DD215301A2 - METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR PREPARING WATER FROM FISH GROWING SYSTEMS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des Wassers von Fischzuchtanlagen durch Elektrolyse nach WP 203896. D. Erfindung bezweckt, den Energieaufwand bei der elektrolytischen Wasserbeeinflussung durch auf Kondensatorentladungen beruhenden Impulsstrom zu senken. Das Verfahren ist erfindungsgemaess dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchfuehrung d. Elektrolyse der Lade- und Entladestrom des Kondensators benutzt werden und beide Impulse durch eine gemeinsame Elektrolysezelle gefuehrt werden. Zu diesem Zweck ist die Elektrolysezelle mit dem Lade- und Entladekreis des Kondensators verbunden. Will man verschiedene elektrolytische Reaktionen erzielen, koennen der Lade- und Entladeimpuls durch getrennte Elektrolysezellen gefuehrt werden.The invention relates to a method and a circuit arrangement for the treatment of the water of fish farms by electrolysis according to WP 203896. D. The invention aims to reduce the energy consumption in the electrolytic water influence by capacitor discharges based on pulse current. The method according to the invention is characterized in that for the implementation d. Electrolysis of the charging and discharging of the capacitor can be used and both pulses are guided by a common electrolysis cell. For this purpose, the electrolytic cell is connected to the charging and discharging circuit of the capacitor. If you want to achieve different electrolytic reactions, the charge and discharge pulse can be passed through separate electrolysis cells.
Description
ErfInder: Riohard Heise Vertreter: Jürgen KLoos Ludwig HeineInventor: Riohard Heise Representative: Jürgen Klooos Ludwig Heine
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des Wassers von FisohzuohtanlagenMethod and circuit arrangement for the treatment of the water of fizohzuohtanlagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des Wassers von Fischzuchtanlagen durch Elektrolyse nach WP 203 896The invention relates to a method and a circuit arrangement for the treatment of the water of fish farms by electrolysis according to WP 203 896
In der Patentanmeldung WP 203896 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei dem mit Hilfe von Irapulsstrom (Kondensaiiorentladungen) industriell verschmutzte Abwasser mittels Elektrolyse gereinigt werden bzw. in den Abwässern eine pH-Verschiebung in günstigere Bereiche durchgeführt wird.In the patent application WP 203896 a method and a circuit arrangement is proposed, in which by means of Irapulsstrom (Kondensaiiorentladungen) industrially polluted wastewater are purified by electrolysis or in the wastewater, a pH shift is carried out in more favorable areas.
Der Nachteil der elektrolytischen Wasserbeeinflussung durch Impulsstrom nach WP l 203 896 besteht darin, daß der verwendete Kondensator in irgendeiner Weise vor 3eder Ladung entladen werden muß. Damit geht ein Teil der aufzuwendenden Energie verloren.The disadvantage of the electrolytic water influence by pulse current according to WP l 203 896 is that the capacitor used must be discharged in any way before 3eder the charge. This is a part of the energy expended lost.
Die Erfindung bezweckt, den Energieaufwand bei der elektrolyti-Schen Wasserbeeinflussung durch auf Kbndensatorentladungen beruhenden Impulsstrom zu senken.The invention aims to reduce the energy consumption in the electrolytic-Schen water influence by based on Kbndensatorentladungen pulse current.
-SMRZ 1983*07429·-SMRZ 1983 * 07429 ·
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur elektroly tischen Was se rauf "bereitung zu schaffen, bei dem die für die elektrolytische Wasserbeeinflussung durch.Impulsstrora benötigte Köndensatorenergie vollständig genutzt wird.The invention is based on the object of providing a method and a circuit arrangement for the electrolytic treatment, in which the capacitor energy required for the electrolytic water influencing by the pulsed current is completely utilized.
Das Verfahren zur Aufbereitung des Wassers von Fischzuchtanlagen durch auf Kondensatorentladungen basierender Impulsstromelektro- - lyse ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Elektrolyse der Lade- und Entladestrom des Kondensators benutzt werden und beide impulse durch eine gemeinsame Elektrolysezelle geführt werden. Um verschiedene elektrolytische Reaktionen zu erzielen, ist es angebracht, den Lade- und Entladeimpuls durch getrennte Elektrolysezellen zu führen. Die Schaltungsanordnung zur Durchführung der elektrolytischen Wasseraufbereitung ist erfindungsgemäß daduroh gekennzeichnet, daß die Elektrolysezelle mit dem aus einem Kondensator, einem Halbleiterventil, einer Ladeinduktivität- und einer Diode bestehenden Ladekreis und loit dem aus einem zweiten Halbleiterventil, dem Kondensa-tor und einer zweiten Diode bestehenden Entladekreis verbunden ist.The method for the treatment of the water of fish farms by capacitor discharge based Impulsstromelektro- - lysis is according to the invention characterized in that are used to carry out the electrolysis of the charging and discharging of the capacitor and both pulses are passed through a common electrolytic cell. In order to achieve various electrolytic reactions, it is appropriate to carry the charge and discharge pulse through separate electrolysis cells. The circuit arrangement for carrying out the electrolytic water treatment according to the invention daduroh characterized in that the electrolysis cell with the consisting of a capacitor, a semiconductor valve, a Ladeinduktivität- and a diode charging circuit and loit consisting of a second semiconductor valve, the capacitor and a second diode Entladekreis connected is.
Die Schaltungsanordnung zur Erzielung verschiedener elektrolytischer Reaktionen ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektrolysezellen mit dem Lade- und Entladekreis des Bnpulskondensators verbunden sind.The circuit arrangement for achieving various electrolytic reactions is characterized in that two electrolytic cells are connected to the charge and discharge of the Bnpulskondensators.
Die beschriebene erfindungsgeraäße Lösung beruht auf folgenden, Überlegungen: , . ·The described solution according to the invention is based on the following considerations:. ·
Für die aus dem Speisenetz, entnommene Energie gilt für die Kondensatorladung:For the energy taken from the supply network, the following applies to the capacitor charge:
P± = E · ^ idt (Ws) mit Q± = C idt (As)-.P ± = E · ^ idt (Ws) with Q ± = C idt (As) -.
Somit gilt für die Kondensatorenergie PK = E · Q^ während ües Ladevorganges.Thus, for the capacitor energy, P K = E · Q ^ during the charging process.
Da für jede neue Ladung des Kondensators C dieser entladen werden muß, steht die gleiche Ladungsmenge Q. nochmals während der Ent-: Since it must be discharged for each new charge of the capacitor C, the same amount of charge Q. is again during the discharge :
ladung z.ur Verfügung.Charge z.ur available.
Während einer Periode steht soniit bei der gleichzeitigen Nutzung dee Lade- und Entladevorgangs eine Ladungsmenge von Q = 2 · Q^ zur Verfügung.During a period, a charge amount of Q = 2 · Q ^ is available when the charging and discharging process is used at the same time.
Betrachtet man dagegen die Gleichstromelektxolyse, so erhält man folgende Zusammenhänge: If, on the other hand, DC electrolysis is considered, the following relationships are obtained:
Für die Gleiohstromenergie gilt:For the Gleiohstromenergie applies:
Unter Berücksichtigung dessen, daß beim Impuisbetrieb unter Ausnutzung der Entladung die doppelte Entladungsmenge zur Verfügung steht, läßt sich aus dem Energieverhältnis folgendes ableiten:Taking into account that twice the amount of discharge is available in the pulse mode utilizing the discharge, the following can be derived from the energy ratio:
1 · Q 1 · Q
1 . Impulsenergie = Gleichstromenergie . 1 =0,5 - ^- , Q= 2 · Q0 1 . Pulse energy = direct current energy. 1 = 0.5 - ^ -, Q = 2 · Q 0
Bei gleicher Energie liefert der Impulsbetrieb die doppelte Ladung sraenge.With the same energy, the pulsed operation delivers twice the charge.
2. Gleiche Ladungsmengen2. Same charge quantities
1 - Pi =1 Q . P, = 0,5 Pr 1 - P i = 1 Q. P, = 0.5 P r
Bei gleicher Ladungsmenge vierden beim Impulsbetrieb bis zu 50 0J) Energie eingespart.With the same amount of charge, four energy is saved in pulse mode up to 50 0 J) .
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung darge-. stellten Ausführungsbeispiels näher erläutertThe invention will be explained below with reference to the drawing. illustrated embodiment explained in more detail
Fig. 1 Ladung und Entladung des Kondensators C über eine Elektrolysezelle für pH-Y/ert Verschiebung oder SauerstofferzeugungFig. 1 Charge and discharge of the capacitor C via an electrolytic cell for pH-Y / ert shift or oxygen production
Fig· 2 Ladung und Entladung des Kondensators C über zwei verschiedene Elektrolysezellen zur pH-Wert-Verschiebung und Sauerstoffherstellung·FIG. 2 Charge and discharge of the capacitor C via two different electrolysis cells for pH shift and oxygen production
Es ist bekannt, daß zur Erzeugung von reinstem Sauerstoff mittels der elektrolytischen Zersetzung von Wasser für 1 m Sauerstoff , etwa 10 kWh Elektroenergie erforderlich sind· Dies entspricht einem Energieaufwand von etwa 7 kWh je kg .Q2. Bei Impulsstrom verringert sich die Energie auf 3,5 kWh/ kg Q2.It is known that in order to produce the purest oxygen by means of the electrolytic decomposition of water for 1 m oxygen, about 10 kWh of electrical energy are required. This corresponds to an energy consumption of about 7 kWh per kg .Q 2 . At pulsed current, the energy is reduced to 3.5 kWh / kg Q 2 .
. Als Elektrolyt wird in bekannter Weise destilliertes Wasser mit 300 g/l EDH oäex NaOH verwendet. Nach diesem bekannten Verfahren wird nur H2O verbraucht, da die Na und K-Ionen mit den QH-Ionen immer wieder H)H bzw. NaOH bilden·, As the electrolyte distilled water with 300 g / l EDH oaeex NaOH is used in a known manner. According to this known process, only H 2 O is consumed since the Na and K ions repeatedly form H) H or NaOH with the QH ions.
Dabei wird für die Erzeugung von 1 n? Q2 und 2 m H2 eine Wassermenge von 1,76 Liter benötigt· Da bei Normaldruck 1 m Q2 1,43 kg wiegen, werden für 1 kg Q2 This is for the generation of 1 n? Q 2 and 2 m H 2 requires a water quantity of 1.76 liters · Since at normal pressure 1 m Q 2 weighs 1.43 kg, for 2 kg Q 2
,1,76/1 ,43 = 1,23 Liter H2O benötigt·, 1.76 / 1, 43 = 1.23 liters of H 2 O required ·
Der Energieaufwand für die Erzeugung von Sauerstoff beträgt bei der Luftverflüssigung nur rund 1/3 gegenüber der Elektrolyse. Dieser Wert gilt nur für Großabnehmer, die Sauerstoff ständig verbrauchen. Dieser relativ geringe Wert bezieht sich allerdings nur auf die reinen Erzeugerkosten. Auf der Verbraucherseite steigen die Kosten durch Transport, Lagerung, Anlagenkosten und Verluste infolge Überdrückausgleich um ein Vielfaches. Außerdem ist der Platzbedarf erheblich gegenüber der elektrolytischen Wasserzersetzung. Das Platzbedarfsverhältnis liegt bei etwa 50 f 100 : 1. Die Lagerung von Kali- und Natronlauge ist in der Regel an keine besonderen anlagentechnischen Vorschriften gebunden und damit problemlos·The energy required for the production of oxygen in the air liquefaction is only about 1/3 compared to the electrolysis. This value applies only to large consumers who consume oxygen constantly. However, this relatively low value refers only to the pure producer costs. On the consumer side, the costs of transport, storage, system costs and losses due to overpressure compensation increase many times over. In addition, the space required compared to the electrolytic water decomposition. The space requirement is about 50 f 100: 1. The storage of potash and caustic soda is usually not bound to any special plant engineering regulations and thus easily ·
Der besondere Wert einer ImpulsanlageN zur elektrolytischen Wässeraufbereitung "^iegt darin begründet, daß sie gleichzeitig zur pH-Wert-Verschiebung und Sauerstoffanreicherung benutzt werden kann.The particular value of an impulse system N for electrolytic water treatment is due to the fact that it can be used simultaneously for pH shift and oxygen enrichment.
Durch die einfache Wahl der Spannungvund der Elektroden läßt sich eine solche Anlage an alle praktischen Bedingungen anpassen. Da die Elektrolyse bereits bei Spannungen kleiner als'3 V einsetzt, ist ein Notbetrieb besonders vorteilhaft.By simply choosing the voltage v and the electrodes, such a system can be adapted to all practical conditions. Since the electrolysis begins even at voltages less than'3 V, an emergency operation is particularly advantageous.
Entsprechend Fig· 1 wird der Kondensator C mittels eines steuerbaren Halbleiterventils TiLj , der Ladeinduktivität Lj (Leitungsoder Zusatzinduktivität), der Diode D^ und der Elektrolysezelle EZ^ aufgeladen. Nach dem Aufladevorgang sohließt das Halbleiterventil Tkj. Duron anschließendes Zünden des Halbleiterventii;s Th2 wird der Kondensator C über die Elektrolysezelle EZ1 und die Diode D2 entladen. In beiden Fällen fließt der Strom von der Anode zur Katode und die Kondensatorladungsmenge addiert sich in der Zelle.According to Fig. 1, the capacitor C is charged by means of a controllable semiconductor valve TiLj, the charging inductance Lj (conduction or additional inductance), the diode D ^ and the electrolytic cell EZ ^. After the charging process, the semiconductor valve Tkj. Duron subsequent ignition of the Halbleiterventii; s Th 2 , the capacitor C via the electrolytic cell EZ 1 and the diode D 2 is discharged. In both cases, the current flows from the anode to the cathode and the amount of capacitor charge accumulates in the cell.
Es wird also zweimal die Kondensatorladungsmenge Q. = E · C durch die Elektrolysezelle geschickt.Thus, the capacitor charge amount Q. = E * C is sent through the electrolytic cell twice.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2. Danach wird die Sauerstoffanreicherung bei der Ladung mit der pH-Wert-Verschiebung bei der Entladung kombiniert.Another embodiment is shown in FIG. 2. Thereafter, the oxygenation at charge is combined with the pH shift upon discharge.
Zur Trennung der Elektrolyseprodukte werden zweckmäßigerweise Zellen mit Diaphragma eingesetzt.For the separation of the electrolysis products cells are advantageously used with diaphragm.
Der mechanische Aufbau der Elektrolysezellen kann unter Beachtung der/feicherheitstechnischen Belange nach den bekannten Konstruktionsprinzipien erfolgen. ( Bei der Anwendung des Verfahrens nach Fig. 2 ist natürlich auch eine Vertauschung der Reihenfolge der Sauerstoff- und pH-Elektrolyse denkbar*The mechanical structure of the electrolysis cells can take place in compliance with the / feicherheitstechnischen concerns according to the known design principles. ( In the application of the method according to Fig. 2, of course, a permutation of the order of oxygen and pH electrolysis is conceivable *
Um die Größe der Kbndensatorkapazität in Grenzen zu halten, wird eine Parallelschaltung - insbesondere nach Fig. 1 - vorgeschlageneIn order to keep the size of the Kbndensatorkapazität in limits, a parallel circuit - in particular according to Fig. 1 - proposed
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3915970A1 (en) * | 1989-05-17 | 1990-03-15 | Weber Heinz Bert | Electrolytic oxygen from windmill power improves fish environment - with hydrogen used in auxiliary energy supply motor |
DE3922908A1 (en) * | 1989-07-12 | 1991-01-17 | Benckiser Wassertechnik Joh A | METHOD AND DEVICE FOR THE PHYSICAL TREATMENT OF STREAMING HARD WATER |
WO2006023876A1 (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Otec Research, Inc. | Method and apparatus for preparing water having increased oxygen solubility |
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1983
- 1983-03-08 DD DD24859283A patent/DD215301A2/en not_active IP Right Cessation
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