RU53673U1

RU53673U1 - PLANT FOR PRODUCING SODIUM HYPOCHLORITE

Info

Publication number: RU53673U1
Application number: RU2005138561/22U
Authority: RU
Inventors: Галина Григорьевна Иткина
Original assignee: Галина Григорьевна Иткина
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2006-05-27

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям электрохимических устройств, а именно, к установкам для получения гипохлорита натрия путем электролиза водного раствора хлорида натрия. Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение экономичности установки для получения гипохлорита натрия, обеспечивающей возможность сбора водородсодержащего газа. Сущность полезной модели заключается в том, что установка для получения гипохлорита натрия путем электролиза водного раствора хлорида натрия, включающая электролизер, сборник раствора гипохлорита натрия, а также сборник отводимого из верхней части электролизера водородсодержащего газа, согласно полезной модели содержит по меньшей мере два электролизера, каждый из электролизеров соединен со сборником водного раствора гипохлорита натрия, при этом установка содержит соединенную с верхней частью каждого из электролизеров общую магистраль для сбора водородсодержащего газа, связанную со сборником водородсодержащего газа.The utility model relates to designs of electrochemical devices, namely, to installations for producing sodium hypochlorite by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride. The objective of the utility model is to simplify the design and increase the efficiency of the installation for the production of sodium hypochlorite, which provides the ability to collect hydrogen-containing gas. The essence of the utility model is that the installation for producing sodium hypochlorite by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, including an electrolyzer, a collection of sodium hypochlorite solution, as well as a collection of hydrogen-containing gas discharged from the upper part of the cell, according to the utility model, contains at least two electrolysis cells, each of electrolyzers is connected to a collector of an aqueous solution of sodium hypochlorite, while the installation contains a common master connected to the upper part of each of the electrolyzers al for collecting hydrogen-containing gas associated with a collection of hydrogen-containing gas.

Description

Полезная модель относится к конструкциям электрохимических устройств, а именно, к установкам для получения гипохлорита натрия путем электролиза водного раствора хлорида натрия.The utility model relates to designs of electrochemical devices, namely, to installations for producing sodium hypochlorite by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride.

В настоящее время для получения гипохлорита натрия применяются электрохимические установки, включающие электролизеры (диафрагменные или бездиафрагменные), в которых осуществляется электролиз водного раствора хлорида натрия с получением водного раствора гипохлорита натрия. При этом в процессе электролиза происходит также образование побочного продукта реакции - водородсодержащего газа, основным компонентом которого является выделяющийся на катоде газообразный водород и который также содержит примеси кислорода и паров воды. Указанный водородсодержащий газ накапливается в верхней части электролизера.Currently, to obtain sodium hypochlorite, electrochemical plants are used, including electrolyzers (diaphragm or non-diaphragm), in which the electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride is carried out to obtain an aqueous solution of sodium hypochlorite. Moreover, in the process of electrolysis, a reaction by-product is also formed - a hydrogen-containing gas, the main component of which is hydrogen gas released at the cathode and which also contains impurities of oxygen and water vapor. The specified hydrogen-containing gas accumulates in the upper part of the cell.

В большинстве установок для получения гипохлорита натрия накапливающийся в электролизере водородсодержащий газ отводится из верхней части электролизера в атмосферу [см., например, SU 1758089].In most plants for the production of sodium hypochlorite, the hydrogen-containing gas accumulating in the electrolyzer is removed from the upper part of the electrolyzer to the atmosphere [see, for example, SU 1758089].

Между тем, газообразный водород является ценным химическим продуктом и применяется в различных отраслях промышленности, в частности, может быть использован в качестве экологически чистого энергоносителя.Meanwhile, gaseous hydrogen is a valuable chemical product and is used in various industries, in particular, can be used as an environmentally friendly energy carrier.

Известны конструкции установок для получения гипохлорита натрия, в которых образующийся в ходе проведения электролиза водородсодержащий газ используется в качестве горючего компонента генератора электрической энергии. Так, в частности, известно устройство [JP 2003288935], содержащее электролизер, в котором происходит образование раствора гипохлорита натрия и водородсодержащего газа, а также связанный с ним электрохимический генератор, в который из электролизера поступает водородсодержащий газ, предварительно пропущенный через очиститель, а также кислород. В электрохимическом генераторе происходит сгорание вышеуказанных газов, а образующаяся в результате данного процесса тепловая энергия преобразуется в электрическую.Known are the designs of plants for producing sodium hypochlorite, in which the hydrogen-containing gas generated during electrolysis is used as a combustible component of an electric energy generator. Thus, in particular, a device is known [JP 2003288935], containing an electrolyzer in which a solution of sodium hypochlorite and a hydrogen-containing gas are formed, as well as an associated electrochemical generator into which a hydrogen-containing gas is passed from the electrolyzer, previously passed through a purifier, as well as oxygen . In the electrochemical generator, the above gases are burned, and the thermal energy generated as a result of this process is converted into electrical energy.

В качестве ближайшего аналога авторами выбрана установка, описанная в патенте RU 2013438. Указанная установка обеспечивает получение гипохлорита натрия, а также сбор водородсодержащего газа с целью его последующего полезного использования. Установка содержит объединенные трубопроводами электролизер с анодной и катодной камерами и сборник отводимого из верхней части электролизера водородсодержащего газа. При этом установка дополнительно содержит связанные с электролизером два реактора с раздробленным углем, в которых осуществляется реакция окисления угля гипохлоритом натрия. Образующиеся в результате указанной реакции жидкие продукты и водородсодержащий газ выводятся из реакторов и подаются в сепаратор. Отделенный от жидкости водородсодержащий газ из сепаратора поступает в упомянутый выше сборник водородсодержащего газа.As the closest analogue, the authors chose the installation described in patent RU 2013438. This installation provides for the production of sodium hypochlorite, as well as the collection of hydrogen-containing gas with a view to its subsequent useful use. The installation comprises electrolyser combined with pipelines with anode and cathode chambers and a collection of hydrogen-containing gas discharged from the upper part of the electrolyzer. At the same time, the installation additionally contains two crushed coal reactors connected with the electrolyzer, in which the coal is oxidized by sodium hypochlorite. The liquid products and hydrogen-containing gas resulting from this reaction are discharged from the reactors and fed to a separator. The hydrogen-containing gas separated from the liquid from the separator enters the aforementioned hydrogen-containing gas collector.

Рассматриваемая установка за счет выделения дополнительного количества водорода в реакторах с углем позволяет значительно увеличить выход водорода. Однако установка сложна по конструкции и требует использования дополнительного реагента - раздробленного угля, что снижает экономичность ее использования.The installation under consideration due to the release of additional hydrogen in coal reactors can significantly increase the yield of hydrogen. However, the installation is complex in design and requires the use of an additional reagent - crushed coal, which reduces the efficiency of its use.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение экономичности установки для получения гипохлорита натрия, обеспечивающей возможность сбора водородсодержащего газа.The objective of the utility model is to simplify the design and increase the efficiency of the installation for the production of sodium hypochlorite, providing the ability to collect hydrogen-containing gas.

Сущность полезной модели заключается в том, что установка для получения гипохлорита натрия путем электролиза водного раствора хлорида натрия, включающая электролизер, сборник раствора гипохлорита натрия, а также сборник отводимого из верхней части электролизера водородсодержащего газа, согласно полезной модели содержит по меньшей мере два электролизера, каждый из электролизеров соединен со сборником водного раствора гипохлорита натрия, при этом установка содержит соединенную с верхней частью каждого из электролизеров общую магистраль для сбора водородсодержащего газа, связанную со сборником водородсодержащего газа.The essence of the utility model is that the installation for producing sodium hypochlorite by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, including an electrolyzer, a collection of sodium hypochlorite solution, as well as a collection of hydrogen-containing gas discharged from the upper part of the cell, according to the utility model, contains at least two electrolysis cells, each of electrolyzers is connected to a collector of an aqueous solution of sodium hypochlorite, while the installation contains a common master connected to the upper part of each of the electrolyzers al for collecting hydrogen-containing gas associated with a collection of hydrogen-containing gas.

В частном случае выполнения заявляемой установки общая магистраль для сбора водородсодержащего газа связана со сборником водородсодержащего газа через сепаратор.In the particular case of the implementation of the inventive installation, a common line for collecting hydrogen-containing gas is connected to a collector of hydrogen-containing gas through a separator.

Наличие в заявляемой установке сборника, связанного с электролизерами, обеспечивает сбор отводимого из их верхних частей водородсодержащего газа, The presence in the inventive installation of the collector associated with electrolyzers, provides the collection of exhaust from their upper parts of a hydrogen-containing gas,

образующегося наряду с гипохлоритом натрия при проведении электролиза водного раствора хлорида натрия.formed along with sodium hypochlorite during electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride.

При этом принципиально важным для решения поставленной задачи является наличие в установке нескольких (не менее двух) электролизеров, поскольку за счет суммирования количества газа, отводимого из каждого электролизера, увеличивается производительность установки по водородсодержащему газу.At the same time, it is fundamentally important for solving this problem that there are several (at least two) electrolysers in the installation, since by adding up the amount of gas discharged from each electrolyzer, the plant’s hydrogen-containing gas productivity increases.

Наличие общей магистрали для сбора водородсодержащего газа, связанной с единым сборником указанного газа, является рациональным с точки зрения простоты конструктивного выполнения предлагаемой установки.The presence of a common line for collecting hydrogen-containing gas associated with a single collector of the specified gas is rational in terms of the simplicity of the structural design of the proposed installation.

Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает следующий технический результат - упрощение конструкции и повышение экономичности установки для получения гипохлорита натрия, обеспечивающей возможность сбора водородсодержащего газа.Thus, the set of essential features of the utility model provides the following technical result - simplifying the design and increasing the efficiency of the installation for the production of sodium hypochlorite, providing the ability to collect hydrogen-containing gas.

В частном случае выполнения установки, когда общая магистраль для сбора водородсодержащего газа связана со сборником водородсодержащего газа через сепаратор, обеспечивается удаление из водородсодержащего газа паров воды.In the particular case of the installation, when a common line for collecting hydrogen-containing gas is connected to a collector of hydrogen-containing gas through a separator, water vapor is removed from the hydrogen-containing gas.

Заявляемая установка может дополнительно включать узел очистки водорода от содержащихся в водородсодержащем газе примесей, в состав которого могут входить мембранные фильтры, системы молекулярных сит и прочее.The inventive installation may further include a unit for purifying hydrogen from impurities contained in a hydrogen-containing gas, which may include membrane filters, molecular sieve systems, etc.

На фигуре представлен общий вид заявляемой установки.The figure shows a General view of the inventive installation.

Установка для получения гипохлорита натрия содержит электролизеры 1 и 2, каждый из которых соединен с помощью магистрали 3 с емкостью 4 для раствора хлористого натрия. Выход каждого из электролизеров 1 и 2 с помощью трубопроводов соответственно 5 и 6 соединен со сборником 7 раствора гипохлорита натрия. Установка также содержит сборник 8 водородсодержащего газа, который через сепаратор 9 связан с общей для обоих электролизеров магистралью 10 для сбора водородсодержащего газа. Общая магистраль 10 соединена с верхними частями электролизеров 1 и 2 с помощью трубопроводов соответственно 11 и 12.Installation for producing sodium hypochlorite contains electrolyzers 1 and 2, each of which is connected via line 3 with a capacity of 4 for a solution of sodium chloride. The output of each of the electrolysers 1 and 2 using pipelines 5 and 6, respectively, is connected to the collector 7 of sodium hypochlorite solution. The installation also contains a collector 8 of hydrogen-containing gas, which is connected through a separator 9 to a common line 10 for collecting hydrogen-containing gas for both cells. The common highway 10 is connected to the upper parts of the electrolytic cells 1 and 2 using pipelines 11 and 12, respectively.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Раствор хлорида натрия из емкости 4 по магистрали 3 подается в электролизеры 1 и 2, в которых осуществляется процесс его электролиза. Образующийся в ходе электролиза раствор гипохлорита натрия отводится по трубопроводам 5 и 6 в сборник 7. Выделяющиеся в процессе электролиза The solution of sodium chloride from the tank 4 through line 3 is fed into the electrolytic cells 1 and 2, in which the process of electrolysis is carried out. The sodium hypochlorite solution formed during the electrolysis is discharged through pipelines 5 and 6 to the collection 7. They are released during the electrolysis

газообразные продукты реакции, представляющие собой газообразный водород с небольшими примесями кислорода и паров воды, поступают в верхние части электролизеров 1 и 2. Из верхних частей электролизеров 1 и 2 водородсодержащий газ отводится по трубопроводам 11 и 12 в общую магистраль 10 и поступает в сборник 8 через сепаратор 9, в котором происходит отделение от водородсодержащего газа паров воды.gaseous reaction products, which are hydrogen gas with small admixtures of oxygen and water vapor, enter the upper parts of electrolyzers 1 and 2. From the upper parts of electrolyzers 1 and 2, hydrogen-containing gas is discharged through pipelines 11 and 12 to a common line 10 and enters the collector 8 through a separator 9, in which water vapor is separated from the hydrogen-containing gas.

Claims

1. Installation for producing sodium hypochlorite by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, including an electrolytic cell, a collection of sodium hypochlorite solution, as well as a collection of hydrogen-containing gas discharged from the upper part of the electrolyzer, characterized in that it contains at least two electrolytic cells, each of the electrolytic cells is connected to a collection of an aqueous solution of sodium hypochlorite, while the installation contains a common line connected to the upper part of each of the electrolysis cells for collecting hydrogen-containing gas, connected nd with the collection of hydrogen-containing gas.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the common line for collecting hydrogen-containing gas is connected to a collector of hydrogen-containing gas through a separator.