Устройство для электролитической обработки жидкости Советский патент 1987 года по МПК C02F1/46 C02F1/46 C02F101/36 C02F101/38 C02F103/36 

Изобретение относится к области охраны природы, конкретно к устройствам, используемым для очистки и переработки отходов, и может найти применение при очистке сточных вод от токсичных биологически не окисляемых и трудноокисляемых растворимых и нерастворимых органических примесей, а также при переработке органических отходов, например отходов производства глицерина.

Цель изобретения - повьшгениё степени очистки и увеличение выхода по- лезных продуктов.

На фиг. 1 представлена схема устройства, виб сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Корпус 1 устройства имеет цилиндрическую форму и закрыт нижней 2 и верхней 3 крышками. Верхняя крьшка имеет штуцер 4 для отвода газообразных продуктов электролиза и паров воды. Внутренняя поверхность корпуса устройства является анодом. Внутри корпуса по его оси помещен цилиндрический полый электрод 5, наружная поверхность которого покрыта слоем диэлектрика 6. На наружной поверхности внутреннего цилиндрического электрода выполнены конусообразные отверстия 7, проходящие до внутренне полости и.закрытые снаружи подвижными диэлектрическими коническими .вставками 8 с системой регулировки величины проходного отверстия 9, Поверхность конусообразных отверстий является катодом.

Сточная вода на очистку подается через штуцер 10, очищенный раствор отводится через штуцер 11,

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, содержащая соединения щелочно-земельных металлов и органические соединения подается через штуцер 10 и поступает, проходя внутренний цилиндрический электрод 5 и выполненные в нем отверстия 7 со вставками 8. в корпус электролизера. Подвижные конусообразные диэлектрические вставки устанавливаются с помощью системы регулировки так, чтобы обеспечить требуемую величину проходного отверстия. Величина зазора подбирается в зависимости от природы содержащихся органических примесей (горючие, негорючие, хорошо и плохоокисляемые и т.д.) так, чтобы

достигнуть максимальной степени очистки или переработки отходов.

При подаче на электроды постоянного тока начинается электролиз. При этом на поверхности конусообразных отверстий (являются катодами) происходит выделение водорода (вследствие разряда воды) и наблюдается постепенное защелачивание примыкающего к поверхности электрода слоя электролита. Ионы щелочно-земельных металлов, участвующие в переносе тока, подходят к поверхности катода и при достижении рН-гидратообразования и произведения растворимости Ме(ОН)„ (Me - щелочно-земельный металл) происходит пассивация поверхности катода. Пассивация катода происходит в первые секунды электролиза.

Электролиз производится при напряжении, достаточном для пробоя слоя гидроокиси, пoкpiывщeй активную поверхность катода. При этом на поверхности конических отверстий внутреннего цилиндрического электрода - катода возникает коронный разряд.

Обрабатьшаемая жидкость проходит через зону коронного разряда. При

этом происходит сгорание горючих и деструкция негорючих (температура в зоне коронного разряда превьшает . 3000 С) органических примесей, упарка растворов и концентрирование соединений щелочно-земельных металлов.

Прошедшая зону коронного разряда (конусообразные отверстия) обрабатываемая жидкость попадает в прианод- ное пространство, где подвергается

воздействию хлора, кислорода (вьщеля- ются на аноде) и продуктов гидролиза хлора. В результате этого происходит дополнительная очистка растворов от остатков органических соединений, а

при переработке отходов органики - окисление подвергнутых термодеструкции органических соединений. Образующиеся в результате электролитической обработки газы и пары отводятся

через штуцер 4, очищенная и упаренная сточная вода и продукты переработки отходов органики выводятся через штуцер 11,

Величина поверхности катода (сумма поверхностей катодных отверстий) подобрана такой, чтобы обеспечить плотность тока, позволяющую быстро запассировать поверхность электрода слоем гидроокиси и создать устойчи

вый коронный разряд. Величина зазора (проходного отверстия) между стенками отверстий и диэлектрическими вкладышами подбирается из расчета возможности максимального использования действия на органические примеси коронного разряда. Зазор регулируется с помощью перемещения подвижных вставок и определяется природой органических соединений и сточных вод. Коническая форма отверстий позволяет увеличить площадь катода, охваченную коронным разрядом (при конической форме наблюдается более равно мерное распределение потенциала и тока, равномернее происходит пассивация электрода и пробой осадка), увеличить площадь контакта обрабаты- ваемой жидкости с зоной коронного разряда. Это позволяет повысить степень очистки, снижает время обработки, открывает возможность перераба- тьшать органические отходы в ценные продукты. При очистке сточных вод

вследствие испарения водь происходит концентрирование раст в6рс)§ соединений щелочно-земельных йёталлов.

Лабораторные испытания показали высокуй эффективность предлагаемого устройства. Степень очистки модельных сточных вод от органических и хлорррганических примесей составляет 80-90%, от азотсодержащих органических ,и горючих органических примесей 100%. Это достигается при одновременном повышении концентрации (упаривании) солевых растворов в 10 раз и более. Устройство позволяет также производить переработку отходов органики (например, отходов производства

глицерина) с получением ценных продуктов (дихлоргидрина глицерина, хлористого аллила и т.д.).

Предлагаемое устройство обладает простотой конструкции, высокой степенью очистки. Кроме того, оно обеспечивает меньшее время очистки, снижение энергозатрат, концентрирование очищаемых растворов солей, возможность переработки органических отходов с получением полезных продуктов.

Формула изобретения

Устройство для электролитической обработки жидкости, содержащее цилиндрический корпус и размещенный внутри него полый цилиндрический электрод, наружная поверхность которого покрыта диэлектриком, подключенные к разноименным полюсам источника тока, патрубки ввода и вывода обрабатываемой жидкости, отличающееся тем, что, с целью повьшения степени очистки, и увеличения выхода полезных продуктов, внутренний электрод подключен к отрицательнрму полюсу источника тока, патрубок ввода соединен с внутренней полостью электрода, а в боковой поверхности электрода выполнены конусообразные отверстия, большие основания которых обращены к корпусу, причем соосно отверстиям установлены конические вставки, выполненные из термостойкого неэлектропроводного материала и установленные с возможностью перемещения.

Фи. 1

Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки сточных вод и позволяет повысить степень очистки. Устройство содержит цилиндрический корпус с размещенным внутри коаксиально полым электродом, подключенные к разноименным полюсам источника тока патрубки. Патрубок ввода соединен с внутренней полостью электрода. Наружная поверхность электрода покрыта диэлектриком. В боковой поверхности электрода выполнены конусообразные отверстия, обращенные большим основанием к межэлектродному расстоянию, в которых размещены конические вставки, выполненные из термостойкого неэлектропроводного материала и установленные с возможностью перемещения. 2 ил. САЭ CUT 00 vl 4 tsD

Редактор Н.Тупица

Составитель Т.Барабаш

ТехредiЛ.Олийньпс Корректор А.Ильин

заказ 5664/21Тираж 851Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Производственно полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4