[实用新型]电解消毒排放氢气处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体的来说涉及一种电解水消毒的气体排放处理装置。

背景技术

电解消毒与氯系、二氧化氯和臭氧消毒相比具有杀菌灭藻、光谱高效、无消毒副产物产生、无需化学药剂、安全环保、降低浊度、防管道腐蚀和结垢及设备易全自动运行等特点，在水处理二次消毒领域得到推广和运用。目前在舰船上采用电解方式对日用淡水和压载水进行消毒处理设备逐渐增多。电解装置是通过电极在水中导电，使水中溶解氧得到活化，产生以羟基自由基为代表的活性氧杀菌物质，同时也产生氧气和氢气，其体积比约为1：2，电化学反应式如下：

阳极：2H₂O-4e^-＝O₂↑+4H⁺

阴极：4H⁺+4e^-＝2H₂↑

经现场实测，电解装置排放气体中氢气含量约为85％，氢气是一种无色透明、无臭无味、极易燃的气体，也是一种环保清洁能源。氢气在空气中含量为4～74.2％时，遇到火源可引起爆炸。因此电解装置都要求在通风良好环境下使用，陆上一般通过排气扇排至室外即可，而舰船上装置运行环境都较为封闭，对排放气体中的氢气尤为敏感，目前都采用外接压缩空气对排放气体进行稀释后再排放的方式，此方法存在需关联设备配套运行和能耗较大等缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种电解消毒排放氢气处理装置，通过本装置，排放气体中的氢气含量降至在4％以下安全范围内。

为了解决上述问题本实用新型的技术方案是这样的：

电解消毒排放氢气处理装置，在电解消毒装置的气体排放口连接一氢气处理器，所述氢气处理器内设置有质子交换膜，质子交换膜两侧涂有铂催化剂，质子交换膜外部连接有外电流输出装置。

排放气体通过涂有铂催化剂薄膜使得其中氢气的均裂能下降，将氢气转化为活泼的自由基H⁺和电子，H⁺通过质子交换膜与空气中的氧气产生氧化，控制排放氢气在催化剂停留时间，从而使排放气体中氢气含量低于4％，电子在外电路形成直流电并从外电流输出装置输出。

氢气处理器内设置有两块场流板。

氢气处理器内设置有控制排放气体的风机。

氢气处理器外部两侧连接有电磁阀。

有益效果，通过本装置，排放气体中的氢气含量从约85％降至2～3％，低于氢气最低爆炸浓度，实现安全排放目的。处理单组微电解处理单元排放气体(流量：～0.3L/min)时，可产生～13W电能可供利用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型所述的氢气处理器的原理结构示意图。

图2为本实用新型所述的电解消毒排放氢气处理装置的工作流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参看图1和图2，将排放气体通过涂有铂催化剂2的薄膜，使得其中氢气的均裂能下降，将氢气转化为活泼的自由基H⁺和电子，H⁺通过质子交换膜1与空气中的氧气产生氧化，控制排放气体(氢气)在催化剂停留时间，从而达到排放气体中氢气含量低于4％目标值。电子在外电路形成的直流电可供利用。氢气处理器内设置有两块场流板3。

工作原理

(1)排放气体(氢气)通过导管从安全阀进入氢气处理器阳极侧，安全阀起到防止气体压力过高冲破质子交换膜1的作用；

(2)在阳极侧铂催化剂2的作用下，使得氢气的均裂能下降，1个氢分子解离为2个氢质子，并释放出2个电子，阳极侧反应为：

H₂→2H⁺+2e^-

(3)H⁺通过质子交换膜进入在氢气处理器的阴极侧，通过风扇将空气引入阴极侧，在铂催化剂2的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极侧反应为：

1/2O₂+2H⁺+2e^-→H₂O

(4)电子在外电路形成直流电，实现能源再利用。氢气处理器原理示意图如图1所示。