Способ и устройство для получения дезинфицирующего средства


 

C25B1/46 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2575117:

ИЛЬЧЕНКО Валерий (EE)
НАЙДА Николай (EE)

Изобретение относится к способу получения дезинфицирующего средства, включает преобразование пресноводного раствора NaCl в анолит в анодной камере диафрагменного электролизера и в католит в катодной камере, протекание потоков в анодной и катодной камерах в одном направлении снизу вверх, получение дезинфицирующего средства с рН 2,5-5,5 из раствора NaCl, поступившего в анодную камеру непосредственно из смесителя концентрата NaCl с пресной водой, получение дезинфицирующего средства с рН 5,5-8,5 из раствора NaCl, поступившего в анодную камеру после обработки его в катодной камере, изменение рН дезинфицирующего средства в диапазонах 2,5-5,5 и 5,5-8,5 изменением соотношения между величинами потоков в электродных камерах за счет изменения величины потока католита во внешнюю среду, выведение из электролизера дезинфицирующего средства с требуемой концентрацией активного хлора. Способ характеризуется тем, что в электродных камерах обрабатывают раствор NaCl, приготовленный только из части пресной воды, участвующей в получении дезинфицирующего средства, оставшуюся часть пресной воды направляют сначала во внутреннее пространство пустотелого катода, затем ее направляют в крышку-смеситель электролизера, где ее смешивают с поступающим из анодной камеры анолитом, в результате получают дезинфицирующее средство с концентрацией активного хлора до 2 г/литр и со значением рН, устанавливаемом в диапазоне от 2,5 до 8,5. Также изобретение относится к устройству для получения дезинфицирующего средства. Использование настоящего изобретения позволяет уменьшить расход NaCl и электроэнергии, а также пресной воды. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к электрохимической технологии получения дезинфицирующих средств с использованием диафрагменного электролиза.

Известен способ получения дезинфицирующего средства и электролизер для его осуществления, описанный в Р201000069 [1], в котором используют часть потока пресной воды и для охлаждения катода, и для снижения концентрации активного хлора в крышке-смесителе электролизера. Недостатком этого способа является то, что поток через катодную камеру составляет 0,4%-0,8% от потока дезинфицирующего средства, что в приборах малой производительности, до 300 л/час, представляет собой поток менее 2,4 л/час и требует или внимания персонала, или применения нагнетательных насосов. Наиболее близкими по технической сути получения дезинфицирующих средств являются способы, описанные в RU 2297980 [2] и US 5985110 [3], которые и приняты в качестве прототипа. Эти способы выполнены с использованием цилиндрического диафрагменного электролизера и раствора NaCl в качестве электролита. В способе [2] поток пресной воды полностью смешивают с NaCl, после смешивания поток делят в выбранном соотношении между анодной камерой и катодной камерой, где из потоков получают, соответственно, анолит и католит. Анолит служит дезинфицирующим средством, католит зачастую не находит применения. Показатель pH дезинфицирующего средства регулируют в диапазоне 2,5-5,5, изменяя соотношение между потоками через анодную и катодную камеры. В способе [3] поток пресной воды полностью смешивают с NaCl, после смешивания поток полностью направляют в катодную камеру, после выхода из катодной камеры и электролизера часть католита отводят на утилизацию, оставшуюся часть направляют в анодную камеру. Из анодной камеры выходит анолит, который служит дезинфицирующим средством. Показатель pH дезинфицирующего средства регулируют в диапазоне 5,5-8,5, меняя величину оттока католита и, следовательно, соотношение между потоками в катодной и анодной камерах. Общим недостатком способа по прототипам и [2], и [3] является то, что через анодную камеру проходит раствор NaCl с низкой минерализацией, до 8 г/литр, в количестве, равном количеству получаемого дезинфицирующего средства, в результате чего для производства 1 г активного хлора расходуют свыше 30 Вт электроэнергии и 12 г NaCl. Стремление к уменьшению минерализации вызвано тем, что из дезинфицирующих средств с одинаковыми концентрацией активного хлора и pH лучшими, с точки зрения бактерицидности и снижения коррозионности, являются средства с меньшим содержанием NaCl. Снижение расхода NaCl на 1 г активного хлора при использовании способов [2] и [3] означает уменьшение минерализации анодных и катодных потоков, повышение электрического сопротивления между электродами, падение величины электрического тока и недостаток количества электричества для получения нужного количества активного хлора. Традиционно эти проблемы решают известными способами: повышением электрического напряжения между электродами, уменьшением расстояния между электродами и применением более тонкой диафрагмы, многократным циркулированием потоков через электродные камеры с использованием внешних охлаждающих устройств, использованием последовательно нескольких электролизеров для уменьшения потока через отдельный электролизер. Более подробно решения по снижению расхода NaCl описаны, например, в RU 2130786 [4], RU 2248940 [5], RU 2350692 [6], WO 2006098660 [7], US 5783052 [8], но все они существенно усложняют электролизеры, устройства и способы.

Устройства для реализации способов [2] и [3] описаны, например, в RU 2079575 и в US 5871623 [10], которые приняты в качестве прототипов предлагаемого устройства. Устройства [9] и [10] содержат в своем составе электролизер диафрагменный цилиндрический с кооксиально расположенными анодом, катодом и диафрагмой, источник электропитания, линию поступления пресной воды, узел смешения пресной воды с NaCl, линии подачи раствора NaCl в электродные камеры в количестве, равном сумме количества получаемого дезинфицирующего средства и количества утилизируемого католита, вентили регулирования соотношения между объемами потоков через анодную и катодную камеры, а также в [10] устроен отвод католита после выхода его из электролизера до входа в анодную камеру. Недостатком устройств является то, что каждый из них предназначен для реализации только одного способа: или способа [2], при котором дезинфицирующее средство получают с pH в диапазоне 2,5-5,5, или способа [3], при котором дезинфицирующее средство получают с pH в диапазоне 5,5-8,5, в то время как одному и тому же потребителю для разных технологий одновременно могут потребоваться дезинфицирующие средства на основе диафрагменного электролиза NaCl с разными значениями pH. Например, фермеру для предпосевной обработки зерна рекомендован pH 3,0-3,5, для дезинфекции доильных аппаратов - pH 7,0-8,5, для производства силоса - pH 2,5-3,5, для дезинфекции питьевой воды для бройлеров - pH 6,0-7,5 и т.д. Таким образом в практической деятельности оказывается востребованным весьма широкий диапазон pH. Кроме этого, конструкция электролизеров, применяемых в способах [2] и [3], не дает возможность снижать расход NaCl без применения внешних циркуляционных и охлаждающих контуров или без использования дополнительных электролизеров. Недостатком устройств-прототипов является то, что реализация способа подвержена влиянию внешних факторов: случайное увеличения электрического тока приводит к изменению качества дезинфицирующего средства и к поломке устройства, при включении устройства возможно пиковое повышение электрического тока и выключение устройства автоматическим предохранителем, что не всегда отмечается оператором, и устройство подает в накопительную емкость вместо дезинфицирующего средства соленую воду.

Задачей изобретения является создание способа и устройства для получения дезинфицирующего средства в диапазоне pH от 2,5 до 8,5, с уменьшением по сравнению с прототипом расхода NaCl и электроэнергии на 1 г производимого активного хлора, с уменьшением потерь пресной воды в виде католита на сброс для регулировки pH, оставляя прежними геометрические размеры электродов и межэлектродные расстояния, повышая надежность осуществления способа.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе получения дезинфицирующего средства, включающем обработку в диафрагменном цилиндрическом электролизере с внутренним расположением трубчатого катода пресноводного раствора NaCl, предусмотрены следующие отличия. Раствор NaCl для обработки его в электродных камерах приготовлен только из части пресной воды, в то время как другая часть пресной воды охлаждает катод, проходя по его внутреннему пустотелому объему, и поступает в продолжение анодной камеры в крышке-смесителе электролизера, где смешивается с анолитом, поступающим из анодной камеры, образуя дезинфицирующее средство с требуемой концентрацией активного хлора. В анодную камеру направляют раствор NaCl в количестве не менее 5 л/час на 1 дм2 анода. В катодную камеру направляют раствор NaCl в количестве не менее 4 л/час. Для реализации способа применяют устройство для получения дезинфицирующего средства, включающее источник пресной воды, емкость с концентрированным раствором NaCl, узел смешения концентрата NaCl с пресной водой, вентили регулирования величин потоков в анодной и в катодной камерах, вентиль регулирования величины оттока католита, источник постоянного тока, цилиндрический электролизер с коаксиально расположенными анодом, катодом и диафрагмой, верхняя крышка которого имеет отверстие для выхода дезинфицирующего средства и отверстие для выхода католита вместе с водородом, преобразователь электроэнергии, поступающей из внешних источников, отличающееся тем, что примененный электролизер имеет катод в виде внутреннего трубчатого электрода, оснащенного на своих торцах крышками с отверстиями для входа-выхода пресной воды, верхняя крышка электролизера имеет отверстие для ввода пресной воды в продолжение анодной камеры, оснащенное инжектором, расположенное на одной высоте с отверстием для вывода дезинфицирующего средства, кроме этого, верхняя крышка имеет второе отверстие для выхода из катодной камеры, расположенное выше выхода для потока католита, направленного на вход в анодную камеру, кроме этого, отличающийся тем, что вход в анодную камеру соединен трубками, оснащенными вентилями, и с узлом смешения концентрата NaCl с пресной водой, и с нижним выходом из продолжения катодной камеры в верхней крышке. Кроме этого, предлагаемое устройство для получения дезинфицирующего средства отличается тем, что в своем составе имеет приспособления для предотвращения быстрого роста потребляемой мощности, для предотвращения пиковых нагрузок на электрические сети в момент включения, для ограничения величины электрического тока во время работы, а также термовыключатель, размещенный на аноде электролизера.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в анодную и катодную камеры направляют раствор NaCl, концентрация которого повышена на 60-150% по сравнению с прототипами за счет того, что раствор делают из части пресной воды, участвующей в процессе получения дезинфицирующего средства. Таким образом, в камеры направляют меньшее количество NaCl, но в виде более концентрированного раствора, до 20 г/литр, так как делают раствор NaCl только из части пресной воды, участвующей в приготовлении дезинфектанта, благодаря чему в электродные камеры направляют более концентрированный, более электропроводный раствор NaCl, который из-за своего меньшего объема протекает по электродным камерам с меньшей скоростью, чем в способах-прототипах. Другую часть пресной воды используют сначала для охлаждения катода, а затем для разведения в ней анолита, имеющего высокое содержание активного хлора, полученного в анодной камере, до требований потребителя к дезинфицирующему средству, но не более 2 г активного хлора в литре. Через анодную камеру протекает поток не менее 5 л/час в расчете на 1 дм2 анода. Через катодную камеру протекает поток не менее 4 л/час. Показатель pH регулируют в диапазоне от 2,5 до 8,5, используя изменение маршрутов протекания раствора NaCl и соотношения между величинами потоков по электродным камерам.

Сущность предлагаемого устройства для получения дезинфицирующего средства заключается в том, что устройство оснащено электролизером с внутренним трубчатым катодом, охлаждаемым потоком пресной воды, которая проходит внутри катода и затем используется для получения дезинфицирующего средства в крышке-смесителе этого же электролизера. Вход для пресной воды в крышку-смеситель оснащен инжектором. Устройство имеет трубку с вентилем для подачи части пресной воды ко входу в пустотелое пространство катода и трубку для подачи части пресной воды к смесителю с NaCl. Кроме этого, устройство для получения дезинфицирующего средства имеет гидравлическую схему, обеспечивающую доставку раствора NaCl к анодному входу электролизера от разных источников: одна трубка с вентилем соединяет анодный вход с узлом смешения пресной воды с концентрированным раствором NaCl, другая трубка с вентилем соединяет анодный вход с нижним выходом из катодной камеры в верхней крышке электролизера. Если первый вентиль открыт, то второй закрыт и если первый закрыт, то второй открыт.

Устройство для получения дезинфицирующего средства оснащено термовыключателем на внешней поверхности анода, преобразователем электрической энергии от внешних источников, в составе которого есть приспособления для предотвращения быстрого роста потребляемой мощности, для предотвращения пиковых электрических нагрузок в момент включения, для ограничения величины электрического тока.

Между совокупностью существенных признаков заявляемых способа для получения дезинфицирующих средств и устройства для его осуществления и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно: при направлении в анодную камеру раствора NaCl, приготовленного только из части пресной воды, используемой для получения дезинфицирующего средства, в анодную камеру поступает по сравнению с прототипом раствор с концентрацией NaCl до 20 г/литр, т.е. раствор с большей концентрацией NaCl и в меньшем объеме. Относительно меньшее количество раствора проходит анодную камеру значительно медленнее, в связи с этим на каждый грамм NaCl воздействует большее количество электричества, что дает возможность большему числу молекул NaCl завершить электрохимические реакции получением большего количества хлорноватистой кислоты и других компонентов активного хлора из того же количества NaCl. Выходящий при этом из анодной камеры анолит обладает высокой концентрацией активного хлора, которую понижают до требований заказчика к дезинфицирующему средству еще до выхода из электролизера, что и происходит в крышке-смесителе при соединении анолита с той частью пресной воды, которая участвовала в охлаждении катода. Использование части пресной воды для охлаждения катода позволяет пропускать через катодную камеру малое количество раствора NaCl, получать на выходе из катодной камеры концентрированный католит с низкой температурой и не допустить разрушения электролизера в результате перегрева. Если весь объем католита после выхода из катодной камеры направляют на утилизацию, то меньший поток через катодную камеру уменьшает расход воды. Расход воды уменьшен по сравнению с прототипом и при сбросе католита для корректировки рН, так как для получения одного и того же результата корректировки рН объем сбрасываемого концентрата католита меньше, чем объем католита. Экспериментальным путем авторы установили, что проток через катодную камеру от 4 л/час практически не требует внимания персонала и повышает надежность процесса. Поток через анодную камеру оптимален и с точки зрения температуры раствора NaCl в анодной камере, и с точки зрения рационального использования NaCl, начиная от 5 л/час на 1 дм2 поверхности анода, обращенной к катоду, что определено также экспериментально.

Использование для растворения NaCl только части пресной воды приводит к тому, что в электродные камеры поступает более концентрированный, до 20 г/литр, раствор NaCl. Присутствие в электродных камерах более концентрированного раствора NaCl снижает электрическое сопротивление между электродами, позволяет получить тот же ток при меньшем напряжении, экономя электроэнергию.

Верхний выход из катодной камеры предназначен для вывода водорода из электролизера для уменьшения давления в узле смешения пресной воды с концентратом NaCl, обеспечивает равномерное поступление NaCl в электролизер и стабильность качества дезинфицирующего средства, дегазирует поток, идущий на анодный вход, и уменьшает его электрическое сопротивление, а также используется для оттока католита при корректировки pH и для вывода католита во внешнюю среду.

Регулировку pH дезинфицирующего средства от диапазона 2,5-5,5 до диапазона 5,5-8,5 и обратно делают изменением маршрута потоков. Для получения дезинфицирующего средства с pH в диапазоне 2,5-5,5 поток после узла смешения с концентратом NaCl направляют параллельно в анодную и в катодную камеры. Корректировку pH внутри этого диапазона осуществляют за счет изменения пропорций между величинами потоков через анодную и катодную камеры. Для получения дезинфицирующего средства с pH в диапазоне 5,5-8,5 поток после узла смешения с концентратом NaCl направляют сначала в катодную камеру, затем на дегазацию в продолжение катодной камеры, затем из нижнего выхода из катодной камеры по трубке с открытым вентилем в анодный вход. Частичную регулировку pH внутри этого диапазона делают оттоком части католита вместе с водородом через верхний выход из катодной камеры.

Применение инжектора на входе пресной воды в крышку-смеситель облегчает движение потока анолита из анодной камеры в крышку-смеситель и поддерживает стабильную величину этого потока.

Включенные в состав преобразователя электрической энергии приспособления для предотвращения в момент подачи напряжения на электролизер временной перегрузки первичной электрической сети и возможного отключения прибора из-за срабатывания автоматического предохранителя, для ограничения величины электрического тока, для предотвращения быстрого роста потребляемой мощности, термовыключатель на поверхности анода, повышают надежность способа при изменяющихся внешних факторах.

Таким образом, предлагаемый способ и предлагаемое устройство обеспечивают получение технического результата в виде снижения расхода NaCl, электроэнергии и пресной воды, расширение в одном приборе диапазона регулировки pH в сочетании со стабильностью, простотой и доступностью.

Опыты для сравнения показателей по расходу электроэнергии, NaCl и пресной воды для получения дезинфицирующих средств с близкими значениями pH и концентрации активного хлора выполнены способами-прототипами и заявляемым способом.

При сравнении способов были использованы электролизеры, имеющие одинаковые материалы анода, катода, диафрагмы и покрытия анода, одинаковые размеры анода, катода, диафрагмы и межэлектродного расстояния. Для производительности 40 л/час площадь примененного анода составила 1,55 дм2, для производительности 120 л/час - 3,48 дм2. Для удобства комментирования авторы использовали рабочие названия способов:

- способ-прототип [2] с раздельным вводом в анодную и катодную камеры - (А+К);

- способ по изобретению в диапазоне pH 2,5-5,5 - (А+2К);

- способ-прототип [3] с последовательным протоком электролита через катодную и анодную камеры - (ANK);

- способ по изобретению в диапазоне pH 5,5-8,5 - (AN2K). Результаты опытов показывают, что предлагаемый способ экономичнее существующих способов (А+К) и (ANK). Расход электроэнергии уменьшен на 30-50%, общий расход NaCl на 1 г активного хлора уменьшен на 40-50%. Сброс пресной воды в виде католита в дренаж, необходимый для регулировки pH анолита на примерно одинаковую величину, уменьшен в 1.5 раза, а одинаковый размер сброса дает большой результат по регулировке pH в предлагаемом способе.

Результаты опытов приведены в таблицах №1 и №2. Изобретение позволяет производить приборы для получения дезинфицирующих средств в широком диапазоне pH с пониженным по сравнению с аналогами расходом NaCl, пресной воды и электроэнергии, удобные и простые для широкого круга потребителей приборов малой производительности, в том числе для сельскохозяйственных ферм и для лечебно-профилактических и других социальных учреждений.

Краткое описание чертежа.

На Фиг.1 схематически изображено заявляемое устройство, на котором линиями со стрелками обозначены потоки жидкостей, участвующих в заявляемом способе.

Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами. Способ предусматривает, что пресная вода до смешения ее с анолитом и до смешения ее с концентрированными растворами NaC1 проходит по одному и тому же пути при получении дезинфицирующего средства и с pH в диапазоне 2,5-5,5 (А+2К), и с pH в диапазоне 5,5-8,5 (AN2K).

Поток 1 пресной воды из внешнего источника разделяют на две части: на поток 2, который предназначен для смешивание с анолитом и для охлаждения катода 3, и на поток 4, который предназначен для смешивания с NaCl.

Поток 2 регулируют по объему вентилем 5 и направляют через отверстие 6 в крышке 7 катода 3 в внутреннюю пустотелую полость 8 катода. Пресная вода проходит по внутренней полости катода и охлаждает его, после чего через отверстие 9 в крышке 10 катода 3 поступает по трубке 11 в продолжение 12 анодной камеры 13 в крышке-смесителе 14 через входное отверстие 15, оснащенное инжектором 16.

В это же время поток 4 идет на узел 17 смешения с концентрированным раствором NaCl, куда последний поступает из емкости 18 в количестве, регулируемом вентилем 19. Если потребитель получает дезинфицирующее средство с pH в диапазоне 2,5-5,5 (А+2К), то открыт вентиль 20 на трубке 21, соединяющей вход 22 с выходом 24 из продолжения 25 катодной камеры 26, и раствор NaCl после узла 17 смешения поступает параллельно по трубке 21 в анодную камеру 13 и по трубке 27 в катодную камеру 26. Вентиль 28 на трубке 27 служит для регулировки потока католита по катодной камере в количестве не менее четырех литров в час в целях регулировки показателя pH дезинфицирующего средства в диапазоне 2,5-5,5. Чем больше поток по катодной камере при том же потоке по анодной камере, тем ниже pH дезинфицирующего средства. Католит поступает в продолжение 25 катодной камеры 26 и через верхний выход 29 при полностью открытом вентиле 30 вместе с водородом уходит во внешнюю среду. Раствор NaCl, поступивший по трубке 21 в анодную камеру 13, при помощи электрической энергии преобразуют в анолит, содержащий активный хлор в виде хлорноватистой кислоты, гипохлорит-иона, диоксида хлора и др. в концентрации около 2 г/литр. Анолит поступает в продолжение 12 анодной камеры 13 в крышке-смесителе 14. Анолит соединяют там с пресной водой, поступившей туда из отверстия 15, приводят концентрацию активного хлора до норм дезинфицирующего средства. Дезинфицирующее средство через выход 31 доводят до потребителя. Инжектор 16 уменьшает гидравлическое давление поступившей в крышку-смеситель пресной воды на движение анолита по анодной камере и на движение других потоков, связанных гидравлически последовательно с анодной камерой, в том числе, что особенно важно для стабильности процесса, на устойчивое поступление концентрата NaCl в смеситель 17.

Если потребитель получает дезинфицирующее средство с pH в диапазоне 5,5-8,5 (AN2K), то вентиль 20 закрыт, а вентиль 23 открыт. Пресная вода проходит по тому же пути, что и для получения (А+2К). Раствор NaCl по трубке 27 поступает в катодную камеру 26. Величину потока по трубке 27 устанавливают регулировочным вентилем 28 в количестве, равном потоку по анодной камере, т.е. не менее 5 л/час на 1 дм2 анода, увеличенному на количество оттока католита для корректировки pH дезинфицирующего средства.

В катодной камере под воздействием электрической энергии раствор NaCI приобретает вид католита с высоким содержанием NaCl.

Из катодной камеры 26 католит поступает в продолжение 25 катодной камеры, откуда через верхний выход 29 выпускают водород и часть католита, необходимую для регулировки соотношения между величинами потоков по электродным камерам и, следовательно, для регулировки pH дезинфицирующего средства в диапазоне 5,5-8,5. Величина оттока католита регулируется вентилем 30. Чем больше отток католита, тем ниже pH. Часть католита через нижний выход 24 по трубке 32 с полностью открытым вентилем 23 поступает через вход 22 в анодную камеру 13. Католит с высоким содержанием NaCl под воздействием электрической энергии в анодной камере получает свойства анолита с концентрацией активного хлора около 2 г/литр. Анолит, имеющий в своем составе хлорноватистую кислоту, гипохлорит-ион, диоксид хлора и др., поступает в продолжение 12 анодной камеры 13 в крышке-смесителе 14. Как и для получения (А+2К), анолит соединяют в крышке-смесителе с пресной водой, поступившей туда из отверстия 15, приводят концентрацию активного хлора до уровня, соответствующего дезинфицирующему средству. Дезинфицирующее средство через выход 31 поступает потребителю.

Для обеспечения потребности электрохимических процессов способа и собственных потребностей самого устройства в электроэнергии в состав устройства введен преобразователь 33 внешнего электроснабжения, оснащенный приспособлением для предотвращения быстрого роста потребляемой мощности, приспособлением для предотвращения пиковых нагрузок на электрические сети в момент включения и приспособлением, ограничивающим величину электрического тока во время работы устройства. Такая конструкция преобразователя 33 повышает надежность устройства, защищая его от возможных для способа перегрузок в электропитании.

Так как общим следствием для большинства аварийных отклонений от заданных режимов осуществления способа является повышение температуры анолита и анода, то в составе устройства есть термовыключатель 34, укрепленный на аноде 35, который прерывает подачу электроэнергии на электролизер до восстановления безопасного уровня температуры.

Таблица 1
Показатели Ед. изм №№ опытов
1 2 3 4
А+К А+2К ±% А+К А+2К ±% А+К А+2К ±% А+К А+2К ±%
Дез. средство, количество л/ч 40 40 40 40 120 120 120 120
Поток по катодной камере л/ч 20 5 12 4 40 12 20 4
По анодной камере л/ч 40 10 40 10 120 20 120 20
Внутри катода л/ч - 30 - 30 - 100 - 100
Поток общий л/ч 60 45 52 44 160 132 140 124
Содержание активного хлора мг/l 505 500 510 510 500 500 500
Концентрация NaCl на входе в анодную камеру г/л 4,4 7,3 +66 4,7 8,0 +70 6,3 12,5 +99 7,1 12 +69
Расход электроэнергии Вт 41,6 18,0 -57 41,2 17,6 -57 31,0 14,3 -54 31,0 14,3 -54
pH анолита 2,6 2,7 3,5 3,3 2,9 2,9 3,65 4,5
Католит в дренаж л/ч 20 5 -75 12 4 -66 40 12 -70 20 4 -75
Расход NaCl г/г 13,0 5,5 -58 12,0 5,5 -54 16,9 4,2 -75 16,5 4,0 -76
Таблица 2
Показатели Ед. изм №№ опытов
5 6 7 8
ANK AN2K ±% ANK AN2K ±% ANK AN2K ±% ANK AN2K ±%
Дез.
сСредство, количество
л/ч 40 40 40 40 120 120 120 120
Поток по катодной камере л/ч 40 10 45 15 120 20 120 36
По анодной камере л/ч 40 10 40 10 120 20 160 20
Внутри катода л/ч - 30 - 30 - 100 - 100
Поток общий л/ч 40 40 45 45 120 120 160 136
Содержание активного хлор мг/l 500 500 500 500 500 500 500 500
Концентрация NaCl на входе в анодную камеру г/л 6,7 12,4 +85 6,8 11,1 +63 8,6 21,0 +144 6,8 17,2 +152
Расход электроэнергии Вт/г 37,5 17,6 -53 37,5 18,0 -52 32,5 14,7 -55 34,0 15,3 -55
pH анолита 8,8 9,0 8,2 7,7 8,4 8,8 6,9 6,1
Католит в дренаж л/ч - - 5 5 - - 40 16 -80
Расход NaCl г/г 13,3 6,2 -53 15,2 8,3 -45 17,2 7,0 -59 18,1 10,3 -43

1. Способ получения дезинфицирующего средства, включающий преобразование пресноводного раствора NaCl в анолит в анодной камере диафрагменного электролизера и в католит в катодной камере, протекание потоков в анодной и катодной камерах в одном направлении снизу вверх, получение дезинфицирующего средства с рН 2,5-5,5 из раствора NaCl, поступившего в анодную камеру непосредственно из смесителя концентрата NaCl с пресной водой, получение дезинфицирующего средства с рН 5,5-8,5 из раствора NaCl, поступившего в анодную камеру после обработки его в катодной камере, изменение рН дезинфицирующего средства в диапазонах 2,5-5,5 и 5,5-8,5 изменением соотношения между величинами потоков в электродных камерах за счет изменения величины потока католита во внешнюю среду, выведение из электролизера дезинфицирующего средства с требуемой концентрацией активного хлора, отличающийся тем, что в электродных камерах обрабатывают раствор NaCl, приготовленный только из части пресной воды, участвующей в получении дезинфицирующего средства, оставшуюся часть пресной воды направляют сначала во внутреннее пространство пустотелого катода, затем ее направляют в крышку-смеситель электролизера, где ее смешивают с поступающим из анодной камеры анолитом, в результате получают дезинфицирующее средство с концентрацией активного хлора до 2 г/литр и со значением рН, устанавливаемым в диапазоне от 2,5 до 8,5.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по анодной камере проходит раствор NaCl в количестве не менее 5 л/час на 1 дм2 поверхности анода, обращенной к катоду.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по катодной камере проходит раствор NaCl в количестве не менее 4 л/час.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что по анодной камере протекает раствор с концентрацией NaCl до 20 г/литр.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что водород удаляют из катодной камеры до направления католита в анодную камеру.

6. Устройство для получения дезинфицирующего средства, содержащее электролизер диафрагменный цилиндрический с коаксиально расположенными электродами, из которых внутренний трубчатый пустотелый электрод, закрытый с двух сторон крышками с отверстиями для входа и выхода пресной воды, служит катодом, а наружный служит анодом, с крышкой-смесителем с четырьмя отверстиями: для входа пресной воды, для выхода дезинфицирующего средства, для выхода водорода и католита, для выхода раствора NaCl в виде католита;
узел смешения концентрата NaCl с пресной водой,
трубку для подачи пресной воды на узел смешения,
емкость для концентрата NaCl,
вентиль регулирования подачи концентрата NaCl на смешение с пресной водой, трубку с регулирующим вентилем для подачи раствора NaCl на вход в катодную камеру электролизера,
преобразователь электрической энергии, положительный и отрицательный полюсы которого соединены соответственно с анодом и катодом,
характеризующееся тем, что указанное устройство имеет трубку с регулирующим вентилем для подачи пресной воды на вход в пустотелое пространство катода, трубку для подачи пресной воды от выхода из пустотелого пространства катода до оснащенного инжектором входа в продолжение анодной камеры в крышке-смесителе электролизера, две трубки, каждая из которых оснащена вентилем, соединяющие вход в анодную камеру со смесителем пресной воды с концентратом NaCl и с нижним выходом из катодной камеры, кроме этого электролизер оснащен термовыключателем, размещенным на внешней поверхности анода, а преобразователь электрической энергии имеет в своем составе приспособление для защиты электрических сетей от перегрузок в момент включения устройства, приспособление для замедления подачи электрической мощности на устройство, приспособление для ограничения используемого электрического тока до заданной величины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к «водородной» энергетике и может быть использовано на станциях заправки перспективного автотранспорта на топливных элементах. Способ эксплуатации электролизной системы, работающей при высоком давлении, включает процесс разложения воды электрическим током с раздельным генерированием водорода и кислорода, сбор полученных газов в емкостях с соотношением объемов соответственно 2:1 и регистрацию давления этих газов, после регистрации давления кислорода P O 2 объем водородной емкости V H 2 увеличивают до значения, определяемого соотношением: V H 2 = V O 2 ρ O 2 8 ρ H 2 , где V O 2 - объем кислородной емкости; V H 2 - объем водородной емкости; ρ O 2 - плотность кислорода при давлении P O 2 (в кислородной емкости); ρ H 2 - плотность водорода при давлении P O 2 (в водородной емкости).

Изобретение относится к катодной полуоболочке электролитической ячейки, содержащей металлические компоненты элемента ячейки, включающей: металлическую опорную структуру, приваренную к задней стенке катодной полуоболочки, и по меньшей мере один металлический эластичный элемент, расположенный плоскопараллельно на ней, деполяризованный кислородом катод, который расположен напротив по меньшей мере одного металлического эластичного элемента, при этом указанный деполяризованный кислородом катод содержит перфорированную металлическую сетку и ленту из катализатора, изготовленную из PTFE и оксида серебра, механически впрессованную в нее, причем оксид серебра восстанавливают до серебра во время работы электролитической установки и таким образом образует однородное соединение/связь между компонентами деполяризованного кислородом катода и по меньшей мере одним эластичным элементом, при этом указанное соединение/связь отличается высокой проводимостью, где по меньшей мере один из металлических компонентов снабжен электропроводящим покрытием, содержащим по меньшей мере два слоя, где первый слой, наносимый непосредственно на материалы элемента ячейки, выбран из группы, которая содержит Au, B-легированный никель, сульфиды Ni и их смеси, при этом первый слой имеет толщину слоя от 0,005 до 0,2 мкм; и второй слой, наносимый на первый слой, изготовлен из серебра, при этом второй слой имеет толщину слоя от 0,1 до 30 мкм.

Изобретение относится к области нанотехнологий и наноматериалов. Наноразмерный порошок кремния получают травлением монокристаллического кремния в ячейке электрохимического травления с контрэлектродом U-образной формы из нержавеющей стали с последующим механическим отделением пористого слоя от подложки, его измельчением в изопропиловом спирте в ультразвуковой ванне и сушкой в естественных условиях, при этом в качестве электролита используют раствор диметилформамида с добавлением плавиковой кислоты и 20% по объему перекиси водорода (30%).

Изобретение относится к области химии и водородной энергетики и может быть использовано в энергетике и транспортном машиностроении. Способ получения и хранения атомарного водорода включает электролиз воды с использованием в электролизной ячейке медного анода и катода из сплава дюральалюминия, периодически активируемого электрическим током, воздействие на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции в диапазоне от 100 до 120 гаусс и пропускание атомарного водорода через нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки.
Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения оксида меди (I) включает электрохимическое окисление и диспергирование электродов в электролизере в растворе хлорида натрия.

Изобретение может быть использовано в электрохимической области. Способ получения композиционного электродного материала на основе кобальт ванадиевого оксида и оксидных соединений молибдена включает осаждение электрокаталитического оксидного покрытия на модифицированной поверхности стеклоуглерода, при этом электрокаталитическое оксидное покрытие формируют на основе смешанных оксидов ванадия, кобальта и молибдена путем их осаждения из водного раствора электролита температурой 60÷65°C, при pH 4÷4,5, содержащего соли кобальта, молибдена, никеля, железа, лимонную и борную кислоты, под действием переменного асимметричного тока, в котором соотношение средних токов за период катодного и анодного составляет 1,5:1 при напряжении 40÷50 B и следующем соотношении компонентов, г·л-1: сульфат кобальта (CoSO4·7H2O) - 100,0÷110,0, гептамолибдат аммония ((NH4)6Mo7O24·4H2O) - 40,0÷56,0, сульфат железа (FeSO4·7H2O) - 6,0÷14,0, сульфат никеля (NiSO4·7H2O) - 18,0÷20,0, лимонная кислота (HOC(СН2СООН)2СООН) - 2,5÷3,0, борная кислота (H3BO3) - 13,0÷15,0.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода. Устройство для получения атомарного водорода содержит реактор 1, работающий на разложении воды твердым реагентом, анод 3, катод 4 и магистрали 8 с арматурой для ввода исходного сырья в реактор 1 и вывода из него водорода и продуктов реакции.
Изобретение относится к способу электролиза воды под давлением в электролизной системе, входящей в состав накопителей электроэнергии, работающих с замкнутым по воде рабочим циклом.

Изобретение относится к карбонизатору напитка и к способу получения газированного напитка. Карбонизатор напитка содержит блок для генерации CO2, включающий в себя фотоэлектрохимический элемент, предназначенный для превращения сахарида в первой жидкости, содержащей сахарид, под влиянием света в CO2 и воздух, обогащенный CO2; регулятор давления, предназначенный для поддерживания повышенного давления воздуха, обогащенного CO2; и смесительную камеру для смешивания воздуха, обогащенного CO2, под давлением со второй жидкостью для получения газированного напитка.

Изобретение относится к способу получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра. Способ получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра включает преобразование посредством парусного движителя кинетической энергии ветра в кинетическую энергию движения судна, движущегося в районах открытого океана с мощными воздушными потоками, и затем посредством гидравлической турбины и электрогенератора в электрическую энергию, которую используют для разложения воды на водород и кислород с ожижением и накоплением водорода в криогенных резервуарах.

Изобретение относится к области сорбционной очистки поверхностных и подземных вод с высоким содержанием титана и его соединений и может быть использовано для очистки воды с получением безопасной для здоровья питьевой воды.

Изобретение относится к устройству для разделения нефти и воды. Устройство включает камеру (2) для накопления нефти, окруженную стенкой (1), причем по меньшей мере часть поверхности стенки (1) покрыта пористым, олеофильным и гидрофобным слоем (3), который позволяет проникать через него воде и нефти.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии и в области очистки сточных вод. Способ получения гидроксохлорида алюминия из бемит-каолинитовых бокситов и соляной кислоты включает растворение боксита в автоклавах соляной кислотой с концентрацией 200-300 г/л при соотношении Т:Ж=1:3-5 при температуре 150-225°C в течение 1-2 часов.

Изобретение относится к области сорбционной техники и может использоваться для утилизации кислых регенератов водообессоливающих установок и очистки сточных вод от органических веществ.

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтр для получения питьевой воды содержит вход в проточном сообщении с выходом, систему выделения галогена, расположенную между данными входом и выходом, фильтрующий материал, содержащий хитозан или его производное, расположенный между данной системой выделения галогена и выходом, и очищающий барьер, расположенный между данным фильтрующим материалом и выходом.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружения водоснабжения и канализации, в химической, металлообрабатывающей отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей и моющих растворов от посторонних органических примесей, а также для удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов, рек, морей, океанов.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей и моющих растворов от органических примесей, а также для удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов, рек, морей, океанов.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения фторида кальция включает взаимодействие соединения кальция и фторсодержащего соединения.

Изобретение может быть использовано при обработке разливов нефти и в производстве бумаги. Для изготовления содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью исходный материал приводят в контакт с по меньшей мере одной солью жирной кислоты С5-С28, выбранной из группы, включающей соли первичных алканоламинов одноатомных спиртов, соли полиэтиленимина и их смеси.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Генератор талой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое.
Изобретение относится к области дезинфекции, в частности к средствам для деконтаминации от молекул ДНК/РНК и фрагментов этих молекул, и может быть использовано для дезинфекции изделий медицинского назначения, помещений, санитарно-технического оборудования, предметов ухода за больными, лабораторной посуды при инфекциях бактериальной, вирусной и грибковой этиологии в лечебных, детских, образовательных учреждениях, в фармацевтической, биологической и химической промышленности, а также для предстерилизационной очистки, в том числе, совмещенной с дезинфекцией изделий медицинского назначения, причем средство включает дидецилдиметиламмоний хлорид, алкилдиметилбензиламмоний хлорид, глиоксаль, глутаровый альдегид, изопропиловый спирт, дехипон LS 36, бензотриазол, гидрохинон, отдушку и воду причем компоненты в средстве находятся в определенном соотношении в мас.%.
Наверх