專利名稱：一種超聲波輔助電反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(yīng)器。
背景技術(shù)：
一直以來，電合成以其化學(xué)合成無可比擬的高選擇性和環(huán)保優(yōu)勢被國際化學(xué)界公 認，但由于電合成需要消耗大量的電能，電極反應(yīng)機理復(fù)雜，反應(yīng)過程中電極容易被污染， 電流效率低等原因，其發(fā)展一直受到限制；近幾年來，我國核電、水電、風(fēng)電的高速發(fā)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(lǐng)域的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)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(shè)計 了一種由超聲波作為輔助設(shè)備的電反應(yīng)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(yīng)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(gòu)成，外接直流電源；其采用的技術(shù)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(yīng)器隔成多個區(qū)間，陽極側(cè)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(gòu)成一個膜對，根據(jù)生產(chǎn)需 要，膜對可以成對增加或減少，可以少于1對，陰極側(cè)的膜為陰離子交換膜。設(shè)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(yīng)器的每個區(qū)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(fā)生器連接，電反應(yīng)裝置啟動時超聲波裝置 可以同時啟動，由于超聲波產(chǎn)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(nèi)液體保持持續(xù)攪動狀態(tài)，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。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本設(shè)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(gòu)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(gòu)成一個膜對，膜對數(shù)目可以根據(jù)生產(chǎn)量的需要 增加或減少；本設(shè)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(fā)生器，陰陽極分別連接外部直流電源的負 極和正極；陰極區(qū)和陽極區(qū)的結(jié)構(gòu)可以配合電極的結(jié)構(gòu)做相應(yīng)的調(diào)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
3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(gòu)成，超聲波震子和外部超聲波發(fā)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(qū)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(qū)葡萄糖電氧化再與碳酸鈣反應(yīng)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(qū)進行間接電還原，從陰極區(qū)底部 排出，按如圖2所示的方式再回流入電反應(yīng)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(fā)生反應(yīng)，生成葡萄糖酸 鈣和二氧化碳，完成反應(yīng)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(yīng)式 其陽極反應(yīng)式
H20+e--C5H1005+2H — 2H20 -
C6H1206+20+CaC03 —
-H+or
C5H12O5 -4H+20+4e-Ca (C6H11O7) 2+C02+H20
權(quán)利要求1.一種超聲波輔助電反應(yīng)器，它是由陰陽離子交換膜及隔板、陰陽電極、超聲波震子和 外殼構(gòu)成，其特征在于陰電極和外部的直流電源負極連接，陽電極分別和外部的直流電源 正極連接，超聲波震子和外部超聲波發(fā)生器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電反應(yīng)器，其特征在于陰陽離子膜及隔板、陰陽電極按順序 平行排列，陽極側(cè)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(gòu)成一個膜對，根據(jù)生產(chǎn)需要，膜對可以成對增加或減少，可以少于1對， 陰極側(cè)的膜為陰離子交換膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電反應(yīng)器，其特征在于超聲波震子安裝在每個室的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電反應(yīng)器，其特征在于設(shè)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。
專利摘要一種超聲波輔助電反應(yīng)器，它是由陰陽離子交換膜及隔板、陰陽電極、超聲波震子和外殼構(gòu)成，外接直流電源；陰陽電極和陰陽離子膜及隔板按照特定的順序平行排列，排列方式如圖1所示，超聲波震子連接外部超聲波發(fā)生器。本實用新型主要針對離子膜易堵孔、電極易污染和電流有效利用率低的問題設(shè)計了一種由超聲波作為輔助設(shè)備的電反應(yīng)器，有效解決陰陽離子膜堵孔問題，最大程度降低電極污染，提高電流效率，是一種適用于電合成使用的集電氧化、還原與電滲析脫堿、脫鹽于一體的高效電反應(yīng)器。
文檔編號B01J19/10GK201862409SQ20102057591
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者施冬梅 申請人:施冬梅