RU2500838C2

RU2500838C2 - Method of electrolysis with control of electrochemical treatment process of water solutions

Info

Publication number: RU2500838C2
Application number: RU2012103740/04A
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Куприков; Олег Анатольевич Журавков
Original assignee: Николай Петрович Куприков; Олег Анатольевич Журавков
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-12-10
Also published as: RU2012103740A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: there is a pause from several seconds to several hours between electric power switch-off moment and moment of switch-on with opposite polarity.

EFFECT: elimination of clogging of inter-electrode space with deposits of hardness salts on electrodes of electrolysis devices, and increasing operational life of those devices.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам электролиза и управления процессами электрохимической обработки водных растворов. Оно может быть использовано для получения дезинфицирующих и моющих растворов, а также для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод. Техническим результатом изобретения является устранение зарастания межэлектродного пространства осадком отложений солей жесткости на электродах электролизных устройств и увеличение ресурса работы этих устройств.The invention relates to methods for electrolysis and process control of electrochemical treatment of aqueous solutions. It can be used to obtain disinfectant and detergent solutions, as well as for the treatment of drinking water, domestic and industrial wastewater. The technical result of the invention is to eliminate the overgrowth of the interelectrode space by sediment of deposits of hardness salts on the electrodes of electrolysis devices and to increase the service life of these devices.

Известен способ электрохимической обработки водных растворов, реализованный в RU 2119456 от 01.12.1997, в котором питание электролизера складывается из длительности действия суммарного импульса, образованного наложением постоянной составляющей на переменную составляющую тока.A known method of electrochemical treatment of aqueous solutions, implemented in RU 2119456 from 12/01/1997, in which the power of the electrolyzer is the sum of the duration of the total pulse formed by applying a constant component to the alternating current component.

Также известен способ электролиза с управлением процессом электрохимической обработки водных растворов, реализованный в RU 2128145 от 17.04.1998, в котором регулируется плотность тока в электролизере в зависимости от концентрации веществ в воде и изменения полярности электродов.Also known is a method of electrolysis with the control of the process of electrochemical treatment of aqueous solutions, implemented in RU 2128145 of 04.17.1998, in which the current density in the electrolyzer is regulated depending on the concentration of substances in water and changes in the polarity of the electrodes.

Наиболее близким техническим решением является установка, реализованная в RU 2139956 от 04.06.1997 в которой применяются титановые аноды и катоды с окисно-рутениевым покрытием с реверсированием тока. Переключение полярности электродов производили через каждые 12 часов электролиза, при этом перед моментом изменения полярности ток убывает постепенно, а после момента изменения полярности постепенно возрастает, а между моментом отключения электропитания и моментом включения с противоположной полярностью отсутствует пауза. Техническое решение, хотя и позволяют решить проблему удаления отложений солей жесткости (соли кальция и магния), однако резко ограничивает продолжительность ресурса электролизера так как смена полярности сокращает срок службы электродов.The closest technical solution is the installation implemented in RU 2139956 from 06/04/1997 in which titanium anodes and cathodes with oxide-ruthenium coating with current reversal are used. The polarity of the electrodes was switched every 12 hours of electrolysis, while before the moment of changing the polarity, the current decreases gradually, and after the moment of changing the polarity it gradually increases, and there is no pause between the moment of power off and the moment of switching on with the opposite polarity. The technical solution, although it allows us to solve the problem of removing deposits of hardness salts (calcium and magnesium salts), however, sharply limits the duration of the electrolyzer's life, since a change in polarity reduces the life of the electrodes.

Также из BG 66016 В1 от 29.10.2009 известен способ проведения электролиза и устройство для его проведения, который предусматривает использование групп электродов ЕК1 - EKn, электрически соединенных с источником питания (1), каждая из которых содержит, по меньшей мере, одну пару разноименно заряженных электродов, при этом, в процессе электролиза осуществляют коммутацию электрической цепи через блок коммутации (3), обеспечивающую поочередное подключение к источнику питания и отключение от него групп электродов. Согласно примеру осуществления известного способа частоту и продолжительность подключения источника питания к группам электродов определяет блок управления (5), который отслеживает мощность постоянного тока, подаваемого на группы электродов (стр.3, зона 30 - справа).Also, from BG 66016 B1 of 10.29.2009, a method for conducting electrolysis and a device for conducting it are known, which involves the use of groups of electrodes EK1 - EKn electrically connected to a power source (1), each of which contains at least one pair of oppositely charged electrodes, while in the process of electrolysis, the electrical circuit is switched through the switching unit (3), which provides alternate connection to the power source and disconnecting groups of electrodes from it. According to an example implementation of the known method, the frequency and duration of connecting the power source to the groups of electrodes is determined by the control unit (5), which monitors the power of the direct current supplied to the groups of electrodes (page 3, zone 30 to the right).

Согласно Большой советской энциклопедии (М: Советская энциклопедия, 1969-1978), постоянный ток - это электрический ток, не изменяющийся с течением времени ни по силе, ни по направлению.According to the Great Soviet Encyclopedia (M: Soviet Encyclopedia, 1969-1978), direct current is an electric current that does not change over time either in strength or in direction.

Таким образом, в BG 66016 В1 используют принцип отключения электропитания и последующего включения для поддержания необходимой силы постоянного тока на группах электродов без изменения полярности.Thus, in BG 66016 B1, the principle of disconnecting the power supply and subsequent switching on is used to maintain the necessary direct current strength on the groups of electrodes without changing the polarity.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является устранение образующихся отложений солей жесткости на электродах электролизных устройств при значительном увеличении ресурса работы электролизных устройств.The problem to which this invention is directed, is to eliminate the formation of deposits of hardness salts on the electrodes of electrolysis devices with a significant increase in the service life of electrolysis devices.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при электрохимической обработке водных растворов путем изменения полярности титановых электродов между моментом отключения электропитания и моментом включения с противоположной полярностью присутствует пауза от нескольких секунд до нескольких часов.The essence of the invention lies in the fact that during the electrochemical treatment of aqueous solutions by changing the polarity of titanium electrodes between the moment of power failure and the moment of switching on with the opposite polarity, there is a pause from several seconds to several hours.

Пауза между периодами действия питания электролизера позволяет устранить отрицательное влияние переходных процессов на активное металлооксидное покрытие электродов и продлевает жизнь покрытия в режиме переполяризации в 3-5 раз.The pause between the periods of the power supply of the electrolyzer allows eliminating the negative effect of transients on the active metal oxide coating of the electrodes and extends the life of the coating in the mode of repolarization by 3-5 times.

В результате длительного эксперимента по изучению ресурса одних и тех же электродов с одинаковым покрытием с паузой и без паузы электроды, работающие с паузой продемонстрировали в эксперименте срок службы более 2 лет (эксперимент продолжается).As a result of a long experiment to study the life of the same electrodes with the same coating with a pause and without a pause, the electrodes working with a pause demonstrated in the experiment a life of more than 2 years (the experiment continues).

На фиг.1 изображены результаты эксперимента по изучению ресурса покрытий электродов при работе с паузами и без паузы между периодами действия питания электролизера.Figure 1 shows the results of an experiment to study the life of the coatings of the electrodes when working with pauses and without a pause between the periods of action of the power supply of the electrolyzer.

Резкое увеличение напряжения на электролизной ячейке свидетельствует о полном срабатывании активного покрытия и исчерпании ресурса электрода. Среди исследованных электродов самый короткий ресурс в шесть месяцев оказался у электродов, работающих без паузы. Электроды, работающие с паузой, продемонстрировали срок службы более 2 лет. При этом образования отложений солей жесткости на электродах устранялись при их переполюсовке, и зарастания межэлектродного пространства осадком не происходило за все время эксперимента.A sharp increase in voltage on the electrolysis cell indicates the complete activation of the active coating and the exhaustion of the electrode life. Among the studied electrodes, the shortest life of six months was found for electrodes operating without a pause. Pause electrodes have demonstrated a life of more than 2 years. In this case, the formation of deposits of hardness salts on the electrodes was eliminated when they were reversed, and the interelectrode space was not overgrown with sediment during the entire experiment.

Приведенный пример свидетельствует, что в случае применения предлагаемого технического решения удается достичь продолжительной работы электролизного устройства без зарастания осадком солей жесткости на электродах.The above example indicates that in the case of application of the proposed technical solution, it is possible to achieve continuous operation of the electrolysis device without overgrowth of hardness salts on the electrodes by the sediment.

Из приведенного выше описания понятно, что предлагаемое изобретение может быть реализовано не только в соответствии с рассмотренным примером ее реализации, но и в других конкретных формах без отступления от существа изобретения, определенного ее формулой.From the above description it is clear that the present invention can be implemented not only in accordance with the considered example of its implementation, but also in other specific forms without departing from the essence of the invention defined by its formula.

Claims

The electrolysis method with controlling the process of electrochemical treatment of aqueous solutions by changing the polarity of titanium electrodes, characterized in that between the time of power failure and the moment of switching on with the opposite polarity, there is a pause from several seconds to several hours.