RU2413797C1 - Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product - Google Patents

Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product Download PDF

Info

Publication number
RU2413797C1
RU2413797C1 RU2009132693/07A RU2009132693A RU2413797C1 RU 2413797 C1 RU2413797 C1 RU 2413797C1 RU 2009132693/07 A RU2009132693/07 A RU 2009132693/07A RU 2009132693 A RU2009132693 A RU 2009132693A RU 2413797 C1 RU2413797 C1 RU 2413797C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
electrolyzer
cylinder
anode
electrochemical
Prior art date
Application number
RU2009132693/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Анатольевич Алейников (RU)
Андрей Анатольевич Алейников
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Уралэкосоил"
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 Закрытое акционерное общество "Уралэкосоил" filed Critical Закрытое акционерное общество "Уралэкосоил"
Priority to RU2009132693/07A priority Critical patent/RU2413797C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413797C1 publication Critical patent/RU2413797C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to electrical devices for producing fertiliser and can be used in making a vertical tubular flow-through cell - reactor for producing humin-containing product, which is hydraulically linked by a proportioning pump to a mixer on a closed circulation circuit, and having discharge pipes which are parallel to each other and lie at a tangent to the surface of a cylinder, and fixed electrodes which are connected to a dc source. The cathode used is a cylindrical housing made from acid resistant non-corrosive metal, on both ends hermetically sealed by insulating covers, between which a graphite anode, for instance, lies flexibly on the axis of the cylinder. The inner surface of the cylinder is also fitted with a soluble electrochemical protector in form of a wavy or spiral corrugated insert, and in the lower part of the non-corrosive container there is a device which magnetises the reaction mass, made, for example, as part of anode-holding annular magnet or solenoid electromagnet, for example in form of the electrical winding of the stator of an electric motor.
EFFECT: high reliability of the reactor.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области производства органо-минеральных удобрений, препаратов, мелиорантов и кондиционеров почв, а также других веществ и растворов с поверхностно-активными, ионно-обменными и биологически активными свойствами. Применение изобретения возможно на примере глубокой комплексной переработки торфа, бурых углей, сапропелей и других гуминосодержащих органических материалов и их отходов.The invention relates to the production of organic-mineral fertilizers, preparations, ameliorants and soil conditioners, as well as other substances and solutions with surface-active, ion-exchange and biologically active properties. The application of the invention is possible on the example of deep complex processing of peat, brown coal, sapropels and other humic-containing organic materials and their waste.

Известен способ получения гуминового концентрата (патент РФ №2125039) в результате электролиза жидкофазной щелочной среды солей гуминовых кислот, экстрагированных щелочным реагентом из природных гуммитов и каустобиолитов угольного ряда с образованием целевого продукта и выводом его из электролита. В качестве жидкофазной щелочной среды солей гуминовых кислот в известном способе используют их водный раствор. Электролиз проводят в единой зоне между анодом и катодом при установлении на аноде электрического потенциала, достаточного для разряда анионов гуминовых кислот, но более низкого, чем потенциал гидроксильных ионов, при этом на поверхности анода образуется целевой гуминовый концентрат.A known method of producing a humic concentrate (RF patent No. 2125039) as a result of electrolysis of a liquid-phase alkaline medium of salts of humic acids extracted with an alkaline reagent from natural gummites and coal caustobiolites with the formation of the target product and its removal from the electrolyte. As a liquid-phase alkaline medium of salts of humic acids in the known method using their aqueous solution. The electrolysis is carried out in a single zone between the anode and cathode when an electric potential is established on the anode sufficient to discharge anions of humic acids, but lower than the potential of hydroxyl ions, while the target humic concentrate is formed on the surface of the anode.

Устройство для осуществления указанного способа состоит из электролизной ванны-катода в виде горизонтально установленного цилиндрического желоба с торцевыми стенками, имеющего подводящие и отводящие патрубки, при этом допускается, что патрубки устанавливаются не только на торцах, но и на цилиндрической поверхности один напротив другого и анод, выполненный либо в виде вращающегося барабана, установленного коаксиально с зазором в указанном желобе, либо в виде набора соосных дисков, установленных в соответствующих отсеках желоба с возможностью вращения относительно его продольной оси, либо в виде барабана с натянутым на барабан бесконечным горизонтальным транспортером. Анод имеет покрытие из диэлектрического материала, например графита или двуокиси рутения. Устройство имеет также приспособление для удаления целевого продукта с поверхности анода, например, в виде скребка.A device for implementing this method consists of an electrolysis bath cathode in the form of a horizontally mounted cylindrical groove with end walls having inlet and outlet nozzles, it being assumed that the nozzles are installed not only at the ends, but also on the cylindrical surface one opposite the other, made either in the form of a rotating drum mounted coaxially with a gap in the specified gutter, or in the form of a set of coaxial disks installed in the corresponding compartments of the gutter with zhnosti rotation about its longitudinal axis, or in the form of a drum with a drum tensioned endless horizontal conveyor. The anode is coated with a dielectric material, such as graphite or ruthenium dioxide. The device also has a device for removing the target product from the surface of the anode, for example, in the form of a scraper.

Недостатком известного устройства является то, что при электролизе раствора солей гуминовых кислот в зоне между катодом и анодом без правильной организации движения электролита по отношению к аноду при выделении на аноде гуминового концентрата в ближайших зонах резко возрастает pH, в результате чего выделившаяся кислота вновь начинает растворяться и из раствора удаляется лишь ее малая часть, а это приводит к дополнительному расходу электроэнергии и незначительному выходу целевого продукта. Вследствие возникновения динамического равновесия между процессами выделения кислоты на аноде и ее растворения в сильнощелочной среде установить электрический потенциал на аноде, достаточный для разряда анионов гуминовых кислот, на более низкий, чем потенциал гидроксильных ионов, не представляется возможным. Потенциал необходимо установить более высоким, в результате чего в электролите происходит интенсивный электролиз воды с выделением водорода на катоде и кислорода на аноде. Все это приводит к увеличению непроизводительного расхода электроэнергии, что снижает эффективность и производительность процесса. Кроме того, из-за большой силы трения в зоне соприкосновения анода и скребка происходит разрушение анода. Даже использование анода с поверхностным покрытием из дорогостоящей двуокиси рутения не решает проблему стойкости электродов. Указанные недостатки обуславливают низкую эффективность способа, его энергоемкость, что приводит к его ограниченному применению в промышленных целях.A disadvantage of the known device is that during electrolysis of a solution of salts of humic acids in the zone between the cathode and the anode without proper organization of the movement of the electrolyte with respect to the anode, when humic concentrate is separated on the anode in the nearest zones, the pH rises sharply, as a result of which the acid released begins to dissolve again and only a small part of it is removed from the solution, and this leads to additional energy consumption and an insignificant yield of the target product. Due to the emergence of a dynamic equilibrium between the processes of acid extraction at the anode and its dissolution in a strongly alkaline medium, it is not possible to establish an electric potential at the anode sufficient for the discharge of humic acid anions to be lower than the potential of hydroxyl ions. The potential must be set higher, as a result of which an intensive electrolysis of water occurs in the electrolyte with the release of hydrogen at the cathode and oxygen at the anode. All this leads to an increase in unproductive energy consumption, which reduces the efficiency and productivity of the process. In addition, due to the high friction force in the contact zone of the anode and the scraper, the anode is destroyed. Even the use of an anode with a surface coating of expensive ruthenium dioxide does not solve the problem of resistance of the electrodes. These shortcomings lead to low efficiency of the method, its energy intensity, which leads to its limited use for industrial purposes.

Известен способ получения гумино-минерального концентрата по патенту РФ №2175652. В известном способе гумино-минеральный концентрат получают путем электролиза жидкофазной щелочной среды солей гуминовых кислот в водной суспензии измельченного гумифицированного материала, экстрагированного щелочным реагентом с образованием целевого продукта и выводом его из электролита. Электролиз водной суспензии солей гуминовых кислот проводят с протеканием электрофореза тонкодисперсных гумино-минеральных частиц и комплексов с образованием на поверхности анода гумино-минеральных веществ. При этом устраняется необходимость тонкой очистки электролита от минеральных, углеродных и органо-минеральных частиц исходного сырья для получения растворов солей гуминовых кислот.A known method of producing a humic-mineral concentrate according to the patent of the Russian Federation No. 2175652. In the known method, a humic-mineral concentrate is obtained by electrolysis of a liquid-phase alkaline medium of salts of humic acids in an aqueous suspension of ground humified material extracted with an alkaline reagent to form the target product and remove it from the electrolyte. The electrolysis of an aqueous suspension of salts of humic acids is carried out by electrophoresis of finely dispersed humic-mineral particles and complexes with the formation of humic-mineral substances on the surface of the anode. This eliminates the need for fine purification of the electrolyte from mineral, carbon and organo-mineral particles of the feedstock to obtain solutions of salts of humic acids.

Одним из недостатком известного способа является то, что он требует применения электрохимической установки с большим количеством движущихся частей, что резко повышает эксплуатационные расходы.One of the disadvantages of this method is that it requires the use of an electrochemical installation with a large number of moving parts, which dramatically increases operating costs.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ получения гумино-минерального концентрата по патенту РФ №2319683, который рассматривается заявителем в качестве прототипа изобретения. В известном способе получения гумино-минерального концентрата солей гуминовых кислот проводят электролиз водной щелочной суспензии измельченного каустобиолита в процессе экстракции щелочным реагентом с образованием целевого продукта и выводом его из электролита, где в качестве каустобиолита берут торф, в суспензию которого дополнительно добавляют щелочной компонент в количестве, достаточном для обеспечения уровня кислотности в интервале pH 9-12, и после механохимической обработки (истирания) его подвергают электролизу с одновременной подачей в межэлектродное пространство водного раствора перекиси водорода с концентрацией 6-30% в количестве, обеспечивающем при заданной скорости циркуляции суспензии накопление растворимых гуминовых соединений. В качестве устройства, реализующего известный способ, используется реактор, состоящий из вертикально расположенного трубчатого проточного электролизера, выполненного из неэлектропроводного материала, с входным и сливным патрубками и с симметрично вмещенными неподвижными графитовыми электродами, анодом и катодом, соединенными с источником постоянного электрического тока, при этом электролизер одновременно гидравлически соединен с помощью насоса-дозатора с технологическим смесителем по замкнутой циркуляционной схеме.Closest to the claimed solution is a method of producing a humic-mineral concentrate according to the patent of the Russian Federation No. 2319683, which is considered by the applicant as a prototype of the invention. In the known method for producing a humic-mineral concentrate of salts of humic acids, an aqueous alkaline suspension of crushed caustobiolite is electrolyzed during extraction with an alkaline reagent to form the target product and its removal from the electrolyte, where peat is taken as a caustobiolite, to the suspension of which an additional alkaline component is added in an amount sufficient to ensure an acid level in the pH range of 9-12, and after mechanochemical treatment (abrasion) it is subjected to electrolysis simultaneously by feeding into the interelectrode space an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 6-30% in an amount that ensures, at a given speed of circulation of the suspension, the accumulation of soluble humic compounds. As a device that implements the known method, a reactor is used, consisting of a vertically arranged tubular flow-through electrolyzer made of non-conductive material, with inlet and drain pipes and symmetrically contained stationary graphite electrodes, an anode and a cathode connected to a constant current source, while the electrolyzer is simultaneously hydraulically connected by means of a metering pump to the process mixer in a closed circulation circuit.

Недостатками известного устройства является то, что при осуществлении способа поступающая в известный электролизер-реактор реакционная масса по мере переработки торфа расслаивается на частицы гуминового полупродукта, на полуразложившиеся растительные остатки и на идущие в реактор вместе с торфом минеральные частицы, которые в результате наличия «мертвых зон» и паразитной турбулентности восходящего потока высаживаются вместе с растительными остатками с боков по периферии электродов и асбоцементной трубы, одновременно замазывая и пассивируя электродные поверхности графитовых электродов более чем на две трети их площади. Во время промышленной эксплуатации прототипа из-за стабильного снижения активности электрохимического процесса по вышеназванным причинам регулярного возникает необходимость демонтажа и промывки электролизера-реактора, который весит около 150 кг.The disadvantages of the known device is that during the implementation of the method, the reaction mass entering the known electrolyzer-reactor as the peat is processed is stratified into particles of the humic intermediate, into semi-decomposed plant residues and into the mineral particles that go into the reactor together with peat, which result from the presence of “dead zones” "And parasitic upward turbulence are planted together with the plant residues from the sides along the periphery of the electrodes and the asbestos-cement pipe, simultaneously lubricating and Assisting the electrode surfaces of graphite electrodes by more than two-thirds of their area. During the commercial operation of the prototype, due to the stable decrease in the activity of the electrochemical process for the above reasons, there is a regular need to dismantle and rinse the electrolyzer-reactor, which weighs about 150 kg.

Техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение интенсивности работы устройства при увеличении выхода гуминосодержащего продукта и снижении эксплуатационных затрат. Заявляемый технический результат достигается тем, что гуминосодержащий продукт получают на новой, более совершенной конструкции электролизера-реактора, включенного в схему устройства для получения гуминосодержащего продукта, который может использоваться для производства органно-минеральных удобрений, препаратов, мелиорантов и кондиционеров почв, а также других веществ и растворов с поверхностно-активными, ионно-обменными и биологически активными свойствами.The technical result, to the solution of which the claimed invention is directed, is to increase the intensity of the device while increasing the yield of the humic-containing product and lower operating costs. The claimed technical result is achieved by the fact that the humic-containing product is obtained on a new, more advanced design of the electrolyser-reactor, included in the circuit of the device for producing a humic-containing product, which can be used for the production of organo-mineral fertilizers, preparations, ameliorants and soil conditioners, as well as other substances and solutions with surface-active, ion-exchange and biologically active properties.

Технический результат достигается тем, что в вертикально ориентированном трубчатом проточном электролизере, гидравлически соединенном с помощью насоса-дозатора с технологическим смесителем по замкнутой циркуляционной схеме, выполненным с входным и сливным патрубками и неподвижными электродами, соединенными с источником постоянного электрического тока, в качестве катода используется цилиндрический корпус из кислотостойкого нержавеющего металла, с обоих торцов герметично закрытого торцевыми крышками изоляторами, между которыми по оси цилиндра упруго зажат, например, графитовый, анод. При этом внутренняя поверхность цилиндра дополнительно оснащается растворимым электрохимическим протектором в виде волнообразно либо спирально рифленого вкладыша. Протектор может быть выполнен, например, из цинка, железа или другого более электроотрицательного металла, или композитного материала, богатого микроэлементами. Нижний входной и верхний сливной патрубки установлены параллельно друг к другу и тангенциально (по касательной) к поверхности цилиндра. Кроме того, электролизер оборудуется расположенным, например, в нижней части нержавеющей емкости омагничивающим реакционную массу устройством. Омагничивающее устройство реакционной массы выполнено в составе вмещающих анод кольцевых магнита и соленоидного электромагнита, например, электрообмотки статора электродвигателя.The technical result is achieved by the fact that in a vertically oriented tubular flow electrolyzer, hydraulically connected by means of a metering pump with a technological mixer in a closed circulation circuit, made with inlet and drain pipes and fixed electrodes connected to a constant current source, a cylindrical cathode is used case made of acid-resistant stainless metal, from both ends hermetically sealed by end caps with insulators, between which the cylinder axis is elastically clamped, for example, graphite, anode. In this case, the inner surface of the cylinder is additionally equipped with a soluble electrochemical protector in the form of a wave-like or spirally corrugated insert. The protector can be made, for example, of zinc, iron or another more electronegative metal, or a composite material rich in trace elements. The lower inlet and upper drain pipes are installed parallel to each other and tangentially (tangentially) to the surface of the cylinder. In addition, the electrolyzer is equipped with, for example, a device magnetizing the reaction mass located in the lower part of the stainless vessel. The magnetizing device of the reaction mass is made up of a ring magnet and a solenoidal electromagnet containing the anode, for example, an electric motor stator winding.

Сущность заявляемой конструкции поясняется графическими материалами фиг.1 и 2, где на фиг.1 показана конструкция электролизера-реактора устройства, а на фиг.2 проиллюстрирована схема работы устройства получения гуминосодержащего продукта.The essence of the claimed design is illustrated by the graphic materials of figures 1 and 2, where figure 1 shows the design of the electrolyzer-reactor of the device, and figure 2 illustrates the scheme of operation of the device for producing a humic-containing product.

Электролизер-реактор (фиг.1) состоит из тонкостенной нержавеющей, вертикальной цилиндрической емкости 1, выполняющей роль катода с внутренней рабочей поверхностью, с тангенциальными установленными нижним входным 2 и верхним сливным 3 патрубками и с донным разгружающим осадок окном с задвижкой 4. Емкость 1 герметично перекрывается с помощью уплотнительных колец 5 болтовых соединений 6, нижним 7 и верхним 8, например, стеклотекстолитовыми изоляторами. Внутри цилиндрической емкости упруго аксиально закреплен с помощью кольцевых прокладок 9 цилиндрический, например, графитовый электрод 10 с проходящим через верхний изолятор 8, например, медным токосъемником 11, при наличии на поверхности емкости 1 электроклеммы 12, в совокупности электрически соединенных с силовым источником постоянного тока 13. Во внутренней полости емкости 1 располагается волнообразно рифленый, например, цинковый электрохимический протектор 14. В нижней части емкости 1 располагается магнитовоздействующее на реакционную массу устройство в составе вмещающих графитовый электрод (анод) кольцевых магнита 15 и соленоидного электромагнита 16, например, электрообмотки статора электродвигателя.The electrolyzer reactor (Fig. 1) consists of a thin-walled stainless, vertical cylindrical tank 1, which acts as a cathode with an internal working surface, with a lower entrance 2 and upper drain 3 nozzles tangentially installed and with a bottom discharge discharge valve with a valve 4. Capacity 1 is hermetically sealed overlaps with O-rings 5 bolted joints 6, lower 7 and upper 8, for example, fiberglass insulators. Inside the cylindrical container, a cylindrical, for example, graphite electrode 10 with a current collector 11 passing through the upper insulator 8, for example, with a copper current collector 11, is elastically axially fixed with the help of ring gaskets 9, if there are electrical terminals 12 on the surface of the tank, which are electrically connected to the DC power source 13 In the inner cavity of the container 1 there is a wave-like corrugated, for example, zinc electrochemical protector 14. In the lower part of the container 1 is magnetically acting on the reaction Assa device composed enclosing graphite electrode (anode) of the ring magnet 15 and the solenoid 16 of the electromagnet, e.g., the electrical winding of the stator of the motor.

Устройство реализует способ получения гуминосодержащих продуктов следующим образом. Реакционная масса, состоящая из гуминосодержащего органического сырья, например торфа и химических реагентов, входя в предлагаемый электролизер-реактор, благодаря его тангенциально установленным входному 2 и сливному 3 патрубкам образует восходящий по спиральной траектории в межэлектродном пространстве между емкостью 1 и, например, графитовым цилиндрическим электродом 10 вихревой поток, поддерживаемый рифлением протектора 14. При этом реакционная масса подвергается электрохимическому воздействию постоянного тока с одновременным воздействием омагничивающего устройства 15 и 16, при насыщении микроэлементами в результате растворения электрохимического протектора 14.The device implements a method for producing humic-containing products as follows. The reaction mass, consisting of humic-containing organic raw materials, such as peat and chemicals, entering the proposed electrolyzer reactor, due to its tangentially installed inlet 2 and drain 3 nozzles forms an ascending along a spiral path in the interelectrode space between the tank 1 and, for example, a graphite cylindrical electrode 10 vortex flow supported by the corrugation of the tread 14. In this case, the reaction mass is subjected to electrochemical effects of direct current with simultaneous air the action of the magnetizing device 15 and 16, when saturated with trace elements as a result of dissolution of the electrochemical protector 14.

Омагничивание усиливает поляризацию дипольных коллоидных комплексов, в том числе молекул гуминовых веществ в реакционной массе, а электрохимический протектор 14, имеющий рифленую поверхность, создает при движении реакционной массы динамические периодические колебания плотности воздействующего на массу электрического тока, что в совокупности значительно увеличивает интенсивность электрохимического процесса. Описанная конструкция обеспечивает равномерность протекающих процессов по всему объему электролизера-реактора, отсутствие «мертвых» зон и процессов электрохимического растворения и пассивации рабочих поверхностей электродов. Благодаря вертикальной конструкции выпадающий в донную часть электролизера-реактора из реакционной массы твердый осадок периодически отмывается и удаляется через окно 4, что значительно упрощает эксплуатацию и повышает надежность заявляемого электролизера-реактора.Magnetization enhances the polarization of dipole colloidal complexes, including molecules of humic substances in the reaction mass, and the electrochemical protector 14, having a corrugated surface, creates dynamic periodic fluctuations in the density of the electric current acting on the mass during the movement of the reaction mass, which in aggregate significantly increases the intensity of the electrochemical process. The described design ensures the uniformity of the ongoing processes throughout the volume of the electrolyzer-reactor, the absence of "dead" zones and the processes of electrochemical dissolution and passivation of the working surfaces of the electrodes. Thanks to the vertical design, a solid precipitate deposited in the bottom of the electrolyzer-reactor from the reaction mass is periodically washed and removed through window 4, which greatly simplifies operation and increases the reliability of the inventive electrolyzer-reactor.

В результате переработки гуминосодержащего органического сырья, например торфа, предлагаемым электролизером-реактором увеличивается, по сравнению с прототипом, выход продукта, содержащего гуминовые соединения высокой концентрации и чистоты.As a result of the processing of humic-containing organic raw materials, such as peat, the proposed electrolytic reactor increases, compared with the prototype, the yield of a product containing humic compounds of high concentration and purity.

За счет конструктивных особенностей вес нового электролизера-реактора снижен по сравнению с прототипом с 150 до 65 кг, а площадь электродной поверхности нержавеющей емкости более чем в 3 раза превышает площадь электродной поверхности графитового электрода прототипа, кроме этого, новый электролизер-реактор легко очищается от осадка через донное разгрузочное окно с задвижкой, что повышает надежность и упрощает эксплуатацию нового электролизера-реактора.Due to the design features, the weight of the new electrolysis reactor is reduced compared to the prototype from 150 to 65 kg, and the electrode surface area of the stainless capacity is more than 3 times the area of the electrode surface of the prototype graphite electrode, in addition, the new electrolyzer reactor is easily cleaned of sediment through the bottom discharge window with a valve, which increases reliability and simplifies the operation of the new electrolyzer-reactor.

За время работы на новом электролизере-реакторе произведено более 100 тонн торфогуминового концентрата. Технический осмотр устройства производился после производства каждых 10 тонн продукта. Результаты осмотров показали, что электродная поверхность остается гладкой и чистой; отсутствуют следы износа и деформации поверхности нержавеющего электрода; отсутствуют следы пассивации и разрушения графитового электрода; устройство стабильно выдерживает заданные параметры электрического тока.During the operation, the new electrolyzer-reactor produced more than 100 tons of peat humic concentrate. Technical inspection of the device was carried out after the production of every 10 tons of product. Inspection results showed that the electrode surface remains smooth and clean; no signs of wear and deformation of the surface of the stainless electrode; there are no traces of passivation and destruction of the graphite electrode; the device stably maintains the specified parameters of the electric current.

Получение гуминосодержащего продукта осуществляют следующим образом (фиг.2). Торф, используемый в качестве гуминосодержащего сырья, предварительно подвергают сепарации и сушке. Торф подается на сепарирующее устройство, в котором дробятся нетехнологичные включения и происходит отделение частиц очеса, корневищ и частиц древесины размером свыше 5 мм до их содержания не более 5%. Осуществляют подготовку щелочных химических реагентов и перекиси водорода путем доведения до расчетной концентрации. В качестве щелочных химических реагентов используются щелочи, соли сильных оснований и слабых кислот в концентрации 1-2%. Перекись водорода добавляют в концентрации 0,1-0,3%. Водоторфяная суспензия образуется путем смешивания воды, подогретой до температуры 45°С, и торфа в соотношении от 3:1 до 5:1. Соотношение вода-торф определяется качеством торфяного сырья, степенью его разложения и заданной концентрацией гуминовых веществ в целевом продукте. Смешение водоторфяной суспензии и химических реагентов происходит в емкости-смесителе 17 с помощью мешалки 18 до уровня значения pH в интервале 9-12. Контроль значения pH осуществляют посредством pH-метра с классом точности 2,5. После это включается насос 19, осуществляющий циркуляцию реакционной смеси между емкостью-смесителем 17 и электролизером-реактором. Затем при помощи трасформаторной установки задается сила постоянного тока 180-200 А, что обеспечивает необходимую плотность тока. Смена полярности тока на электродах производится через 5-20 с. Электролиз осуществляется при температуре реакционной массы 45-70%. С момента начала процесса электролиза начинают капельное введение раствора перекиси водорода в реакционную смесь. Отсчет времени течения процесса начинается с момента подачи постоянного тока на электроды 1 и 10. При этом реакционная масса подвергается не только электрохимическому воздействию постоянного тока, но и одновременному воздействию магнитного поля и насыщению микроэлементами в результате растворения электрохимического протектора.Obtaining a humic-containing product is as follows (figure 2). Peat used as a humic raw material is preliminarily separated and dried. Peat is fed to a separating device in which non-technological inclusions are crushed and tow particles, rhizomes and wood particles larger than 5 mm are separated to their content of not more than 5%. Carry out the preparation of alkaline chemicals and hydrogen peroxide by adjusting to the calculated concentration. As alkaline chemicals, alkali, salts of strong bases and weak acids in a concentration of 1-2% are used. Hydrogen peroxide is added at a concentration of 0.1-0.3%. A water-peat suspension is formed by mixing water heated to a temperature of 45 ° C and peat in a ratio of 3: 1 to 5: 1. The ratio of water to peat is determined by the quality of peat raw materials, the degree of its decomposition and a given concentration of humic substances in the target product. The mixture of water-peat slurry and chemicals occurs in the mixer tank 17 using a mixer 18 to a pH value in the range of 9-12. PH control is carried out by means of a pH meter with an accuracy class of 2.5. After that, the pump 19 is turned on, which circulates the reaction mixture between the mixer tank 17 and the electrolyzer-reactor. Then, with the help of a transformer installation, a constant current of 180-200 A is set, which provides the necessary current density. The polarity of the current on the electrodes is changed after 5-20 s. Electrolysis is carried out at a temperature of the reaction mass of 45-70%. From the moment the electrolysis process begins, dropwise introduction of a hydrogen peroxide solution into the reaction mixture begins. The countdown of the flow of the process begins from the moment of supplying direct current to the electrodes 1 and 10. In this case, the reaction mass is subjected not only to the electrochemical effect of direct current, but also to the simultaneous influence of a magnetic field and saturation with microelements as a result of dissolution of the electrochemical protector.

По завершении процесса окислительной и механохимической деструкции полученный раствор нейтрализуется ортофосфорной и азотной кислотами до значения рН 6,5, безопасного для эксплуатации полученного концентрата.Upon completion of the process of oxidative and mechanochemical destruction, the resulting solution is neutralized with phosphoric and nitric acids to a pH of 6.5, safe for operation of the resulting concentrate.

Claims (5)

1. Электролизер-реактор устройства получения гуминосодержащего продукта, содержащий вертикально ориентированный трубчатый проточный электролизер, гидравлически соединенный с помощью насоса-дозатора с технологическим смесителем по замкнутой циркуляционной схеме, выполненный с входным и сливным патрубками и неподвижными электродами, соединенными с источником постоянного электрического тока, отличающийся тем, что в качестве катода используется выполненный из кислотостойкого нержавеющего металла цилиндрический корпус, внутренняя поверхность которого оснащена рифленым растворимым вкладышем электрохимического протектора, а торцы герметично закрыты крышками-изоляторами, между которыми по оси цилиндра упруго зажат стержневой анод, при этом нижний входной и верхний сливной патрубки расположены параллельно друг к другу и тангенциально к поверхности цилиндра, а в нижней части цилиндра размещено омагничивающее реакционную массу устройство.1. The electrolyzer-reactor of the device for producing a humic-containing product, containing a vertically oriented tubular flowing electrolyzer, hydraulically connected by means of a metering pump with a process mixer in a closed circulation circuit, made with inlet and drain pipes and stationary electrodes connected to a constant current source, characterized in that a cylindrical body made of acid-resistant stainless metal is used as a cathode, the inner the surface of which is equipped with a corrugated soluble liner of the electrochemical tread, and the ends are hermetically closed by insulator caps, between which the rod anode is elastically clamped along the cylinder axis, while the lower inlet and upper drain pipes are parallel to each other and tangential to the cylinder surface, and in the lower part a cylinder placed magnetizing reaction mass device. 2. Электролизер-реактор по п.1, отличающийся тем, что рифленый электрохимический протектор выполнен из композитных материалов более электроотрицательных (по электрохимическому ряду напряжений металлов), чем материал цилиндра.2. The electrolyzer reactor according to claim 1, characterized in that the corrugated electrochemical protector is made of composite materials that are more electronegative (according to the electrochemical series of metal voltages) than the material of the cylinder. 3. Электролизер-реактор по п.1, отличающийся тем, что рифленый электрохимический протектор выполнен из комбинаций электроотрицательных композитных материалов или металлов с ионоактивным, микроэлементным, редкометальным покрытием.3. The electrolytic reactor according to claim 1, characterized in that the corrugated electrochemical protector is made of combinations of electronegative composite materials or metals with an ionic, microelement, rare metal coating. 4. Электролизер-реактор по п.1, отличающийся тем, что стержневой анод выполнен из графита.4. The electrolyzer reactor according to claim 1, characterized in that the rod anode is made of graphite. 5. Электролизер-реактор по п.1, отличающийся тем, что омагничивающее устройство реакционной массы выполнено в составе вмещающих анод кольцевых магнита и соленоидного электромагнита. 5. The electrolyzer reactor according to claim 1, characterized in that the magnetizing device of the reaction mass is made up of a ring magnet and a solenoid electromagnet containing the anode.
RU2009132693/07A 2009-09-01 2009-09-01 Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product RU2413797C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132693/07A RU2413797C1 (en) 2009-09-01 2009-09-01 Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132693/07A RU2413797C1 (en) 2009-09-01 2009-09-01 Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2413797C1 true RU2413797C1 (en) 2011-03-10

Family

ID=46311145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009132693/07A RU2413797C1 (en) 2009-09-01 2009-09-01 Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413797C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103588366A (en) * 2013-11-22 2014-02-19 天津凯英科技发展有限公司 Sludge conditioning system and sludge conditioning method
CN109761317A (en) * 2019-03-24 2019-05-17 杭州睿清环保科技有限公司 A kind of magnetic confinement electrochemical reactor
RU204181U1 (en) * 2020-12-28 2021-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЗЕЛАНА" Installation for obtaining ballast humic acids from native peat

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103588366A (en) * 2013-11-22 2014-02-19 天津凯英科技发展有限公司 Sludge conditioning system and sludge conditioning method
CN103588366B (en) * 2013-11-22 2014-11-26 天津凯英科技发展有限公司 Sludge conditioning system and sludge conditioning method
CN109761317A (en) * 2019-03-24 2019-05-17 杭州睿清环保科技有限公司 A kind of magnetic confinement electrochemical reactor
RU204181U1 (en) * 2020-12-28 2021-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЗЕЛАНА" Installation for obtaining ballast humic acids from native peat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mollah et al. Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation
Calvo et al. An electrocoagulation unit for the purification of soluble oil wastes of high COD
Gao et al. Effects of chloride ions on electro-coagulation-flotation process with aluminum electrodes for algae removal
Kurt et al. Treatment of domestic wastewater by electrocoagulation in a cell with Fe–Fe electrodes
US9862623B2 (en) System for simultaneous elimination of orthophosphate and ammonium using electrolytic process
Irki et al. Decolourization of Methyl Orange (MO) by electrocoagulation (EC) using iron electrodes under a magnetic field (MF)
Hamdan et al. An electrocoagulation column (ECC) for groundwater purification
RU2413797C1 (en) Electrolysis cell - reactor for producing humin-containing product
Abbasi et al. Electrocoagulation technique for continuous industrial licorice processing wastewater treatment in a single reactor employing Fe-rod electrodes: Process modeling and optimization and operating cost analysis
US4525254A (en) Process and apparatus for purifying effluents and liquors
Rafiee et al. The evolution patterns of temperature, pH, and voltage during the removal of chemical oxygen demand from a landfill leachate using electrocoagulation under different conditions
Sen et al. Efficient treatment of textile dyeing effluent by electrocoagulation process using aluminium electrode
Shin et al. Performance evaluation of electrocoagulation and electrodewatering system for reduction of water content in sewage sludge
BG107315A (en) Method for producing a humin-mineral concentrate and device for carrying out said method
RU2057080C1 (en) Method for treatment of sewage and device for its embodiment
SU1058511A3 (en) Method for recovering hexavalent uranium
Bagastyo et al. Recovery of alum sludge by using membrane-based electrochemical process
CN110904470B (en) Electrolysis device
CA2783519C (en) Method for simultaneous elimination of orthophosphate and ammonium using electrolytic process
US4655895A (en) Apparatus for purifying effluents and liquids
RU2031855C1 (en) Method and device for purification of industrial drainage water
Davarpanah et al. Performance of Continuous Electrocoagulation Process for Turbidity Removal from Sand Filter Backwash Water
CN208617441U (en) Electrochemistry sewage-treatment plant
Amitesha et al. Removal of heavy metal from electroplating wastewater using electrocoagulation: a review
Venkatasaravanan et al. Removal of heavy metals from Acid Mine Drainage (AMD) contaminated with high concentrations of Fe, Zn, and Cu using electrocoagulation

Legal Events

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

Effective date: 20120902