[发明专利]电凝单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种电凝单元，特别地，本发明涉及一种用在工业工序例如废液处理中的电凝单元。

背景技术

电凝法是一种电解处理方法，用于从溶液中分离和去除很多种污染物包括金属、固体、病原体和其他不良物质。通常，电凝单元包含电极和要处理的电解液。处理工序根据电解液的性质可以以多种方式来执行。

美国专利No.6,139,710公开了一种电凝单元，其中大量基本平行的电极安装在要进行电解的溶液的流动路径中。电极是单极的(阳极或阴极)以及双极的(阳极和阴极)。双极电极的两个电极表面都与电解溶液反应，其中一侧是阳极而另一侧是阴极。单极电极或者全部是阳极或者全部是阴极。将电势或电流施加到两个或更多电极。所连接的电极是单极因而要么是正极要么是负极，这取决于施加到电极的电力的极性。在单极电极之间插入有至少一个双极电极。

多电极单元设计的目的是促使电流流动穿过单元中的相应电极之间的溶液。然而，本领域技术人员应当明白，在单极电极的处于不同电势的入端与出端处，围绕单极电极的端部的电解液形成电导桥，其使电流能够绕过双电极，并形成从高电势的单极电极至低电势的单极电极的短路。单极电极的这种短路会导致中间的双极电极不均匀地被腐蚀，并大大地降低电凝单元的效率。

此外，电凝单元的单极电极利用了电线连接，这相当浪费空间，特别是如果单元包含大量单极电极时，如美国专利No.6,139,710的图1所示。事实上，与用于如此大量的电极的电线连接相关的空间需要使得美国专利No.6,139,710的图1所示的电凝单元是不实用的。

国际公开No.WO 2004/046051也描述了一种电凝单元，其中大量基本平行的电极安装在要进行电解的溶液的流动路径中。电极是通过伸长的母线连接的带有相同极性的单极电极的双极电极，或单极电极，所述母线延伸穿过位于翼片中的孔隙，所述翼片从每个单极电极的相邻顶边向上延伸。由于单元既包括单极电极又包括双极电极，因此其也是具有单极电极之间电流短路的缺陷。

穿越任何电连接的总电阻是接触电阻与穿越电连接的流线效应的结果。电连接的接触区域、连接的导体的材料---包括氧化层、以及施加于连接的力都是影响接触电阻的参数。当电连接处的两个导体配合在一起时，众所周知的是，由于每个导体上的高点和低点，真正的接触点相对较少。因使电流集中穿过受阻接触区域而导致的电阻增加称作流线效应。因此，穿越电连接的电阻根据流线效应的增加而增加。显然穿越电连接的电阻越大，则穿越电连接的压降将会越大，从而导致有用功率的损失。

国际公开No.WO 2004/046051的图3a示出了高电流密度的总线布置，其中带螺纹的母线与电凝单元的选定电极配合，并通过设置在母线和在每个电极的任一侧上的螺母而固定在位。然而，穿越电连接的压降高，多半是由于导致连接中的电阻高的带螺纹的母线/螺母组件与电极之间的小量接触点。穿越连接的压降高会对单元的效率造成不利影响。此外，由于穿越连接的高电阻，带螺纹的母线/螺母组件易于在单元的工作期间变得极其热。

上述的两种电凝单元都是利用相似的间隔系统以使电极之间维持分隔。电极成形为装配到单元壳体内的单个槽中，如美国专利No.6,139,710的图2所示。然而，使用这种间隔系统来插入和移除电极很有可能在有些时候导致电极卡住在单个槽中。

美国专利No.6,139,710的图7中示出了一种可替代的间隔系统，其中电极通过多个绝缘杆而互连并维持在隔开的关系。然而，间隔系统在单元工作期间会因为围绕绝缘杆的电极原料被腐蚀而出故障。

Morselt Redbox(Morselt Borne B.V.的商标，地址Gildestraat 12，7622 AC Borne，荷兰)是一种电凝单元，其中电凝单元中安装有大量基本平行的电极。电极是单极的，并通过电线连接而连接到电源。与美国专利No.6,139,710一样，电线连接相当浪费空间，因此限制了能够容置在单元中的电极的数量。此外，在单元工作期间，必须防止这些电线连接与飞溅的液体或泡沫接触，由此更进一步地限制了可用空间的量。电凝单元中的电极数量越少，则使得在给定容积内对进行电凝而言可用的表面积越少。