阅读说明：本技术 管状推流式次氯酸钠发生器 (Tubular plug-flow type sodium hypochlorite generator ) 是由 陈雪明 李爽 张黎 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了管状推流式次氯酸钠发生器。管状阳极同轴位于管状阴极的内侧,管状阴极上下端分别与出水端、进水端密封件固接；金属导电连接件嵌套在进水端密封件和管状阳极下端面之间,并通过管状阴极与出水端、进水端密封件之间固接；金属导电连接件与管状阴极外侧均设有连接端,分别接线与直流电源正负极相连；环形柱状腔体为下端开有进水口,上端开有出水口。本发明采用管状的电解电极,改进发生器的结构,发生器上下各设置的小孔有利于电解液在电解阳极和电解阴极之间均匀分布,流体流态为推流式,电解效率高,盐耗和电耗低；发生器结构简单,不单独设置反应器外壳,不设置散热装置,设备成本低；本发明适用于农村小型水处理站的消毒环节。(The invention discloses a tubular plug-flow sodium hypochlorite generator. The tubular anode is coaxially positioned on the inner side of the tubular cathode, and the upper end and the lower end of the tubular cathode are fixedly connected with the water outlet end and the water inlet end sealing element respectively; the metal conductive connecting piece is nested between the water inlet end sealing piece and the lower end face of the tubular anode and is fixedly connected with the water outlet end and the water inlet end sealing piece through the tubular cathode; the metal conductive connecting piece and the outer side of the tubular cathode are respectively provided with a connecting end, and the connecting ends are respectively connected with the positive electrode and the negative electrode of the direct-current power supply in a wiring manner; the lower end of the annular columnar cavity is provided with a water inlet, and the upper end of the annular columnar cavity is provided with a water outlet. The tubular electrolysis electrode is adopted, the structure of the generator is improved, the small holes arranged on the upper part and the lower part of the generator are beneficial to the uniform distribution of electrolyte between the electrolysis anode and the electrolysis cathode, the fluid state is a plug flow type, the electrolysis efficiency is high, and the salt consumption and the power consumption are low; the generator has simple structure, no reactor shell is separately arranged, no heat dissipation device is arranged, and the equipment cost is low; the invention is suitable for the disinfection link of the rural small-sized water treatment station.)

管状推流式次氯酸钠发生器

技术领域

本发明涉及一种次氯酸钠发生器，尤其是涉及适用于农村小型水处理站消毒工程中的一种管状推流式次氯酸钠发生器。

背景技术

农村饮用水处理厂普遍存在消毒设备不完善，消毒过程不规范的问题，使农民生命健康受到严重威胁。选择适宜的消毒方式，构建适宜的饮用水消毒设备是建设农村饮用水厂不可或缺的一部分。次氯酸钠消毒成本低，原料易得，操作简单且安全性高，广泛应用于农村和城镇饮用水处理的消毒环节。

次氯酸钠溶液可以通过次氯酸钠发生器电解食盐水进行现场制备，具有取材简单、管理简便的优点。因而，次氯酸钠发生器生产消毒水得到了推广应用，电解食盐水制取次氯酸钠适宜在农村小型水处理站中应用。目前，次氯酸钠发生器多采用板状电极，在电解槽内设置平行电极板发生电解反应，电解液分布不均匀，流态多为混流式，电解效率较低且装置比较复杂、设备购置费用高。

发明内容

为了克服上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供管状推流式次氯酸钠发生器，它配水均匀，电解效率高，结构简单的管状推流式次氯酸钠发生器，用于农村小型水处理站的消毒环节。

本发明采用的技术方案是：

本发明由管状阳极、管状阴极、进水端密封件、出水端密封件和金属导电连接件组成的环形柱状腔体；管状阳极同轴位于管状阴极的内侧，管状阴极上下端分别与出水端密封件和进水端密封件通过螺纹固定连接；金属导电连接件嵌套在进水端密封件和管状阳极下端面之间，并通过管状阴极与出水端密封件和进水端密封件之间的螺纹固定连接；金属导电连接件与管状阴极外侧均设有连接端，分别通过阳极接线和阴极接线与直流电源正负极相连；所述环形柱状腔体为上下两端开口的结构，腔体下端开有进水口，与食盐水进水管连接；腔体上端开有出水口，与装置出水管连接。

所述管状阳极电极材料为氧化物涂层钛电极，采用外侧单侧涂层。

所述管状阴极电极材料为耐氯腐蚀合金，耐氯腐蚀合金管即为反应器外壳。

在距离管状阳极上下端管口处分别对称设置2~6个均匀分布、且直径为2~10mm的出水孔和进水孔。

在进水孔的上端和出水孔的下端分别设置进水端堵头和出水端堵头，在管状阳极两端对称分布。

所述进水端密封件与金属导电连接件台肩之间设置O型圈。

氯化钠水溶液从装置下端进水口进入装置，首先进入管状阳极，通过进水孔进入两电极间隙发生电解反应，通过出水孔进入管状阳极，从出水口流出装置。

本发明具有的有益效果是：

1）改进了电解电极的设计，采用管状的电解电极，改进了发生器结构设计，发生器上下各设置的小孔有利于电解液在电解阳极和电解阴极之间均匀分布，流体流态为推流式，电解效率高，盐耗和电耗低。

2）发生器结构简单，不单独设置反应器外壳，不设置散热装置，设备成本低；本发明适用于农村小型水处理站的消毒环节。

附图说明

图1是本发明的结构剖视示意图。

图中：1、出水端密封件，2、管状阴极，3、出水端堵头，4、出水孔，5、管状阳极，6、进水端密封件，7、进水孔，8、金属导电连接件，9、O型圈，10、阳极接线，11、阴极接线，12、直流电源， 13、进水口，14、出水口，15、进水端堵头。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的一种管状推流式次氯酸钠发生器，主要由管状阳极5、管状阴极2、进水端密封件6、出水端密封件1和金属导电连接件8组成的环形柱状腔体；管状阳极5同轴位于管状阴极2的内侧，管状阴极2上下端分别与出水端密封件1和进水端密封件6通过螺纹固定连接；金属导电连接件8嵌套在进水端密封件6和管状阳极5下端面之间，并通过管状阴极2与出水端密封件1和进水端密封件6之间的螺纹连接而得到固定连接；金属导电连接件8与管状阴极2外侧均设有连接端，分别通过阳极接线10和阴极接线11与直流电源12正负极相连；所述环形柱状腔体为上下两端开口的结构，腔体下端开有进水口13，与食盐水进水管连接；腔体上端开有出水口14，与装置出水管连接。

如图1所示，所述管状阳极5电极材料为氧化物涂层钛电极，采用外侧单侧涂层。

如图1所示，所述管状阴极2电极材料为耐氯腐蚀合金，耐氯腐蚀合金管即为反应器外壳。

如图1所示，在距离管状阳极5上下端管口处分别对称设置2~6个均匀分布、且直径为2~10mm的出水孔4和进水孔7。

如图1所示，在进水孔7的上端和出水孔4的下端分别设置进水端堵头15和出水端堵头3，在管状阳极5两端对称分布。

如图1所示，所述进水端密封件6与金属导电连接件8台肩之间设置O型圈9。

如图1所示，氯化钠水溶液从装置下端进水口13进入装置，首先进入管状阳极5，通过进水孔7进入两电极间隙发生电解反应，通过出水孔4进入管状阳极5，从出水口14流出装置。腔体呈环形柱状，水流不易返混，流体流态为推流式。

本发明在低电流密度下运行，能长时间稳定运行且不存在发热问题，系统中不需要设置散热装置。

本发明电解食盐水过程如下：

电解时，食盐水自进水口13流入，经过金属导电连接件8和进水端密封件6流入管状阳极5内部，水流经过进水孔7流入电极间隙，当水流稳定后打开直流电源12对发生器施加直流电，利用电流密度50-500 A/m²的直流电促进食盐水电解，食盐水中Cl^-在管状阳极5表面放电产生大量Cl₂，H₂O在管状阴极2表面放电产生大量H₂，剩下的OH^-与Na⁺结合生成NaOH，气泡的搅动作用使气相和液相充分接触发生溶解反应，Cl₂与NaOH溶液接触得到目标产物NaClO和NaCl。充分反应后得到次氯酸钠的电解液通过出水孔4流入管状阳极5，流经出水端密封件1从出水口14流出发生器。

实施例1：

浓度为8 g/L的食盐水采用本发明系统进行处理。系统采用垂直放置的方式，管状电极有效长度为1.0 m，管状阴极和管状阳极间隙为4.5 mm。操作条件如下：电流密度为200 A/m²，进水流量为6.4 L/h。运行结果如下：次氯酸钠发生器电流效率约76%，电耗约4.7 kWh/kg有效氯，盐耗约3.2 kg氯化钠/kg有效氯，出水有效氯浓度为2.5 g/L。

实施例2：

浓度为15 g/L的食盐水采用本发明系统进行处理。系统采用水平放置的方式，管状电极有效长度为1.0 m，管状阴极和管状阳极间隙为4.5 mm。操作条件如下：电流密度为200A/m²，进水流量为4 L/h。运行结果如下：次氯酸钠发生器电流效率约82%，电耗约5 kWh/kg有效氯，盐耗约3.5 kg氯化钠/kg有效氯，出水有效氯浓度为2.3 g/L。