[发明专利]一种低压电解水臭氧发生装置

说明书

本发明公开一种低压电解水臭氧发生装置，包括阳极组件、阴极组件和膜电极组件，其中，阳极组件包括阳极集流体，阳极集流体具有阳极进水口和阳极出水口；阴极组件包括阴极集流体，阴极集流体具有阴极进水口和阴极出水口；膜电极组件包括阳极电极片、质子交换膜和阴极电极片。电解过程中，阳极电极片电解产生臭氧和少量氧气，阴极电极片电解产生氢气；阳极集流体内流动的水流产生负压，在负压吸引作用下，阳极电极片电解产生的臭氧被吸附并随着水流由阳极出水口排出；同时，阴极集流体内水流产生负压吸引作用，将阴极电极片电解产生的氢气吸附，随着水流由阴极出水口排出。臭氧和氢气分离并单独排出，有利于提高臭氧的浓度。

技术领域

本发明涉及电解水制备臭氧技术领域，特别是涉及一种低压电解水臭氧发生装置。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，它具有强烈的杀菌消毒作用和氧化降解有机污染物的能力，并且分解产物是氧气，不会产生二次污染，因此，臭氧是世界公认的绿色环保的广谱高效杀菌消毒剂。目前，臭氧广泛应用于饮用水处理、城镇生活污水处理、大气治理、果蔬保鲜、医疗卫生消毒等行业和领域。然而，因为臭氧稳定性差，常温下可自行分解成氧气，所以必须现制现用。

工业中生产臭氧主要采用介质阻挡放电法和电解法。介质阻挡放电法制备臭氧是通过交变高压电场在干燥的含氧气体中产生电晕，利用电晕中具有足够动能的高速电子轰击氧气分子使其离解为氧原子，然后经三体碰撞聚合为臭氧。这种技术产生臭氧虽然产量较大，但是臭氧浓度不高，且易产生氮氧化物污染环境。同时，高频高压放电时还会产生射频噪声。

电解法制备臭氧是通过选择具有较高析氧电位的阳极电极和稳定性强的阴极电极，利用低压直流电电解含氧电解质，从而在阳极产生臭氧。这种技术制备的臭氧浓度较高，且副产物为氧气和氢气，不会对环境造成污染。

公开号为CN101054679A的中国专利，公开了一种臭氧发生器，阳极采用具有较高析氧电位的二氧化铅或铂电极，阴极采用稳定性好的不锈钢或石墨电极，在隔膜式电解槽中电解磷酸盐复合溶液。此种臭氧发生器，因为其电解液为酸性溶液，工作时会腐蚀阴极，不利于长期稳定工作。

因此，目前多采用固体聚合物电解质代替传统电解质溶液，主要由离子交换膜和阴、阳极催化电极组成膜电极组件，利用该膜电极组件电解水产生臭氧。

公开号为CN107075701A的中国专利，公开了一种电解水臭氧制造装置，包括阳离子交换膜和分别从两侧与其紧密结合的阳极和阴极的膜电极组件，以及电解所需的电解池。原料水从进水端进入阳极室，在阳极电解产生臭氧后流向阴极室产生氢气，最后由出水端流出，并带出电解产生的臭氧。此种电解水臭氧制造装置阴、阳极室未分离，出水端释放氢气和臭氧的混合气体，致使臭氧浓度降低。

公开号为CN111575734A的中国专利，公开了一种阴极氧还原臭氧发生器，包括质子交换膜与阳极渗透膜电极、氧还原阴极渗透膜电极组成的膜电极组件和分别在膜电极组件两侧的阳极/阴极电解室壳体。此种臭氧发生器电解时会产生大量的热量，影响电解反应的继续进行，导致臭氧产量低；同时，电解室温度过高会导致贵金属电极更易被腐蚀，不利于装置长期稳定使用。

因此，如何改变现有技术中，电解水臭氧发生装置存在的臭氧浓度较低的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压电解水臭氧发生装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高臭氧浓度和臭氧发生效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种低压电解水臭氧发生装置，包括：

阳极组件，所述阳极组件包括阳极集流体，所述阳极集流体内能够容纳电解质溶液，所述阳极集流体具有阳极进水口和阳极出水口，所述阳极进水口和所述阳极出水口均与所述阳极集流体的内腔相连通；