RU86952U1

RU86952U1 - DEVICE FOR PRODUCING ELECTROACTIVATED LIQUIDS

Info

Publication number: RU86952U1
Application number: RU2009121524/22U
Authority: RU
Inventors: Василий Евгеньевич Тарасов; Наталья Александровна Ниценко; Елизавета Юрьевна Бондаренко; Ирина Владимировна Бораданкова
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2009-09-20

Abstract

Аппарат для получения электроактивированной жидкости, состоящий из внутренних цилиндрических электродов и внешнего металлического, коаксиально расположенной диафрагмы, разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, для отвода обрабатываемых растворов установлены выходные патрубки, отличающийся тем, что дополнительно снабжен патрубками для подвода деминерализованной воды в катодную и анодную зоны, патрубком для подвода водного раствора натрия хлорида, расположенным в промежуточной зоне аппарата, патрубком для отвода непрореагировавшего водного раствора натрия хлорида.An apparatus for producing electroactivated liquid, consisting of internal cylindrical electrodes and an external metal, coaxially located diaphragm dividing the interelectrode space into electrode chambers, outlet pipes are installed for the discharge of processed solutions, characterized in that it is additionally equipped with pipes for supplying demineralized water to the cathode and anode zones , a pipe for supplying an aqueous solution of sodium chloride located in the intermediate zone of the apparatus, a pipe for and unreacted aqueous solution of sodium chloride.

Description

Полезная модель относится к области химической технологии, в частности к устройствам для электрохимической обработки воды и/или водных растворов, и может быть использовано в процессах, связанных с электрохимическим регулированием кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и каталитической активности воды и/или водных растворов, а также в процессах электрохимического получения различных химических продуктов путем электролиза водных растворов, в частности, смеси оксидантов при электролизе водного раствора хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов.The invention relates to the field of chemical technology, in particular to devices for the electrochemical treatment of water and / or aqueous solutions, and can be used in processes related to the electrochemical regulation of acid-base, redox properties and catalytic activity of water and / or aqueous solutions as well as in the processes of electrochemical production of various chemical products by electrolysis of aqueous solutions, in particular, a mixture of oxidants in the electrolysis of an aqueous solution of chlorides direct and alkaline earth metals.

Известна электрохимическая модульная ячейка [Патент РФ №2176989 МПК С25В 1/46 (2001.01)]. Электрохимическая модульная ячейка для обработки водных растворов содержит вертикальные коаксиальные цилиндрические внутренний полый и внешний электроды, нижнюю и верхнюю диэлектрические втулки, по оси которых выполнены отверстия, а на поверхности втулок выведены соответственно входной и выходной каналы, сообщающиеся с камерой внешнего электрода. В ячейке выполнена диафрагма из керамики, коаксиально установленная между электродами и разделяющая межэлектродное пространство на электродные камеры. Внутренний полый электрод выполнен с перфорационными отверстиями. Входной и выходной патрубки камеры внутреннего электрода установлены соответственно на нижнем и верхнем торцах внутреннего полого электрода и сообщаются с его полостью.Known electrochemical modular cell [RF Patent No. 2176989 IPC С25В 1/46 (2001.01)]. The electrochemical modular cell for the treatment of aqueous solutions contains vertical coaxial cylindrical inner hollow and outer electrodes, lower and upper dielectric bushings, the axes of which are made holes, and the input and output channels communicating with the camera of the external electrode are displayed on the surface of the bushes, respectively. A ceramic diaphragm is made in the cell, coaxially mounted between the electrodes and dividing the interelectrode space into the electrode chambers. The inner hollow electrode is made with perforations. The inlet and outlet nozzles of the chamber of the inner electrode are mounted respectively on the lower and upper ends of the inner hollow electrode and communicate with its cavity.

Этот аппарат имеет следующие недостатки:This device has the following disadvantages:

В процессе электрохимической обработки воды и/или водного раствора идет образование молекулярного хлор, водорода и оксидантов, что отрицательно влияет на дальнейшее использовании жидкости для предварительной обработки растительного сырья, для улучшения выхода экстрактивных веществ. Не предусматривается отвод газовой фазы из аппарата, что при работе на повышенных мощностях может быть взрывоопасно.In the process of electrochemical treatment of water and / or an aqueous solution, molecular chlorine, hydrogen and oxidants are formed, which negatively affects the further use of liquid for pre-treatment of plant materials, to improve the yield of extractive substances. It is not provided for the removal of the gas phase from the apparatus, which, when operating at high capacities, can be explosive.

Наиболее близким из известных аналогов является аппарат для получения электроактивированных жидкостей [Патент РФ №76920 МПК С25В 1/46 (2006.01)]. Аппарат содержит внешний цилиндрический электрод и три внутренних стержневых электрода, внешнюю и внутреннюю коаксиально расположенные диафрагмы, которые делят межэлектродное пространство на электродные камеры, в нижней части аппарата выполнен патрубок для подачи воды в аппарат, переливная труба, поддерживающая уровень жидкости и выводит ее из аппарата, патрубок для слива католита, патрубок для слива анолита, в верхней части аппарата расположены штуцеры для отвода газовой фазы.The closest known analogues is an apparatus for producing electroactivated liquids [RF Patent No. 76920 IPC С25В 1/46 (2006.01)]. The device contains an external cylindrical electrode and three internal rod electrodes, external and internal coaxially located diaphragms that divide the interelectrode space into electrode chambers, a pipe for supplying water to the device is made in the lower part of the device, an overflow pipe that maintains the liquid level and leads it out of the device, a pipe for catholyte drain, a pipe for anolyte drain, in the upper part of the apparatus there are fittings for venting the gas phase.

Недостатком данной установки является то, что качество полученной электроактивированной жидкости напрямую зависит от состава подаваемой воды, наличия в ней солей жесткости и металлов, а также заполнение электролизера осуществляется через промежуточную зону, через которую идет заполнение всего электролизера, что приводит к образованию различных побочных продуктов.The disadvantage of this installation is that the quality of the electroactivated liquid obtained directly depends on the composition of the supplied water, the presence of hardness salts and metals in it, as well as the filling of the cell through the intermediate zone through which the entire cell is filled, which leads to the formation of various by-products.

Задачей полезной модели является разработка аппарата для получения электроактивированных жидкостей, обеспечивающего получение жидкостей заданного состава и свойства.The objective of the utility model is to develop an apparatus for producing electroactivated liquids, providing liquids of a given composition and property.

Техническим результатом является обеспечение получения электорактивированных жидкостей с заданным значением pH.The technical result is the provision of obtaining electrified liquids with a given pH value.

Технический результат достигается тем, что аппарат для получения электроактивированной жидкости состоит из внутренних цилиндрических электродов и внешнего металлического, коаксиально расположенной диафрагмы, разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, для отвода обрабатываемых растворов установлены выходные патрубки. Аппарат дополнительно снабжен патрубками для подвода деминерализованной воды в катодную и анодную зону, патрубком для подвода водного раствора натрия хлорида, расположенном в промежуточной зоне аппарата, патрубком для отвода непрореагировавшего водного раствора натрия хлорида.The technical result is achieved by the fact that the apparatus for producing electroactivated liquid consists of internal cylindrical electrodes and an external metal, coaxially located diaphragm dividing the interelectrode space into the electrode chambers, outlet pipes are installed for the removal of the processed solutions. The apparatus is additionally equipped with nozzles for supplying demineralized water to the cathode and anode zone, a nozzle for supplying an aqueous solution of sodium chloride located in the intermediate zone of the apparatus, a nozzle for discharging an unreacted aqueous solution of sodium chloride.

Аппарат для получения электроактивированных жидкостей содержит патрубки для подвода деминерализованной воды во внутреннюю и внешнюю зону аппарата, что позволяет регулировать скорость подачи и время пребывания деминерализованной воды в катодной и анодной зоне, а в зависимости от времени пребывания анолита и католита во внутренней и внеших зонах аппарата меняется их значение pH. Аппарат содержит патрубки для подвода водного раствора натрия хлорида и отвода непрореагировавшего водного раствора натрия хлорида, что обеспечивает свободное удаление непрореагировавшего водного раствора натрия хлорида вместе с побочными продуктами, образование которых идет в процессе электролиза, тем самым не оказывая влияния на изменение значений pH католита и анолита.The apparatus for producing electroactivated liquids contains nozzles for supplying demineralized water to the inner and outer zones of the apparatus, which makes it possible to control the feed rate and residence time of demineralized water in the cathode and anode zones, and depending on the residence time of the anolyte and catholyte in the inner and outer zones of the apparatus their pH value. The apparatus contains nozzles for supplying an aqueous solution of sodium chloride and discharging an unreacted aqueous solution of sodium chloride, which provides free removal of an unreacted aqueous solution of sodium chloride along with by-products formed during electrolysis, thereby not affecting the change in the pH values of catholyte and anolyte .

Для подтверждения технического результата были проведены эксперименты, которые показали что при подачи 1%-го раствора натрия хлорида рН католита меняется от 7,5 до 13,5, а pH анолита - от 6,5 до 2,5. Величина pH регулируется временем пребывания жидкости в катодной и анодной зонах.To confirm the technical result, experiments were carried out, which showed that when a 1% sodium chloride solution was supplied, the pH of the catholyte changes from 7.5 to 13.5, and the pH of the anolyte from 6.5 to 2.5. The pH value is regulated by the residence time of the liquid in the cathode and anode zones.

Таблица 1 - Изменение величины анолита и католитаTable 1 - Change in the value of anolyte and catholyte Время, минTime min Водородный показатель анолита, pHAnolyte pH, pH Водородный показатель каталита, pHCatalite pH, pH 00 6,506.50 7,507.50 15fifteen 6,356.35 8,008.00 30thirty 6,286.28 8,508.50 4545 6,156.15 9,009.00

6060 6,006.00 9,259.25 7575 5,855.85 9,359.35 9090 5,355.35 9,509.50 105105 5,155.15 9,809.80 120120 5,005.00 10,0010.00 135135 4,754.75 10,2510.25 150150 4,254.25 10,5010.50 165165 4,004.00 10,7510.75 180180 3,853.85 11,0011.00 195195 3,703.70 11,3011.30 210210 3,553,55 11,6511.65 225225 3,253.25 12,0012.00 240240 3,153.15 12,2512.25 255255 3,003.00 12,6512.65 270270 2,852.85 13,0013.00 285285 2,652.65 13,3513.35 300300 2,502,50 13,5013.50

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый технический результат.Thus, the set of essential features set forth in the formula of the utility model, allows to achieve the desired technical result.

На фиг.1 изображен общий вид аппарата для получения электроактивированных жидкостей.Figure 1 shows a General view of the apparatus for producing electroactivated liquids.

Аппарат для получения элекроактивированных жидкостей содержит внешний метеллический пластинчатый электрод 1 и три внутренних графитовых электрода 2, внешнюю 3 и внутреннюю 4 коаксиально расположенные диафрагмы, которые делят межэлектродное пространство на электродные камеры, в нижней части аппарата выполнены патрубки 5,6 для подачи диминерализованной воды в аппарат, патрубок 7 для подачи водного раствора натрия хлорида в промежуточную зону аппарата, патрубок 8 для отвода анолита, патрубок 9 для отвода католита, патрубок 10 предназначен для отвода непрореагировавшего водного раствора натрия хлорида, в верхней части аппарата расположены патрубки 11, 12 для отвода газовой фазы.The apparatus for producing electroactivated liquids contains an external metal plate electrode 1 and three internal graphite electrodes 2, an external 3 and an internal 4 coaxially located diaphragms that divide the interelectrode space into electrode chambers, 5.6 pipes are made in the lower part of the apparatus for supplying demineralized water to the apparatus , pipe 7 for supplying an aqueous solution of sodium chloride to the intermediate zone of the apparatus, pipe 8 for drainage of anolyte, pipe 9 for drainage of catholyte, pipe 10 is intended for removing unreacted aqueous solution of sodium chloride, in the upper part of the device with openings 11, 12 for discharging the gas phase.

Работает аппарат для получения электроактивированных жидкостей следующим образом. В нижнюю часть аппарата в катодную зону через патрубок 5 и в анодную зону через патрубок 6 подается деминерализованная вода. В аппарате заполняется все внутреннее пространство жидкой фазой до уровня патрубков 8, 9, 10. После подачи напряжения в камере внешнего электрода под действием электрического поля скапливаются положительно-заряженные ионы (католит), а в камере у внутренних стержневых электродов - отрицательно-заряженные ионы (анолит). В процессе электролиза образуются побочные продукты реакции: иона натрия, хлора, молекулярный хлор, водород, оксиданты. Отвод ионов и оксидантов осуществляется через камеру между диарагмами 3, 4, которая является проточной, что обеспечивает свободное удаление газовой фазы через патрубки 11, 12. Патрубок 11 служит для удаления из аппарата молекулярного хлора, а патрубок 12 - молекулярного водорода. Отвод анолита идет через патрубок 8, отвод католита - через патрубок 9. Избыточные ионы, содержащиеся в водном растворе натрия хлорида, удаляются из аппарата вместе с непрореагировавшим раствором натрия хлорида через патрубок 10.The apparatus for producing electroactivated liquids is as follows. In the lower part of the apparatus, demineralized water is supplied to the cathodic zone through the pipe 5 and to the anode zone through the pipe 6. In the apparatus, the entire internal space is filled with a liquid phase to the level of nozzles 8, 9, 10. After voltage is applied, positively charged ions (catholyte) accumulate in the chamber of the external electrode under the influence of an electric field, and negatively charged ions in the chamber of the internal rod electrodes ( anolyte). During the electrolysis, reaction by-products are formed: sodium ion, chlorine, molecular chlorine, hydrogen, oxidants. The removal of ions and oxidants is carried out through the chamber between the diaphragms 3, 4, which is flowing, which provides free removal of the gas phase through the pipes 11, 12. The pipe 11 serves to remove molecular chlorine from the apparatus, and the pipe 12 - molecular hydrogen. The anolyte is discharged through pipe 8, the catholyte is removed through pipe 9. Excessive ions contained in the aqueous solution of sodium chloride are removed from the apparatus along with unreacted sodium chloride solution through the pipe 10.

Концентрация ионов Na⁺, Сl^- регулируется скоростью прокачки солевого раствора. Значение pH анолита и католита регулируются временем пребывания в катодной и анодной зонах аппарата.The concentration of Na ⁺ , Cl ^- ions ^is controlled by the rate of pumping of the saline solution. The pH value of the anolyte and catholyte are regulated by the residence time in the cathode and anode zones of the apparatus.

Таким образом, регулируя время пребывания деминерализованной жидкости в катодной и анодной зоне аппарата, возможно получение электроактивированной жидкости с заданным значением pH.Thus, by adjusting the residence time of the demineralized liquid in the cathode and anode zone of the apparatus, it is possible to obtain electroactivated liquid with a given pH value.

Установка позволяет получить электроактивированные жидкости с заданными свойствами и составом, а также с минимальным содержанием газовой фазы и использовать, полученные жидкости в косметической и пищевой промышленности.The installation allows to obtain electroactivated liquids with desired properties and composition, as well as with a minimum content of the gas phase, and use the obtained liquids in the cosmetic and food industries.

Claims

An apparatus for producing electroactivated liquid, consisting of internal cylindrical electrodes and an external metal, coaxially located diaphragm dividing the interelectrode space into electrode chambers, outlet pipes are installed for the discharge of processed solutions, characterized in that it is additionally equipped with pipes for supplying demineralized water to the cathode and anode zones , a pipe for supplying an aqueous solution of sodium chloride located in the intermediate zone of the apparatus, a pipe for and unreacted aqueous solution of sodium chloride.