多功能流動式電化學反應器的製作方法

2024-02-21 03:22:15

本發明涉及一種反應器，具體涉及一種多功能流動式電化學反應器，屬於水處理技術領域。

背景技術：

電催化氧化反應技術是利用電化學方法持續產生具有高活性的羥基自由基，使有機物得以降解礦化。傳統的金屬氧化物電極反應裝置採用的是多組極板裝配在同一反應槽中，存在傳質效果差，電流效率低，水力停留時間短以及能耗高等缺點。後經過改進，通過引入新型電極、投加藥劑等手段，增大了電極的工作面積，改善了傳質效果，提高了電流效率，但是，現有的電催化氧化反應裝置仍有很多不足，具體如下：

1.現有反應裝置採用大容積反應槽內安裝多組電極同時工作，造成水力停留時間過長，處理效果和處理效率低下；

2.傳統電催化水處理反應器能耗高，處理效率低，靈活性差，不能充分發揮電催化水處理的優勢。

技術實現要素：

本發明為克服現有技術的缺陷，本發明目的是為了一種多功能流動式電化學反應器，用以改變傳統電催化氧化電極反應裝置構造單一，效率低下，處理效果差以及能耗高的現狀。

本發明採用的技術方案是：多功能流動式電化學反應器，所述反應器由從外至內依次對稱設置在雙極性電極組件兩側的平板電極、氣體擴散電極板和中板構成；所述中板上設有用於承裝負載納米催化劑的多孔碳泡沫的第一通孔；所述氣體擴散電極板和雙極性電極組件上均設有與第一通孔相對應設置的第二通孔；在所述平板電極和氣體擴散電極板上分別對應設置有出水口和進水口。

優選的，所述多孔碳泡沫選用多孔玻璃碳泡沫、活性炭顆粒、石墨烯泡沫、碳纖維氈、碳納米管、碳纖維其中的一種或幾種。

優選的，所述第一通孔由六邊形通孔和與六邊形通孔相連通的且分別設置在六邊形通孔上下兩側的折彎孔；所述折彎孔與所述進水口和出水口相連通。

優選的，所述雙極性電極組件由離子交換膜以及設置在所述離子交換膜兩側的襯板構成；所述第二通孔設置在襯板上。

優選的，所述雙極性電極組件由多孔陶瓷以及設置在所述多孔陶瓷兩側的襯板構成；所述第二通孔設置在襯板上。

優選的，所述進水口位於所述出水口的下方。

由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明的多功能流動式電化學反應器，通過由多電極板組裝構成的反應器結構以及反應器結構內填充的多孔碳泡沫，利用納米科技，將高效納米催化劑負載在多孔碳泡沫上,使納米電催化劑的負載率和負載活性提高，得到高效的催化反應電極，再結合上述反應器的新型結構設計，得到高效的汙染物去除效果。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

附圖1為本發明的多功能流動式電化學反應器的結構示意圖；

圖中：1-雙極性電極組件；2-平板電極；3-氣體擴散電極板；4-中板；5-第一通孔；6-第二通孔；7-出水口；8-進水口；11-離子交換膜；12-襯板。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

實施例一，如附圖1所示，本發明的多功能流動式電化學反應器，所述反應器由從外至內依次對稱設置在雙極性電極組件1兩側的平板電極2、氣體擴散電極板3和中板4構成；所述中板4上設有用於承裝負載納米催化劑的多孔碳泡沫的第一通孔5；所述氣體擴散電極板3和雙極性電極組件1上均設有與第一通孔5相對應設置的第二通孔6；在所述平板電極2和氣體擴散電極板3上分別對應設置有出水口7和進水口8。

實施例一中，雙極性電極組件1由離子交換膜11以及設置在所述離子交換膜11兩側的襯板12構成；所述第二通孔6設置在襯板上。多孔碳泡沫填充至第二通孔6。

實施例二中，雙極性電極組件由多孔陶瓷以及設置在所述多孔陶瓷兩側的襯板構成；所述第二通孔6設置在襯板12上，孔碳泡沫填充至第二通孔6。

上述實施例中的第一通孔5由六邊形通孔和與六邊形通孔相連通的且分別設置在六邊形通孔上下兩側的折彎孔；所述折彎孔與進水口8和出水口7相連通；預處理水液通過平板電極2、氣體擴散電極板3下方的進水口流經中板4中負載納米催化劑的多孔碳泡沫後經反應器對稱側的氣體擴散電極和平板電極上方的出水口流出。六邊形通孔的截面積比折彎孔的截面積大，使反應空間大，流出口徑小，使反應更加充分，處理更加徹底。與此同時，利用納米科技，將高效納米催化劑負載在多孔碳泡沫上,使納米電催化劑的負載率和負載活性提高，得到高效的催化反應電極，再結合上述反應器的新型結構設計，得到高效的汙染物去除效果。

其中，多孔碳泡沫選用多孔玻璃碳泡沫、活性炭顆粒、石墨烯泡沫、碳纖維氈、碳納米管、碳纖維其中的一種或幾種。根據汙水特點，靈活調控多孔碳泡沫種類和其上負載的催化劑，使得在一個反應器中實現多種電化學水處理手段，根據具體汙水達到最高效，節能的處理效果。

以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。