Электролизер для обработки воды Советский патент 1989 года по МПК C02F1/46 C02F1/46 C02F101/00 

Изобретение относится к химичес-- кой технологии, в частности к устройствам для электрохимической обработки природных и сточных вод, и может быть использовано для изменения активной реакции и окислительно-восстановительного потенциала воды.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на обработку воды.

На фиг. 1 показан предложенный электролизер, вид в плане; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1.

Электролизер состоит из анодных I и катодных 2 камер, в которых ус- тановлены вертикально по два анода 3 и катода 4, а также из патрубков 5 подачи и 6 отвода воды. Анодные камеры 1 отделены от катодных 2 тканевыми диафрагмами 7. В зазорах меж- ду анодами 3 и дафрагмами 7, катодами 4 и диафрагмами 7 размещены вертикальные ребра 8 и 9, причем ребра 8, примыкающие к анодам, установле1Вз1 между ребрами 9, примыкающими к ка- тодам. Ширина каждого ребра равна расстоянию между анодом и катодом за вычетом толщины диафрагмы. При этом тканевые диафрагмы изгибаются, как показано на фиг. 2. Ширина каждо го ребра, которое может быть изготовлено из токонепроводящего или токо- проводящего материала, 5-15 мм.

Электролизер при обработке воды работает следующим образом

Вода из-патрубков 5 подается в анодные 1 и катодные 2 камеры. Под действием электрического тока на аноде 3 происходит разряд молекул воды с образованием ионов Н и газообразкого кислорода. На катоде 4 происходит разряд молекул воды с образованием ионов ОН и газообразного водорода. При этом в пространстве между электродом и диафрагмой за счет выделения электролизных газов возрастает газонаполнение жидкости, что вызывает подсос менее газонаполненной жидкости с большей плотностью из пространства между одноименными эле тродами. Благодаря интенсивной циркуляции жидкости в направлении, показанном стрелками, осуществляется быстрьй отвод газов, а, также ионов Н и ОН из межэлектродного прост- ракства, что снижает сопротивление жидкости в межэлектродном пространсве и поляризацию электродов, уменьшает нежелательную миграцию через диафрагму ионов Н и,ОН. При этом снижаются энергозатраты на обработку жидкости..

Применение в предложенном электролизере ребер позволяет обеспечить эффективную циркуляцию жидкости в камерах электролизера при меньшем расстоянии между электродами, чем в прототипе. Кроме того, не равномер- ность расстояния между электродами и диафрагмой,-а также неравномерность распределения плотности тока по поверхности электрода дополнительно турбулизирует циркуляционные потоки жидкости и снижает поляризацию электродов, что в конечном итоге приводит к снижению энергозатрат на обработку жидкости.

Пример . В электролизерах различных конструкций обрабатывают 0,005 Н раствор ЫаЗОд с целью изменения его рН. Все исследуемые электролизеры состоят из трех анодных камер, в которых установлены по два анода из нержавеющей стали, и из четырех катодных камер, в которых, за исключением крайних камер, установлены по два катода из стали. В крайних катодных камерах установлено по одному катоду. Площадь каждого анода и катода 0,2 м, плотность тока 100 А/м. В качестве диафрагм используют брезент.

Исследуют работу электролизеров с катодами и анодами без распорок (прототип), а также с распорками из токонепроводящего (винипласт) и токо проводящего (нержавеющая сталь) материалов- (предложенный электролизер)

Исследования производят при раз-т личных расстояниях между анодами и катодами, при этом изменяется толщина распорок. Во всех случаях у электролизера без распорок (прототипа) диафрагма располагается на равном удалении от анода и катода.

Результаты исследований приведены в таблице.

Из таблицы видно, что дая достижения одного и того же значения рН анолита с применением предложенного электролизера энергозатраты снижают- .ся на 30-48% по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1 . Э/1ектролизер для обработки воды, включающий корпус, разделенный диафрагмой .на анодную и катодную камеры с размещенньи-ш в них анодом и катодом, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на обработку, на поверхности электродов со стороны межэлектродно

го пространства, установлены вертикальные ребра, прижимающие диафрагму к поверхности противоположного электрода, причем на аноде и катоде ребра установлены в чередукхцемся порядке.

2. Эпектролизер по п. 1, отличающий ся тем, что ребра выполнены из токопрово.дящего материала.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработ - ки воды. Цель изобретения - снижение энергозатрат при обработке воды. Электролизер состоит из чередующихся анодных 1 и катодных 2 камер, в которых установлень соответственно по два анода 3 и катода 4, а также патрубков подачи 5 и отвода воды 6. Камеры отделены одна от другой диафрагмами 7. В зазорах между анодами 3 и диафрагмами 7 и катодами 4 и диафрагмами 7 размещены вертикальные ребра 8 и 9, причем ребра 8, примыкающие к анодам, установлены между ребрами 9, примыкающими к катодам, а толщина каждого ребра равна расстоянию между анодом 3 и.катодом 4 за вычетом толщины диафрагмы 7. Ребра могут быть изготовлены из токонепро- водящего или токопроводящего материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 2 05 00 00 О5 « .1

О

3

5

0

5

0

Электролизер без распорок (прототип)

3,61 3,57 3,54 3,58 3,56 3,54

600

205

115

80

79

79

21

19,5

20,5

24,5

34,5

39

3,5 1,11

0,65 0,54 0,75 0,86

3 5

0 15 20

3

5 10 15 20

Электролизер с распорками из токонепроводящего материала

3,6

3,56

3,53

3,52

3,58

276

121

88

80

8

11,0 П,0 19,8 18,0 23,0

Электролизер с распорками из токопроводящего материала

3,59 3,57 3,45 3,52 3,55

300

135

89

84

84

9,5

9,0

12,0

15,0

20,0

з распорок (прототип

21

19,5

20,5

24,5

34,5

39

аспорками из го материала

3,5 1,11

0,65 0,54 0,75 0,86

р с распорками одящего матери

276

121

88

80

8

11,0 П,0 19,8 18,0 23,0

р с распорками дящего материал

00

35

89

84

84

9,5

9,0

12,0

15,0

20,0

0,79 0,34 0,33 0,35 0,47

Фиг 2