Устройство для электрохимического обескислороживания воды

Устройство для электрохимического обескислороживания воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОБЕСКИСЛОРОЖИВАНИЯ ВОДЫ, содержащее корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно пластинчатым анодом и катодом, выполненным в виде пакета металлических сеток, отличающеес я тем, что, с целью повышения степени обескислороживания, катод ная камера снабжена поперечными перегородками , установленными с шагом 1i , определяемым по формуле 34 0,9 + 0,55 b -0,1Ь, ТоТ где b - ширина катодной камеры, см. 2. Устройство ПОП.1, отлич ающеес я тем, что,перегородки имеют в поперечном сечении форму трапеции, обращенной меньшим основаО ) нием к диафрагме.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, г

34 оз +o55Ь -0,1Ь, - о.з (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОГО ОБЕСКИСЛОРОЖИВАНИЯ ВОДЦ, содержащее корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них соотьетстН ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3372521/23-26 (22) 23 ° 12 ° 81 (46) 30,09.84 ° Бюл. 9 36 (72) В.E.Подоляк, Е.В.Везвесильный, Е.Н.Солодовникова,. Л.A.Ãåðãàëoí, В.Н.Петрина и М.М.Салдугей (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (53) 628 ° 543 (088 ° 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 741565, кл. С 02 В 1/82, 1980 (прототип) . венно пластинчатым анодом и катодом выполненным в виде пакета металлических сеток, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения степени обескислороживания, катодная камера снабжена поперечными перегородками, установленными с шагом

Ъ, определяемым по формуле где Ь вЂ” ширина катодной камеры, см.

2, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,перегород- а ки имеют в поперечном сечении форму а трапеции, обращенной меньшим основанием к диафрагме.

1116018

Изобретение относится к очистке воды от растворенного кислорода и может быть использовано для приготовления подпиточной воды тепловых сетей, в системах водоснабжения и др °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее корпус, разделенный электрически нейтральной диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них сооТветственно пластинчатым анодом и катодом, выполненным в виде пакета металлических сеток. Катодная камера и катод Разделены Hà Ряд парал- )5 лельных каналов, так что поток обескислороживаемой воды делится на отдельные более узкие потоки (1).

В известном устройстве не может быть обеспечена достаточная степень абескислороживания воды (порядка

0,95-0,98) вследствие возрастания толщины диффузионного слоя по направлению движения воды, с соответствующим уменьшением потока диффузии кис-) лорода к катоду.

Целью изобретения является повышение степени обескислороживания воды.

10 указанная цель достигается тем, что в устройстве для электрохимического обескислороживания воды, содер-. жащем.корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную.камеры.с размещенными в них соответственно плас-. тинчатым анодом и катодом, выполненным в виде пакета металлических се-. ток, катодная камера снабжена поперечными перегородками, установленными с шагом Ъ определяемым по формуле

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

34 с оз + 0,55 b — O,lb, где Ъ вЂ” ширина катодной камеры, см.45

Кроме того, перегородки имеют в поперечном сечении форму трапеции, обращенной меньшим основанием к диафрагме.

Такая конструкция обеспечивает 50 чередование участков катода с ламинарным режимом потока и локальных . участков интенсивной кратковременной турбулизации в местах установки перегородок. Этим достигается периодическое выравнивание концентраций по сечению потока и уменьшение толщины диффузионного слоя. Трапецеидальная форма перегородок исключает образование застойных зон, которые препятст- 6О вовали бы выходу пузырьков газов .

Устройство состоит из корпуса 1, раздел"нного на катодную 2 и анодную

3 камеры, диафрагмы 4 с большим гидравлическим сопротивлением, например из брезента.

Катодная камера 2 разделена продольными (вертикальными) перегородками 5 на параллельные каналы 6. В каждом канале б катодной камеры 2 установлены поперечные перегородки 7, шаг которых h (см) функционально связан с шириной Ь(см) каналов эмпирической формулой

34

Ъ (ЪÎ,Ç

+ 0,55 Ъ вЂ” 0,1Ъ

При этом поперечные перегородки 7 имеют вид трапеции, основания которой параллельны направлению потока.

Между меньшим, основанием трапецеидальной перегородки 7 и диафрагмой

4 имеется зазор 8 для пропуска обрабатываемой воцы снизу вверх. Наклбнные стенки трапецеидальных перегородок 7 обеспечивают их эффективное омывание и вынос газовых пузырьков, которые могут образовываться в катодной камере, через зазор 8.

В каждом канале б катодной камеры расположены секции катода 9, представляющие собой пакет параллельных плоских металлических сеток

10, расстояние между которыми фиксируется с помощью вертикальных дистанционных элементов ll к которым крепятся сетки 10..

Малорастворимый анод 12, например, из листа нержавеющей стали через электроизоляционные .прокладки 13 прижимается фланцами.анодной камеры 3 к камере 2 .с .помощью .болтовых соединений 14. Между секциями катода 9 и анодом 12 в электроизоляционных прокладках 13 зажата диафрагма 4.

Устройство имеет средство привода и равномерного распределения исходной воды в виде входного патрубка 15 и перфорированного коллектора 16.

Средство для отвода обескислороженной воды аналогично средству для подвода воды,и состоит из выходного патрубка 17 и коллектора 18.

Секции катода 9 надежно электрически подсоединены к корпусу 1 с помощью разъемного соединения 19 и че рез корпус 1 подключены к отрицательному полюсу .источника 20 постоянного тока.

Анод 12 подключен к положительному полюсу источника 20 постоянного тока с помощью проводника, проходящего через штуцер 21 с уплотняющей крышкой.

Регулирование величины тока в установке для обескислороживания

1116018 води осуществляется с помощью включенного в электрическую цепь регулировочного сопрЬтивления 22. Устройство снабжено воздушником 23 для периодического удаления газообразных веществ из катодной камеры 2 перед пуском установки и при нарушениях режима эксплуатации. Вантуэ

24 служит для сбора и удаления кислорода, образующегося в результате анодной реакции на аноде 12 и прохо" 0 дящего вантуз 24 через щель 25 в прокладке 13 и аноде 12.

Устройство работает следующим образом.

По патрубку 15 исходная вода по- !5 ступает в устройство через коллектор 16 и поднимается вверх, омывая в ламинарном режиме секции катода 9 в каждом канале 6 катодной камеры 2.

После каждой секции катода 9 обескислороживаемая вода омывает поперечные перегородки 7 и поступает в ! щель 8, в которой интенсивно турбулируется и направляется для даль,нейшего обескислороживания в следую- 25 щую секцию катода 9. На участках между перегородками 7 восстанавливается ламинарный режим потока со скоростями, обеспечивающими достаточ. ное суммарное время контакта воды с катодом при эффективном функциониро вании всей его поверхности.

Обескислороженная вода через выходной коллектор 18 и патрубок 17 поступает к потребителю. При включенном через регулировочное сопротив-З5 ление 22 источнике постоянного тока

20 в цепи между секциями катода 9, размещенными в отдельных каналах 6 катодной камеры 2, и анодном 12 протекает..электрический ток. . 40

В результате электрохимических реакций разложения воды, анионы или молекулы отдают на аноде 12 электроны, которые источником тока 20 подаются на обладающие большой удельной поверхностью секции сетчатого катода 9, расположенные в потоке обрабатываемой воды. С помощью регулировочного сопротивления 22 устанавливается режим работы, при котором на катодной поверхности протекает электрохимическая реакция связывания растворенного кислорода

О, + 4е + 2НО -+ 40Н

Кислород к катодной поверхности поступает за счет диффузии вследст- . вие разности концентраций его в потоке обрабатываемой воды и на поверхности катода. Между анодом 12 и диафрагмой 4 образуется застойная зона электролита, неподвижность которой стабилизируется за счет того, что диафрагма выполняется из материала с большим гидравлическим сопротивлением, например из брезента.

Эта застойная зона является диффузионным барьером, препятствующим значительному переходу образующегося на аноде 12 кислорода к поверхности катода 9 и в обескислороженную воду. Выделившийся на аноде 12 газообразиый кислород удаляется через щель 25 в вантуз 24.

Как показали испытания, для глубокого обескислороживания воды ширина каналов 6 в катодной камере 2 должна быть в пределах 100-200 мм.

Предлагаемая конструкция повышает степень обескислороживания воды.

111 6018

nl.Фп.g

Составитель Т. Барабаш

Редактор Т.Колб Техред И. усталое Корректор В. Бутяга

Заказ 6853/18 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал IIIIII Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4