RU2546159C1 - Device for electrolytic treatment of fluids - Google Patents
Device for electrolytic treatment of fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546159C1 RU2546159C1 RU2013152091/05A RU2013152091A RU2546159C1 RU 2546159 C1 RU2546159 C1 RU 2546159C1 RU 2013152091/05 A RU2013152091/05 A RU 2013152091/05A RU 2013152091 A RU2013152091 A RU 2013152091A RU 2546159 C1 RU2546159 C1 RU 2546159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolysis
- phase separation
- dispersant
- separation chamber
- cathode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологии и может найти применение в промышленной сфере производства при обезвреживании и утилизации отходов и некондиционных продуктов (солома, опилки, ядохимикаты и др.), сточных вод, нерастворимых и малорастворимых органических веществ и др. соединений.The invention relates to the field of ecology and can find application in the industrial sphere of production during the neutralization and disposal of waste and substandard products (straw, sawdust, pesticides, etc.), waste water, insoluble and sparingly soluble organic substances and other compounds.
Известна установка обработки грубых растительных кормов (солома, опилки), состоящая из корпуса с разделенными проточной перегородкой анодом и катодом, для систем диспергирования, подачи исходных веществ и отвода продуктов (1).A known installation for the processing of coarse vegetable feed (straw, sawdust), consisting of a housing with a separated flow partition anode and cathode, for dispersion systems, supply of starting materials and removal of products (1).
Установка сложна по конструкции, не позволяет проводить обезвреживание и утилизацию нерастворимых и малорастворимых органических ядохимикатов, загрязняет окружающую среду опасными и токсичными газообразными продуктами электролиза (хлор, соединения хлора, водород, органические и хлорорганические вещества и др.), имеет малую производительность и низкий выход полезных продуктов.The installation is complex in design, does not allow for the neutralization and disposal of insoluble and poorly soluble organic pesticides, pollutes the environment with dangerous and toxic gaseous products of electrolysis (chlorine, chlorine compounds, hydrogen, organic and organochlorine substances, etc.), has low productivity and low yield products.
Известны устройства для электролитической обработки жидкости, состоящие из цилиндрического корпуса - анода и коаксиально расположенного внутри корпуса проточного катода (2), (3).Known devices for electrolytic liquid treatment, consisting of a cylindrical body - the anode and coaxially located inside the body of the flow-through cathode (2), (3).
Устройства не позволяют проводить утилизацию отходов растительного происхождения, загрязняют окружающую среду газообразными продуктами электролиза и характеризуются высокими затратами (высокое рабочее напряжение) и низкой производительностью.The devices do not allow the disposal of waste of plant origin, pollute the environment with gaseous products of electrolysis and are characterized by high costs (high operating voltage) and low productivity.
Наиболее близким к предмету изобретения является устройство для электролитической обработки жидкости (4). Устройство имеет то же назначение, что и заявляемое. Устройство состоит из цилиндрического корпуса, соединенного с положительным полюсом источника тока, коаксиально расположенного внутри корпуса проточного цилиндрического катода с отверстиями на боковой поверхности, проходящими до внутренней полости катода, верхней и нижней крышки и расположенного на наружной поверхности верхней крышки диспергатора с патрубками ввода и вывода, соединенными с направляющими потока реакционной смеси в рабочую полость устройства.Closest to the subject of the invention is a device for electrolytic treatment of a liquid (4). The device has the same purpose as the claimed one. The device consists of a cylindrical body connected to the positive pole of the current source, coaxially located inside the body of the flowing cylindrical cathode with holes on the side surface extending to the inner cavity of the cathode, the upper and lower covers and located on the outer surface of the upper cover of the dispersant with input and output nozzles, connected to the guides of the flow of the reaction mixture into the working cavity of the device.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- отсутствие возможности проводить утилизацию отходов растениеводства (солома, лузга, мякина и др.) в сельскохозяйственной и отходов древесины (опилки, щепа, кора) деревообрабатывающей промышленности;- the lack of the ability to recycle crop waste (straw, husk, chaff, etc.) in agricultural and wood waste (sawdust, wood chips, bark) of the woodworking industry;
- загрязнение окружающей среды газообразными, в том числе ядовитыми и токсичными, продуктами электролиза (хлор, метан, хлороформ и др.);- environmental pollution by gaseous, including poisonous and toxic, electrolysis products (chlorine, methane, chloroform, etc.);
- недостаточная производительность вследствие сложной системы подачи реакционной смеси в зону обработки (проточный катод с системой направляющих реакционной смеси из полости катода к внутренней поверхности анода);- insufficient productivity due to the complex system for supplying the reaction mixture to the treatment zone (flow cathode with a system of guides of the reaction mixture from the cathode cavity to the inner surface of the anode);
- недостаточная степень полной деструкции (обезвреживание ядовитых и токсичных соединений) и отсутствие возможности «мягкого» окисления (утилизация отходов растительного происхождения) и, как результат, низкий выход утилизируемых компонентов (биологически активные соединения, сахара и др. продукты);- insufficient degree of complete destruction (neutralization of toxic and toxic compounds) and the lack of the possibility of “mild” oxidation (disposal of plant waste) and, as a result, low yield of utilized components (biologically active compounds, sugars, and other products);
- неэффективность применения в качестве катодных материалов (специфика подачи реакционной смеси в зону реакции - особенности конструкции) высокоактивных электродных материалов: на основе углерода (углеграфит, стеклоуглерод, графитированная ткань), газодиффузионных и допированных бором алмазных электродов и др.).- inefficiency of using highly active electrode materials: carbon-based (carbon graphite, glassy carbon, graphite fabric), gas diffusion and boron-doped diamond electrodes, etc. as cathode materials (specificity of feeding the reaction mixture into the reaction zone — design features).
Техническими результатами от использования предлагаемого изобретения являются:Technical results from the use of the invention are:
- экологическая безопасность - предотвращение загрязнения окружающей среды токсичными и опасными газообразными продуктами электролиза;- environmental safety - prevention of environmental pollution by toxic and dangerous gaseous products of electrolysis;
- более совершенная конструкция и несложное обслуживание;- more advanced design and simple maintenance;
- снижение затрат;- cost reduction;
- увеличение производительности;- increase in productivity;
- повышение степени полной (до CO2 и H2O) деструкции (обезвреживание ядохимикатов) и увеличение выхода полезных продуктов (обработка растительных отходов).- increase the degree of complete (to CO 2 and H 2 O) destruction (neutralization of pesticides) and increase the yield of useful products (processing of plant waste).
Перечисленные технические результаты достигнуты за счет того, что нижняя крышка устройства выполнена в виде усеченного конуса, в узкой части которого по центру размещен патрубок вывода продуктов, а широкая часть соединена с боковой поверхностью корпуса устройства. Верхняя крышка с расположенным на ее поверхности диспергатором изготовлена в виде перегородки (разделительная перегородка) и делит корпус устройства на нижнюю электролизную и верхнюю фазоразделительную камеры. При этом направляющие жидкости, соединенные с патрубками диспергатора, изогнуты (выполнены в виде трубопроводов) по направлению движения реакционной смеси в диспергаторе и проходят через крышку (разделительная перегородка) в электролизную камеру к внутренней поверхности корпуса устройства (аноду), а патрубок ввода диспергатора соединен с раструбом (коническая форма), широкая часть которого направлена вверх и жестко присоединена к боковой поверхности фазоразделительной камеры. Фазоразделительная камера имеет патрубок ввода, размещенный на боковой поверхности выше верхнего края широкой части раструба, и оснащена системой обезвреживания газообразных продуктов электролиза и приспособлением для перемешивания, которое закреплено на вале привода диспергатора и выполнено в виде мешалки (лопастная, якорная, пропеллерная и др.). В качестве диспергатора использован роторно-пульсационный аппарат проточного типа, выводные патрубки которого расположены на боковой поверхности корпуса симметрично и число их составляет не менее двух. Система обезвреживания газообразных продуктов электролиза включает газоанализатор с датчиком, воспламенитель газообразных продуктов и предохранительный клапан; датчик газоанализатора и воспламенитель размещены на внутренней боковой поверхности фазоразделительной камеры, а предохранительный клапан установлен на наружной поверхности ее верхней крышки. При этом воспламенитель газовой фазы выполнен в виде разрядника (конические стержни, направленные узкой частью один к другому), электрической спирали (возможны различные конструкции) и соединен с источником тока, расположенным снаружи корпуса устройства. Вал привода диспергатора с закрепленной на его поверхности мешалкой размещен по центру фазоразделительной камеры и проходит через патрубок ввода диспергатора. Патрубки вывода (нижняя крышка) и ввода (фазоразделительная камера) устройства соединены циркуляционным контуром с системами подачи исходных веществ (отходы, растворитель и др. компоненты) и отвода жидких продуктов обработки (утилизируемые вещества, электролит, не утилизируемые соединения и др.). Это позволяет проводить процесс обработки различных по природе и агрегатному состоянию веществ в непрерывном или периодическом режимах.The listed technical results are achieved due to the fact that the bottom cover of the device is made in the form of a truncated cone, in the narrow part of which a product outlet pipe is placed in the center, and the wide part is connected to the side surface of the device case. The top cover with a dispersant located on its surface is made in the form of a partition (dividing wall) and divides the device into lower electrolysis and upper phase separation chambers. In this case, the guiding liquids connected to the dispersant nozzles are bent (made in the form of pipelines) in the direction of movement of the reaction mixture in the dispersant and pass through the lid (dividing wall) into the electrolysis chamber to the inner surface of the device body (anode), and the dispersant input nozzle is connected to a bell (conical shape), the wide part of which is directed upward and rigidly attached to the side surface of the phase separation chamber. The phase separation chamber has an inlet pipe located on the side surface above the upper edge of the wide part of the socket, and is equipped with a system for the neutralization of gaseous products of electrolysis and a stirrer that is mounted on the disperser drive shaft and is made in the form of a mixer (paddle, anchor, propeller, etc.) . As a dispersant, a flow-type rotary pulsation apparatus was used, the outlet pipes of which are located symmetrically on the side surface of the housing and their number is at least two. The system for neutralizing gaseous products of electrolysis includes a gas analyzer with a sensor, an igniter of gaseous products and a safety valve; the gas analyzer sensor and igniter are located on the inner side surface of the phase separation chamber, and the safety valve is installed on the outer surface of its upper cover. In this case, the gas phase igniter is made in the form of an arrester (conical rods directed narrowly to one another), an electric spiral (various designs are possible) and connected to a current source located outside the device. The drive shaft of the dispersant with the mixer fixed on its surface is placed in the center of the phase separation chamber and passes through the nozzle of the input of the dispersant. The branch pipes of the outlet (bottom cover) and inlet (phase separation chamber) of the device are connected by a circulation circuit to the systems for supplying the starting materials (waste, solvent, and other components) and for discharging liquid processing products (recyclable substances, electrolyte, non-recyclable compounds, etc.). This allows you to carry out the processing of various in nature and state of aggregation of substances in continuous or batch mode.
Перечисленные отличительные особенности позволяют предотвратить загрязнение окружающей среды газообразными продуктами электролиза, обеспечивают обезвреживание и утилизацию различных по природе и составу промышленных органических отходов в «жестких» (полная деструкция до CO2 и H2O) и «мягких» (получение ценных продуктов) условиях, делают возможным упростить конструкцию системы подачи рабочей смеси в электролизную камеру, повысить производительность и снизить затраты на процесс и обслуживание устройства. Одновременно обеспечивается возможность проводить процесс в режиме регулирования «глубины» деструкции органических соединений и завершать обработку на стадии получения неопасных (CO2 и H2O) и полезных (утилизируемых) продуктов при минимальных затратах (минимальном расходе электроэнергии).The listed distinctive features make it possible to prevent environmental pollution by gaseous electrolysis products, ensure the neutralization and disposal of industrial organic waste of various nature and composition under “hard” (complete destruction to CO 2 and H 2 O) and “soft” (obtaining valuable products) conditions, make it possible to simplify the design of the system for supplying the working mixture to the electrolysis chamber, to increase productivity and reduce the cost of the process and maintenance of the device. At the same time, it is possible to carry out the process in the regulation mode of the “depth” of the destruction of organic compounds and complete the processing at the stage of obtaining non-hazardous (CO 2 and H 2 O) and useful (recyclable) products at the lowest cost (minimum energy consumption).
Заявляемое устройство для электролитической обработки жидкости отличается новизной технического решения - содержит новые конструктивные элементы, что по совокупности признаков обеспечивает качественно новый вид устройства для электролитической обработки жидкости. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».The inventive device for electrolytic liquid processing is distinguished by the novelty of the technical solution - it contains new structural elements, which, by the totality of the features, provides a qualitatively new type of device for electrolytic liquid processing. These differences allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной цели и не выявлены при исследовании данных в смежных областях научного поиска и отвечают критерию «изобретательский уровень».The features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are aimed at achieving the goal and have not been identified in the study of data in related fields of scientific research and meet the criterion of "inventive step".
Описание заявляемого устройства: на фиг.1 представлен общий вид устройства для электролитической обработки жидкости;Description of the claimed device: figure 1 presents a General view of a device for electrolytic treatment of a liquid;
фиг.2 - камера электролизная, вид сбоку;figure 2 - electrolysis chamber, side view;
фиг.3 - камера электролизная, разрез по А-А.figure 3 - electrolysis chamber, a section along aa.
Условные обозначения:Legend:
1- патрубок вывода;1- outlet pipe;
2 - крышка нижняя;2 - bottom cover;
3 - электролизная камера;3 - electrolysis chamber;
4 - корпус устройства;4 - the device body;
5 - катод;5 - cathode;
6 - полость катода;6 - cathode cavity;
7 - отверстие в корпусе катода;7 - hole in the cathode body;
8 - крышка верхняя камеры электролиза;8 - top cover of the electrolysis chamber;
9 - диспергатор (роторно-пульсационный аппарат проточного типа);9 - dispersant (rotary-pulsating apparatus of flow type);
10 - патрубок вывода роторно-пульсационного аппарата с направляющей;10 - pipe output rotary pulsation apparatus with a guide;
11 - патрубок ввода роторно-пульсационного аппарата;11 - pipe input rotary pulsation apparatus;
12 - раструб;12 - bell;
13 - вал привода роторно-пульсационного аппарата;13 - drive shaft of a rotary pulsation apparatus;
14 - камера фазоразделительная;14 - phase separation chamber;
15 - датчик газоанализатора;15 - gas analyzer sensor;
16 - газоанализатор;16 - gas analyzer;
17 - воспламенитель;17 - igniter;
18 - предохранительный клапан;18 - safety valve;
19 - крышка фазоразделительной камеры;19 - cover phase separation chamber;
20 - источник тока;20 - current source;
21 электрический двигатель;21 electric motor;
22 - трубопровод подачи;22 - supply pipeline;
231-233 - запорная арматура;23 1 -23 3 - shutoff valves;
24 - отбойник реакционной смеси;24 - chipper reaction mixture;
25 - перемешивающее устройство;25 - mixing device;
26 - коллектор циркуляционный.26 - circulation collector.
Устройство для электролитической обработки жидкости (фиг.1, 2, 3) включает основные узлы: корпус (4), электролизную (3) и фазоразделительную (14) камеры, диспергатор в виде роторно-пульсационного аппарата проточного типа (9), линии подачи (22) и циркуляции (26) реакционной смеси и систему обезвреживания (15-18) газообразных продуктов электролиза.A device for electrolytic liquid treatment (Figs. 1, 2, 3) includes the main components: a housing (4), an electrolysis (3) and phase separation (14) chambers, a dispersant in the form of a flow-type rotary pulsation apparatus (9), and a feed line ( 22) and circulation (26) of the reaction mixture and a neutralization system (15-18) of gaseous electrolysis products.
Цилиндрический корпус (4) устройства с помощью верхней крышки (8) - разделительная перегородка - поделен на нижнюю - электролизную (3) и верхнюю - фазоразделительную (14) камеры. Электролизная камера, корпус которой соединен с положительным полюсом источника тока (анод), имеет коническую крышку - днище (2), широкая часть которой направлена кверху и соединена с боковой поверхностью корпуса устройства (электролизная камера). На торце узкой части конической крышки корпуса устройства по центру расположен патрубок (1) вывода продуктов электролиза, соединенный с циркуляционным коллектором (26). Внутри корпуса электролизной камеры коаксиально размещен проточный цилиндрический катод (5), в боковой поверхности которого выполнены отверстия (7), соединяющие полость катода с полостью устройства; форма отверстий и их расположение могут быть различными: вертикальные или горизонтальные пазы круглой или овальной формы, квадратные, ромбические и т.д. (обусловлены элементами конструкции и назначением).The cylindrical body (4) of the device using the upper cover (8) - dividing wall - is divided into lower - electrolysis (3) and upper - phase separation (14) chambers. The electrolysis chamber, the housing of which is connected to the positive pole of the current source (anode), has a conical cover - the bottom (2), the wide part of which is directed upward and connected to the side surface of the device housing (electrolysis chamber). At the end of the narrow part of the conical cover of the device body, a pipe (1) for outputting electrolysis products is connected in the center, connected to the circulation collector (26). A flowing cylindrical cathode (5) is coaxially placed inside the housing of the electrolysis chamber, in the side surface of which holes (7) are made connecting the cathode cavity with the cavity of the device; the shape of the holes and their location can be different: vertical or horizontal grooves of a round or oval shape, square, rhombic, etc. (due to structural elements and purpose).
На верхней поверхности разделительной перегородки (верхняя крышка электролизной камеры) устройства установлен диспергатор в виде роторно-пульсационного аппарата проточного типа (9). На боковой поверхности диспергатора симметрично закреплены патрубки вывода с направляющими реакционной смеси (10), число которых составляет не менее двух. Направляющие потока реакционной смеси (трубопроводы) изогнуты по направлению движения жидкости в диспергаторе и проходят через разделительную перегородку в электролизную камеру к внутренней поверхности корпуса устройства. Входной патрубок (11) диспергатора соединен с коническим раструбом (12), широкая часть которого направлена вверх и присоединена к боковой поверхностью фазоразделительной камеры.A dispersant in the form of a flow-type rotary-pulsation apparatus (9) is installed on the upper surface of the dividing wall (upper cover of the electrolysis chamber) of the device. On the side surface of the dispersant are symmetrically fixed outlet pipes with guides of the reaction mixture (10), the number of which is at least two. The flow guides of the reaction mixture (pipelines) are bent in the direction of fluid movement in the dispersant and pass through the separation wall into the electrolysis chamber to the inner surface of the device body. The inlet pipe (11) of the dispersant is connected to a conical socket (12), the wide part of which is directed upwards and attached to the side surface of the phase separation chamber.
Фазоразделительная камера (14) имеет патрубок ввода с отбойником (24) (направляющий потока реакционной смеси); патрубок ввода расположен на наружной боковой поверхности фазоразделительной камеры выше верхнего края конического раструба. Внутри фазоразделительной камеры установлена система обезвреживания газообразных продуктов электролиза, которая состоит из датчика газоанализатора (15) и воспламенителя (17); газоанализатор (16) размещен вне устройства, а воспламенитель выполнен в виде двух конических стержней, которые направлены узкой частью навстречу один другому и широкая частью которых соединена с источником тока высокого напряжения (20), размещенным вне устройства.The phase separation chamber (14) has an inlet pipe with a chipper (24) (directing the flow of the reaction mixture); the inlet pipe is located on the outer side surface of the phase separation chamber above the upper edge of the conical socket. Inside the phase separation chamber, a system for neutralizing gaseous electrolysis products is installed, which consists of a gas analyzer sensor (15) and an ignitor (17); the gas analyzer (16) is placed outside the device, and the igniter is made in the form of two conical rods, which are directed in a narrow part towards one another and the wide part of which is connected to a high voltage current source (20) located outside the device.
На верхней крышке (19) фазоразделительной камеры установлен предохранительный клапан (18) и электрический двигатель диспергатора (21). Вал привод диспергатора (13) проходит по центру фазоразделительной камеры через патрубок ввода роторно-пульсационного аппарата. На поверхности вала привода в зоне конического раструба установлено перемешивающее приспособление (25) в виде механической мешалки якорного, лопастного, пропеллерного и др. типа.A safety valve (18) and an electric disperser motor (21) are installed on the top cover (19) of the phase separation chamber. The disperser drive shaft (13) passes through the center of the phase separation chamber through the input pipe of the rotary pulsation apparatus. On the surface of the drive shaft in the area of the conical socket, a mixing device (25) is installed in the form of a mechanical stirrer of the anchor, blade, propeller, and other type.
Устройство работает по следующей схеме. Исходные вещества (нерастворимые и малорастворимые органические соединения, растительные отходы, раствор электролита - хлориды щелочных металлов и др. компоненты) по трубопроводу подачи (22) поступают в конический раструб (12) фазоразделительной камеры (14), где при помощи мешалки (25) перемешиваются и направляются через вводной патрубок (11) в диспергатор (9). В диспергаторе происходит пропитка раствором электролита и измельчение исходных веществ с образованием устойчивой реакционной смеси, которая через выводные патрубки с системой направляющих трубопроводов (10) подается в межэлектродное пространство (зона реакции) электролизной камеры. При этом направляющие потока реакционной смеси, изогнутые по направлению ее движения (перемешивания) в диспергаторе, обеспечивают интенсивное (турбулентное) вращательное движение потока веществ в электролизной камере - вдоль поверхности электродов (зона реакции). В результате этого, с одной стороны, снижаются потери энергии потока (отсутствует изменение направления потока в направляющих), с другой - обеспечивается возможность интенсивной переработки труднодиспергируемых соединений (ядохимикаты, солома, опилки и др.) и быстрого вывода полезных продуктов из зоны реакции (сохранение малоустойчивых компонентов - сахара, биологически активные и др. соединения).The device operates as follows. The starting materials (insoluble and sparingly soluble organic compounds, plant waste, electrolyte solution - alkali metal chlorides and other components) are fed into the conical socket (12) of the phase separation chamber (14) through the feed pipe (22), where they are mixed with a mixer (25) and sent through the inlet pipe (11) to the dispersant (9). In the dispersant, the electrolyte solution is impregnated and the starting materials are ground to form a stable reaction mixture, which is fed through the outlet pipes with a system of guide pipelines (10) into the interelectrode space (reaction zone) of the electrolysis chamber. In this case, the flow guides of the reaction mixture, curved in the direction of its movement (mixing) in the dispersant, provide intensive (turbulent) rotational movement of the substance flow in the electrolysis chamber along the surface of the electrodes (reaction zone). As a result of this, on the one hand, the energy loss of the stream is reduced (there is no change in the direction of the flow in the guides), on the other hand, it is possible to intensively process difficult to disperse compounds (pesticides, straw, sawdust, etc.) and quickly remove useful products from the reaction zone (preservation unstable components - sugars, biologically active and other compounds).
Реакционная смесь из электролизной камеры по циркуляционному трубопроводу (26) поступает через патрубок ввода с отбойником (24) в фазоразделительную камеру (14), в коническом раструбе которой происходит отделение газообразных продуктов электролиза и, при необходимости (по данным анализа), уничтожение опасных соединений. Одновременно в рабочую смесь через трубопровод подачи (22) поступают недостающие компоненты и проводится насыщение (аэрация) рабочей смеси кислородсодержащим газом (газовая фаза электролизера и воздух), что улучшает работу диспергатора и интенсифицирует процессы окисления в электролизере. Патрубок ввода фазоразделительной камеры установлен выше верхнего края конического раструба (12), в результате чего происходит быстрое разделение жидкой и газообразной фаз. В коническом раструбе реакционная смесь перемешивается с помощью перемешивающего приспособления (25) и образовавшаяся реакционная (газо-жидкостная) смесь направляется в диспергатор. Рабочий цикл процесса обезвреживания и утилизации компонентов повторяется.The reaction mixture from the electrolysis chamber through the circulation pipe (26) enters through the inlet pipe with a chipper (24) into the phase separation chamber (14), in the conical socket of which the gaseous electrolysis products are separated and, if necessary (according to the analysis), the destruction of hazardous compounds. At the same time, the missing mixture enters the working mixture through the supply pipe (22) and the working mixture is saturated (aerated) with oxygen-containing gas (the gas phase of the cell and air), which improves the dispersant and intensifies the oxidation processes in the cell. The input pipe of the phase separation chamber is installed above the upper edge of the conical socket (12), resulting in a rapid separation of the liquid and gaseous phases. In a conical bell, the reaction mixture is mixed with the aid of a mixing device (25) and the resulting reaction (gas-liquid) mixture is sent to a dispersant. The duty cycle of the process of neutralization and disposal of components is repeated.
В фазоразделительной камере при помощи датчика (15) и газоанализатора (16) проводится анализ газообразных продуктов электролиза. По результатам анализа автоматически (или в ручную) подается (при необходимости) сигнал на включение воспламенителя (17), т.е. на подачу на конические электроды тока высокого напряжения от источника тока (20); образовавшаяся искра воспламеняет газообразные продукты электролиза. Для защиты устройства на наружной поверхности верхней крышки установлен предохранительный клапан (18).An analysis of gaseous electrolysis products is carried out in a phase separation chamber using a sensor (15) and a gas analyzer (16). Based on the results of the analysis, a signal to turn on the igniter (17), i.e. to supply high voltage current to conical electrodes from a current source (20); the resulting spark ignites the gaseous products of electrolysis. To protect the device, a safety valve (18) is installed on the outer surface of the top cover.
Режим (турбулентный) и направление (вращательное) движения рабочей смеси в камере электролиза обеспечивают высокую скорость протекания массообменных процессов на поверхности электродов и в объеме электролизера; изменение направления движения реакционной смеси в направляющих (и, соответственно, в электролизере) не обеспечивает достижение поставленной цели и создает определенные конструктивные трудности при реализации устройства.The mode (turbulent) and the direction (rotational) of the movement of the working mixture in the electrolysis chamber provide a high rate of mass transfer processes on the surface of the electrodes and in the volume of the cell; a change in the direction of movement of the reaction mixture in the guides (and, accordingly, in the electrolyzer) does not ensure the achievement of the goal and creates certain structural difficulties in the implementation of the device.
Конструкция устройства позволяет эффективно использовать высокоактивные электродные материалы (углеродсодержащие, допированные бором алмазные, металлокисные и др.) и, как результат, интенсифицировать окислительные процессы (образование продуктов с высокими окислительными потенциалами - хлор и продукты его гидролиза, перекись водорода, активные формы кислорода и др.) и повысить степень полной деструкции органических соединений. Применение системы подачи реакционной смеси из полости устройства в полость катода обеспечивает использование всей активной поверхности (внешняя, внутренняя и объемная) проточного катода, что повышает массообмен и производительность при одновременном снижении затрат. Размеры, форма и расположение отверстий на боковой поверхности катода не оказывают существенного значения на показатели процесса и определяются назначением (полная деструкция или «мягкие» условия обработки), видом обрабатываемого отхода и сложностью изготовления конструктивных элементов устройства. Реакционную смесь в раструбе и диспергаторе готовят в условиях интенсивного перемешивания и измельчения исходных компонентов и аэрации (насыщения) среды газообразной фазой (до содержания газа 2-5%). Это положительно влияет на работу диспергатора и позволяет повысить содержание кислородсодержащего газа в реакционной смеси и, как результат, увеличивает выход окислителей на электродах из высокоактивных электродных материалов.The design of the device allows the efficient use of highly active electrode materials (carbon-containing, doped with boron, diamond, metal oxide, etc.) and, as a result, intensify oxidation processes (the formation of products with high oxidation potentials - chlorine and its hydrolysis products, hydrogen peroxide, reactive oxygen species, etc. .) and increase the degree of complete destruction of organic compounds. The use of a system for feeding the reaction mixture from the cavity of the device to the cathode cavity ensures the use of the entire active surface (external, internal and volumetric) of the flow-through cathode, which increases mass transfer and productivity while reducing costs. The size, shape and location of the holes on the lateral surface of the cathode do not significantly affect the performance of the process and are determined by the purpose (complete destruction or “soft” processing conditions), the type of waste processed and the complexity of manufacturing the structural elements of the device. The reaction mixture in the bell and dispersant is prepared under conditions of vigorous stirring and grinding of the starting components and aeration (saturation) of the medium by the gaseous phase (to a gas content of 2-5%). This positively affects the operation of the dispersant and allows you to increase the oxygen-containing gas content in the reaction mixture and, as a result, increases the yield of oxidizing agents on the electrodes from highly active electrode materials.
Перечисленные особенности конструкции и работы устройства позволяют повысить производительность, уменьшить продолжительность обработки, снизить расход электрической энергии и затраты и регулировать «глубину» процессов деструкции, заканчивая ее на «нужной» стадии.The above features of the design and operation of the device can increase productivity, reduce processing time, reduce the consumption of electrical energy and costs and adjust the "depth" of the destruction processes, ending it at the "right" stage.
Устройство работает по непрерывной схеме. Для этого осуществляют непрерывную циркуляцию рабочей смеси по циркуляционному контуру с дозировкой обрабатываемых (обезвреживаемых, утилизируемых) веществ в фазоразделительную камеру и обезвреживанием опасных газообразных продуктов электролиза. Отвод продуктов (в том числе полезных продуктов на утилизацию) проводят через выводной патрубок электролизной камеры (непрерывно или периодически). Допускается работа устройства без циркуляционного контура: непрерывная подача отходов и раствора электролита в фазоразделительную камеру и отвод продуктов электролиза через выводной патрубок электролизной камеры.The device operates on a continuous circuit. To do this, the working mixture is continuously circulated along the circulation circuit with the dosage of the processed (neutralized, utilized) substances in the phase separation chamber and the neutralization of hazardous gaseous electrolysis products. The removal of products (including useful products for disposal) is carried out through the outlet pipe of the electrolysis chamber (continuously or periodically). The device can be operated without a circulation circuit: continuous supply of waste and electrolyte solution into the phase separation chamber and removal of electrolysis products through the outlet pipe of the electrolysis chamber.
Испытания известного и заявляемого устройств проводили в лабораторных условиях при обезвреживании растворимых (этилендиамин), малорастворимых (карбофос - пестицид фосфорсодержащего ряда) и нерастворимых (опилки осиновые - грубый растительный корм) органических соединений. Параметры процесса обработки: раствор хлорида натрия 20 г/л, pH 4-6, плотность тока 1000 A/м2, температура 60°C, диспергирование исходного материала - роторно-пульсационный аппарат проточного типа, турбулентный режим подачи реакционной смеси (Re>10000), анод - оксидный рутениево-титановый, катод - титан (прототип и заявляемое устройство) и стеклоуглерод или углеграфит (заявляемое устройство).Tests of the known and claimed devices were carried out in laboratory conditions during the neutralization of soluble (ethylenediamine), sparingly soluble (karbofos - a phosphate-containing pesticide) and insoluble (aspen sawdust - coarse plant food) organic compounds. Processing parameters: sodium chloride solution 20 g / l, pH 4-6, current density 1000 A / m 2 , temperature 60 ° C, dispersion of the starting material — flow-type rotary-pulsation apparatus, turbulent flow of the reaction mixture (Re> 10000 ), the anode is oxide ruthenium-titanium, the cathode is titanium (prototype and the claimed device) and glassy carbon or carbon graphite (the claimed device).
Результаты испытаний приведены в таблице 1.The test results are shown in table 1.
Таким образом, авторами не обнаружено идентичного выполнения предлагаемой разработки. Предлагаемое изобретение обладает критерием «новизна», «изобретательский замысел» и «промышленная применимость».Thus, the authors have not found an identical implementation of the proposed development. The present invention has the criterion of "novelty", "inventive concept" and "industrial applicability".
Использованная литератураReferences
1. Патент №2352184 RU C2 A23N 17/00, 2009, Б.И., №11, «Установка обработки грубых кормов».1. Patent No. 2352184
2. А.С. №1353742 SU A1 C02F 1/46, 1977, Б.И., №43, «Устройство для электролитической обработки жидкости».2. A.S. No. 1353742
3. А.С. №1619655 SU A1 C02F 1/46, 1990, «Устройство для электролитической обработки жидкости»).3. A.S. No. 1619655
4. Патент RU №2398741 C1 C02F 1/461, 2010, Б.И., №25, «Устройство для электролитической обработки жидкости») - прототип.4. Patent RU No. 2398741
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013152091/05A RU2546159C1 (en) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | Device for electrolytic treatment of fluids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013152091/05A RU2546159C1 (en) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | Device for electrolytic treatment of fluids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2546159C1 true RU2546159C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53295751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013152091/05A RU2546159C1 (en) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | Device for electrolytic treatment of fluids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2546159C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131526A (en) * | 1975-04-30 | 1978-12-26 | Westinghouse Electric Corp. | Process and apparatus for removal of contaminants from water |
| SU1611883A1 (en) * | 1987-11-18 | 1990-12-07 | Бакинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения, Канализации, Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" | Installation for treating waste water |
| RU2352184C2 (en) * | 2007-03-19 | 2009-04-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятская государственная сельскохозяйственная академия | Device for processing roughage feed |
| RU2398741C1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет | Device for electrolytic treatment of liquid |
| RU2421261C1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет | Method for oxidative liquid-phase neutralisation of phosphorus-containing pesticides |
-
2013
- 2013-11-22 RU RU2013152091/05A patent/RU2546159C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131526A (en) * | 1975-04-30 | 1978-12-26 | Westinghouse Electric Corp. | Process and apparatus for removal of contaminants from water |
| SU1611883A1 (en) * | 1987-11-18 | 1990-12-07 | Бакинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения, Канализации, Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" | Installation for treating waste water |
| RU2352184C2 (en) * | 2007-03-19 | 2009-04-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятская государственная сельскохозяйственная академия | Device for processing roughage feed |
| RU2398741C1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет | Device for electrolytic treatment of liquid |
| RU2421261C1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет | Method for oxidative liquid-phase neutralisation of phosphorus-containing pesticides |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3870631A (en) | Apparatus and method for wet oxidation of organic matter | |
| CN104211137B (en) | Plasma water treatment device | |
| KR101307920B1 (en) | The apparatus of parifying waste gas | |
| RU2546159C1 (en) | Device for electrolytic treatment of fluids | |
| CN202492403U (en) | Ultraviolet light advanced oxidation device for removing organic pollutants in printing ink wastewater | |
| JP3716286B2 (en) | Organic waste and organic wastewater recycling system | |
| CN105236511B (en) | Ultrasonic wave AOPs sewage treatment towers | |
| CN217051982U (en) | Sludge treatment device in industrial sewage | |
| CN105233718A (en) | Baffling mixer | |
| KR20150141406A (en) | underwater aeration device having oxygen supply function | |
| CN211814027U (en) | Integrated sewage treatment equipment | |
| RU86941U1 (en) | PLASMA-BIOCHEMICAL REACTOR | |
| CN211394248U (en) | Biochemical excess sludge and waste water composite oxidation treatment device | |
| CN207330423U (en) | A kind of gas-liquid mixed film low-temperature plasma wastewater treatment device | |
| CN210700067U (en) | Liquid phase hydrogenation reactor | |
| CN207435114U (en) | A kind of device of text formula trunnion discharge plasma processing waste water | |
| CN208414092U (en) | A kind of high potential mineralising reaction device | |
| KR101916115B1 (en) | An apparatus for producing a flammable gas mixture rich in hydrogen, oxygen, and organic hexane, comprising a mixed gas producing unit for electrolyzing wastewater and a mixed gas producing unit for electrolyzing ocean water | |
| RU2096337C1 (en) | Installation for electrochemically cleaning water and/or aqueous solutions | |
| KR101174251B1 (en) | Food waste processing apparatus by separating leachate and sludge | |
| KR970026946A (en) | Apparatus and method of anaerobic digester of gas pressure gravity mixing | |
| CN212102371U (en) | Device for treating wastewater by using micro-bubble ozone oxidation and electro-Fenton | |
| CN215288807U (en) | Anaerobic fermentation tank and kitchen garbage and straw comprehensive treatment device | |
| Layati et al. | Experimental study of the gas flow path for a dielectric barrier discharge ozone generator using for wastewater fish hatchery depollution | |
| KR100698510B1 (en) | Sludge purifying apparatus utilizing metal ion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151123 |