[發明專利]一種電化學產生過氧化氫的裝置及其方法

有效

• 申請號: 202010981254.1
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112281184B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 陳志華;陳書鋮;楊帆;楊旭
• 申請（專利權）人: 浙江清越科技有限公司
• 主分類號: C25B9/17
• 分類號: C25B9/17;C25B9/63;C25B1/30;C25B11/02;C25B11/052;C25B15/00
• 代理公司: 杭州伍博專利代理事務所(普通合伙) 33309
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種電化學產生過氧化氫的裝置及其方法。它包括反應槽和電源，反應槽的內側壁上設有陰極電極，反應槽上設有蓋板，蓋板上設有陽極電極，陰極電極和陽極電極上均設有催化劑，反應槽內設有電解液，蓋板上設有進氣管和出氣管，進氣管的一端安裝在蓋板，進氣管的另一端置于反應槽內且與電解液相接觸，出氣管的一端安裝在蓋板，出氣管的另一端置于蓋板的外側，反應槽上設有輸入端口和輸出端口，陰極電極和陽極電極均與電源電連接。本發明的有益效果是：該結構設計簡單，不需要隔膜，成本低，保證的水平方向電場的均勻性，增加了設備的穩定性和可擴充性，更方便整合入各種小型家用殺菌等設備里，美觀且實用。

技術領域

本發明涉及化學設備相關技術領域，尤其是指一種電化學產生過氧化氫的裝置及其方法。

背景技術

過氧化氫溶液是各種工業應用的重要化學品，包括化學合成、紙漿和造紙、紡織品漂白、清潔和蝕刻、環境保護、健康消費類應用等。作為一種高效無害無殘留的氧化劑，被廣泛應用于水體的殺菌消毒以及有機污染物的處理中。現有工業應用的過氧化氫主要由電解法或蒽醌法生產。

電解法主要通過電解硫酸銨溶液生產過硫酸銨，由陽極室流出，含量約為180～240g/L，經貯槽供水解用。在減壓下，過硫酸銨溶液進入水解蒸餾器進行水解蒸餾。過氧化氫隨蒸汽及酸霧蒸出，經分離器除去酸霧，再于蒸餾塔中精餾，從塔底得到過氧化氫(控制濃度27.5%)。

(NH₄)₂S₂O₈+2H₂O→2NH₄HSO₄+H₂O₂

蒽醌法以氫化萜松醇和苯(體積比1：1)為溶劑的工作液，含有2-乙基蒽醌100~110g/L和四氫2-乙基蒽醌70~80g/L，由定量泵送入裝有鎳催化劑的反應釜。在壓力0.2～0.3kPa和溫度50~60℃下連續通氫氣氫化控制氫化度50%。氫化液經過濾，于頂部進入氧化塔，在40～50℃下與氧氣進行逆流氧化。氧化液用水進行逆流萃取，得濃度為27.5%～30%的過氧化氫水溶液，再用苯萃取凈化的成品。這兩種大規模生產方法均需要消耗大量的電力能源，步驟繁瑣，而且對于場地要求高，只能大規模集中化生產。另一方面，過氧化氫溶液不穩定，會在常溫下自行分解為水和氧氣，在運輸和存儲中均存在安全風險，同時增加了相應的成本。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種成本低的電化學產生過氧化氫的裝置及其方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種電化學產生過氧化氫的裝置，包括反應槽和電源，所述反應槽的內側壁上設有陰極電極，所述的反應槽上設有蓋板，所述的蓋板上設有陽極電極，所述的陰極電極和陽極電極上均設有催化劑，所述的反應槽內設有電解液，所述的蓋板上設有進氣管和出氣管，所述進氣管的一端安裝在蓋板，所述進氣管的另一端置于反應槽內且與電解液相接觸，所述出氣管的一端安裝在蓋板，所述出氣管的另一端置于蓋板的外側，所述的反應槽上設有輸入端口和輸出端口，所述的陰極電極和陽極電極均與電源電連接。

該技術核心是設計一個新型的不需要膜的高效清潔、小型分散式電化學反應器，可以實時實地通過二電子氧還原來產生過氧化氫。該裝置設計構造包括陰陽兩個電極以及由電極圍起來的中間反應槽構成，反應槽接有進氣管、輸入端口以及過氧化氫的輸出端口，陰極電極與陽極電極外接電源。相比普通電化學反應器，該結構設計簡單，不需要隔膜，成本低。

作為優選，所述反應槽的形狀為內部中空的圓柱形，所述的蓋板安裝在反應槽上且與反應槽密封連接，所述陽極電極的一端安裝在蓋板上，所述陽極電極的另一端置于反應槽內且與電解液相接觸。圓柱形的設計也使得其作為核心，更方便整合入各種小型家用殺菌等設備里，美觀且實用。