Способ разложения многокомпонентных растворов Советский патент 1993 года по МПК C01F7/14 

Изобретение относится к химической технологии и может быть применено в металлургии, к производству нефтепродуктов и защите окружающей среды.

Целью изобретения является ускорение процесса.

В соответствии с изобретением используют набор электродных секций или пар электродов, через раствор с помощью этого набора электродов пропускают многофазный электрический ток, причем фазы подаваемых на электроды сигналов подбирают так, что создают режим распространения бегущей волны, в том числе по непрямолинейным траекториям.

Предположительно, в режиме распространения бегущей волны на ее частоте происходит переориентация токовых мостиков. Это в свою очередь вызывает переориентацию составляющих раствора. В наибольшей степени последняя происходит, по-видимому, если направление протекания тока меняется на 90°, а не на 180°, как

это имеет место в прототипе, где используется переменный электрический ток.

Пример устройства, реализующего данный способ (см. чертеж). Устройство содержит емкость, выполненную в виде параллепипеда. На его гранях располагается совокупность электродов, разбитая на группы по четыре электрода в каждой. Емкость заполняют разлагаемым раствором. Электроды подключают к коммутирующему устройству. Коммутирующие элементы - электронные ключи 1 подключаются к электродам 2 так, что каждый из них может находиться в трех состояниях: подключенным к плюсу источника питания, подключенным к минусу источника питания и в полностью Отключенном состоянии. В последнем случае оба ключа заперты. Такое подключение позволяет регулировать протекание тока в каждый момент времени в одном из четырех возможных направлений. Коммутирующее устройство управляется цифровым генератором 3 многофазного импульсного напрят

И

00

ю

00 СП

ел

жения, Источник питания 4 рассчитан на напряжение до 100 В при токах до 1 А.

Способ осуществляют следующим образом. На стенках бака, который представляет собой трубу прямоугольного сечения, вдоль которой протекает разлагаемый раствор, размещают электрод 2 (от двух и более) в виде секций, управляющий генератор 3 вырабатывает многофазный импульсно- периодический сигнал, причем длительности всех импульсов равны, а передний фронт импульса в каждом последующем канале совпадает с задним фронтом импульса в предыдущем канале. Коммутация электродных пар осуществляется так, что направление протекания тока в каждой секции в каждый момент времени составляет определенный угол с направлением протекания тока в предыдущей секции. В.момент прихода следующего управляющего импульса направление протекания тока в каждой секции меняется, поворачиваясь на угол п /п в плоскости перпендикулярной к оси бака, где п - число электродов в секции. Составляющая вектора тока, коллинеарная оси бака, может и не быть равной нулю. В этом случае электроды располагают винтообразно. Переключение тока идет циклически, т.е. в каждом такте оказывается задействованной одна из электродных пар и их переключают поочередно. Частота повторения полного цикла может варьироваться в широких пределах от 20 Гц до 20 кГц. Затравка образуется непосредственно в ходе обработки раствора электрическим током, что позволяет регулировать крупность получаемого гидрата, а, следовательно, и его товарные свойства.

Пример конкретного выполнения.

Генератор 3 вырабатывает четырехфаз- ный импульсный сигнал. Коммутацию электронных ключей осуществляли так, что направление протекания тока в каждой четырехэлектродной секции ориентировали под углом 90° к направлению тока в предыдущей секции. В следующий момент времени направление протекания тока в каждой секции меняется на 90° так, что полный цикл состоял из четырех тактов. При этом создавали режим распространения бегущей волны через разлагаемый раствор, причем направление ее распространения было коллинеарно оси бака. Электроды

2 площадью 3 см2 размещали на удалении 4 см вдоль по оси бака, т.е. расстояние между секциями выбирали равным 4 см. Площадь квадратного сечения бака 100см2. При частоте полного цикла 8 кГц и напряжении

источника питания ±30 В время разложения раствора составляет 4-8 ч, т.е. увеличивается в 2-4 раза, по сравнению с прототипом.

Экономический эффект предполагаемого изобретения определяется ускорением разложения раствора, aiследовательно, сокращением числа и емкости баковой аппаратуры, а также возможностью исключить применение затравочного гидрата.

Формула из обретения

Способ разложения многокомпонентных растворов, преимущественно алюми- натных, включающий пропускание через раствор переменного электрического тока,

о т.л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью ускорения процесса разложения, через раствор пропускают многофазный электрический ток в режиме распространения бегущих волн.

2.

т

Использование: касается технологии разложения щелочных алюминатных растворов. Сущность: разложение растворов, содержащих, г/л: 116.24 NazO и 101 . проводят в сосуде, в котором размещен набор секций электродных пар. Управляющий генератор вырабатывает четырехфазный импульсный сигнал. Коммутирующее устройство, управляемое цифровым генератором многофазного импульсного напряжения, изменяет ориентировку направления протекания тока в каждой последующей секции по отношению к предыдущей. Этим создается режим бегущей волны через разлагаемый раствор. 1 ил.

И

I

«

i f /