本发明涉及电解技术,特别涉及一种用于电解水的无间距无隔膜电解装置。
背景技术:
理论上水的分解电压只有1.23V,但纯水由于电导率很低,电阻大,采用现有电解技术无法对纯水进行直接电解产生氢氧气体,现有电解槽普遍采用的是隔板式样电解槽,电解槽的电极与电极之间有一定的极距,而极距的大小决定电解槽的效率,极距导至电解槽槽电压升高,电解效率低,电解槽温度高。
如何提高纯水电解制备氢氧气的电解效率,降低能耗,降低电解槽发热量,是电解纯水制备氢氧气迫切需要解决的问题。
技术实现要素:
本发明的目的,就是为了解决上述问题,提供一种用于电解水的无间距无隔膜电解装置。
为了达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种用于电解水的无间距无隔膜电解装置,其特点是:所述电解装置以纯水为电解液并且浸泡于纯水中使用,包括左右端板和边框,左右端板和边框围合成一个腔体,腔体内设有由至少一组电解室组成的电解槽,所述一组电解室由紧密相连的阳极框、导水框和阴极框构成,在阳极框内嵌有阳极板,在导水框内嵌有导电网,在阴极框内嵌有阴极板。
所述导电网由高分子材料接枝磺酸基团或羧酸基团制作而成。
所述左右端板、阳极框、阴极框和导水框的下部对应设有进水孔,所述导水框的上部设有气体缓冲室和水气出口。
所述电解室为多组,相邻组电解室共用一个阳极框或共用一个阴极框。
所述边框两侧分别设有阳极接线柱和阴极接线柱,上部设有导水气口;所述阳极框的一侧设有阳极柱,所述阴极框的一侧设有阴极柱,各阳极柱集中在阳极接线 柱内,各阴极柱集中在阴极接线柱内。
所述纯水是RO纯水机制出的纯水。
本发明由于采用了以上技术方案,使其与现有技术相比,具有以下的优点和特点:
1、电解槽电极之间无间距无隔膜,即电极之间增加导电网,其由高分子材料接枝磺酸基团或羧酸基团制作而成,即保证了水能够自由流动,又能够帮助电极间离子迁移。无隔膜减少了电阻损耗及电解槽发热,极大的提高整个电解槽的电解效率。
2、可以直接高效电解纯水制氢氧混合气体,无需添加其它电解质。
3、可以低电压运行:采用无间距电解槽技术可以降低运行电压,由于纯水电阻很大,需要的外加电压就高,采用传统电解槽工艺,电解电压即使24V-36V也很难把纯水电解成氢氧气,由于外加电压高,电解槽的温度升高很大,能耗非常大,无法经济的制取氢氧气体,采用无间距电解槽技术以后,电解电压可以在6V左右就能启动电解槽电解,可以根据需要调整电解电压,保证稳定的出气量。
4、电解槽使用寿命更长,由于无隔膜且电解的是纯水,电解槽使用寿命更长,且所出混合氢氧气体无需过滤清洗不带有电解液腐蚀性,更安全可靠。
本发明由于通过纯水电解而生成氢氧混合气体,氢氧焰的温度高达2800摄氏度,火焰集中挺直,并且没有热辐射影响,氢氧焰是一种无碳火焰,燃烧只会生产洁净的水汽,绿色环保,被越来越多的公司认知,可大量运用于以下行业:
1:焊接切割
首饰焊接、铜焊、光纤焊接、碳钢火焰切割、石英玻璃管火焰加工、连铸坯火焰切割、有色金属焊接等。
2:抛光封口
制药厂安瓿瓶拉丝封口、有机玻璃抛光、压克力抛光、石英玻璃管拉丝封口、钨丝烧断等。
3:氢氧混合气在医学的应用
气体在很多领域被人们大量应用,给人类的进步带来巨大的动力,近日有关医学发现,氢氧混合气在医学的应用有了更大的突破。氢氧混合气对于脓毒症的治疗有很大的帮助作用。
4:汽车燃烧领域的节能减排
根据北京大学,北京工业大学的系统理论研究,氢氧气体在内燃机的工作中,加入少量的氢氧气体以后可以提供内燃机的燃烧效率,降低排放,节约燃料,这是我国目前为了改善空气质量,减少污染物排放的重大政策,通过采用无间距隔膜电解技术,可以把纯水电解产生氢氧气体的原理,和传统的加入电解质相比较,对汽车发动机的运行更加安全可靠,可以为我国的节能减排做贡献。
附图说明
图1是本发明用于电解水的无间距无隔膜电解装置的总体结构示意图。
图2为图1的A-A向剖视结构示意图。
图3为图1的分解结构示意图。
图4为本发明中的导水框的结构示意图。
图5为本发明的使用状态示意图。
具体实施方式
参见图1、图2、图3,本发明用于电解水的无间距无隔膜电解装置,包括左端板1、右端板2和边框3,左右端板和边框围合成一个腔体,腔体内设有由至少一组电解室组成的电解槽,一组电解室由紧密相连的阳极框4、导水框5和阴极框6构成,在阳极框4内嵌有阳极板41,在导水框5内嵌有导电网51,在阴极框6内嵌有阴极板61。阳极板41上可附有一层析氧涂层,阴极板61上可附有一层析氢涂层。
本发明中的导电网由高分子材料接枝磺酸基团或羧酸基团制作而成。
本发明中的左右端板、阳极框、阴极框和导水框的下部对应设有进水孔7,导水框5的上部设有气体缓冲室52和水气出口53,如图4所示。
本发明中的电解室可以为多组,相邻组电解室共用一个阳极框或共用一个阴极框。如图3所示。
在边框3两侧分别设有阳极接线柱8和阴极接线柱9,上部设有导水气口;在阳极框4的一侧设有阳极柱42,在阴极框6的一侧设有阴极柱62,各阳极柱集中在阳极接线柱内,各阴极柱集中在阴极接线柱内。
本发明中所用的纯水是RO纯水机制出的纯水,其电解TDS值为5~10。
图5为本发明的使用状态示意图。本发明用于电解水的无间距无隔膜电解装 置,浸泡装有纯水10的不锈钢容器11中使用。