RU2045481C1

RU2045481C1 - Pressure-type electrolyzer

Info

Publication number: RU2045481C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Алексеевич Ищенко
Original assignee: Юрий Алексеевич Ищенко
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: equipment for electrochemical treatment of water. SUBSTANCE: two comb-like packs of similar electrodes, being anodes 8 and cathodes 9, placed alternatively with current supply inserts 11, arranged between the plates of the electrodes, are mounted with a gap relative to end walls and a bottom of a housing along the housing. The packs of the electrodes are forced with the gap 13 to the wall of the housing with use of threaded terminals 15, insulated from the housing by the opening 17, and the gaskets 14. EFFECT: enhanced quality of water treatment. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки воды и может быть использовано в водоснабжении для осветления, обезжелезивания и комплексной очистки воды, например при подготовке питьевой воды, а также в системах охраны окружающей среды для очистки промышленных стоков. The invention relates to devices for electrochemical water treatment and can be used in water supply for clarification, deferrization and integrated water treatment, for example, in the preparation of drinking water, as well as in environmental protection systems for the treatment of industrial effluents.

Известен электролизер для очистки воды, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, внутри которого укреплены катодная сетка и анодные блоки, засыпанные стальной стружкой. Засыпной электрод ограничен с двух сторон капроновой сеткой. К недостаткам аналога относится наличие значительных по площади изоляционных материалов, омываемых водой и частично растворяющихся под действием электрического тока, в результате чего ухудшается качество воды. Кроме того, затруднена эксплуатация электролизера из-за сложности замены отработанных электродов. Known electrolyzer for water purification, comprising a housing with inlet and outlet pipes, inside of which a cathode grid and anode blocks are reinforced, covered with steel shavings. The filling electrode is bounded on both sides by a nylon mesh. The disadvantages of the analogue include the presence of a significant area of insulating materials, washed by water and partially dissolving under the influence of an electric current, as a result of which the quality of the water deteriorates. In addition, the operation of the cell is difficult due to the difficulty of replacing spent electrodes.

Наиболее близким к предлагаемому устройству, взятым за прототип, является электролизер с навесными электродами, содержащий металлический корпус с крышкой, торцевые стенки которого снабжены подводящим и отводящим патрубками воды, пластинчатые аноды и катоды в виде взаимовложенных гребенчатых пакетов, параллельные боковым стенкам корпуса и расположенные на расстоянии от них, изоляционные прокладки, винты-клеммы с гайками, шламовый патрубок в днище корпуса. Closest to the proposed device, taken as a prototype, is an electrolyzer with mounted electrodes, containing a metal case with a cover, the end walls of which are equipped with water inlet and outlet pipes, plate anodes and cathodes in the form of mutually enclosed comb packets parallel to the side walls of the housing and located at a distance from them, insulating gaskets, screw terminals with nuts, slurry pipe in the bottom of the housing.

Недостатком прототипа является наличие больших по площади открытых для контакта с водой поверхностей изолирующих панелей из текстолита или других изоляционных материалов, вызывающих ухудшение качества воды за счет выделения из них различных веществ под действием электрического тока. Кроме того, вследствие резких изменений живого сечения потока воды на входе в корпус и выходе, имеет место бурный режим потока, мешающий осаждению грубодисперсных продуктов электролиза, которые выносятся из корпуса, снижая качество воды. Затруднена эксплуатация устройства из-за сложности извлечения отработанных анодных электродов, застревающих между приваренными к корпусу катодными электродами. Последние не позволяют также изменять полярность тока на электродах, в противном будут растворяться не только приваренные электроды, но и корпус. Кроме того, анодные пластины имеют отогнутые лепестки, используемые в качестве электрических контактов, что затрудняет изготовление пластин. The disadvantage of the prototype is the presence of large in area open to contact with water surfaces of insulating panels made of textolite or other insulating materials, causing deterioration in water quality due to the release of various substances from them under the influence of electric current. In addition, due to sharp changes in the living cross section of the water flow at the inlet and outlet of the housing, there is a rapid flow regime that interferes with the deposition of coarse electrolysis products that are carried out of the housing, reducing the quality of the water. The operation of the device is complicated due to the complexity of extracting spent anode electrodes that are stuck between the cathode electrodes welded to the housing. The latter also does not allow changing the polarity of the current on the electrodes, otherwise not only the welded electrodes, but also the body will dissolve. In addition, the anode plates have bent petals, used as electrical contacts, which makes the manufacture of plates difficult.

Целью изобретения является предотвращение загрязнения воды в электролизере и облегчение его эксплуатации. The aim of the invention is to prevent water pollution in the cell and facilitate its operation.

Указанная цель достигается тем, что в напорном электролизере, содержащем металлический корпус с крышкой, торцевые стенки которого снабжены подводящим и отводящим патрубками воды, пластинчатые аноды и катоды в виде взаимовложенных гребенчатых пакетов, параллельные боковым стенкам корпуса и расположенные на расстоянии от них, изоляционные прокладки, винты-клеммы с гайками, шламовый патрубок в днище корпуса, согласно изобретению, торцевые стенки корпуса выполнены в виде воронки, цилиндрическая часть которых выполнена в виде подводящего и отводящего патрубков воды, аноды и катоды гребенчатых пакетов соединены соответственно между собой с одного конца с помощью токопpоводящих вкладышей, анодный и катодный пакеты выполнены прижатыми к одной из боковых стенок корпуса с помощью винтов-клемм, установленных снаружи корпуса в отверстия, выполненные на противоположной стенке корпуса напротив вкладышей, и гаек, размещенных внутри корпуса, изоляционные прокладки установлены между боковыми стенками корпуса и гребенчатыми пакетами напротив вкладышей и между боковыми стенками корпуса и гайками. This goal is achieved by the fact that in a pressure cell containing a metal case with a cover, the end walls of which are equipped with water inlet and outlet pipes, plate anodes and cathodes in the form of interconnected comb packets parallel to the side walls of the body and located at a distance from them, insulating gaskets, screw-terminals with nuts, slurry pipe in the bottom of the housing, according to the invention, the end walls of the housing are made in the form of a funnel, the cylindrical part of which is made in the form of a supply water outlet pipes, anodes and cathodes of comb packages are respectively connected to each other from one end by means of conductive inserts, the anode and cathode packages are made pressed to one of the side walls of the housing with screw terminals installed outside the housing into openings made on the opposite wall of the housing opposite the liners, and nuts placed inside the housing, insulating gaskets are installed between the side walls of the housing and comb packages opposite the liners and between the side walls of mouthpieces and nuts.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. Figure 1 shows a General view of the device; figure 2 section aa in figure 1.

Напорный электролизер содержит корпус 1 с крышкой 2, снабженный подводящим, отводящим, шламовым патрубками соответственно 3, 4, 5. Торцевые стенки 6 корпуса 1 выполнены в виде воронки для обеспечения спокойного течения воды при входе ее из подводящего патрубка 3 в корпус 1 и на выходе из него в отводящий патрубок 4. Внутри корпуса 1 с зазором 7 относительно торцевых стенок, крышки и днища размещены пластинчатые аноды и катоды соответственно 8 и 9. Аноды и катоды 8 и 9 образуют два взаимовложенных пакета с зазором 10 между пластинами, направленными от входного к выходному патрубкам и обеспечивающих движение очищаемой воды вдоль корпуса 1. The pressure cell contains a housing 1 with a cover 2, equipped with a supply, outlet, slurry pipes 3, 4, 5. 5. The end walls 6 of the housing 1 are made in the form of a funnel to ensure a quiet flow of water when it enters from the supply pipe 3 into the housing 1 and at the outlet from it into the outlet pipe 4. Inside the housing 1 with a gap 7 relative to the end walls, the cover and the bottom, plate anodes and cathodes are placed 8 and 9, respectively. The anodes and cathodes 8 and 9 form two interconnected packets with a gap 10 between the plates directed from passage to the outlet nozzles and providing movement of the purified water along the housing 1.

Зазоры 10 образованы посредством токопроводящих вкладышей 11, размещенных между одноименными электродами у противоположных ребер основания гребенчатых пакетов. Чтобы разноименные электроды не касались друг друга, толщина каждого вкладыша должна быть больше толщины пластины электрода. Токопроводящие вкладыши 11 могут быть выполнены любой формы: в виде квадрата, треугольника и т. д. Выполнение вкладышей в виде, например, прямоугольных треугольников, размещенных гипотенузами навстречу друг другу, снижает турбулентность потока воды, что способствует осаждению грубодисперсных продуктов электролиза на дно корпуса 1 и выводу их через шламовый патрубок 5 и вентиль 12. В одной из боковых стенок напротив вкладышей выполнены отверстия 17, в которые вставлены с зазором к корпусу 1 винты-клеммы 15 с гайками 16 на них внутри корпуса 1. Между корпусом 1 и гайками 16, гребенчатыми пакетами и корпусом 1 напротив вкладышей 11 вставлены изоляционные прокладки 14, обеспечивающие зазор 13 между электродами и боковыми стенками корпуса. The gaps 10 are formed by conductive inserts 11 located between the same electrodes at opposite edges of the base of the comb packs. So that the opposite electrodes do not touch each other, the thickness of each insert should be greater than the thickness of the electrode plate. Conductive inserts 11 can be made of any shape: in the form of a square, triangle, etc. The implementation of the inserts in the form of, for example, right-angled triangles placed by the hypotenuses towards each other, reduces the turbulence of the water flow, which contributes to the deposition of coarse electrolysis products on the bottom of the housing 1 and outputting them through the slurry pipe 5 and valve 12. In one of the side walls opposite the inserts, holes 17 are made, into which are screwed-in terminals 15 with nuts 16 with nuts 16 on them inside the housing 1. Int. in case 1 and nuts 16, comb packages and case 1, insulating pads 14 are inserted opposite the inserts 11, providing a gap 13 between the electrodes and the side walls of the case.

Электролизер собирают следующим образом. На днище корпуса 1 укладывают два шаблона, например, из листовой резины, обеспечивающих величину зазора 7 у днища. На шаблоны устанавливают сначала по изоляционной прокладке 14 и затем ставят поочередно анод и катод соответственно 8 и 9 через токопроводящие вкладыши 11. Затем винты-клеммы 15 размещают в отверстиях 17 боковой стенки корпуса 1 и вкручивают их в гайки 16 внутри корпуса 1, прижимая пакеты электродов к противоположной боковой стенке корпуса 1 через изоляционные прокладки 14. Шаблоны вынимают из корпуса 1. Устанавливают на корпус 1 крышку 2 и крепят ее болтами. Электролизер готов к эксплуатации. The cell is collected as follows. Two templates are laid on the bottom of the housing 1, for example, from sheet rubber, providing a clearance 7 at the bottom. The templates are installed first on the insulating gasket 14 and then the anode and cathode are placed alternately 8 and 9, respectively, through the conductive inserts 11. Then, the terminal screws 15 are placed in the holes 17 of the side wall of the housing 1 and screwed into the nuts 16 inside the housing 1, pressing the electrode packages to the opposite side wall of the housing 1 through the insulating gaskets 14. The templates are removed from the housing 1. Install cover 2 on the housing 1 and fasten it with bolts. The cell is ready for use.

Вода, подлежащая обработке, поступает в корпус 1 через подводящий патрубок 3, проходит между анодами и катодами соответственно 8 и 9 и выходит через отводящий патрубок 4. Water to be treated enters the housing 1 through the inlet pipe 3, passes between the anodes and cathodes, respectively 8 and 9, and exits through the outlet pipe 4.

Для предотвращения электрохимической коррозии корпуса 1 и крышки 2 их подключают к отрицательному полюсу электроисточника, осуществляя этим катодную защиту. На аноды 8 подают положительный потенциал, и под действием электрического тока в воде они постепенно растворяются, подавая в воду ионы металла, очищающие воду. Через некоторое время изменяют полярность напряжения на электродах. Вследствие этого растворяются электроды 9. Растворение электродов ведут до определенной величины. Затем прекращают подачу энергии и воды на электролизер, снимают крышку 2 с корпуса 1, ослабляют винты-клеммы 15 и вынимают из корпуса отработанные электроды, вкладыши 11 и прокладки 14. Промывают корпус 1 через шламовый патрубок 5, открыв вентиль 12, от грубодисперсных продуктов электролиза и снова набирают в корпусе 1 пакеты из электродов. Далее процесс эксплуатации электролизера повторяется. To prevent electrochemical corrosion of the housing 1 and the cover 2, they are connected to the negative pole of the electrical source, thereby providing cathodic protection. A positive potential is applied to the anodes 8, and under the action of an electric current in water, they gradually dissolve, supplying metal ions to the water to clean the water. After some time, the polarity of the voltage across the electrodes is changed. As a result, the electrodes dissolve 9. The dissolution of the electrodes lead to a certain value. Then, the energy and water supply to the electrolyzer is stopped, the cover 2 is removed from the housing 1, the terminal screws 15 are loosened and the spent electrodes, inserts 11 and gaskets 14 are removed from the housing. The housing 1 is washed through the slurry pipe 5, opening valve 12, from coarse electrolysis products and again collect in the housing 1 packages of electrodes. Next, the operation of the cell is repeated.

Изобретение позволяет сократить площадь контактирования изоляционных прокладок 14 с водой, так как они сжаты между корпусом 1 и гайками 16, на противоположной стороне между гребенчатыми пакетами и корпусом 1 напротив вкладышей 11 (омываются водой только по их торцам на краях), в результате чего предотвращается загрязнение воды вредными веществами прокладок. Кроме того, облегчена эксплуатация электролизера за счет обеспечения возможности опорожнения корпуса о всего содержимого, упрощения сборки гребенчатых пакетов и придания пластинам простейшей формы без каких-либо отгибов на них. EFFECT: invention makes it possible to reduce the contact area of insulating gaskets 14 with water, since they are compressed between the housing 1 and the nuts 16, on the opposite side between the comb packages and the housing 1 opposite the inserts 11 (they are washed by water only at their ends at the edges), as a result, pollution is prevented water harmful substances gaskets. In addition, the operation of the electrolyzer is facilitated by providing the possibility of emptying the housing about the entire contents, simplifying the assembly of comb packets and giving the plates the simplest form without any limbs on them.

Claims

A pressure cell containing a metal housing with a cover, the end walls of which are equipped with water inlet and outlet pipes, plate anodes and cathodes in the form of interconnected comb packets parallel to the side walls of the housing and located at a distance from them, insulating gaskets, screw terminals with nuts, slurry a nozzle in the bottom of the housing, characterized in that the end walls of the housing are made in the form of funnels, the cylindrical part of which is made in the form of inlet and outlet water pipes, anodes and cat odes of comb packages are respectively connected to each other at one end by means of conductive inserts, the anode and cathode packages are made pressed to one of the side walls of the housing using screw terminals installed on the outside of the housing into openings made on the opposite wall of the housing opposite the inserts, and nuts, located inside the housing, insulating gaskets are installed between the side walls of the housing and comb packages opposite the liners and between the side walls of the housing and nuts.