ПРОТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ АКТИВАТОР Российский патент 2001 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к обработке жидких сред электрохимической униполярной активацией (ЭХА), позволяющей придавать этим средам варьируемые в широких пределах стабильные и метастабильные свойства растворов, которые могут быть использованы в любой области человеческой деятельности и которые при этом снижают экологическую нагрузку на природу.

В частности изобретение относится к проточным установкам для обработки жидкостей, например воды или обеззараживающих растворов в промышленных масштабах.

Известна установка для ЭХА-обработки жидкостей, основным узлом которой является электрохимический реактор, выполненный в виде электролизной ванны с пластинчатыми электродами и разделяющими их фильтрационными диафрагмами (см. , например, европейский патент EP 0534029 A1).

Указанные установки имеют большие размеры, в которых из-за большого межэлектронного расстояния очень мало воздействие электростатического поля на обрабатываемый раствор, что существенно снижает эффективность электрохимически активированных растворов (ЭХАР). Уменьшение межэлектродного расстояния при большом количестве параллельных пластин в известных конструкциях, привело бы к большим сложностям, связанных с необходимостью обособления близко расположенных чередующихся анодных и катодных потоков.

Известны наиболее совершенные по комплексному воздействию на растворы ЭХА-реакторы коаксиального типа с цилиндрическими электродами, в которых при небольших межэлектродных расстояниях эффективность получаемых растворов значительно выше, чем в упомянутых ранее (см. патенты на изобретения по заявкам NN 5035665, 5035666, 5035757).

Однако создание из таких реакторов установок большой производительности достаточно сложно из-за малых размеров коаксиальных реакторов и большого количества гидравлических соединений между единичными реакторами при объединении их в блоки. Кроме того, технологически трудно обеспечить равномерность покрытия защитным слоем внутренней поверхности трубчатого электрода и затруднен контроль качества этого покрытия.

Целью изобретения является создание компактного униполярного ЭХА-реактора с пластинчатыми электродами с минимальными межэлектродными расстояниями. Указанная цель достигается тем, что в реакторе, выполнены в виде параллелепипеда из чередующихся параллельно расположенных анодов и катодов и разделяющих их диэлектрических фильтрационных диафрагм с ограничительными буртиками, диафрагмы имеют по краям два параллельных ограничительных буртика на каждой стороне, расположенных перпендикулярно буртикам на противоположной стороне, так что на двух противоположных гранях параллелепипеда при сборке в пакет образуются вход и выход в межэлектродные пространства с потенциалом одного знака, а на двух других гранях параллелепипеда - вход и выход в межэлектродные пространства потенциала другого знака.

Кроме того, для повышения устойчивости пластинчатых электродов и диафрагм к деформирующим нагрузкам от разности давлений, между ними выполнены дополнительные опорные выступы из неэлектропроводного материала.

На чертежах показана конструкция предлагаемого электрохимического реактора, где на фиг. 1 - общий вид реактор в сборе; на фиг. 2 - взаимное расположение электродов и фильтрационных пластин при параллельном электрическом соединении электродов; на фиг. 3 показан вариант реактора при последовательном соединении электродов; на фиг. 4 показан вариант конструкции диафрагмы с точечными опорными выступами; на фиг. 5 gоказан вариант конструкции керамической диафрагмы с продольными по потоку опорными выступами.

Реактор состоит из:
^* набора пластинчатых электродов - 1,
^* ультрафильтрафильтрационных диафрагм - 2 с краевыми бортиками - 3 и коллекторов - 4, расположенных на гранях со щелями собранного пакета электродов с диафрагмами. Пакет зажат между пластинами - 5 с помощью крепежных элементов - 6.

На пластинах - 5 имеются отбортовки - 7, на которых герметично установлены коллекторы - 4 при помощи крепежных элементов - 8. Внутри коллекторов имеются выравнивающие решетки - 9.

Обрабатываемый раствор поступает через отверстия двух входных коллекторов как показано стрелками, равномерно распределяется решетками - 9 по всей поверхности торцов пакета пластин. Один поток проходит вплотную к поверхности положительных электродов, а второй поток, перпендикулярный первому, проходит вплотную к поверхности отрицательных электродов.

На выходе двух коллекторов получаются различные по свойствам растворы: анолит и католит, используемые в качестве дезинфицирующих, стерилизующих и моющих растворов, характеристики которых зависят от задаваемых режимов обработки.

Предлагаемое решение по сравнению с прототипом проще в изготовлении и существенно меньше по габаритам при производстве установок большой производительности, когда потребность в растворах исчисляется в десятках кубометров в час.

Например, один реактор кубический формы с размерами 250х250х250 мм заменит не менее 25 реакторов скомпанованных из 10 модулей-реакторов прототипа каждый.

Использование: проточные установки для электрохимической активации жидкостей, например воды или обеззараживающих растворов в промышленных масштабах. Сущность изобретения: установка выполнена в виде пакета плоских электродов и диафрагм с небольшим межэлектродным расстоянием. Фильтрационные диафрагмы имеют по краям по два параллельных ограничительных буртика на каждой стороне, расположенных перпендикулярно буртикам на противоположной стороне. Коллекторы для вывода анодно-обработанного раствора и для вывода катодно-обработанного раствора расположены на взаимно перпендикулярных гранях реактора. Техническим результатом изобретения является создание компактного униполярного электрохимического реактора с минимальными межэлектродными расстояниями. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Проточный электрохимический активатор для обработки воды и водных растворов солей, включающий коллекторы, реактор, содержащий аноды, катоды и разделяющие их фильтрационные диафрагмы, отличающийся тем, что реактор выполнен в виде параллелепипеда из чередующихся параллельно расположенных пластинчатых анодов, фильтрационных диафрагм и катодов, при этом фильтрационные диафрагмы имеют по краям по два параллельных ограничительных буртика на каждой стороне, расположенных перпендикулярно буртикам на противоположной стороне, а коллекторы для вывода анодно-обработанного раствора и для вывода, катодно-обработанного раствора расположены на взаимно перпендикулярных гранях параллелепипеда реактора. 2. Проточный электрохимический активатор по п.1, отличающийся тем, что между пластинчатыми электродами и диафрагмами выполнены дополнительные опорные выступы из неэлектропроводного материала.