RU2722175C1 - Способ получения электролитического гипохлорита натрия - Google Patents
Способ получения электролитического гипохлорита натрия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722175C1 RU2722175C1 RU2019139636A RU2019139636A RU2722175C1 RU 2722175 C1 RU2722175 C1 RU 2722175C1 RU 2019139636 A RU2019139636 A RU 2019139636A RU 2019139636 A RU2019139636 A RU 2019139636A RU 2722175 C1 RU2722175 C1 RU 2722175C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- sodium hypochlorite
- electrolysis
- producing electrolytic
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
- C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
Abstract
Изобретение относится к способу получения электролитического гипохлорита натрия электролизом природной минерализованной воды. Способ характеризуется тем, что перед электролизом воду подвергают ультразвуковому воздействию продолжительностью 15 минут с частотой 42 кГц, ультразвуковой мощностью 50 Вт, интенсивностью 5 Вт/смв ультразвуковом реакторе. Использование в качестве электролита природных подземных вод позволяет отказаться от этапа искусственного приготовления хлоридного раствора, что упрощает технологию получения дезинфектанта на месте его потребления и снижает эксплуатационные затраты. 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к технологии получения электрохимического гипохлорита натрия, который обладает сильным окислительным действием, используется для обеззараживания бытовых, промышленных сточных вод, а также при подготовке питьевой воды.
Известен способ получения гипохлорита натрия (NaОCl) путем пропускания газообразного хлора (Cl2) через насыщенный раствор гидроксида натрия (NaOH) (Губер Ф., Шмайсер М, Шенк П.В., Фехер Ф., Штойдель Р., Клемент Р. Руководство по неорганическому синтезу: в 6 томах // Перевод с немецкого / Под редакцией Г. Брауэра. - М.: Мир, 1985. - Т. 2. - С. 355-356).
Недостатком известного способа является неустойчивость соединения в свободном состоянии, большой уровень загрязнений хлорорганикой, характерный резкий запах и высокие коррозионные свойства.
Известен способ получения гипохлорита натрия, состоящего из смеси активных ионов натрия и оксидов хлора, образующихся при электролизе водного раствора хлорида натрия. При этом, ионы оксидов хлора (ClO-), взаимодействуя с ионами натрия (Na+), образуют гипохлорит и продукты электролиза, которые свободно смешиваются в электрохимическом процессе (Гипохлориты // Химическая энциклопедия / Главный редактор И.Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - Т. 1. - С. 1121-1122).
К недостатку способа можно отнести низкую экономическую эффективность и большие затраты энергоресурсов при невысоком выходе целевого продукта.
Известен способ проведения электролиза солевого раствора, к которому добавляют жидкий агент (гипохлорит натрия) с последующим электролизом, что позволяет снизить расход водного раствора соли и электроэнергии (RU №2361966, МПК С25В 1/26, опубл. 20.07.2009).
К недостатку известного способа следует отнести низкое качество водоподготовки и невозможность получения гипохлорита с высокой концентрацией активного хлора в растворе. Это вызвано тем, что процесс активации связан только с получением озоно-воздушной смеси, путем создания электрического поля в воздушной среде между электродами напряжением 80-100 кВ, которая вызывает гибель микроорганизмов, окисление примесных включений и облегчает процесс очистки. Однако известный процесс не приводит к структурным изменениям воды.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения раствора гипохлорита натрия на месте потребления путем электролиза природных электролитов - подземных минерализованных и морских вод. При реализации данного способа эксплуатационные расходы определяются, в основном, затратами электроэнергии. Поэтому, с целью снижения энергетических затрат, процесс проводят в направлении получения слабоконцентрированных растворов гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 0,2÷1,0 г/л. При реализации данной схемы электролит без какой-либо предварительной обработки с заданным расходом подается на электролизную установку, а затем в бак-накопитель гипохлорита натрия или прямо в обрабатываемые системы (Г.Л. Медриш, А.А. Тейшева, Д.Л. Басин. «Обеззараживание природных и сточных вод с использованием электролиза», М., Стройиздат, 1982).
Недостатком данного способа является получение слабоконцентрированных растворов гипохлорита натрия с низкой реакционной способностью, неоднородность электролита, требующая усреднения.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в воздействии ультразвука на подземную солесодержащую воду и сопровождается образованием микроскопических газовых включений, которые способны надтепловым путем, т. е. без нагрева, изменить химические свойства воды. Надтепловой механизм передачи энергии делает их экономичнее термических. В результате взаимодействия ультразвуковых волн с водой возникает сонохимическое действие, включающее обеззараживание, нагрев, диспергирование, кавитацию. При расширении кавитационных пузырьков-зародышей, попадающих в область пониженного давления, в пузырек испаряется вода и диффундирует растворенный в воде кислород. При распространении ультразвуковой волны в воде, содержащей ионы солей (хлорид натрия и др.), амплитуды и фазы колебаний разноименно заряженных частиц различны. В водной среде возникает переменный электрический потенциал - вибропотенциал, который для хлорида натрия в воде равен 3-10 мкВ⋅с/см. Вследствие концентрирования энергии в очень малых объемах ультразвук инициирует химические реакции, приводит к интенсивному и более полному растворению натриевой соли, что существенно усиливает активирующее воздействие и оказывает влияние на характер изменения концентрации обрабатываемой воды. При обработке ультразвуком происходит интенсивное перемешивание воды, что приводит к усредненной концентрации веществ во всем объеме обрабатываемой воды. Таким образом, решается проблема неоднородности распределения хлорсодержащих веществ в обрабатываемой воде. Присутствие в воде значительного количества ионов, способных проводить электричество, высокая гомогенность водной системы приводят к изменению режима последующего электролиза (отсутствию пульсаций тока) и получению гипохлорита натрия с высокой реакционной способностью. Все это вызвано образованием в воде большого количества активных частиц.
Пример. Для повышения выхода продуктов электролиза и увеличения активности гипохлорита натрия природную подземную минерализованную воду с концентрацией хлоридов 49,6 г/л подвергают воздействию ультразвука продолжительностью 15минут с частотой 42кГц (ультразвуковая мощность 50 Вт), интенсивностью 5 Вт/см2 в ультразвуковом реакторе, а затем осуществляют электролиз в разных режимах обработки (при силе тока 2А продолжительностью 17 мин. и при силе тока 4А продолжительностью 25 минут).
Ультразвуковое воздействие приводит к структурным преобразованиям, изменению энергетического состояния хлора и его производных, способствует переходу молекул и компонентов воды в электронно-возбужденное состояние с образованием активных частиц, обеспечивающих инициирование химических превращений с получением гипохлорита натрия в последующем процессе электролиза воды.
Результаты исследования приведены в таблице. В воде неактивированной ультразвуком концентрация активного хлора ниже в 1,46-1,50 раза по сравнению с гипохлоритом, полученным из воды, прошедшей обработку ультразвуком. При ультразвуковой обработке гидратация ионов является главной причиной электролитической диссоциации в воде, вызывая изменение ее макроскопических свойств с образованием новых пар ионов гипохлорита. При этом гипохлорит обладает более высокой химической активностью. Это обусловлено реакциями возбужденных молекул, которые, неся в себе избыточную энергию, вызывают увеличение числа активных частиц (Таблица).
Использование изобретения открывает возможность получать безреагентным способом гипохлорит натрия с увеличенным выходом целевого продукта. Использование в качестве электролита природных подземных вод позволяет отказаться от этапа искусственного приготовления хлоридного раствора, что упрощает технологию получения дезинфектанта на месте его потребления и снижает эксплуатационные затраты. В конечном итоге предлагаемая безреагентная технология позволяет экономить энергию, наиболее эффективно использовать природные ресурсы, а именно подземные минерализованные воды, что в целом приводит к значительной экономии средств.
Таблица
Результаты исследований по получению электролизного гипохлорита натрия с применением ультразвука
Проба Показатели |
Исходная вода с исходной концентрацией хлоридов - 49,6 г/л |
|
«Холостая» проба | Проба, обработанная ультразвуком (продолжительность воздействия 15 минут) |
|
Концентрация активного хлора в гипохлорите натрия, г/л | При условиях обработки электролизом: Т = 17 мин, I = 2 A |
|
2,84 | 4,25 | |
При условиях обработки электролизом: Т = 25 мин, I = 4 A |
||
4,61 | 6,74 |
Claims (1)
- Способ получения электролитического гипохлорита натрия электролизом природной минерализованной воды, отличающийся тем, что перед электролизом воду подвергают ультразвуковому воздействию продолжительностью 15 минут с частотой 42 кГц, ультразвуковой мощностью 50 Вт, интенсивностью 5 Вт/см2 в ультразвуковом реакторе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139636A RU2722175C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Способ получения электролитического гипохлорита натрия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139636A RU2722175C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Способ получения электролитического гипохлорита натрия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722175C1 true RU2722175C1 (ru) | 2020-05-28 |
Family
ID=71067319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139636A RU2722175C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Способ получения электролитического гипохлорита натрия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722175C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767943C1 (ru) * | 2021-05-21 | 2022-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" | Способ очистки сточных вод |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2139956C1 (ru) * | 1997-06-04 | 1999-10-20 | Муниципальное предприятие "Водоканал" | Установка для получения растворов гипохлоритов электролизом |
RU2405066C1 (ru) * | 2009-05-05 | 2010-11-27 | Максим Валентинович КЛИМОВ | Электрохимический способ получения гипохлорита натрия |
US20140209454A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Yoshihisa ISHII | Deodorization and sterilization apparatus |
-
2019
- 2019-12-05 RU RU2019139636A patent/RU2722175C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2139956C1 (ru) * | 1997-06-04 | 1999-10-20 | Муниципальное предприятие "Водоканал" | Установка для получения растворов гипохлоритов электролизом |
RU2405066C1 (ru) * | 2009-05-05 | 2010-11-27 | Максим Валентинович КЛИМОВ | Электрохимический способ получения гипохлорита натрия |
US20140209454A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Yoshihisa ISHII | Deodorization and sterilization apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767943C1 (ru) * | 2021-05-21 | 2022-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" | Способ очистки сточных вод |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Khelifa et al. | Treatment of metal finishing effluents by the electroflotation technique | |
Sirés et al. | Electrochemical advanced oxidation processes: today and tomorrow. A review | |
US8999154B2 (en) | Apparatus for treating Lake Okeechobee water | |
CN103864183B (zh) | 一种耦合分子氧活化的中性电芬顿氧化水处理方法 | |
CN112573624B (zh) | 高盐废水复合催化氧化处理系统 | |
CN105621764A (zh) | 一种环氧氯丙烷生产废水的处理工艺 | |
AU4517801A (en) | Method and device for electrochemically disinfecting fluids | |
RU2722175C1 (ru) | Способ получения электролитического гипохлорита натрия | |
JP2008200636A (ja) | 水処理方法及び該装置 | |
CN101698524A (zh) | 一种采用低温等离子体技术净化家庭饮用水水质的方法及其装置 | |
JP4865651B2 (ja) | 排水処理方法及び装置 | |
CN113957460A (zh) | 一种基于交流电解合成双氧水的方法及其装置与应用 | |
KR101371616B1 (ko) | 염소소독수 생성장치의 차염 희석구조 | |
JP6047699B2 (ja) | オゾン含有水溶液の製造方法、製造装置およびオゾン含有水溶液 | |
JP2004130185A (ja) | 排水処理方法及び装置 | |
RU162651U1 (ru) | Устройство для комплексного получения хлорсодержащих реагентов и феррата натрия | |
JPH0938655A (ja) | オゾンを含有する電解次亜塩素酸殺菌水並びにその製造方法及び装置 | |
JP2005013858A (ja) | 高電圧パルスを利用した排水処理装置及び該方法 | |
JP2012024711A (ja) | Ohラジカルおよびオゾンを生成する電気化学的促進酸化処理装置とその処理法並びにこれを用いた液体浄化装置 | |
JPH1076270A (ja) | 電解による強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法 | |
RU2540616C2 (ru) | Способ обеззараживания водных систем минерализованными промышленными водами в виде растворов гипохлорита | |
RU2100286C1 (ru) | Способ обеззараживания воды и устройство для его реализации | |
RU2616622C1 (ru) | Способ получения электрохимического гипохлорита натрия | |
Sister et al. | Ultrasonic techniques in removing surfactants from effluents by electrocoagulation | |
KR100602058B1 (ko) | 전기분해와 응집을 통한 폐수처리장치 |