RU2100287C1 - Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2100287C1
RU2100287C1 RU9696123170A RU96123170A RU2100287C1 RU 2100287 C1 RU2100287 C1 RU 2100287C1 RU 9696123170 A RU9696123170 A RU 9696123170A RU 96123170 A RU96123170 A RU 96123170A RU 2100287 C1 RU2100287 C1 RU 2100287C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
source
voltage
pulses
electrolyzer
Prior art date
Application number
RU9696123170A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96123170A (ru
Inventor
Изот Федорович Мельников
Николай Николаевич Найда
Анатолий Григорьевич Николаев
Николай Карпович Пушняков
Original Assignee
Вестерн Пасифик Компани Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вестерн Пасифик Компани Инк. filed Critical Вестерн Пасифик Компани Инк.
Priority to RU9696123170A priority Critical patent/RU2100287C1/ru
Priority to PCT/RU1997/000228 priority patent/WO1998027012A1/ru
Priority to EP97933933A priority patent/EP0885848A4/en
Priority to ES97933933T priority patent/ES2138943T1/es
Priority to AU37111/97A priority patent/AU3711197A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2100287C1 publication Critical patent/RU2100287C1/ru
Publication of RU96123170A publication Critical patent/RU96123170A/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • 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
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • 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
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4616—Power supply
    • C02F2201/46175—Electrical pulses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химии и металлургии, а именно к способу электрохимической обработки водных растворов и устройству для его осуществления. Способ электрохимической обработки водных растворов с использованием энергии импульсов прямого и обратного тока, передаваемых от источника переменного напряжения низкой, в том числе промышленной частоты, при дозировании соотношения количества электричества в этих импульсах заключается в том, что упомянутые импульсы формируют наложением переменной составляющей тока источника на постоянную составляющую тока, при этом дозирование соотношения в импульсах регулируют изменением постоянной составляющей тока по закону I0 = 4fC (Uм-U0/K), где при использовании емкостного дозатора: f - частота изменения тока источника переменного напряжения, Гц; С - емкость конденсатора, мкФ; Uм - амплитудное значение напряжения источника, В; U0 - постоянная составляющая падения напряжения на электролизере,В; К = 1,2,8... - коэффициент передачи по напряжению формирователя импульсов тока. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к разделу химии и металлургии, а именно к способам обработки воды и водных растворов с использованием электрической энергии, а также к устройствам для питания электролизеров. Оно может быть использовано в других областях техники, применяющих электрический ток в растворах электролитов для получения чистых веществ (в электрометаллургии, гальванотехнике и пр.) и их электрохимической обработки.
В настоящее время широко известны и массово применяются различные способы электрохимической обработки (ЭХО) непрерывным и пульсирующим, то есть импульсным током (в том числе и с периодической заменой полярности электродов в электролизере), а также с наложением на процессы в электролизере магнитного поля. В энергосберегающих производствах очистки водных растворов с наложением магнитного поля используют полиградиентное магнитное поле напряженностью 0,7-0,8 Т при градиенте напряженности 0,1-1,5 Т/см [1] а в устройствах, реализующих подобные способы, электроды соединяют с магнитами различными полюсами, при этом магниты выполняют в виде ферритовых пластин или в виде квадратов [1]
Известен также энергосберегающий способ очистки сточных вод с периодической сменой полярности электродов, процесс обработки в котором ведут с использованием переменного тока частотой 45-50 Гц при средней плотности обратного импульса, равной 0,05-0,4 плотности прямого импульса [2] Импульсы прямого тока, обеспечивая осуществление требуемых электрохимических процессов в электролизере, вызывают поляризацию в их электрохимической системе (ЭХС), а импульсы обратного тока, производя деполяризацию ЭХС, позволяют снизить энергозатраты на обработку вод.
Известен способ электрохимической обработки водных растворов с использованием энергии импульсов прямого и обратного тока, передаваемых от источника переменного напряжения низкой, в том числе промышленной частоты, при дозировании соотношения количества электричества в этих импульсах. Периодическая замена полярности электродов в аппаратах, то есть чередование импульсов прямого и обратного токов, обеспечивает деполяризацию ЭХС в аппаратах и уменьшает отложения на их электродах [3]
Известно устройство для питания электролизера, содержащее два входных вывода для подключения к источнику электрической энергии переменного напряжения через трансформатор или непосредственно, два выходных вывода для соединения с положительным и отрицательным электродами электролизера, два вентиля, образующих последовательно-согласную цепочку, катод одного вентиля которой соединен с положительным электродом, свободный анод другого вентиля этой цепочки с отрицательным электродом электролизера, а точка соединения выводов обоих вентилей через токоограничитель-дозатор энергии источника соединена с одним входным выводом [4] (фиг.5). На этой упрощенной схеме не показаны фильтр с активированным углем, бак исходной воды, насос и другие неэлектротехнические элементы устройства. Недостатком этого устройства является относительно сложная схема формирования импульсов прямого тока и сравнительно большие потери мощности в формирователе, обусловленные проведением тока в этих импульсах минимум через два вентиля-диода, а также очень малое значение обратного тока равного току утечки диодов. Кроме того, принимая во внимание сравнительно низкие значения постоянной составляющей U0 падения напряжения на электролизере (порядка 20-30 В), такое устройство при питании его от сети напряжением 220 В характеризуется КПД не выше 10% Это обстоятельство вынуждает использовать в цепях питания электролизера понижающие трансформаторы (на схеме фиг.5 представлен автотрансформатор типа ЛАТР), ухудшающие технико-экономические показатели устройства, реализующего рассмотренный выше способ обработки водных растворов.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологии и создание условий для автоматизации технологических процессов электролиза. Технический результат улучшение технико-экономических показателей электролизеров путем упрощения схемы их электропитания и сокращения в них потерь энергии, а также уменьшение отложений на электродах и ограничение опасности перенапряжения. Для этого в изобретении упомянутые импульсы тока (прямые и обратные) формируют наложением переменной составляющей тока источника на постоянную составляющую тока, при этом дозирование соотношения в импульсах регулируют изменением постоянной составляющей тока по закону (при использовании емкостного дозатора энергии):
I0 4fC(Uм U0/K), (1)
где f частота изменения тока источника переменного напряжения, Гц;
С емкость конденсатора, мкФ;
Uм амплитудное значение напряжения источника, В;
U0 постоянная составляющая падения напряжения на электролизере, В;
К коэффициент передачи по напряжению формирователя импульсов тока (К 1,2;).
В устройстве в качестве токоограничителя-дозатора энергии (ТДЭ) источника переменного напряжения использован конденсатор, а само устройство снабжено вторым конденсатором и пороговым элементом (например, стабилитроном либо тиристором), при этом другой входной вывод соединен с отрицательным выходным выводом устройства непосредственно и через пороговый элемент с положительным выходным выводом и одной обкладкой второго конденсатора, другая обкладка которого подключена к точке соединения входного вывода с токоограничителем-дозатором энергии упомянутого источника.
На фиг. 1-4 представлены четыре варианта схемы устройства питания электролизера для реализации предложенного способа ЭХО водных растворов.
Устройство по схеме фиг.1 содержит два входных вывода 1 и 2 для подключения к источнику электрической энергии переменного напряжения 3 через трансформатор или непосредственно, два выходных вывода 4 и 5 для соединения соответственно с положительным и отрицательным электродами электролизера 6, четыре вентиля-диода 7-10, соединенных по схеме электрического моста 11. Клеммы входной диагонали этого моста через токоограничитель-дозатор энергии 12 источника подключены к входным выводам 2 и 1, которые через токоограничители деполяризаторы 13 и 14 соответственно связаны электрически с выходными выводами 5 и 4 электродов электролизера. Так как при использовании в качестве токоограничителя-дозатора активного сопротивления-резистора потери мощности в нем, снижая КПД устройства, ухудшают его энергетические показатели, в качестве ТДЭ целесообразно использовать так называемое реактивное сопротивление, потери в котором обратно пропорциональны его электрической добротности. В связи с тем, что силовые дроссели имеют сравнительно невысокую добротность (порядка 12-20) и при их последовательном включении с источником удлиняют импульсы тока, в качестве ТДЭ целесообразно использовать конденсаторы, укорачивающие длительность импульсов тока и характеризуемые высокой (порядка 100-250) добротностью. По причине высокой добротности конденсаторов их целесообразно применять и в качестве деполяризующих сопротивлений 13 и 14, образующих цепь непрерывного протекания переменного тока по контуру: 1-14-4-6-5-13-2-3 и обратно.
Рассмотрим работу описанного устройства при реализации заявленного способа ЭХО раствора в электролизере. Так как при ЭХО водных растворов через электролизер 6 необходимо пропускать импульсы прямого и обратного тока, покажем, как эти импульсы формируются в устройствах по схемам фиг. 1-4. Как указано выше, в качестве токоограничителя-дозатора энергии 12 (фиг.1) используется конденсатор и в качестве деполяризующих сопротивлений 13 и 14 также используют конденсаторы. Так как формирование импульсов производят наложением переменной составляющей тока на постоянную, а количество электричества в обратных импульсах тока значительно меньше количества электричества в прямых импульсах, сопротивление конденсаторов 13 и 14 должно быть много больше, чем конденсатора 12, то есть емкость ТДЭ больше, чем емкость деполяризующих конденсаторов (ДК) 13 и 14. При подключении к входным выводам 1 и 2 источника 3 энергия последнего передается в электролизер 6 двумя путями: через ТДЭ-конденсатор 12 и ДК 13 и 14. Наличие в цепях с ТДЭ диодов выпрямителя 11, характеризуемых существенно нелинейными характеристиками, приводит к нелинейному характеру процессов в рассматриваемой системе, однако процессы в цепи с деполяризующими конденсаторами являются гладкими, и ток в этой цепи пропорционален напряжению источника 3 и обратно пропорционален сопротивлению конденсаторов 13 и 14. Среднее за полупериод (постоянная составляющая за полупериод) значение этого тока составляет примерно 63,7% от его амплитудного значения, а среднее значение за период равно нулю, то есть цепь с ДК не пропускает постоянную составляющую тока источника. Несмотря на существенно нелинейный характер процессов в цепи с выпрямителем, нами установлено, что угловая длительность импульсов прямого тока меньше 180 эл. градусов и уменьшается по мере увеличения относительного значения постоянной составляющей падения напряжения на электролизере U * 0 , то есть отношения падения напряжения на электролизере к амплитудному значению напряжения источника U * 0 = U0/Uм, стремящегося к единице, так как импульс тока завершается в момент достижения напряжением источника своего амплитудного значения. Однако постоянная составляющая тока в электролизере описывается формулой
I0 4fC(Uм U0) (2)
где С емкость ТДЭ (конденсатор 12).
Импульсы этого тока, являющегося положительным прямым, протекая по цепи 3-1-10-4-6-5-7-12-2-3 в одном и по цепи 3-2-12-8-4-6-5-9-1-3 в другом полупериоде изменения тока источника, имеют угловую длительность меньше 180 эл. град. накладываясь на переменный ток, изменяющийся по гармоническому закону, формируют в электролизере импульсы прямого и обратного тока, величина переменной составляющей которого пропорциональна емкости конденсаторов 13 и 14, а постоянная составляющая пропорциональна емкости конденсатора 12. Устройство для питания упрощается, и потери мощности в нем сокращаются, если его выполнить по схеме фиг.2. В этом случае электролизер 6, имеющий четное количество ячеек, снабжают отводом от его средней точки по электрическому питанию, которую объединяют с входным выводом 2, а диоды 7 и 8 соединяют по полумостовой схеме. Такое соединение двух ячеек (секций) электролизера 6 с источником, вентилем и конденсаторами позволяет уменьшить вдвое потери в вентилях выпрямителя, так как на два независимых переменных тока в этих ячейках, протекающих по цепям 3-1-14-4-6-2-3 и обратно и 3-1-13-5-6-2-3 и обратно накладываются импульсы прямого тока, формируемые соответственно в цепях 3-1-12-8-4-6-2-3 и 3-2-6-5-7-12-1-3. Прямой ток здесь проходит всего лишь через один диод 8(7), и потери вдвое меньше, чем в мостовых выпрямителях по схемам фиг.1 и фиг.5.
Ток I0 в этом устройстве также определяется формулой (2) однако этот ток проходит поочередно через две ячейки, то есть две секции, каждая из которых может содержать несколько ячеек электролизера, и ток в секции вдвое меньше, чем в обобщенной нагрузке, которой служит электролизер в устройстве по схеме фиг. 1. Но при этом необходимо учитывать, что при питании двухсекционного электролизера постоянная составляющая падения напряжения на секции вдвое меньше,чем падение на двух секциях электролизера, и поэтому ток, определяемый формулой (2), увеличивается. Данное обстоятельство позволяет уменьшить емкость конденсатора 1 по сравнению с его емкостью по схеме фиг.1. Однако для реализации этого устройства необходимо иметь четное количество ячеек, а электролизер должен быть снабжен электрическим отводом от его средней точки, что не всегда достижимо. Указанный недостаток ограничивает область использования данного устройства.
В заявляемом устройстве (фиг. 3) к двум входным выводам 1 и 2 через трансформатор или непосредственно подключается источник 3 переменного напряжения низкой, в том числе промышленной частоты, а к двум выходным выводам 4 и 5 подключены соответственно положительный и отрицательный выводы электролизера 6. Два вентиля-диода 7 и 8 образуют последовательно-согласную цепочку, при этом катод диода 8 соединен с положительным 4, а анод диода 7 с отрицательным 5 выводами. Точка соединения обоих вентилей 7 и 8 через ТДЭ-конденсатор 12 подключена к входному выводу 2, а вывод 1 подключен к отрицательному выходному выводу 5 непосредственно и через пороговый элемент защиты 15 к положительному выходному выводу 4 и обкладке конденсатора 14, другая обкладка которого подключена к выводу 2 точке соединения этого вывода с ТДЭ-конденсатором 12.
На фиг. 1 представлена схема питающего устройства с токоограничителем-дозатором и токоограничителями деполяризаторами на активных сопротивлениях; на фиг. 2 схема питающего устройства с реактивным (емкостным) токоограничителемдозатором и токоограничителями-деполяризаторами (для электролизера с четным количеством ячеек); на фиг. 3 схема питающего устройства с реактивными (емкостными) токоограничителями-дозаторами и токоограничителем-деполяризатором; на фиг. 4 схема двухтактного питающего устройства с увеличенной постоянной составляющей тока; на фиг.5 схема прототипа.
Работа этого устройства осуществляется следующим образом. При нулевых начальных условиях к выводам 1 и 2 подается напряжения источника 3, полупериод, в котором к выводу 1 приложено положительное, а к выводу 2 - отрицательное напряжение, будем считать нечетным (первым, третьим и т.д.), а следующие полупериоды четными (второй, четвертый и т.д.). Считаем, что емкость конденсатора 12 много больше емкости конденсатора 14. В цепи, содержащей этот ДК в каждом нечетном полупериоде по каналу 3-1-5-6-4-14-2-3, будет протекать ток от катода к аноду, который в электролизере принято считать обратным. Величина этого тока пропорциональна напряжению источника и обратно пропорциональна сопротивлению конденсатора 14. В четном полупериоде направление тока в электролизере изменяется на противоположное, то есть ток будем именовать прямым, проходящим по цепи 3-2-14-4-6-5-1-3.
Изменение емкости конденсатора 14 однозначно влечет к изменению переменного тока в рассмотренной цепи с электролизером, то есть при изменении емкости конденсатора 14 соответственно изменяется количество электричества в интервалах прямого и обратного импульсов этого переменного тока. Помимо рассмотренных процессов в этом устройстве в первом полупериоде, когда напряжение возрастает от нуля до максимума, через диод 7 производится заряд ТДЭ-конденсатора 12, в результате чего на его верхней (по схеме фиг.3) обкладке будет положительный потенциал, то есть напряжение на этом конденсаторе встречное по отношению к напряжению источника 3 в сумме с напряжением источника 3 не превышает падения напряжения на диоде 7 до тех пор, пока напряжение источника не достигнет максимума. В этот момент процесс заряда конденсатора 12 прекратится. Начиная момента, когда в нечетном полупериоде напряжение источников убывает (по закону косинуса) по абсолютной величине при закрытом диоде 7, увеличивается напряжение в цепи: конденсатор 12-источник 3. При нулевых условиях, когда напряжение на электролизере 6 можно было считать равным нулю в первом полупериоде, открывается диод 8, и по цепи 3-2-12-8-4-6-5-1-3 пройдет импульс прямого тока. Этот ток, изменяясь по закону синуса, достигнет своего максимального значения, когда напряжение источника 3 станет равным нулю, а конденсатор 12 полностью разрядится. Во втором и последующих четных полупериодах полярность напряжения источника 3 изменится на противоположную, и его напряжение вновь будет возрастать от нуля до максимума, увеличиваясь по закону синуса, а ток в цепи с ТДЭ будет уменьшаться по закону косинуса и через 90 эл.градусов ток упадет до нуля, когда напряжение источника вновь станет максимальным. Конденсатор 12 в этот момент, имея положительный потенциал на нижней по схеме фиг.3 обкладке, зарядится до напряжения, равного разности амплитудного значения напряжения источника 3 и падения напряжения на электролизере 6. Диод 8 при этом закрывается. Во второй половине четного полупериода, когда напряжение источника 3 вновь будет убывать (по закону косинуса), открывается диод 7, и конденсатор 12 начнет вновь перезаряжаться до тех пор, пока напряжение источника в следующем нечетном полупериоде не достигнет своего максимального амплитудного значения Uм.
Далее процессы формирования постоянной составляющей импульсов тока с помощью ТДЭ-конденсатора 12 повторяются циклически. Проведение через электролизер 6 в каждом периоде изменения напряжения источника 3 двух импульсов (прямого и обратного) переменного тока и однополярного, не имеющей отрицательной составляющей прямого импульса постоянной составляющей тока I0, описываемой уравнением I0 4fC(Uм 0,5U0) (3), когда относительное значение падения напряжения на электролизере U * 0 изменяется в интервале от нуля до 2 в рассматриваемом устройстве, обеспечивающем удвоение напряжения,и поэтому характеризуемом коэффициентом передачи по напряжению импульсов тока К=2, обеспечивает наложение постоянной составляющей тока источника I0 на переменную составляющую тока. Строго говоря, импульсы прямого тока представляют собой импульс, содержащий сумму двух импульсов: прямого импульса переменного тока и прямого импульса постоянной составляющей тока. Так как обратный импульс, создаваемый переменным током, осуществляет деполяризацию в электролизере и направлен навстречу прямому импульсу переменного тока, производительный ток в электролизере необходимо оценивать именно постоянной составляющей тока в электролизере.
В целях ограничения опасности возникновения перенапряжений на выводах электролизера 6, например, при разрыве цепи, между выходными выводами 4 и 5, к этим выводам подключен пороговый элемент 15. Таким элементом может быть, например, динистор либо тиристор, аноды которых подключают к выводу 4, а катоды к выводу 5. Управление тиристором можно осуществлять с помощью параллельно включенного высокоомного переменного резистора, вывод движка которого через стабилитрон связан с управляющим электродом тиристора.
При сравнительно малых рабочих токах в электролизере их защиту можно осуществлять стабилитроном, катод которого подключен к положительному, а анод к отрицательному электродам электролизера. Этот стабилитрон выбирают на напряжение пробоя, превышающее значение постоянной составляющей падения напряжения на электролизере, но не выше уровня аварийного ограничения. Такой пороговый элемент можно включать также в устройствах по фиг. 1 и 2, а также по фиг. 4. При четном количестве ячеек в электролизере и наличии вывода от его средней точки электропитание последнего может быть осуществлено по схеме фиг. 4, являющей собой двухтактный вариант устройства по фиг.3. Действительно, источник 3 через диоды 7,8 и конденсаторы 12,14 питает ячейки нижнего по схеме блока электролизера 6, а через диоды 17,18 и конденсаторы 112, 114 (в нумерацию последних введена на первую позицию цифра 1, не искажающая порядкового номера этих элементов) ячейки верхнего по схеме блока, примыкающего к положительному выводу 4 электролизера 6. В этом устройстве в одном полупериоде импульсы постоянной составляющей тока проводятся через один, а в другом полупериоде через второй блоки (секции) электролизера. Конденсаторы 12 и 112 перезаряжаются со сдвигом по фазе в 180 эл.градусов, а конденсаторы 14 и 114 проводят переменный ток в соответствующих блоках электролизера.
Следует учесть отмеченное выше обстоятельство увеличения постоянной составляющей тока в двухсекционном электролизере по фиг.4 по сравнению с устройством по схеме фиг.3, обусловленное уменьшением вдвое постоянной составляющей падения напряжения на секции электролизера, что согласно формуле (3) увеличивает постоянную составляющую тока в электролизере или позволяет уменьшить емкость конденсатора 12. Выбором емкости ДК (13,14 фиг.2), задается значение переменной составляющей тока в электролизере, а наложение на эту составляющую тока постоянной составляющей тока в электролизере, значение которой регулируют согласно предусмотренному закону (формула (1)) позволяет формировать импульсы прямого и обратного тока в растворах с требуемым соотношением количества электричества в этих импульса, то есть производить электрохимическую обработку растворов с использованием знакопеременного тока при требуемой плотности прямых и обратных импульсов.
Можно показать, что при использовании емкостного дозатора энергии в устройствах-формирователях импульсов тока с большими значениями коэффициента передачи по напряжению (К=3;4 и т.д. значения постоянной составляющей падения напряжения на электролизере (или его секциях) уменьшаются, что увеличивает значение постоянной составляющей тока при неизменном значении емкости ТДЭ. Это позволяет выбирать согласно формуле (1) соответственно меньшие значения емкости конденсатора 12 в устройствах по схемам фиг.1-3 или конденсатора 112 в схеме по фиг.4. Формирование импульсов прямого и обратного тока в устройствах осуществляется с помощью реактивных высокодобротных элементов-конденсаторов, потери мощности в них минимальны, а потери в выпрямителе также уменьшаются минимум вдвое.
Следовательно использование вариантов энергосберегающих устройств по схемам фиг. 1-4 позволяет осуществлять ЭХО водных растворов с требуемым соотношением количества электричества в прямых и обратных импульсах, следующих с любой, в том числе промышленной частотой, то есть реализовать заявляемый способ ЭХО растворов.
Таким образом, в способе электрохимической обработки водных растворов с использованием энергии импульсов прямого и обратного тока, передаваемых от источника переменного напряжения низкой, в том числе промышленной частоты при дозировании соотношения количества электричества в этих импульсах, упомянутые импульсы формируют наложением переменной составляющей тока источника на постоянную составляющую тока, при этом дозирование соотношения в импульсах регулируют изменением постоянной составляющей тока по заявленному закону, технико-экономические показатели электролизеров улучшаются. Кроме того, если в устройстве для питания электролизера, содержащем два входных вывода для подключения к источнику электрической энергии переменного напряжения через трансформатор или непосредственно, два выходных вывода для соединения с положительным и отрицательным выводами электролизера, два вентиля, образующих последовательно-согласную цепочку, катод одного вентиля которой соединен с положительным, свободный анод другого вентиля этой цепочки с отрицательным выводами электролизера, а точка соединения выводов обоих вентилей через токоограничитель-дозатор энергии источника соединена с одним входным выводом, в качестве токоограничителядозатора энергии источника использован конденсатор, а устройство снабжено вторым конденсатором и пороговым элементом, при этом другой входной вывод соединен с отрицательным выходным выводом непосредственно и через пороговый элемент с положительным выходным выводом и одной обкладкой второго конденсатора, другая обкладка которого подключена к точке соединения входного вывода с токоограничителем-дозатором энергии упомянутого источника, потери мощности в нем уменьшаются,разрушения покрытий электродов предотвращаются. Кроме того,предотвращаются или резко замедляется образование отложений на электродах и мембранах электролизера. Все это улучшает технико-экономические показатели систем ЭХО растворов.
Экспериментальные исследования электролизера, питаемого от устройств, выполненных по схемам фиг. 2 и 3, подтвердили его хорошую работоспособность и реальность достижения технического результата изобретения.
ЛИТЕРАТУРА
1. SU, авторское свидетельство N 903302, кл.С 02 F 1/46,1980.
2. SU, авторское свидетельство N 929582, кл.С 02 F 1/46,1980.
3. Громогласов А. А. и др. Водоподготовка: процессы и аппараты. М. Энергоиздат, 1990, с.198.
4. Гребенюк В.Д. ЭЛектродиализ. Киев, Технiка, 1976, рис.55, с.126.

Claims (2)

1. Способ электрохимической обработки водных растворов с использованием энергии импульсов прямого и обратного тока, передаваемых от источника переменного напряжения низкой, в том числе промышленной, частоты, при дозировании соотношения количества электричества в этих импульсах, отличающийся тем, что упомянутые импульсы формируют наложением переменной составляющей тока источника на постоянную составляющую тока, при этом дозирование соотношения в импульсах регулируют изменением постоянной составляющей тока по закону
I0 4f•C (Uм) U0 / K),
где при использовании емкостного дозатора
f частота изменения тока источника переменного напряжения, Гц;
С емкость конденсатора, мкФ;
Uм амплитудное значение напряжения источника, В;
U0 постоянная составляющая падения напряжения на электролизере, В;
К 1, 2, коэффициент передачи по напряжению формирователя импульсов тока.
2. Устройство для питания электролизера, содержащее два входных вывода для подключения к источнику электрической энергии переменного напряжения через трансформатор или непосредственно, два выходных вывода для соединения с положительным и отрицательным выводами электролизера, два вентиля, образующих последовательно-согласную цепочку, катод одного вентиля которой соединен с положительным, свободный анод другого вентиля этой цепочки с отрицательным выводами электролизера, а точка соединения выводов обоих вентилей через токоограничитель-дозатор энергии источника соединена с одним входным выводом, отличающееся тем, что в качестве токоограничителя-дозатора энергии источника использован конденсатор, а устройство снабжено вторым конденсатором и пороговым элементом, при этом другой входной вывод соединен с отрицательным выходным выводом непосредственно и через пороговый элемент с положительным выходным выводом и одной обкладкой второго конденсатора, другая обкладка которого подключена к точке соединения входного вывода с токоограничителем-дозатором энергии упомянутого источника.
RU9696123170A 1996-12-14 1996-12-14 Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления RU2100287C1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9696123170A RU2100287C1 (ru) 1996-12-14 1996-12-14 Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления
PCT/RU1997/000228 WO1998027012A1 (fr) 1996-12-14 1997-07-18 Procede de traitement electrochimique de solutions aqueuses et dispositif de mise en oeuvre de ce procede
EP97933933A EP0885848A4 (en) 1996-12-14 1997-07-18 METHOD FOR THE ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF AQUEOUS SOLUTIONS AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD
ES97933933T ES2138943T1 (es) 1996-12-14 1997-07-18 Metodo para el tratamiento electro-quimico de soluciones de agua y dispositivo para la realizacion del mismo.
AU37111/97A AU3711197A (en) 1996-12-14 1997-07-18 Method for the electro-chemical treatment of aqueous solutions and device for realising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9696123170A RU2100287C1 (ru) 1996-12-14 1996-12-14 Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2100287C1 true RU2100287C1 (ru) 1997-12-27
RU96123170A RU96123170A (ru) 1998-09-20

Family

ID=20187911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9696123170A RU2100287C1 (ru) 1996-12-14 1996-12-14 Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0885848A4 (ru)
AU (1) AU3711197A (ru)
ES (1) ES2138943T1 (ru)
RU (1) RU2100287C1 (ru)
WO (1) WO1998027012A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180441U1 (ru) * 2017-12-11 2018-06-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Устройство для разложения воды

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2852455A (en) * 1955-10-21 1958-09-16 Hausner Johann Karl Electrolytic water purification
DE2350078A1 (de) * 1973-03-08 1975-04-10 Bernhard Seubert Verfahren zur reinigung und/oder entkeimung von metallischen wasserrohren
DE2311504A1 (de) * 1973-03-08 1974-09-12 Bernhard Seubert Verfahren zur sterilisation von wasser und/oder waessrigen loesungen durch anodische oxidation mit gleichstrom und impulskomponente
US3954592A (en) * 1974-07-03 1976-05-04 Beeston Company Limited Electrolysis apparatus
US4098673A (en) * 1976-05-19 1978-07-04 Hudson Pulp & Paper Corp. Method and apparatus for removing colloidal suspensions from a liquid
SU850600A1 (ru) * 1979-10-29 1981-07-30 Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженернойгидрогеологии Устройство дл автоматического регу-лиРОВАНи пРОцЕССОВ ОчиСТКи СТОчНыХи пРиРОдНыХ ВОд
SU1214599A1 (ru) * 1984-04-13 1986-02-28 Предприятие П/Я Г-4723 Способ очистки жидкости
SU1271828A1 (ru) * 1985-03-04 1986-11-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод Способ управлени процессом электрохимической очистки сточных вод
US4798661A (en) * 1985-03-25 1989-01-17 Meyer Stanley A Gas generator voltage control circuit
EP0286233B1 (en) * 1987-03-11 1992-01-02 Omco Co. Ltd. Water electrolyzing apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Громогласов А.А. и др. Водоподготовка: процессы и аппараты. - М.: Энергоиздат, 1990, с. 198. 2. Гребенюк В.Д. Электродиализ. - Киев, Изд-во "Техника", 1976, с. 126, рис. 55. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180441U1 (ru) * 2017-12-11 2018-06-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Устройство для разложения воды

Also Published As

Publication number Publication date
ES2138943T1 (es) 2000-02-01
WO1998027012A9 (fr) 1999-07-15
EP0885848A4 (en) 2000-12-20
EP0885848A1 (en) 1998-12-23
WO1998027012A1 (fr) 1998-06-25
AU3711197A (en) 1998-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015537116A (ja) トランスレス方式のオンサイト生成
RU2100287C1 (ru) Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство для его осуществления
CN215344384U (zh) 一种具有脉宽内分段加压功能的交流脉冲原油脱水电源装置
CN113179028A (zh) 一种具有脉宽内分段加压功能的交流脉冲原油脱水电源装置
CN201240902Y (zh) 高频脉冲电凝聚
EP3476032A1 (en) Bipolar dc-dc converter topology using passive voltage reversal
CN112390334A (zh) 电磁波高浓度污水处理工艺
RU2119456C1 (ru) Способ электрохимической обработки водных растворов и устройство
RU2091322C1 (ru) Способ обеззараживания воды
RU2218654C2 (ru) Способ заряда емкостного накопителя электрической энергии и устройства для его осуществления (варианты)
RU215527U1 (ru) Вихревой (индукционный) электролизёр
CN203319747U (zh) 一种电化学工业废水处理设备
CN210458378U (zh) 带有四组平衡电抗器的己二腈电解整流电路
RU2321150C2 (ru) Инвертор тока
SU1386581A1 (ru) Устройство питани установки безреагентной обработки воды из двух последовательно соединенных электролизеров
SU962446A1 (ru) Устройство дл электрохимического укреплени грунта
KR970006466B1 (ko) 수질개선 방법 및 그 장치
RU2076442C1 (ru) Источник питания импульсным током
RU63135U1 (ru) Инвертор тока с квазирезонансной коммутацией
SU1004528A1 (ru) Устройство дл электрохимического укреплени грунта
WO2016187649A1 (en) Sacrificial electrode with pulsed current supply
SU1012410A1 (ru) Последовательный инвертор
RU2081501C1 (ru) Источник питания импульсным током
RU1819155C (ru) Электродиализатор
RU54475U1 (ru) Инвертор тока

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051215