WO2016178604A2 - Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей - Google Patents

Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей Download PDF

Info

Publication number
WO2016178604A2
WO2016178604A2 PCT/RU2016/000404 RU2016000404W WO2016178604A2 WO 2016178604 A2 WO2016178604 A2 WO 2016178604A2 RU 2016000404 W RU2016000404 W RU 2016000404W WO 2016178604 A2 WO2016178604 A2 WO 2016178604A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
inner electrode
water
cavity
channel
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000404
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2016178604A3 (ru
Inventor
Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ
Светлана Юрьевна ВИНОГРАДОВА
Original Assignee
Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ
Светлана Юрьевна ВИНОГРАДОВА
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 Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ, Светлана Юрьевна ВИНОГРАДОВА filed Critical Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ
Publication of WO2016178604A2 publication Critical patent/WO2016178604A2/ru
Publication of WO2016178604A3 publication Critical patent/WO2016178604A3/ru

Links

Definitions

  • the invention relates to the field of electrochemical treatment of water and aqueous solutions of salts with the aim of changing their oxidizing, reducing and structural properties.
  • the invention can be used to purify, disinfect, ionize, and activate water, impart antioxidant properties to water, change the redox potential of water and the pH of the water, obtain detergent, disinfectant, sterilizing and preservative solutions, as well as cathodic softening of water.
  • a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions containing an external electrode in the form of a hollow cylinder, inside of which a cylindrical internal electrode is coaxially located, a semi-permeable diaphragm coaxially placed between the electrodes, dividing the electrode space into the inner and outer electrode chambers, and dielectric bushings mounted at the ends of the external electrode, the input channel and the output channel, communicating with the external elec ktrodnoy chamber, the inner electrode is formed with holes connecting the cavity of the inner electrode with an inner electrode chamber [Russian Patent N ° 2176989 IPC C02F 1/461, g. 2001].
  • the closest in combination of essential features (prototype) of the invention is a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions according to the Eurasian patent EA013774 ⁇ C02F 1/461, C25B 11/03, published 06/30/2009].
  • the device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions contains an outer electrode in the form of a hollow cylinder, inside of which a coaxially located inner electrode in the form of a hollow cylinder, at least one impenetrable or poorly permeable partition is placed inside the electrode, a semi-permeable diaphragm separating the electrode is coaxially placed the space on the inner and outer electrode chambers, and the first bushings mounted on the ends of the outer electrode, on the surface be derived sleeves respectively input channel and output channel, communicating with the outer electrode chamber, the inner electrode is provided with holes connecting the cavity of the inner electrode with an inner electrode chamber.
  • the claimed invention is directed to solving the problem of creating a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions with high performance, convenient in operation.
  • the technical result obtained by the implementation of the claimed invention is expressed in increasing productivity, expanding the range of obtained pH and redox potentials of treated water and water-salt solutions, increasing the reliability of the device, increasing the life of the device, reducing labor costs during installation and repair of the device, decline power consumption during operation of the device, and reducing the overall dimensions of the device.
  • a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions containing an outer electrode in the form of a hollow cylinder, inside of which a coaxially located inner electrode in the form of a hollow cylinder, inside of which at least one impenetrable or poorly permeable partition is placed, is coaxially placed between the electrodes a semipermeable diaphragm dividing the electrode space into the inner and outer electrode chambers, and mounted on the ends in the first electrode, the first bushings, on the surface of which the input channel and the output channel are connected, communicating with the external electrode chamber, the inner electrode is made with holes connecting the cavity of the inner electrode with the inner electrode chamber, is equipped with a second pair of bushings mounted on the ends of the first bushings on the surface of which the input channel and the output channel are connected, communicating with the cavity of the internal electrode, plugs are installed at the ends of the internal electrode.
  • the installation of plugs at the ends of the internal electrode allows achieving the indicated technical results by increasing the contact area of the electrode with the liquid, and also by providing better quality of adjacency of parts and output of input and output channels to one side of the device.
  • the partition is placed in the inner cavity of the inner electrode, with the separation of the volume of the inner electrode: input and output, and the output part of the internal electrode is smaller than the input part.
  • a group of holes is additionally made in the input part of the inner electrode, the axes of the holes included in this group being located along a helical line along the side surface of the electrode or on a straight line forming the outer cylindrical surface of the electrode.
  • the invention is illustrated by the figure, which schematically shows a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions.
  • a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions contains an external electrode 1 in the form of a hollow cylinder, inside of which an internal electrode 2 is located, a semipermeable diaphragm 3 is placed between the electrodes, dividing the electrode space into the outer 4 and inner 5 electrode chambers (Fig. 1).
  • the first pair of dielectric bushings 6 and 7 is mounted on the ends of the outer electrode 1.
  • an input channel 8 and an output channel 9 are connected, communicating with the external electrode chamber 4.
  • the inner electrode 2 is made with holes 10-12 connecting the cavity of the inner electrode with the inner electrode chamber 5. Inside the internal electrode is placed, on 2016/000404
  • the partition divides the cavity of the inner electrode 2 into two parts input 14 and output 15. In some cases, the output part of the internal electrode 15 is smaller than the input part 14. The input part 14 and the output part 15 of the internal electrode in some embodiments, execution may be equal.
  • a single outlet 12 is formed in the output portion of the inner electrode 15, and an inlet 10 is made in the input portion 14 of the inner electrode.
  • a group of holes 1 1 can be made in the input part of the inner electrode 14, and the distance between the holes 1 1 in the group there are fewer holes than between the inlet 10 of the first hole 11 in the specified group of holes.
  • the axis of holes 1 1 are arranged along a helix along the side surface of the electrode or on a straight line forming the outer cylindrical surface of the electrode.
  • the device is equipped with rubber or silicone seals 16 and 17 mounted on the ends of the dielectric bushings 6 and 7, respectively, also performing the function of the fasteners of the diaphragm.
  • a second pair of bushings 18 and 19 is installed. On the surface of the bushings 18 and 19, an input channel 20 and an output channel 21 are connected, communicating with the cavity of the internal electrode 2.
  • the input channels of the device 8,9,20,21 can be weekend, and weekend input, depending on the purpose of use of the device.
  • metal plugs 22 and 23 are installed, which are screwed onto the inner electrode 2 and serve to tighten the whole the design of the device and the connection of the inner electrode 2 to the power supply using a special spring contact that is worn on the outer surface of the outer electrode.
  • the outer electrode 1 is connected to the power supply using a bracket made of elastic metal with a contact that is worn on the outer surface of the outer electrode.
  • the electrodes 1, 2 and the diaphragm 3 are fixed motionlessly, tightly and strictly coaxially with the help of bushings and elastic o-rings.
  • the internal electrode may be the cathode, and the external electrode may be the anode, and vice versa, the internal electrode chamber may be operational, and the external electrode chamber auxiliary and vice versa.
  • the device operates as follows.
  • the liquid through the outlet channel 9 exits the outer electrode chamber 4 and is supplied to the inlet channel 20, under pressure through the inlet channel 20 enters the inlet part 14 of the inner cavity of the inner electrode 2. Passing through the inner cavity of the inner electrode 2, part of the liquid through the holes 10-1 1 immediately enters the inner electrode chamber 5. The other part of the liquid abuts in the partition 13, as a result, overpressure is created in the inner cavity of the inner electrode 2 and the liquid rushes through the holes 11 into the inner electrode chamber 4 with even greater pressure.
  • the liquid or solution through the outlet 12 enters the outlet part 15 of the inner cavity of the internal electrode 2, voltage and current are applied to the electrodes in such a way that electrode 2 is an anode and electrode 1 is a cathode.
  • the solution through a semipermeable diaphragm 3 enters the external electrode chamber 4, and then through the outlet channel 21 the treated solution is selected for consumers.
  • Variants of the polarity of the electrodes can be different: the external electrode is the cathode, and the internal is the anode, and vice versa, the external electrode is the anode and the internal cathode.
  • Another option is liquid treatment.
  • a voltage is applied to the electrodes in such a way that electrode 2 is an anode and electrode 1 is a cathode.
  • Pressurized solution through a semipermeable diaphragm 3 enters the external electrode chamber 4 and is selected for consumers through channel 9.
  • water and / or various saline solutions are supplied to the device.
  • Channel 20 is designed to supply treated water or saline.
  • Channel 21 is designed to drain the treated fluid.
  • Channel 9 is designed to drain treated water, catholyte or saline.
  • a solution of sodium chloride or other solutions of salts and / or water is supplied to channel 20, through holes 10–11, the solution enters the internal electrode chamber 4.
  • a voltage is applied to the electrodes so that electrode 2 is an anode and electrode 1 is a cathode. Under pressure, the dissolved ions through a semipermeable diaphragm 3 enter the external electrode chamber 4.
  • the polarity of the electrodes can be different: the external electrode is the cathode, and the internal anode, and vice versa, the external electrode is the anode and the inner cathode, respectively, the catholyte can leave channel 9 and the electroactivated liquid solution (aquaech ® ) can leave channel 21.
  • the catholyte can leave channel 9 and the electroactivated liquid solution (aquaech ® ) can leave channel 21.
  • water is supplied through channel 20, which enters the internal electrode chamber.
  • Channel 8 serves a 10% - 30% solution of sodium chloride, calcium chloride, or other salts dissolved in water, which circulates in the cavity of the external electrode chamber 5 using channel 9 to drain this solution into a container with saline solution, which is then used as a source solution for feeding it back into the device through the channel 8.
  • the water passing through the inner electrode chamber 4 is discharged through the channel 21 as the electrochemically treated solution (AQUAECA ®).
  • Variants of the polarity of the electrodes can be different: the external electrode is the cathode, and the internal is the anode, and vice versa, the external electrode is the anode and the internal cathode. Due to the possibility of changing the polarity of the electrodes and increasing the flow rate of the liquid, there are no problems with cathode deposits and salt deposits on the membrane, which is a significant advantage for increasing the reliability and durability of the device. The cathode deposits that may occur during operation are removed by changing the polarity of the electrodes, which ensures ease of maintenance of the device during operation.
  • a parallel flow option is possible when a weakly concentrated salt solution of sodium chloride, calcium chloride, or other salts dissolved in water is supplied through channel 20, which enters the inner electrode chamber and through channel 21 in the form of an electrochemically treated solution (aquaech®) and is used by appointment.
  • Channel 8 is used weakly concentrated saline solution of sodium chloride, calcium chloride, or other salts dissolved In water, which circulates in the cavity of the external electrode chamber 5 and is discharged in the form of an electrochemically treated solution, catholyte is drained into a container in the form of an electrochemically treated solution and used as intended.
  • the implementation of the inner electrode 2 in the form of a hollow cylinder with side holes drilled along its entire length, and the use of the inner electrode chamber 4 as a channel for supplying liquid allows you to use the inner and outer surfaces of the electrode completely in the electrochemical process, which dramatically increases the productivity of the installation, while achieving saving material electrodes. This allows you to expand the range of characteristics of the treated water and / or solutions.
  • the diaphragm located between the anode and cathode makes the main contribution to the electrical resistance of the device and the activation of the resulting solutions. Efficient use of the surface of the diaphragm allows you to reduce electrical resistance, and, therefore, make the installation less energy-intensive, improve the quality of the resulting aqueous or water-salt solutions. By changing diaphragms with different permeabilities, one can obtain solutions with different pH values and redox potential.
  • an impermeable or poorly permeable septum 13 in the inner cavity of the inner electrode changes the hydrodynamics of the flow of the treated liquid, forming turbulence for turbulent mixing in the volume, which ensures a high degree of mixing of water in the chambers, which allows for the processing of all microvolumes of water in the diffuse part of the double electric layer at the interface electrode-electrolyte phases. All processed liquid enters the inner electrode chamber, which increases the processing productivity.
  • the design of the device allows to reduce the number of conjugated and sealed parts and, therefore, increases the reliability of the device.
  • the diameter of the inner surface of the outer electrode is 16 mm.
  • the diameter of the working part of the inner electrode is 8 mm and 5 mm, respectively, since the inner and outer surfaces of the electrode are involved in the inner electrode.
  • the interelectrode distance is 4 mm. These diameters provide optimal contact conditions for each volume of the flowing solution or water with the surface of the diaphragm.
  • the diaphragm is made of ceramic. It is possible to manufacture a diaphragm from other materials resistant to aggressive media. The diaphragm may have a different thickness and permeability, depending on the properties of the solutions that need to be obtained.
  • the cathode of the device is made of stainless steel, titanium, glassy carbon, electrically conductive and acid-resistant materials, platinum, niobium.
  • the cathode is coated with platinum, iridium, oxides of ruthenium, cobalt and other materials.
  • the anode is made of titanium, niobium, platinum, tantalum, and coated with platinum, iridium, oxides of ruthenium or other metals.
  • Impermeable partition 13 may be made of metal, plastic, inert composite materials.
  • the low permeable partition 13 may be made of metal, ceramic or plastic, in which holes are made.

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электрохимической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения их окислительных, восстановительных и структурных свойств и может быть использовано для очистки, обеззараживания, ионизации, и активации воды, изменения окислительно-востановительного потенциала воды и рН воды, получения моющих, дезинфицирующих, стерилизующих и консервирующих растворов, а также катодного умягчения воды. Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержит наружный электрод 1 виде полого цилиндра, внутри которого расположен внутренний электрод 2, между электродами размещена полупроницаемая диафрагма 3, разделяющая электродное пространство на внешнюю 4 и внутреннюю 5 электродные камеры. Первая пара диэлектрических втулок 6 и 7 установлена на торцах внешнего электрода 1. На поверхность втулок выведены соответственно входной канал 8 и выходной канал 9, сообщающиеся с внешней электродной камерой 4. Внутренний электрод 2 выполнен с отверстиями 10-12, соединяющими полость внутреннего электрода с внутренней электродной камерой 5. Внутри внутреннего электрода размещена, по меньшей мере, одна перегородка 13. на торцах первых втулок 6 и 7 установлена вторая пара втулок 18 и 19. На поверхность втулок 18 и 19 выведены соответственно входной канал 20 и выходной канал 21, сообщающиеся с полостью внутреннего электрода 2. Технический результат выражается в увеличении производительности, повышения надежности, увеличения срока эксплуатации, снижении трудозатрат при монтаже и ремонте, снижение энергопотребления, и уменьшении габаритных размеров устройства.

Description

Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей
Область техники
Изобретение относится к области электрохимической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения их окислительных, восстановительных и структурных свойств. Изобретение может быть использовано для очистки, обеззараживания, ионизации, и активации воды, приданию воде антиоксидантных свойств, изменения окислительно- востановительного потенциала воды и рН воды, получения моющих, дезинфицирующих, стерилизующих и консервирующих растворов, а также катодного умягчения воды.
Предшествующий уровень техники
Известны различные виды устройств для электрохимической обра- ботки воды, содержащие наружный цилиндрический электрод, внутри ко- торого расположен внутренний электрод, где между электродами разме- щена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное простран- ство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры. [Заявка Японии jYol-104387, МПК С 02F 1/46, 1989, Патент России N° 2078737, МПК C02F1/46, 1997 г .].
Получению требуемого технического результата препятствуют ог- раниченные функциональные возможности устройств, не позволяющие получать растворы с заданным окислительно-восстановительным потен- циалом в широком диапазоне и различными значениями рН.
Известно устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержащее наружный электрод в виде полого цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод цилиндрической формы, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, торцы снабжены втулками, имеющими входные и выходные каналы. [Патент России 5.2145940, МПК C02F 1/461, 20.12.2001 г., заявка Великобритании GB253860, МПК C02F1/461 , опубликован 23.09.1992 г.].
Получению требуемого технического результата препятствуют ог- раниченные функциональные возможности устройства по организации гидродинамических потоков жидкости, не позволяющие получить высокие скорости потока обрабатываемой жидкости и требуемые значения минерализации, что существенно снижает долговечность изделия и качество получаемых растворов.
Известно устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержащее наружный электрод в виде полого цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод цилиндрической формы, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, и диэлектрические втулки, установленные на торцах внешнего электрода, на поверхность втулок выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с внешней электродной камерой, внутренний электрод выполнен с отверстиями, соединяющими полость внутреннего электрода с внутренней электродной камерой [Патент России N° 2176989 МПК C02F 1/461, 2001 г.].
Наиболее близким по совокупности существенных признаков (про- тотипом) изобретения является устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов по евразийскому патенту EA013774 ΜΠΚ C02F 1/461, C25B 11/03, опубликован 30.06.2009 г.]. Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержит наружный электрод в форме полого цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод в форме полого цилиндра внутри внутреннего электрода размещена, по меньшей мере, одна непроницаемая или слабопроницаемая перегородка, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, и первые втулки, установленные на торцах внешнего электрода, на поверхность втулок выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с внешней электродной камерой, внутренний электрод выполнен с отверстиями, соединяющими полость внутреннего электрода с внутренней электродной камерой.
Получению требуемого технического результата препятствуют сложность монтажа и ремонта.
Раскрытие изобретения
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания устройства для электрохимической обработки воды или водных растворов с высокой производительностью, удобного в эксплуатации.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, выражается в увеличении производительности, расширении диапазона получаемых рН и окислительно-восстановительных потенциа- лов обработанной воды и водно-солевых растворов, повышения надежности работы устройства, увеличения срока эксплуатации, снижении трудозатрат при монтаже и ремонте устройства, снижение энергопотребления при работе устройства, и уменьшении габаритных размеров устройства.
Для достижения вышеуказанного технического результата устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержащее наружный электрод в форме полого цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод в форме полого цилиндра, внутри которого размещена, по меньшей мере, одна непроницаемая или слабопроницаемая перегородка, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, и установленные на торцах внешнего электрода первые втулки, на поверхность которых выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с внешней электродной камерой, внутренний электрод выполнен с отверстиями, соединяющими полость внутреннего электрода с внутренней электродной камерой, снабжено второй парой втулок, установленных на торцах первых втулок, на поверхность которых выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с полостью внутреннего электрода, в торцах внутреннего электрода установлены заглушки.
Снабжение устройства второй парой втулок, установленных на торцах первых втулок, на поверхность которых выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с полостью внутреннего электрода, установка в торцах внутреннего электрода заглушек позволяет достичь указанных технических результатов за счет увеличения площади контакта электрода с жидкостью, а также за счет обеспечения лучшего качества примыкания деталей и вывода входных и выходных каналов на одну сторону устройства. В частном случае выполнения изобретения в устройстве для элек- трохимической обработки воды или водных растворов перегородка размещена во внутренней полости внутреннего электрода, с разделением объёма внутреннего электрода: входную и выходную, причем выходная часть внутреннего электрода меньше, чем входная часть.
В частном случае выполнения изобретения во входной части внутреннего электрода дополнительно выполнена группа отверстий, причем оси отверстий, входящих в указанную группу, расположены по винтовой линии по боковой поверхности электрода или на прямой, образующей внешнюю цилиндрическую поверхность электрода.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется фигурой, где схематично представлено устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов.
Промышленная применимость
Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержит наружный электрод 1 виде полого цилиндра, внутри которого расположен внутренний электрод 2, между электродами размещена полупроницаемая диафрагма 3, разделяющая электродное пространство на внешнюю 4 и внутреннюю 5 электродные камеры (фиг.1). Первая пара диэлектрических втулок 6 и 7 установлена на торцах внешнего электрода 1. На поверхность втулок выведены соответственно входной канал 8 и выходной канал 9, сообщающиеся с внешней электродной камерой 4. Внутренний электрод 2 выполнен с отверстиями 10-12, соединяющими полость внутреннего электрода с внутренней электродной камерой 5. Внутри внутреннего электрода размещена, по 2016/000404
6
меньшей мере, одна перегородка (заглушка) 13. Перегородка разделяет полость внутреннего электрода 2 на две части входную 14 и выходную 15. В некоторых случаях выполнения выходная часть внутреннего электрода 15 меньше, чем входная часть 14. Входная часть 14 и выходная часть 15 внутреннего электрода в некоторых вариантах выполнения могут быть равны.
В некоторых примерах выполнения в выходной части внутреннего электрода 15 выполнено одно выходное отверстие 12, а во входной части 14 внутреннего электрода выполнено входное отверстие 10. Во входной части внутреннего электрода 14 может быть выполнена группа отверстий 1 1, причем расстояние между отверстиями 1 1 в группе отверстий меньше, чем между входным отверстием 10 первым отверстием 11 в указанной группе отверстий. В некоторых вариантах выполнения оси отверстий 1 1 расположены по винтовой линии по боковой поверхности электрода или на прямой, образующей внешнюю цилиндрическую поверхность электрода.
Устройство снабжено резиновыми или силиконовыми уплотнениями 16 и 17, установленными на торцах диэлектрических втулок 6 и 7 соответственно выполняющими также функцию креплениями диафрагмы.
На торцах первых втулок 6 и 7 установлена вторая пара втулок 18 и 19. На поверхность втулок 18 и 19 выведены соответственно входной канал 20 и выходной канал 21, сообщающиеся с полостью внутреннего электрода 2. Входные каналы устройства 8,9,20,21 могут быть выходными, а выходные входными, в зависимости от целей использования устройства. В торцах внутреннего электрода 2 установлены металлические заглушки 22 и 23, которые навинчиваются на внутренний электрод 2 и служат для стягивания воедино всей конструкцию устройства и присоединения внутреннего электрода 2 к блоку питания при помощи специального пружинного контакта который надевается на внешнюю поверхность наружного электрода.
Между заглушкой 23 и втулкой 18 размещено герметизирующее уплотнение 24 из резины или силикона. Наружный электрод 1 соединяется с блоком питания при помощи скобы из упругого металла с контактом, которая надевается на внешнюю поверхность наружного электрода.
Электроды 1 , 2 и диафрагма 3, закреплены неподвижно, герметично и строго коаксиально при помощи втулок и эластичных уплотнительных колец.
В зависимости от функционального использования внутренний электрод может являться катодом, а наружный электрод - анодом и наоборот, внутренняя электродная камера может быть рабочей, а внешняя электродная камера вспомогательной и наоборот.
Устройство работает следующим образом.
В зависимости от того, раствор с какими свойствами и параметрами необходимо получать, применяются различные варианты гидравлических схем.
Пример обработки жидкости. Обрабатываемая жидкость или соляной раствор под напором по входному каналу 20 поступает во входную часть 14 внутренней полости внутреннего электрода 2. Проходя через внутреннюю полость внутреннего электрода часть жидкости через отверстия 10-11 сразу попадает во внутреннюю электродную камеру 4. Другая часть жидкости упирается в перегородку 13, в результате во внутренней полости внутреннего электрода 2 создаётся избыточное давление и жидкость с ещё большим давлением устремляется через отверстия 1 1 во внутреннюю электродную камеру 4. Заполняя внутреннюю электродную камеру 4, жидкость или раствор через выходное отверстие 12 попадает в выходную часть 15 внутренней полости внутреннего электрода. Далее через выходной канал 21 обработанный раствор направляется на входной канал 8 втулки 6 во внешнюю электродную камеру 4. Пройдя по внешней электродной камере 4 жидкость через выходной канал 9 выходит из внешней электродной камеры 4 и подаётся во входной канал 20, под напором по входному каналу 20 поступает во входную часть 14 внутренней полости внутреннего электрода 2. Проходя через внутреннюю полость внутреннего электрода 2 часть жидкости через отверстия 10-1 1 сразу попадает во внутреннюю электродную камеру 5. Другая часть жидкости упирается в перегородку 13, в результате во внутренней полости внутреннего электрода 2 создаётся избыточное давление и жидкость с ещё большим давлением устремляется через отверстия 11 во внутреннюю электродную камеру 4. Заполняя внутреннюю электродную камеру 4, жидкость или раствор через выходное отверстие 12 попадает в выходную часть 15 внутренней полости внутреннего электрода 2, на электроды подается напряжение и сила тока таким образом, что электрод 2 является анодом, а электрод 1 катодом. Под давлением раствор через полупроницаемую диафрагму 3 поступает во внешнюю электродную камеру 4, а далее через выходной канал 21 обработанный раствор отбирается для потребителей. Варианты полярности электродов могут быть различными: внешний электрод- катод, а внутренний - анод, и наоборот, внешний электрод анод , а внутренний катод.
Другой вариант обработки жидкости. На электроды подается напряжение таким образом, что электрод 2 является анодом, а электрод 1 катодом. Под давлением раствор через полупроницаемую диафрагму 3 поступает во внешнюю электродную камеру 4 и отбирается для потребителей через канал 9.
В зависимости от того, какого свойства раствор необходимо получать, в устройство подается вода и/или различные солевые растворы.
Канал 20 предназначен для подачи обрабатываемой воды или солевого раствора. Канал 21 предназначен для отвода обработанной жидкости. Канал 9 предназначен для отвода обработанной воды, католита или солевого раствора.
Для получения католита в канал 20 подаётся раствор хлорида натрия или других растворов солей и/или вода, через отверстия 10-11 раствор поступает во внутреннюю электродную камеру 4. На электроды подается напряжение таким образом, что электрод 2 является анодом, а электрод 1 катодом. Под давлением растворённые ионы через полупроницаемую диафрагму 3 поступают во внешнюю электродную камеру 4. В процессе работы устройства образуются два противоположно заряженных потока ионов на внешней и внутренней поверхностях диафрагмы 3, между потоками возникает разность потенциалов, заряженные потоки увеличивают напряженность электрического поля в диафрагме на 35-50 В/см2, в результате повышается подвижность ионов в порах диафрагмы и снижается электрическое сопротивление устройства. В результате образуется электроактивированный раствор жидкости (акваэха®), который выводится по каналу 9, и раствор католит, который выводится по каналу 21. Варианты полярности электродов могут быть различными: внешний электрод- катод, а внутренний - анод, и наоборот, внешний электрод анод , а внутренний катод, соответственно католит может выходить из канала 9 и электроактивированный раствор жидкости (акваэха®) из может выходить из канала 21. Для получения дезинфицирующих растворов возможен вариант, когда по каналу 20 подается вода, которая поступает во внутреннюю электродную камеру. По каналу 8 подается 10%— 30% раствор хлорида натрия хлорида кальция, или других солей растворённых в воде, который циркулирует в полости внешней электродной камеры 5 с использованием канала 9 для слива данного раствора в емкость с солевым раствором, которая затем используется в качестве источника раствора для подачи его обратно в устройство по каналу 8. Вода, проходя через внутреннюю электродную камеру 4, выводится по каналу 21 в виде электрохимически обработанного раствора (акваэха®).
Варианты полярности электродов могут быть различными: внешний электрод- катод, а внутренний - анод, и наоборот, внешний электрод анод , а внутренний катод. Благодаря возможности смены полярности электродов и увеличении скорости потоков жидкости не возникает проблем с катодными отложениями и отложениями солей на мембране, что является значительным преимуществом для повышения надежности и долговечности устройства. Катодные отложения, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации, удаляют с помощью изменения полярности электродов, что обеспечивает простоту обслуживания устройства в процессе эксплуатации.
Для получения консервирующих растворов возможен вариант параллельных потоков, когда по каналу 20 подается слабоконцентрированный солевой раствор хлорида натрия хлорида кальция, или других солей растворённых в воде, который поступает во внутреннюю электродную камеру и по каналу 21 в виде электрохимически обработанного раствора (акваэха®) и используется по назначению. По каналу 8 подается слабоконцентрированный солевой раствор хлорида натрия хлорида кальция, или других солей растворённых в воде, который циркулирует в полости внешней электродной камеры 5 и по каналу 9 сливается в виде электрохимически обработанного раствора католит в емкость и используется по назначению.
Выполнение внутреннего электрода 2 в виде полого цилиндра с боковыми отверстиями просверленными по всей его длине, и использование внутренней электродной камеры 4 в качестве канала для подачи жидкости позволяет задействовать внутреннюю и внешнюю поверхности электрода полностью в электрохимическом процессе, что резко увеличивает производительность установки, при этом достигается экономия материала электродов. Это позволяет расширить диапазон характеристик обработанной воды и/или растворов.
Диафрагма, размещенная между анодом и катодом, вносит основной вклад в электрическое сопротивление устройства и активацию получаемых растворов. Эффективное использование поверхности диафрагмы позволяет снизить электрическое сопротивление, и, следовательно, сделать установку менее энергоемкой, улучшить качество получаемых водных или водно-солевых растворов. Меняя диафрагмы с различной проницаемостью можно получать растворы с различными значениями рН и окислительно-восстановительного потенциала.
Наличие непроницаемой или слабопроницаемой перегородки 13 во внутренней полости внутреннего электрода изменяет гидродинамику потока обрабатываемой жидкости, образуя завихрения для турбулентного перемешивания в объеме, что обеспечивает высокую степень перемешивания воды в камерах, что позволяет обеспечить обработку всех микрообъёмов воды в диффузной части двойного электрического слоя на границе раздела фаз «электрод-электролит». Вся обрабатываемая жидкость попадает во внутреннюю электродную камеру, что увеличивает производительность обработки. Конструкция устройства позволяет снизить число спрягаемых и уплотняемых деталей и, следовательно, повышается надежность устройства. Варианты осуществления изобретения
Диаметр внутренней поверхности внешнего электрода составляет 16 мм. Диаметр рабочей части внутреннего электрода составляет 8 мм и 5 мм соответственно, так как во внутреннем электроде задействованы внутренняя и внешняя поверхность электрода. Межэлектродное расстояние 4 мм. Данные диаметры обеспечивают оптимальные условия контакта каждого объема протекающего раствора или воды с поверхностью диафрагмы. Диафрагма выполнена из керамики. Возможно изготовление диафрагмы и из других устойчивых к воздействию агрессивных сред материалов. Диафрагма может иметь различную толщину и проницаемость, в зависимости от свойства растворов, которые необходимо получить. Катод устройства изготавливается из нержавеющей стали, титана, стеклоуглерода, электропроводящих и кислотостойких материалов, платины, ниобия. Катод покрывается платиной, иридием, окислами рутения, кобальта и других материалов. Анод изготавливается из титана, ниобия, платины, тантала, и покрывается платиной, иридием, окислами рутений или других металлов.
Непроницаемая перегородка 13 может быть выполнена из металла, пластика, инертных композитных материалов. Слабопроницаемая перегородка 13 может быть выполнена из металла, из керамики или из пластика, в которых выполнены отверстия.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей содержащее наружный электрод в форме полого 5 цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод в форме полого цилиндра, внутри которого размещена, по меньшей мере, одна непроницаемая или слабопроницаемая перегородка, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю ю электродные камеры, и первые втулки, установленные на торцах внешнего электрода, на поверхность втулок выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с внешней электродной камерой, внутренний электрод выполнен с отверстиями, соединяющими полость внутреннего электрода с внутренней
15 электродной камерой, отличающееся тем, что снабжено второй парой втулок, установленных на торцах первых втулок, на поверхность которых выведены соответственно входной канал и выходной канал, сообщающиеся с полостью внутреннего электрода, в торцах внутреннего электрода установлены заглушки.
0 2. Устройство по п.1 отличающееся тем, что перегородка размещена во внутренней полости внутреннего электрода, с разделением полости внутреннего электрода на две неравные части: входную и выходную, причем выходная часть внутреннего электрода меньше, чем входная часть.
25 3. Устройство по п.2 отличающееся тем, что во входной части внутреннего электрода дополнительно выполнена группа, по меньшей мере, из двух отверстий, причем расстояние между отверстиями в группе отверстий меньше, чем между входным отверстием и первым отверстием в указанной группе отверстий, а в выходной части внутреннего электрода дополнительно выполнено, по меньшей мере, одно отверстие.
4. Устройство по п.2 отличающееся тем, что во входной части внутреннего электрода дополнительно выполнена группа отверстий, 5 причем их оси, расположены по винтовой линии по боковой поверхности электрода или на прямой, образующей внешнюю цилиндрическую поверхность электрода.
ю
PCT/RU2016/000404 2015-05-07 2016-06-30 Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей WO2016178604A2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117324 2015-05-07
RU2015117324 2015-05-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2016178604A2 true WO2016178604A2 (ru) 2016-11-10
WO2016178604A3 WO2016178604A3 (ru) 2017-01-12

Family

ID=57217677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000404 WO2016178604A2 (ru) 2015-05-07 2016-06-30 Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2016178604A2 (ru)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145940C1 (ru) * 1998-10-29 2000-02-27 Бахир Витольд Михайлович Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости
EA013774B1 (ru) * 2009-02-04 2010-06-30 Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
RU96857U1 (ru) * 2009-12-10 2010-08-20 Владимир Викентиевич Виноградов Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016178604A3 (ru) 2017-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070017801A1 (en) High electric field electrolysis cell
RU2716075C2 (ru) Система электролиза воды в большом объеме и способ ее применения
MXPA03007923A (es) Metodo y aparato para producir agua potencial oxidativa reductiva positiva y negativa.
JP2008307524A (ja) 水処理装置
WO2013090560A2 (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
WO1999010286A1 (fr) Cellule electrolytique et dispositif de production d'eau electrolysee
EA013774B1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
JP2015217357A (ja) 電解水製造装置及びこれを用いる電解水の製造方法
RU2297981C1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
JP4751994B1 (ja) 有隔膜電解槽及び無隔膜電解槽を有する電解水製造装置
JP4904367B2 (ja) ４つのチャンバを有する膜電解反応器システム
WO2012010177A1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
KR101749909B1 (ko) 용존수소량의 증가구조를 갖는 전해조
WO2014113178A1 (en) Apparatus and method for generating a stabilized sanitizing solution
RU157070U1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей
WO2016178604A2 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей
WO2016100876A1 (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
RU96857U1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
CN212050902U (zh) 具有漏水检测结构的电解水机
RU2367616C2 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
RU72690U1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
RU2454489C1 (ru) Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов
WO2011071414A1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
WO2017135207A1 (ja) 電解水生成装置並びにそれを用いた透析液調製用水の製造装置及び電解水生成方法
RU2759853C1 (ru) Аппарат для электролиза воды или водных растворов с получением анолита и католита

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16789674

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2