RU2258100C1 - Electrolyzer for production of sodium hypochlorite - Google Patents
Electrolyzer for production of sodium hypochlorite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258100C1 RU2258100C1 RU2004109413/15A RU2004109413A RU2258100C1 RU 2258100 C1 RU2258100 C1 RU 2258100C1 RU 2004109413/15 A RU2004109413/15 A RU 2004109413/15A RU 2004109413 A RU2004109413 A RU 2004109413A RU 2258100 C1 RU2258100 C1 RU 2258100C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- electrolyzer
- sodium hypochlorite
- covers
- cathode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, в частности к технологии электрохимического синтеза гипохлорита натрия.The invention relates to chemical technology, in particular to a technology for the electrochemical synthesis of sodium hypochlorite.
Известен электролизер фильтр-прессного типа для получения гидроксида натрия, содержащий чередующиеся анодные, катодные и неэлектропроводные прокладочные пластины и размещенные между анодными и катодными пластинами ионообменные мембраны с образованием анодных и катодных камер, при этом во всех указанных пластинах выполнены отверстия, образующие при сборке продольные электрически изолированные каналы, сообщенные с анодными и катодными камерами для подачи в них электролита и отвода продуктов электролиза. Увеличение выхода продукта по току достигнуто в нем тем, что во всех указанных пластинах выполнены дополнительные отверстия, образующие при сборке продольные электрически изолированные каналы, сообщенные каждый только с анодными или только с катодными камерами ниже уровня в них электролита [1].A filter-press type electrolyzer for producing sodium hydroxide is known, comprising alternating anode, cathode and non-conductive cushioning plates and ion-exchange membranes placed between the anode and cathode plates to form anode and cathode chambers, and holes are made in all of these plates, forming longitudinal electrically during assembly isolated channels in communication with the anode and cathode chambers for supplying electrolyte to them and removal of electrolysis products. An increase in the current output of the product was achieved in it by the fact that in all of these plates additional holes were made, forming longitudinal electrically isolated channels during assembly, each communicating only with the anode or only with the cathode chambers below the electrolyte level in them [1].
Электролизер имеет достаточно сложное конструктивное исполнение, характеризуется повышенными затратами при ремонтно-профилактическом обслуживании и не может быть использован для получения гипохлорита натрия.The electrolyzer has a rather complicated design, is characterized by increased costs during maintenance and repair, and cannot be used to produce sodium hypochlorite.
Известен электролизер для получения гипохлорита натрия, содержащий прямоугольную ванну с расположенными в ней вертикальными плоско-параллельными электродами, включенными биполярно [2].Known electrolyzer to obtain sodium hypochlorite, containing a rectangular bath with vertical flat-parallel electrodes located in it, turned on bipolar [2].
Электролизер характеризуется пониженным выходом продукта по току вследствие значительной степени электролитической диссоциации этой соли, приводящей к появлению свободного гипохлорит-иона в растворе, который способен к дальнейшему анодному окислению, а также к восстановлению на катоде.The electrolyzer is characterized by a reduced current output due to a significant degree of electrolytic dissociation of this salt, leading to the appearance of a free hypochlorite ion in solution, which is capable of further anodic oxidation, as well as reduction at the cathode.
Известен электролизер для разделения ионов, содержащий прямоугольную ванну и расположенные у противоположных концов ванны электроды в ионитовых чехлах. Обеспечение непрерывности процесса и ускорение разделения в электролизере достигнуты тем, что он снабжен двумя камерами, выполненными с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и расположенными между электродами, при этом стенки камер, обращенные к электродам, выполнены из проницаемых для разделяемых ионов ионообменных мембран, а каждая камера снабжена двумя электродами, расположенными у этих мембран [3]. Электролизер наиболее близок к изобретению по совокупности существенных признаков и принят в качестве прототипа.Known electrolyzer for separation of ions, containing a rectangular bath and located at opposite ends of the bath electrodes in ionite covers. Ensuring the continuity of the process and accelerating the separation in the electrolytic cell is achieved by the fact that it is equipped with two chambers made to rotate around a vertical axis and located between the electrodes, while the chamber walls facing the electrodes are made of ion-exchange membranes permeable to shared ions, and each chamber equipped with two electrodes located at these membranes [3]. The cell is closest to the invention in terms of essential features and adopted as a prototype.
Электролизер в конструктивном исполнении представляет собой сложное стационарное лабораторно-промышленное оборудование и, как и электролизер по [1], характеризуется повышенными затратами при ремонтно-профилактическом обслуживании, при этом размещение камер в межэлектродном пространстве ванны исключает возможность использования его для получения гипохлорита натрия.The electrolyzer in the design is a complex stationary laboratory-industrial equipment and, like the electrolyzer according to [1], is characterized by increased costs during maintenance and repair, while placing the chambers in the interelectrode space of the bath excludes the possibility of using it to produce sodium hypochlorite.
Задача изобретения состоит в создании электролизера с двухкамерной прямоугольной ванной для получения гипохлорита натрия, в котором повышенный выход продукта по току сочетался бы с высокой мобильностью электролизера, его малыми габаритами и весом, а также простотой проведения ремонтно-профилактического обслуживания при эксплуатации, например, в полевых условиях на заготовках силоса.The objective of the invention is to create an electrolytic cell with a two-chamber rectangular bath to obtain sodium hypochlorite, in which an increased current output of the product would be combined with high mobility of the electrolyzer, its small size and weight, as well as the ease of maintenance and repair during operation, for example, in field conditions on silage blanks.
Задача решается тем, что в электролизере для получения гипохлорита натрия, содержащем прямоугольную ванну с двумя камерами, расположенные в ванне вертикальные плоско-параллельные электроды, включенные биполярно и разделенные мембранами, согласно изобретению нижняя и верхняя части ванны снабжены герметичными крышками с патрубками, предназначенными соответственно для входа исходного раствора хлорида натрия и выхода раствора гипохлорита натрия, электроды разделены имеющими с ними одинаковую высоту пористыми мембранами так, что отношение расстояний катод-мембрана и мембрана-анод выбраны из ряда 0,1-1,0, а между крышками ванны и нижними и верхними кромками электродов и мембран образованы соответственно входная и выходная камеры электролизера. Целесообразно электродный блок установить с возможностью перемещения в вертикальной плоскости между крышками ванны.The problem is solved in that in the electrolytic cell for producing sodium hypochlorite, containing a rectangular bath with two chambers, vertical plane-parallel electrodes located in the bath, included bipolar and separated by membranes, according to the invention, the lower and upper parts of the bath are equipped with hermetic covers with nozzles designed respectively for the input of the initial solution of sodium chloride and the output of the sodium hypochlorite solution, the electrodes are separated by porous membranes having the same height, so that the cathode – membrane and membrane – anode distances are selected from the range 0.1–1.0, and the inlet and outlet chambers of the electrolyzer are respectively formed between the bath lids and the lower and upper edges of the electrodes and membranes. It is advisable to install the electrode block with the possibility of movement in a vertical plane between the lids of the bath.
При использовании изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в получении раствора гипохлорита натрия с высоким выходом по току при проточном режиме работы электролизера, при этом конструкция электролизера отличается простотой и высокой ремонтопригодностью, что допускает использование электролизера в полевых условиях, например, для получения больших количеств раствора гипохлорита как консерванта в процессе заготовок силоса.When using the invention, a technical result can be obtained, which is expressed in obtaining a sodium hypochlorite solution with a high current efficiency during flow operation of the electrolyzer, while the design of the electrolyzer is simple and high maintainability, which allows the use of the electrolyzer in the field, for example, to obtain large quantities hypochlorite solution as a preservative in the process of harvesting silage.
Электролизер для получения гипохлорита натрия на чертеже содержит прямоугольную ванну 1 с герметичными крышками 2 и 3, снабженными соответственно входным штуцером 4 и выходным штуцером 5, электродный блок 6 с вертикальными плоско-параллельными электродами 71-n, которые включены биполярно и отделены друг от друга имеющими с ними одинаковую высоту пористыми мембранами 8 так, что отношение расстояний катод - мембрана 9 и мембрана - анод 10 выбрано из ряда 0,1-1,0. Блок электродов 6 в полости ванны 1 установлен между крышками 2 и 3 с образованием входной камеры 11 под нижними кромками электродов и мембран, а также выходной камеры 12 - над верхними кромками электродов и мембран. При этом блок электродов 6 имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости между крышками 2 и 3 для установки объемов камер 11 и 12 в соответствии с характеристиками исходного раствора хлорида натрия и режима электролиза.The electrolyzer for producing sodium hypochlorite in the drawing contains a rectangular bath 1 with sealed covers 2 and 3, equipped respectively with an inlet fitting 4 and an outlet fitting 5, an electrode unit 6 with vertical plane-parallel electrodes 7 1-n , which are bipolar and separated from each other having porous membranes 8 having the same height, so that the ratio of the cathode – membrane 9 and membrane – anode 10 distances is selected from a range of 0.1-1.0. The block of electrodes 6 in the cavity of the bath 1 is installed between the covers 2 and 3 with the formation of the inlet chamber 11 under the lower edges of the electrodes and membranes, as well as the output chamber 12 - above the upper edges of the electrodes and membranes. In this case, the electrode block 6 has the ability to move in a vertical plane between the covers 2 and 3 to set the volumes of the chambers 11 and 12 in accordance with the characteristics of the initial solution of sodium chloride and electrolysis mode.
Электролизер работает следующим образом. Исходный раствор подается внутрь ванны 1 через штуцер 4 в нижней крышке 2, при этом в нижней камере 11 под электродным блоком 6 напор струи раствора ослабевает, в результате скорость протока раствора через все электродные пространства 9 и 10 одинакова, что обеспечивает возможность поддержания оптимального режима электролиза в них. При этом на анодной поверхности электрода 71 происходит окисление хлор-иона до элементарного хлора. Взаимодействуя с водой, элементарный хлор образует в объеме анолита в прианодном пространстве 10 хлорноватистую кислоту. На катодной поверхности электрода 72 в прикатодном пространстве 9 происходит восстановление водорода и в католите в прикатодном пространстве 9 происходит накопление гидроксида натрия. Проточный режим электролиза в электролизере снижает возможность сильного нагрева раствора за счет греющего действия электрического тока и обеспечивает возможность проведения интенсивного режима электролиза при больших плотностях тока без снижения выхода по току. При этом объем анодного пространства 10 больше катодного пространства 9 благодаря несимметричному расположению диафрагмы 8, что обеспечивает дополнительную возможность исключения нагрева анолита, при котором возможно ускорение разложения гипохлорит-иона [4]. Кроме того, наличие диафрагмы 8 приводит к тому, что гипохлорит-ион в анодном пространстве 10 связан в виде малодиссоциированной хлорноватистой кислоты и не подвергается дальнейшему окислению на аноде 71. Продукты электролиза после выхода из электродных пространств смешиваются в верхней камере 12, где происходит химический процесс образования гипохлорита натрия при взаимодействии хлорноватистой кислоты, содержащейся в анолите с гидроксидом натрия из католита. Полученный целевой продукт - гипохлорит натрия - выходит из электролизера через штуцер 5 в верхней крышке 3. Возможность перемещения блока электродов 6 между камерами позволяет в каждом конкретном случае устанавливать объем камеры 12 в соответствии с составом раствора и режимом электролиза.The cell operates as follows. The initial solution is fed into the bath 1 through the nozzle 4 in the lower cover 2, while in the lower chamber 11 under the electrode block 6 the pressure of the solution jet weakens, as a result, the flow rate of the solution through all the electrode spaces 9 and 10 is the same, which makes it possible to maintain the optimal electrolysis mode in them. In this case, on the anode surface of the electrode 7 1 , the chlorine ion is oxidized to elemental chlorine. Interacting with water, elemental chlorine forms hypochlorous acid in the anolyte space in the anode space 10. On the cathode surface of the electrode 7 2 in the near-cathode space 9, hydrogen is reduced and in the catholyte in the near-cathode space 9, sodium hydroxide is accumulated. The flow mode of electrolysis in the electrolyzer reduces the possibility of strong heating of the solution due to the heating action of the electric current and provides the possibility of conducting an intensive electrolysis mode at high current densities without reducing the current efficiency. Moreover, the volume of the anode space 10 is larger than the cathode space 9 due to the asymmetric arrangement of the diaphragm 8, which provides an additional opportunity to exclude heating of the anolyte, in which acceleration of the decomposition of the hypochlorite ion is possible [4]. In addition, the presence of the diaphragm 8 leads to the fact that the hypochlorite ion in the anode space 10 is connected in the form of poorly dissociated hypochlorous acid and is not subjected to further oxidation at the anode 7 1 . The electrolysis products after leaving the electrode spaces are mixed in the upper chamber 12, where the chemical process of the formation of sodium hypochlorite occurs during the interaction of hypochlorous acid contained in the anolyte with sodium hydroxide from catholyte. The obtained target product — sodium hypochlorite — leaves the cell through the nozzle 5 in the top cover 3. The possibility of moving the electrode block 6 between the chambers allows in each case to set the volume of the chamber 12 in accordance with the composition of the solution and the electrolysis mode.
Предлагаемый электролизер обладает преимуществом в сравнении с другими конструкциями, поскольку характеризуется максимальной простотой конструкции, содержащей только два электрических контакта с токоподводами 13 и 14, обладает максимальной ремонтопригодностью и позволяет получать большие объемы раствора гипохлорита натрия в короткие сроки. Электролизер может быть использован для нужд сельскохозяйственного производства, например в кормоприготовлении при закладке силоса, при обработке продуктов животноводства, при дезинфекции крупных объектов и больших помещений. Может быть использован в нефтедобыче для дезинфекции пластовых вод, при дезинфекции местности, и в других отраслях народного хозяйства.The proposed electrolyzer has an advantage in comparison with other designs, because it is characterized by the maximum simplicity of the design, containing only two electrical contacts with current leads 13 and 14, has maximum maintainability and allows to obtain large volumes of sodium hypochlorite solution in a short time. The electrolyzer can be used for the needs of agricultural production, for example, in feed preparation during the laying of silage, in the processing of livestock products, and in the disinfection of large facilities and large rooms. It can be used in oil production for disinfection of produced water, for disinfection of terrain, and in other sectors of the national economy.
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство СССР №1662353, кл. С 25 В 9/00, опубл. 07.07.91, Бюл. №25.1. USSR author's certificate No. 1662353, cl. With 25 V 9/00, publ. 07/07/91, Bull. Number 25.
2. Н.П.Федотьев и др. Прикладная электрохимия, Л., Химия, 1967, с.422-423.2. N.P. Fedotiev et al. Applied Electrochemistry, L., Chemistry, 1967, p. 422-423.
3. Авторское свидетельство СССР №1333716, кл. С 25 В 9/00, опубл. 30.08.87, Бюл. №32 - прототип.3. Copyright certificate of the USSR No. 1333716, cl. With 25 V 9/00, publ. 08.30.87, Bull. No. 32 is a prototype.
4. Н.П.Федотьев и др. Прикладная электрохимия, Л., Химия, 1967, с.423.4. N.P. Fedotiev et al. Applied Electrochemistry, L., Chemistry, 1967, p. 423.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004109413/15A RU2258100C1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Electrolyzer for production of sodium hypochlorite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004109413/15A RU2258100C1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Electrolyzer for production of sodium hypochlorite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2258100C1 true RU2258100C1 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004109413/15A RU2258100C1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Electrolyzer for production of sodium hypochlorite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2258100C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169863U1 (en) * | 2016-04-12 | 2017-04-04 | Открытое акционерное общество "Тамбовское опытно-конструкторское технологическое бюро" (ОАО "Тамбовское ОКТБ") | ELECTROLYZER FOR PRODUCING SODIUM HYPOCHLORITE SOLUTION |
RU213139U1 (en) * | 2022-06-15 | 2022-08-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) | Electrochemical membrane generator of sodium hypochlorite solution |
-
2004
- 2004-03-29 RU RU2004109413/15A patent/RU2258100C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169863U1 (en) * | 2016-04-12 | 2017-04-04 | Открытое акционерное общество "Тамбовское опытно-конструкторское технологическое бюро" (ОАО "Тамбовское ОКТБ") | ELECTROLYZER FOR PRODUCING SODIUM HYPOCHLORITE SOLUTION |
RU214886U1 (en) * | 2022-06-01 | 2022-11-18 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Sodium Hypochlorite Plant |
RU213139U1 (en) * | 2022-06-15 | 2022-08-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) | Electrochemical membrane generator of sodium hypochlorite solution |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5246551A (en) | Electrochemical methods for production of alkali metal hydroxides without the co-production of chlorine | |
CN101392386A (en) | Electrochemistry method for simultaneously producing sodium chlorate and alkaline peroxide | |
US4584080A (en) | Bipolar electrolysis apparatus with gas diffusion cathode | |
JPS599185A (en) | Electrolytic cell of ion exchange membrane method | |
CN101472846A (en) | Device for electrochemical water preparation | |
KR101436139B1 (en) | A electrolysis apparatus | |
KR930001974B1 (en) | Electrolytic production of alkali metal chlorates and perchlorates | |
EP2115445B1 (en) | Internal flow control in electrolytic cells | |
RU2005131463A (en) | METHOD FOR PRODUCING CHLORINE AND CHLORINE-CONTAINING OXIDIZERS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
ES479479A1 (en) | Method for preparing chlorine by electrolysis of hydrochloric acid, and electrolytic cell therefor. | |
RU2258100C1 (en) | Electrolyzer for production of sodium hypochlorite | |
CN201809447U (en) | Columnar membrane electrolytic tank for electrolyzing gold from cyanided pregnant solution | |
KR20110112107A (en) | Electrolysis apparatus | |
CN201793761U (en) | Membrane electrolytic tank for electrolyzing gold in cyanide pregnant solution | |
GB1443690A (en) | Electrolytic cells | |
CN220846296U (en) | Plate-frame type double-channel diaphragm electrolysis chlorine production tank | |
JPS56123386A (en) | Method and apparatus for electrolysis of salt | |
CN220099203U (en) | Light salt water dechlorination device | |
CN1026803C (en) | Bipolar chamber pairing electrolysis method for production of glyoxalic acid | |
AU2013239322A1 (en) | Apparatus for chlorine dioxide generation | |
CN1619015A (en) | Method of producing chlorine dioxide by electrochemistry | |
JP4062917B2 (en) | Method for producing sodium hydroxide | |
RU146357U1 (en) | WATER ELECTROCHEMICAL ACTIVATION MODULE | |
SU1528815A1 (en) | Diaphragm-type electrolyzer for producing chlorine and caustic soda | |
SU709716A1 (en) | Electrolyzer for synthesis of inorganic compounds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160330 |