一种可连续运行的间歇式次氯酸钠电解发生器的制作方法

本发明涉及一种可连续运行的间歇式次氯酸钠电解发生，它属于一种次氯酸钠电解发生设备技术领域。

背景技术：

次氯酸钠由于制造相对容易且价格低廉，消毒漂白效果确切而得到广泛应用。由于次氯酸钠溶液具有明显的不稳定性，在运输和存储使用过程中很容易因有效氯分解降低而影响使用效果。次氯酸钠电解发生器具备原料易得，现场制备，可精准投加的特点，决定了这种生产工艺可有效避免次氯酸钠在运输及使用中的安全质保问题。目前广泛应用的电解次氯酸钠发生器主要有连续和间隙式两种类型，连续式电解次氯酸钠发生器大都采用管状电极，这种产品结构复杂，维护繁琐，不适合小规模应用。间隙式电解次氯酸钠发生器结构简单，但普遍效率不高。大部分电解次氯酸钠发生器为了降低工作过程电解液温度升高的影响采用自来水冷却降温，造成水资源浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有次氯酸钠发生器存在的结构复杂、制作成本高、使用维护繁琐、效率低下和降温冷却浪费大量水资源的技术问题，提供一种可连续运行的间歇式次氯酸钠电解发生。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种可连续运行的间歇式次氯酸钠电解发生器，包括变频冷却系统、电解槽、抽药泵、储药箱、plc控制器和直流开关电源，其还包括化盐箱和循环泵，所述化盐箱由箱体、注水管、隔板、盐水浮球、虹吸管套、虹吸管和第一电磁阀构成，所述隔板设在箱体内并将箱体内腔分隔为储盐桶和盐水桶，所述注水管设在储盐桶中，所述虹吸管设在盐水桶中且虹吸管的进水口比上液位低30mm，所述虹吸管套套在虹吸管上且虹吸管套的进口与下液位平齐，所述盐水浮球设在盐水桶中，所述第一电磁阀的出水口与注水管的进水口连接；所述虹吸管的出水口与电解槽的盐水口连接，所述电解槽的进水口通过管道与第二电磁阀的出水口连接，所述变频冷却系统的冷却管设在电解槽的内腔中，所述电解槽的电极与直流开关电源连接，所述循环泵的进口与电解槽一侧下部设置的出口连接，所述循环泵的出口与电解槽内上部设置的循环管的进口连接，所述抽药泵的进药口与电解槽另一侧下部设置的出药口连接，所述抽药泵的出药口与储药箱的进药口连接，所述plc控制器与第一电磁阀、第二电磁阀、变频冷却系统中的变频压缩机、循环泵、电解槽中的温度传感器、直流开关电源和抽药泵连接。

进一步地，所述电解槽由壳体、至少一个电极腔、密封盖板、排气管、温度传感器和电解液浮球构成，所述密封盖板设在壳体的上端面设置的电极腔进出口上，所述电极腔设在壳体的内腔中且电极从密封盖板设置的电极孔中伸出，所述排气管设在壳体上端面的一边，所述温度传感器设在壳体内腔的侧壁上，所述电解液浮球设在壳体内腔的一侧。

进一步地，所述电极腔由电极箱、两块电极板和若干中间电极板构成，所述电极箱为前后开口的长方形匣子，所述电极板设在电极箱的左右两侧其上部从电极箱的上端面伸出，所述中间电极板设在两块电极板的中间。

进一步地，所述电极板和中间电极板为钛板并在钛板的表面设有钌铱涂层。

由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有次氯酸钠发生器存在的结构复杂、制作成本高、使用维护繁琐、效率低下和降温冷却浪费大量水资源的技术问题。与背景技术相比，本发明的优点是：1)采用变频压缩技术为冷源，纯钛管材制作蒸发冷却盘管直接冷却电极和电解溶液，冷却效果好，从根本上杜绝了水资源的流失浪费；2)利用套管式虹吸器投加定量饱和盐水，然后稀释至最佳工艺浓度，解决了间隙式次氯酸钠发生器需人工配料的难题，使得间隙式次氯酸钠发生器无需人工干预实现连续生产，极大地扩展了设备应用范围；3)本发明电解槽内置电极腔，起到规范电解液电场的效能，有效阻隔了电极间局部短路现象，减少了副反应消耗电能。实际电耗降低四分之一，电解液温升减少三分之二，显著提升电解能效。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明化盐箱的结构示意图；

图3是本发明电极腔的结构示意图；

图4是图3的左视图；

图中：1-化盐箱，2-变频冷却系统，3-循环泵，4-电解槽，5-抽药泵，6-储药箱，7-plc控制器，8-直流开关电源，9-第二电磁阀；

1-1-箱体，1-2-注水管，1-3-隔板，1-4-盐水浮球，1-5-虹吸管套，1-6-虹吸管，1-7-第一电磁阀；

2-1-变频压缩机，2-2-冷凝器，2-3-钛蒸发冷却盘管；

4-1-壳体，4-2-电极腔，4-3-密封盖板，4-4-排气管，4-5-温度传感器，4-6-电解液浮球；4-2-1-电极箱，4-2-2-电极板，4-2-3-中间电极板；

6-1-投药计量泵，6-2-储药浮球。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细描述。

如图1～图4所示，本实施例中的一种可连续运行的间歇式次氯酸钠电解发生器，包括变频冷却系统2、电解槽4、抽药泵5、储药箱6、plc控制器7和直流开关电源8，其还包括化盐箱1和循环泵3，所述化盐箱1由箱体1-1、注水管1-2、隔板1-3、盐水浮球1-4、虹吸管套1-5、虹吸管1-6和第一电磁阀1-7构成，所述隔板1-3设在箱体1-1内并将箱体1-1内腔分隔为储盐桶和盐水桶，所述注水管1-2设在储盐桶中，所述虹吸管1-6设在盐水桶中且虹吸管1-6的进水口比上液位低30mm，所述虹吸管套1-5套在虹吸管1-6上且虹吸管套1-5的进口与下液位平齐，所述盐水浮球1-4设在盐水桶中，所述第一电磁阀1-7的出水口与注水管1-2的进水口连接；所述虹吸管1-6的出水口与电解槽4的盐水口连接，所述电解槽4的进水口通过管道与第二电磁阀9的出水口连接，所述变频冷却系统2的钛蒸发冷却盘管设在电解槽4的内腔中，所述电解槽4的电极与直流开关电源8连接，所述循环泵3的进口与电解槽4一侧下部设置的循环出水口连接，所述循环泵3的出口与电解槽4内上部设置的循环管的进口连接，所述抽药泵5的进药口与电解槽4另一侧下部设置的出药口连接，所述抽药泵5的出药口与储药箱6的进药口连接，所述plc控制器7与第一电磁阀1-7、第二电磁阀9、变频冷却系统2中的变频压缩机、循环泵3、电解槽4中的温度传感器、直流开关电源8和抽药泵5连接。所述隔板1-3上设有若干直径为8毫米的通孔。

如图1所示，所述电解槽4由壳体4-1、至少一个电极腔4-2、密封盖板4-3、排气管4-4、温度传感器4-5和电解液浮球4-6构成，所述密封盖板4-3装在壳体4-1的上端面设置的电极腔进出口上，所述电极腔4-2设在壳体4-1的内腔中且电极从密封盖板4-3设置的电极孔中伸出，所述排气管4-4设在壳体4-1上端面的一边，所述温度传感器4-5设在壳体4-1内腔的侧壁上，所述电解液浮球4-6设在壳体4-1内腔的一侧。所述壳体4-1上端面的另一边设有进水口、盐水口和冷却管进出口，所述壳体4-1一侧面的上部和下部分别设有循环管的安装孔和循环出水口，所述壳体4-1另一侧面下部设置有出药口。

如图3和图4所示，所述电极腔4-2由电极箱4-2-1、两块电极板4-2-2和若干中间电极板4-2-3构成，所述电极箱4-2-1为前后开口的长方形匣子，所述电极板4-2-2设在电极箱4-2-1的左右两侧其上部从电极箱4-2-1的上端面伸出，所述中间电极板4-2-3设在两块电极板4-2-2的中间。所述电极板4-2-2和中间电极板4-2-3为钛板并在钛板的表面设有钌铱涂层。所述电极板4-2-2和中间电极板4-2-3的尺寸和数量根据次氯酸钠发生器的产量和直流电源电压不同而确定。本实施例中确定的直流电源电压在15—36伏范围，相应的电极板4-2-2和中间电极板4-2-3的数量在5—10块范围选取，每块电极板尺寸为长450mm，宽200mm，厚1.5—3mm。

所述化盐箱1用防腐增强型pvc防腐材料制造，储盐桶和盐水桶间通过直径8毫米的通孔联通。注水管1-2插入储盐桶中离底100毫米位置，其被盐水淹没部分钻3毫米小孔。化盐箱1与电解槽4保持虹吸所要求的液位差。

所述变频冷却系统2由变频压缩机2-1、冷凝器2-2和钛蒸发冷却盘管2-3构成，变频压缩机2-1的出口与钛蒸发冷却盘管2-3的进口连接，钛蒸发冷却盘管2-3的出口通过毛细管与冷凝器2-2的进口连接，冷凝器2-2的出口与变频压缩机2-1的进口连接。

本发明的工作过程为：

1、调配浓盐水；打开浓盐水第一电磁阀1-7，向化盐箱1内注入自来水，化盐箱1内液位到达高液位状态，关闭第一电磁阀1-7，使化盐箱1内颗粒盐长时间浸泡溶解至饱和，此时化盐箱1溶液浓度接近26.5％。

2、调配3—3.5％浓度的稀盐水；成品储药箱6储药浮球6-2降至缺药液位时，plc控制器7发出启动工作指令。打开浓盐水第一电磁阀1-7，向化盐箱1内注入自来水。化盐箱1内液位很快超出套管式虹吸装置顶部到达上液位；化盐箱1内浓盐水由于化盐箱1与电解槽4高度差驱动浓盐水通过虹吸管套1-5进入虹吸管1-6中，浓盐水流入同时抽出虹吸管套1-5内空气使虹吸管内形成真空，很快形成虹吸，给电解槽4加入浓盐水，导致化盐箱1液位快速下降至下液位，虹吸管套1-5进入大量空气使虹吸管1-6停止虹吸。化盐箱1排入电解槽4设定量的浓盐水后，打开的浓盐水第一电磁阀1-7继续将自来水注入化盐箱1中溶化颗粒盐，直至化盐箱1液位回升至上液位状态，化盐箱1中的盐水浮球1-4发出信号关闭浓盐水第一电磁阀1-7，停止向化盐箱1注水，化盐箱1保持上液位持续溶解颗粒盐准备进行下一次虹吸给电解槽4加入定量的浓盐水。

3、化盐箱1发出虹吸结束信号时，plc控制器7启动第二电磁阀9向电解槽4内注入自来水，电解浮球4-6监测该液位至电解槽4上液位时停止向电解槽4注水，同时开启直流开关电源8和循环泵3，进入电解工序。电解槽4正常电解时浓度保持在3.0—3.5％之间，一般情况为3.2％。电解过程中电解槽4温度传感器4-5检测到电解液温度升至36度时，启动变频冷却系统2中的变频压缩机2-1开始工作，使电解液温度保持在42度以下。循环泵3从电解槽4一侧的下部抽取电解液，加压后通过循环管输入电极腔4-2中，克服了电极腔4-2对电解液流动的阻隔，加速电解液在电极表面流动更新，进一步提升了电极工作效率。

4、电解槽4电解120分钟后，自动关闭直流电源8停止电解，同时关闭循环泵3和变频压缩机2-1，开启抽药泵5，把电解槽4内次氯酸钠泵入储药箱6内，电解槽4内电解液浮球4-6降到下液位时，关闭抽药泵5。投药计量泵6-1工作后，储药箱6内储药浮球6-2下降至储药下液位时，进入下一个工作过程。

本发明电解较佳工作条件为：电解时间为2小时，电解液含盐浓度为3.0～3.5％，电解液温度36～42度。在这样工作条件时生产的次氯酸钠有效氯浓度稳定在8500mg/l以上。可以保持有效氯接近10g/l的最佳水平，此时的盐耗和电耗都保持在较低水。

为验证本发明的有益效果，作了以下对比实验。

本发明实验组使用的电解槽规格为高度550mm*长度420mm*宽度400mm，实际容积92.5升，加入2.5公斤颗粒盐，直流电源输出15v。电极腔4-2由电极箱、两块电极板和三块中间电极板构成。其电极板尺寸为：长450mm*宽200mm*厚1.5mm，间隔10mm均匀排列。电极箱两侧的电极板向上引出导电引线板，导电引线板取高150mm*宽200mm*厚3mm钛板，其下部与电极板焊接成一体，其上端伸出电解槽密闭盖板，通过紧固螺栓与直流电源输出端联通。

对照组将五块普通间隙式电解发生器使用的电极网板，利用塑料螺栓连接构成组合电极组。此电极组的电极网板材质、尺寸、引线型式和排列型式都与本发明实验组的电极板相同。

两组在完全相同条件下先后电解120分钟，分别测试工作电流、电压值和最终溶液的有效氯浓度，结果如下表。

由上表可知，本发明降低了电流消耗，提高了有效氯浓度，证明本发明比现有普通间隙式电解发生器优越。