WO2012096590A1 - Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов - Google Patents

Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов Download PDF

Info

Publication number
WO2012096590A1
WO2012096590A1 PCT/RU2011/000161 RU2011000161W WO2012096590A1 WO 2012096590 A1 WO2012096590 A1 WO 2012096590A1 RU 2011000161 W RU2011000161 W RU 2011000161W WO 2012096590 A1 WO2012096590 A1 WO 2012096590A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anode
water
membrane
electrolyte
separating
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000161
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Марат Гайярович ИЗМАЙЛОВ
Сергей Александрович КАШИРСКИЙ
Анатолий Семенович ХИЗГИЛОВ
Original Assignee
Izmaylov Marat Gayyarovich
Kashirskiy Sergei Aleksandrovich
Hizgilov Anatoliy Semenovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Izmaylov Marat Gayyarovich, Kashirskiy Sergei Aleksandrovich, Hizgilov Anatoliy Semenovich filed Critical Izmaylov Marat Gayyarovich
Publication of WO2012096590A1 publication Critical patent/WO2012096590A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • 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
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • 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
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46171—Cylindrical or tubular shaped
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms

Definitions

  • the invention relates to the field of chemical technology, in particular to devices for the electrolysis of aqueous solutions of electrolytes and can be used in various electrolysis processes for the production of various chemical products.
  • Electrochemical or electrolysis treatment of a liquid medium is a widespread technological method. Its practical implementation is carried out using electrochemical (electrolytic, electrolysis) devices of various designs.
  • a device for electrochemical processing of a liquid medium made in the form of an electrolyzer with flat monopolar electrodes of positive and negative polarity, between which an interelectrode cavity is formed (GB 1526687, G02F1 / 46, 1978).
  • an electrochemical treatment of the liquid medium is carried out to obtain mixed anodic and cathodic electrolysis products, as well as gases released during electrolysis.
  • a device for unipolar electrochemical processing of a liquid medium is also known, made in the form of a diaphragm electrolyzer with flat monopolar electrodes of positive and negative polarity, between which an ion-permeable separation element is arranged in the form of a flat diaphragm or membrane that separates the interelectrode cavity into the anode and cathode chambers with supply pipes and drainage of liquid medium.
  • the liquid medium is subjected to a unipolar anodic or cathodic electrochemical treatment to obtain anodic or cathode electrolysis products, as well as gases released during electrolysis ("Purification of drinking water, the synthesis of detergents, disinfectants and sterilizing solutions from water", fifth edition, M, 1992, p. 5, 11, Publishing and Publishing Center of R&D).
  • An electrochemical diaphragm device with flat monopolar electrodes of positive and negative polarity between which an ion-permeable separation element in the form of a flat polymer membrane is placed, separating the interelectrode space into the anode and cathode chambers with nozzles for supplying and discharging a liquid medium, and at least in the anode chamber at least one flat bipolar electrode (US 4248681, C25B1 / 22, 1981).
  • a saturated solution of sodium chloride is subjected to electrochemical treatment, and in the electrode chamber with an anode and one or more bipolar electrodes, a mixture of chlorine with chlorine dioxide is obtained, which is used to disinfect water in the swimming pool.
  • a flow-through electrochemical device used as part of an electrochemical installation for treating water or a water-salt solution. It contains a tubular and rod-shaped cylindrical monopolar electrodes coaxially arranged in a vertical plane, between which an annular interelectrode cavity is formed, separated by an ion-permeable ceramic tube diaphragm into isolated unipolar electrode annular chambers. At the opposite ends of the electrodes, dielectric detachable collector elements with nozzles for supplying and discharging liquid medium are installed, consisting of a collector sleeve and a collector head, between facing each other to each other the joined surfaces of which an annular groove is formed.
  • An elastic sealing ring element is installed in it, in which the end of the ceramic tubular diaphragm is fixed, and the gap between the surfaces of the collector sleeve and the monopolar tubular electrode facing each other is sealed.
  • the closest prototype of the proposed electrochemical device is an electrochemical device for processing a liquid medium, made in the form of a tubular and rod coaxially arranged monopolar cylindrical electrodes with dielectric collector sleeves fixed at their ends, the inner cavity of which is connected with the annular interelectrode cavity between the surfaces of the monopolar electrodes facing each other, with channels and nozzles for supplying and discharging liquid medium and sealed elas
  • annular interelectrode cavity an ion-permeable diaphragm or membrane separating tubular element and / or at least one bipolar tubular electrode secured by elastic annular elements
  • the interelectrode annular cavity is divided into communicating or insulated electrode chambers and / or electrolysis cells for receiving unipolar and / or mixed bipolar electrolysis products
  • collector sleeves are made with a stepped inner surface
  • nozzles for supplying and / or discharging liquid medium are located on the side and / or end surface of at least one of the collector bushings (RU 2130786, ⁇ 25
  • the disadvantage of this device is the lack of conversion of the electrolyte or other processed solution due to the inefficiency of the ion transport process of the electrolyte substance. Disclosure of invention
  • the technical result achieved by using the present invention is to provide a more complete conversion of a solution of sodium chloride or other electrolyte and, accordingly, to obtain more electrolysis products from a smaller area of the electrodes used, with less loss of unreacted electrolyte. Also achieved technical result is the reduction of energy losses due to an increase in the permissible working concentration of electrolyte.
  • the electrochemical cell for processing electrolyte solutions containing coaxially located tubular electrodes located in the housing, the externally located of which is the anode and the internally located is the cathode, and between which is placed a tubular shaped ceramic diaphragm to form the anode and cathode chambers , as well as a device for supplying water and saline and withdrawing their mixture, is equipped with a separation membrane inserted in the upper part of the anode second chamber to drain from the cavity to the anode products of anode treatment and the exclusion of the penetration of water supplied to the cavity above this membrane.
  • FIG. 1 is a structural diagram of an electrochemical cell.
  • an electrochemical cell device for processing electrolyte solutions is considered, which allows for a more complete conversion of a solution of sodium chloride or other electrolyte and, accordingly, to obtain a greater number of electrolysis products with a smaller area of electrodes used and less loss of unreacted electrolyte.
  • the device of the electrochemical cell for processing electrolyte solutions contains a housing 1 in which coaxially located tubular electrodes are placed, an externally located tubular electrode 2 is an anode, and a tubular electrode 3, which is a cathode, is located inside it. Between the tubular electrodes there is a tubular shaped ceramic diaphragm 4 forming an anode 5 and a cathode 6 of the chamber by dividing the cavity between the internal and externally placed electrodes into these two chambers.
  • the separation membrane 7 is inserted in the upper part of the anode chamber 5, which allows the anode treatment products to leave the space in front of the anode and prevents the penetration of water supplied into the space above the membrane.
  • Saline solution from a separate container 8 is fed through an adjustable valve 9.
  • an ejector pump 10 for moving a mixture of water and catholyte into the upper space of the anode chamber between the separation membrane 7 and the upper part of the collector sleeve.
  • the electrodes are connected to a power source through a voltage and current control system.
  • channels for inlet and outlet pipes for supplying water and a solution of sodium chloride, channel 11 for the output of anolyte and a mixture of water with saline are organized.
  • the technical result is achieved in that in the coaxially arranged tubular electrodes, separated by a tubular ceramic diaphragm forming the anode and cathode chambers, an additional membrane is inserted in the upper part of the anode chamber, which allows the anode treatment products to leave the space in front of the anode and prevents the penetration of water supplied to space above the membrane.
  • the cell electrodes are made of titanium, and the anode is coated with ruthenium and iridium oxide, to protect the anode from dissolution and work as a catalyst for electrolysis processes.
  • the grade of titanium must correspond to the grade of VT 1-0 or VT 1-00.
  • Ceramic diaphragm is made of alumina and zirconia.
  • the separating membrane is made of chemically resistant materials such as fluoroplastic and can have any shape and seal, performing the function nipple.
  • the collector sleeve of the electrolyzer is also made of chemically resistant materials and has at least 3 connecting sockets.
  • the advantage of this system is, in addition to the above, the obstruction of the cell without liquid inside the anode chamber, since the separation membrane does not have a sealed connection and allows water to penetrate the inside of the anode chamber and prevent the operation of an unfilled cell.
  • the operation of the cell is ensured by the correct hydraulic connection to the electrolysis system.
  • the system requires a solution of sodium chloride, tap water and electricity.
  • a solution of anolyte in a mixture of catholyte with water (RASKat) is obtained.
  • the catholyte mainly consists of a solution of sodium hydroxide, and the main components of the anolyte are hypochlorous acid, hypochlorite ion, atomic chlorine, chlorine dioxide, when these solutions are mixed in a large amount of water, the pH of the finished product (RASCat) tends to a neutral value.
  • hypochlorous acid at the anode, which significantly improves the disinfectant properties (RASKat).
  • EFFECT makes it possible to increase the productivity of electrolysis systems by the degree of conversion of the initial electrolyte in processes associated with the production of anode reaction products at the place of their application, such as water treatment and wastewater treatment plants, swimming pools, cooling towers for industrial water recycling systems, oil and gas processing , food industry, medicine, agriculture.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химической технологии. В коаксиально расположенных трубчатых электродах, разделенных трубчатой керамической диафрагмой, образующей анодную и катодную камеры вставляется дополнительная мембрана в верхней части анодной камеры, которая позволяет покинуть пространство перед анодом продуктам анодной обработки и препятствует проникновению воды, подаваемой в пространство над мембраной. Данное решение позволяет защитить материалы коллекторной втулки, уплотнители от воздействия сильных окислителей - продуктов анодной реакции, так как вода подается по образующей и движется от входа в коллекторную втулку до выхода из нее по спирали, захватывая и растворяя в себе пузырьки электролизных газов и незначительное количество электролита прошедшего через разделительную мембрану. Увеличение сопротивления протоку воды, протекающей над разделительной мембраной, позволит эффективней осуществлять перенос ионов вещества электролита сквозь разделяющую керамическую диафрагму, что в свою очередь снизит энергопотребление ячейки в целом.

Description

Электрохимическая ячейка для обработки растворов
электролитов
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к устройствам для электролиза водных растворов электролитов и может быть использовано в различных процессах электролизного получения различных химических продуктов.
Предшествующий уровень техники
Электрохимическая или электролизная обработка жидкой среды является широко распространенным технологическим способом. Его практическая реализация осуществляется с применением электрохимических (электролитических, электролизных) устройств разного конструктивного исполнения.
Известно устройство для электрохимической обработки жидкой среды, выполненное в виде электролизера с плоскими монополярными электродами положительной и отрицательной полярности, между которыми образована межэлектродная полость (GB 1526687, G02F1/46, 1978). В указанной межэлектродной полости этого устройства проводят электрохимическую обработку жидкой среды с получением смешанных анодных и катодных продуктов электролиза, а также выделяющихся при электролизе газов. Известно также устройство для униполярной электрохимической обработки жидкой среды, выполненное в виде диафрагменного электролизера с плоскими монополярными электродами положительной и отрицательной полярности, между которыми размещен ионопроницаемый разделительный элемент в виде плоской диафрагмы или мембраны, разделяющий межэлектродную полость на анодную и катодную камеры с патрубками для подачи и отвода жидкой среды. В этих изолированных униполярных электродных камерах жидкая среда подвергается униполярной анодной или катодной электрохимической обработке с получением анодных или катодных продуктов электролиза, а также выделяющихся при электролизе газов («Очистка питьевой воды, синтез моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов из воды», выпуск пятый, М, 1992, стр. 5, 11, Рекламно-издательский центр ЯиК). Известно электрохимическое диафрагменное устройство с плоскими монополярными электродами положительной и отрицательной полярности, между которыми размещен ионопроницаемый разделительный элемент в виде плоской полимерной мембраны, разделяющий межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры с патрубками для подачи и отвода жидкой среды, причем в анодной камере также расположен по меньшей мере один плоский биполярный электрод (US 4248681, С25В1/22, 1981).
При эксплуатации этого устройства электрохимической обработке подвергается насыщенный раствор натрия хлорида, причем в электродной камере с анодом и одним или несколькими биполярными электродами получают смесь хлора с двуокисью хлора, используемую для обеззараживания воды в плавательном бассейне.
Известно также устройство проточное электрохимическое (проточный электролитический элемент), используемое в составе электрохимической установки для обработки воды или водно-солевого раствора. Оно содержит коаксиально расположенные в вертикальной плоскости трубчатый и стержневой цилиндрические монополярные электроды, между которыми образована кольцевая межэлектродная полость, разделенная ионопроницаемой керамической трубчатой диафрагмой на изолированные униполярные электродные кольцевые камеры. На противоположных концах электродов установлены диэлектрические разъемные коллекторные элементы с патрубками для подачи и отвода жидкой среды, состоящие из коллекторной втулки и коллекторной головки, между обращенными друг к другу состыкованными поверхностями которых образован кольцевой паз. В нем установлен эластичный уплотнительный кольцевой элемент, в котором закреплен конец керамической трубчатой диафрагмы, а зазор между обращенными друг к другу поверхностями коллекторной втулки и монополярного трубчатого электрода уплотнен герметикой. На торцевой стенке коллекторной головки имеется кольцевая канавка с уплотнительным кольцевым элементом, а на резьбовых концах монополярного стержневого электрода, которые расположены снаружи коллекторной головки, установлены стандартные крепежные элементы в виде гайки и шайбы (US 5628888, С25В9/00, 1996).
Недостаток этого проточного электрохимического устройства состоит в усложненной конструкции его разъемного коллекторного элемента в виде втулки, состыкованной с коллекторной головкой, а также в невысокой надежности уплотнения кольцевого зазора посредством герметика, наносимого ручным способом.
Ближайшим прототипом предложенного электрохимического устройства является электрохимическое устройство для обработки жидкой среды, выполненное в виде трубчатого и стержневого коаксиально расположенных монополярных цилиндрических электродов с закрепленными на их концах диэлектрическими коллекторными втулками, внутренняя полость которых сообщена с кольцевой межэлектродной полостью между обращенными друг к другу поверхностями монополярных электродов, с каналами и патрубками для подачи и отвода жидкой среды и герметизирована эластичными кольцевыми элементами, в кольцевой межэлектродной полости коаксиально размещен ионопроницаемый диафрагменный или мембранный разделительный трубчатый элемент и/или по меньшей мере один биполярный трубчатый электрод, закрепленные эластичными кольцевыми элементами, причем межэлектродная кольцевая полость разделена на сообщающиеся или изолированные электродные камеры и/или на электролизные ячейки для получения униполярных и/или смешанных разнополярных продуктов электролиза, коллекторные втулки выполнены со ступенчатой внутренней поверхностью, а патрубки для подачи и/или отвода жидкой среды расположены на боковой и/или торцевой поверхности по меньшей мере одной из коллекторных втулок (RU 2130786, С25В2/18, C02F1/46, опубл. 27.05.1999).
Недостаток данного устройства заключается в недостаточной конверсии электролита или иного обрабатываемого раствора из-за неэффективности процесса переноса ионов вещества электролита. Раскрытие изобретения
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения, является обеспечение более полной конверсии раствора хлорида натрия или другого электролита и соответственно получение большего количества продуктов электролиза с меньшей площади используемых электродов, с меньшей потерей непрореагировавшего электролита. Также достигаемым техническим результатом является снижение потерь электроэнергии, благодаря увеличению допустимой рабочей концентрации электролита.
Указанный технический результат достигается тем, что электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов, содержащая размещенные в корпусе коаксиально расположенные трубчатые электроды, наружно расположенный из которых является анодом, а внутренне расположенный является катодом, и между которыми размещена трубчатой формы керамическая диафрагма для образования анодной и катодной камер, а так же устройства подачи воды и солевого раствора и вывода их смеси, снабжена разделительной мембраной, вставленной в верхней части анодной камеры для отвода из полости перед анодом продуктов анодной обработки и исключения проникновения воды, подаваемой в полость над этой мембраной.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Описание фигур чертежей
На фиг. 1- конструктивная схема электрохимической ячейки.
Согласно настоящему изобретению рассматривается устройство электрохимической ячейки для обработки растворов электролитов, которая позволяет обеспечить более полную конверсию раствора хлорида натрия или другого электролита и соответственно получить большее количество продуктов электролиза при меньшей площади используемых электродов и меньшей потери непрореагировавшего электролита.
Устройство электрохимической ячейки для обработки растворов электролитов содержит корпус 1, в котором размещены коаксиально расположенные трубчатые электроды, наружно расположенный трубчатый электрод 2 является анодом, а внутри него расположен трубчатый электрод 3, являющийся катодом. Между трубчатыми электродами размещена трубчатой формы керамическая диафрагма 4, образующей анодную 5 и катодную 6 камеры путем разделения полости между внутренним и наружно размещенными электродами на две указанные камеры. Разделительная мембрана 7 вставляется в верхней части анодной камеры 5, которая позволяет покинуть пространство перед анодом продуктам анодной обработки и препятствует проникновению воды, подаваемой в пространство над мембраной. Солевой раствор из отдельной емкости 8 подается через регулируемый кран 9. Также имеется эжекторный насос 10 для перемещения смеси воды и католита в верхнее пространство анодной камеры между разделительной мембраной 7 и верхней частью коллекторной втулки. Электроды подключены к источнику электропитания питания через систему регулирования напряжения и тока. В корпусе организованы каналы для подводящих и отводящих патрубков для подачи воды и раствора хлорида натрия, канал 11 вывода анолита и смеси воды с солевым раствором. Лучший вариант осуществления изобретения
В настоящем изобретении технический результат достигается тем, что в коаксиально расположенных трубчатых электродах, разделенных трубчатой керамической диафрагмой, образующей анодную и катодную камеры вставляется дополнительная мембрана в верхней части анодной камеры, которая позволяет покинуть пространство перед анодом продуктам анодной обработки и препятствует проникновению воды, подаваемой в пространство над мембраной. Данное решение позволяет защитить материалы коллекторной втулки, уплотнители от воздействия сильных окислителей - продуктов анодной реакции, так как вода подается по образующей и движется от входа в коллекторную втулку до выхода из нее по спирали, захватывая и растворяя в себе пузырьки электролизных газов и незначительное количество электролита прошедшего через разделительную мембрану. Увеличение сопротивления протоку воды, протекающей над разделительной мембраной, позволит эффективней осуществлять перенос ионов вещества электролита сквозь разделяющую керамическую диафрагму, что в свою очередь снизит энергопотребление ячейки в целом.
Электроды ячейки выполняются из титана, причем анод покрывается оксидом рутения и иридия, для защиты анода от растворения и работы в качестве катализатора электролизных процессов. Марка титана должна соответствовать марке ВТ 1-0 или ВТ 1-00. Керамическая диафрагма изготавливается из оксида алюминия и диоксида циркония. Разделяющая мембрана изготавливается из химически стойких материалов, таких как фторопласт и может иметь любую форму и уплотнение, выполняя функцию ниппеля. Коллекторная втулка электролизера изготавливается также из химически стойких материалов и имеет как минимум 3 присоединительных разъема.
Достоинством данной системы является, помимо перечисленных, препятствование работы ячейки без жидкости внутри анодной камеры, так как разделительная мембрана не имеет герметичного соединения и позволяет воде проникнуть внутрь анодной камеры и предотвратить работу недозаполненной ячейки.
Работу ячейки обеспечивает правильное гидравлическое присоединение в систему электролизной установки.
Для работы системы требуется раствор хлорида натрия, водопроводная вода и электроэнергия.
Вода проходит через внутреннюю полость внутреннего электрода (катода), охлаждая его, затем, пройдя через устройство ввода, которое создает разряжение в катодной камере ячейки, подтягивая католит из катодной камеры, а на его место поступает раствор электролита из емкости. Скорость подачи раствора хлорида натрия контролирует регулирующий кран, ограничивая чрезмерное расходование электролита. Католит, растворившись в протекающей воде, повышает ее рН, что подготавливает воду к лучшему растворению в ней продуктов анодной реакции.
Далее смесь воды и католита поступает по касательной в верхнее пространство анодной камеры между разделительной мембраной и верхней частью коллекторной втулки, омывая разделительную мембрану и унося с собой продукты электролиза. Таким образом, на выходе из анодной камеры получается раствор анолита в смеси католита с водой (РАСКат). Поскольку католит преимущественно состоит из раствора гидрооксида натрия, а основными компонентами анолита - хлорноватистая кислота, гипохлорит ион, атомарный хлор, диоксид хлора, при смешении этих растворов в большом количестве воды рН готового продукта (РАСКат) стремится к нейтральному значению.
Преимуществом данной схемы является:
1. Охлаждение ячейки в процессе электролиза.
2. Преимущественное образование хлорноватистой кислоты на аноде, что значительно улучшает дезинфицирующие свойства (РАСКат).
3. Поддержание низкого значения рН в анодной камере, что значительно увеличивает срок службы анодного покрытия.
Промышленная применимость
Изобретение позволяет обеспечить возможность увеличения производительности электролизных систем по степени конверсии исходного электролита в процессах связанных с получением продуктов анодных реакций на месте их применения, таких как станции водоподготовки и очистки сточных вод, плавательные бассейны, градирни систем охлаждения оборотных вод промышленных предприятий, обработка нефти и газа, пищевая промышленность, медицина, сельское хозяйство.

Claims

Формула изобретения
Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов, содержащая размещенные в корпусе коаксиально расположенные трубчатые электроды, между анодом и катодом размещена трубчатой формы керамическая диафрагма для образования анодной и катодной камер, а также устройства подачи воды и солевого раствора и вывода их смеси, отличающаяся тем, что она снабжена разделительной мембраной, вставленной в верхней части анодной камеры для отвода из полости перед анодом продуктов анодной обработки и исключения проникновения воды, подаваемой в полость над этой мембраной.
PCT/RU2011/000161 2011-01-12 2011-03-16 Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов WO2012096590A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011100299/07A RU2454489C1 (ru) 2011-01-12 2011-01-12 Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов
RU2011100299 2011-01-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012096590A1 true WO2012096590A1 (ru) 2012-07-19

Family

ID=46507317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000161 WO2012096590A1 (ru) 2011-01-12 2011-03-16 Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2454489C1 (ru)
WO (1) WO2012096590A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189424U1 (ru) * 2018-12-03 2019-05-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина" (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616221A (en) * 1994-10-28 1997-04-01 Nec Corporation Electrolytic ionized water producing apparatus
RU2130786C1 (ru) * 1998-08-11 1999-05-27 Мееркоп Геннадий Евсеевич Электрохимическое устройство для обработки жидкой среды
RU2132821C1 (ru) * 1997-06-25 1999-07-10 Стерилокс Текнолоджиз, Инк. Устройство для электролитической обработки воды
RU2350692C1 (ru) * 2007-07-10 2009-03-27 Витольд Михайлович Бахир Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролитов

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9918458D0 (en) * 1999-08-06 1999-10-06 Sterilox Med Europ Ltd Method and apparatus for the electrochemical processing of aqueous salt solutions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616221A (en) * 1994-10-28 1997-04-01 Nec Corporation Electrolytic ionized water producing apparatus
RU2132821C1 (ru) * 1997-06-25 1999-07-10 Стерилокс Текнолоджиз, Инк. Устройство для электролитической обработки воды
RU2130786C1 (ru) * 1998-08-11 1999-05-27 Мееркоп Геннадий Евсеевич Электрохимическое устройство для обработки жидкой среды
RU2350692C1 (ru) * 2007-07-10 2009-03-27 Витольд Михайлович Бахир Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролитов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2454489C1 (ru) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7691249B2 (en) Method and apparatus for making electrolyzed water
KR101079470B1 (ko) 차아염소산나트륨 발생장치
US20130146473A1 (en) Dual diaphragm electrolysis cell assembly and method for generating a cleaning solution without any salt residues and simultaneously generating a sanitizing solution having a predetermined level of available free chlorine and pH
KR101716349B1 (ko) 연속식 전해 산화수/환원수 생성 장치
CN110325668B (zh) 用于生产洗涤剂和消毒剂液体的方法和电解槽
RU2015114800A (ru) Ячейка для электролиза жидкости
RU2297981C1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
KR101427563B1 (ko) 해수 전해 장치
KR20190026597A (ko) 고농도의 미산성 전해수 생성 방법 및 장치
US20130146472A1 (en) Apparatus and method for generating a stabilized sanitizing solution
EA013774B1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
US20130146474A1 (en) Mesh electrode electrolysis apparatus and method for generating a sanitizing solution
WO2014113178A1 (en) Apparatus and method for generating a stabilized sanitizing solution
RU2454489C1 (ru) Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов
RU2422373C1 (ru) Электроактиватор воды
RU2729184C1 (ru) Электрохимический реактор и установка для электрохимического синтеза смеси оксидантов
RU2096337C1 (ru) Установка для электрохимической очистки воды и/или водных растворов
CN105112933B (zh) 一种高产氯电解装置
RU2139956C1 (ru) Установка для получения растворов гипохлоритов электролизом
RU2130786C1 (ru) Электрохимическое устройство для обработки жидкой среды
RU2759853C1 (ru) Аппарат для электролиза воды или водных растворов с получением анолита и католита
KR102062810B1 (ko) 냉각식 통형 유격막 전해수 생성장치
CN111003756B (zh) 一种用于自来水厂末端的高效复合式电解消毒装置
KR20130062647A (ko) 정수 및 이온수 제공 장치
RU2631428C1 (ru) Способ электрохимического синтеза ферратов щелочных металлов

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11855435

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11855435

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1