RU3601U1 - Устройство для электрохимической обработки воды - Google Patents

Abstract

1. Устройство для электрохимической обработки воды, содержащее по крайней мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов из нерастворимых при электролизе материалов, установленных в диэлектрических втулках, ультрафильтрационной диафрагмы из керамики на основе оксидов циркония, алюминия и иттрия, коаксиально установленной во втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры, причем камеры имеют вход в нижней и выход в верхней частях, источник тока, соединенный с электродами, линию подвода обрабатываемой воды, соединенную с входом анодной и через регулятор расхода - с входом катодной камеры, линии отвода обработанной воды, соединенные с выходами анодной и катодной камер, приспособление для дозирования в обрабатываемую воду реагента, установленное на линии подвода воды, отличающееся тем, что положительный полюс источника тока соединен со стержневым электродом, отрицательный - с цилиндрическим, и устройство снабжено циркуляционным контуром, соединяющим линию отвода обрабатываемой из катодной камеры с линией подачи воды в катодную камеру, и циркуляционный контур содержит установленные последовательно емкость с приспособлением для отделения газа, накопительную емкость и регулирующий вентиль, причем соотношение объемов емкости с приспособлением для отделения газа и катодной камеры составляет 2 - 10, а между накопительной емкостью и вентилем установлен патрубок отвода обработанной воды, снабженный регулятором расхода.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для дозиро�

Description

УСТРОЙСТВО дня ЭЛМ ТРОЖШЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к химической технологии и может .быть использована в процессах, связанных с электрохимическим регулированием кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойст; и каталитической активности вода, в частности при отмывке электрохимически обработанной водой с|армацевтической посуды, что позволяет исключить операции механического удаления загрязнений, уменьшить в 5-7 раз расход синтетических моющих средств, сократить вдвое время обработки посуды от загрязнений всех типов.

Для отмывки используются слабощелочной католит (катодно электрохимически обработанная вода) и слабоклслотный анолит (вода, подвергнутая анодной электрохимической обработке).

Католит и анолит функционально представляют собой мощий и дезинфицирующий растворы,

В прикладной электрохимии используются электролизеры различных конструкций, обеспечнваюаще обработку воды.

Известно устройство для электролиза воды IJ .

Устройство состоит из цилиндрического электролизера, с коаксиально расположенными электродами и диафрагмой меаду ними, разделяющей внутреннее пространство на катодную и анодную камеры. Каждая камера имеет отдельный вход в нижней и отдельш.й выход в верхней части электролизера, сообщающиеся с подв.одящими и отводящими гидравлическими линиями для протока воды под давлением. В состав устройства входит источник постоянного .тока, соединенный с электродами электролизера через коммутационный

с 01 г I/46I

узел, обеспечивающий возможность перемены полярности электродов для удаления катодных отложений. Отмечено, что в процессе эксплуатации данного устройства возможно получение электрохимически обработанной воды с бактерицидными свойствами.

В описанном устройстве велики энергопотери при обработке воды с изменяющейся во времени минерализацией.

Кроме того устройство не обеспечивает стабильность харак.теристик получаемых растворов при изменении минерализации исходной воды.

Известно устройство для электрохимической обработки воды fsj, содержащее электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, керамической диафрагмы, коак.сиально установленной во втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, причем в нижней и верхней втулках выполнены каналы для подвода и отвода обрабатываемой воды в камеру стержневого электрода, источник тока, соединенный с электродами через узел коммутации, а также приспособления для подачи и отвода обрабатываемой воды в электродные камеры электрохимической ячейки, устройство содержит по крайней мере одну ячейку, каналы во втулках выведены на боковые поверхности втулок, в верхней и нижней частях цилиндрического электрода выполнены отверстия для отвода и подачи обрабатываемой воды в камеру цилиндрического электрода, втулки и цилиндрический электрод выполнены с одинаковым внешним диаметром, на поверхности цилиндрического электрода соответственно над отверстием в нижней части и под отверстием в верхней части и на поверхности втулок соответственно под и над отверстиями каналов выполнвны канавки.

приспособления для подаода и отвода воды выполнены соответственно в виде нижнего и верхнего коллекторов из диэлектрического материала с цилиндрич:ескж1 ш гнездами в каждом и подводящими и отводящими каналами, и ячейка жестко закреплена в гнездах с помощью упругих прокладок, размещенных в канавках втулок и цилиндрического электрода, причем подводящие и отводящие каналы яч.ейки и коллекторов образуют единые гидравнлические пространства, на поверхности цилиндрического электрода и на боковых поверхностях втулок выполнены кольцевые углубления, в которых расположены отверстия для ввода и вывода, коллекторы содержат по нескольку гнезд, причем ячейк.и, установленные в гнездах соединены параллельно гидравлически, а узел коммутации соединен с электродами всех яч.еек, коллекторы выполнены в виде сборной конструкции из блоков, имеющих по одному гнезду, и снабжены средствами для герметизации и стягивания конструкции.

Ячейки электрически соединены последовательно, или параллельно, или последовательно-параллельно.

Кроме того, устройство дополнительно содержит приспособление для дозирования реагента, установленное на линии подачи воды и выполненное, например, в виде водоструйного насоса.

В устройстве положительный полюс источника тока соединен с щлиндрическшл электродом, отрицательный - со стержневым.

Дднное устройство по технической сути и достигаемому результату является наиболее близким техническим решением и принято за прототип..

Однако в данном устройстве велики энергопотери, кроме того, в нем отсутствуют возможности регулирования свойств растворов в широких пределах, так как это регулирование может осуществляться

только за счет изменения скорости потока, а в электродные камеры подается вода или раствор одного состава. Устройство также имеет невысокий ресурс работы за счет того, что положительный полюс источника тока соединен с цилиндрическим электродом, что создает условия для его возможного прогорания.

Целью является снижение расхода электроэнергии, увеличение срока службы и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для электрохимич.еской обработки воды, содержащем по крайней мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрич.еского и стержневого электродов из нерастворимых при электролизе материалов, установленных в диэлектрических втулках, ультрафильтрационной диафрагмы из керамики на основе оксидов циркония, алюминия и иттрия, коаксиально установленной во втулках между электродами и разделящей межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры, причем камеры имеют вход в нижней и выход в верхней частях, источник тока, соединенный с электродами, линию подвода обрабатываемой воды, соединенную со входом катодной камеры, линии , обработанной воды, соединеннш с выходами анодной и катодной камер, приспособление для дозирования в обрабатываемую воду реагента, установленного на линии подвода воды, положительный полюс источника тока соединен со стержневым электродом, отрицательней - с цилиндрическим и устройство снабжено циркуляционным контуром, соединяющим линию отвода обработанной воды из катодной камеры с линией подачи воды в катодную камеру, и щркуляционный контур содержит установленные последовательно емкость с приспособлением для отделения

ношенже объемов емкости с присяособлением для отделения газа и катодной камеры составляет 10/ : I, а между накопительной емкоетью ж вентилем установлен патрубок отвода обработанной воды, снабженный регулятором расхода. Приспособление для дозирования реагента выполнено в виде дозатора солевого раствора.

Подключение к положительному полюсу источника тока стержневого электрода повышает ресурс работы устройства, так как исключается его сравнотельно быстрое прогораниео

Снабжение дополнительно циркуляционным контуром катодной камеры позволяет регулировать состав и газонаполнение раствора поступающего на обработку в катодную камеру и расширить спектр жарактеристик получаемого раствора. Использование дополнительной емкости с газ;оотделйтелем позволит за счет изменения гидравлического режима обеспечить выравнивание свойств раствора по объему за счет протекания всех окислительно-восстановительных реакций в объеме. Уменьшение соотношения объемов катодной камеры и емкости с приспособлением для отделения газа не обеспечивает стабильный поток, увеличение приводит к перерасходу материалов и увеличению габаритов установки, На $иг,1 представлено устройство для электрохимической обработки воды.

Устройство содеряшт источник I обрабатываемой воды, пржспосо(5ление для дозирования реагента 2 в виде дозатора солевого раствора, поступающего из. емкости 3, регулирующее гидравлическое сопротивление 4, установленное на линии подачи воды в катодную камеру электро химической ячейки 5, ЦЕфкуляцжонный контур устройства соединяет лижию отвода обработанной воды из катодной камеры через- емкость 6 с приспособлением для отделения газа, накопительную емкость 7 и регулирующий вентиль 8 с линией подачи воды в катодную камеру. Между накопительной емкостью 7 и вентилем 8 установлен патрубок отвода обработанной воды, снабженный регулятором 9 расхода. На выходе анодной камеры выполнена линия отвода 10 обработанной воды.

Устройство работает следующим образом. Исходная обрабатываемая вода подается лжбо от напорного источника воды, либо из емкости I по водопроводным коммуникациям от напорного источника воды через приспособление 2 для дозирования реаганта, подаваемого из емкости 3, и раздельно поступает в анодную камеру непосредственно, в катодную через зшдравлическое сопротивление 4, регулирующее необходимые соотаюшения объемных расходов католита и анолита. Включается источник тока / например, И11-2/. После проведения электрохимической обработки из реактора анолит поступает в линию отвода 10 обработанной воды, а католит, пройдя емкость 6 с приспособлением для отделения газа поступает в накопитель 7. Причем проведение электрохимической обработки при открытых гидравлических сопротивлениях /вентиля 4 и 9 и закрытом вентиле 8 позволяет получать щелочной католит и кислотный анолит, при открытых вентилях 4 и 9 и закрытом 8 - католит с рН /8,,5/ , а при прикрытом вентиле 4, открытом 8 и закрытом вентиле 9 - нейтральный анолит с ,,2/, Электрохимическая обработка воды ггроизводится во время ее однократного протока снизу вверх в катодной и анодной камерах реактора.

При открытом вентиле 8 обеспечивается циркуляция раствора через катодную камеру, при этом при закрытом вентиле 9 камера работает в циркуляционном режиме, что позволяет снизить энергозатраты за счет повышения концентраций. Кроме того, снабжение емкости 6 газоотделителем позволяет снизить газонаполнение католита, что также позволяет уменьшить расход энергии за счет дополнительного снижения сопротивления католита

Предложенное решение по сравнению с прототипом имеет более упрощенную и эффективную систему гидравлической обвязки, которая позволяет расширить функциональные возможности устройства, а кротого, снизить расход энергии на обработку в (кредй@ш:4на 10,

Устройство таЕсже имеет более высокую надежность за счет умень шешш возможности прогорания одлидцрического электрода.

Claims (2)

1. Устройство для электрохимической обработки воды, содержащее по крайней мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов из нерастворимых при электролизе материалов, установленных в диэлектрических втулках, ультрафильтрационной диафрагмы из керамики на основе оксидов циркония, алюминия и иттрия, коаксиально установленной во втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры, причем камеры имеют вход в нижней и выход в верхней частях, источник тока, соединенный с электродами, линию подвода обрабатываемой воды, соединенную с входом анодной и через регулятор расхода - с входом катодной камеры, линии отвода обработанной воды, соединенные с выходами анодной и катодной камер, приспособление для дозирования в обрабатываемую воду реагента, установленное на линии подвода воды, отличающееся тем, что положительный полюс источника тока соединен со стержневым электродом, отрицательный - с цилиндрическим, и устройство снабжено циркуляционным контуром, соединяющим линию отвода обрабатываемой из катодной камеры с линией подачи воды в катодную камеру, и циркуляционный контур содержит установленные последовательно емкость с приспособлением для отделения газа, накопительную емкость и регулирующий вентиль, причем соотношение объемов емкости с приспособлением для отделения газа и катодной камеры составляет 2 - 10, а между накопительной емкостью и вентилем установлен патрубок отвода обработанной воды, снабженный регулятором расхода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для дозирования реагента выполнено в виде дозатора солевого раствора.