Способ обескислороживания воды Советский патент 1982 года по МПК C02F1/46 C02F1/20 C02F103/02 

С 5) СПОСОБ ОБЕСКИСЛОРОЖИВАНИЯ ВОДЫ

1

Изобретение относится к способам водоподготовки в тепловой и атомной энергетике и может быть использовано при подготовке воды для транспортных энергетических установок.

Известны различные спосойн обескислороживания воды, например с помощью электроннообменных смол 1.

Недостатками этого способа являются периодические регенерации электроннооьменников, необходимость удаления или очистки сбросных вод, образовавшихся при регенерации смол, загрязнение обработанной воды, например, медью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обескислороживания воды путем ее обработки в катодной камере диафрагменного электролизера. Обескислороживание по данному способу протекает в режиме электролиза воды за Счет десорбции растворенного кислорода образующимся на катоде водородом. Процесс ведут при плотности тока 1,,68 А/дм. Необходимым условием протекания процесса является достаточно высокая электропроводность обрабатываемой воды 2.

Однако данный способ не может быть использован для очистки контурных вод, которые почти полностью деминерализованы. Кроме того, способ

10 отличает высокий расход электроэнергии, так как процесс идет в режиме электролиза, а вода, обработанная по способу, содержит значительное количество газообразных примесей,

15 в том числе водород.

Цель изобретения - повышение степени обескислороживания воды, снижение потерь последней и снижение энергозатрат на проведение процесса.

20

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обескислороживания воды путем электрохимической обработки и в катодной камере электролизера с использованием, нерастBopHf ix электродов, процесс ведут при напряжении 0,8-1,3 В в электроли зере с твердым ионообменным электрот литом с использованием насыпного катода из активированного угля, промотированного катализатором ионизации кислорода, а в качестве катализатора ионизации используют серебро или шпинели кобальта. Теоретически потенциал разложения воды на водород и кислород 1,23 В Обычно реальный потенциал разложе-. ния воды 1,5-2,3 В, поэтому верхнее значение потенциала допустимо выбрано 1,30 В, т,е, до наступления режима электролиза воды. Нижнее значе- , ние 0,8 В дано исходя из реальных данных, достигнутых из лучших, промотированных платиной и серебром, Ka тализаторах ионизации кислорода и .лучших анодах, промотированных плаТино-рутениевым катализатором, и с учетом некоторых омических потерь в мембране и уменьшением концентрации растворенного кислорода в воде при очистке. По предлагаемому способу обработку боды ведут в катодной камере электролизера с твердым ионообменным элек тролитом и катодом-катализатором иони зации кислорода, при напряжении на электролизере ниже теоретического необходимого для разложения воды, так как в отсутствии растворенного кислорода в воде через электролизер ток не течет. При наличии растворенного кислорода он деполяризует катод и через электролизер течет ток, соответствующий току ионизации кислорода. Обработанная вода не содержит ни растворенного кислорода, ни растворенноЭлектролизер с катодом из посеребренного угля ПАУ-СВ

Электролизер с катодом из угля ПАУ-СВ, промотированного шпинелями кобальтаО

0,03

0,05 го водорода, т.е. достигается высокое качество очистки воды. Ионообменная диафрагма из перфоторированной ионообменной мембраны МФ-, непосредственно прилегащая к засыпному катодукатализатору, позволяет обрабатывать деминерализованные жидкости, т.е. внутреннее сопротивление аппарата практически не зависит от минерализации очищаемой воды. Способ обладает чрезвычайной экономичностью,,так как аппарат потребляет ток, стехиометрически необходимый для окисления растворенного кислорода. Пример. Деминерализованная сорбционным способом вода подвергается обескислороживанию путем пропускания ее через электролизер. Обескислороживание воды .осуществляют двумя вариантами предлагаемого способа. По первому варианту катод выполняют из посеребренного активного У- ПАУ-СБ, .,содержаи4его 2-k% серебра, а на электроды электролизера подают электрический ток напряжением 0,8 В. По второму варианту катод выполняют из активного угля ПАУ-СВ, промотированного шпинелями. кобальта, на электролизер подают электрический ток напряжением 1,3 В. Расход-воды в обоих случаях составляет 1,0 л/ч., В таблице представлены данные, полученные при обе.скислороживании воды путем пропускания через электролизеры с биполярными стальными электродами: с катодом-катализатором из посеребренного активного угля$ с катодом-катализатором из угля, промотированного шпинелями кобальта. Как видно из. таблицы, предложенный способ позволяет достичь полного обескислороживания воды, при этом энергозатраты в ч-б раз меньше по сравнению с прототипом, а в воде отсутствует водород и другие примеси. Применение предложенного способа позволяет получать не ;загрязнен1: ую примесями обескислороженную воду с низкими энергозатратами. Формула изобретения 1. Способ обескислороживания воды путем электрохимической обработки в катодной камере электролизера с использованием нерастворимых электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обескислороживания воды, снижения потерь последней и снижения энергозатрат, процесс ведут при напряжении 0,81,3 В в электролизере с твердым ионообменным электролитом с использованием насыпного катода из активированного угля, прокотированного катализатором ионизации кислорода. 2. Способ по п. 1, 6 т л и ч а-, ю щ и и с я тем, что в качестве катализатора ионизации кислорода используют серебро или, шпинели кобальта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Клячко В.А., Апельцин Н.Э. Очистка природных вод. М.,-Стройиздат, 1971, c..7. 2.Авторское свидетельство СССР № 81«882, кл. С 02 F 1/«6, 1979 (прототип).