Электролизер для умягчения воды Советский патент 1990 года по МПК C02F1/46 C02F5/00 C02F103/02 

Изобретение относится к водопод- готовке и может использоваться в энергетике и других отраслях народ- ног о хозяйства, где требуется умягченная вода.

Цель изобретения - повышение производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагмы во время работы электролизера, а также увеличение срока служй 1 диафрагмы за счет ее равномерности износа.

На фиг. 1 показан электролизер ДЛЯ умягчения воды, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - электролизер с диафрагаой,. выполненной в виде ленты Мебиуса, разрез.

Электролизер содержит корпус 1, в котором закреплена прианодная плита 2, делящая анодную камеру на две полости С размещенным на ней анодом 3, крышку 4 с размещенным на ней катодом 5, и диафрагму 6, выполненную в виде бесконечной ленты, закреплен- ной на ведущем 7 и ведомом 8 валиках. Ведущий валик 7 жестко насажен на вал : 9, выведенный через сальниковое уплотнение 10 наружу, на котором жестко закреплен маховик 11. В нижней части электролизера расположены подводящие патрубки анодной 12 и катодной 13 камер. Патрубки 12 и 13 соединены с. коллекторами подачи исходной воды в аноднзгю 14 и катодную 15 камеры. В верхней части электролизера располо-

О5

сх

00

N

жены коллектор 16 и отводящий патрубок 17 католита и воздушник 18, в нижней - отводящий патрубстк 19 аноли та. Герметизация ;; диафрагмы 6 межд прианодной плитой 2 и крышкой 4 производится с помощью шланговых гидроуплотнений 20, представляющих собой эластичные трубки, уложенные в кольцевую канавку вокруг электродов и со диненные с источником давления через патрубки 21. Анод 3 подключен к источнику тока с помощью токоподвода 2 катод - с помощью токоподвода 23.

Электролизер работает следующим образом.

Исходная вода через патрубки 12 и 13 непрерывно подается в анодную и катодную камеры, где с помощью перфорированных коллекторов 14 и 15 равномерно распределяется по сечению камер. На электроды 3 и 5 подается постоянный электрический ток, под действием которого происходит ряд известных физико-химических процессов, приводящих к снижению жесткости обоих потоков. При этом в каталите выпадает осадок, состоящий из карбоната кальция и гидроокиси магния, В процессе работы электролизера происходит осаждение этих соединений на различные внутренние поверхности катодной камеры и, в том числе, на диафрагму 6. Католит собирается в коллекторе 16 и через патрубок 17 отводится наружу, а анолит через щель над анодом 3 попадает в заанодную полость, где проходит вдоль диафрагмы б и через патрубок 12 отводится наружу.

После образования на диафрагме 6 некоторого количества отложений производится ее регенерация. При этом- из шланговых гидроуплотнений 20 частично сбрасывается давление, и с помощью маховика 11 диафрагма 6 продвигается на такое расстояние, чтобы находившаяся в работе ее часть оказалась за анодом 3, а находившаяся за анодом 3 - между электродами 3 и 5. Привод диафрагмы может быть любого типа: как внешний, так и внутренний. Перемотка диафрагмы может производиться постоянно.

Помещенная в заанодную полость часть диафрагмы 6 подвергается про- ;мывке кислым анолитом. При этом находящиеся на ней соли жесткости растворяются аналогично тому, как это

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5.

происходит при кислотной регенерации. Через определенное время отрегенери- рованный участок диафрагмы 6 включается в работу, а на его место становится находившийся в работе и т.д.

Электролизер с диафрагмой, выполненной в виде ленты Мебиуса, работает аналогично, но в этой конструкции ранее обращенная к катоду и покрытая отложениями солей жесткости сторона диафрйгмы после регенерации анолитом поворачивается к аноду. Т.е. диафрагма при ее движении вокруг анода оказывается повернутой к электродам то одной, то другой стороной. Это позволяет повысить качество регенерации Диафрагмы и продлить срок ее службы.

Пример 1. Электрохимическому умягчению по известному решению подвергается водопроводная вода с общей жесткостью 6,5 мг-экв/кг и рН 7,5. Корпус электролизера производительностью до 50 л/ч выполнен из оргстекла, анод - из платинированного титана, катод - из нержавеющей стали, диафрагма - из ткани типа бельтинг. Степень изменения рН обрабатываемой вода контролируется рН-метром милливольтметром pH-12t. Качество обработки воды, сила тока и расход анолита и католита поддерживаются постоянными. Результаты лабораторных испытаний известного электролизера приведены в табл. 1.

. П р и м е р 2. Электрохимическому умягчению по данному решению подвергается вода с общей жесткостью 6,5 мг-экв/кг и; рН 7,5 в электролизере, переоборудованном из известного, при тех же параметрах. Результаты лабораторных испытаний электролизера ;во времени с перемоткой диафрагмы через 4 ч приведены в табл. 2.

Как видно из табл 1 и 2 , скорость возрастания удельных энергозатрат на обработку воды, вызванная появлением отложений в катодной камере, в предлагаемом электролизере значительно ниже, чем в известном. Шеющее место возрастание удельных энергозатрат при обработке воды объясняется образованием отложений на катоде электролизера.

Таким образом, предлагаемый электролизер по сравнению с известным позволяет снизить энергозатраты на электрохимическую обработку воды и

516

продлить межпромывочный период работы электролизера. Последнее позволяет также существенно снизить количество реагентов, требующихся для промывки аппарата. Кроме того, предлагаемые электролизеры позволяют также значительно уменьшить объем стоков, образующихся в результате кислотных промывок.

Формула изобретения

1. Электролизер для умягчения воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры, снабженные патрубками подачи и отвода воды, с размещенными в камерах соответственно анодом и катодом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагмы во

46

время работы электролизера, анод установлен с зазором относительно ;. стенки корпуса и диафрагмы и образующиеся полости соединены в верхней час ти, диафрагма выполнена в виде бесконечной ленты, охватывающей анод, и установлена с возможностью перемещения, патрубки подвода воды анодной камеры расположены в нижней части камеры между анодом и диафрагмой, патрубок отвода воды анодной камеры размещен также в ее нижней части между анодом и стенкой корпуса, причем анодная и катодная камеры снабжены Уплотнением, размещенным по их периметру со стороны, обращенной к диафрагме .

2. Электролизер по п, 1, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения срока службы диафрагмы за. счет ее равномерного износа, диафрагма выполнена в виде ленты Мебиуса. Таблица 1

Изобретение касается водоподготовки и может использоваться в теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагм во время работы электролизера, а также увеличение службы диафрагмы за счет ее равномерного износа. Электролизер содержит корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с подводящими и отводящими патрубками и размещенными в камерах анодом и катодом. Анодная камера разделена анодом на две плоскости, сообщающиеся в верхней части, диафрагма выполнена в виде бесконечной ленты с приводом с возможностью перемещения вокруг анода, подводящий и отводящий патрубки анодной камеры расположены в ее нижней части по разные стороны от анода, а по периметру анодной и катодной камер со стороны, обращенной к диафрагме, расположено уплотнение. Диафрагма может быть выполнена в виде ленты Мебиуса. 1 з.п.ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Показатели

Значения показателей за время, ч

Таблица2

/jHojiUm

+ 0f

)foBfff7ff

I

0US.f

5 Uc)( Ы- 6odaf I

.г

Котш)ит

/7

UOfOdHGft

водсг /J

0

18