Электролизер для умягчения воды

 

Изобретение касается водоподготовки и может использоваться в теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагм во время работы электролизера, а также увеличение службы диафрагмы за счет ее равномерного износа. Электролизер содержит корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с подводящими и отводящими патрубками и размещенными в камерах анодом и катодом. Анодная камера разделена анодом на две плоскости, сообщающиеся в верхней части, диафрагма выполнена в виде бесконечной ленты с приводом с возможностью перемещения вокруг анода, подводящий и отводящий патрубки анодной камеры расположены в ее нижней части по разные стороны от анода, а по периметру анодной и катодной камер со стороны, обращенной к диафрагме, расположено уплотнение. Диафрагма может быть выполнена в виде ленты Мебиуса. 1 з.п.ф-лы, 2 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1611884 (51)5 С 02 У 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 43961 79/23-26 (22) 25 ° 03.88 (46) 07.12.90. Бюл. Ф 45 (71) Южный филиал Всесоюзного теплотехнического научно исследовательского института им. Ф.Э. Дзержинского (72) С.Б.Попов и В.С.Парыкин (53) 628.543(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 814881, кл. С 02 F 1/46, 1981. (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ (57) Изобретение касается водоподготовки и может использоваться в теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагм во время, работы электролизера, а также увелиИзобретение относится к водоподготовке и может использоваться в энергетике и других отраслях народного хозяйства, где требуется умягченная вода.

Цель изобретения - повышение производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагмы во время работы электролиэера, а также увеличение срока службы диафрагмы за счет ее равномерности износа.

На фиг. 1 показан электролизер для умягчения воды, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — электролизер с диафрагмой,. .выполненной в виде ленты Мебиуса, разрез.

2 чение службы диафрагмы за счет ее равномерного из но са. Электролизер со-. держит корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с подводящими и отводящими патрубками и размещенными в камерах анодом и катодом. Анодная камера разделена анодом на две полости, сообщающиеся в верхней части, диафрагма выполнена в виде бесконечной ленты с приводом с возможностью перемещения вокруг анода, подводящий и отводящий патрубки анодной камеры расположены в ее нижней части по разные стороны от анода, а по периметру анодной .и катодной камер со стороны, обращенной к диафрагме, расположено уплотнение °

Диафрагма может быть выполнена в виде ленты Мебиуса. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Электролизер содержит корпус 1, в котором закреплена прианодная пли- yaaeL та 2, делящая анодную камеру на две полости с размеценным на ней анодом

3, крышку 4 с размещенным на ней катодом 5, и диафрагму 6, выполненную р в виде бесконечной ленты, закреплен ной на ведущем 7 и ведомом 8 валиках. Ведущий валик 7 жестко насажен на вал

9, выведенный через сальниковое уплотнение 10 наружу, на котором жестко а закреплен маховик 11. В нижней части электролизера расположены подводящие патрубки анодной 12 и катодной 13 камер. Патрубки 12 и 13 соединены с коллекторами подачи исходной воды в анодную 14 и катодную 15 камеры. В верхней части электролизера располо1611884

50 жены коллектор 16 и отводящий патрубок 17 католита и воздушник 18, в нижней — отводящий патрубок 19 аноли( та, Герметизация . диафрагмы 6 между прианодной плитой 2 и крышкой 4 производится с помощью шланговых гидроуплотнений 20, представляющих собой эластичные трубки, уложенные в кольцевую канавку вокруг электродов и сое- 0 диненные с источником давления через патрубки 21. Анод 3 подключен к источнику .тока с помощью токоподвода 22, катод — с помощью токоподвода 23.

Электролизер работает следующим образом.

Исходная вода через патрубки 12 и 13 непрерывно подается в анодную и катодную камеры, где с помощью перфорированных коллекторов 14 и 15 рав- 20 ! номерно распределяется по сечению камер. На электроды 3 и 5 подается постоянный электрический ток, под действием которого происходит ряд известных физико-химических процессов, 25 приводящих к снижению жесткости обоих потоков. При этом в каталите выпадает осадок, состоящий из карбоната кальция и гидроокиси магния. В процессе работы электролиэера происходит осаждение этих соединений на различные внутренние поверхности катодной камеры и, в том числе, на диафрагму 6. Католит собирается в коллекторе 16 и через патрубок 17 от- 35 водится наружу, а анолит через щель над анодом 3 попадает в заанодную полость, где проходит вдоль диафрагмы 6 и через патрубок 12 отводится наружу.

После образования на диафрагме 6 некоторого количества отложений производится ее регенерация. При этом. из шланговых гидроуплотнений 20 частично сбрасывается давление, и с 45 помощью маховика 11 диафрагма 6 продвигается на такое расстояние, чтобы находившаяся в работе ее часть оказалась эа анодом 3, а находившаяся за анодом 3 — между электродами 3 и 5. Привод диафрагмы может быть любого типа: как внешний, так и внутренний. Перемотка диафрагмы может производиться постоянно.

Помещенная в заанодную полость часть диафрагмы 6 подвергается про:мывке кислым анолитом. При этом находящиеся на ней соли жесткости растворяются аналогично тому, как это происходит при кислотной регенерации.

Через определенное время отрегенерированный участок диафрагмы 6 включается в работу, а на его место становится находившийся в работе и т.д.

Электролизе р с диафр а гмой, вы полненной в виде ленты Мебиуса, работает аналогично, но в этой конструкции ранее обращенная к катоду и покрытая отложениями солей жесткости сторона диафрагмы после регенерации анолитом поворачивается к аноду. Т,е. диафрагма при ее движении вокруг анода оказывается повернутой к электродам то одной, то другой стороной. Это позволяет повысить качество регенерации диафрагмы и продлить срок ее службы. Пример 1. Электрохимическому умягчению по известному решению подвергается водопроводная вода с общей жесткостью 6,5 мг-экв/кг и рН 7,5.

Корпус электролизера производительностью до 50 л/ч цыполнен из оргстекла, анод — из платинированного титана, катод — из нержавеющей стали,. диафрагма — из ткани типа "бельтинг".

Степень изменения рН обрабатываемой воды контролируется рН-метром милливольтметром рН-121. Качество обработки воды, сила тока и расход анолита и католита поддерживаются постоянными. Результаты лабораторных испытаний известного электролизера приведены в табл. 1 °

Пример 2. Электрохимическому умягчению по данному решению подвергается вода с общей жесткостью

6,5 мг-экв/кг и рН 7,5 в электролизере, переоборудованном из известного, при тех же параметрах. Результаты лабораторных испытаний электролиэера во времени с перемоткой диафрагмы через 4 ч приведены в табл. 2.

Как видно из табл 1 и 2, скорость возрастания удельных энергозатрат на обработку воды, вызванная появлением отложений в катодной камере, в предлагаемом электролизере значительно ниже, чем в известном.

Имеющее место возрастание удельных энергозатрат при обработке воды объясняется образованием отложений на катоде электролизера.

Таким образом, предлагаемый электролизер по сравнению с известным позволяет снизить энергозатраты на электрохимическую обработку воды и

Значение показателей за время, ч

Показатели

0 4 8 12 16 20 24

2,9

10,9

4,7

2 7

11,0

4,7

J рН анолита рН католита

Сила тока,А

Напряжение В

Расход анолита, л/ч

Расход католита, л/ч

Удельные энергозатраты, Вт ч/л

2827272829

11,0 11,0 11,1 10,9 11 0

45464,64,747

30 31 32 33 35

20 20 20 21 22

20

20

20

4,35

3,37 3,48 3,68 3,78

4,0 4,23

Т а б л и ц а 2

Значения показателей за время, ч

Показатели

0 4 8 12 16 20 24

2,7

11,0

4,6

32,5

2,8

1i,0

4,6

2,6 2,7

11 1 11,0

4,6 4,6

31 31,5,2,7

11,0

4,5

2„8

11,0

4,6

2,7

11,0

4,6

30 рН анолита рН католита

Сила тока,А

Напряжение, В

Расход анолита, л/ч

Расход католита, л/ч

Удельные энергозатраты, Вт ч/л

20 20,5 20 20, 21

20 21. 20

20

20 20

337 340 345 348 353 359 365

5 161 продлить межпромывочный период работы электролизера. Последнее позволяет также существенно снизить количество реагентов, требующихся для промывки аппарата. Кроме тоro предлагаемые электролизеры позволяют также значительно уменьшить объем стоков, образующихся в результате кислотных промывок, Формула изо бре тения

1. Электролизер для умягчения воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры, снабженные патрубками подачи и отвода воды, с размещенными в камерах соответственно анодом и катодом, о тличающий ся тем, что, с целью повышения производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагмы во

1884 6 время работы электролизера, анод установлен с зазором относительно стенки корпуса и диафрагмы и образующиеся полости соединены в верхней части, диафрагма выполнена в виде бесконечной ленты, охватываюшей анод, и установлена с возможностью перемещения, патрубки подвода воды аноднай камеры расположены в нижней части камеры между анодом и диафрагмой„ патрубок отвода воды анодной камеры размещен также в ее нижней части между анодом и стенкой корпуса, причем анодная и катодная камеры снабже.н ны уплотнением, размещенным по их периметру со стороны, обращенной к диафрагме.

2. Электролизер по и. 1, о т л ичающий с я тем, что, с целью увеличения срока службы диафрагмы за счет ее равномерного износа, диафрагма выполнена в виде ленты Мебиуса.

Т а б л и ц а 1

l 6l l 884

1611884 плот

Составитель Т. Барабаш

Редактор Н.Яцола Техред Л.0лийнык

Ко ррек тор Т. Колб

Заказ 3810 Тираж 800 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101