臭氧生成装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种臭氧生成装置。该装置包括质子交换膜、阴极导热循环极板、阳极点子集流极板、在所述质子交换膜和阴极导热循环极板之间设有阴极反应介质、在所述质子交换膜和阳极点子集流极板之间设有阳极反应介质、储水槽；所述阴极导热循环极板面上设有阴极线状液相转移通道和与所述阴极线状液相转移通道相通的凹槽液相转移通道，且所述阴极线状液相转移通道靠近阴极反应介质处；所述储水槽包括阴极储水槽、阴极散热夹板、阳极储水槽和阳极散热夹板；所述阴极导热循环极板置于所述阴极储水槽中，所述阳极点子集流极板置于所述阳极储水槽中。上述臭氧生成装置，保证了阴极导热循环极板与阴极反应介质相互接触的界面面积，延长了使用寿命。
【专利说明】臭氧生成装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体生成装置，特别是涉及一种臭氧生成装置。
【背景技术】
[0002]传统的臭氧发生装置包括阳极电子激流极板和质子交换膜之间粘有氧化铅组成的阳极反应介质。由于高电流的作用，氧化铅使用一段时间容易造成畸变，会影响臭氧发生装置的工作效率和使用寿命。如图3a和图3b所示，为了促进液相转移速度，阴极导热循环极板与阴极反应介质相接触的阴极导热循环极板面上设置了可以通行的阴极液相转移通道19，大大加强了液相转移通道的体积，使阴极导热循环极板与阴极反应介质的接触界面上形成点状接触面18，但是，这种形式通道的设置大大减少了阴极导热循环极板与阴极反应介质的接触界面的棉结，从而降低了氢原子表面转化速度，造成阳极界面反应出现额外的剩余电荷，在单位时间内迁移的电子不能及时被氧化反应，致使电极点位偏离平衡电位，过早出现电极极化，缩短电极寿命，导致臭氧产量不高。
实用新型内容
[0003]基于此，有必要针对传统的臭氧发生装置寿命短的问题，提供一种使用寿命长的
臭氧生成装置。
[0004]一种臭氧生成装置，包括质子交换膜、置于所述质子交换膜一侧的阴极导热循环极板、置于所述质子交换膜另一侧的阳极点子集流极板、在所述质子交换膜和阴极导热循环极板之间设有阴极反应介质、在所述质子交换膜和阳极点子集流极板之间设有阳极反应介质、储水槽；所述阴极导热循环极板面上设有阴极线状液相转移通道和与所述阴极线状液相转移通道相通的凹槽液相转移通道，且所述阴极线状液相转移通道靠近阴极反应介质处；所述储水槽包括阴极储水槽、阴极散热夹板、阳极储水槽和阳极散热夹板，所述阴极储水槽和阴极散热夹板固定连接，所述阳极储水槽和阳极散热夹板固定连接；所述阴极储水槽顶部设有氢气出口，底部设有阴极循环进水口 ；所述阳极储水槽顶部设有臭氧和氧气出口，底部设有原料进水口 ；所述阴极散热夹板上装有阴极电源接柱孔，所述阳极散热夹板上装有阳极电源接柱孔；所述阴极导热循环极板置于所述阴极储水槽中，所述阳极点子集流极板置于所述阳极储水槽中。
[0005]在其中一个实施例中，所述阴极储水槽和阴极散热夹板通过阴极固定螺栓固定连接，所述阳极储水槽和阳极散热夹板通过阳极固定螺栓固定连接。
[0006]在其中一个实施例中，所述凹槽液相转移通道的宽为4毫米、深为2毫米。
[0007]上述臭氧生成装置，采用阴极导热循环极板上设凹糟液相转移通道，并与阴极导热循环极板面上的阴极线状液相转移通道相通，形成与臭氧生成装置反应过程相匹配的大流量的渠状液相转移通道，从而既保证了阴极导热循环极板与阴极反应介质相互接触的界面面积，提高了氢原子表面转化速度，又保证了液相转移通道的体积，加速了液相转移速度，避免了出现电极电位偏离平衡电位而过早电极极化的问题，延长了电极的使用寿命，进而延长了臭氧生成装置的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为一个实施例中臭氧生成装置的剖示意图；
[0009]图2a为阴极线状液相转移通道示意图；
[0010]图2b为凹槽液相转移通道示意图；
[0011]图3a为传统的臭氧发生装置的阴极液相转移通道示意图；
[0012]图3b为图3a的一侧面示意图。
【具体实施方式】
[0013]图1为一个实施例中臭氧生成装置的剖示意图；图2a为阴极线状液相转移通道示意图；图2b为凹槽液相转移通道示意图。参图1、图2a和图2b所示，一种臭氧生成装置，包括质子交换膜1、置于该质子交换膜I 一侧的阴极导热循环极板4、置于该质子交换膜I另一侧的阳极点子集流极板5、在该质子交换膜I和阴极导热循环极板4之间设有阴极反应介质2、在该质子交换膜I和阳极点子集流极板5之间设有阳极反应介质3、储水槽。
[0014]阴极反应介质2由含金属铬(Cr)、铜(Cu)、钼(Pt)、碳(C)的粉体组成。阳极反应介质3由含金属铅(Pb)与钽(Ta)的氧化物组成。阴极导热循环极板4由钛制成。阳极点子集流极板5由附着钌、钯、铱金属元素的钛板制成。
[0015]该阴极导热循环极板面4上设有阴极线状液相转移通道23和与该阴极线状液相转移通道相通的凹槽液相转移通道24，且该阴极线状液相转移通道23靠近阴极反应介质2处。本实施例中，该凹槽液相转移通道24的宽为4毫米、深为2毫米,但不限于此,也可为其他值。该凹槽液相转移通道24可分布于阴极线状液相转移通道的四侧。
[0016]该储水槽包括阴极储水槽13、阴极散热夹板6、阳极储水槽14和阳极散热夹板15。该阴极储水槽13和阴极散热夹板6固定连接，该阳极储水槽14和阳极散热夹板15固定连接。本实施例中，该阴极储水槽13和阴极散热夹板6通过阴极固定螺栓16固定连接，该阳极储水槽14和阳极散热夹板15通过阳极固定螺栓17固定连接。此外，在其他实施例中，也可通过螺钉等固定连接。
[0017]该阴极储水槽13顶部设有氢气出口 11，底部设有阴极循环进水口 9 ;该阳极储水槽14顶部设有臭氧和氧气出口 12，底部设有原料进水口 10 ;该阴极散热夹板6上装有阴极电源接柱孔7，该阳极散热夹板15上装有阳极电源接柱孔8。
[0018]该阴极导热循环极板4置于该阴极储水槽13中，该阳极点子集流极板5置于该阳极储水槽14中。
[0019]上述臭氧生成装置，利用质子交换膜的质子迁移作用，即去离子水中的氢(H+)通过该质子交换膜由阳极迁移至阴极反应界面。当通电时能快速提高其电位，使水分子在阳极界面迅速形成羟基自由基，从而氧化形成臭氧O3与氧气02。
[0020]阳极界面反应如下:
[0021]0H+02-HO3
[0022]H0+3-H03+e-
[0023]HO、-1 / 30s i +2 / 302 f +H+[0024]工作温度可达到20_50°C，电流密度可达到每平方厘米1.3-3.8A (安培)的高电流密度，工作时电压为3.0-3.3V (伏特)，极大的提高了工作效率。臭氧O3析出的浓度可达到20-25 %，氧气O2析出的浓度为75-80 %，每小时臭氧O3产量为800_1050mg。和已有技术相t匕，本实用新型中的单个臭氧生成装置的臭氧O3浓度达到25 %，臭氧O3与氧气O2产量分别提高30%，价格降低15%、电耗下降15%，使用寿命延长且体积小、无污染，因此上述臭氧生成装置可以进行大规模生产臭氧，特别适用于医疗卫生、食品安全、蔬果保鲜、水产养殖、水的深度净化以及环境保护与蔬菜表面农药化肥残留的降解。
[0025]上述臭氧生成装置，采用阴极导热循环极板上设凹糟液相转移通道，并与阴极导热循环极板面上的阴极线状液相转移通道相通，形成与臭氧生成装置反应过程相匹配的大流量的渠状液相转移通道，从而既保证了阴极导热循环极板与阴极反应介质相互接触的界面面积，提高了氢原子表面转化速度，又保证了液相转移通道的体积，加速了液相转移速度，避免了出现电极电位偏离平衡电位而过早电极极化的问题，延长了电极的使用寿命，进而延长了臭氧生成装置的使用寿命。
[0026]此外，在单位时间内保证了阳极电子集流极板反应界面上的电子电荷迅速迁移到阴极导热循环极板与阴极反应介质的接触界面，确保了阴极导热循环极板接触界面的电子转化速度和电极电位的平衡，产量达到990-1155mg / h，工作寿命达到18000小时。此外，在质子交换膜与阴极导热循环极板之间粘贴有含金属钼(Pt)/碳(C)粉体组成的阴极反应介质，该位置质子交换膜与阴极导热循环极板之间粘贴金属铬(Cr)、铜(Cu)、钼(Pt)、碳(C)的粉体组成的反应介质，从而降低了贵重金属钼用量的70%，还在原有基础上提高O3浓度10%。
[0027]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种臭氧生成装置，其特征在于，包括质子交换膜、置于所述质子交换膜一侧的阴极导热循环极板、置于所述质子交换膜另一侧的阳极点子集流极板、在所述质子交换膜和阴极导热循环极板之间设有阴极反应介质、在所述质子交换膜和阳极点子集流极板之间设有阳极反应介质、储水槽；所述阴极导热循环极板面上设有阴极线状液相转移通道和与所述阴极线状液相转移通道相通的凹槽液相转移通道，且所述阴极线状液相转移通道靠近阴极反应介质处；所述储水槽包括阴极储水槽、阴极散热夹板、阳极储水槽和阳极散热夹板，所述阴极储水槽和阴极散热夹板固定连接，所述阳极储水槽和阳极散热夹板固定连接；所述阴极储水槽顶部设有氢气出口，底部设有阴极循环进水口 ；所述阳极储水槽顶部设有臭氧和氧气出口，底部设有原料进水口 ；所述阴极散热夹板上装有阴极电源接柱孔，所述阳极散热夹板上装有阳极电源接柱孔；所述阴极导热循环极板置于所述阴极储水槽中，所述阳极点子集流极板置于所述阳极储水槽中。
2.根据权利要求1所述的臭氧生成装置，其特征在于，所述阴极储水槽和阴极散热夹板通过阴极固定螺栓固定连接，所述阳极储水槽和阳极散热夹板通过阳极固定螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的臭氧生成装置，其特征在于，所述凹槽液相转移通道的宽为4毫米、深为2毫米。
【文档编号】C01B13/11GK203699904SQ201320652844
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】余建平, 许国君, 蒋浩特 申请人:深圳欧赛技术有限公司