[實用新型]一種超聲波輔助電反應器

無效

• 申請號: 201020575917.1
• 申請日: 2010-10-26
• 公開（公告）號: CN201862409U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 施冬梅
• 申請（專利權）人: 施冬梅
• 主分類號: B01J19/10
• 分類號: B01J19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種適用于電合成使用的集電氧化、電還原與電滲析脫堿、脫鹽于一身，多項功能可同時使用的電反應器。?

背景技術

一直以來，電合成以其化學合成無可比擬的高選擇性和環保優勢被國際化學界公認，但由于電合成需要消耗大量的電能，電極反應機理復雜，反應過程中電極容易被污染，電流效率低等原因，其發展一直受到限制；近幾年來，我國核電、水電、風電的高速發展為電合成提供了充足的電力資源，極大的推動了電合成領域的發展。?

發明內容

本實用新型主要針對電極易污染、離子膜易堵孔和電流有效利用率低的問題設計了一種由超聲波作為輔助設備的電反應器，有效解決陰陽離子膜堵孔問題，最大程度降低電極污染，提高極限電流，同時電滲析與電合成同時進行時電流利用效率在理論上翻了一倍。?

本實用新型所涉及的超聲波輔助電反應器，是由陽離子膜、隔板、陰離子膜、隔板、陽極、陰極、超聲波震子及外殼構成，外接直流電源；其采用的技術方案是陰陽離子膜及隔板、陰陽電極按順序平行排列，把電反應器隔成多個區間，陽極側以陰離子交換膜及隔板開始排列，一個陽離子交換膜及隔板和一個陰離子交換膜及隔板構成一個膜對，根據生產需要，膜對可以成對增加或減少，可以少于1對，陰極側的膜為陰離子交換膜。設備的上方可以是加蓋的，也可以不加蓋，從頂部開孔進料，從底部開孔出料，每個進出料孔都與外部的泵連接。同時在電反應器的每個區間底部安裝超聲波震子，陰陽電極分別和外部直流電源的負極和正極連接，超聲波震子和外部超聲波發生器連接，電反應裝置啟動時超聲波裝置可以同時啟動，由于超聲波產生的震動能阻止粘性有機物在膜表面和電極表面的沉積，從而減輕膜堵孔和電極污染，同時使每個室內液體保持持續攪動狀態，更有利于粘性大的有機物電合成和電滲析脫堿，電流效率高。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖?

如圖1所示，本設備由①陽離子膜與隔板②陰離子膜與隔板③陽極④陰極⑤超聲波震子⑥外殼構成，外接直流電源；陰陽電極、陰陽離子膜和隔板按照圖1所示順序排列，一個陽離子膜和一個陰離子膜(含隔板)構成一個膜對，膜對數目可以根據生產量的需要增加或減少；本設備的上方可以是加蓋，也可以是密封開進料孔，底部開出料孔，進出料口均與外部泵連接；超聲波震子連接外部超聲波發生器，陰陽極分別連接外部直流電源的負極和正極；陰極區和陽極區的結構可以配合電極的結構做相應的調整。?

圖2為本實用新型回收料液中所含NaOH的原理示意圖，圖中標記為①陽離子膜與隔板②陰離子膜與隔板③陽極④陰極⑤超聲波震子⑥外殼。?

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型由①陽離子膜與隔板②陰離子膜與隔板③陽極④陰極⑤超聲波震子⑥外殼構成，超聲波震子和外部超聲波發生器連接，陰陽電極分別和外部的直流電源負極與正極連接，陰極區以堿性活化的木糖溶液間接電還原生成木糖醇，然后通過電滲析脫堿，其脫堿進出料如圖2所示；同時陽極區葡萄糖電氧化再與碳酸鈣反應生成葡萄糖酸鈣最后電滲析脫鹽；木糖活化液從頂部進入陰極區進行間接電還原，從陰極區底部排出，按如圖2所示的方式再回流入電反應器的滲析室，獲得純化的木糖醇溶液和稀堿液，所得的堿液成分單一，可以直接回用，也可以把稀的堿液回流入堿室，獲得增濃的堿液。在電還原的同時，陽極池的葡萄糖被氧化生成葡萄糖酸，再與碳酸鈣發生反應，生成葡萄糖酸鈣和二氧化碳，完成反應的葡萄糖酸鈣溶液通過電滲析室脫鹽，獲得凈化的葡萄糖酸鈣溶液和碳酸鈣稀溶液。?

其陽極反應式：????????????H₂O+e-→H+OH^-

??????????????????????C₅H₁₀O₅+2H→C₅H₁₂O₅

其陽極反應式：??????????????2H₂O→4H⁺2O+4e-?

????????????????C₆H₁₂O₆+2O+CaCO₃→Ca(C₆H₁₁O₇)₂+CO₂+H₂O?