Реактор для ультразвукової електрохімічної обробки води і водних розчинів

Реактор для ультразвукової електрохімічної обробки води і водних розчинів, що включає корпус з розміщеними в ньому коаксіально принаймні двома катодами і електродами та мікрофільтрувальні діафрагми між ними, які закріплені вертикально в верхній та нижній головках реактора і утворюють анодну і катодну камери, який відрізняється тим, що реактор додатково устаткований ультразвуковим рідинороздільним адаптером і п'єзоелементом, розташованим на ЗОВНІШНІЙ частині нижньої головки реактора Винахід відноситься до реакторів електрохімічної технології обробки води і водних розчинів і може бути використаний у промислових і побутових умовах для поліпшення обробляємої рідини Уже відомий пристрій для електрохімічної обробки води і водних розчинів, що включає коаксиально розміщені електроди і мікро фільтраційну діафрагму між ними, нижню і верхню головки з двома гідравлічними каналами в кожній, які стягнені різьбовими з'єднаннями на кінцях внутрішнього електроду, при цьому кожна головка виконана з двома гідравлічними каналами, на внутрішній поверхні кожної головки виконані два обмежуючих уступи перший уступ взаємодіє з ЗОВНІШНІМ трубчатим електродом, а другий уступ взаємодіє з установленою на кінцях діафрагми циліндричною ущільнюючою прокладкою S-подібного розрізу (дивись наприклад, патент Російської Федерації №2142426, МКВ 602F1/46, по заявці №98118537/28 від 12 10 98р ) ньому канавкою взаємодіє з установленою на кінцях діафрагми циліндричною ущільнюючою прокладкою Т-подібного розрізу (дивись наприклад, патент Російської Федерації №2142427, по заявці №98118537/28 від 12 10 98р ) - аналоги Недоліком аналогів є те, що на них малоштенсивно іде процес електрохімічної обробки і недостатньо очищується питна та технічна вода від завислих частин, солей та хлоридів, пестицидів, дюксидів хлору, гідрооксидів натрію, хлористоводневої кислоти, жирів різного походження і інших Відомий також пристрій для електрохімічної обробки води і водних розчинів, що включає коаксиально розміщені електроди і мікрофільтраційну діафрагму між ними, верхню і нижню головки з двома гідравлічними каналами в кожній, які стягнені різьбовими з'єднаннями на кінцях внутрішнього електроду, при цьому кожна головка виконана з двома гідравлічними каналами, на внутрішній поверхні кожної головки виконані два обмежуючих уступи перший уступ взаємодіє з ЗОВНІШНІМ трубчатим електродом, другий уступ з виконаною на ДОМІШКІВ Найближчим по технічній суті і досягаемому результату до заявляемого винаходу являється проточний діафрагментний електрохімічний реактор, який оснащений анодом пірографітовим катодом із неіржавіючої сталі і діафрагмою із алундовоі кераміки (дивись науково-технічний огляд "Электрохимическая активация история, состояние, перспективы", Москва, 1999, стор187) - прототип Недоліком реактора, що вибраний в якості прототипу є нерівномірний розподіл водного розчину на позитивні і негативні іони, це сказується на пропускній спроможності діафрагми та інтенсифікації процесу обробки води В основу винаходу поставлена задача інтенсифікувати одержання кислого і нейтрального аналіту і каптоліту для ефективної обробки вхідного розчину в реактор Поставлена задача вирішується за рахунок то ю о (О 61705 го, що реаісгор додатково устаткований ультразвуковим рідинно-роздільним адаптером і п'єзоелементом розташованим на ЗОВНІШНІЙ частині нижньої головки реактора Запропонований реактор для електрохімічної обробки води і водних розчинів пояснюється кресленням, де на фіг 1 і фіг 2 зображено загальний вигляд реактора з частковим розтином Реактор, що представлений на фіг 1 і фіг 2 включає коаксально розміщені катодні 1 і анодні 2 камери, мікрофільтрувальні діафрагми 3, ультразвуковий рідинно-роздільний адаптер 4, виконаний у вигляді коаксально з'єднаних трубок 5 і 6 з акустичним дзеркалом 7 і п'єзоелементом 8, катодні камери 1 і анодні камери 2, мікрорельєфні діафрагми 3, ультразвуковий рідинно-роздільний адаптер 4 своїми трубками 5 і 6, які закріплені у верхній 9 і нижній 10 головках реактора та п'єзоелемент 8, що розташований у нижній частині нижньої головки 10, патрубок подачі рідини 11, що розміщений у верхній частині нижньої головки 10 і патрубок подачі рідини 12, який розміщений у нижній частині верхньої головки 9, регулятор розходу католіту 13, який розташований зверху ультразвукового рідинно-роздільного адаптера 4 та патрубки виходу аноліту 14, що розміщений у нижній головці 10 і виходу католіту 15, що розміщений у верхній частині головки 9 реактора Додатково для наглядності, як приклад, роботи реактора представлена принципова схема на фіг 3 На принциповій схемі зображені катодні камери 1, анодні 2, мікрофільтрувальні діафрагми З, ультразвуковий рідинно-роздільний адаптер 4, патрубки подачі рідини 11 і 12, регулятор розходу аноліту 14 і виходу католіту 15 Рідину подають роздільно через патрубки 11 і 12 в катодні камери 1 Після чого рідина із катодних камер 1 поступає в рідинно-роздільний адаптер 4 де поділяється на дві частини Перша частина поступає в першу анодну камеру 2 де проходить електрохімічну обробку, після чого поступає в другу анодну камеру 2 для електрохімічної обробки і подальше вона виходить через патрубок 14 в накопичувач аноліту Друга частина рідини після обробки в рідиннороздільному адаптері поступає через регулятор розходу католіту 13 та патрубок 15 в накопичувач католіту Нижче приводяться ХІМІЧНІ реакції для прикладу конкретного опробування в лабораторнопромислових умовах запропонованого реактора по електрохімічній обробці розчину NaCI В період роботи реактора в катодних камерах проходили реакції 2H 2 O + 2Na + Розчинений у воді кисень відновлювався на катоді з утворенням молекулярних ІОНІВ Н О 2 , О 2 , Н ~ пероксида водню Oo+e О 2 + Н h -^HO 2 O2+2H2+2e^HO2+OH" O 2 + 2H 2 + 2e -» H 2 O 2 + 2OH" Наявність нестійких реакційно здібних до з'єднань в католіті підтверджується не тільки релаксацією рН в часі, а також даними аналізу окисно-відновлювальних потенціалів в анодних камерах 2СГ - 2 е ^ С І 2 2Н2О-4е^4Н++О2 СІ 2 + Н 2 0 о Н С Ю + НСІ HCIO+NaOH^NaCIO+H 2 O 12O^NaCIO+H2 О2+2ОН" ОН" - е ^ Н О НОо - е ^ Н О 2Н2О-Зе^НО2+ЗН+ Як видно продуктами указаних реакцій являються бюцидні з'єднання аноліту НСЮ, Оз, ОН , НО2 Для інтенсифікації процесу електрохімічної обробки водного розчину застосовувались ультразвукові коливання з частотою 26,5КГц і амплітудою 210Гц На електролізері подавались коливання частотою 80-12КГц при робочій напрузі 11,7В Нижче приводимо опис дії ультразвукових коливань в рідинно-роздільному адаптері 4 На рідину діяли п'єзоелементом 8, за рахунок чого одержали ультразвуковий вітер у вигляді сильних течій, що привело до інтенсивного перемішування та розділення середовища, а також посилило глибину проникнення рідини в пори мікро фільтрувальних діафрагм З Крім того під дією ультразвукових коливань спостерігалось зменшення виділення газів на катодах і анодах реактора, що збільшило ЩІЛЬНІСТЬ струму який прискорив в 1,5-1,7 рази продуктивність обробки рідини 61705 Фіг. 1 ФІг. 2 Перший єлектралЬер Другий єлектрвяїзер fur З Комп'ютерна верстка Л Литвиненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119