УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ХЛОРИРУЮЩЕГО АГЕНТА

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ХЛОРИРУЮЩЕГО АГЕНТА


RU (11) 2090519 (13) C1

(51) 6 C02F1/76, C25B1/26 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95121177/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.12.06 
(45) Опубликовано: 1997.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1982, с. 284-287. 2. Слипченко В.А. Совершенствование технологии очистки и обеззараживания воды. - Киев: 1988, с. 60-63. 
(71) Заявитель(и): Баранов Сергей Витальевич; Бабкин Василий Павлович; Лукьянов Александр Валентинович 
(72) Автор(ы): Баранов Сергей Витальевич; Бабкин Василий Павлович; Лукьянов Александр Валентинович 
(73) Патентообладатель(и): Баранов Сергей Витальевич; Бабкин Василий Павлович; Лукьянов Александр Валентинович 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ХЛОРИРУЮЩЕГО АГЕНТА 

Использование: для получения жидкого хлорирующего агента. Сущность изобретения: установка для получения жидкого хлорирующего агента включает электролизер, блок приготовления и дозирования раствора электролита, систему коммуникаций, при этом в качестве электролизера использован электролизер с разделенными анодной и катодной камерами, установка также содержит проточную магистраль для воды и эжектор, установленный в проточной магистрали для воды, всасывающий патрубок которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры. Кроме того, установка содержит коллектор-сепаратор, вход которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры, а выход связан со всасывающим патрубком эжектора, коллектор-сепаратор дополнительно связан с магистралью для подвода воздуха, блок приготовления и дозирования раствора электролита включает растворный бак, осмотический дозатор и трубопроводы, образующие циркуляционный контур электролита. Установка также содержит блок очистки раствора электролита от солей жесткости, вход которого соединен с выходом блока приготовления и дозирования раствора электролита, а выход - с входом электролизера. 4 з. п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области очистки воды, а именно к установкам для получения жидкого обеззараживающего хлорирующего агента.

Известна установка для получения жидкого хлорирующего агента, образующегося при введении в воду газообразного хлора из баллона [1]

Исходным сырьем для проведения процесса на данной установке служит сжиженный хлор, который поставляется на установку в баллонах высокого давления. Для перевода сжиженного хлора в газообразное состояние и отделения его от примесей используют промежуточный баллон.

Установка содержит баллон со сжиженным хлором, промежуточный баллон и бак-накопитель с водой, куда из промежуточного баллона через газовый дозатор подается газообразный хлор. Полученный жидкий хлорирующий агент (хлорная вода) из бака-накопителя подают в обрабатываемую воду.

Эксплуатация данной установки связана с использованием сжиженного хлора из баллонов, что может привести к загрязнению окружающей среды хлором из-за его утечки. Кроме того, данная установка сложна и неудобна в эксплуатации из-за необходимости перевода хлора из сжиженного в газообразное состояние, а также из-за операции периодической замены баллонов.

Известна установка для получения жидкого хлорирующего агента [2] которая выбрана авторами за прототип.

На указанной установке вырабатывают хлорирующий агент в виде водного раствора гипохлорита натрия. Гипохлорит натрия получают путем электролиза поваренной соли (хлорида натрия).

Установка для получения раствора гипохлорита натрия включает бездиафрагменный электролизер, блок приготовления и дозирования хлорида натрия (электролита), бак-накопитель насыщенного раствора гипохлорита натрия, а также систему коммуникаций, связывающих агрегаты установки.

В растворном баке блока приготовления и дозирования раствора электролита готовят насыщенный раствор поваренной соли, перекачивают его в электролизер, где разбавляют водой до требуемой концентрации, и проводят электролиз, при этом на аноде выделяют хлор и кислород, а на катоде гидроокись натрия и водород. Конструкция бездиафрагменного электролизера не предусматривает разделение объема электролизера на катодную и анодную камеры, поэтому хлор и гидроокись натрия связываются в электролизере в гипохлорит натрия. Гипохлорит натрия в виде насыщенного раствора поступает в бак-накопитель, откуда его подают в обрабатываемую воду.

При эксплуатации данной установки значительно снижена опасность загрязнения окружающей среды газообразным хлором, так как он быстро переходит в связанное состояние.

Однако из-за невысокого выхода хлорирующего агента и больших энергозатрат на проведение процесса электролиза в бездиафрагменном электролизе описанная установка недостаточно экономична.

Кроме того, вырабатываемый на установке жидкий хлорирующий агент обладает недостаточно высоким бактеризидным эффектом.

Задачей заявляемого изобретения является создание установки для получения жидкого хлорирующего агента с высокой обеззараживающей активностью, позволяющей повысить экономичность процесса при обеспечении безопасности эксплуатации установки.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что установка для получения и дозирования раствора электролита, систему коммуникаций, а также проточную магистраль для воды и эжектор, при этом в качестве электролизера использован электролизер с разделенными анодной и катодной камерами, эжектор установлен в проточной магистрали для воды, а его всасывающий патрубок связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры.

Новым в предлагаемой установке является то, что она содержит проточную магистраль для воды и эжектор, в качестве электролизера использован электролизер с разделенными анодной и катодной камерами, эжектор установлен в проточной магистрали для воды, а его всасывающий патрубок связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры.

Кроме того, установка содержит коллектор-сепаратор, вход которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры, а выход связан со всасывающим патрубком эжектора.

Кроме того, коллектор-сепаратор дополнительно связан с магистралью для подвода воздуха.

Кроме того, блок приготовления и дозирования раствора электролита включает растворный бак, осмотический дозатор и трубопроводы, образующие циркуляционный контур раствора электролита.

Кроме того, установка содержит блок очистки раствора электролита от солей жесткости, вход которого соединен с выходом блока приготовления и дозирования раствора электролита, а выход с входом электролизера.

Использование в предлагаемой установке электролизера позволяет получить электролитическим способом газообразный хлорирующий агент (хлор) с высокими бактерицидными свойствами с целью последующей выработки жидкого хлорирующего агента (хлорной воды).

Применение в установке электролизера с разделенными анодной и катодной камерами, введение в схему установки проточной магистрали для воды и установки в этой магистрали эжектора, связанного с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры, позволяют осуществить эжекцию газообразного хлора непосредственно в воду, подаваемую в проточную магистраль. Тем самым сохраняется высокая активность образующегося в процессе электролиза хлора и исключаются его утечка и загрязнение окружающей среды.

Кроме того, использование электролизера с распределенными анодной и катодной камерами позволяет получать в анодной камере газообразный хлорирующий агент при относительно невысоких энергозатратах на электролиз, что обеспечивает экономичность установки.

Включение в схему установки коллектора-сепаратора, вход которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры, а выход с всасывающим патрубком эжектора, позволяет отделить газообразную и жидкую фазы аналита, поступающего в коллектор-сепаратор из анодной камеры, что увеличивает выход газообразного хлорирующего агента и повышает экономичность установки.

Подсоединение коллектора-сепаратора к магистрали для подвода воздуха позволяет интенсифицировать процесс отделения газообразного хлорирующего агента в коллекторе-сепараторе.

Включение в блок приготовления и дозирования раствора электролита осмотического дозатора и трубопроводов, образующих циркуляционный контур раствора электролита, позволяет осуществить дозирование и циркуляционное движение раствора электролита для интенсификации процесса растворения исходного продукта за счет процесса естественного осмоса без дополнительных затрат энергии, что также повышает экономичность установки.

Наличие в установке блока очистки раствора электролита от солей жесткости улучшает процесс электролиза, а также исключает попадание солей жесткости вместе с хлорирующим агентом в выходную магистраль установки, а, следовательно, и в обеззараживаемую воду.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой установки.

Установка содержит блок приготовления и дозирования раствора электролита, включающий растворный бак 1, осмотический дозатор 2, а также подъемный и опускной трубопроводы 3 и 4 соответственно, образующие циркуляционный контур раствора электролита. Установка также включает блок 5 очистки раствора электролита от солей жесткости, вход которого соединен с выходом осмотического дозатора 2 посредством магистрали 6, а выход соединен с электролизером 7 посредством магистрали 8. В качестве блока 5 очистки использован, например, ионообменный фильтр. В качестве электролизера 7 использован, например, биполярный мембранный фильтр-пресный электролизер с разделенными анодной и катодной камерами 9 и 10 соответственно. Установка также содержит коллектор-сепаратор 11, эжектор 12, проточную магистраль 13 для воды, имеющую выходной участок 14. Патрубок 15 для отвода продуктов электролиза из анодной камеры 9 соединен посредством магистрали 16 с коллектором-сепаратором 11, выход которого посредством магистрали 17 соединен со всасывающим патрубком (на чертеже не показан) эжектор 12. Эжектор 12 размещен в магистрали 13 для воды. В качестве эжектора 12 использован, например, пластинчатый эжектор с плоской профильной проточной частью, сформированной во внутреннем объеме эжектора. Такая конструкция эжектора технологична в изготовлении, что позволяет выполнить его из антикоррозионных материалов, например из фторопластов. Коллектор-сепаратор 11 подсоединен к магистрали 18 для отвода воздуха. Установка включает также коллектор-сепаратор 19, который соединен магистралью 20 с патрубком 21 для отвода продуктов электролиза из катодной камеры 10. Коллектор-сепаратор 19 соединен магистралью 22 с баком 23 для слива жидких продуктов, поступающих из катодной камеры 10.

Установка работает следующим образом.

В растворный бак 1 загружают в качестве исходного продукта поваренную соль (хлорид натрия) и заполняют бак 1 водопроводной водой. Одновременно осуществляют подачу воды в магистраль 13, при этом вода, проходя через эжектор 12, создает разрежение во всасывающем патрубке эжектора 12.

Раствор поваренной соли из бака 1 поступает по опускному трубопроводу 4 в осмотический дозатор 2. Осмотический дозатор 2 разделен полупроницаемыми мембранами на растворную и водяную камеры (на чертеже не показаны). Раствор поваренной соли поступает в растворную камеру дозатора 2, а в водяную камеру дозатора 2 подают воду. В осмотическом дозаторе 2 протекает процесс естественного осмоса за счет разности осмотических давлений, обусловленных разностью концентрации соли в контактирующих через полупроницаемые мембраны средах. При этом разность осмотических давлений обуславливает циркуляционное движение раствора электролита по контуру, включающему растворный бак 1, опускной трубопровод 4, осмотический дозатор 2 и подъемный трубопровод 3, а также поступление раствора соли в блок 5 по магистрали 6.

В блоке 5 очистки раствора электролита происходит очистка проходящего через него раствора соли от ионов кальция и магния, за счет чего осуществляется умягчение раствора электролита.

Раствор электролита после ионообразной очистки в блоке 5 поступает через магистраль 8 в электролизер 7. В электролизере 7 осуществляется электролиз раствора поваренной соли с образованием на аноде газообразного хлора, а на катоде водорода и гидроксильных ионов, которые связываются с ионами до едкого натра.

Образующийся в анодной камере 9 газообразный хлор из патрубка 15 засасывается эжектором 12, проходя по магистралям 16 и 17, а также через коллектор-сепаратор 11. При этом в коллектор-сепаратор 11 попадает газообразный хлор и некоторая часть аналита. В коллекторе-сепараторе 11 происходит разделение жидкой и газообразной фазы аналита. поступающий из магистрали 18 воздух интенсифицирует процесс разделения фаз в коллекторе-сепараторе 11. Кроме того, за счет поступления воздуха в коллектор-сепаратор 11 в нем дополнительно образуется некоторое количество диоксида хлора, который обладает высокими бактерицидными свойствами, и тем самым повышается активность газообразного хлорирующего агента, поступающего с выхода коллектора-сепаратора 11.

Газообразный хлорирующий агент засасывается эжектором 12 и поступает в воду, проходящую по проточной магистрали 13, при этом вода насыщается хлорирующим агентом. Образующийся жидкий хлорирующий агент через выходной участок 14 магистрали 13 поступает в резервуар (на чертеже не показан) с обрабатываемой водой.

Образующийся в катодной камере 10 каталит из патрубка 21 по магистрали 20 поступает в коллектор-сепаратор 19, при этом газообразный водород выводится в атмосферу, а раствор щелочи (едкого натра) поступает по магистрали 22 в сборник щелочи бак 23.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет получить жидкий хлорирующий агент, обладающий высокоактивными бактерицидными свойствами, притом процесс выработки жидкого хлорирующего агента является непрерывным и может быть осуществлен в непосредственной близости от места расположения резервуара с очищаемой водой.

Установка обеспечивает экономичность и надежность работы, удовлетворяет требованиям экологии и удобства в эксплуатации.

Получаемый в процессе работы установки побочный продукт (едкий натр) расширяет функциональные возможности использования установки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Установка для получения жидкого хлорирующего агента, включающая электролизер, блок приготовления и дозирования раствора электролита, систему коммуникаций, отличающаяся тем, что в качестве электролизера использован электролизер с разделенными анодной и катодной камерами, установка содержит проточную магистраль для воды и эжектор, установленный в проточной магистрали для воды, при этом эжектор связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит коллектор-сепаратор, вход которого связан с патрубком для отвода продуктов электролиза из анодной камеры, а выход связан с эжектором.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что коллектор-сепаратор дополнительно связан с магистралью для подвода воздуха.

4. Установка по пп. 1 3, отличающаяся тем, что блок приготовления и дозирования раствора электролита включает растворный бак, осмотический дозатор и трубопроводы, образующие циркуляционный контур раствора электролита.

5. Установка по пп. 1 4, отличающаяся тем, что она содержит блок очистки раствора электролита от солей жесткости, вход которого соединен с выходом блока приготовления и дозирования раствора электролита, а выход с входом электролизера.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru