CN216550748U - 一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器 - Google Patents
一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，包括软化器、碳吸附装置、储水箱、电解槽、曝气装置、次氯酸钠储罐及氯气收集系统，所述软化器与碳吸附装置连接，碳吸附装置与储水箱连接，储水箱与若干串联的电解槽连接，所述电解槽内安装有曝气装置，电解槽分别通过管道与次氯酸钠储罐和氯气收集系统连接，次氯酸钠储罐和氯气收集系统连接。本实用新型使用反渗透浓水作为电解原料，既有效解决了水厂浓水处理处置问题，又能生产次氯酸钠作为水厂各工序消毒剂备用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，属于次氯酸钠制备技术领域。
背景技术
实际生产中一般使用次氯酸钠发生器来现场制备次氯酸钠，次氯酸钠发生器通过电解盐水生成次氯酸钠溶液，普通的次氯酸钠发生器是由溶盐装置、过滤装置、配比装置、电解电机、整流电源、自动控制系统、存储与投加等部分组成。次氯酸钠消毒原理是通过水解形成次氯酸。
目前，次氯酸钠发生器制备次氯酸钠的原料一般为氯化钠，而使用工业高盐废水为原料的次氯酸钠发生器很少。反渗透浓水属于工业高盐废水，是经反渗透膜分离出75％淡水后的浓缩水，根据质量平衡，反渗透浓水中的污染物浓度可能是进水浓度的4倍甚至更高。但有害离子如重金属、氨氮、亚硝酸盐等含量不高，色度和浊度几乎为零，有机物含量低，满足替代盐水制备次氯酸钠的条件。使用反渗透浓水作为次氯酸钠发生器电解原料，可充分利用浓水高盐含量等特点，在处理反渗透浓水的同时产生次氯酸钠作为消毒剂用于水厂其它需要消毒的工序，实现反渗透浓水的零排放和资源化利用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器。
为了实现上述目的，本实用新型采用的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，包括软化器、碳吸附装置、储水箱、电解槽、曝气装置、次氯酸钠储罐及氯气收集系统，所述软化器与碳吸附装置连接，碳吸附装置与储水箱连接，储水箱与若干串联的电解槽连接，所述电解槽内安装有曝气装置，电解槽分别通过管道与次氯酸钠储罐和氯气收集系统连接，次氯酸钠储罐和氯气收集系统连接。
作为改进，每个电解槽内配备独立的直流电源。
作为改进，每个电解槽内的阴阳极板选择钛基的钌铱涂层电极板，极板间距3-5mm。
作为改进，所述电解槽上配有加盐箱。
作为改进，所述电解槽上接有回流装置。
作为改进，所述氯气收集系统包括若干装有质量分数18％的氢氧化钠溶液的氯气收集装置。
作为改进，所述氯气收集系统包括三个串联的氯气收集装置。
作为改进，所述氯气收集系统的尾部出气口设有氯气检验装置。
作为改进，所述次氯酸钠储罐中安装有液位计。
作为改进，所述电解槽设有三个，三个电解槽通过管道二串联。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、使用反渗透浓水作为电解原料，既有效解决了水厂浓水处理处置问题，又能生产次氯酸钠作为水厂各工序消毒剂备用。
2、反渗透浓水进入电解槽前进行软化处理，减缓阴阳极板结垢问题；电解槽整体密封，电解产生的氯气可收集并通过管道进入氯气收集系统与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，有效提高了产率。
3、电解槽底部配备曝气装置，促进氯气进入氯气收集系统且通过搅动溶液和吹脱电极产生气体提高电解效率。
4、次氯酸钠储罐整体使用避光材料，避免阳光直射导致次氯酸钠分解。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1、软化器，2、储水箱，3、管道一，4、电解槽，5、曝气装置，6、管道二，7、管道三，8、次氯酸钠储罐，9、管道四，10、氯气收集系统，11、管道五。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
如图1所示，一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，包括软化器1、碳吸附装置、储水箱2、电解槽4、曝气装置5、次氯酸钠储罐8及氯气收集系统10，所述软化器1与碳吸附装置连接，碳吸附装置与储水箱2连接，储水箱2通过管道一3与若干串联的电解槽4连接，所述电解槽4内安装有曝气装置5，电解槽4通过管道三7与次氯酸钠储罐8连接，另外，各电解槽4通过管道四9与氯气收集系统10连接，所述次氯酸钠储罐8通过管道五11与氯气收集系统10连接；
反渗透浓水进入软化器1内经软化处理后进入碳吸附装置，经碳吸附处理后的软化水进入储水箱2，储水箱2将软化水泵入电解槽4进行电解制备次氯酸钠；
在电解槽4电解反渗透浓水的同时使用曝气装置5对溶液进行底部曝气处理，曝入的气体和电解产生的气体一同通过管道四9进入氯气收集系统10，氯气收集系统10和电解槽4 产生的次氯酸钠经管道导入次氯酸钠储罐8中储存。
所述次氯酸钠发生器的具体使用过程如下：
1)运行时，反渗透浓水进入软化器1进行软化处理，去除过量的钙镁离子以防止后续电解时极板结垢严重而影响次氯酸钠制备效率；
2)浓水经过软化器1处理后进入碳吸附装置，目的是去除水中残留的有机物，降低溶解性有机物与氯气发生反应生产消毒副产物，保证生产净水中化学物质的安全性；储水箱2作为储水装置储存处理后的软化水并将软化水通过管道一3泵入三个串联的电解槽4进行电解制备次氯酸钠；
3)每个电解槽4配备独立的直流电源，电解槽4内阴阳极板选择钛基的钌铱等贵金属涂层电极板，防腐蚀，极板间距3-5mm，以达最好的电解效率并同时减少所需电压和电解发热量；此外，电解槽4还配有额外的加盐箱，在反渗透浓水中氯离子不足时补充氯离子，使电解一直处于最高效率；
所述电解槽4内主要发生以下化学反应。
阳极反应：2Cl－→Cl2+2e－；
阴极反应：2H2O+2e－→H2↑+2OH－；
极间反应：(1)Cl2+H2O＝HClO+Cl－+H+；
(2)HClO＝H++ClO－；
总反应：NaCl+H2O→NaClO+H2↑；
4)在电解槽4电解反渗透浓水的同时使用曝气装置5对溶液进行底部曝气处理，曝气一方面搅动电解槽内的液体，增大电解产生的氯气与溶液的接触面积而提高制备效率；另一方面将电解产生的气体从电解槽4中吹脱出去，以促使化学反应向正向进行而提高次氯酸钠制备效率；
5)经曝气装置5曝入的气体和电解产生的气体一同通过管道四9进入氯气收集系统10，所述氯气收集系统10包括三个盛有质量分数为18％氢氧化钠溶液的氯气收集装置，在此处系统内混合气体中的氯气被氢氧化钠溶液吸收并生成次氯酸钠，反应方程式为Cl2+2NaOH(冷) ＝NaCl+NaClO+H2O，其余气体通过氯气收集系统10后由末端出气口排入空气中，尾部出气口包含氯气检验装置，保证氯气完全吸收；
6)挥发氯气与氢氧化钠溶液产生的次氯酸钠经管道五11导入次氯酸钠储罐8中储存；
7)在电解槽4运行时，反渗透浓水将依次缓慢通过三个串联的电解槽4，有必要时使用回流装置循环电解反渗透浓水，最后将产生的次氯酸钠从管道三7导入次氯酸钠储罐8中；
8)次氯酸钠储罐8中装有液位计，方便观察罐内液位变化，调节进水流速，也方便判断次氯酸钠生成量，此罐将短暂储纳次氯酸钠溶液，便于水厂各适用工序消毒使用；考虑到浓水电解后会产生许多白色絮状沉淀，制成的次氯酸钠在使用前可先自由沉淀处理15-30min，取上清液进行消毒使用；另外需根据现场使用结垢情况定期使用质量分数7％-9％的稀盐酸清洗储罐和电极等；
9)次氯酸钠的稳定性较差极易分解，在储存过程中有效氯浓度会逐渐降低，产品的消毒效果因此也有所下降。这需要根据水厂各处的实际需要消毒剂量来控制浓水进水量和次氯酸钠产量。此外也可将制备产品单独置于25℃下避光保存，此条件下应在5-7d内使用。
另外，该次氯酸钠发生器的所有管道、装置内壳均使用耐腐蚀材料并防止阳光直射。
本实用新型的次氯酸钠发生器，使用反渗透浓水作为电解原料，既有效解决了水厂浓水处理处置问题，又生产出次氯酸钠作为水厂各工序消毒剂备用。电解槽整体密封，电解产生的氯气可收集并通过管道进入氯气收集系统与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，有效提高了产率。该次氯酸钠发生器能收集电解产生的氯气，防止污染空气，氯气收集系统包括三个串联的氢氧化钠吸收装置，尾部出气口包含氯气检验装置，保证氯气完全吸收。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，包括软化器（1）、碳吸附装置、储水箱（2）、电解槽（4）、曝气装置（5）、次氯酸钠储罐（8）及氯气收集系统（10），所述软化器（1）与碳吸附装置连接，碳吸附装置与储水箱（2）连接，储水箱（2）与若干串联的电解槽（4）连接，所述电解槽（4）内安装有曝气装置（5），电解槽（4）分别通过管道与次氯酸钠储罐（8）和氯气收集系统（10）连接，次氯酸钠储罐（8）和氯气收集系统（10）连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，每个电解槽（4）内配备独立的直流电源。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，每个电解槽（4）内的阴阳极板为钛基的钌铱涂层电极板，极板间距3-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述电解槽（4）上配有加盐箱。
5.根据权利要求1或4所述的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述电解槽（4）上接有回流装置。
6.根据权利要求1所述的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述次氯酸钠储罐（8）中安装有液位计。
7.根据权利要求1所述的一种利用反渗透浓水电解制备次氯酸钠的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述电解槽（4）设有三个，三个电解槽（4）通过管道二（6）串联。
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