RU165201U1 - Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия - Google Patents
Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия Download PDFInfo
- Publication number
- RU165201U1 RU165201U1 RU2015153675/05U RU2015153675U RU165201U1 RU 165201 U1 RU165201 U1 RU 165201U1 RU 2015153675/05 U RU2015153675/05 U RU 2015153675/05U RU 2015153675 U RU2015153675 U RU 2015153675U RU 165201 U1 RU165201 U1 RU 165201U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chlorine
- ferrate
- electrolysis
- cathode
- anode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D13/00—Compounds of sodium or potassium not provided for elsewhere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
- C01G49/0081—Mixed oxides or hydroxides containing iron in unusual valence state [IV, V, VI]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
1. Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия, включающая подключенные к источнику тока хлорный и ферратный электролизные блоки, предназначенные для получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия соответственно, при этом хлорный электролизный блок снабжен ионообменной мембраной, разделяющей пространство на катодную и анодную камеры, последняя из которых сообщена с емкостью приготовления солевого раствора, а катодная камера связана с емкостью, содержащей воду, и с ферратным электролизным блоком, отличающаяся тем, что анодная и катодная камеры хлорного электролизного блока снабжены сепараторами хлора и водорода соответственно.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что анодная камера хлорного электролизного блока связана через сепаратор хлора с трубопроводом обрабатываемых вод, а катодная камера через промежуточный бак для накопления щелочи связана с ферратным электролизным блоком.
Description
Полезная модель относится к области химического производства, в частности к оборудованию, предназначенному для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия, применяемых для обеззараживания питьевой воды и очистки (путем коагуляции) промышленных, сельскохозяйственных и других стоков.
С точки зрения окислительного потенциала различных реагентов, применяемых на практике, наиболее эффективными являются хлор, диоксид хлора, озон, перекись водорода, перманганат и феррат (VI). Однако, несмотря на высокий потенциал всех перечисленных реагентов, с позиции экономической рентабельности, разработанности технологии и широты практического применения на первом месте находятся хлорсодержащие реагенты. Вместе с тем, последние 10-15 лет особое внимание исследователей и практиков привлекает феррат натрия (VI), обладающий самым высоким окислительным потенциалом, превосходящим даже озон, бактерицидное действие которого, кстати, весьма непродолжительно.
Аппаратное оформление технологий получения растворов как хлорсодержащих реагентов, так и феррата сводится к использованию электролизных установок.
Так, известна конструкция электролизера по патенту RU 113735, включающего блок подготовки рабочих растворов, блок подачи и дозирования рабочих растворов, блок управления и энергетики, электролизер мембранный, блок хлорирования и баки-накопители щелочи.
Описанное устройство обеспечивает получение анолита, представляющего смесь активных веществ (газообразного хлора, диоксида хлора, синглетного кислорода), предназначенных для обеззараживания воды. Он обладает минимальным (IV) классом токсичности, является метастабильным, не накапливается в среде, а по истечении срока действия (не менее 30 дней) самодеградирует до обычной пресной воды с минерализацией не более 1 г/л. Он не требует дезактивации и утилизации, является экологичным и не наносит вред окружающей среде. Анолит эффективен против всех патогенных микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, микобактерии, возбудители анаэробных инфекции, возбудители особо опасных инфекций, грибы, споры.
Недостатками такого устройства являются:
- необходимость сбора щелочи в промежуточную емкость, что обуславливает соблюдение требований, регламентирующих хранение концентрированной щелочи, и дополнительные расходы на ее хранение и утилизацию;
- хлорсодержащие реагенты не способны разлагать устойчивые токсичные химические вещества до малотоксичных продуктов, адсорбировать ионы тяжелых металлов, радионуклиды, частицы суспензий и органические остатки, т.е. не обеспечивают дополнительную очистку воды путем коагуляции загрязнителей.
Перспективной тенденцией последнего времени является сочетание производств наиболее эффективных окислителей и их совместное использование, представленное в виде технического решения, выбранного в качестве прототипа, которым является установка для получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия, предназначенная для обеззараживания (стерилизации) балластных вод [KR 101202765]. Она включает электролизные блоки для получения гипохлорита (электродиализатор) и феррата (электролизер), стерилизатор с гипохлоритом и стерилизатор с ферратом, резервуар хлорида натрия, резервуар для воды, а также систему насосов и трубопроводов для подачи различных реагентов в электродиализатор и в электролизер. Электродиализатор состоит из ванны, анодной пластины, отделенной ионообменной мембраной от катодной пластины, и подающих труб. Электродиализатор вырабатывает гипохлорит (NaClO) и каустическую соду (NaOH). Электролизер для получения феррата состоит из ванны, катодной пластины, железосодержащего анода и подающих труб. Из электродиализатора щелочь по трубопроводу подается в электролизную ванну для электролитического разложения железа для получения феррата. Напряжение на электродах составляет 2-3 V. Блок стерилизации гипохлоритом стерилизует соленую воду. Блок стерилизации ферратом добавляет феррат в первично стерилизованную воду для вторичной стерилизации.
К недостаткам прототипа следует отнести следующие:
- большие затраты и меньший выход по току при мембранном производстве гипохлорита на месте потребления по сравнению с мембранным электролизом анолита;
- гипохлорит является более слабым окислителем, чем хлор;
- при использовании гипохлорита время обеззараживания больше, чем время обеззараживания хлором.
Таким образом, задачей полезной модели является повышение эффективности работы комплексной установки за счет использования в качестве хлорсодержащего окислительного реагента анолита и сопутствующее этому повышение производительности установки, а также повышение безопасности ее работы.
Поставленная задача достигается за счет того, что в установке для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия, включающей подключенные к источнику тока хлорный и ферратный электролизные блоки, предназначенные для получения хлорсодержащих реагентов и феррата соответственно, хлорный электролизный блок снабжен ионообменной мембраной, разделяющей его на катодную и анодную камеры, последняя из которых сообщена с емкостью приготовления солевого раствора, а катодная - с емкостью, содержащей воду, и через промежуточный бак для накопления щелочи связан с ферратным электролизным блоком. При этом катодная и анодная камеры хлорного блока снабжены сепараторами водорода и хлора соответственно, а анодная камера через сепаратор хлора связана с трубопроводом очищаемых вод.
Камера ферратного электролизного блока, содержащая катод и железосодержащий анод, посредством промежуточного бака для накопления щелочи соединена с катодной камерой хлорного электролизного блока.
Технический результат полезной модели состоит в том, что хлорный электролизный блок использован как источник анолита за счет введения в его конструкцию сепаратора хлора и в повышении безопасности ее работы за счет введения сепаратора водорода.
На прилагаемом к описанию полезной модели рисунке дано схематическое изображение предлагаемой установки для получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия.
Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия содержит два модуля: Ml и М2.
Модуль Ml для получения хлорсодержащих реагентов в виде анолита состоит из источника постоянного тока 1, емкости 2 для приготовления солевого раствора, электролизного блока 3 (хлорный электролизер), полость которого посредством ионообменной мембраны 4 разделена на анодную и катодную камеры, снабженные двумя электродами - анодом 5 и катодом 6 соответственно. Модуль Ml снабжен устройствами дозирования солевого раствора и воды (7) в анодную и катодную камеры соответственно, емкостями 8 и 2, содержащими воду для подачи в катодную камеру и солевой раствор для подачи в анодную камеру соответсвенно, а также промежуточным баком 9 для накопления щелочи. Катодная камера сообщена с сепаратором 10 водорода, а анодная камера через сепаратор 11 хлора соединена с трубопроводом ОВ, транспортирующим обрабатываемые воды.
Модуль М2 для получения феррата состоит из электролизной ванны 13, катодной пластины 15, железосодержащего анода 14 и подающих труб. Напряжение на электроды подается источником питания 12. Блок стерилизации ферратом 16 добавляет феррат в обрабатываемые воды ОВ.
Модуль Ml. Холодная вода из городской сети водоснабжения поступает в емкости 2 и 8. В емкость 2 через открытую крышку предварительно засыпается соль до максимальной отметки. Прохождение воды через слой соли на дне емкости дает насыщенный раствор с концентрацией NaCl 300-330 г/л. Из емкости 2 насыщенный солевой раствор подается в анодную камеру хлорного электролизера 3. Холодная вода из емкости 8 поступает в катодную камеру этого электролизера. В последнем при температуре до 90 градусов из анодной камеры ионы Na+ через ионообменную мембрану 4 попадают в катодную камеру, где вырабатывается раствор щелочи NaOH с концентрацией 20-35%. В анодной камере хлорного электролизера 3 вырабатывается анолит, содержащий активный хлор и соединения хлора. Для протекания реакции на электроды хлорного электролизера 3 подается от источника 1 ток до 60 А при напряжении до 4 В. Из хлорного электролизера 3 анолит и католит поднимаются в сепараторы 11 и 10 соответственно. В сепараторе 11 происходит всасывание верхнего слоя анолита, содержащего наибольшее количество хлора, в систему транспортировки обрабатываемых вод ОВ для их обеззараживания и/или очистки. В сепараторе 10 из католита выделяется газообразный водород и удаляется в наружное пространство, то есть за пределы здания. Католит, состоящий из раствора щелочи с концентрацией 20-35%, подается в промежуточный бак 9, а оттуда в модуль М2 для производства феррата.
Модуль М2. Из модуля M1 через промежуточный бак 9 щелочь по трубопроводу подается в электролизную ванну 13. Для электролитического разложения железа для получения феррата на электроды ферратного электролизера 13 подается от источника 12 ток при напряжении до 4 В. В результате электрохимического разложения анода образуется феррат, который из блока стерилизации ферратом поступает в обрабатываемые воды ОВ.
Claims (2)
1. Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия, включающая подключенные к источнику тока хлорный и ферратный электролизные блоки, предназначенные для получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия соответственно, при этом хлорный электролизный блок снабжен ионообменной мембраной, разделяющей пространство на катодную и анодную камеры, последняя из которых сообщена с емкостью приготовления солевого раствора, а катодная камера связана с емкостью, содержащей воду, и с ферратным электролизным блоком, отличающаяся тем, что анодная и катодная камеры хлорного электролизного блока снабжены сепараторами хлора и водорода соответственно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153675/05U RU165201U1 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153675/05U RU165201U1 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015138325/05U Division RU160773U1 (ru) | 2015-09-08 | 2015-09-08 | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU165201U1 true RU165201U1 (ru) | 2016-10-10 |
Family
ID=57122517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015153675/05U RU165201U1 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU165201U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU214886U1 (ru) * | 2022-06-01 | 2022-11-18 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Установка для производства гипохлорита натрия |
-
2015
- 2015-12-14 RU RU2015153675/05U patent/RU165201U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU214886U1 (ru) * | 2022-06-01 | 2022-11-18 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Установка для производства гипохлорита натрия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Martínez-Huitle et al. | A critical review over the electrochemical disinfection of bacteria in synthetic and real wastewaters using a boron-doped diamond anode | |
Ghernaout et al. | From chemical disinfection to electrodisinfection: The obligatory itinerary? | |
TWI614375B (zh) | 電解水之產生方法及產生器 | |
KR101079470B1 (ko) | 차아염소산나트륨 발생장치 | |
CN205710043U (zh) | 电解氯化钠的消毒装置 | |
US20100252445A1 (en) | Electrolysis of Salt Water | |
KR101373389B1 (ko) | 고농도 차아염소산나트륨 발생장치 | |
KR101427563B1 (ko) | 해수 전해 장치 | |
RU162651U1 (ru) | Устройство для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия | |
RU160773U1 (ru) | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия | |
CN215828879U (zh) | 一种高浓度消毒水电解发生设备 | |
KR101406986B1 (ko) | 전해살균수 생산장치 및 생산방법 | |
US6869518B2 (en) | Electrochemical generation of chlorine dioxide | |
JP4394941B2 (ja) | 電解式オゾナイザ | |
RU165201U1 (ru) | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия | |
RU2459768C1 (ru) | Станция обеззараживания воды | |
KR101313698B1 (ko) | 염소소독수 생성장치 | |
KR100953180B1 (ko) | 순수 차아염소산 제조 장치 | |
CN102534649B (zh) | 一种电氧化制备二氧化氯溶液的方法 | |
CN212223118U (zh) | 基于离子膜法的次氯酸钠发生装置 | |
KR101367779B1 (ko) | 염소소독수 생성장치의 염수 공급구조 | |
RU169435U1 (ru) | Установка для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия | |
KR20100019843A (ko) | 물을 정화하기 위한 방법 및 장치 | |
KR101070866B1 (ko) | 전기분해 및 플라즈마 방전을 이용한 차아염소산소다 생성 장치 | |
JPH0938655A (ja) | オゾンを含有する電解次亜塩素酸殺菌水並びにその製造方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170331 |