波浪水流式电解槽的制作方法

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种波浪水流式电解槽。

背景技术：

电解制氯是一种通过电解含有氯离子的水，产生氯气的方法，电解制氯被广泛用于电解海水和食盐水用来对滨海电厂、核电站进行防污处理及对船舶压载水进行灭活处理。

现有技术中的电解槽的缺点在于：

1、现有技术的电解槽通常采用管板式结构，即电解槽的外壳采用圆管状，电极采用的是板式的电极，而电极组受制于结构和电流分布的影响，通常只能采用长方形结构。从电解槽的截面来看，外壳为圆形结构，电极组为长方形结构，圆形里面能够容纳的最大面积的方形为正方形，即使如此，外壳和电极组之间仍有很多的无效空间被浪费，这就限制了电解槽极水比的提高。该管板式结构既使得电解槽的体积庞大，又因为无效空间而使得电解液不能充分地与电极进行接触，使得部分电解液没有在电解槽内发生电化学反应便流出了电解槽，浪费了电解液，增大了盐耗。

2、现有技术的电解槽，电解液的流动方向通常为单一的方向，或者垂直向上，或者水平流动，不能产生较好的湍流混合效果，不利于电解产物的析出和充分溶解。因此导致电解副反应增多，降低了电解槽的电解效率。

3、现有技术的电解槽，每一组电极通常包含多片阳极板和阴极板，阴、阳极板交叉分布并保持一定的间距，但阴、阳极板间的电化学反应不仅仅只发生在相邻的阴阳极板之间，也会发生在距离相对较近的其他阴阳极板之间，而这些阴阳极板之间发生的电化学反应品质较差，既影响了电解效率，促进了电解副反应的发生，又影响到了电极板的使用状态，缩短了电极的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种波浪水流式电解槽，旨在解决上述背景技术存在的不足，不仅减小了电解槽的体积，节省了电解槽的占用空间，而且提高了电解效率，降低了盐耗，同时降低了耗电量。

本发明提供一种波浪水流式电解槽，包括中空的外壳，所述外壳为长方体形结构，所述外壳的底部设有入水口，所述外壳的顶部设有出水口，所述外壳内设有多个隔板，多个所述隔板上下相互间隔且沿所述外壳的高度方向依次排列设置，多个所述隔板将所述外壳的内部空间分隔为多个容置腔；所述外壳内设有电极组件，所述电极组件包括多个电极组，所述电极组为长方形结构且与所述外壳的形状相匹配，多个所述电极组上下相互间隔且沿所述外壳的高度方向依次排列设置，每个电极组位于一个对应的容置腔内；每个隔板均设有通孔，且相邻的两个隔板上的通孔分别位于所述外壳的不同侧。

进一步地，在所述外壳的长度方向上，相邻的两个隔板上的通孔分别位于所述外壳的左右两侧；在所述外壳的宽度方向上，相邻的两个隔板上的通孔分别位于所述外壳的前后两侧。

进一步地，所述隔板为长方形结构，所述通孔设置于所述隔板的顶角位置处。

进一步地，所述隔板上设有导流条，所述导流条沿所述外壳的长度方向延伸设置。

进一步地，所述导流条包括第一导流条和第二导流条，所述第一导流条和所述第二导流条均沿所述外壳的长度方向延伸设置，所述第一导流条设置于所述隔板的上表面，且所述第一导流条与所述隔板上方的所述电极组相抵靠，所述第二导流条设置于所述隔板的下表面，且所述第二导流条与所述隔板下方的所述电极组相抵靠。

进一步地，所述隔板的外缘与所述外壳的内壁之间紧密连接。

进一步地，所述外壳的内壁设有多个卡槽，多个所述卡槽的数量与多个所述隔板的数量相同，每个隔板插入并卡在一个对应的卡槽内。

进一步地，所述外壳包括壳体和盖板，所述盖板与所述壳体密封连接，所述盖板为透明材质制成。

进一步地，所述电极组件为复极式电极，每个所述电极组包括两块阴极板和一块阳极板，所述两块阴极板相互连接形成u形结构，所述阳极板夹设于所述两块阴极板之间，且所述阳极板与所述两块阴极板均上下相互间隔。

进一步地，所述电极组件还包括第一导电杆和第二导电杆，所述电极组件的顶部设有第一导电套筒，所述电极组件的底部设有第二导电套筒；所述第一导电杆的一端位于所述外壳外，所述第一导电杆的另一端穿过所述外壳后插入在所述第一导电套筒内；所述第二导电杆的一端位于所述外壳外，所述第二导电杆的另一端穿过所述外壳后插入在所述第二导电套筒内。

本发明提供的波浪水流式电解槽，外壳采用长方体形结构，且电极组为长方形结构，使得外壳与电极组的形状能够相匹配，消除了外壳与电极组之间的空间浪费，提高了电解槽的极水比，有效地减小了电解槽的体积，而且电解液能够被充分地利用，降低了盐耗。同时，在隔板的阻隔导流作用下，电解液在电解槽内能够呈现自下而上波浪式前进(即电解液整体自下而上流动，但在每层容置腔内呈水平方向流动，使得电解液的流动路径呈弯折的波浪形)，既使得电解液与电极组充分接触，同时也使得电解液能够充分地混合均匀。同时，相邻的电极组之间通过隔板相互间隔开，避免了相邻的电极组之间的相互干扰，而且阳极的性能得到了充分地发挥，提高了电解效率，保持了良好的电极工作状态，提高了电极的寿命。

本发明提供的波浪水流式电解槽，不仅减小了电解槽的体积，从而减小占用空间，而且提高了电解效率，降低了盐耗和耗电量。

附图说明

图1为本发明实施例中波浪水流式电解槽的立体结构示意图。

图2为图1的内部结构示意图。

图3为图1的爆炸结构示意图。

图4为图1的局部剖视结构示意图。

图5为本发明实施例中电解液在隔板间的流向示意图。

图6为本发明实施例中电极组的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例提供的波浪水流式电解槽，用于电解氯化钠溶液(盐水或海水)制取次氯酸钠。该电解槽包括中空的外壳1，外壳1为长方体形结构。外壳1的底部设有入水口13，外壳1的顶部设有出水口14。外壳1内设有多个隔板2，多个隔板2上下相互间隔且沿外壳1的高度方向h(即竖直方向)依次排列设置，多个隔板2将外壳1的内部空间分隔为多个容置腔15。外壳1内设有电极组件3，电极组件3包括多个电极组31，电极组31为长方形结构且与外壳1的形状相匹配，多个电极组31上下相互间隔且沿外壳1的高度方向h依次排列设置，每个电极组31位于一个对应的容置腔15内，即每两个相邻的电极组31之间通过一个隔板2隔开。每个隔板2均设有通孔21，且相邻的两个隔板2上的通孔21分别位于外壳1的不同侧。

具体地，入水口13可以设置在外壳1的底壁上或外壳1底部的侧壁上，出水口14可以设置在外壳1的顶壁上或外壳1顶部的侧壁上。在本实施例中，入水口13设置在外壳1的底壁上，出水口14设置在外壳1的顶壁上，电解液从底部的入水口13流入电解槽内，然后从顶部的出水口14流出电解槽，使得电解液能够充满整个电解槽的内部空间，从而使得电解液与电极组31充分接触，同时也使得电解液能够充分地混合均匀，提高了电解槽内部空间的利用率，有利于节省电解槽的占用空间。

进一步地，请结合图1、图3及图5，在本实施例中，在外壳1的长度方向l上，相邻的两个隔板2上的通孔21分别位于外壳1的左右两侧。在外壳1的宽度方向w上，相邻的两个隔板2上的通孔21分别位于外壳1的前后两侧。

具体地，在本实施例中，隔板2为长方形结构，通孔21设置于隔板2的顶角位置处，相邻的两个隔板2上的通孔21呈对角线分布设置。通过这种对角线分布的结构，使得电解液在电解槽内的流动路径最长，从而使得电解液与电极组31充分接触，同时也使得电解液能够充分地混合均匀，提高了电解槽内部空间的利用率。

进一步地，如图3及图6所示，在本实施例中，电极组件3为复极式电极，每个电极组31包括两块阴极板311和一块阳极板312，两块阴极板311相互连接形成u形结构，阳极板312夹设于两块阴极板311之间，且阳极板312与两块阴极板311均上下相互间隔。

进一步地，如图3至图5所示，在本实施例中，隔板2上设有导流条22，导流条22沿外壳1的长度方向l延伸设置。

进一步地，如图4所示，在本实施例中，导流条22包括第一导流条221和第二导流条222，第一导流条221和第二导流条222均沿外壳1的长度方向l延伸设置。第一导流条221设置于隔板2的上表面，且第一导流条221与隔板2上方的电极组31相抵靠。第二导流条222设置于隔板2的下表面，且第二导流条222与隔板2下方的电极组31相抵靠。在本实施例中，每个隔板2上的第一导流条221和第二导流条222的数量均为两个。当然，在其它实施例中，每个隔板2上的第一导流条221和第二导流条222的数量也可以为一个或更多个，在此不作限定。

具体地，导流条22起两方面的作用：1、导流作用：导流条22将容置腔15进一步地分割成多个小腔室，使得电解液的流动路径能够覆盖电解槽内的各个位置，从而使得电解液与电极组31充分接触；2、支撑作用：导流条22的上下两端分别与隔板2上方和下方的两个电极组31相抵靠，在电极组件3组装时可以起到支撑电极组31的作用，从而便于电极组件3的组装。

进一步地，在本实施例中，隔板2采用绝缘材料制成，隔板2的外缘与外壳1的内壁之间紧密连接。

具体地，如图3所示，在本实施例中，外壳1的内壁设有多个卡槽16，多个卡槽16的数量与多个隔板2的数量相同，每个隔板2插入并卡在一个对应的卡槽16内。在组装时，只需要将隔板2逐个插入在卡槽16内即可，组装方便。

进一步地，在本实施例中，外壳1包括壳体11和盖板12，盖板12与壳体11密封连接，盖板12为透明材质制成。

具体地，盖板12可以为有机玻璃或玻璃钢等材质，通过将盖板12设置成透明结构，通过盖板12可以观察电解槽内的情况，从而对电解槽内的运行状态做出良好地判断。

进一步地，如图2及图3所示，在本实施例中，电极组件3还包括第一导电杆32和第二导电杆33，电极组件3的顶部设有第一导电套筒34，电极组件3的底部设有第二导电套筒35。第一导电杆32的一端位于外壳1外，第一导电杆32的另一端穿过外壳1后插入在第一导电套筒34内，第一导电杆32与第一导电套筒34电连接。第二导电杆33的一端位于外壳1外，第二导电杆33的另一端穿过外壳1后插入在第二导电套筒35内，第二导电杆33与第二导电套筒35电连接。

具体地，在本实施例中，第一导电套筒34和第二导电套筒35均为电极板通过卷绕形成。

进一步地，如图3所示，在本实施例中，第一导电杆32与外壳1的连接处以及第二导电杆33与外壳1的连接处均设有密封圈36。

进一步地，如图3所示，在本实施例中，该电解槽还包括密封垫4，密封垫4夹设于壳体11与盖板12之间。

本实施例提供的波浪水流式电解槽的优点在于：

1、本发明实施例的外壳1采用长方体形结构，且电极组31为长方形结构，使得外壳1与电极组31的形状能够相匹配，消除了外壳1与电极组31之间的空间浪费，提高了电解槽的极水比(具体地，极水比指浸入溶液中的电极板有效面积与电解槽中有效水容积之比，它是表示电解槽放电面积大小的一个重要参数。在一定的槽容积和总电流强度下，极水比应尽量的大，以增加放电面积，减小电流密度，从而降低超电压，提高电流效率)，有效地减小了电解槽的体积，而且电解液能够被充分地利用，降低了盐耗。

2、在隔板2的阻隔导流作用下，电解液在电解槽内能够呈现自下而上波浪式前进(即电解液整体自下而上流动，但在每层容置腔15内呈水平方向流动，使得电解液的流动路径呈来回弯折的波浪形)，既使得电解液与电极组31充分接触，同时也使得电解液能够充分地混合均匀。

3、电极组件3采用复极式电极，相邻的电极组31之间通过隔板2相互间隔开，避免了相邻的电极组31之间的相互干扰，而且阳极的性能得到了充分地发挥，提高了电解效率，保持了良好的电极工作状态，提高了电极的寿命。

4、在隔板2上设置导流条22，导流条22将容置腔15进一步地分割成多个小腔室，使得电解液的流动路径能够覆盖电解槽内的各个位置，从而使得电解液与电极组31充分接触，同时导流条22还能够起到支撑电极组31的作用，便于电极组件3的组装。

本实施例提供的波浪水流式电解槽，相较于现有技术的电解槽，其电流效率提高了5％左右，盐耗降低了5％左右，电耗降低了10％左右，占地空间减少了20％左右，即本实施例的波浪水流式电解槽具有占用空间小、电解效率高、盐耗和电耗低的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。