Электролизер для умягчения воды

(51)5 С 02 Р 1/46 ОП Н РЕТЕНИ ТОРСНОМУ СВИ ЬСТВ а(57) Изобрететовки и можетэнергетике. Цся повышениетролизера заности регенер, работы электр тносится гих отрас где требу асти фиг, 3 выполи разрез ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Южный филиал Всесоюзного теплотехнического научноисследовательского института им. ф.Э. Дзержинского (72) С.Б.Попов и В,С.Парыкин (53) 628,543(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 814881, кл. С 02 Г 1/46, 1981. ЗЕР ДЛЯ УМЯГЧКНИЯ ВОДЫ ие касается водоподгоиспользоваться в теплолью изобретения являетроизводительности элекчет обеспечения возможции диафрагм во время лизера, а также увелиИзобретение о к водоподготовке и может использоваться вэнергетике и дру лях народного хозяйства, ется умягченная вода.Цель изобретения - повышение производительности электролизера за счетобеспечения возможности регенерациидиафрагмы во время работы электролиэера, а также увеличение срокаслужбы диафрагмы за счет ее равномерности износа,На фиг. 1 показан электролизердля умягчения воды, вид сбоку; нафиг. 2 - то же, вид сверху; наэлектролизер с диафрагмой,.енной в виде ленты Мебиуса,2чение службы диафрагмы за счет ее равномерного износа. Электролизер с держит корпус, разделенный диафр гмой 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 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 уплотнениеДиафрагма может быть выполнена в виде ленты Мебиуса. 1 з.п.ф-лы, 2 табл Электролизер содержит корпус 1, в котором закреплена прианодная плита 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 в виде бесконечной ленты, закрепленной на ведущем 7 и ведомом 8 валиках Ведущий валик 7 жестко насажен на вал 9, выведенный через сальниковое уплотнение 10 наружу, на котором жестк закреплен маховик 11. В нижней ч 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 располо 161188450 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 гидро- уплотнений 20, представляющих собой эластичные трубки, уложенные в кольцевую канавку вокруг электродов и соединенные 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 перВфорированных коллекторов 14 и 15 рав 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 отводится наружу, а анолит через щель над анодом 3 попадает в заанодную полость, где проходит вдоль диафрагмы 6 и через патрубок 12 отводится наружу. 40После 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,Электролиэер с диафрагмой, выполненной в виде ленты Мебиуса, работаетаналогично, но в этой конструкцииранее обращенная к катоду и покрытаяотложениями солей жесткости сторонадиафрагмы после регенерации анолитомповорачивается к аноду. Т,е. диафрагма при ее движении вокруг анодаоказывается повернутой к электродамто одной, то другой стороной. Этолоэволяет повысить качество регенерации диафрагмы и продлить срок ееслужбы,П р и м е р 1. Электрохимическомуумягчению по известному решению подвергается водопроводная вода с общейжесткостью 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 обрабатываемойводы контролируется рН-метром милливольтметром рН. Качество обработки воды, сила тока и расход анолитаи католита поддерживаются постоянными, Результаты лабораторных испытаний известного электролизера приведены в табл. 1П р и м е р 2. Электрохимическомуумягчению по данному решению подвергается вода с общей жесткостью6,5 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, вызваннаяпоявлением отложений в катодной камере, в предлагаемом электролизерезначительно ниже, чем в известном.Имеющее место возрастание удельныхэнергозатрат при обработке воды объясняется образованием отложений накатоде электролизера.Таким образом, предлагаемый электролизер по сравнению с известнымпозволяет снизить энергозатраты наэлектрохимическую обработку воды иЗначение показателей за время, ч Показатели 0 4 8 12 16 20 24 2,910,94,737 2,11,04,736, рН анолита рН католита Сила тока,АНапряжениеВ Расход анолита, л/чРасход като- лита, л/ч Удельные энергозатраты, Втч/л 28 27 2 28 2911,0 11,0 11,1 10,9 11,045 46 46 47 4730 31 32 33 35 20 20 20 20 21 22 20 20 20 20 20 20 19 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 2,711,04,632,5 2,811,04,632 2,6 2,711,1 11,04,6 4,631 31,5,2,711,04,530 2811,04,630 2,711,0 4,6 30 рН анолита рН католита Сила тока,А Напряжение, В Расход анолита, л/ч Расход католита, л/ч Удельные энергозатраты, Втфч/л 20 20 20,5 20 20 , 21 21 20 21. 20 21 20 20 20 337 340 345 3,48 353 359 365 5 161 продлить межпромывочный период работы электролизера. Последнее позволяет также существенно снизить количество реагентов, требующихся для промывки аппарата. Кроме того, 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 т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности электролизера за счет обеспечения возможности регенерации диафрагмы во 1884 6время работы электролизера, анодустановлен с зазором относительностенки корпуса и диафрагмы и образующиеся полости соединены в верхней части, диафрагма выполнена в виде бесконечной ленты, охватывающей анод,и установлена с возможностью перемещения, патрубки подвода воды аноднай камеры расположены в нижней части камеры между анодом и диафрагмойпатрубок отвода воды анодной камерыразмещен также в ее нижней частимежду анодом и стенкой корпуса, причем анодная и катодная камеры снабженны уплотнением, размещенным по их периметру со стороны, обращенной к диафрагме.2. Электролизер по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения срока службы диафрагмы засчет ее равномерного износа, диафрагма выполнена в виде ленты Мебиуса.Т а б л и ц а 11611884 Редактор Н.Яцо рректор Т.Кол ри роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель Т. БараТехред Л. Олийнык Заказ 3810 Тираж 800 ПодлВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и 113035, Иосква, Ж, Раушская наб оеткрытия д, 4/5