ITMI20011453A1 - Dispositivo e procedimento di ossigenazione di una soluzione acquosa mediante elettrolisi - Google Patents

Description

DISPOSITIVO E PROCEDIMENTO DI OSSIGENAZIONE DI UNA SOLUZIONE ACQUOSA MEDIANTE ELETTROLISI.

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per l’ossigenazione di soluzioni acquose mediante elettrolisi e un procedimento di ossigenazione di soluzioni acquose mediante elettrolisi.

L’ossigenazione di soluzioni acquose mediante elettrolisi trova applicazione in svariati processi industriali: ad esempio nel trattamento delle soluzioni di bagnatura nella stampa off set e nel trattamento di decolorazione delle acque di scarico provenienti dagli impianti di colorazione dei tessuti.

In questi trattamenti la concentrazione di ossigeno nella soluzione acquosa deve essere mantenuta a valori prefissati, sostanzialmente costanti nel tempo; di conseguenza la produzione di ossigeno deve rimanere anch’essa sostanzialmente costante nel tempo.

Tuttavia, a causa dell’inquinamento progressivo a cui sono soggette queste soluzioni acquose la conducibilità elettrica della soluzione di bagnatura tende a crescere nel tempo, e con essa la produzione di ossigeno; di conseguenza la concentrazione di ossigeno tende ad aumentare.

Per mantenere costante la produzione di ossigeno, al variare della conducibilità della soluzione acquosa, è noto utilizzare alimentatori stabilizzati in corrente, che all’ aumentare della conducibilità dell’elettrolita decrementano, automaticamente, la tensione di alimentazione così da mantenere costante, nel tempo, la corrente elettrica erogata e, quindi, la quantità di ossigeno prodotto.

Gli alimentatori stabilizzati in corrente sono però piuttosto ingombranti e molto costosi. Peraltro, la riduzione della tensione di alimentazione sugli elettrodi può essere fatta solo fino ad un certo valore - tipicamente di 12-15 Volt - sotto questo valore di tensione il rendimento anodico cala drasticamente e, con esso, la produzione di ossigeno.

Di conseguenza, una volta che la tensione di alimentazione raggiunge tale soglia inferiore la soluzione acquosa non può più essere ossigenata.

Un ulteriore inconveniente che si riscontra nelle celle di elettrolisi è la formazione di depositi di sporco sul catodo con conseguente riduzione del rendimento elettrolitico della cella elettrolitica e con il rischio di cortocircuiti fra anodo e catodo.

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi sopra elencati.

Secondo l’invenzione tali obiettivi sono conseguiti per mezzo di un dispositivo di elettrolisi a conforme alla rivendicazione 1 e di un procedimento di ossigenazione mediante elettrolisi conforme al dettato della rivendicazione 10.

Particolari forme di realizzazione del dispositivo e del procedimento possono essere realizzate conformemente al dettato delle rivendicazioni dipendenti.

Una possibile forma di realizzazione del trovato, conformemente a quanto rivendicato, sarà ora descritto qui di seguito con riferimento alle illustrazioni allegate in cui:

- la figura 1 è una vista frontale in sezione di un dispositivo di elettrolisi, conforme alle rivendicazioni, in una possibile condizione di funzionamento;

- la figura 2 è la medesima vista di figura 1 che mostra il dispositivo di elettrolisi in una seconda possibile condizione di funzionamento; e

- la figura 3 è una vista laterale in sezione, del medesimo dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle tavole di disegno il numero 1 indica, nel suo complesso, un dispositivo di elettrolisi comprendente un anodo (A) ed un catodo (K) e un alimentatore (2) per alimentare detto anodo (A) e detto catodo (K) con una tensione continua nel tempo.

Nella forma di realizzazione illustrata l’alimentatore è assemblato assieme al dispositivo; alternativamente, l’alimentatore può essere fornito separatamente dal dispositivo di elettrolisi.

Il catodo può essere realizzato in acciaio inox, mentre l’anodo è, preferibilmente, del tipo DSA (Dimensionai Stable Anode), ad esempio un anodo in titanio platinato o rivestito con depositi di ossidi misti (ad esempio ossidi di rutenio).

Una caratteristica del dispositivo di elettrolisi è data dal fatto che sono previsti mezzi 3 atti a mantenere sostanzialmente costante la corrente ionica tra anodo (A) e catodo (K), al variare della conducibilità dell’ elettrolita, senza modificare la tensione di alimentazione .

La persona esperta del ramo apprezzerà il fatto che grazie a questa caratteristica è possibile utilizzare un alimentatore elettrico non stabilizzato, quindi di costo ridotto e con ingombri ridotti.

La persona esperta del ramo apprezzerà altresì il fatto che grazie a tale caratteristica è possibile lavorare a tensione costante nel tempo, sicché la soluzione acquosa può essere utilizzata più a lungo.

Secondo la forma di realizzazione illustrata nei disegni allegati, la corrente ionica può essere mantenuta costante al variare della conducibilità della soluzione acquosa mediante uno schermo 3, in materiale elettricamente non conduttore (ad esempio nylon), estraibile/inseribile gradualmente fra l’anodo (A) ed il catodo (K), così da variare la quantità della superficie dell’anodo (A) affacciata alla superficie del catodo (K), ovvero così da variare la sezione di passaggio della corrente ionica.

Nella forma di realizzazione preferita il catodo (K) ha forma allungata e l’anodo (A) è disposto, coassialmente, all’ interno del catodo (K).

Preferibilmente il catodo ha forma sostanzialmente tubolare e lo schermo 3, anch’esso di forma tubolare, è in grado di raschiare la superficie interna del catodo (K) durante il movimento, così da rimuovere lo sporco e/o le incrostazioni che presenti sulla superficie catodica; eliminando la necessità di pulizia da parte dell’operatore umano.

Nella forma di realizzazione preferita il catodo (K) è provvisto di una pluralità di aperture radiali (4); questa caratteristica consente di utilizzare il dispositivo semplicemente immergendolo, parzialmente, in una vasca preesistente senza dover modificare il circuito idraulico già esistente.

Il catodo (K) può essere rivestito, esternamente, con un materiale elettricamente isolante, così da evitare interferenze elettriche con la vasca in cui viene inserito il dispositivo.

La movimentazione dello schermo tubolare 3 può essere ottenuta mediante un comune motore a corrente continua 6 ed un sistema di trasmissione che comprende una puleggia di comando 7, una cinghia 8, e due pulegge comandate 9 che comandano un sistema di movimentazione lineare a vite 10.

Secondo una possibile forma di realizzazione della cella il controllo del motore elettrico 6, che comanda la movimentazione dello schermo tubolare 3, è ottenuto mediante un controllore non lineare a relay (10).

Detto controllore non lineare può essere costituito da un amperometro digitale 10, provvisto di un interruttore a relays interno, che comanda lavviamento ed il fermo del motore 6 che regola la corrente misurata dall’amperometro stesso.

L’amperometro digitale 10 è provvisto di due trimmer per impostare il valore minimo di corrente ed il valore massimo di corrente.

Il lettore esperto del ramo apprezzerà la semplicità tecnica, ed il basso costo, della soluzione sopra indicata.

Secondo una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, la corrente ionica può essere mantenuta costante, al variare della conducibilità della soluzione acquosa, utilizzando un anodo (A) e/o un catodo (K) estraibili/inseribili gradualmente nell’elettrolita, così da variare la quantità della superficie anodica e/o catodica immersa nella soluzione acquosa.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di elettrolisi (1) comprendente un anodo (A), un catodo (K) ed un alimentatore elettrico (2) per alimentare detto anodo (A) e detto catodo (K) con una tensione continua caratterizzata dal fatto che sono previsti mezzi (3) atti a mantenere sostanzialmente costante la corrente ionica tra l’anodo (A) ed il catodo (K), al variare della conducibilità dell’ elettrolita, senza modificare la tensione di alimentazione .
2. 2. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi (3) atti a mantenere sostanzialmente costante la corrente elettrolitica comprendono un anodo (A) e/o un catodo (K) estraibili/inseribili gradualmente nell’elettrolita.
3. 3. Dispositivo di elettrolisi (1) , secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi (3) atti a mantenere costante la corrente elettrolitica comprendono uno schermo (3), in materiale elettricamente non conduttore, estraibile/inseribile gradualmente fra l’anodo (A) ed il catodo (K).
4. 4. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo la rivendicazione 3, in cui l’anodo (A) è disposto coassialmente all’ interno del catodo (K).
5. 5. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo la rivendicazione 4, in cui il catodo (K) ha forma sostanzialmente tubolare ed in cui detto schermo (3) è in grado di raschiare la superficie interna del catodo (K) durante il movimento, così da rimuovere lo sporco e/o le incrostazioni presenti sulla superficie catodica.
6. 6. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo la rivendicazione 5, in cui il catodo è provvisto di una pluralità di aperture (4) radiali.
7. 7. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo la rivendicazione 6, in cui il catodo (K) è rivestito, esternamente, con un materiale elettricamente isolante.
8. 8. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto alimentatore elettrico è di tipo non stabilizzato.
9. 9. Dispositivo di elettrolisi (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il controllo della movimentazione dello schermo (3) o dell’anodo (A) e/o del catodo (K) è ottenuto mediante un motore elettrico (6) comandato da un controllore non lineare a relay.
10. 10. Procedimento di ossigenazione di una soluzione acquosa mediante elettrolisi in cui l’anodo (A) ed il catodo (K) sono alimentati con una tensione continua ed in cui la corrente ionica tra anodo (A) e catodo (K) è mantenuta sostanzialmente costante al variare della conducibilità dell’elettrolita, senza modificare la tensione di alimentazione. 11. Procedimento, secondo la rivendicazione 10, in cui il controllo della corrente ionica è ottenuto estraendo/inserendo l’anodo (A) e/o il catodo (K) nell’elettrolita. 12. Procedimento, secondo la rivendicazione 11, in cui il controllo della corrente ionica è ottenuto inserendo/estraendo uno schermo (3), in materiale elettricamente non conduttore, fra l’anodo (A) ed il catodo (K).
11. 11. Procedimento, secondo la rivendicazione 12, in cui detto schermo (3) striscia sulla superfìcie del catodo (K), così da rimuovere lo sporco e/o le incrostazioni presenti sulla superficie catodica.