢气被氢气储存室二110内的阳极气体扩散电极11 氧化生成H
+
，H
+
再通过阳离子交换膜6进入到固体电解质腔室二114内；同时送气装置 23将空气送
入氮氧分离膜组件22内，空气在氮氧分离膜组件22的分离作用下分离得到氧气，氧气在氧气储存室二117内被阴极气体扩散电极16还原生成HO2‑
，HO2‑
通过阴离子交换膜15进入到固体电解质腔室二1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置，其特征在于所述的消毒装置包括储水罐(1)、电解水装置(3)、过氧化氢制备单元a、过氧化氢制备单元b和雾化单元(30)；所述的电解水装置(3)由阴极(4)、阳极(7)、离子交换膜(32)和电源(5)组成，所述的过氧化氢制备单元a由电源(5)、氢气储存室一(10)、固体电解质腔室一(14)和氧气储存室一(17)组成，过氧化氢制备单元b由电源(5)、氢气储存室二(110)、固体电解质腔室二(114)、氧气储存室二(117)和氮氧分离膜组件(22)组成，所述的雾化单元(30)由过氧化氢储液罐(25)、电力供应装置(26)和雾化器(29)组成；所述的电解水装置(3)内设置有离子交换膜(32)，离子交换膜(32)将电解水装置(3)的内部分隔成两个独立的腔室，一个腔室内设置有阴极(4)，另一个腔室内设置有阳极(7)，阴极(4)通过导线与电源(5)的负极电连接，阳极(7)通过导线与电源(5)的正极电连接；所述的固体电解质腔室一(14)设置在过氧化氢制备单元a的内部，固体电解质腔室一(14)将过氧化氢制备单元a的内部分隔成氢气储存室一(10)和氧气储存室一(17)，氢气储存室一(10)内设置有阳极气体扩散电极(11)和阳离子交换膜(6)，阳极气体扩散电极(11)与阳离子交换膜(6)连接，阳离子交换膜(6)与固体电解质腔室一(14)连接；所述的氧气储存室一(17)内设置有阴极气体扩散电极(16)和阴离子交换膜(15)，阴极气体扩散电极(16)与阴离子交换膜(15)连接，阴离子交换膜(15)与固体电解质腔室一(14)连接；阳极气体扩散电极(11)通过导线与电源(5)的正极电连接，阴极气体扩散电极(16)通过导线与电源(5)的负极电连接；氧气储存室一(17)上设置有氧气排气管(20)；所述的固体电解质腔室二(114)设置在过氧化氢制备单元b的内部，固体电解质腔室二(114)将过氧化氢制备单元b的内部分隔成氢气储存室二(110)和氧气储存室二(117)，氢气储存室二(110)内设置有阳极气体扩散电极(11)和阳离子交换膜(6)，阳极气体扩散电极(11)与阳离子交换膜(6)连接，阳离子交换膜(6)与固体电解质腔室二(114)连接；所述的氧气储存室二(117)内设置有阴极气体扩散电极(16)和阴离子交换膜(15)，阴极气体扩散电极(16)与阴离子交换膜(15)连接，阴离子交换膜(15)与固体电解质腔室二(114)连接；阳极气体扩散电极(11)通过导线与电源(5)的正极电连接，阴极气体扩散电极(16)通过导线与电源(5)的负极电连接；氧气储存室二(117)的进气口通过管路与氮氧分离膜组件(22)的氧气出气口连通，氮氧分离膜组件(22)的进气口通过管路与送气装置(23)的出气口连通；氧气储存室二(117)上设置有排气管(21)；所述的氢气储存室二(110)通过连接导线(34)与氢气控制器(18)连接，氢气控制器(18)与电解水装置(3)的电源(5)电连接；储水罐(1)的出水口通过供水管路a(2)与电解水装置(3)的进水口连通，阴极(4)所在腔室的出气口通过氢气输送管路(8)与过氧化氢制备单元a的氢气储存室一(10)的进气口连通；阳极(7)所在腔室的出气口通过氧气输送管路(9)与过氧化氢制备单元a的氧气储存室一(17)的进气口连通，所述的氢气储存室一(10)的出气口通过氢气转运管路(12)与过氧化氢制备单元b的氢气储存室二(110)的进气口连通；储水罐(1)的另一出水口通过供水管路b(13)与过氧化氢制备单元a的固体电解质腔室一(14)的进水口连通，所述的固体电解质腔室一(14)的出水口通过供水管路c(19)与过氧化氢制备单元b的固体电解质腔室二(114)的进水口连通，所述的固体电解质腔室二(114)的出水口通过过氧化氢输送管路(24)与过氧化氢储液罐(25)的进水口连通；
所述的过氧化氢储液罐(25)的出水口通过管路与雾化器(29)的进水口连通，且该管路上设置有水泵(27)，电力供应装置(26)通过导线与雾化器(29)电连接，雾化器(29)上设置有过氧化氢干雾喷嘴(31)。2.根据权利要求1所述的一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置，其特征在于所述的电解水装置(3)内电解液中的溶剂为纯水或碱溶液；所述的电解液为硫酸钠溶液或高氯酸钠溶液。3.根据权利要求1所述的一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置，其特征在于所述的阴极(4)为不锈钢电极、Pt/C电极、碳材料电极、碳材料
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聚四氟乙烯电极、金属电极、金属
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金属氧化物电极和金属
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金属化合物电极一种或几种改性后的电极，所述的改性后的电极是由碳材料、炭材料、金属、金属氧化物和金属化合物一种或几种改性的电极，且所述的金属、金属氧化物和金属化合物中的金属为钌、锡、铅、镧、铱、铝、钛、铜、铋、钨、锰、铁、锗、镐、铌、钨、钽、钴、镍、锌、银、镓、金、钯、铑、钼、铂、钒、铈、铕、钇、铼、钕、锑、铟、钆或镝；所述的碳材料电极和碳材料
‑
聚四氟乙烯电极中的碳材料为导电炭黑、活性炭、碳纳米管、石墨、石墨烯、富勒稀、网状玻璃碳、石墨板、碳海绵、碳纤维、石墨毡、气体扩散碳纸或碳毡；所述的金属电极为铂金电极或钛金属电极。4.根据权利要求1所述的一种原位制备过氧化氢干雾的消毒装置，其特征在于所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，李冬，石伟，李楠，何海洋，贾佳琳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：