RU2057206C1

RU2057206C1 - Electrode block for obtaining alkaline metal oxychloride salt

Info

Publication number: RU2057206C1
Application number: RU9494010319A
Authority: RU
Inventors: С.В. Савинков; А.К. Коренной
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Санер"
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1994-04-04
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: obtaining of disinfectant solutions. SUBSTANCE: electrode block has housing with a set of plane-parallel electrodes. Housing has closed end walls with parallel slots. Interelectrode space and dielectric housing height ratio is 0.008-0.17. Housing height between electrode and cover and casing height ratio is 0.02-0.1. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 4 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электрохимическим устройствам, предназначенным для получения хлоркислородных соединений щелочных металлов, обладающих высокими дезинфицирующими свойствами, и предназначено, в основном, для бытового пользования. The invention relates to electrochemical devices intended for the production of chlorine-oxygen compounds of alkali metals with high disinfecting properties, and is intended mainly for domestic use.

Известно устройство для получения хлоркислородных соединений, включающее корпус прямоугольной формы, внутри которого размещены пластинчатые электроды, закрепленные на токоподводящих плитах, и источник тока с полупроводниковыми выпрямительными вентилями, причем полупроводниковые вентили размещены на токопроводящих плитах, установленных на боковой стенке корпуса [1]
Недостатком этого устройства является невысокая надежность его работы при получении растворов высокой концентрации, ибо происходит нагрев токоподводов, так как токи, используемые в работе, высоки.A device for producing chlorine-oxygen compounds, including a rectangular case, inside which there are plate electrodes mounted on conductive plates, and a current source with semiconductor rectifier valves, and semiconductor valves are placed on conductive plates mounted on the side wall of the housing [1]
The disadvantage of this device is the low reliability of its operation when receiving solutions of high concentration, because the current leads are heated, since the currents used in the work are high.

Известно устройство для получения хлоркислородных соединений, включающее прямоугольный кожух с набором плоскопараллельных электродов, прикрепленных к боковой стенке, где размещена токоподводящая плита [2] Устройство снабжено камерой, соединенной с вентилятором и расположенной снаружи токоподводящей плиты с вентилятором, кожухом из неэлектропроводного, коррозионно-стойкого материала, причем электродный комплект размещен внутри него. В этом устройстве происходит циркуляция электролита через блок электродов, помимо этого идет охлаждение токоподводящей плиты, поэтому стало возможным получать растворы с высокой концентрацией гипохлорита. A device for producing chlorine-oxygen compounds, comprising a rectangular casing with a set of plane-parallel electrodes attached to the side wall where the current-conducting plate is located [2] The device is equipped with a camera connected to the fan and located outside the current-conducting plate with a fan, a casing of non-conductive, corrosion-resistant material moreover, the electrode kit is placed inside it. In this device, the electrolyte circulates through the electrode block, in addition, the current-conducting plate is cooled, so it has become possible to obtain solutions with a high concentration of hypochlorite.

Недостатком данного устройства является его сложность, наличие двух контуров охлаждения как воздушного, так и жидкостного, а также наличие вентилятора, обеспечивающего воздушное охлаждение. Кроме того, данная конструкция является стационарной, она довольно металлоемкая, ее трудно переносить, поэтому использование ее, например, в бытовых условиях затруднено. The disadvantage of this device is its complexity, the presence of two cooling circuits, both air and liquid, as well as the presence of a fan that provides air cooling. In addition, this design is stationary, it is quite metal-intensive, it is difficult to carry, so using it, for example, in domestic conditions is difficult.

Целью изобретения является создание устройства для получения хлоркислородных соединений, которое легко могло бы транспортироваться и покрыть потребность в дезинфицирующих растворах, используемых в быту. Помимо этого устройство должно быть простым в конструктивном плане и быть безопасным в работе, а также обеспечивать высокую концентрацию хлоркислородных соединений. The aim of the invention is to provide a device for producing chlorine-oxygen compounds, which could easily be transported and cover the need for disinfectant solutions used in everyday life. In addition, the device should be simple in terms of design and be safe to use, as well as provide a high concentration of chlorine-oxygen compounds.

Для этого в блоке электродов для получения хлоркислородных солей щелочных металлов, включающем кожух с набором плоскопараллельных электродов с окисно-рутениевым покрытием, крайние из которых выполнены монополярными, а размещенные между ними биполярными, кожух выполнен закрытым с торцов и диэлектрическим, торцовые стенки выполнены с параллельными прорезями, ширина которых равна межэлектродному расстоянию, причем межэлектродное расстояние относится к высоте диэлектрического кожуха как 0,008-0,017 и высота корпуса между электродом и крышкой относится к высоте кожуха как 0,02-0,1. To do this, in the electrode block for the production of chlorine-oxygen salts of alkali metals, including a casing with a set of plane-parallel electrodes with an oxide-ruthenium coating, the extreme of which are made monopolar, and the bipolar placed between them, the casing is closed from the ends and dielectric, the end walls are made with parallel slots whose width is equal to the interelectrode distance, the interelectrode distance refers to the height of the dielectric casing as 0.008-0.017 and the height of the housing between the electrode and the covers d refers to the height of the housing as a 0.02-0.1.

На фиг. 1 показан блок электродов с выпрямителем; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a block of electrodes with a rectifier; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1.

Электролизная установка (фиг. 1) состоит из электродного блока (электрод-кассеты) 1, подсоединенного к блоку 2 электропитания постоянным током посредством электрошнуров 3, подсоединенных соответственно к положительному и отрицательному токоподводам электродного блока. Все электроды электродного блока выполнены из титана. Титан известен как наиболее стойкий материал для основы электродов, используемых в производстве хлора и щелочи, а также хлоркислородных соединений. Анод и анодные стороны биполярных электродов покрыты окисно-рутениевым покрытием. Указанное покрытие наиболее стойкое к выделяющемуся хлору, а кроме того, обладает довольно низким перенапряжением к выделению хлора. The electrolysis installation (Fig. 1) consists of an electrode unit (electrode-cassette) 1 connected to the DC power supply unit 2 by means of electric cords 3 connected respectively to the positive and negative current leads of the electrode unit. All electrodes of the electrode block are made of titanium. Titanium is known as the most resistant material for the base of electrodes used in the production of chlorine and alkali, as well as chlorine-oxygen compounds. The anode and anode sides of the bipolar electrodes are coated with a ruthenium oxide coating. The specified coating is the most resistant to the released chlorine, and in addition, it has a fairly low overvoltage to release chlorine.

Электродный блок снабжен токоподводом в виде рукоятки 4 и крючком 5 для удобства эксплуатации в емкостях различного объема. Для этой же цели рукоятка может быть расположена под углом к электродному блоку. Размеры рукоятки выполняются исходя из предполагаемых конкретных условий эксплуатации. В корпусе электродного блока размещены электроды, торец 6 с параллельными прорезями с шириной, равной ширине межлектродного расстояния. На кожухе электродного блока нанесены знаки полюсности токоподводов 7. В кожухе и нижней торцовой стенке блока для циркуляции электролита предусмотрены прорези 8. The electrode unit is equipped with a current supply in the form of a handle 4 and a hook 5 for ease of operation in containers of various sizes. For the same purpose, the handle may be located at an angle to the electrode unit. The dimensions of the handle are made based on the expected specific operating conditions. In the housing of the electrode block placed electrodes, the end face 6 with parallel slots with a width equal to the width of the electrode gap. On the casing of the electrode block are marked with the pole signs of the current leads 7. In the casing and the lower end wall of the block for the electrolyte circulation, slots 8 are provided.

Электродный комплект представляет собой систему монополярных и биполярных электродов (фиг. 3). Между монополярными анодом 9 и катодом 10 размещены биполярные электроды 11. Фиксация электродов и постоянное межэлектродное расстояние обеспечиваются изоляцией из инертного полимерного материала 12. Этот же материал полностью изолирует токоподводы и электрошнуры места контактов с электрошнурами 13, а также катоды и аноды, кроме рабочих поверхностей от воздействия окружающей среды. Электроды могут быть изолированы отдельно, а затем собраны в электродный пакет или одновременно в единый пакет, например методом литья под давлением. Изолирующая прокладка может полностью покрывать электродную пластину 11 с торцов. При этом изолирующие прокладки обеспечивают фиксированное межэлектродное расстояние. The electrode set is a system of monopolar and bipolar electrodes (Fig. 3). Bipolar electrodes 11 are placed between the monopolar anode 9 and the cathode 10. The fixation of the electrodes and the constant interelectrode distance are ensured by insulation from an inert polymer material 12. This material completely isolates the current leads and electrical cords of the contact points with electrical cords 13, as well as the cathodes and anodes, except for working surfaces from environmental impact. The electrodes can be isolated separately and then assembled in an electrode bag or simultaneously in a single bag, for example by injection molding. The insulating gasket can completely cover the electrode plate 11 from the ends. In this case, insulating gaskets provide a fixed interelectrode distance.

Установка работает следующим образом. При погружении электродного блока в рабочий раствор поваренной соли (30-50 г/л) и включении блока электропитания выпрямленный ток протекает по системе биполярных электродов. Installation works as follows. When the electrode block is immersed in a working solution of sodium chloride (30-50 g / l) and the power supply unit is turned on, the rectified current flows through the bipolar electrode system.

При этом на катоде выделяется гидроксид натрия, вступающий во взаимодействие с хлором, выделяющимся на аноде. В результате реакции образуется гипохлорид натрия, который нарабатывается в емкости до момента выключения электропитания. Блок электродов может быть помещен в любую емкость, это может быть какая-либо емкость домашнего обихода, может быть стационарный корпус, из которого можно непрерывно выводить образующийся раствор хлоркислородных соединений натрия или калия. Подобные блоки электродов могут быть объединены в серию и тогда резко возрастает мощность установки. Объединение в серию удобно для обеззараживания воды, подаваемой, например, в бассейн. На трубопроводе воды, подаваемой в бассейн, делается врезка и вставляется серия из предлагаемого блока электродов. Вода, проходящая через блоки, обогащается хлоркислородными соединениями и происходит обеззараживание воды. At the same time, sodium hydroxide is released at the cathode, which interacts with chlorine released at the anode. As a result of the reaction, sodium hypochloride is formed, which is produced in the tank until the power is turned off. The electrode block can be placed in any container, it can be some kind of household appliance container, it can be a stationary case from which the resulting solution of sodium or potassium chloride compounds can be continuously removed. Such electrode blocks can be combined in a series and then the power of the installation increases sharply. Combining in a series is convenient for disinfecting water supplied, for example, to a pool. On the pipeline of water supplied to the pool, an insert is made and a series of the proposed electrode block is inserted. Water passing through the blocks is enriched with chlorine-oxygen compounds and water is disinfected.

В таблице приведены данные, подтверждающие высокие показатели предложенной конструкции. The table shows data confirming the high performance of the proposed design.

Межэлектродное расстояние относится к высоте диэлектрического корпуса как 0,008-0,017, в указанном интервале обеспечиваются наилучшие электрохимические и технико-экономические показатели. Так при соотношении меньше 0,008 увеличивается скорость циркуляции, что может привести к снижению производительности и снижению концентрации хлоркислородных соединений, а следовательно, к непроизводительному перерасходу электроэнергии. При величине 0,017 межэлектродное расстояние возрастает, а следовательно, растет потребление электроэнергии. The interelectrode distance refers to the height of the dielectric body as 0.008-0.017, in the indicated interval the best electrochemical and technical and economic indicators are provided. So, with a ratio of less than 0.008, the circulation speed increases, which can lead to a decrease in productivity and a decrease in the concentration of chlorine-oxygen compounds, and, consequently, to an unproductive waste of electricity. With a value of 0.017, the interelectrode distance increases, and therefore, the consumption of electricity increases.

Отношение высоты кожуха между электродом и крышкой к высоте кожуха позволяет сформировать зону, где не происходит электролиз, в этой зоне отсутствует газовыделение. Подобная зона позволяет улучшить циркуляцию электролита. The ratio of the height of the casing between the electrode and the cover to the height of the casing allows you to form a zone where electrolysis does not occur, in this zone there is no gas evolution. Such a zone allows to improve the circulation of the electrolyte.

Величина меньше 0,02 не дает практически улучшения циркуляции, а величина больше 0,1 может привести к снижению скорости циркуляции, а следовательно, к снижению электрохимических показателей. A value of less than 0.02 does not practically improve the circulation, and a value of more than 0.1 can lead to a decrease in the circulation speed, and therefore, to a decrease in electrochemical parameters.

Электроды в диэлектрическом кожухе могут быть закреплены в пазах, выполненных на внутренней поверхности двух вертикальных противоположных сторон кожуха, или они могут быть стянуты шпильками и размещены в кожухе. В первом случае снижаются трудозатраты а монтаж электродного блока, во втором можно более точно поддерживать одинаковое расстояние между электродами. The electrodes in the dielectric casing can be fixed in grooves made on the inner surface of two vertical opposite sides of the casing, or they can be pulled together with pins and placed in the casing. In the first case, labor costs are reduced and the installation of the electrode block, in the second, it is possible to more accurately maintain the same distance between the electrodes.

Блок электродов можно формировать и заливкой самих электродов жидким диэлектрическим материалом. The electrode block can also be formed by pouring the electrodes themselves with liquid dielectric material.

Таким образом, предложенный блок позволяет эффективно получать дезинфицирующие растворы на основе хлоркислородных соединений, которые могут быть использованы в различных областях. Thus, the proposed unit allows you to effectively obtain disinfectant solutions based on chlorine-oxygen compounds, which can be used in various fields.

Claims

1. ELECTRODE BLOCK FOR PREPARATION OF CHLORIC OXYGEN SALTS OF ALKALI METALS, including a casing with a set of plane-parallel electrodes made of titanium, the extreme ones of which are made monopolar and placed between them are bipolar, with the anode and the anode sides of the bipolar electrodes being coated with a different oxide coating the casing is made dielectric and closed from the ends, parallel slots are made in the end walls with a width equal to the interelectrode distance, and the ratio of the interelectrode distance to the height The electrical enclosure is 0.008 - 0.017 and a ratio of height between the electrode and the casing end wall to the height of the housing - 0.02 - 0.1.

2. The block according to claim 1, characterized in that the casing is equipped with a dielectric handle with a hook.

3. The unit according to claims 1 and 2, characterized in that on the inner opposite vertical sides of the casing, grooves for the electrodes are made.

4. The block according to claims 1 and 2, characterized in that the electrodes are connected by a hairpin.