Апарат для електрохімічної очистки забрудненої рідини

Апарат для електрохімічної очистки забрудненої рідини, який містить коаксіально розташовані один відносно іншого циркуляційну трубу із стаканом та відстійник, розчинні та нерозчинні електроди, установлені у нижній частині циркуляційної тру би над стаканом, патрубки для подачі очищуваної та відведення очищеної рідини, а також патрубок для подачі електроліту в стакан, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що циркуляційна труба оснащена перфорованою перетинкою, яка розміщена під електродами, нерозчинні електроди при цьому виконані у вигляді перфорованих труб, внутрішня порожнина яких з'єднана зі стаканом, а розчинні електроди - у вигляді металевої стружки, наприклад алюмінієвої, розташовані у зазорі між нерозчинними электродами, при цьому апарат має завантажувальний люк та оглядальні вікна, які розташовані у нижній частині циркуляційної труби. Корисна модель відноситься до електрохімічної очистки стічних вод і може бути використана на підприємствах хімічної та машинобудівної галузей промисловості. Електрохімічна очистка забрудненої рідини здійснюється в апаратах циліндричного та прямокутного типу з розміщуваними в них розчинними електродами. У процесі електрообробки у таких апаратах відбувається розчинення металу аноду, що приводить до коагуляції домішок (М.Г. Грановський та ін. Електрообробка рідин. Видво "Хімія", 1976, с 174). Недоліком таких апаратів є відносно низька продуктивність процесу очистки: електроди займають значний об'єм ємкості електролізеру (порядку 55-60%), тому пропускна здібність таких апаратів невисока. Відомий апарат для електрохімічної очистки забрудненої рідини, який вміщує коаксіально установлені один відносно іншого відстійник та трубу, електроди у трубі, а також патрубки для введення й виведення рідини (Патент США 3888751, кл. 204-152, опублік. 1975). Патрубок введення очищаємої рідини, яка іде на очистку, тут знаходиться під електродами, що викликає швидку пасивацію електродів за рахунок домішок, які знаходяться у рідині, і як наслідок, до зупинки апарату для очистки електродів. Продуктивність очистки таких апаратів низька. Найбільш близьким по технічній сутності і досягаемому результату до запропонованої корисної моделі є апарат для електрохімічної очистки забрудненої рідини, який містить коаксіально розташовані U 00 NO 389 один вщносно іншого циркуляційну трубу зі стаканом та відстійник, розчинні та нерозчинні електроди, установлені у нижній частині циркуляційної труби над стаканом, патрубки для подачі очищаємо? та виведення очищеної рідини, а також патрубок для подачі електроліта у стакан (а.с. СССР 831742, кл. СО 2 F 1/46, 1979). Патрубок для подачі очищаємої рідини в цьому апараті вмонтований в циркуляційну трубу над електродами, що запобігає її контакту з домішками забрудненої рідини. Електроди в даному апараті виконані у вигляді плоских, вертикально розташованих пластин, приєднаних до різних полюсів джерела постійного струму. Одні з пластин являються анодами і виконані з електрохімічно розчинного металу, наприклад алюмінію, гідроксиди якого мають активну адсорбційну здатність по відношенню до обробляємої рідини. Витрата анодів у процесі очистки рідини являється досить високою і складає 60-100 г/м 3 до обробляємої рідини в залежності від концентрації домішок, які знаходяться у неї. Це примушує виробляти власну заміну розчинних електродів (анодів) по мірі їх розчинення. Виготовлення розчинних електродів із пластин, а також заміна їх, пов'язана з демонтажем електродного блоку у апараті, являються трудомісткими операціями та підвищують експлуатаційні витрати. Задачею корисної моделі являється створення апарату для електрохімічної очистки забрудненої рідини, розчинні електроди якого виконані із металевих відходів, які не потребують спеціального виготовлення їх та демонтажу електродного блоку по мірі розчинення електродів та знижуючи, таким чином, його експлуатаційні витрати. Поставлена задача досягається тим, що в апараті для електрохімічної очистки забрудненої рідини, що містить коаксіально розташовані один відносно іншого циркуляційну трубу зі стаканом та відстійник, розчинні та нерозчинні електроди, установлені у нижній частині циркуляційної труби над стаканом, патрубки для подачі очищувальної й запровадження очищеної рідини, а також патрубок для подачі електроліту у стакан згідно з корисною моделлю циркуляційна труба має перфоровану перетинку, розташовану під електродами, нерозчинні електроди виконані у вигляді перфорованих труб, внутрішня порожнина яких з'єднана зі стаканом, а розчинні електроди у вигляді металевої стружки, наприклад, алюмінієвої, розташованої у зазорі між нерозчинними электродами. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - Аналіз порівняння заявляємо» корисної моделі апарату для електрохімічної очистки рідини з відомим апаратом по прототипу показує, що новими відрізняючими ознаками тут є такі: виконання розчинних електродів у вигляді металевої стружки, розташованої у зазорі між нерозчинними електродами; установка в циркуляційній трубі перфорованої перетинки, розміщеної під електродами; виконання нерозчинних електродів у вигляді перфорог ваних труб, внутрішня порожнина яких з'єднана зі стаканом, розміщеною у нижній частині циркуляційної труби завантажуваного люку та оглядових вікон. Виготовлення розчинних електродів з металевої стружки, тобто з відходів виробництва, не потребує спеціального їх виготовлення, а також демонтажу решти частини електродного блоку по мірі їх розчинення, що позитивно впливає на експлуатаційні витрати апарату. Наявність в циркуляційній трубі перфорованої перетинки, розміщеної над електродами, створює за рахунок потоку електроліту, протікаючого крізь отвори перетину з стаканом, швидку евакуацію із міжелектродного простору продуктів анодного розчинення для послідуючого з'єднання їх з забрудненою рідиною. Крім цього, перфорована перетинка служить тут основою для розміщення металевої стружки. Виконання нерозчинних електродів у вигляді перфорованих труб, внутрішня порожнина яких з'єднана зі стаканом, створює більш сприятливі умови для виведення продуктів розчинення електродів (металевої стружки) шляхом створення додаткових потоків електроліту крізь отвори в трубах, що підвищує, таким чином, надійність роботи апарату. Розміщення у нижній частині циркуляційної труби завантажувального люку та оглядальних вікон дозволяє провести передчасний контроль за об'ємом металевої стружки та проводити додаткову засипку її без демонтажу решти електродів. Рішення зі схожими ознаками в патентній літературі не виявлено. Це дозволяє зробити висновок, що запропоноване технічне рішення являється новим та промислово придатним. На кресленні показаний запропонований апарат. Він містить коаксіально розташовані один відносно іншого циркуляційну трубу 1 зі стаканом 2 та відстійник З, розчинні 4 та нерозчинні 5 електроди, які розташовані у нижній частині циркуляційної труби над стаканом, патрубки 6 та 389 7 для подачі очищаємо? та відведення очищеної рідини відповідно, а також патрубок для подачі електроліту в стакан. Патрубок 6 при цьому вмонтований у циркуляційну трубу над електродами та на відстані від них, а патрубок 7 - у верхній частині відстійника 3. В циркуляційній трубі під електродами розміщена перфорована перетинка 9 з отворами 10. Нерозчинні електроди 5 виконані у вигляді перфорованих труб з отворами 11. Ці труби приєднані до різних полюсів джерела струму, а внутрішня порожнина їх з'єднана зі стаканом 2. Один із нерозчинних електродів 5 виконує роль катоду (з'єднаний з негативним полюсом джерела струму), покритий ізолюючою сіткою 12 з діелектричного матеріалу, а від перетину він ізольований за допомогою діелектричного ущільнення 13. Внутрішня поверхня нижньої частини циркуляційної труби покрита електроізоляційним шаром. Розчинні електроди 4 виконані у вигляді металевої стружки, наприклад алюмінієвої, розташованої на перетинці 9 у зазорі між нерозчинними електродами 5 та контактуючої з ними. У верхній частині апарату розташований пінопровід 14, на якому закріплено пінозбірник 15, виконаний у вигляді розтрубу та установлений співосно циркуляційній трубі 1, та інжектор 16. У відстійнику 3 розміщена кільцева перетинка 17, герметично з'єднана з пінозбірником, який має повітряний патрубок 18. У нижній частині циркуляційної труби 1 змонтовано люк 19 для завантажу металевої стружки та оглядапьні вікна 20, а у стакані 2 - патрубок 21 для вилучення здрібнено? стружки та залишків гідроксидів, які не вступили до взаємодії з обробляємою рідиною. У нижньому відсіку відстійника установлено патрубок 22 для видалення накопиченого там шламу. Апарат працює наступним чином. Перед обробкою забрудненої рідини порожнина циркуляційно? труби 1, відстійника 3 та стаканом 2 по патрубку 8 заповнюють чистим електролітом (технічно чиста вода, яка містить домішки NaCI та НСІ), після чого на нерозчинні електроди 5 подається напруга, а через деякий час (25-30 с) включають подачу забрудненої рідини у апарат крізь патрубок 6. Рідина надходить у порожнину циркуляційно? труби 1 та рівномірно розподіляється там по всьому об'єму цієї труби. Одночасно з цим продовжують подачу електроліту у стакан 2, який крізь отвори 10 у перетинці 9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 та із внутрішньої порожнини нерозчинних електродів, з'єднана зі стаканом 2, крізь отвори 11, поступає у міжелектродний простір, заповнений розчинними електродами, тобто металевою стружкою. У процесі анодного розчинення стружки проходить утворення гідроксидів металу, які з різними потоками електроліту, що надходять крізь отвори 10 та 11, та бульками газу, які виділяються на нерозчинних електродах, підіймаються вгору по циркуляційній трубі. При цьому гідроксиди металу, зустрічаючись з потоком очищаємо? рідини, яка виходить з патрубка 6, коагулюють домішки, які знаходяться у ній, з утворенням агрегатів цих частин. Надалі ці частини флотуються бульками газу вгору по трубі. Наявність між циркуляційною трубою 1 та стаканом 2 перфорованої перетинки 9 та з'єднання порожнини перфорованих нерозчинних електродів 5 зі стаканом, яка забезпечує інтенсивну циркуляцію електроліту у міжелектродному зазорі, який заповнений розчинною металевою стружкою, та швидку евакуацію звідти продуктів ? ? розчинення, тобто гідрокиснів металу. Оброблена таким чином рідина разом з агрегатами часток переходить у пінозбірник 15 та кільцеву порожнину відстійника 3, де у верхній її частині відбувається розшарування рідини на шар піни та очищеної рідини. Піна з домішками, які знаходяться у ній, шляхом інжекції повітря (клапан 18 при цьому відкритий, внутрішня • порожнина пінозбірника сполучається з атмосферою) з пінозбірника переходить у пінопровід 14 та вилучається з апарату. Очищена рідина, проходячи по лабіринту відстійника, вилучається крізь патрубок 7, а зібраний у відстійнику шлам вилучається крізь патрубок 22. У деяких випадках частина очищеної рідини може бути використана у якості електроліту для повернення ? у апарат крізь стакан 2. ? Нагляд за процесом анодного розчинення металево? стружки проходить крізь оглядові вікна 20. По мірі зменшення стружки у міжелектродному зазорі крізь завантажувальнии люк 19 проводять додаткове завантаження стружки. При цьому демонтаж електродного блоку та виготовлення нових електродів не передбачається. Доки стружка дрібниться, окремі її елементи пересипаються крізь отвори 10 у перфорованій перетинці в стакан 2, а звідти по патрубку 22 вилучаються назовні. Таке конструктивне виконання апарату для електрохімічно? очистки забруднено? рідини дозволяє застосовувати в я кос 389 ті розчинних електродів металеві відходи у вигляді стружки, яка не потребує спеціального виготовлення її. Демонтаж електродного блоку, на відміну від відомої конст 8 рукції апарату, при ЗМІНІ розчинних електродів, також не потребується. Це знижує на 12-15% експлуатаційні витрати апарату. Упорядник Техред М. Келемеш Коректор М. Самборська Замовлення 510 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл м 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101