RU2366616C1 - Method for electrochemical treatment of water salt solutions and device thereof - Google Patents
Method for electrochemical treatment of water salt solutions and device thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366616C1 RU2366616C1 RU2008118926/15A RU2008118926A RU2366616C1 RU 2366616 C1 RU2366616 C1 RU 2366616C1 RU 2008118926/15 A RU2008118926/15 A RU 2008118926/15A RU 2008118926 A RU2008118926 A RU 2008118926A RU 2366616 C1 RU2366616 C1 RU 2366616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diaphragm
- chambers
- electrode
- electrodes
- tubular
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимической обработке водных растворов. Оно может быть использовано преимущественно для обработки растворов солей для промышленного получения из них гидроксидов металлов (щелочей) и кислот.The invention relates to the electrochemical treatment of aqueous solutions. It can be used mainly for the treatment of salt solutions for the industrial production of metal hydroxides (alkalis) and acids from them.
Известны способы электрохимического активирования водных растворов в диафрагменном электролизере, в которых получение конечного продукта заданного качества достигается за счет обеспечения заданного значения окислительно-восстановительного потенциала eh католита и анолита, при котором для активирования водного раствора значение eh не более 850 мВ (патент РФ №2221753, C02F 1/46, 2004 г.) (1).Known methods for the electrochemical activation of aqueous solutions in a diaphragm electrolyzer, in which the final product of a given quality is achieved by providing a given value of the redox potential eh of catholyte and anolyte, in which for activating the aqueous solution the eh value is not more than 850 mV (RF patent No. 2221753,
Этот способ применим для активации водных растворов и не обеспечивает полного расщепления молекул раствора (электролиз), а поэтому не может быть использован для получения щелочей и кислот из солей, т.е. по сути не является аналогом изобретения.This method is applicable for the activation of aqueous solutions and does not provide complete cleavage of the solution molecules (electrolysis), and therefore cannot be used to obtain alkalis and acids from salts, i.e. in fact, is not an analogue of the invention.
Известен способ электрохимической обработки растворов солей в диафрагменном электролизере с получением кислоты в анодной камере и щелочи в катодной. В этом способе электролиз ведут при удельном количестве электричества 3000-4500 Кл/л (согласно притязаниям заявителя), при котором eh католита составляет -(910-940) мВ, a eh анолита +(1250-1260) мВ при плотности тока 156,25 А/м2 (патент РФ №2236893, В01D 53/34, 2003 г.) - прототип(2).A known method of electrochemical processing of salt solutions in a diaphragm electrolyzer with obtaining acid in the anode chamber and alkali in the cathode. In this method, electrolysis is carried out at a specific amount of electricity of 3000-4500 C / l (according to the applicant's claims), in which the eh of catholyte is - (910-940) mV, and the eh of anolyte + (1250-1260) mV at a current density of 156.25 A / m 2 (RF patent No. 2236893, B01D 53/34, 2003) - prototype (2).
Недостатками этого способа являются недостаточное качество получаемой продукции, а также невысокая производительность из-за невысоких значений удельного количества электричества и плотности тока и в результате этого недостаточно высоких значений окислительно-восстановительного потенциала eh католита и анолита.The disadvantages of this method are the insufficient quality of the products obtained, as well as the low productivity due to the low values of the specific amount of electricity and current density and, as a result, the values of the redox potential of eh catholyte and anolyte are not high enough.
Так, чистота получаемой продукции по способу-прототипу составляет не более 90%, в то время как, например, согласно ГОСТу 2263 «Натр едкий» должна составлять не менее 94,0 мас.% гидроксида натрия - для I сорта и 98,5% - для высшего, согласно ГОСТу 2184 «Кислота серная» не менее 92,5 мас.% серной кислоты для I и II сорта и 92,5-94,0 для улучшенного.So, the purity of the products obtained by the prototype method is not more than 90%, while, for example, according to GOST 2263 "Sodium hydroxide" should be at least 94.0 wt.% Sodium hydroxide for grade I and 98.5% - for higher, according to GOST 2184 “Sulfuric acid” not less than 92.5 wt.% sulfuric acid for grades I and II and 92.5-94.0 for improved.
Известны устройства для электрохимической обработки водных растворов в виде диафрагменного электролизера, содержащего емкость, разделенную посредством ионопроницаемой диафрагмы на две камеры, в каждой из которых размещен, по меньшей мере, один электрод, соединенный с соответствующим полюсом источника постоянного тока (например, патент РФ №2177454, C02F 1/46, 2001 г.) (3).Known devices for the electrochemical treatment of aqueous solutions in the form of a diaphragm electrolyzer containing a container divided by an ion-permeable diaphragm into two chambers, each of which has at least one electrode connected to the corresponding pole of a direct current source (for example, RF patent No. 2177454 ,
Недостатками этих устройств являются недостаточная производительность при высоких энергетических затратах, а также недостаточное качество готовой продукции из-за неравномерности обработки по всему объему жидкости и образования застойных зон.The disadvantages of these devices are inadequate performance at high energy costs, as well as insufficient quality of the finished product due to uneven processing throughout the fluid volume and the formation of stagnant zones.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для электрохимического активирования жидкости в виде диафрагменного электролизера, в котором, кроме упомянутых признаков (3), электроды в камерах размещены вертикально, что несколько улучшает условия взаимодействия с обрабатываемым раствором, а также имеются распределители потока жидкости, выполненные в виде перфорированных труб, соединенных с насосом (патент РФ №2221753).Closest to the proposed one is a device for electrochemical activation of a liquid in the form of a diaphragm electrolyzer, in which, in addition to the mentioned features (3), the electrodes in the chambers are placed vertically, which somewhat improves the conditions for interaction with the treated solution, and there are also liquid flow distributors made in the form perforated pipes connected to the pump (RF patent No. 2221753).
Недостатками этого решения являются недостаточная равномерность распределения eh по объему жидкости, т.к. электроды размещены на периферии камеры, а также усложнение и удорожание конструкции за счет наличия дополнительных распределителей потока с собственным насосом.The disadvantages of this solution are the insufficient uniformity of the distribution of eh over the volume of liquid, because electrodes are placed on the periphery of the chamber, as well as the complexity and cost of the structure due to the presence of additional flow distributors with its own pump.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение качества получаемой готовой продукции (кислот и щелочей) за счет обеспечения глубокого электролиза исходных растворов солей.The technical task of the proposed method is to improve the quality of the finished product (acids and alkalis) by providing deep electrolysis of the initial salt solutions.
Технической задачей устройства для осуществления этого способа является повышение эффективности электролиза за счет повышения равномерности распределения eh по объему жидкости при одновременном упрощении и удешевлении конструкции.The technical task of the device for implementing this method is to increase the efficiency of electrolysis by increasing the uniformity of the distribution of eh over the volume of liquid while simplifying and cheapening the design.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе электрохимической обработки водных растворов солей в диафрагменном электролизере обработку ведут при удельном количестве электричества не менее 12000 Кл/л и плотности тока не менее 4000 А/м2, при числовом значении окислительно-восстановительного потенциала католита - не мене 1000 мВ и анолита - не менее 1300 мВ.The stated technical problem is solved in that in the method for the electrochemical treatment of aqueous solutions of salts in a diaphragm electrolyzer, the treatment is carried out with a specific amount of electricity of at least 12,000 C / l and a current density of at least 4000 A / m 2 , with a numerical value of the redox potential of catholyte - not less than 1000 mV and anolyte - at least 1300 mV.
При таких параметрах электрохимической обработки происходит глубокий электролиз водорастворимых солей, т.е. полное разложение исходных реагентов на кислую составляющую (кислоты) и щелочную (гидроксиды щелочных, щелочно-земельных или переходных металлов), в результате чего обеспечивается выход готового продукта высокой чистоты согласно требованиям государственных стандартов.With such parameters of electrochemical treatment, deep electrolysis of water-soluble salts occurs, i.e. complete decomposition of the starting reagents into an acidic component (acids) and an alkaline (alkali, alkaline-earth or transition metal hydroxides), as a result of which a finished product of high purity is obtained in accordance with the requirements of state standards.
Поставленная техническая задача решается также тем, что в устройстве для осуществления этого способа, выполненном в виде диафрагменного электролизера, содержащего емкость, разделенную посредством ионопроницаемой диафрагмы на две камеры, анодную и катодную, в которых вертикально установлены соответствующие электроды, а также имеются средства для подачи в камеры исходного раствора, новым является то, что для обеспечения равномерности обработки путем распределения eh по всему объему обрабатываемого раствора и ликвидации застойных зон стенки емкости и диафрагма выполнены гофрированными, средства для подачи раствора выполнены в виде эжекторных форсунок, а электроды смонтированы в центральной зоне камер.The stated technical problem is also solved by the fact that in the device for implementing this method, made in the form of a diaphragm electrolyzer, containing a capacitance divided by an ion-permeable diaphragm into two chambers, anode and cathode, in which the corresponding electrodes are vertically mounted, and there are also means for supplying chambers of the initial solution, new is that to ensure uniform processing by distributing eh over the entire volume of the treated solution and eliminating stagnant zones with Enki container and diaphragm are corrugated, the means for supplying solution formed as the ejector nozzles and the electrodes are mounted in the central zone of chambers.
При этом диафрагма может быть выполнена плоскостной, а электроды трубчатыми или стержневыми.In this case, the diaphragm can be made planar, and the electrodes tubular or rod.
Для повышения эффективности электролиза за счет увеличения площади контакта жидкости с электродами диафрагма может быть выполнена в виде цилиндра, размещенного в центре емкости с образованием внутренней камеры, в центре которой расположен трубчатый или стержневой электрод, а второй электрод выполнен цилиндрическим и установлен коаксиально диафрагме в наружной камере.To increase the efficiency of electrolysis by increasing the area of contact of the liquid with the electrodes, the diaphragm can be made in the form of a cylinder placed in the center of the tank with the formation of an inner chamber, in the center of which there is a tubular or rod electrode, and the second electrode is cylindrical and mounted coaxially with the diaphragm in the outer chamber .
Предлагаемое устройство схематично показано на чертеже, где:The proposed device is schematically shown in the drawing, where:
на фиг.1 - дан общий вид, продольный разрез, вариант I;figure 1 - is a General view, a longitudinal section, option I;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;figure 2 is a section aa in figure 1;
на фиг.3 - общий вид, продольный разрез, вариант II;figure 3 is a General view, a longitudinal section, option II;
на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3.figure 4 is a section bB in figure 3.
Предлагаемый способ проводят в диафрагменном электролизере, обе камеры которого, катодную и анодную, заполняют исходным водным раствором неорганических или органических солей металлов: щелочных (Na, K), щелочно-земельных (Ca, Mg), переходных (Fe). Процесс ведут при удельном количестве электричества не менее 12000 Кл/л и плотности тока не менее 4000 А/м2, при числовом значении eh католита - от 1000 мВ, а анолита - от 1300 мВ. При этом обеспечивается полное разложение (электролиз) исходного раствора на кислые и щелочные компоненты и образование в анодной зоне кислот (H2SO4, HNO3, CH3COOH и др.), а в катодной зоне - гидроксидов (например, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2 и др.) согласно химическим реакциям 1-5 на примере солей натрия:The proposed method is carried out in a diaphragm electrolyzer, both chambers of which, cathodic and anodic, are filled with an initial aqueous solution of inorganic or organic metal salts: alkaline (Na, K), alkaline-earth (Ca, Mg), transition (Fe). The process is conducted with a specific amount of electricity of at least 12,000 C / l and a current density of at least 4000 A / m 2 , with a numerical value eh of catholyte - from 1000 mV, and anolyte - from 1300 mV. This ensures complete decomposition (electrolysis) of the initial solution into acidic and alkaline components and the formation of acids in the anode zone (H 2 SO 4 , HNO 3 , CH 3 COOH, etc.), and in the cathode zone, hydroxides (for example, NaOH, KOH , Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 , etc.) according to chemical reactions 1-5 on the example of sodium salts:
В таблице 1 приведены результаты исследования эффективности электролиза солевого раствора в зависимости от параметров процесса.Table 1 shows the results of a study of the effectiveness of electrolysis of saline solution depending on the process parameters.
Устройство для осуществления указанного способа представляет собой диафрагменный электролизер, содержащий в первом варианте (фиг.1-2) емкость 1 прямоугольной формы из диэлектрического материала с гофрированными стенками 2, разделенную посредством ионопроницаемой плоскостной диафрагмы 3 на две камеры 4 и 5. По центру каждой камеры вертикально смонтированы, по меньшей мере, по одному электроду 6 и 7 трубчатой или стержневой формы, электрически соединенных с разноименными полюсами источника постоянного тока (не показан), в результате чего один из электродов, в частности 6, является положительно заряженным, т.е. анодом, а электрод 7 - отрицательно заряженным, т.е. катодом, с возможностью, при необходимости, изменения их полярности.A device for implementing this method is a diaphragm electrolyzer containing in the first embodiment (Fig. 1-2) a
В нижней части емкости имеется средство для подачи в камеры исходного раствора, выполненное в виде коллектора 8, с размещенными в камерах 4 и 5 эжекторными форсунками 9 с всасывающими патрубками 10. В верхней части емкости 1 имеются патрубки 11 для вывода готового продукта.In the lower part of the tank there is a means for feeding the source solution into the chambers, made in the form of a
Во втором варианте (фиг.3-4) диафрагма 3 выполнена в виде цилиндра с гофрированной поверхностью, установленного вертикально в центре емкости 1, при этом одна из камер 4 находится во внутренней полости диафрагмы, а вторая 5 - снаружи. В центре камеры 4 вертикально размещен трубчатый или стержневой электрод 6, а в камере 5 установлен коаксиально диафрагме 3 электрод 7, выполненный в виде цилиндра. При этом емкость 1 может быть прямоугольной или круглой (предпочтительнее).In the second embodiment (Figs. 3-4), the
Первый вариант устройства (фиг.1-2) проще в изготовлении, однако второй вариант (фиг.3-4) эффективнее за счет увеличения площади контакта обрабатываемого раствора с электродами и более равномерного распределения eh по объему жидкости.The first variant of the device (Fig.1-2) is easier to manufacture, however, the second variant (Fig.3-4) is more effective due to the increase in the contact area of the treated solution with the electrodes and a more uniform distribution of eh throughout the liquid volume.
Устройство работает следующим способом.The device operates as follows.
Обрабатываемый раствор соли подают в камеры 4 и 5 через эжекторные форсунки 9, обеспечивающие вихреобразование потоков жидкости, взаимодействие которых с гофрированными стенками 2 емкости и гофрированной диафрагмой 3 усиливает это вихреобразование. Это предотвращает образование застойных зон и способствует более равномерному перемешиванию слоев и, следовательно, более эффективной обработке всей массы жидкости в камерах. Этому же способствует размещение электродов по центру камеры.The processed salt solution is fed into the
От источника тока на электроды поступает электрический ток с заданными параметрами, приведенными в описании «Способа», что обеспечивает заданные значения eh католита и анолита, в результате чего в анодной камере образуется кислота, а в катодной - гидроксиды, которые через выходные патрубки 11 удаляют из аппарата. Цикл повторяют.An electric current is supplied from the current source to the electrodes with the specified parameters given in the description of the “Method”, which provides the specified eh values of catholyte and anolyte, as a result of which acid is formed in the anode chamber and hydroxides are formed in the cathode chamber, which are removed from the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118926/15A RU2366616C1 (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Method for electrochemical treatment of water salt solutions and device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118926/15A RU2366616C1 (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Method for electrochemical treatment of water salt solutions and device thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2366616C1 true RU2366616C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41166530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118926/15A RU2366616C1 (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Method for electrochemical treatment of water salt solutions and device thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366616C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796509C1 (en) * | 2022-07-26 | 2023-05-24 | Вадим Борисович Торшин | Method for electrochemical disposal of waste water |
-
2008
- 2008-05-13 RU RU2008118926/15A patent/RU2366616C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796509C1 (en) * | 2022-07-26 | 2023-05-24 | Вадим Борисович Торшин | Method for electrochemical disposal of waste water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103060834B (en) | A kind of technological process of electrolytic sulfite | |
CN101880888B (en) | Preparation method of nickel aminosulfonate | |
EA013774B1 (en) | Device for the electrochemical treatment of the water and the water solutions | |
CN202201742U (en) | Neutral hydrogen-rich water electrolysis device | |
CN201809447U (en) | Columnar membrane electrolytic tank for electrolyzing gold from cyanided pregnant solution | |
RU2366616C1 (en) | Method for electrochemical treatment of water salt solutions and device thereof | |
RU148901U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS | |
CN106976894B (en) | A kind of method that lithium chloride electrotransformation directly prepares lithium carbonate | |
CN101956210A (en) | Electrode plate of electrolytic tank | |
US3511765A (en) | Carrying out electrochemical reactions | |
CN202323062U (en) | Device for preparing superfine metal powder with membrane electrolytic method | |
RU51613U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF WATER OR AQUEOUS SOLUTIONS | |
RU2413797C1 (en) | Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product | |
RU86952U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING ELECTROACTIVATED LIQUIDS | |
RU189424U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS | |
RU2096337C1 (en) | Installation for electrochemically cleaning water and/or aqueous solutions | |
RU138577U1 (en) | DEVICE FOR WASTE WATER TREATMENT FOR PRODUCTION OF PRINTED CIRCUIT BOARDS CONTAINING ALCOHOLIC PHOTO RESIST SPF-VSC | |
CN101956212A (en) | Vibrating electrolysis bath | |
RU2631428C1 (en) | Method for electrochemical synthesis of alkali metal ferrates | |
RU2400436C1 (en) | Water electrochemical activation module | |
CN104831310A (en) | Method for the electrochemical production of 2,2,4-trimethyl adipic acid and 2,4,4-trimethyl adipic acid | |
RU2475456C2 (en) | Installation for water salt solutions hydrolysis | |
RU2700504C1 (en) | Device for electrochemical treatment of water in duct with increased period of preservation of treated water properties | |
RU2494975C1 (en) | Device for obtaining disinfectant solution | |
RU2454489C1 (en) | Electrochemical cell for treatment of electrolyte solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120514 |