Электролизер для обработки воды Советский патент 1992 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для электрохимического регулирования активной реакции (рН) и окислительно-восстановительного потенциала (Eh) среды при очистке природных и сточных вод.

Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, причем поверхность электродов, обращенная к диафрагме, покрыта электроизоляционным материалом, а перфорация электродов выполнена соосно.

Недостатком известного устройства является отсутствие регенерации закальмати- рованной диафрагмы в процессе обработки

воды, что снижает эффективность работы электролизера, так как при этом снижается сила тока электрода, ухудшается миграция ионов, снижается интенсивность измерения рН и Eh католита и анолита.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет обеспечений возможности регенерации диафрагмы в процессе работы.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизере, содержащем корпус, разделенный диафрагмой на электродные камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, причем перфорация электродов выполнена соосной, перфорация электродов выполнена в виде щелеобразных отверстий, в отверстиях перфорации усVI

ГО 4 СЛ

чэ со

тановлены скребки, контактирующие с поверхностью диафрагмы, и электроды установленысвозможностьювозвратно-поступательного движения относительно диафрагмы.

Кроме того, перфорация электродов выполнена переменного сечения по толщине электрода с уменьшением его по направлению к диафрагме.

На фиг.1 приведен электролизер, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, электроды в рабочем положении; на фиг.З - то же, электроды в процессе регенерации диафрагмы.

Электролизер содержит корпус 1, разделенный диафрагмой 2 на анодную 3 и катодную 4 камеры. К диафрагме 2 с обеих сторон прижаты перфорированные анод 5 и катод 6. Перфорация электродов выполнена в виде щелеобразных отверстий 7, расположенных вертикально. Отверстия 7 выполнены в продольном сечении переменными и в них расположены скребки 8, которые контактируют с поверхностью диафрагмы 2. Отверстия 7 перфорации катода и анода расположены соосно. Кроме того, электроды 5, 6 установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения, например, продольно вдоль диафрагмы 2. Вдоль электродов 5, 6 установлены перфорированные трубопроводы 9, 10, соединенные с патрубками 11 и 12 для подачи обрабатываемой жидкости в анодную 3 и катодную 4 камеры. Трубопроводы 9, 10 снабжены вентилями 13, а патрубки 11,12- вентилями 14,15. Электродные камеры имеют патрубки 16,17 для отвода обработанной жидкости. Патрубки 16, 17 снабжены запор- но-регулирующей арматурой (не показана). Корпус 1 снабжен камерой 18, при этом между ее стенками и электрЬдами расположены уплотнения 19.

Электролизер работает следующим образом.

При обработке жидкости электрический ток проходит между внешними плоскостями катода 6 и анода 5, в результате чего происходит повышение рН католита в катодной камере 4. В процессе обработки жидкости на поверхности диафрагмы 2 со стороны анодной (или катодной) камеры образуется слой продуктов электролиза, осадка и т.д., особенно интенсивно образующихся при работе диафрагмы в фильтрующем режиме путем перетока воды из одной электродной камеры в другую. В процессе этого происходит также кальматация пор диафрагмы.

Это вызывает снижение силы тока электролизера, ухудшение миграции ионов, снижение интенсивности изменения рН и Eh

католита и анолита, в результате чего падает эффективность работы электролизера. Для регенерации диафрагмы, например, со стороны анодной камеры анод 5 перемещается

вдоль диафрагмы на половину ширины (I) отверстия 7. При этом скребок 8 счищает с части поверхности диафрагмы 2 слой продуктов электролиза, а с другой части поверхности диафрагмы 2 этот слой счищается

0 боковой кромкой отверстий 7 анода 5. В процессе перемещения анода уменьшается площадь фильтрации через диафрагму, так как отверстия на аноде, смещаясь относительно отверстий на катоде, уменьшают ра5 бочую площадь диафрагмы и соответственно площадь фильтрации. Это приводит к увеличению скорости фильтрации и декальматации диафрагмы 2 с выносом частиц твердой фазы из ее пор. При

0 этом подача очищаемой воды переключается на перфорированный трубопровод 9. Вода поступает по касательной вертикально расположенных отверстий 7 перфорации на аноде и регенерируемого участка диафраг5 мы, что способствует смыву очищенного намывного слоя продуктов электролиза и осадка с поверхности анода 5 и диафрагмы 2. Смытая твердя фаза вместе с обработанной жидкостью выводится с анодной каме0 ры 3 через патрубок 16. После регенерации половины диафрагмы 2, расположенной в проеме между соосными отверстиями 7 на катоде 6 и аноде 5, он смещается в противоположное направление на величину I, при

5 этом регенерируется вторая половина участка диафрагмы 2. После регенерации второй половины диафрагмы анод 5 смещается в положение соосности отверстия 7 перфорации с отверстиями катода. Регенерация

0 окончена. Подача жидкости переключается на патрубок 11. Регенерация диафрагмы со стороны катодной камеры производится перемещением катода аналогично описанному процессу.

5 Электроды относительно диафрагмы могут перемещаться вертикально. В этом случае отверстия располагаются горизонтально.

Очистка диафрагмы производится ана0 логично. Наличие уплотнения 19 препятствует попаданию обрабатываемой воды в нерабочую камеру 18. Расположение электродов в корпусе 1 с возможностью возвратно-поступательного перемещения

5 относительно диафрагмы 2 способствует снятию намывного слоя осадка и продуктов электролиза с поверхности диафрагмы. Кроме того, уменьшение площади фильтрации через диафрагму увеличивает скорость фильтрации, что интенсифицирует процесс

выноса твердой фазы из пор диафрагмы в процессе ее регенерации.

Выполнение перфорации электродов 5, 6 в виде щелеобразных отверстий 7, расположенных вертикально, и размещение над ними перфорированных трубопроводов 9 и 10 позволяет интенсифицировать смыв осадка, снятого электродами и скребками с поверхности диафрагмы, за счет того, что направления отверстий 7 и потока подавав- мой воды из трубопроводов 9 и 10 совпадают.

Выполнение отверстий 7 в продольном сечении переменными способствует более быстрому выводу снятого осадка с поверх- ности диафрагмы 2, так как кромка электрода работает как подрезающий нож. Кроме того, это способствует раскрытию отверстия, что создает благоприятные условия для смыва осадка с электродов и диафраг- мы.

Наличие скребков 8 в отверстиях 7 способствует эффективности съема осадка с поверхности диафрагмы 2, так как при этом необходимо смещение электрода только на половину ширины отверстий 7. При этом скребком снимается осадок со всей поверхности диафрагмы, размещенной в створе смещенных отверстий 7 на разных электродах, без полного перекрытия рабочей пло- щади диафрагмы в процессе регенерации и тем самым исключает полное прекращение работы электролизера.

Таким образом, электролизер для обработки воды позволяет повысить эффективность работы путем регенерации диафрагмы без остановки процесса электрообработки воды, что позволяет повысить производительность электролизера и снизить эксплуатационные затраты на обработку жидкости с обеспечением ее высокого качества.

Формула изобретения

1.Электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на электродные камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, причем перфорация электродов выполнена соосной, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы электролизера за счет обеспечения возможности очистки диафрагмы в процессе работы, перфорация электродов выполнена в виде щелеобразных отверстий, в отверстиях перфорации установлены скребки, контактирующие с поверхностью диафрагмы, и электроды установлены с возможностью возвратно-поступательного движения относительно диафрагмы.

2.Электролизер по п. 1, от л ича ющи й- с я тем, что перфорация электродов выполнена переменного сечения по толщине электрода с уменьшением его по направлению к диафрагме.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы электролизера. Он состоит из корпуса, разделенного диафрагмой на анодную и катодную камеры. К диафрагме с обеих сторон прижаты перфорированные анод и катод. Перфорация выполнена в виде щелеобразных отверстий. В отверстиях расположены скребки, которые контактируют с поверхностью диафрагмы, и электроды установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль диафрагмы. При этом скребки счищают с части поверхности диафрагмы намывной слой продуктов электролиза и осадок. В процессе перемещения электродов уменьшается площадь фильтрации через диафрагму, так как отверстия на аноде, смещаясь относительно отверстий на катоде, уменьшают соосность между ними и уменьшают площадь фильтрации. Это приводит к увеличению скорости фильтрации и выносу частиц твердой фазы из пор диафрагмы. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.