+

WO2007046730A2 - Dispositif d'utilisation de produits coulants et procede de fabrication correspondant - Google Patents

Dispositif d'utilisation de produits coulants et procede de fabrication correspondant Download PDF

Info

Publication number
WO2007046730A2
WO2007046730A2 PCT/RU2006/000478 RU2006000478W WO2007046730A2 WO 2007046730 A2 WO2007046730 A2 WO 2007046730A2 RU 2006000478 W RU2006000478 W RU 2006000478W WO 2007046730 A2 WO2007046730 A2 WO 2007046730A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
channel
chamber
diaphragm
hole
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000478
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007046730A8 (fr
WO2007046730A3 (en
Inventor
Vladimir Vikentievich Vinogradov
Svetlana Jurevna Vinogradova
Original Assignee
Vinogradov Vladimir Vikentievi
Svetlana Jurevna Vinogradova
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 Vinogradov Vladimir Vikentievi, Svetlana Jurevna Vinogradova filed Critical Vinogradov Vladimir Vikentievi
Priority to AT06812908T priority Critical patent/ATE490946T1/de
Priority to DE502006008479T priority patent/DE502006008479D1/de
Priority to EP06812908A priority patent/EP1961706B1/de
Priority to CA002637783A priority patent/CA2637783A1/en
Publication of WO2007046730A2 publication Critical patent/WO2007046730A2/ru
Publication of WO2007046730A3 publication Critical patent/WO2007046730A3/ru
Publication of WO2007046730A8 publication Critical patent/WO2007046730A8/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
    • C02F1/467—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
    • 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
    • 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
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • 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
    • C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
    • 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
    • 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
    • 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
    • C02F2201/4612—Controlling or monitoring
    • C02F2201/46125—Electrical variables
    • C02F2201/4613—Inversing polarity

Definitions

  • the invention relates to the field of electrochemical treatment of water and aqueous solutions of salts in order to change their oxidizing and reducing properties.
  • the invention can be used for cleaning and disinfecting water, cathodic softening of water, as well as obtaining detergent and disinfectant solutions.
  • the closest to the set of essential features (prototype) of the utility model is a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions containing an external tubular electrode, inside of which an internal electrode is located, a semipermeable diaphragm is placed between the electrodes, dividing the electrode space into the inner and outer electrode chambers, and the outer electrode chamber across holes in the side surface of the outer cylindrical electrode is connected to the input and output channels, at least one hole is made in the inner electrode connecting the inner chamber to the channel for draining the liquid [Russian Patent JN ° 2132821 6 C02F1 / 46, 1999].
  • the invention is aimed at solving the problem of creating a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions with high performance.
  • the technical result obtained by the implementation of the claimed invention is expressed in increasing productivity, expanding the range of pH and redox potentials of the treated water, increasing the reliability of the device, increasing the life of the device, reducing labor costs during installation and repair of the device, reducing energy consumption during operation of the device, increasing compactness of the device.
  • a semi-permeable diaphragm separating the electrode space is coaxially placed between the electrodes on the inner and outer electrode chambers, in the upper part of the side wall of the outer electrode, an opening is made connecting the outer electrode chamber with the channel for draining the liquid, at least one hole is made in the upper part of the inner electrode connecting the inner chamber with the channel for draining the liquid, the inner electrode chamber is directly connected to the channel for supplying liquid, and the inner electrode is performed with a solid wall in its lower part.
  • the outer electrode, the inner electrode and the diaphragm are mounted on the lower flange, in which a channel for supplying liquid is connected, communicating with the inner electrode chamber.
  • the outer electrode, the inner electrode and the diaphragm are fixed on top with a lid, the diaphragm being placed by means of grooved joints with rubber seals to improve tightness.
  • the internal electrode is made in the form of a rod.
  • the inner electrode in the device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions, is made in the form of a hollow cylinder with at least one plug placed inside that seals the inner a cavity located under the hole connecting the inner chamber to the channel for draining the liquid.
  • the electrode is made up of at least two parts, with at least one opening made in the upper part connecting the inner chamber to the channel for draining the liquid.
  • parts of the internal electrode are interconnected by means of a mechanical connection, for example a threaded connection.
  • the device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions in the lower part of the side wall of the outer electrode has at least one additional hole connecting the external electrode chamber to the channel for supplying liquid.
  • the inner electrode is the anode and the outer electrode is the cathode.
  • the internal electrode is mounted using a stud or bolt on the lower and / or upper flange.
  • an annular hole is made in the device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions in the lower flange, which forms a channel for supplying liquid to the inner electrode chamber.
  • the device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions in the lower flange has at least one horizontal fluid supply channel in communication with the fluid supply channel to the inner electrode chamber.
  • the semipermeable diaphragm is made of ceramic based on zirconium oxides or textiles.
  • the semipermeable diaphragm is made by ultrafiltration or microfiltration or nanofiltration.
  • Fig.l schematically shows a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions
  • Figure 2 schematically shows a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions with an additional input channel.
  • Fig.Z - shows the implementation of the internal electrode in the form of a hollow cylinder.
  • a device for the electrochemical treatment of water or aqueous solutions contains an outer electrode 1 in the form of a hollow cylinder, inside of which an inner electrode 2 is located, a semipermeable diaphragm 3 is placed between the electrodes, dividing the electrode space into an inner 4 and 5 outer electrode cameras (Fig. l).
  • An opening 6 is made in the upper part of the lateral surface of the outer cylindrical electrode 1, by means of which the outer electrode chamber is connected by the output channel 7.
  • At least one hole 8 is made in the inner electrode 2, which connects the inner chamber 4 with the channel 9 for draining the liquid.
  • the inner chamber 4 is connected by an annular channel
  • the outer electrode 1, the inner rod electrode 2 and the diaphragm 3 are fixed mutually motionless and coaxial using the cover 12 and the lower flange 13.
  • the lower flange 13 can be made integral.
  • the diaphragm 3 is fixed with grooved joints in the lower flange 13 and the cover 12, and sealed at the ends with rubber rings.
  • the outer electrode 1 is mounted on the bottom flange 13, and its fastening is carried out by pressing the cover 12.
  • the outer electrode can be fixed on the bottom flange by welding the outer electrode to the workpiece in the form of a flat ring, followed by connection to the flange 13 with a bolt.
  • the inner electrode 2 is mounted on the lower flange 13 using the studs 14, and in the cover 12 using the grooved joints and the tightening hollow bolt 19.
  • the diaphragm 3 can be made of ceramic based on zirconium oxides or textiles.
  • the diaphragm 3 may be ultrafiltration or microfiltration or nanofiltration.
  • the sealing of the external electrode chamber of the chambers is carried out due to the sealing elements 15 installed in the cover 12 and on the flange 13.
  • In the lateral surface of the outer cylindrical electrode 1 can be made an additional hole 16 connecting the outer electrode chamber 5 with the input channel 17 (figure 2).
  • the electrode may be the cathode, and the outer electrode may be the anode, the inner electrode chamber may be operational, and the external electrode chamber auxiliary.
  • the inner electrode 2 can be made rod and consist of two parts of the upper 2 1 and lower 2 7 ⁇ Hr-I). Holes 8 s made in the upper part of the rod electrode 2 /; . Upper 2 1 and lower 2 /; parts of the electrode 2 can be interconnected in various ways, for example, by means of a threaded connection.
  • Another special case of the internal electrode for example, in the form of a hollow cylinder with
  • the inner electrode can also be made solid rod with an external thread at the ends to tighten the cover 12 and the flange 13.
  • the device operates as follows.
  • water and / or various saline solutions are supplied to the device.
  • Channel 11 is designed to supply treated water or
  • Channel 17 is for the supply of saline.
  • Channel 9 is designed to drain the treated fluid (anolyte).
  • Channel 7 is designed to drain catholyte or saline.
  • a solution of sodium chloride through the annular channel 10 the solution enters the inner 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 solution through a semipermeable diaphragm 3 enters the external electrode chamber 5.
  • channel 11 is supplied with water, which enters the inner electrode chamber.
  • Channel 17 is fed with a 30% solution of sodium chloride, which circulates in the cavity of the external electrode chamber 5 using channel 7 to drain this solution into a container with saline solution, which is then used as a solution source to feed it back to the device through channel 17.
  • Water passing through the inner electrode chamber 4 is output through channel 9 in the form of an anolyte.
  • 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. Thanks to the ability to change The polarity of the electrodes does not cause 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.
  • the implementation of the inner electrode 2 with a solid wall in its lower part and the connection of the inner electrode chamber 4 directly with the channel for supplying liquid 10 allows you to make the device more compact.
  • the heights of the external, internal electrode and diaphragm do not differ much, only by the size of the slots for fixing. Therefore, the entire surface of the electrodes and the diaphragm is fully involved in the electrochemical process, which dramatically increases the productivity of the installation, while saving material of the electrodes. This allows you to expand the range of characteristics of the treated water.
  • connection of the inner electrode chamber directly to the fluid supply channel ensures uniform flow through the electrode chambers, a high degree of mixing of the water in the chambers, the uniformity of the electrochemical study of the entire volume of the flowing fluid allows processing of all microvolumes of water in the diffuse part of the double electric layer at the electrode electrolyte.
  • the diaphragm located between the anode and cathode makes the main contribution to the electrical resistance of the device. Efficient use of the surface of the diaphragm allows reduce electrical resistance, and therefore make the installation less energy intensive. By changing diaphragms with different permeabilities, one can obtain solutions with different pH values and redox potential. Making a hole in the upper part of the inner electrode in communication with the channel for draining the treated fluid
  • the design of the device allows to reduce the number of conjugated and sealed parts and, therefore, increase its reliability.
  • the diameter of the inner surface of the outer electrode is 34 mm.
  • the diameter of the working part of the inner electrode is 16 mm.
  • the interelectrode distance is 9 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, niobium.
  • the cathode is coated with platinum, iridium, oxides of ruthenium, cobalt and other materials.
  • the anode is made of titanium, niobium, tantalum, graphite and coated with platinum, iridium, oxides of ruthenium or other metals.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ Изобретение относится к области электрохимической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения их окислительных и восстановительных свойств. Изобретение может быть использовано для очистки и обеззараживания воды, катодного умягчения воды, а также получения моющих и дезинфицирующих растворов. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные виды устройств для электрохимической обработки воды, содержащие наружный цилиндрический электрод, внутри которого расположен внутренний электрод, где между электродами размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры. [ Заявка Японии N 1-104387, кл. С 02F 1/46, 1989, Патент России JVb 2078737, кл. C02F1/46, 1997].
Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные функциональные возможности устройств, не позволяющие получать растворы с заданным окислительно- восстановительным потенциалом в широком диапазоне и различными значениями рН.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом) полезной модели является устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержащее наружный трубчатый электрод, внутри которого расположен внутренний электрод, между электродами размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, внешняя электродная камера через отверстия в боковой поверхности наружного цилиндрического электрода соединена с входными и выходными каналами, во внутреннем электроде выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости [Патент России JN° 2132821 6 C02F1/46, 1999 г.].
Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные возможности устройства, не позволяющие получать растворы с заданным окислительно-восстановительным потенциалом в широком диапазоне, невысокая производительность, сложность монтажа и ремонта.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания устройства для электрохимической обработки воды или водных растворов с высокой производительностью. Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, выражается в увеличении производительности, расширении диапазона получаемых рН и окислительно- восстановительных потенциалов обработанной воды, повышения надежности работы устройства, увеличения срока эксплуатации, снижение трудозатрат при монтаже и ремонте устройства, снижение энергопотребления при работе устройства, повышение компактности устройства.
Для достижения вышеуказанного технического результата в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов, содержащем 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, в верхней части боковой стенки наружного электрода выполнено отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для отвода жидкости, в верхней части внутреннего электрода выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости, внутреннюю электродную камера выполняют напрямую соединенной с каналом для подачи жидкости, а внутренний электрод выполняют со сплошной стенкой в нижней своей части. В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены на нижнем фланце, в котором выполнен канал для подачи жидкости, сообщающийся с внутренней электродной камерой. В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены сверху крышкой, причем диафрагма размещена с помощью пазовых соединений с резиновыми уплотнениями для улучшения герметичности.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод выполнен в виде стержня.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для элек- трохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод выполнен в виде полого цилиндра с размещенной внутри, по меньшей мере, одной заглушкой, герметизирующей внутреннюю полость, размещенной под отверстием, соединяющим внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов электрод выполнен составным, по меньшей мере, из двух частей, причем в верхней части выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов части внутреннего электрода соединены между собой посредством механического соединения, например резьбового соединения.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов в нижней части боковой стенки наружного электрода выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для подачи жидкости.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод является анодом, а наружный электрод является катодом. В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод установлен с помощью шпильки или болта на нижнем и/или верхнем фланце.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов в нижнем фланце выполнено кольцевое отверстие, образующее канал для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру. В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов в нижнем фланце выполнен, по меньшей мере, один горизонтальный канал подачи жидкости, сообщающийся с каналом для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов полупроницаемая диафрагма выполнена из керамики на основе оксидов циркония или текстиля. В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов полупроницаемая диафрагма выполнена ультрафильтрационной или микрофильтрационной или нанофильтрационной.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ Изобретение поясняется чертежами, где
На фиг.l - схематично представлено устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов,
На фиг.2 - схематично представлено устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов с дополнительным входным каналом.
На фиг.З - представлено выполнение внутреннего электрода в виде полого цилиндра.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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 внутреннюю 4 и внешнюю 5 электродные камеры (фиг.l). В верхней части боковой поверхности наружного цилиндрического электрода 1 выполнено отверстие 6, посредством которого внешняя электродная камера соединена выходным каналом 7. Во внутреннем электроде 2 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 8, соединяющее внутреннюю камеру 4 с каналом 9 для отвода жидкости. Внутренняя камера 4 соединена кольцевым каналом
10 с горизонтальным каналом 11 для подачи обрабатываемой жидкости.
Наружный электрод 1, внутренний стержневой электрод 2 и диафрагма 3 закреплены взаимно неподвижно и коаксиально при помощи крышки 12 и нижнего фланца 13. Нижний фланец 13 может быть выполнен составным.
Диафрагма 3 закреплена с помощью пазовых соединений в нижнем фланце 13 и крышке 12 , а по торцам уплотнена резиновыми кольцами. Наружный электрод 1 установлен на нижнем фланце 13, а его закрепление осуществлено прижимом крышки 12. Наружный электрод может быть закреплен на нижнем фланце путем приваривая наружного электрода к детали в виде плоского кольца с последующим соединением с фланцем 13 болтом.
Внутренний электрод 2 установлен на нижнем фланце 13 с помощью шпильки 14, а в крышке 12 с помощью пазовых соединений и стягивающего полого болта 19 .
Диафрагма 3 может быть выполнена из керамики на основе оксидов циркония или текстиля. Диафрагма 3 может быть ультрафильтрационной или микрофильтрационной или нанофильтрационной.
Герметизация внешней электродной камеры камер осуществляется за счет установленных в крышке 12 и на фланце 13 уплотнительных элементов 15. В боковой поверхности наружного цилиндрического электрода 1 может быть выполнено дополнительное отверстие 16, соединяющее внешнюю электродную камеру 5 с входным каналом 17 (фиг.2).
В зависимости от функционального использования внутренний
5 электрод может являться катодом, а наружный электрод - анодом, внутренняя электродная камера может быть рабочей, а внешняя электродная камера вспомогательной.
Внутренний электрод 2 может быть выполненным стержневым и состоять из двух частей верхней 21 и нижней 27^Hr- I). Отверстия 8 ю выполнены в верхней части стрежневого электрода 2/;. Верхняя 21 и нижняя 2/; части электрода 2 могут быть соединены между собой различными способами, например, посредством резьбового соединения. Возможен другой частный случай выполнения внутреннего электрода, например, в виде полого цилиндра с
15 размещенной внутри, по меньшей мере, одной заглушкой 18, герметизирующей внутреннюю полость, размещенной под отверстием 8 . Внутренний электрод также может быть выполнен цельно- стержневым с наружной резьбой на концах для стягивания крышки 12 и фланца 13.
20 Устройство работает следующим образом.
В зависимости от того, какого свойства раствор необходимо получать, в устройство подается вода и/или различные солевые растворы.
Канал 11 предназначен для подачи обрабатываемой воды или
25 солевого раствора. Канал 17 предназначен для подачи солевого раствора. Канал 9 предназначен для отвода обработанной жидкости (анолита). Канал 7 предназначен для отвода католита или солевого раствора. Для получения анолита и католита в канал 11 раствор хлорида натрия, через кольцевой канал 10 раствор поступает во внутреннюю электродную камеру 4. 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 5. 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 анолит, который выводится по каналу 9, и раствор католит, который выводится по каналу 7. При выполнении устройства с дополнительным отверстием 16 и каналом 17 по каналу 17 может также подаваться раствор хлорида натрия.
Для получения дезинфицирующих растворов по каналу 11 подается вода, которая поступает во внутреннюю электродную камеру. По каналу 17 подается 30% раствор хлорида натрия, который циркулирует в полости внешней электродной камеры 5 с использованием канала 7 для слива данного раствора в емкость с солевым раствором, которая затем используется в качестве источника раствора для подачи его обратно в устройство по каналу 17. Вода, проходя через внутреннюю электродную камеру 4, выводится по каналу 9 в виде анолита.
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 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.
Выполнение внутреннего электрода 2 со сплошной стенкой в нижней своей части и соединение внутренней электродной камеры 4 напрямую с каналом для подачи жидкости 10 позволяет сделать устройство более компактным. При этом высоты внешнего, внутреннего электродом и диафрагмы не сильно отличаются, всего на величину пазов для закрепления. Следовательно, вся поверхность электродов и диафрагмы полностью задействована в электрохимическом процессе, что резко увеличивает производительность установки, при этом достигается экономия материала электродов. Это позволяет расширить диапазон характеристик обработанной воды.
Соединение внутренней электродной камеры напрямую с каналом для подачи жидкости обеспечивает равномерность протока через электродные камеры, высокая степень перемешивания воды в камерах, равномерность электрохимической проработки всего объема протекающей жидкости позволяют обеспечить обработку всех микрообъёмов воды в диффузной части двойного электрического слоя на границе раздела фаз " электрод-электролит.
Диафрагма, размещенная между анодом и катодом, вносит основной вклад в электрическое сопротивление устройства. Эффективное использование поверхности диафрагмы позволяет снизить электрическое сопротивление, и, следовательно, сделать установку менее энергоемкой. Меняя диафрагмы с различной проницаемостью можно получать растворы с различными значениями рН и окислительно-восстановительного потенциала. Выполнение отверстия в верхней части внутреннего электрода, сообщающегося с каналом для отвода обработанной жидкости
Выполнение внутреннего электрода 2 со сплошной стенкой в нижней своей части и соединение внутренней электродной камеры 4 напрямую с каналом для подачи жидкости 10, приводит к тому, что в электрохимической обработке участвует внутренняя электродная камера 4. По сравнению с прототипом, где еще дополнительно обрабатываемая вода поступает и внутрь полого внутреннего электрода.
Поднимаясь вверх, вода после обработки попадает в отверстия 8, где вода затормаживается, перемешивается и истекает в канал 9, образуя завихрения для турбулентного перемешивания в объеме. Это уменьшает возможность образования застойных зон на выходе из внутренней электродной камеры. Приводит к уменьшению образования застойных зон на входе и на выходе из анодной камеры и более эффективному использованию поверхности диафрагмы
Конструкция устройства позволяет снизить число спрягаемых и уплотняемых деталей и, следовательно, повысить его надежность.
Монтаж и ремонт устройства осуществляется очень просто. При помощи пазов диафрагма 3 устанавливается вертикально в крышке 12, шпилька 14 вкручивается в электрод 2, далее происходит закрепление деталей путем закручивания болта внизу шпильки 14 и стягивающего болта 19. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Пример выполнения устройства.
Диаметр внутренней поверхности внешнего электрода составляет 34 мм. Диаметр рабочей части внутреннего электрода составляет 16 мм. Межэлектродное расстояние 9 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, ниобия. Катод покрывается платиной, иридием, окислами рутения, кобальта и других материалов. Анод изготавливается из титана, ниобия, тантала, графита и покрывается платиной, иридием, окислами рутений или других металлов.
С использованием устройства возможно получение растворов со значениями рН от 2 до 12 и окислительно-восстановительного потенциала от -950 мВ до +1200 мВ. В таблице представлены сравнительные характеристики заявляемого устройства и выпускаемых в настоящее время аналогов.
Таблица
Параметры и характеристики устройств для электрохимической обработки воды
Figure imgf000014_0001
Данные таблицы наглядно показывают более высокие характеристики заявляемого устройства по сравнению с аналогами.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для электрохимической обработки воды или 5 водных растворов содержащее наружный электрод в виде полого цилинра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод цилиндрической формы, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, в ю верхней части боковой стенки наружного электрода выполнено отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для отвода жидкости, в верхней части внутреннего электрода выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости, отличающееся тем, внутренняя
15 электродная камера напрямую соединена каналом для подачи жидкости, а внутренний электрод выполнен со сплошной стенкой в нижней своей части .
2. Устройство по п.l, отличающееся тем, что наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены на нижнем фланце, в
20 котором выполнен канал для подачи жидкости, сообщающийся с внутренней электродной камерой.
3. Устройство по п.l, отличающееся тем, что наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены сверху крышкой, причем диафрагма размещена с помощью пазовых соединений.
25 4. Устройство по п.l, отличающееся тем, что внутренний электрод выполнен в виде стержня.
5. Устройство по п.l, отличающееся тем, что внутренний электрод выполнен в виде полого цилиндра с размещенной внутри, по меньшей мере, одной прокладкой, герметизирующей внутреннюю полость, размещенной под отверстием, соединяющим внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
6. Устройство по п. I5 отличающееся тем, что электрод выполнен 5 составным, по меньшей мере, из двух частей, причем в верхней части выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
7. Устройство по п.l, отличающееся тем, что части внутреннего электрода соединены между собой посредством механического ю соединения
8. Устройство по п.11, отличающееся тем, что части внутреннего электрода соединены между собой посредством резьбового соединения.
9. Устройство по п.l, отличающееся тем, что в нижней части 15 боковой стенки наружного электрода выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для подачи жидкости.
10. Устройство по п.l, отличающееся тем, что внутренний электрод является катодом, а наружный электрод является анодом.
20 11. Устройство по п.l, отличающееся тем, что внутренний электрод установлен с помощью шпильки или болта на нижнем фланце.
12. Устройство по п.l, отличающееся тем, что в нижнем фланце выполнено кольцевое отверстие, образующее канал для подачи
25 жидкости во внутреннюю электродную камеру.
13. Устройство по п.l, отличающееся тем, что в нижнем фланце выполнен, по меньшей мере, один горизонтальный канал подачи жидкости, сообщающийся с каналом для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру.
14. Устройство по п.l, отличающееся тем, что полупроницаемая диафрагма выполнена из керамики на основе оксидов циркония или текстиля.
15. Устройство по п.l, отличающееся тем, что полупроницаемая диафрагма выполнена ультрафильтрационной или микрофильтрационной или нанофильтрационной.
PCT/RU2006/000478 2005-10-21 2006-09-08 Dispositif d'utilisation de produits coulants et procede de fabrication correspondant WO2007046730A2 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT06812908T ATE490946T1 (de) 2005-10-21 2006-09-08 Vorrichtung zur elektrochemischen verarbeitung von wasser
DE502006008479T DE502006008479D1 (de) 2005-10-21 2006-09-08 Vorrichtung zur elektrochemischen verarbeitung von wasser
EP06812908A EP1961706B1 (de) 2005-10-21 2006-09-08 Vorrichtung zur elektrochemischen verarbeitung von wasser
CA002637783A CA2637783A1 (en) 2005-10-21 2006-09-08 A device for electro-chemical water or water solutions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132501 2005-10-21
RU2005132501/15A RU2297981C1 (ru) 2005-10-21 2005-10-21 Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2007046730A2 true WO2007046730A2 (fr) 2007-04-26
WO2007046730A3 WO2007046730A3 (en) 2007-06-07
WO2007046730A8 WO2007046730A8 (fr) 2007-08-16

Family

ID=37962917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000478 WO2007046730A2 (fr) 2005-10-21 2006-09-08 Dispositif d'utilisation de produits coulants et procede de fabrication correspondant

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1961706B1 (ru)
AT (1) ATE490946T1 (ru)
CA (1) CA2637783A1 (ru)
DE (1) DE502006008479D1 (ru)
RU (1) RU2297981C1 (ru)
WO (1) WO2007046730A2 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013774B1 (ru) * 2009-02-04 2010-06-30 Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
WO2011071414A1 (ru) * 2009-12-10 2011-06-16 Vinogradov Vladimir Vikentievich Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
DE102009058766A1 (de) 2009-12-15 2011-06-16 Finatep Ag Multifunktionelles Flüssigkeitsaufbereitungsgerät (Vorrichtung) zur elektrochemischen Behandlung (Elektrolyse) von Wasser und Wasserlösungen
WO2012010177A1 (ru) * 2010-07-21 2012-01-26 Vinogradov Vladimir Vikentievich Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
DE102015100400A1 (de) 2015-01-13 2016-07-14 Viktor Türüchanow Vorrichtung und Verfahren zum Aufreinigen von Flüssigkeiten
RU2701913C1 (ru) * 2018-08-11 2019-10-02 Владимир Николаевич Торопов Устройство для снижения окислительно-восстановительного потенциала воды
RU2733618C1 (ru) * 2019-11-05 2020-10-05 Сергей Владиславович Егоров Устройство для электрохимической обработки воды

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01104387A (ja) 1987-07-04 1989-04-21 Tatsuo Okazaki 水の電解装置
RU2078737C1 (ru) 1994-05-26 1997-05-10 Витольд Михайлович Бахир Устройство для электрохимической обработки воды
RU2145940C1 (ru) 1998-10-29 2000-02-27 Бахир Витольд Михайлович Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132821C1 (ru) * 1997-06-25 1999-07-10 Стерилокс Текнолоджиз, Инк. Устройство для электролитической обработки воды
RU44979U1 (ru) * 2004-10-20 2005-04-10 Виноградов Владимир Викентиевич Устройство для получения электроактивированных растворов

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01104387A (ja) 1987-07-04 1989-04-21 Tatsuo Okazaki 水の電解装置
RU2078737C1 (ru) 1994-05-26 1997-05-10 Витольд Михайлович Бахир Устройство для электрохимической обработки воды
RU2145940C1 (ru) 1998-10-29 2000-02-27 Бахир Витольд Михайлович Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости

Also Published As

Publication number Publication date
DE502006008479D1 (de) 2011-01-20
WO2007046730A8 (fr) 2007-08-16
EP1961706A2 (de) 2008-08-27
CA2637783A1 (en) 2007-04-26
ATE490946T1 (de) 2010-12-15
EP1961706A4 (de) 2009-10-21
WO2007046730A3 (en) 2007-06-07
EP1961706B1 (de) 2010-12-08
RU2297981C1 (ru) 2007-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5635040A (en) Electrochemical cell
US5783052A (en) Electrochemical cell
US5427667A (en) Apparatus for electrochemical treatment of water
WO2007046730A2 (fr) Dispositif d'utilisation de produits coulants et procede de fabrication correspondant
RU2716075C2 (ru) Система электролиза воды в большом объеме и способ ее применения
EA005305B1 (ru) Электролизер и способ электролиза
EA013774B1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
RU2176989C1 (ru) Электрохимическая модульная ячейка для обработки водных растворов, установка для получения продуктов анодного окисления раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов
RU51613U1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
WO2012010177A1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
RU2088693C1 (ru) Установка для получения продуктов анодного оксиления раствора хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов
KR100533706B1 (ko) 전해수 제조장치
RU2145940C1 (ru) Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости
KR20120021688A (ko) 전기분해용 다공성 전극 및 이를 구비하는 전기분해조
RU2605084C1 (ru) Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений
JP3893693B2 (ja) 電解水製造装置
RU157070U1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей
RU2729184C1 (ru) Электрохимический реактор и установка для электрохимического синтеза смеси оксидантов
RU2759853C1 (ru) Аппарат для электролиза воды или водных растворов с получением анолита и католита
WO2009070056A1 (fr) Dispositif de traitement électrochimique d'eau ou de solutions aqueuses
RU2454489C1 (ru) Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов
RU2078737C1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды
RU72690U1 (ru) Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов
KR100397883B1 (ko) 전기화학전지
RU2637506C1 (ru) Установка для электрохимического разложения водных растворов хлоридов

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2637783

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006812908

Country of ref document: EP

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载