UA155799U - Спосіб електрохімічного концентрування розчинів - Google Patents
Спосіб електрохімічного концентрування розчинів Download PDFInfo
- Publication number
- UA155799U UA155799U UAU202304342U UAU202304342U UA155799U UA 155799 U UA155799 U UA 155799U UA U202304342 U UAU202304342 U UA U202304342U UA U202304342 U UAU202304342 U UA U202304342U UA 155799 U UA155799 U UA 155799U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- sodium chloride
- solution
- concentration
- chamber
- chambers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 64
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Спосіб електрохімічного концентрування розчинів включає подачу слабкого розчину хлориду натрію з постійною температурою 20±0,5 °C при рН 6,5±0,3 у камери електролізера, де встановлені іонообмінні мембрани з робочою поверхнею 0,2 дм2 кожна, з отриманням лугу в одній камері і концентрованого розчину хлориду натрію - в іншій. При цьому використовують трикамерний електролізер, розчин хлориду натрію подають в усі його камери, для пригнічення утворення в анодній камері активного хлору у ній розчиняють луг до досягнення лужності більше 500 мг-екв/дм3, розчин хлориду натрію відводять із анодної і катодної камер після досягнення концентрації більше 100 г/дм3 у розчині.
Description
Корисна модель належить до електрохімічних способів концентрування розчинів, що утворюються при знесоленні води, з отриманням хімічних реагентів, зокрема концентрованого розчину хлориду натрію, з якого електролізом можна отримати гіпохлорит натрію, який широко використовується для знезараження питної води, дезінфекції приміщень, як окисник в деструктивних процесах очищення води.
Відомі методи демінералізації води, основані на електрохімічному розкладі солей в три- або чотирикамерних електролізерах з отриманням лугу та кислот П11.
До недоліків методу слід віднести незначну концентрацію отриманого лугу та кислоти, значні енергозатрати.
Для подальшого концентрування розчинів використовують двокамерні електролізери з пористою діафрагмою. Розчин лугу концентрують із застосуванням катіонообмінних мембран (2. Розчин кислоти концентрують із застосуванням аніонообмінних мембран |З.
До недоліків даного підходу слід віднести необхідність проведення двох стадій електролізу з отриманням слабких розчинів кислот і лугу на першій стадії та їх концентруванні на другій стадії.
Відомий спосіб електрохімічного концентрування розчинів, що утворюються при знесоленні води, в установці, що містить електроди, розділені діафрагмою з інертного матеріалу, в безперервному процесі, в якому як реагент використовують луг, а як діафрагму - катіонну мембрану І4Ї. Даний спосіб полягає в концентруванні католіту, отриманого при знесоленні пом'якшеної води електродіалізом з концентрацією лугу 4-10 9о, в двокамерному електролізері з катіонною мембраною МК-40. Для цього розчин розміщують в катодній та анодній камерах, в процесі проведення електролізу в катодній камері відбувається зростання кислоти, а в анодній - зменшення.
Значним недоліком є те, що даний підхід передбачає концентрування розчинів хлориду натрію лише до 10 95. Практичне використання розчинів з такою концентрацією значною мірою обмежене, тож більша частина об'єму таких розчинів потрапляє на подальшу переробку, що тягне за собою проблеми, описані раніше: багатостадійність процесу, енергетичні затрати і таке інше.
Як найближчий аналог вибрано спосіб, представлений в роботі (5). В роботі досліджені закономірності процесу знесолення-граничного концентрування розчинів хлориду натрію концентрацією від 10,2 до 37,7 г/дм3, які моделюють хлоридні стічні води деяких підприємств гірничо-видобувної промисловості, із використанням електродіалізатора-концентратора удосконаленої конструкції, в якому для відведення концентрованого розчину хлориду натрію окремо з кожної камери концентрування використані тонкі полімерні трубки з метою розділення камер концентрування з колектором і створення для виключення утворення витоку струму, що дозволяє ліквідувати таким чином розігрів і оплавлення мембран і прокладок.
Висококонцентрований розсіл хлориду натрію по даних трубках подається у зовнішній колектор.
Спосіб електрохімічного концентрування розчинів хлориду натрію передбачає використання іонообмінних мембран МК-40 ії МА-40 з робочою поверхнею 1,0 дм? кожна. Вихідний розчин хлориду натрію з постійною температурою 20ж20,5С при рН 6,6-6,8 подають в камери знесолення електродіалізатора-концентратора в проточно-рециркуляційному режимі.
Модельний розчин через колектор надходить у камери знесолення електродіалізатора- концентратора; камери концентрування також заповнюють модельним розчином; одночасно для створення електропровідності системи в електродні камери окремо подають розчин хлориду натрію з такою ж концентрацією. Під дією постійного електричного струму гідратовані іони мігрують через іонообмінні мембрани з камер знесолення в камери концентрування.
Знесолений розчин за допомогою колектора відводять з камер знесолення. Розсіл з камер концентрування надходить за допомогою тонких полімерних трубок у зовнішній колектор.
Недоліком даного способу є необхідність використання складної апаратури, зокрема електродіалізатора-концентратора складної конструкції, додаткових пристроїв для вимірювання температури та рівня рН, витратних матеріалів для аналізів у великій кількості через необхідність постійного моніторингу рН вихідного розчину. Все це здорожує продукцію, отриману вказаним способом.
В основу корисної моделі поставлена задача створення способу концентрування електродіалізом розчинів хлориду натрію, що містять 5-30 г/дму солі, до концентрації хлориду натрію більше 100 г/дм" для подальшого використання у виробництві різноманітної продукції.
Поставлена задача вирішується тим, що спосіб електрохімічного концентрування розчинів включає подачу слабкого розчину хлориду натрію з постійною температурою 20:0,5 "С при рн 6,5:20,3 у камери електролізера, де встановлені іонообмінні мембрани з робочою поверхнею 0,2 дм? кожна, з отриманням лугу в одній камері і концентрованого розчину хлориду натрію - в бо іншій, в якому новим є те, що для реалізації способу використовують трикамерний електролізер,
розчин хлориду натрію подають в усі його камери, для пригнічення утворення в анодній камері активного хлору у ній розчиняють луг до досягнення лужності більше 500 мг-екв/дмУ, розчин хлориду натрію відводять із анодної і катодної камер після досягнення концентрації більше 100 г/дм7 у розчині.
Спосіб реалізують наступним чином. У всі три камери електролізера додають розчин хлориду натрію, який необхідно концентрувати. В анодну камеру додають луг в стехіометричній кількості до концентрації хлориду натрію у робочій камері. Після цього проводять електроліз при щільності струму 100-120 А/ме, контролюючи концентрацію солі в середній камері, лужність та вміст хлоридів в катодній та анодній камерах. Процес ведуть до зниження солевмісту в робочій камері до 3-5 мг-екв/дм3. При цьому лужність в катодній камері зростає до концентрації виділених з робочої камери іонів натрію, а в анодній камері лужність знижується приблизно до 5 мг-екв/дм3. При цьому концентрація хлориду натрію в аноліті зростає на величину, пропорційну кількості перенесених хлоридів. Після заміни розчину знесоленої води в робочій камері на вихідний розчин хлориду натрію та заміні місцями катода і анода процес продовжують, як описано вище. Концентрування хлориду натрію зупиняють при досягненні концентрації більше 100 г/дм3 в катодній та анодній областях.
Про ефективність процесу електрохімічного концентрування розчину хлориду натрію можна робити висновок з наведеного прикладу.
Приклад
Розчин хлориду натрію концентрацією 22 г/дм?У поміщали в три камери трикамерного електролізера. Електролізер обладнаний катодом із нержавіючої сталі та титановим анодом, покритим оксидом рутенію. Електроліз проводили при щільності струму 10-20 А/дм2. Після зниження концентрації в робочій камері до 5 мг-екв/дм3, його замінювали на свіжий вихідний розчин, а катод і анод міняли місцями. Електроліз продовжували до тих пір, поки концентрація хлориду натрію в анодній і катодній областях не перевищувала 100 г/дм3.
Результати зміни концентрації хлориду натрію і лужності в камерах трикамерного електролізера залежно від часу електролізу (|(-12,2 А/дм3) приведені в таблиці.
Таблиця катодна анодна вдо ом! Сб,ме | Леме сб, ме Тл ле! се п , мг-екв/дм екв/дм екв/дм3 екв/дм3 ; мг-екв/дм3 | ІСІ, мг-екв/дм 00 | 000 376,00 250 | 376,00 / 38000 | 37600 00 | 500 | 746,00 | 250 | 376,00 | 37500 | 37600 00 | 430 | 749900 220 | 37600 | 38000 | 74600 00 | 400 | 1119900 250 | 376.00 | 37900 | 74900 00 | 320 | 112200 | 250 | 376,00 | 37800 | 111900 00 | 3,70 | 145200 | 250 | 376,00 | 38000 | ї12200 00 | ЗМО | 145500 | 250 | 376,00 | 379,00 | 145200 00 | 300 | 182500 | 250 | 376,00 | 379,00 | 145200 00 | 2,90 | 182500 | 250 | 376,00 | 38100 | 182500 00 | Зо 219800 250 | 376,00 / 38000 | 182500 00 | 320 | 2199900 250 | 376.00 | 37700 | 219800 «
Зо Отримані розчини хлориду натрію з концентрацією 100 г/дму і вище використовуються для виробництва гіпохлориту натрію.
Джерела інформації: 1. Ага М. Тне еіесітоспетісаї! іпмевіїдайноп ої зайв рапйоп мій ісп ехспапде тетбгапез / М.
Аа, 2. Малісідії, М. Олекіп // Чдоштаї ої Нагагдоиз таїегіа!5. - 2008. - 160. - Мо 1. - Р. 154-160. 2. ША 30735, МПК СО10 1/42, С258 1/16. Прилад для безперервного електролітичного концентрування та очистки водних розчинів лугів / Голованов О.0О., Белов С.Г., Сарібеков Г.С. -
Мо 30735; заявл. 29.04.1998; опубл. 15.12.2000, Бюл. Мо 7, 2000 р. 3. ОА 101916, МПК С258 1/00, СО18 17/88. Спосіб електрохімічного отримання сірчаної кислоти / Гомеля М.Д., Трус І.М., Грабітченко В.М., Макаренко І.М. - Мо 101916; заявл.26.03.2015; опубл.12.10.2015, Бюл. Мо 19. 4. ША 104306, МПК С258 1/00, СО1В 17/88. Спосіб електрохімічного концентрування розчинів / Гомеля М.Д., Трус І.М., Грабітченко В.М. - Мо 104306; заявл. 26.06.2015; опубл.25.01.2016,
Бюл. Мо 2. 5. Кучерук Д.Д., Деремешко Л.А., Балакіна М.М., Піщай І.Я., Ремез С.В., Гончарук В.В. (2020). Електродіалізне знесолення і граничне концентрування високомінералізованих вод.
Доповіді НАН України.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб електрохімічного концентрування розчинів, який включає подачу слабкого розчину хлориду натрію з постійною температурою 200,5 "С при рН 6,5:0,3 у камери електролізера, де встановлені іонообмінні мембрани з робочою поверхнею 0,2 дме кожна, з отриманням лугу в одній камері і концентрованого розчину хлориду натрію - в іншій, який відрізняється тим, що використовують трикамерний електролізер, розчин хлориду натрію подають в усі його камери, для пригнічення утворення в анодній камері активного хлору у ній розчиняють луг до досягнення лужності більше 500 мг-екв/дм3, розчин хлориду натрію відводять із анодної і катодної камер після досягнення концентрації більше 100 г/дм" у розчині.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202304342U UA155799U (uk) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | Спосіб електрохімічного концентрування розчинів |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202304342U UA155799U (uk) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | Спосіб електрохімічного концентрування розчинів |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA155799U true UA155799U (uk) | 2024-04-10 |
Family
ID=90623689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202304342U UA155799U (uk) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | Спосіб електрохімічного концентрування розчинів |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA155799U (uk) |
-
2023
- 2023-09-14 UA UAU202304342U patent/UA155799U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10128338A (ja) | 電気再生式連続脱塩装置のスケール析出防止方法及び装置 | |
| BG60243B1 (bg) | Метод за пречистване на електролит от цинков сулфат | |
| US3969207A (en) | Method for the cyclic electrochemical processing of sulfuric acid-containing pickle waste liquors | |
| UA155799U (uk) | Спосіб електрохімічного концентрування розчинів | |
| CN113481521B (zh) | 一种连续式氯碱工业电解制碱装置和方法 | |
| CN106044969A (zh) | 一种印染废水同步脱盐脱色的方法和处理设备 | |
| JP2001137850A (ja) | 水の電解方法及び得られる生成水 | |
| JP4480903B2 (ja) | 脱アルカリ水ガラス溶液の製造方法 | |
| SU446960A1 (ru) | Полимерный ионообменный материал дл изготовлени мембраны электродиализатора | |
| JPH0830048B2 (ja) | アミノ酸の製造方法 | |
| RU2603642C1 (ru) | Способ получения нитрата церия (iv) | |
| RU2635106C1 (ru) | Способ получения концентрата адипиновой кислоты и натриевой щелочи из щелочных стоков производства капролактама | |
| JPH0910769A (ja) | 電解イオン水の製造方法 | |
| JPS5855577A (ja) | アミノ酸の製造法 | |
| CN105274553B (zh) | 半隔膜次氯酸钠发生器 | |
| JPH0558601A (ja) | 硫酸塩の再生方法 | |
| KR100229584B1 (ko) | 불균질 이온교환막과 이온교환 수지를 이용한 산성수 및 알카리수 제조방법 및 장치 | |
| SU1726389A1 (ru) | Способ обескремнивани воды | |
| Bykovsky et al. | Effluents in Manufacturing of the Titanium Products and their Processing in a Membrane Cell with Monopolar and Bipolar Membranes | |
| JP3677331B2 (ja) | 電解水生成装置 | |
| JP4093714B2 (ja) | 酸性シリカゾルの製造方法 | |
| JPH09155350A (ja) | 電解イオン水の製造方法 | |
| JPH0663365A (ja) | 電気透析装置及び方法 | |
| RU1809844C (ru) | Способ получени серной кислоты и щелочи | |
| Nechaev et al. | Production of sodium hydroxide and sulfuric acid solutions from sodium sulfate by electrodialysis |