Электроактиватор

 

Изобретение относится к электрохимии, а именно к устройствам для активации различных растворов, и может быть использовано в процессах газоулавливания, водоочистки, обогащения руд и т.д. Электроактиватор содержит цилиндрическую камеру (К) 1, выполненную из диэлектрического материала. (К)1 имеет верхнюю торцевую крышку 2 и нижнюю торцевую крышку 3. В верхней крышке 2 укреплен анод 4, выполненный в форме форсунки, изолированной от крышки 2 фторопластовой втулкой 5. В (К)1 установлен катод 6, выполненный в виде газопроницаемой пластины (сетки), перегораживающей полость (К)1 в поперечном сечении. На катоде 6 размещен слой диэлектрического насыпного материала (НМ) 7, являющийся рассекателем потока раствора. В нижней части (К)1 установлен патрубок 8 для ввода дополнительного энергоносителя. На нижней торцевой крышке 3 размещен патрубок 9 для вывода раствора из активатора. Верхняя торцевая крышка 2 снабжена патрубком 10 для удаления парогазовой смеси, образующейся в процессе эксплуатации устройства. Электроактиватор снабжен средством для перемещения (НМ)7, включающим соленоид 11, установленный на наружной поверхности (К)1, в зоне размещения слоя диэлектрического (НМ)7, и постоянные магниты 12, расположенные в толще слоя (НМ)7. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электрохимии, а именно к устройствам для активации различных растворов, и может быть использовано в процессах газоулавливания, водоочистки, обогащения руд и т.д.

Известно устройство для электролитической обработки водных растворов, содержащее прямоточную камеру, выполненную в виде чередующихся разнополярных трубчатых графитовых электродов и диэлектрических трубчатых разрядных камер с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра электродов.

Недостатками известной конструкции являются малая пропускная способность устройства, большое гидравлическое сопротивление и ненадежность его работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является электроактиватор, содержащий камеру с электродами. Камера снабжена фторопластовой вставкой и рассекателем потока раствора, выполненным в виде каналов во вставке, расположенных вдоль камеры между электродами. Данная конструкция имеет следующие недостатки: низкую производительность электроактиватора, связанную с ограниченностью количества каналов малого диаметра, образующих рассекатель. Повышение мощности активатора за счет увеличения количества каналов приведет к увеличению габаритов устройства; недостаточную надежность конструкции, обусловленную закупоркой каналов во время работы электроактиватора. Процесс активации растворов в электрическом поле сопровождается интенсивным парообразованием и выделением растворенных газов (при нагревании растворов). Газовые пузырьки запирают каналы рассекателя и сводят производительность устройства к минимуму. Отложение солей и других твердых образований в каналах также приводят к их полной закупорке и выходу из строя активатора; возможность нарушения требований безопасности обслуживания устройства. Вследствие образования большого количества пара во время работы электроактиватора в системе возникает повышенное давление, при этом нарушается герметичность аппарата, появляется утечка раствора, что приводит к возможности поражения током обслуживающего персонала; значительные энергозатраты, связанные с необходимостью использования насоса большого давления для пропускания растворов через активатор. Кроме того, насосы, применяемые для работы с химически активными растворами, быстро выходят из строя из-за коррозии, что приводит к дополнительным расходам.

Целью изобретения является интенсификация процесса, повышение его надежности и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что в электроактиваторе, содержащем камеру из диэлектрического материала с рассекателем потока раствора, расположенным между электродами, рассекатель потока раствора выполнен в виде слоя насыпного диэлектрического материала.

Электроактиватор снабжен средством для перемешивания насыпного материала.

Камера снабжена патрубками для ввода дополнительного энергоносителя и вывода парогазовой смеси.

Выполнение рассекателя потока раствора в виде слоя насыпного диэлектрического материала позволяет образовывать тончайшие пленки и струйки раствора, увеличивает пропускную способность электроактиватора, снижает гидравлическое сопротивление, исключает необходимость прокачивания раствора под высоким напором через рассекатель с помощью насоса, препятствует закупорке рассекателя пробками из газовых пузырьков, а также отложившихся солей и других твердых образований.

Снабжение электроактиватора средством для перемешивания насыпного материала способствует удалению из рассекателя отложившихся на нем солей и других твердых образований.

Снабжение камеры патрубками для ввода дополнительного энергоносителя и вывода парогазовой смеси повышает эффективность работы электроактиватора, исключает возможность образования избыточного давления и нарушения целостности корпуса аппарата.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен электроактиватор, продольный разрез.

Электроактиватор содержит цилиндрическую камеру 1, выполненную из диэлектрического материала, например фторопласта. Камера 1 имеет верхнюю торцевую крышку 2 и нижнюю торцевую крышку 3. В верхней крышке 2 укреплен анод 4, выполненный в форме форсунки, изолированной от крышки 2 фторопластовой втулкой 5. В камере 1 под анодом 4 установлен катод 6, выполненный в виде газопроницаемой пластины (сетки), перегораживающей полости камеры 1 в поперечном сечении. На катоде 6 размещен слой насыпного диэлектрического материала 7, являющийся рассекателем потока раствора. В качестве насыпного материала могут быть использованы шары, кольца, цилиндры из керамики, стекла, фторопласта и т.д. В нижней части камеры 1 установлен патрубок 8 для ввода дополнительного энергоносителя (пар, горячий воздух или газ). На нижней торцевой крышке 3 имеется патрубок 9 для вывода раствора из активатора. Верхняя торцевая крышка 2 снабжена патрубком 10 для удаления парогазовой смеси, образующейся в процессе эксплуатации устройства. Электроактиватор снабжен средством для перемешивания насыпного материала, включающий соленоид 11, установленный на наружной поверхности камеры 1 в зоне размещения слоя насыпного диэлектрического материала, и постоянные магниты 12, расположенные в толще слоя насыпного материала 7.

Электроактиватор работает следующим образом. Электролит поступает через анод-форсунку 4 в камеру 1, где он встречает на своем пути слой насыпного диэлектрического материала 7, рассекающий его на тончайшие пленки и струйки, которые попадают затем на сетчатый катод 6. При этом электрическая цепь замыкается. Активированный электролит протекает через катод 6 и выводится из активатора через патрубок 9.

Для повышения эффективности активирования растворов через патрубок 8 подают дополнительный энергоноситель (пар, горячий воздух или газ), который проходит через сетчатый катод 6, слой насыпного диэлектрического материала 7 и смешивается с паром, образующимся в процессе работы активатора. Полученная таким образом парогазовая смесь стравливается через патрубок 10. При использовании в качестве дополнительного энергоносителя газа, загрязненного, например, оксидами серы, азота (выбросы обжиговых печей в производстве цветных металлов, котлов ТЭЦ и т.п.) последний очищается при взаимодействии с активированным раствором и выходит из активатора без вредных примесей. При снижении производительности аппарата, свидетельствующем о скоплении в толще слоя насыпного диэлектрического материала 7 отложившихся солей и других твердых образований, включают соленоид 11. При этом постоянные магниты 12 начинают вибрировать в насыпном материале 7, перемешивая его и восстанавливая структуру слоя.

Активность растворов, обработанных в предлагаемом электроактиваторе возрастает в несколько раз.

Например, растворяют образцы из малоуглеродистой стали раствором 33%-процентной серной кислоты в течение 6 ч. Результаты приведены в таблице.

По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство имеет следующие технико-экономические преимущества: повышается производительность электроактиватора; повышается надежность работы; повышается безопасность обслуживания аппарата; сокращаются энергозатраты; расширяются возможности применения активатора.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОАКТИВАТОР, содержащий камеру из диэлектрического материала с рассекателем потока раствора, размещенным между электродами, патрубки ввода и вывода раствора, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения его надежности и снижения энергозатрат, рассекатель потока раствора выполнен в виде слоя насыпного диэлектрического материала.

2. Электроактиватор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для перемешивания насыпного диэлектрического материала, содержащим соленоид, закрепленный снаружи камеры в зоне размещения насыпного диэлектрического материала, и постоянных магнитов, расположенных в этом слое.

3. Электроактиватор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен патрубками ввода вторичных энергоносителей и вывода парогазовой смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2