RU2092442C1 - Device for electrochemical treatment of liquid - Google Patents

Abstract

FIELD: devices for electrochemical treatment of liquids, in particular, applied electrochemistry. SUBSTANCE: device has a casing with holes for passage of liquid and two electrodes with an element of conducting material that is volumetrically permeable for liquid, and a power source. The element that is volumetrically permeable for liquid is made monolithic, continuously conducting and installed in the casing with formation of sealed closed cavities. One or both electrodes are electrically connected directly to the volumetrically permeable element. An additional hole for passage of liquid is made in the casing on the side of one or both cavities between the volumetrically permeable element and casing; one of the holes in each of the mentioned cavities is positioned in the lower part, and the other - in the upper part of the cavity. Holes for passage of liquid are made on the side of the surface of the volumetrically permeable element adjoining the casing, they are arranged lengthwise. The device may be furnished with one or more additional conducting elements permeable for liquid and arranged between the main volumetrically permeable element and one of the electrodes with formation of a sealed closed cavity with the casing. One or both electrodes are electrically connected to the adjacent volumetrically permeable element. One hole for passage of liquid may be made in the casing on the side of the cavities between the volumetrically permeable elements, and an additional hole for passage of liquid may be made on the side of one or several of these cavities or cavities between the elements and casing; one of the holes in each of the mentioned cavities is arranged in the lower part, and the other - in the other part of the cavity. The device may be furnished with one or more additional electrodes electrically connected to the surfaces of one or several volumetrically permeable elements, as well as with one or several hydrodynamic resistance regulators installed in the liquid flow ducts connected to the respective holes in the casing. EFFECT: improved design. 12 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки жидкостей, в частности к прикладной электрохимии (электролизерам для обработки водных растворов), для униполярной электрохимической обработки технологических водных растворов и предназначено для регулирования их кислотно-основных и кислотно-восстановительных свойств, а также перевода в термодинамически неравновесное (активированное) состояние, характеризующееся повышенной физико-химической активностью. Изобретение может быть использовано для обработки питьевой и минерализованной технической воды, водных и безводных технологических растворов, управления биохимическими реакциями в различных областях народного хозяйства. The invention relates to devices for electrochemical processing of liquids, in particular to applied electrochemistry (electrolyzers for the treatment of aqueous solutions), for unipolar electrochemical processing of technological aqueous solutions, and is intended to control their acid-base and acid-reduction properties, as well as transfer to thermodynamically nonequilibrium ( activated) a condition characterized by increased physico-chemical activity. The invention can be used for the treatment of drinking and mineralized industrial water, aqueous and anhydrous technological solutions, management of biochemical reactions in various fields of the national economy.

Известно устройство для электрохимической обработки жидкостей [1] содержащее корпус, служащий катодом, выполненный из пористого титана и покрытый снаружи гидроэлектроизоляционным слоем, коаксиально установленный стержневой анод из платиноиридиевого сплава и цилиндрическую диафрагму из керамики или ткани. A device for electrochemical processing of liquids [1] containing a casing serving as a cathode made of porous titanium and coated externally with a hydroelectric insulating layer, a coaxially mounted rod anode of platinum-iridium alloy and a cylindrical diaphragm made of ceramic or fabric.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность электрохимической обработки жидкостей, обусловленная малым коэффициентом использования пористой поверхности за счет отсутствия сквозного протока через пористый катод и, как следствие, образования застойных зон вблизи слоя гидроизоляции и быстрого засорения катодными отложениями. The disadvantage of this device is the low efficiency of the electrochemical treatment of liquids, due to the low coefficient of use of the porous surface due to the absence of a through flow through the porous cathode and, as a result, the formation of stagnant zones near the waterproofing layer and rapid clogging of the cathode deposits.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для электрообработки жидкости [2] содержащее корпус из диэлектрического материала с установленными внутри корпуса катодом и анодом, соединенными клеммами с источником тока. Катод и анод разделены между собой диафрагмой, выполненной из пористой керамической пластины, проницаемой для жидкости. Электродные камеры заполняются обрабатываемой жидкостью, которая после электрообработки удаляется из камер. Closest to the proposed invention is a device for electrical processing of liquid [2] comprising a housing of dielectric material with a cathode and anode installed inside the housing, connected by terminals to a current source. The cathode and the anode are separated by a diaphragm made of a porous ceramic plate permeable to liquid. The electrode chambers are filled with the processed fluid, which is removed from the chambers after electrical treatment.

Недостатком известного устройства является низкая стабильность и эффективность электрохимической обработки жидкости, а также сложность устройства. A disadvantage of the known device is the low stability and efficiency of the electrochemical processing of the liquid, as well as the complexity of the device.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности электрохимической обработки жидкости за счет уменьшения неоднородностей в электрическом поле и соответствующего увеличения равномерности обработки жидкости по ее объему. Кроме того, достигается упрощение устройства и повышение его производительности, поскольку за один проход жидкости проводится полная ее обработка. Расширяется также эксплуатационные возможности устройства за счет получения жидкости с заданными параметрами pH и ОВП (окислительно-восстановительный потенциал). The present invention is aimed at improving the efficiency of electrochemical processing of a liquid by reducing inhomogeneities in an electric field and a corresponding increase in the uniformity of processing a liquid in its volume. In addition, a simplification of the device and an increase in its productivity are achieved, since its complete processing is carried out in one pass of the liquid. The operational capabilities of the device are also expanding due to the production of liquids with specified pH and redox potential (redox potential).

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для электрохимической обработки жидкости, содержащем корпус с отверстиями для прохода жидкости и двумя электродами, между которыми размещен объемно-проницаемый для жидкости элемент из электропроводного материала, и источник питания, объемно-проницаемый для жидкости элемент выполнен монолитным, непрерывноэлектропроводным и установлен в корпусе с образованием герметичной замкнутой полости с последним. Один или оба электрода электрически соединены непосредственно с объемно-проницаемым элементом. The essence of the invention lies in the fact that in the device for the electrochemical treatment of liquids, comprising a housing with holes for the passage of liquid and two electrodes, between which is placed a liquid-permeable element from electrically conductive material, and a power source, a liquid-permeable element is made monolithic continuously conductive and installed in the housing with the formation of a sealed closed cavity with the latter. One or both electrodes are electrically connected directly to the permeable cell.

Кроме того, в корпусе со стороны одной или обеих полостей между объемно-проницаемым элементом и корпусом выполнено дополнительное отверстие для прохода жидкости, причем одно из отверстий в каждой из названных полостей расположено в нижней части, а другое отверстие в верхней части полости. Со стороны прилегающей к корпусу поверхности объемно-проницаемого элемента выполнены отверстия для прохода жидкости, расположенные по длине элемента. In addition, in the housing from the side of one or both cavities between the space-permeable element and the housing, an additional hole is made for the passage of fluid, moreover, one of the holes in each of these cavities is located in the lower part, and the other hole in the upper part of the cavity. On the side of the surface of the permeable element adjacent to the housing, openings are provided for the passage of fluid located along the length of the element.

Устройство может быть снабжено одним или более дополнительными объемно-проницаемыми для жидкости электропроводными элементами, размещенными между основным объемно-проницаемым элементом и одним из электродов с образованием замкнутой полости корпусом. При этом один или оба электрода электрически соединены с близлежащим объемно-проницаемым элементом. The device may be equipped with one or more additional liquid-permeable electrically conductive elements located between the main volume-permeable element and one of the electrodes with the formation of a closed cavity by the housing. In this case, one or both electrodes are electrically connected to a nearby cell-permeable element.

В корпусе со стороны полостей между объемно-проницаемыми элементами может быть выполнено по одному отверстию для прохода жидкости, а со стороны одной или нескольких из этих полостей или полостей между крайними элементами и корпусом может быть выполнено дополнительное отверстие для прохода жидкости, причем одно из отверстий в каждой из названных полостей расположено в нижней части, в другое отверстие в верхней части полости. In the housing, on the side of the cavities between the space-permeable elements, one hole can be made for the passage of liquid, and on the side of one or more of these cavities or cavities between the extreme elements and the housing, an additional hole can be made for the passage of liquid, one of the holes in each of these cavities is located in the lower part, into another hole in the upper part of the cavity.

Устройство может быть снабжено одним или более дополнительными электродами, электрически соединенными с поверхностями одного или нескольких объемно-проницаемых элементов, а также одним или более регуляторами гидродинамического сопротивления, установленными в каналах движения жидкости, соединенных с соответствующими отверстиями в корпусе. The device may be equipped with one or more additional electrodes electrically connected to the surfaces of one or more body-permeable elements, as well as one or more hydrodynamic resistance regulators installed in the channels of fluid movement connected to the corresponding holes in the housing.

Выполнение объемно-проницаемого для жидкости элемента монолитным, непрерывно электропроводным позволяет повысить эффективность электроактивации жидкости за счет того, что при протекании электрического тока через элемент на его поверхностях, соприкасающихся с жидкостью, возникают дополнительно токи, а, значит, микронеоднородности электрического и магнитного полей. Кроме того, в приповерхностных слоях образуется электронное облако, и при протекании жидкости молекулы последней попадают в тонкий приповерхностный слой, где может происходить поляризация молекул с обменом электронами с электронным облаком, а также возможно взаимодействие с возбужденными атомами, испустившими электроны. В результате такого взаимодействия происходит резкое увеличение энергии молекулы, она переходит в возбужденное состояние, характеризующееся повывшенной физико-химической активностью. Повышению эффективности обработки жидкости способствует также установка объемно-проницаемого элемента в корпус с образованием замкнутой полости с ним, поскольку это позволяет максимально полно произвести обработку жидкости и не дает возможности смешивания обработанной и необработанной жидкостей. The implementation of an element that is permeable to liquid as a monolithic, continuously electrically conductive element makes it possible to increase the efficiency of electroactivation of a liquid due to the fact that, when an electric current flows through an element on its surfaces in contact with the liquid, additional currents arise, and, therefore, microinhomogeneities of electric and magnetic fields. In addition, an electron cloud is formed in the surface layers, and when the liquid flows, the molecules of the latter fall into a thin surface layer, where the molecules can polarize with the exchange of electrons with the electron cloud, and it is also possible to interact with excited atoms that emit electrons. As a result of this interaction, a sharp increase in the energy of the molecule takes place, it goes into an excited state, characterized by increased physical and chemical activity. The installation of a volume-permeable element in the housing with the formation of a closed cavity with it also helps to increase the efficiency of liquid processing, since this allows the most complete processing of the liquid and does not allow mixing of the treated and untreated liquids.

Выполнение в корпусе отверстий, расположенных вдоль объемно-проницаемого элемента со стороны его прилегающей к корпусу поверхности, дает возможность получать многофракционный раствор с выделением фракций с заданными ОВП, pH и ионным составом. The implementation in the housing of holes located along the permeable element from the side adjacent to the housing surface, makes it possible to obtain a multifractional solution with the selection of fractions with the specified ORP, pH and ion composition.

Благодаря введению в устройство одного или нескольких дополнительных объемно-проницаемых для жидкости электропроводных элементов, размещенных между основным элементом и одним из электродов с образованием герметичной замкнутой полости с корпусом, удается проводить многостадийную последовательную обработку жидкости, обеспечивающую ступенчатое изменение ее параметров. В результате возрастает время сохранения параметров полученной жидкости после обработки. При выполнении в корпусе со стороны одной или нескольких полостей между объемно-проницаемыми элементами по одному отверстию появляется возможность выводить жидкости с различной степенью обработки, не изменяя внешние параметры системы. By introducing into the device one or more additional volumetric liquid-permeable electrically conductive elements located between the main element and one of the electrodes with the formation of a sealed closed cavity with the housing, it is possible to carry out multi-stage sequential processing of the liquid, providing a stepwise change in its parameters. As a result, the retention time of the parameters of the obtained liquid after processing increases. When executed in the housing from the side of one or several cavities between the volume-permeable elements through one hole, it becomes possible to withdraw fluids with different degrees of processing without changing the external parameters of the system.

Соединение одного из электродов с близлежащим объемно-проницаемым элементом, позволяет, увеличивая активную площадь, уменьшить неоднородности электрического поля возле объемно-проницаемого элемента, соединенного с электродом. Это дает возможность проводить обработку жидкости при различной концентрации электрического поля в разных камерах и получать жидкости с различной временной стабильностью параметров pH и ОВП. The connection of one of the electrodes with a nearby cell-permeable element, increasing the active area, reduces the heterogeneity of the electric field near the cell-permeable element connected to the electrode. This makes it possible to process the liquid at different concentrations of the electric field in different chambers and to obtain liquids with different temporal stability of the pH and ORP parameters.

Благодаря электрическому соединению обоих электродов с близлежащими объемно-проницаемыми элементами удается получить резкое (на несколько порядков) увеличение площади обработки, а следовательно, более эффективно проводить электроактивацию жидкости. Это возможно потому, что активация в этом случае в основном происходит при контакте жидкости с поверхностью монолитного объемно-проницаемого электропроводящего элемента. Возникает система из двух или более электродов с большой активной поверхностью, на которых и происходит активация жидкости. Due to the electrical connection of both electrodes with the adjacent volume-permeable elements, it is possible to obtain a sharp (by several orders of magnitude) increase in the treatment area, and, therefore, it is more efficient to conduct electroactivation of the liquid. This is possible because activation in this case mainly occurs upon contact of the liquid with the surface of a monolithic volume-permeable electrically conductive element. A system of two or more electrodes with a large active surface arises, on which the activation of the liquid takes place.

Выполнение в корпусе со стороны одной или нескольких полостей между объемно-проницаемыми элементами и между крайними элементами и корпусом дополнительного отверстия для прохода жидкости, при расположении одного из отверстий в каждо1 из полостей в нижней части, а другого отверстия в верхней части полости, дает возможность получить более стабильное разделение жидкости на фракции с заданными свойствами за счет отвода через верхние отверстия газов, образующихся во время обработки жидкости, совместно с обработанной жидкостью, а через нижние выводить обработанную жидкость с промежуточными значениями параметров pH и ОВП. The execution in the housing from the side of one or more cavities between the volume-permeable elements and between the extreme elements and the housing of an additional hole for the passage of fluid, with the location of one of the holes in each of the cavities in the lower part, and the other hole in the upper part of the cavity, makes it possible to obtain more stable separation of the liquid into fractions with desired properties due to the removal through the upper holes of the gases generated during the processing of the liquid, together with the treated liquid, and through the lower e withdraw the treated fluid with intermediate pH and ORP values.

Применение дополнительных электродов, электрически соединенных с поверхностями одного или нескольких объемно-проницаемых элементов, обеспечивает плавное или ступенчатое регулирование качества обрабатываемой жидкости, позволяет производить совместно с обработкой нагрев жидкости. Появляется также возможность создания внутри объемно-проницаемого элемента электромагнитных полей произвольной формы и производить с их помощью активацию жидкости. Аналогичное регулирование обеспечивается за счет введения одного или нескольких регуляторов гидродинамического сопротивления, установленных в каналах движения жидкости, соединенных с соответствующими отверстиями в корпусе. Введение данных регуляторов дает возможность вносить изменения в гидродинамические потоки внутри реактора и изменять режимы обработки жидкости. The use of additional electrodes, electrically connected to the surfaces of one or more volume-permeable elements, provides a smooth or step-wise control of the quality of the liquid being treated, and it allows heating of the liquid to be carried out together with the processing. There is also the possibility of creating arbitrary volume electromagnetic fields inside a volumetric-permeable element and activating a liquid with their help. A similar regulation is provided by the introduction of one or more hydrodynamic drag regulators installed in the channels of fluid movement connected to the corresponding holes in the housing. The introduction of these regulators makes it possible to make changes to the hydrodynamic flows inside the reactor and to change the modes of liquid processing.

На фиг. 1 5 показаны устройства для электроактивации жидкости с одним объемнопроницаемым для жидкости электропроводным элементом; на фиг. 6 12 - устройства с несколькими объемно-проницаемыми элементами. In FIG. 1 to 5 show devices for electroactivating a liquid with one body-permeable liquid-conducting element; in FIG. 6 12 - devices with several volume-permeable elements.

Устройство для электрохимической обработки жидкости состоит из диэлектрического корпуса 1 (фиг. 1 12) с отверстиями для входа и выхода жидкости, размещенного в нем объемно-проницаемого для жидкости элемента 2 из электропроводного материала и электродов 3, соединенных с источником питания постоянного или переменного тока (не показан). Электроды 3 расположены внутри корпуса по обе стороны от объемно-проницаемого элемента 2, последний выполнен монолитным, непрерывно электропроводным (например, из пористого титана, пористого стеклографита и т.д.) и образует с корпусом 1 герметичной замкнутой полости за счет плотного прилегания к его боковым поверхностям. Электроды 3 (либо только один из них) могут быть электрически подсоединены к объемно-проницаемому электропроводному элементу 2 (фиг. 2, 3, 7, 8). A device for electrochemical treatment of a liquid consists of a dielectric housing 1 (Fig. 1 12) with openings for the inlet and outlet of a liquid, an element 2 of a liquid-permeable element 2 made of an electrically conductive material and electrodes 3 connected to a DC or AC power source ( not shown). The electrodes 3 are located inside the housing on both sides of the volume-permeable element 2, the latter is made monolithic, continuously conductive (for example, of porous titanium, porous glass-graphite, etc.) and forms a sealed closed cavity with the housing 1 due to its tight fit side surfaces. The electrodes 3 (or only one of them) can be electrically connected to the space-permeable conductive element 2 (Fig. 2, 3, 7, 8).

В корпусе 1 со стороны одной или обеих (фиг. 4, 11) полостей между объемно-проницаемыми элементами 2 и корпусом 1 может быть выполнено дополнительное отверстие для прохода жидкости, причем одно из отверстий расположено в нижней части, а другое отверстие в верхней части полости. In the housing 1 from the side of one or both (Fig. 4, 11) cavities between the space-permeable elements 2 and the housing 1 can be made an additional hole for the passage of fluid, with one of the holes located in the lower part and the other hole in the upper part of the cavity .

Объемно-проницаемый электропроводный элемент 2 может быть выполнен протяжным (удлиненным) в направлении между электродами 3 (фиг.5) с отводом жидкости через отверстия в корпусе 1, расположенные со стороны прилегающей к корпусу поверхности элемента 2 по длине последнего. The body-permeable electrically conductive element 2 can be made lingering (elongated) in the direction between the electrodes 3 (Fig. 5) with a fluid outlet through openings in the housing 1 located on the side of the surface of the element 2 adjacent to the housing along the length of the latter.

Устройство может быть снабжено дополнительными объемно-проницаемыми для жидкости и непрерывно электропроводными элементами 4 (фиг. 6 10, 12), размещенными в корпусе 1 между основным объемно-проницаемым элементом 2 и одним из электродов 3, а также одним отверстием для прохода жидкости со стороны одной или нескольких полостей между объемно-проницаемыми элементами (фиг. 9, 10, 12). В корпусе 1 со стороны каждой из этих полостей может быть выполнено дополнительное отверстие для прохода жидкости, причем одно из отверстий полости расположено в нижней ее части, а другое отверстие в верхней части (фиг. 10). The device can be equipped with additional liquid-permeable and continuously conductive elements 4 (Fig. 6 10, 12), placed in the housing 1 between the main volume-permeable element 2 and one of the electrodes 3, as well as one hole for the passage of liquid from the side one or more cavities between the volume-permeable elements (Fig. 9, 10, 12). In the housing 1, on the side of each of these cavities, an additional hole can be made for the passage of fluid, moreover, one of the holes of the cavity is located in its lower part, and the other hole in the upper part (Fig. 10).

Устройство может быть снабжено одним или более дополнительными электродами 5 (фиг. 8, 11), подключенными к основному или дополнительному источникам питания постоянного или переменного тока (не показаны). Электроды подсоединены к поверхностям объемно-проницаемого элемента 2 (фиг. 11) либо одного или нескольких дополнительных элементов 4 (фиг. 8). The device may be equipped with one or more additional electrodes 5 (Fig. 8, 11) connected to the main or additional DC or AC power sources (not shown). The electrodes are connected to the surfaces of the body-permeable element 2 (Fig. 11) or one or more additional elements 4 (Fig. 8).

Устройство может быть снабжено также одним или более регуляторами 6 гидродинамического сопротивления, установленными в каналах движения жидкости, соединенных с соответствующими отверстиями в корпусе 1 (фиг. 12). The device can also be equipped with one or more regulators 6 of hydrodynamic resistance, installed in the channels of movement of the fluid connected to the corresponding holes in the housing 1 (Fig. 12).

Устройство для электроактивации жидкости работает следующим образом. Через одно из отверстий (входное) в корпусе 1 (фиг. 1, 2, 3) подается обрабатываемая жидкость, проходящая через объемно-проницаемый электропроводный элемент 2. К электродам 3 подается напряжение от источника питания постоянного или переменного тока, в результате чего жидкость подвергается электрохимической обработке и через выходное отверстие удаляется из корпуса 1. A device for electroactivation of a liquid works as follows. Through one of the openings (inlet) in the housing 1 (Fig. 1, 2, 3), the processed fluid is passed through a volume-permeable conductive element 2. Voltage is supplied to the electrodes 3 from a direct or alternating current power source, as a result of which the liquid is exposed electrochemical treatment and through the outlet is removed from the housing 1.

Благодаря применению монолитного (цельного), непрерывно электропроводного объемно-проницаемого для жидкости элемента достигается стабильность электрических соединений внутри элемента и, соответственно, получение растворов со стабильными во времени параметрами. Этому же способствует расположение объемно-проницаемого элемента в корпусе с образованием герметичной замкнутой полости с последним, т.е. расположение на пути движения жидкости (фиг. 1, 2, 3). Thanks to the use of a monolithic (solid), continuously conductive element, liquid-permeable for liquids, the element achieves the stability of electrical connections inside the element and, accordingly, the production of solutions with time-stable parameters. The location of the volume-permeable element in the housing contributes to the same with the formation of a sealed closed cavity with the latter, i.e. location on the path of fluid movement (Fig. 1, 2, 3).

Электрическое соединение одного из электродов 3 с объемно-проницаемым элементом 2 (фиг. 2) дает возможность повысить эффективность работы устройства за счет увеличения активной площади этого электрода. Возникающие при этом статические неоднородности электрического поля, обусловленные разностью площадей электродов, также улучшают качество обработки. The electrical connection of one of the electrodes 3 with a volume-permeable element 2 (Fig. 2) makes it possible to increase the efficiency of the device by increasing the active area of this electrode. The resulting static inhomogeneities of the electric field, due to the difference in the area of the electrodes, also improve the quality of processing.

При непосредственном электрическом подключении обоих электродов 3 (фиг. 3) к объемно-проницаемому электропроводному элементу 2 действующее электрическое поле создается только внутри объемно-проницаемого элемента. Это приводит к более эффективной активации жидкости за счет омического нагрева объемно-проницаемого элемента и появления в нем объемно-неоднородных переменных поверхностных электрического и магнитного полей. Происходит разрыв ионных связей и отрыв электронов, а поры выступают в качестве резонаторов, производящих резонансную накачку. With a direct electrical connection of both electrodes 3 (Fig. 3) to a volume-permeable conductive element 2, an effective electric field is created only inside the volume-permeable element. This leads to a more efficient activation of the liquid due to ohmic heating of the volume-permeable element and the appearance of volume-inhomogeneous alternating surface electric and magnetic fields in it. There is a breakdown of ionic bonds and separation of electrons, and the pores act as resonators producing resonant pumping.

При наличии промежуточных боковых отверстий в корпусе 1 в местах контакта его с объемно-проницаемым элементом 2 (фиг. 5) происходит отвод жидкости по ходу ее движения в элементе 2. В результате отводимая жидкость имеет разные свойства, поскольку подвергается электрохимической обработке при различных напряженностях электрического поля и длительности обработки. In the presence of intermediate side holes in the housing 1 at the points of contact with the space-permeable element 2 (Fig. 5), the liquid is discharged in the direction of its movement in the element 2. As a result, the discharged liquid has different properties, since it is subjected to electrochemical treatment at different electric voltages field and processing time.

В устройстве с двумя и более объемно-проницаемыми электропроводными элементами 2, 4 (фиг. 6-10, 12) жидкость может проходить последовательно через элементы (фиг. 6-9, 12) либо подаваться через дополнительное отверстие в полость между элементами и проходить через них в соседние полости (фиг. 10). При электрическом соединении электродов 3 с крайним объемно-проницаемыми элементами 2 и 4 (фиг. 8) последние выполняют роль объемно-проницаемых электродов, при этом образуется система из двух и более электродов с большой (благодаря объемно-распределенной структуре) активной площадью. Это дает возможность при относительно небольших размерах электродов получать большую площадь обработки жидкости. In a device with two or more volume-permeable electrically conductive elements 2, 4 (Figs. 6-10, 12), the liquid can pass sequentially through the elements (Figs. 6-9, 12) or can be supplied through an additional hole into the cavity between the elements and pass through them into adjacent cavities (Fig. 10). When the electrodes 3 are electrically connected with the extreme permeable elements 2 and 4 (Fig. 8), the latter act as volume permeable electrodes, and a system of two or more electrodes with a large (due to the volume-distributed structure) active area is formed. This makes it possible for relatively small electrode sizes to produce a large liquid treatment area.

При подключении к объемно-проницаемому элементу 2 (фиг. 11) или 4 (фиг. 8) одного или нескольких дополнительных электродов 5 и изменении напряжения на их зажимах (изменении потенциала на электроде 5 по отношению к одному из электродов 3 фиг. 8) можно регулировать качество обрабатываемой жидкости, а также производить ее нагрев в процессе электроактивации. When connecting to the space-permeable element 2 (Fig. 11) or 4 (Fig. 8) one or more additional electrodes 5 and changing the voltage at their terminals (changing the potential on the electrode 5 with respect to one of the electrodes 3 of Fig. 8), you can to regulate the quality of the processed fluid, as well as to produce its heating during electroactivation.

Изменение свойств жидкости может быть осуществлено также с помощью регуляторов 6 гидродинамического сопротивления, установленных в каналах движения жидкости со стороны полостей в корпусе 1 (фиг. 12). В этом случае можно перераспределять гидродинамические потоки жидкости внутри реактора и изменять режимы ее обработки для получения заданных свойств. Changing the properties of the fluid can also be carried out using the regulators 6 of the hydrodynamic resistance installed in the channels of fluid movement from the side of the cavities in the housing 1 (Fig. 12). In this case, it is possible to redistribute the hydrodynamic flows of fluid inside the reactor and change the modes of its processing to obtain the desired properties.

Между объемно-проницаемыми элементами на фиг. 6 10, 12 могут быть установлены диэлектрические проницаемые мембраны, например, в виде ультрафильтрационной оксидно-циркониевой диафрагмы (не показаны), а в корпусе со стороны соответствующих полостей между мембранами и объемно-проницаемыми элементами выполнены дополнительные отверстия для прохода жидкости. Это дает возможность упорядочить потоки жидкости внутри реактора. Поскольку мембрана проницаема для ионов и почти не проницаема для жидкости, то она препятствует смешиванию последней, создавая отдельные друг от друга камеры реактора, что приводит к повышению качества обработки жидкости. Кроме того, при наличии на выходах реактора различных гидродинамических сопротивлений мембрана предотвращает переток жидкости внутри реактора, что также способствует повышению качества электрохимической обработки. Between the permeable elements in FIG. 6, 10, 12, dielectric permeable membranes can be installed, for example, in the form of an ultrafiltration zirconium oxide diaphragm (not shown), and additional openings are made in the housing from the side of the respective cavities between the membranes and the volume-permeable elements for liquid passage. This makes it possible to streamline the fluid flows inside the reactor. Since the membrane is permeable to ions and almost impermeable to liquid, it prevents the latter from mixing, creating separate reactor chambers, which leads to an increase in the quality of liquid processing. In addition, if there are various hydrodynamic resistances at the reactor exits, the membrane prevents fluid flow inside the reactor, which also improves the quality of electrochemical processing.

Claims (12)

1. Устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее корпус с отверстиями для прохода жидкости и двумя электродами, между которыми размещен объемно-проницаемый для жидкости монолитный пористый элемент, и источник питания, отличающееся тем, что элемент выполнен непрерывноэлектропроводным и установлен в корпусе с образованием герметичных замкнутых полостей с последним. 1. Device for electrochemical processing of liquid, comprising a housing with holes for the passage of liquid and two electrodes, between which a space-permeable for liquid monolithic porous element is placed, and a power source, characterized in that the element is continuously electrically conductive and installed in the housing with the formation of sealed closed cavities with the latter. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один из электродов электрически соединен с элементом. 2. The device according to claim 1, characterized in that one of the electrodes is electrically connected to the element. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оба электрода электрически соединены с элементом. 3. The device according to claim 1, characterized in that both electrodes are electrically connected to the element. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе со стороны одной или обеих полостей между элементом и корпусом выполнено дополнительное отверстие для прохода жидкости, причем одно из отверстий в каждой из полостей расположено в нижней части, а другое отверстие в верхней части полости. 4. The device according to claim 1, characterized in that in the housing from the side of one or both cavities between the element and the housing an additional hole is made for the passage of fluid, moreover, one of the holes in each of the cavities is located in the lower part, and the other hole in the upper part cavities. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе со стороны прилегающей к нему поверхности элемента выполнены отверстия для прохода жидкости, расположенные по длине элемента. 5. The device according to claim 1, characterized in that in the housing from the side of the surface of the element adjacent to it, openings are made for the passage of fluid located along the length of the element. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено одним или более дополнительными объемнопроницаемыми для жидкости пористыми электропроводными элементами, размещенными между элементом и одним из электродов на расстоянии друг от друга и от элемента с образованием герметичной замкнутой полости с корпусом. 6. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with one or more additional volume-permeable for liquid porous conductive elements located between the element and one of the electrodes at a distance from each other and from the element with the formation of a sealed closed cavity with the housing. 7. Устройство по пп.4 6, отличающееся тем, что один из электродов электрически соединен с близлежащим элементом. 7. The device according to PP.4 to 6, characterized in that one of the electrodes is electrically connected to a nearby element. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оба электрода электрически соединены с близлежащими элементами. 8. The device according to claim 6, characterized in that both electrodes are electrically connected to nearby elements. 9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в корпусе со стороны одной или нескольких полостей между элементами выполнено по одному отверстию для прохода жидкости. 9. The device according to claim 6, characterized in that in the housing from the side of one or more cavities between the elements made one hole for the passage of fluid. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в корпусе со стороны одной или нескольких полостей между элементами и между элементами и корпусом выполнено дополнительное отверстие для прохода жидкости, причем одно из отверстий в каждой из названных полостей расположено в нижней части, а другое отверстие в верхней части полости. 10. The device according to claim 9, characterized in that in the housing from the side of one or more cavities between the elements and between the elements and the housing an additional hole is made for the passage of fluid, moreover, one of the holes in each of these cavities is located in the lower part, and the other hole in the upper part of the cavity. 11. Устройство по пп.1 и 6, отличающееся тем, что оно снабжено одним или более дополнительными электродами, электрически соединенными с поверхностями одного или нескольких элементов. 11. The device according to claims 1 and 6, characterized in that it is equipped with one or more additional electrodes electrically connected to the surfaces of one or more elements. 12. Устройство по пп.4 и 9, отличающееся тем, что оно снабжено одним или более регуляторами гидродинамического сопротивления, установленными в каналах движения жидкости, соединенных с соответствующими отверстиями в корпусе. 12. The device according to PP.4 and 9, characterized in that it is equipped with one or more regulators of hydrodynamic resistance, installed in the channels of fluid movement, connected to the corresponding holes in the housing.

Images