Способ получения раствора гипохлорита натрия


 

C25B1/26 - 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 2586887:

Климова Ирина Германовна (RU)

Изобретение относится к способе получения водного раствора гипохлорита натрия, включающему электролиз водного раствора хлорида натрия в проточном электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами, при этом осуществляют электролиз исходного водного раствора хлорида натрия, после чего проводят электролиз полученного электролита при разбавлении его водой и отбирают в качестве целевого продукта полученный в ходе электролиза водный раствор гипохлорита натрия. Способ характеризуется тем, что процесс электролиза при разбавлении электролита водой осуществляют, контролируя величину его рН, отслеживают изменение рН электролита и осуществляют отбор водного раствора гипохлорита натрия с заданным значением рН после того, как в ходе контроля рН электролита выявляют тенденцию к снижению его величины. Использование предлагаемого способа дает возможность получения водных растворов гипохлорита натрия с различными заданными значениями pH при обеспечении высокой степени конверсии исходной соли и высокого выхода гипохлорита натрия.

 

Изобретение относится к электрохимии, а именно к электрохимическим способам получения гипохлорита натрия, предназначенного для использования в качестве дезинфектанта в процессах водоподготовки и очистки сточных вод.

Для получения гипохлорита натрия широко используются электрохимические способы, основанные на электролизе водного раствора хлорида натрия.

Так, известен электрохимический способ получения раствора гипохлорита натрия [UA 80486].

Способ включает электролиз водного раствора хлорида натрия в проточном электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами с использованием анода из титана, покрытого слоем рутения, модифицированного ионогенным полимером. При этом регулируют скорость потока электролита и токовую нагрузку таким образом, чтобы целевой продукт - раствор гипохлорита натрия - имел концентрацию 200-1000 мг/л и значение водородного показателя (pH), лежащее в диапазоне от 6 до 8.

Рассматриваемый способ обеспечивает получение раствора гипохлорита натрия медицинского назначения с относительно низкой концентрацией и с указанным выше значением pH.

Однако рассматриваемый способ требует использования специфического оборудования, а получаемый раствор гипохлорита натрия имеет узкую сферу применения.

Известен способ получения раствора гипохлорита натрия [RU 2125120], который выбран в качестве ближайшего аналога.

Способ включает электролиз водного раствора хлорида натрия в проточном электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами. При этом осуществляют электролиз исходного водного раствора хлорида натрия, а затем электролиз полученного электролита при разбавлении его водой. В качестве целевого продукта отбирают полученный в ходе электролиза водный раствор гипохлорита натрия.

Рассматриваемый способ обеспечивает высокую степень конверсии исходной соли и, как следствие, высокий выход целевого продукта.

Однако данный способ не предусматривает возможность получения растворов гипохлорита натрия с заданным значением pH.

Между тем, от величины pH в значительной степени зависят такие характеристики раствора гипохлорита натрия, как его биоцидная активность и стабильность, которые в свою очередь определяют сферу применения раствора гипохлорита натрия в качестве дезинфектанта.

Задачей изобретения является возможность получения водных растворов гипохлорита натрия с заданным значением pH.

Сущность изобретения заключается в том, в способе получения водного раствора гипохлорита натрия, включающем электролиз водного раствора хлорида натрия в проточном электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами, при этом осуществляют электролиз исходного водного раствора хлорида натрия, после чего проводят электролиз полученного электролита при разбавлении его водой и отбирают в качестве целевого продукта полученный в ходе электролиза водный раствор гипохлорита натрия, согласно изобретению процесс электролиза при разбавлении электролита водой осуществляют, контролируя величину его pH, отслеживают изменение pH электролита и осуществляют отбор водного раствора гипохлорита натрия с заданным значением pH после того, как в ходе контроля pH электролита выявляют тенденцию к снижению его величины.

Особенностью предлагаемого способа является возможность доведения pH получаемого раствора гипохлорита натрия до заданного значения, что достигается за счет проведения электролиза под контролем pH при разбавлении электролита водой.

Как показали экспериментальные исследования, изменение в ходе электролиза величины pH электролита по мере увеличения количества воды в нем носит сложный характер. Указанная зависимость вначале имеет тенденцию к возрастанию величины pH от значений, свойственных исходному раствору электролита, лежащих в нейтральной области (около 7), до более высоких значений, лежащих в щелочной области (более 8), а затем имеет тенденцию к снижению величины pH от значений, лежащих в щелочной области, к более низким значениям, лежащим в нейтральной области. При этом переход от тенденции к росту величины pH электролита к тенденции к снижению указанной величины происходит после достижения высокой степени конверсии хлорида натрия и, соответственно, высокого выхода гипохлорита натрия.

Принципиально важным в предлагаемом способе является то, что отбор раствора гипохлорита натрия с заданным значением pH осуществляют после того, как тенденция к росту величины pH изменяется на тенденцию к снижению величины pH. Это позволяет получить раствор гипохлорита натрия с требуемым значением pH, лежащим в диапазоне от щелочных значений до нейтральных значений и при этом обеспечить высокий выход гипохлорита натрия.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого способа, является возможность получения водных растворов гипохлорита натрия с различными заданными значениями pH при обеспечении высокой степени конверсии исходной соли и высокого выхода гипохлорита натрия.

При этом, получая раствор гипохлорита натрия с тем или иным значением pH, можно добиться такой совокупности его свойств, которая требуется для определенной сферы его применения в качестве дезинфектанта.

Так, при использовании раствора гипохлорита натрия для дезинфекции питьевой воды требуется обеспечить его пролонгированное действие, которое достигается при относительно высокой стабильности гипохлорита натрия. Как показывают эксперименты, относительно высокая стабильность гипохлорита натрия характерна для его водных растворов, имеющих щелочную реакцию.

При использовании раствора гипохлорита натрия для обработки сточных вод требуется сочетание его относительно высокой активности с относительно низкой стабильностью, обуславливающей быстрое разложение соединений активного хлора, что предотвращает загрязнение окружающей среды экологически опасными хлорсодержащими соединениями. Это достигается, как показывают эксперименты, при значениях pH водного раствора гипохлорита натрия, близких к нейтральным или к кислым.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ осуществляют в электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами.

Готовят исходный электролит - водный раствор хлорида натрия.

Приготовленный исходный водный раствор хлорида натрия загружают в электролизер. Проводят электролиз исходного водного раствора хлорида натрия, а затем продолжают электролиз при разбавлении электролита водой. Таким образом, в ходе электролиза все время возрастает количество воды в электролите.

При проведении электролиза осуществляют контроль pH электролита, в частности с помощью pH-метра.

После того, как в ходе контроля pH электролита выявляют тенденцию к снижению величины его pH, процесс электролиза ведут до достижения заданного значения pH электролита, после чего осуществляют отбор целевого продукта - водного раствора гипохлорита натрия.

Контроль величины pH электролита можно осуществлять периодически через равные или различные временные интервалы. При этом периодичность замера величины pH можно устанавливать с учетом предварительно полученных экспериментальных данных применительно к конкретному процессу электролиза.

После отбора раствора гипохлорита pH можно осуществить его подкисление с помощью соляной кислоты до величин pH, лежащих в области кислых значений (<7).

Возможность реализации способа показана в примерах конкретного выполнения.

Пример 1

Получали путем электролиза водный раствор гипохлорита натрия с заданным значением pH, лежащим в диапазоне 7,9-7,8.

Электролиз проводили в электролизере непрерывного действия с неразделенными анодным и катодным пространствами в режиме рециркуляции. Режим электролиза: напряжение U=22 В, плотность тока f=0,5-0,6 А/см2. Производительность рециркуляционного насоса составляла 20 л/ч.

Готовили исходный электролит - водный раствор хлорида натрия с концентрацией 50 г/л.

В электролизер загружали 0,5 л исходного электролита, pH которого составляла 7,1.

Проводили электролиз исходного раствора электролита в течение 3 мин без разбавления его водой, после чего контролировали с помощью pH-метра величину pH электролита, которая составила 7,4.

Затем продолжали процесс электролиза с добавлением воды к электролиту в количестве 1 л/мин.

Контролировали величину pH электролита, которая через 30 мин от начала процесса электролиза составила 8,2, через 1 ч составила 8,6, а через 1 ч 15 мин составила 8,1.

Сравнительный анализ двух последних замеров показал наличие тенденции к снижению величины pH электролита.

Далее проводили электролиз под контролем величины pH электролита до достижения заданного значения pH, лежащего в указанном выше диапазоне. Значение pH, равное 7.9, было достигнуто через 1 ч 30 мин от начала процесса электролиза.

Отбирали полученный водный раствор гипохлорита натрия с заданным значением pH 7,9, который в дальнейшем использовали для обеззараживания питьевой воды.

Пример 2

Получали путем электролиза водный раствор гипохлорита натрия с заданным значением pH, лежащим в диапазоне 7,0-7,1.

Электролиз проводили в электролизере непрерывного действия с неразделенными анодным и катодным пространствами в режиме рециркуляции. Режим электролиза: напряжение U=22 В, плотность тока f=0,5-0,6 А/см2. Производительность рециркуляционного насоса составляла 20 л/ч.

Готовили исходный электролит - водный раствор хлорида натрия с концентрацией 50 г/л.

В электролизер загружали 0,5 л исходного электролита, pH которого составляла 7,1.

Проводили электролиз исходного раствора электролита в течение 3 мин без разбавления его водой, после чего контролировали с помощью pH-метра величину pH электролита, которая составила 7,3.

Затем продолжали процесс электролиза с добавлением воды к электролиту в количестве 1 л/мин.

Контролировали величину pH электролита, которая через 30 мин от начала процесса электролиза составила 8,1, через 1 ч составила 8,5, а через 1 ч 30 мин составила 7,9.

Сравнительный анализ двух последних замеров показал наличие тенденции к снижению величины pH электролита.

Далее проводили электролиз под контролем величины pH электролита до достижения заданного значения pH, лежащего в указанном выше диапазоне. Значение pH, равное 7.0, было достигнуто через 2 ч от начала процесса электролиза.

Отбирали полученный водный раствор гипохлорита натрия с заданным значением pH 7,0, который в дальнейшем использовали для обеззараживания сточных вод.

Способ получения водного раствора гипохлорита натрия, включающий электролиз водного раствора хлорида натрия в проточном электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами, при этом осуществляют электролиз исходного водного раствора хлорида натрия, после чего проводят электролиз полученного электролита при разбавлении его водой и отбирают в качестве целевого продукта полученный в ходе электролиза водный раствор гипохлорита натрия, отличающийся тем, что процесс электролиза при разбавлении электролита водой осуществляют, контролируя величину его рН, отслеживают изменение рН электролита и осуществляют отбор водного раствора гипохлорита натрия с заданным значением рН после того, как в ходе контроля рН электролита выявляют тенденцию к снижению его величины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки растворов. Электрохимический реактор выполнен из одной или более помещенных в корпус 1 проточных электрохимических модульных ячеек, каждая из которых содержит вертикально расположенные катод 6, установленный в центре корпуса, смонтированную вокруг него керамическую диафрагму 7, равноудаленные от катода противоэлектроды - аноды 5, расположенные вокруг катода с диафрагмой с образованием электродных пар типа «катод-анод».

Изобретение относится к способу непроницаемой для газа и жидкостей установки одного или нескольких граничащих друг с другом расходующих кислород электродов в электрохимическую полуячейку.

Изобретение относится к способу получения озона, заключающемуся в электролизе водного раствора кислого фтористого аммония с концентрацией 30-40% NH4HF2, осуществляемом в диафрагменном электролизере с анодом из стеклоуглерода при анодной плотности тока ниже 1,8 А/см2 в условиях охлаждения системы электролит - электроды в диапазоне температуры 0-30°С.

Изобретение относится к области химической технологии и, более конкретно, к электролизу воды, и предлагает способ получения потока газа путем прохождения потока воздуха по ионной поверхности, применимый при производстве электроэнергии.

Изобретение относится к электрохимической модульной ячейке для обработки растворов электролитов. Ячейка содержит герметичный корпус с верхней и нижней крышками, цилиндрические, вертикально установленные, коаксиально расположенные по отношению друг к другу наружный и внутренний полый электроды и расположенную между электродами микропористую диафрагму, разделяющую межэлектродное пространство на электродные камеры, образующую с внутренним электродом герметичную камеру.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения сложных гибридных каталитических систем на основе модифицированного углерода, содержащих на поверхности оксидные вольфрамовые бронзы, в котором каталитические системы получают из расплава 30 мол.% K2WO4, 25 мол.% Li2WO4 и 45 мол.% WO3 в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении не выше 300 мВ с использованием платинового анода, притом что электроосаждение ведут на угольную подложку.
Изобретение относится к способу получения нитрата церия(IV) электрохимическим окислением нитрата церия(III) в анодной камере электролизера, содержащей раствор с начальной концентрацией нитрата церия(III) 100-130 г/л и начальной концентрацией свободной азотной кислоты в анолите и в католите 8-12 г/л, при плотности тока на платинированном ниобиевом аноде 1-3 А/дм2.

Изобретение относится к способу защиты от окисления биполярных пластин топливных элементов и коллекторов тока электролизеров с твердым полимерным электролитом (ТПЭ), заключающемуся в предварительной обработке металлической подложки, нанесении на обработанную металлическую подложку электропроводного покрытия благородных металлов методом магнетронно-ионного напыления.

Изобретение относится к аноду для выделения кислорода при высоком анодном потенциале, содержащему основу из титана или его сплавов, первый промежуточный слой диоксида марганца, нанесенный на основу, второй промежуточный слой оксидов олова и сурьмы, нанесенный на первый промежуточный слой, и внешний слой, состоящий из диоксида свинца.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения трис(2-хлорэтил)фосфата из красного фосфора. Способ характеризуется тем, что процесс электролиза проводят в непрерывном режиме путем постоянной подачи порошкообразного красного фосфора и смеси этиленхлоргидрина, воды и электропроводящей добавки в циркуляционный контур проточного бездиафрагменного электролизера фильтр-прессного типа, где суспензию подвергают электролизу, с отводом части электролизуемой смеси из циркуляционного контура через фильтр, после которого из отфильтрованного раствора выделяют трис(2-хлорэтил)фосфат отгонкой электролита, который вместе с отфильтрованным красным фосфором возвращают на электролиз.
Изобретение относится к космическим двигательным системам и может использоваться при создании в будущем орбитального заправочного комплекса (ОЗК) или лунной базы. Способ включает доставку на ОЗК воды и получение из неё электролизом водорода и кислорода. Эти газы предварительно охлаждают при контакте с холодной поверхностью ОЗК, затем компримируют и повторно охлаждают, сжижают дросселированием и собирают в виде жидких компонентов топлива. Процессы электролиза воды и компримирования осуществляют поочередно, пневматически изолируя электролизер от получаемых газов. При компримировании сначала сжимают водород электрохимическим способом, а затем этим водородом сжимают кислород. После сжижения кислорода использованный для его компримирования водород перед дросселированием охлаждают полученным жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии при данном давлении. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности производства жидкого ракетного топлива, увеличение срока его хранения на ОЗК с повышением надежности и ресурса ОЗК в целом.
Изобретение относится к космическим двигательным системам и может использоваться при создании в будущем орбитального заправочного комплекса (ОЗК). Способ включает доставку на ОЗК воды и получение из неё электролизом водорода и кислорода. Эти газы предварительно охлаждают при контакте с холодной поверхностью ОЗК, затем компримируют и повторно охлаждают, сжижают дросселированием и собирают в виде жидких компонентов топлива. Процессы электролиза воды и компримирования осуществляют поочередно, пневматически изолируя электролизер от получаемых газов. При компримировании сначала сжимают водород электрохимическим способом, а затем этим водородом изотермически сжимают кислород. После сжижения кислорода использованный для его компримирования водород перед дросселированием охлаждают полученным жидким кислородом до температуры ниже температуры инверсии при данном давлении. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности производства жидкого ракетного топлива, увеличение срока его хранения на ОЗК, с повышением надежности и ресурса ОЗК в целом.

Изобретение относится к однокамерной ячейке для электрохимических систем, содержащей корпус, крышку, герметизирующее кольцо, металлический поршень с металлической пружиной, разнополярные электроды с выводами для подключения к электрическим приборам и средства крепления. Ячейка характеризуется тем, что указанный корпус выполнен из электроизоляционного материала, указанная крышка, также выполненная из электроизоляционного материала, содержит металлическую вставку, и тем, что дополнительно содержит металлическую основу, размещенную между указанной крышкой с металлической вставкой и указанным корпусом так, что указанное герметизирующее кольцо помещается между указанными корпусом, крышкой и вставкой, и тем, что дополнительно содержит вторую крышку, выполненную из металла, с цилиндрическим выступом, на который плотно надет стакан с перфорированным дном, на цилиндрической поверхности которого размещена пружина, несущая на другом конце поршень, и второе герметизирующее кольцо, размещенное между указанным корпусом и указанной второй крышкой. Использование предлагаемой ячейки позволяет существенно увеличить точность измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электрохимического получения активных форм наночастиц оксидов металлов. Электрохимический способ получения наноразмерных структур оксида никеля (II) включает окисление анода в ионной жидкости в атмосфере воздуха. Причем используют никелевые анод и катод. Окисление проводят при температуре 20-25°C в течение 2-20 минут, при плотности постоянного тока 5-10 мА/см2 или при постоянном потенциале 2.3-5 В. Предпочтительно используют ионную жидкость с добавкой дистиллированной воды или пропиленгликоля. Изобретение обеспечивает получение высокоупорядоченных наноразмерных структур. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр.
Наверх