Діафрагмовий електролізер филипчука для активації води

Реферат: Діафрагмовий електролізер Филипчука для активації води, в якому корпус розділений пористою діафрагмою на анодну та катодну камери з розташованими в них анодом й катодом та обладнаний патрубками для подачі води в камери та роздільного відведення з них обробленої води з регуляторами витрати води, при цьому катод виконаний перфорованим і притиснутим до діафрагми. В анодній камері розміщена перфорована діелектрична перегородка, яка притиснута до діафрагми, а перфорація діелектричної перегородки зроблена співвісно з перфорацією катода. UA 119008 U (54) ДІАФРАГМОВИЙ ЕЛЕКТРОЛІЗЕР ФИЛИПЧУКА ДЛЯ АКТИВАЦІЇ ВОДИ UA 119008 U UA 119008 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології активації води шляхом безреагентного регулювання кислотно-основних (величина рН) та окисно-відновних (величина Eh) властивостей водного середовища і може бути використана для підготовки та очищення веди. Відомий модуль електроактивації води, що містить корпус, розділений перегородками на анодні і катодні камери з розміщеними в них анодом і катодом і забезпеченими патрубками для роздільного відведення обробленої води з негативним і позитивним потенціалом. При цьому аноди і катоди встановлені в камерах попарно, а анодні і катодні камери розділені перегородками з мікропористої пластмаси [1]. До недоліків цього пристрою належать складність конструкції, відсутність можливості регулювання витрати води, яка протікає через катодні та анодні камери для створення заданого негативного і позитивного потенціалів католіта й аноліта, що не забезпечує достатню ефективність процесу електрохімічної активації води. Відома установка для електрохімічної активації зрошувальної води, що містить корпус, розділений перегородками на анодні і катодні камери з розміщеними в них анодом і катодом і забезпеченими патрубками для роздільного відведення обробленої води з негативним і позитивним потенціалами, при цьому катодні і анодні камери розділені напівпроникними перегородками у вигляді гофрів, виконаними у вертикальній площині з висотою, яка дорівнює відстані між катодом і анодом, при цьому катодні і анодні камери розміщені в діелектричному корпусі та забезпечені загальним підвідним трубопроводом і патрубками для відводу активованої води з камер для регулювання величини її витрат [2]. До недоліків даної установки належать підвищені витрати електричної енергії та низька ефективність електрохімічної обробки через наявність ламінарного потоку оброблюваної води і недостатній її контакт з електродами. Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є електролізер для обробки води, що містить корпус, розділений діафрагмою на анодні та катодні камери з розміщеними в них відповідно перфорованими анодом і катодом, притиснутими до діафрагми, при цьому поверхня електродів, що звернена до діафрагми, покрита електроізоляційним матеріалом, а перфорація електродів виконана співвісно [3]. До недоліків даного пристрою належать недостатня ефективність обробки води внаслідок підвищення енерговитрат на обробку води внаслідок того, що частина електроенергії непродуктивно витрачається на електроліз прошарку води, який знаходиться між електродами, в першу чергу між анодами і діафрагмою, та відсутність можливості регулювання витрати води з негативним і позитивним потенціалом, що відводиться з електродних камер. Оскільки перфорований анод притиснутий до діафрагми, то на його внутрішніх неперфорованих частинах створюються високі концентрації продуктів анодного процесу електролізу, в результаті чого протікає інтенсивне руйнування матеріалу аноду та інкрустація його поверхні, що призводить до порушення стабільності активації води. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності процесу електрохімічної активації води. Поставлена задача вирішується тим, що діафрагмовий електролізер для активації води містить корпус, розділений пористою діафрагмою на анодну та катодну камери, розміщені в них катоді анод з інертного матеріалу та обладнаний патрубками для подачі води в камери і роздільного відведення з них обробленої води з регуляторами витрати води, а катод виконаний перфорованим і притиснутим до діафрагми. В анодній камері додатково розміщена перфорована діелектрична перегородка, яка притиснута до діафрагми, а перфорація діелектричної перегородки зроблена співвісно з перфорацією катода. Оскільки в анодній камері запропонованого діафрагмового електролізера додатково розміщена перфорована діелектрична перегородка, яка притиснута до діафрагми, то вона екранує ту частину катоду, яка притиснута до діафрагми з протилежної сторони, і гальмує протікання непродуктивного електролізу на катоді і міграцію продуктів катодної реакції в анодну камеру, що зменшує ефективність анодного процесу. Внаслідок того, що перфорація діелектричної перегородки зроблена співвісно з перфорацією катоду, електричний струм з малим опором проходить через діафрагму між інертним анодом, який має відкриту поверхню в анодній камері, і зовнішньою стороною перфорованого катоду, що знижує напругу електролізу води, запобігає руйнуванню інертного аноду і дозволяє підвищити ефективність електрохімічної активації води. На кресленні показана схема в плані запропонованого діафрагмового електролізера для активації води. Електролізер містить діелектричний корпус 1, розділений діафрагмою 2 на анодну 3 і катодну 4 камери, в яких встановлено відповідно анод 5, що виконаний з інертного матеріалу 1 UA 119008 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (граніт, платинована сталь, окисно-рутенієвий матеріал тощо) і катод 6. Катод і анод підключаються до постійного електричного струму. Катод 6 виконано перфорованим і притиснутим щільно до діафрагми 2. В анодній камері 3 розміщена також перфорована перегородка 7, виконана з діелектричного матеріалу, яка щільно притиснута до діафрагми з іншого боку від катоду 6. Перфорація перегородки 7 виконана співвісно з перфорацією катоду 6. Корпус електролізеру обладнаний підвідним трубопроводом 8 для подачі води в електродні камери і патрубками 9 для відводу обробленої води з електродних камер. Патрубки 9 мають пристрої 10 для регулювання води, що відводиться з камер. Запропонований діафрагмовий електролізер працює таким чином. Вхідна вода направляється по трубопроводу 8 в анодну 3 та катодну 4 камери. Відведення води з камер проводиться за допомогою відвідних патрубків 9. Витрати потоків католіта й аноліта, що протікають в електродних камерах електролізера і відводяться з них та регулюються пристроями 10, встановленими на патрубках 9. Під дією постійного електричного струму на зовнішній поверхні катоду відбувається відновлення молекул води з виділенням гідроксильних іонів і газоподібного водню. В результаті підвищується рН католіта і одночасно знижується його окисно-відновний потенціал (Eh), тобто католіт набуває лужні і відновні властивості. На нерозчинному аноді відбувається окислення молекул води з виділенням газоподібного кисню і утворенням водневих іонів, що призводить до підкислення аноліта. Крім цього відбувається розряд хлоридних іонів з утворенням газоподібного хлору, який розчиняється у воді з утворенням гіпохлоритної кислоти з сильними окисними властивостями. В результаті цих процесів знижується рН аноліта і підвищується величина Eh, тобто аноліт набуває кислі і окисні властивості. Регулюючи силу струму, можна змінювати рН і Eh аноліта і католіта до заданої величини. Крім цього, регулюючи в різних пропорціях потоки католіта і аноліта, що відводяться з електродних камер, та змішуючи їх, можна отримувати активовану воду із заданими кислотно-основними та окисно-відновними властивостями. Запропоноване технічне рішення має суттєві відмінності від відомих діафрагмових електролізерів для активації води. Так, за рахунок встановлення у анодній камері перфорованої діелектричної перегородки, яка притиснута до діафрагми, унеможливлюється протікання непродуктивного електролізу на неперфорованих частинах катоду зі сторони діафрагми. Оскільки перфорація діелектричних перегородок зроблена співвісно з перфорацією катодів, то значно зменшується опір протікання електричного струму між катодом і інертним анодом та його руйнування. В підсумку запропонований діафрагмовий електролізер дозволяє одержати якісно новий результат - підвищити ефективність процесу електрохімічної активації води внаслідок зниження напруги електролізу, більш якісної активації води за рахунок поєднання процесів зміни рН та Eh і отримання активованої води із заданими властивостями. Крім цього запропонований електролізер має ряд технічних переваг перед відомими конструкціями електролізерів для активації води. До них відноситься простота конструкції та експлуатації пристрою і отримання заданих властивостей води шляхом зміни сили електричного струму та регулювання потоків католіта і аноліта. Джерела інформації: 1. Патент РФ № 2314265. Авторы: Абезин В.Г., Карпунин В.В., Карпунин В.В. (RU), Лагутин А.Н., Салдаев А.М. Опубл. 10.01.2008. 7 2. Патент № 2224722, МПК C02F 1/46. Установка для электрохимической активации оросительной воды, преимущественно для систем капельного орошения. Авторы: Абезин В.Г., Карпунин В.В., Лагутин А.Н., Рогачев А.Ф., Салдаев A.M., Карпунин В.В. Опубл. 27.02.2004. Бюл. № 6. 3. Авторское свидетельство СССР № 882944 Электролизер для обработки воды. Авторы: Филипчук В.Л., Лирисман И.Г., Рогов В.М., Фельдштейн Г.Н., Гуревич М.Я. и Косовцев Ф.В. Опубл. 23.11.1981. Бюл. № 43 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Діафрагмовий електролізер для активації води, що містить корпус розділений пористою діафрагмою на анодну та катодну камери з розташованими в них анодом й катодом та обладнаний патрубками для подачі води в камери та роздільного відведення з них обробленої води з регуляторами витрати води, при цьому катод виконаний перфорованим і притиснутим до діафрагми, який відрізняється тим, що в анодній камері розміщена перфорована діелектрична 2 UA 119008 U перегородка, яка притиснута до діафрагми, а перфорація діелектричної перегородки зроблена співвісно з перфорацією катода. 2. Діафрагмовий електролізер за п. 1, який відрізняється тим, що як анод діафрагмового електролізера використано інертний матеріал. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3