RU2511363C2 - Water decontamination station and control and separation device to be incorporated therewith - Google Patents
Water decontamination station and control and separation device to be incorporated therewith Download PDFInfo
- Publication number
- RU2511363C2 RU2511363C2 RU2011151381/05A RU2011151381A RU2511363C2 RU 2511363 C2 RU2511363 C2 RU 2511363C2 RU 2011151381/05 A RU2011151381/05 A RU 2011151381/05A RU 2011151381 A RU2011151381 A RU 2011151381A RU 2511363 C2 RU2511363 C2 RU 2511363C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- water
- anolyte
- chamber
- catholyte
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к сфере обеззараживания и подготовки воды, конкретнее к установкам, основанным на применении мембранного электролиза раствора поваренной соли для получения хлора и его последующего использования.The invention relates to the field of disinfection and water treatment, and more particularly to installations based on the use of membrane electrolysis of sodium chloride solution to produce chlorine and its subsequent use.
Уровень техники State of the art
Известна станция обеззараживания воды (см. патент на изобретение RU 2281252, МПК: С02F 1/467, опубл. 10.08.2006 г), содержащая, как и заявляемая станция, мембранный биполярный электролизер с сепараторами анолита и католита, растворный бак для приготовления раствора хлорида натрия и средства его подачи в электролизер, линию подачи воды в электролизер и эжектор для смешения полученного хлора с водой.A known water disinfection station (see patent for invention RU 2281252, IPC: С02F 1/467, published on 08/10/2006), containing, like the claimed station, a membrane bipolar electrolyzer with anolyte and catholyte separators, a solution tank for preparing a chloride solution sodium and means for supplying it to the electrolyzer, a water supply line to the electrolyzer and an ejector for mixing the resulting chlorine with water.
К недостаткам известной станции следует отнести использованием ротаметров для подачи раствора хлорида в электролизер, т.к. ротаметры подвержены зарастанию солью, что ведет к неточности дозирования. В результате требуются частые остановки станции для их чистки или замены. Насос-дозатор, который не подвержен упомянутой проблеме, в упомянутом решении используется только для подачи раствора соли в аккумулирующую емкость, откуда раствор подается на электролиз через ротаметры.The disadvantages of the known station should be attributed to the use of rotameters for supplying a solution of chloride in the electrolyzer, because flowmeters are prone to salt overgrowth, which leads to inaccurate dosing. As a result, frequent station stops are required to clean or replace them. The metering pump, which is not subject to the mentioned problem, in the mentioned solution is used only for supplying the salt solution to the storage tank, from where the solution is supplied to the electrolysis through rotameters.
Для снижения опасности выброса хлора в атмосферу в станции предусмотрен циркуляционный контур щелочи, подаваемой в эжектор на смешение с газообразным хлором и водой, однако это усложняет конструкцию установки и ведет к получению в основном гипохлорита натрия, который, как известно, является более слабым дезинфицирующим агентом по сравнению с хлором.To reduce the risk of chlorine emission into the atmosphere, the station provides a circulation loop of alkali supplied to the ejector for mixing with gaseous chlorine and water, however, this complicates the design of the installation and leads to the production of mainly sodium hypochlorite, which is known to be a weaker disinfectant for compared to chlorine.
Известна электролизная установка (см. патент №93086, МПК: С25В 9/00 опубл. 20.04.2010 г), содержащая электролизер, вход которого связан посредством насоса-дозатора с емкостью для приготовления раствора поваренной соли, а выход соединен с резервуаром для готового дезинфектанта, используемого для обеззараживания воды. Установка характеризуется высоким уровнем автоматизации благодаря использованию насосов-дозаторов для подачи раствора соли, автоматических клапанов для подачи воды, различной контролирующей аппаратуры и процессора для обработки информации и управления. Однако она предназначена для получения гипохлорита натрия и не может быть использована для получения хлора, который отличается более сильными бактерицидными свойствами и возможностью пролонгированного действия.A known electrolysis installation (see patent No. 93086, IPC: С25В 9/00 publ. 04/20/2010), containing an electrolyzer, the inlet of which is connected by means of a metering pump to a container for preparing a solution of sodium chloride, and the outlet is connected to the tank for the finished disinfectant used to disinfect water. The installation is characterized by a high level of automation due to the use of metering pumps for the supply of salt solution, automatic valves for the supply of water, various monitoring equipment and a processor for processing information and control. However, it is intended to produce sodium hypochlorite and cannot be used to produce chlorine, which is characterized by stronger bactericidal properties and the possibility of prolonged action.
В качестве наиболее близкого по назначению и наличию сходных конструктивных признаков аналога для заявляемой станции обеззараживания воды принято конструктивное решение установки для получения жидкого хлорирующего агента, раскрытое в материалах патента на изобретение RU 2090519, МПК: C02F 1/76, С25В 1/26, опубл. 20.09.1997 г. Упомянутая установка содержит электролизер с разделенными мембранной перегородкой анодной и катодной камерами, узел приготовления раствора хлорида натрия и линию подачи воды на электролиз, связанные со средствами дозирования. На выходе катодной камеры установлен сепаратор католита, связанный с накопительной емкостью для щелочи. На выходе анодной камеры установлен сепаратор анолита, обеспечивающий отделение газообразного хлора, полученного в результате электролиза, от жидкой фазы анолита. Для интенсификации процесса сепарации сепаратор снабжен воздухозаборным патрубком. Газоотводящий выходной патрубок сепаратора анолита связан с всасывающим патрубком эжектора, установленного в проточной магистрали и обеспечивающего смешение газообразного хлора с водой с получением хлорирующего агента.As the closest in purpose and similar structural features analogue to the claimed water disinfection station, a constructive solution was adopted for the installation of a liquid chlorinating agent, disclosed in the materials of patent for invention RU 2090519, IPC: C02F 1/76, С25В 1/26, publ. 09/20/1997, the aforementioned installation contains an electrolyzer with anode and cathode chambers separated by a membrane partition, a site for the preparation of a solution of sodium chloride and a line for supplying water to the electrolysis associated with dosing devices. A catholyte separator is installed at the exit of the cathode chamber, which is connected with an alkaline storage tank. An anolyte separator is installed at the outlet of the anode chamber, which ensures the separation of gaseous chlorine obtained by electrolysis from the liquid phase of the anolyte. To intensify the separation process, the separator is equipped with an air intake pipe. The gas outlet pipe of the anolyte separator is connected to the suction pipe of the ejector installed in the flow line and providing a mixture of gaseous chlorine with water to produce a chlorinating agent.
Существенным недостатком упомянутого решения является то, что не исключена вероятность выброса газообразного хлора через воздухозаборный патрубок сепаратора анолита в помещение станции, например, при выходе из строя эжекторного насоса, при этом используемая в установке схема дозирования воды и раствора электролита, делает ее практически неработоспособной. Еще одним недостатком является невысокая оперативность контроля исправности установки, обусловленная разрозненностью контролируемых устройств, что также снижает безопасность установки.A significant drawback of this solution is that it is possible that chlorine gas will be released through the air intake pipe of the anolyte separator into the station room, for example, when the ejector pump fails, while the dosing scheme of the water and electrolyte solution used in the installation makes it practically inoperative. Another disadvantage is the low efficiency of monitoring the health of the installation, due to the fragmentation of the monitored devices, which also reduces the safety of the installation.
Известен сепараторный блок, входящий в состав устройства для генерирования горючего газа посредством электролиза (см. патент на изобретение RU 2404291, МПК: С25В 9/00, опубл. 20.11.2010), содержащий сепарационную камеру, разделенную перегородками на множество камер, выполненных с отверстиями в дне и перегородках. Сепараторный блок установлен между верхней частью электролитической ячейки и герметизирующим кожухом и служит для отделения от жидкости газовой смеси водорода и кислорода, образовавшейся в электролитической ячейке. По сути, этот сепараторный блок аналогичен сепаратору анолита или сепаратору католита в вышеописанной установке по патенту RU 2090519, только имеет более сложную конструкцию для осуществления многоступенчатой очистки.Known separator unit, which is part of a device for generating combustible gas by electrolysis (see patent for invention RU 2404291, IPC: С25В 9/00, published on November 20, 2010), containing a separation chamber divided by partitions into many chambers made with holes in the bottom and partitions. The separator unit is installed between the upper part of the electrolytic cell and the sealing casing and serves to separate from the liquid a gas mixture of hydrogen and oxygen formed in the electrolytic cell. In fact, this separator block is similar to the anolyte separator or the catholyte separator in the above-described installation according to the patent RU 2090519, only has a more complex structure for performing multi-stage cleaning.
Заявителю не известны технические решения электролизных установок, в которых бы присутствовал блок, объединяющий в себе и сепаратор анолита, и сепаратор католита, и предохранительное устройство типа гидрозатвора. Контроль за работой сепараторов в известных заявителю установках осуществляется путем визуального контроля оператором уровня жидкости в каждом сепараторе отдельно. Разрозненность упомянутых устройств в известных установках, например в патенте RU 2090519, затрудняет контроль функционирования установки, обуславливает невысокую оперативность обнаружения и устранения неполадок.The applicant is not aware of the technical solutions of electrolysis plants in which there would be a unit combining anolyte separator, catholyte separator, and a safety device such as a water seal. The operation of the separators in the installations known to the applicant is controlled by visual inspection by the operator of the liquid level in each separator separately. The fragmentation of the aforementioned devices in known installations, for example, in the patent RU 2090519, makes it difficult to control the operation of the installation, causes a low efficiency of detection and troubleshooting.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение вышеупомянутых недостатков и создание станции обеззараживания воды, основанной на применении мембранного электролиза раствора поваренной соли для получения хлора, отличающейся высокой эксплуатационной надежностью и безопасностью производства.The problem to which the invention is directed is to eliminate the above-mentioned disadvantages and create a water disinfection station based on the use of membrane electrolysis of sodium chloride solution to produce chlorine, which is characterized by high operational reliability and production safety.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение безопасности и эксплуатационной надежности за счет исключения выбросов газообразного хлора в помещение станции, обеспечения возможности автоматизации основных производственных процессов, а также за счет повышения оперативности контроля функционирования станции.The technical result achieved by using the invention is to increase safety and operational reliability by eliminating the emission of chlorine gas into the room of the station, providing automation of the main production processes, as well as by increasing the efficiency of monitoring the operation of the station.
Вышеупомянутая задача решена в конструкции предлагаемой станции обеззараживания воды, построенной на основе электролизной установки для получения хлора, содержащей электролизер с разделенными мембранной перегородкой анодной и катодной камерами, узел приготовления раствора хлорида натрия и линию подачи воды, связанные со средствами дозирования, сепаратор анолита, установленный на выходе анодной камеры и снабженный воздухозаборным элементом, установленный на выходе катодной камеры сепаратор католита, связанный с накопителем щелочи, и установленный в проточной магистрали эжектор, всасывающий патрубок которого связан с выходным газоотводящим патрубком сепаратора анолита.The aforementioned problem was solved in the design of the proposed water disinfection station, built on the basis of an electrolysis plant for producing chlorine, containing an electrolyzer with an anode and cathode chambers separated by a membrane, a sodium chloride solution preparation unit and a water supply line connected with dosing means, anolyte separator installed on the output of the anode chamber and equipped with an air intake element mounted on the output of the cathode chamber of a catholyte separator associated with an alkali accumulator, and an ejector installed in the flow line, the suction pipe of which is connected to the outlet gas outlet pipe of the anolyte separator.
Новым в конструкции предлагаемой станции является то, что она снабжена гидрозатвором, установленным на входе воздухозаборного элемента сепаратора анолита, а также то, что средства дозирования воды и электролита на электролиз выполнены в виде насосов-дозаторов, один из которых установлен в линии подачи раствора хлорида натрия на вход анодной камеры электролизера, а другой - в линии подачи воды на вход катодной камеры, при этом оба насоса-дозатора выполнены с возможностью внешнего управления.New in the design of the proposed station is that it is equipped with a water trap installed at the inlet of the air intake element of the anolyte separator, and also that the means for dispensing water and electrolyte for electrolysis are made in the form of metering pumps, one of which is installed in the sodium chloride solution supply line to the input of the anode chamber of the electrolyzer, and the other in the water supply line to the input of the cathode chamber, while both metering pumps are made with the possibility of external control.
Воздухозаборный элемент сепаратора анолита образует канал для подвода воздуха. Это может быть трубка, отрезок трубы - патрубок, а в простейшем случае - отверстие, обеспечивающие доступ воздуха во внутренний объем сепаратора анолита для интенсификации процесса сепарации. В некоторых случаях воздухозаборный элемент может быть связан с магистралью подвода воздуха.The air intake element of the anolyte separator forms a channel for supplying air. This can be a tube, a pipe segment — a pipe, and in the simplest case — an opening providing air access to the internal volume of the anolyte separator to intensify the separation process. In some cases, the air intake element may be connected to the air supply line.
В заявляемом решении воздухозабор в сепаратор анолита осуществляется через гидрозатвор. Гидравлический затвор (коротко - гидрозатвор), то же, что и водный затвор, представляет собой предохранительное гидравлическое устройство, препятствующее обратному течению газов (см. Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1969-1978). В простейшем случае это может быть столб воды, перекрывающий проходной канал в сифоне, образованном изгибом трубопровода.In the claimed solution, the air intake into the anolyte separator is carried out through a water seal. A hydraulic lock (in short - a water lock), the same as a water lock, is a safety hydraulic device that prevents the backflow of gases (see. Great Soviet Encyclopedia. - M.: Soviet Encyclopedia, 1969-1978). In the simplest case, it can be a column of water blocking the passage channel in a siphon formed by a bend in the pipeline.
Более надежную защиту обеспечивает гидрозатвор, выполненный в виде частично заполненного водой резервуара-камеры с воздухоподводящей трубкой, один конец которой погружен в воду, а другой выведен наружу для возможности забора воздуха. При этом воздухозаборный элемент сообщает внутренний объем сепаратора анолита с внутренним объемом упомянутой камеры выше уровня воды в ней.More reliable protection is provided by a water lock made in the form of a tank-chamber partially filled with water with an air supply tube, one end of which is immersed in water and the other is brought out to allow air intake. In this case, the air intake element communicates the internal volume of the anolyte separator with the internal volume of the said chamber above the water level in it.
В случае нарушения работы эжектирующего насоса, когда хлор перестает высасываться из сепаратора анолита эжектором, а электролизер продолжает работать, происходит т.н. обратный выброс, и газовая фаза, содержащая газообразный хлор, вытесняется из сепаратора анолита через воздухозаборный элемент. Благодаря тому, что на входе последнего установлен гидрозатвор, вытесненный хлор попадает в воду, где растворяется с образованием хлорной воды, не попадая в помещение станции.In case of a malfunction of the ejection pump, when chlorine ceases to be sucked out of the anolyte separator by the ejector, and the electrolyzer continues to work, the so-called the reverse discharge, and the gas phase containing chlorine gas is displaced from the anolyte separator through the air intake element. Due to the fact that a water trap is installed at the inlet of the latter, the displaced chlorine enters the water, where it dissolves with the formation of chlorine water, without entering the station premises.
Поступающий в объем камеры гидрозатвора газообразный хлор вытесняет из нее часть воды в воздухоподводящую трубку, в результате чего в последней образуется водяная пробка, что дополнительно препятствует выходу хлора в помещение станции.Gaseous chlorine entering the chamber volume of the water trap displaces part of the water from it into the air supply tube, as a result of which a water plug forms in the latter, which further prevents the exit of chlorine into the station room.
Таким образом, наличие гидрозатвора на входе воздухозаборного элемента сепаратора анолита исключает возможность выброса полученного в процессе электролиза газообразного хлора в помещение станции при возникновении тех или иных неполадок, благодаря чему повышается безопасность работы обслуживающего персонала.Thus, the presence of a water seal at the inlet of the anolyte separator separator eliminates the possibility of the discharge of gaseous chlorine from the electrolysis process into the station's room in the event of any malfunctions, thereby increasing the safety of staff.
Использование насосов-дозаторов с внешним управлением и в линии подачи раствора поваренной соли и в линии подачи воды на электролиз обеспечивает возможность полной автоматизации процессов дозирования упомянутых исходных компонентов, и как следствие, возможность автоматического управления процессом электролиза и работой станции в целом. Упомянутая автоматизация позволяет, если не исключить, то значительно уменьшить время личного присутствия человека в производственной зоне, что способствует повышению безопасности работ. Кроме того, исключение человеческого фактора, зависящего от квалификации и самочувствия конкретного работника, даже из части рабочего процесса, позволяет повысить надежность работы станции и ее безопасность.The use of metering pumps with external control both in the supply line of sodium chloride solution and in the supply line of water for electrolysis makes it possible to fully automate the dosing processes of the mentioned initial components, and as a result, the automatic control of the electrolysis process and the operation of the plant as a whole. The mentioned automation allows, if not exclude, then significantly reduce the time of a person’s personal presence in the production area, which helps to increase the safety of work. In addition, the exclusion of the human factor, which depends on the qualifications and well-being of a particular employee, even from part of the work process, can improve the reliability of the station and its safety.
На решение поставленной задачи направлено также исполнение заявляемого устройства контроля и сепарации, которое может быть использовано как в предлагаемой станции обеззараживания воды, так и в другой подобной станции или электролизной установке. Устройство контроля и сепарации содержит прозрачный корпус, разделенный перегородками на три камеры, в которых размещены сепаратор анолита, снабженный воздухозаборным элементом, гидрозатвор и сепаратор католита, камера гидрозатвора частично заполнена водой, в которую погружен один конец воздухоподводящей трубки, другой конец которой выведен наружу, при этом воздухозаборный элемент сообщает внутренний объем камеры сепаратора анолита с внутренним объемом камеры гидрозатвора выше уровня жидкости в них, а на боковых стенках корпуса, по периметру, нанесены контрольные метки, обеспечивающие возможность контроля уровня жидкости во всех трех камерах одновременно.To solve this problem, the execution of the claimed control and separation device is also aimed, which can be used both in the proposed water disinfection station and in another similar station or electrolysis installation. The control and separation device comprises a transparent casing, divided by partitions into three chambers, in which an anolyte separator is provided, equipped with an air intake element, a water trap and a catholyte separator, the water trap chamber is partially filled with water, into which one end of the air supply tube is immersed, the other end of which is brought out, this, the air intake element informs the internal volume of the anolyte separator chamber with the internal volume of the hydraulic lock chamber above the liquid level in them, and on the side walls of the housing, erimetru, reference marks to ensure the possibility of liquid level control in all three cameras simultaneously.
В частном случае реализации устройства воздухозаборный элемент может быть выполнен в виде сквозного отверстия в стенке, разделяющей камеры гидрозатвора и сепаратора анолита.In the particular case of the implementation of the device, the air intake element can be made in the form of a through hole in the wall separating the chambers of the hydraulic lock and the anolyte separator.
Контрольные метки, нанесенные по периметру корпуса, выполнены в виде двух горизонтальных линий, показывающих предельные, максимальный и минимальный, уровни содержания жидкости в камерах сепараторов и гидрозатвора. Нахождение уровня жидкости во всех трех объемах между упомянутыми линиями свидетельствует о нормальной работе установки.The control marks applied around the perimeter of the housing are made in the form of two horizontal lines showing the maximum, maximum and minimum levels of fluid in the chambers of the separators and the seal. The presence of a liquid level in all three volumes between the mentioned lines indicates the normal operation of the installation.
Благодаря тому, что все три устройства, требующие внимания и контроля со стороны оператора, скомпонованы в единый блок с единой системой контрольных меток, повышена оперативность контроля и ускорен процесс реагирования на его результаты: распознавание неполадок и их устранение. В результате снизился риск возникновения аварийной ситуации, увеличилась продолжительность бесперебойной работы установки, повысилась надежность и безопасность работы станции.Due to the fact that all three devices requiring attention and control by the operator are arranged in a single unit with a unified system of check marks, the efficiency of monitoring is increased and the process of responding to its results is accelerated: recognition of problems and their elimination. As a result, the risk of an emergency has decreased, the duration of uninterrupted operation of the installation has increased, and the reliability and safety of the station has increased.
Выполнение устройства контроля и сепарации в виде единого блока позволяет также упростить обслуживание и повысить производительность монтажных работ.The implementation of the control and separation device in the form of a single unit also allows to simplify maintenance and increase the productivity of installation work.
Таким образом, оба объекта заявляемого изобретения направлены на решение одной и той же технической задачи и обеспечивают достижение одного и того же технического результата: повышение безопасности и эксплуатационной надежности.Thus, both objects of the claimed invention are aimed at solving the same technical problem and ensure the achievement of the same technical result: improving safety and operational reliability.
В качестве устройства управления насосами-дозаторами предпочтительно использование контроллера, который является микропроцессорным устройством и характеризуется широкими функциональными возможностями. Контроллер связан с приборами контроля уровня хлора в обеззараживаемой воде и обеспечивает управление работой насосов-дозаторов, а также блока питания электролизера на основе информации, поступающей от упомянутых приборов контроля.As a control device for metering pumps, it is preferable to use a controller that is a microprocessor device and is characterized by wide functionality. The controller is connected with devices for monitoring the level of chlorine in disinfected water and provides control over the operation of metering pumps, as well as the power supply unit of the electrolyzer, based on information received from the said control devices.
В качестве насосов-дозаторов предпочтительно использование мембранных насосов-дозаторов, которые отличаются высокой антикоррозионной стойкостью по отношению к агрессивной рабочей среде - рассолу.As metering pumps, it is preferable to use diaphragm metering pumps, which are highly resistant to corrosion in relation to an aggressive working medium - brine.
В качестве электролизера предпочтительно применение мембранного биполярного электролизера фильтр-прессного типа, состоящего из нескольких биполярных ячеек.As the electrolyzer, it is preferable to use a membrane bipolar electrolyzer of a filter-press type consisting of several bipolar cells.
Для обеспечения бесперебойности работы и расширения возможностей хлорирования станция может быть снабжена вторым резервным комплектом оборудования, включенным параллельно первому. Комплект оборудования включает электролизер, насосы-дозаторы и сепараторы с гидрозатвором. Наличие резервного комплекта позволяет проводить профилактические или ремонтные работы на основном электролизере без остановки работы установки в целом, что особенно актуально на таких крупных станциях обеззараживания воды, как, например, городские очистные сооружения.To ensure uninterrupted operation and expand the possibilities of chlorination, the station can be equipped with a second backup set of equipment connected in parallel with the first. The set of equipment includes an electrolyzer, metering pumps and separators with a water lock. The availability of a backup kit allows carrying out preventive or repair work on the main electrolyzer without stopping the operation of the plant as a whole, which is especially important at such large water disinfection stations as, for example, urban wastewater treatment plants.
Вместе с тем наличие второго электролизера позволяет, в случае необходимости, вдвое увеличить мощность установки, а значит, и производство хлора, например. при необходимости осуществления гиперхлорирования.However, the presence of a second electrolyzer allows, if necessary, to double the capacity of the installation, and hence the production of chlorine, for example. if necessary, the implementation of hyperchlorination.
Целесообразной является установка в магистрали подачи воды накопительной емкости для воды, которую размещают на входе насоса-дозатора, что обеспечивает бесперебойность работы последнего.It is advisable to install a water storage tank in the water supply line, which is placed at the inlet of the metering pump, which ensures the uninterrupted operation of the latter.
Для возможности наиболее полного использования исходного раствора электролита могут быть организованы циркуляционные контуры анолита и католита.For the most complete use of the initial electrolyte solution, circulating circuits of anolyte and catholyte can be organized.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Конструкция установки и принцип ее работы поясняются чертежами, гдеThe design of the installation and the principle of its operation are illustrated by drawings, where
на фиг.1 - схема станции, общий вид;figure 1 - diagram of the station, a General view;
на фиг.2 - приведена схема станции с резервным комплектом оборудования;figure 2 - shows a diagram of a station with a backup set of equipment;
на фиг.3 - устройство контроля и сепарации, общий вид, изометрия;figure 3 - control device and separation, General view, isometry;
на фиг.4 - то же, вид А, вид сверху с фиг.3;figure 4 is the same, view A, a top view from figure 3;
на фиг.5 - то же, сечение В-В с фиг.4, продольный разрез;figure 5 is the same, section bb of figure 4, a longitudinal section;
на фиг.6 - то же, вид С на фиг.5, вид сбоку.figure 6 is the same, view C in figure 5, side view.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Станция обеззараживания воды, в основе которой лежит электролизная установка для получения хлора, содержит (см. фиг.1) электролизер 1 с разделенными мембранной перегородкой 2 анодной 3 и катодной 4 камерами, узел приготовления раствора хлорида натрия, включающий растворный бак 5 со средствами перемешивания, связанный с входом анодной камеры 3 линией 6 подачи раствора, в которой установлен насос-дозатор 7. Вход катодной камеры 4 электролизера 1 соединен с линией 8 подачи воды, в которой установлены накопительная емкость для воды 9 и насос-дозатор 10. Станция также содержит устройство контроля и сепарации 11, включающее сепаратор анолита 12, гидрозатвор 13 и сепаратор католита 14, связанный с накопителем 15 щелочи. Газоотводящий патрубок сепаратора анолита 12 связан с всасывающим патрубком эжектора 16, установленного в проточной магистрали 17. Устройство контроля и сепарации 11 может состоять из отдельных устройств, но предпочтительнее его исполнение в виде единого блока.The water disinfection station, which is based on an electrolysis plant for producing chlorine, contains (see Fig. 1) an
Функционирование станции осуществляется следующим образом.The operation of the station is as follows.
Приготовленный раствор поваренной соли из бака 5 подается насосом-дозатором 7 на вход анодной камеры 3 электролизера 1. Вода подается насосом-дозатором 10 в катодную камеру 4 электролизера 1.The prepared solution of sodium chloride from the
При прохождении электрического тока между анодом и катодом через раствор соли на аноде синтезируется газообразный хлор, а на катоде - водород. За счет уменьшения плотности электролита в результате газонаполнения полученная в результате электролиза смесь анолита с газообразным хлором поднимается вверх к выходу анодной камеры 3, откуда она удаляется в сепаратор анолита 12, где разделяется на газообразную и жидкую фазы. Интенсификации процесса разделения способствует поступление в сепаратор 12 воздуха через воздухозаборный патрубок 18 и гидрозатворное устройство 13, которое может быть связано с магистралью подвода воздуха 19. При прохождении воды через эжектор 16 образуется разрежение, вследствие которого отделенные в сепараторе 12 газообразные продукты засасываются в эжектор 16 и смешиваются с водой, образуя хлорную воду.When an electric current passes between the anode and cathode through a salt solution, chlorine gas is synthesized at the anode, and hydrogen is synthesized at the cathode. By reducing the density of the electrolyte as a result of gas filling, the mixture of anolyte with gaseous chlorine obtained as a result of electrolysis rises to the outlet of the anode chamber 3, from where it is removed to the anolyte separator 12, where it is separated into gaseous and liquid phases. The intensification of the separation process is facilitated by the flow of air into the separator 12 through the
Полученная хлорная вода подается далее к точкам ввода хлорирующего агента, которые могут быть расположены, например, в специальных баках подготовки воды на конкретном объекте водоканала, где установлена предлагаемая установка.The resulting chlorine water is then supplied to the points of introduction of the chlorinating agent, which can be located, for example, in special water treatment tanks at a particular water utility facility where the proposed installation is installed.
Одновременно образующаяся в катодной камере 4 газожидкостная смесь поступает в сепаратор католита 14, где осуществляет отделение газообразной фазы - водорода, от жидкой фазы католита, представляющей собой щелочь, которая, по мере накопления, удаляется из сепаратора 14 через соответствующий патрубок в накопительную емкость 15. Водород сбрасывается в атмосферу.At the same time, a gas-liquid mixture formed in the cathode chamber 4 enters the catholyte separator 14, where it separates the gaseous phase - hydrogen, from the liquid catholyte phase, which is alkali, which, as it accumulates, is removed from the separator 14 through the corresponding nozzle into the
Т.к. перемещение анолита от входа к выходу анодной камеры и, аналогичным образом, католита в катодной камере, происходит достаточно быстро, то исходные вещества не успевают прореагировать полностью. Для более полного использования исходного раствора электролита могут быть организованы циркуляционные контуры анолита и католита. Для чего сепаратор 12 анолита соединяют с входом анодной камеры 3 линией 20 возврата анолита, а сепаратор 14 католита соединяют с входом катодной камеры 4 линией 21 возврата католита.Because the anolyte moves from the entrance to the exit of the anode chamber and, similarly, catholyte in the cathode chamber, is fast enough, then the starting materials do not have time to completely react. For a more complete use of the initial electrolyte solution, circulating circuits of anolyte and catholyte can be organized. Why, the anolyte separator 12 is connected to the input of the anode chamber 3 by the anolyte return line 20, and the catholyte separator 14 is connected to the input of the cathode chamber 4 by the catholyte return line 21.
В процессе работы установки возможны случаи, когда эжектор 16 перестает работать в силу каких-либо возникших обстоятельств, например: упало давление воды на входе или выросло давление на выходе эжектора, или пропала вода. Хлор перестает высасываться из сепаратора 12 анолита, однако электролизер 1 продолжает работать и происходит обратный выброс газообразного хлора через воздухозаборный патрубок 18. Благодаря тому, что на входе воздухозаборного патрубка 18 установлен гидрозатвор, вытесненный в объем камеры 13 хлор попадает в воду, где растворяется с образованием хлорной воды. Последняя вытесняется дальше из камеры 13 в воздухозаборную трубку 22, где образует водяную пробку, препятствуя попаданию хлора в помещение станции, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала.During the operation of the installation, there may be cases when the
Насосы-дозаторы 7 и 10, осуществляющие дозированную подачу солевого раствора и воды на электролиз, выполнены с возможностью внешнего управления, которое осуществляется контроллером 23, обеспечивающим одновременно управление блоком питания 24 электролизера 1. Контроллер 23 связан с приборами 25 контроля уровня хлора в обеззараживаемой воде, и на основе получаемой от них информации производит регулирование работы блока питания электролизера и насосов-дозаторов.Dispensing pumps 7 and 10, which carry out the metered supply of saline and water to the electrolysis, are made with the possibility of external control, which is carried out by the
На фиг.2 показано исполнение станции обеззараживания воды, укомплектованной резервным комплектом оборудования, включающим второй электролизер 1' с устройством контроля и сепарации 11' и насосами-дозаторами 7' и 10'.Figure 2 shows the design of the water disinfection station, equipped with a backup set of equipment, including a second electrolyzer 1 'with a control and separation device 11' and metering pumps 7 'and 10'.
Контроль функционирования электролизной установки может быть осуществлен одним оператором. Простоте и оперативности контроля способствует исполнение устройства 11 контроля и сепарации в виде единого блока, объединяющего сепараторы 12 анолита, 14 католита и гидрозатвор 13, размещенные в одном прозрачном корпусе 26. Для изготовления корпуса и устройства в целом применяют материалы и способы, применяемые для изготовления известных сепараторов.Monitoring the operation of the electrolysis plant can be carried out by one operator. The simplicity and efficiency of control is facilitated by the execution of the control and
В конкретном примере осуществления корпус 26 выполнен (см. фиг.3-6) в форме горизонтально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, образованного дном, крышкой и боковыми стенками из оргстекла, герметично соединенными между собой посредством прозрачного клеевого соединения. Корпус 26 разделен поперечными перегородками на три изолированных объема - камеры 27, 28 и 29, в которых размещены, соответственно, сепаратор анолита, гидрозатвор и сепаратор католита.In a specific embodiment, the
Внутренние объемы камер 27 и 28 (сепаратора анолита и гидрозатвора) сообщены между собой посредством воздухозаборного патрубка 18' либо посредством сквозного отверстия 18", выполненного в стенке, разделяющей камеры 27 и 28 (см. фиг.4, 5).The internal volumes of the chambers 27 and 28 (the anolyte separator and the water seal) are interconnected by means of an air intake pipe 18 'or by means of a through
На каждой из боковых стенок корпуса 26 нанесены контрольные метки 30 в виде двух горизонтальных красных линий, показывающих минимальный и максимальный предельные уровни содержания жидкости в камерах. Объемы камер 27-29 подобраны таким образом, что метки предельных уровней едины для всех трех устройств.On each of the side walls of the
Блок 11 контроля и сепарации, установленный над электролизером 1, имеет хорошую обзорность, а наличие контрольных меток по периметру прозрачного корпуса позволяет оператору с любой стороны установки, где бы он ни находился, контролировать состояние всех трех, составляющих блок, устройств.The control and
Снижение или превышение уровнем жидкости предельной красной черты 30 хотя бы в одной из камер 27, 28 и 29 оперативно фиксируется оператором, при этом благодаря тому, что все контролируемые устройства сосредоточены в одном месте и на одном уровне, оператору значительно легче произвести их сравнение и понять причину возникшей неисправности. В результате более оперативно устраняются причины неисправности.Reducing or exceeding the liquid level of the limit red line 30 at least in one of the chambers 27, 28 and 29 is quickly recorded by the operator, while due to the fact that all controlled devices are concentrated in one place and at the same level, it is much easier for the operator to compare and understand them the cause of the malfunction. As a result, the causes of the malfunction are more quickly eliminated.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011151381/05A RU2511363C2 (en) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Water decontamination station and control and separation device to be incorporated therewith |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011151381/05A RU2511363C2 (en) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Water decontamination station and control and separation device to be incorporated therewith |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011151381A RU2011151381A (en) | 2013-11-20 |
RU2511363C2 true RU2511363C2 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=49554774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011151381/05A RU2511363C2 (en) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | Water decontamination station and control and separation device to be incorporated therewith |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2511363C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789531C1 (en) * | 2022-04-18 | 2023-02-06 | Дмитрий Валерьевич Татеосов | Method for producing water with predetermined properties and apparatus for implementation thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4701265A (en) * | 1985-05-29 | 1987-10-20 | Electrocell Ab | Chlorinating apparatus |
RU2033245C1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-04-20 | Друцкий Алексей Васильевич | Gas outburst purification apparatus |
RU2090519C1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-09-20 | Сергей Витальевич Баранов | Plant for producing liquid chlorination agent |
RU2315132C2 (en) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Method and device for producing chlorine and chlorine-containing oxidizers |
RU2349682C2 (en) * | 2006-11-16 | 2009-03-20 | Закрытое акционерное общество "Научная производственная фирма "ЮПИТЕР" (ЗАО "НПФ "ЮПИТЕР") | Electrolytic installation for obtaining sodium hypochlorite |
RU2404291C2 (en) * | 2006-07-06 | 2010-11-20 | Бинлинь Ян | Device for production of combustible gas by means of electrolysis and device for production of combustible gas by means of electrolysis intended for installation on vehicles |
-
2011
- 2011-12-15 RU RU2011151381/05A patent/RU2511363C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4701265A (en) * | 1985-05-29 | 1987-10-20 | Electrocell Ab | Chlorinating apparatus |
RU2033245C1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-04-20 | Друцкий Алексей Васильевич | Gas outburst purification apparatus |
RU2090519C1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-09-20 | Сергей Витальевич Баранов | Plant for producing liquid chlorination agent |
RU2315132C2 (en) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Method and device for producing chlorine and chlorine-containing oxidizers |
RU2404291C2 (en) * | 2006-07-06 | 2010-11-20 | Бинлинь Ян | Device for production of combustible gas by means of electrolysis and device for production of combustible gas by means of electrolysis intended for installation on vehicles |
RU2349682C2 (en) * | 2006-11-16 | 2009-03-20 | Закрытое акционерное общество "Научная производственная фирма "ЮПИТЕР" (ЗАО "НПФ "ЮПИТЕР") | Electrolytic installation for obtaining sodium hypochlorite |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789531C1 (en) * | 2022-04-18 | 2023-02-06 | Дмитрий Валерьевич Татеосов | Method for producing water with predetermined properties and apparatus for implementation thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011151381A (en) | 2013-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102279426B1 (en) | electrolytic device | |
US10029928B2 (en) | Device for manufacturing sodium hypochlorite or hypochlorous acid and water treatment system in general | |
CN211689254U (en) | Sodium hypochlorite generation system adopting ion membrane electrolysis method | |
CN211972469U (en) | Hypochlorous acid disinfectant generating system adopting ion membrane electrolysis method | |
KR20110113487A (en) | Apparatus and method for manufacturing of hypochlorous acid sloution | |
KR101027538B1 (en) | A equipment of electrolytic sterilizing water, manufacturing system and method thereof | |
JP2010007281A (en) | Sterilization and cleaning equipment for water closet | |
CN113646268B (en) | Chlorine disinfectant fluid generating device | |
CA3073862C (en) | Alkali-metal chloride solution electrolyser | |
JPH0474879A (en) | Electrolytic device for producing hypochlorite | |
KR20120002074A (en) | Device for high density naocl solution | |
RU2511363C2 (en) | Water decontamination station and control and separation device to be incorporated therewith | |
KR101371616B1 (en) | Naocl dilution structure of generation-system for antiseptic solution including chlorine | |
RU2459768C1 (en) | Water sterilisation station | |
CA2955135C (en) | An electrochlorination apparatus | |
US20140332399A1 (en) | Low Capacity Sodium Hypochlorite Generation System | |
KR20130066084A (en) | Gas-liguide separator for electrolytic sterilizer generation system | |
JP3770533B2 (en) | Hypochlorite production equipment | |
JP6727984B2 (en) | Electrolysis device | |
JP2011016065A (en) | Electrolytic water mixing apparatus | |
CN213203226U (en) | Ion membrane electrolysis method hypochlorous acid disinfectant takes place processing system | |
RU2349682C2 (en) | Electrolytic installation for obtaining sodium hypochlorite | |
KR101313698B1 (en) | Generation-system for antiseptic solution including chlorine | |
CN212451660U (en) | Sodium hypochlorite production equipment | |
CN218404430U (en) | Small-size domestic wall-hanging hypochlorous acid water generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20131024 |
|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191216 |