Электролизная установка

Реферат

 

Использование: химическая, пищевая и другие отрасли промышленности, в частности электрохимическая обработка жидкой среды. Сущность изобретения: электролизная установка содержит источник питания с полупроводниковыми выпрямительными приборами, проточный электролизер с одной или несколькими электролизными ячейками, корпус которого имеет подводящие и отводящие патрубки, а его наружные боковые стенки являются монополярными электродами, при этом полупроводниковые выпрямительные приборы присоединены к корпусу электролизера и расположены таким образом, что они охлаждаются воздухом, а также подаваемой в электролизер или циркулирующей в нем жидкой средой. 9 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к конструкции электролизной установки, предназначенной для электрохимической обработки жидкой среды постоянным электрическим током.

С помощью этой установки можно получать на местах потребления слабокислые, нейтральные или слабощелочные растворы с продуктами электролиза в виде активного хлора или активного брома, а также в виде гидроксида щелочного металла для их использования в качестве лекарственного, дезинфицирующего, моющедезинфицирующего или отбеливающего средства, кожного антисептика, консерванта для обработки мясных туш забитых сельскохозяйственных животных, свежей рыбы, овощей, фруктов, зеленых кормов сельскохозяйственных животных, а также предпосевной обработки семян и поливки сельскохозяйственных растений для ускорения их роста или борьбы с вредителями.

Ее можно также широко использовать для электрохимической обработки питьевой, природной или морской воды для применения в различных технологических процессах с обеспечением их интенсификации или повышения качества производимой продукции. Электролизные установки для электрохимической обаботки жидкой среды с получением смешанных продуктов электролиза (анодных, катодных и других) или для ее униполярной обработки с получением анодных или катодных продуктов электролиза широко известны. Они состоят из источника питания постоянного электрического тока и электролизера, выполненного в виде корпуса с подводящими и отводящими патрубками и параллельно расположенными монополярными или монополярными и биполярными электродами плоской или цилиндрической формы, которые образуют электролизные ячейки [1].

Ближайшим прототипом является электролизная установка, содержащая источник питания с силовым понижающим трансформатором и полупроводниковыми выпрямителями приборами, а также электролизер проточного типа, выполненный в виде корпуса с подводящими и отводящими патрубками и параллельно расположенными электродами, которые образуют одну или группу расположенных внутри корпуса электролизных ячеек [2].

Основной недостаток этой установки состоит в том,что для подключения монополярных электродов электролизера к источнику питания постоянного электрического тока необходимо использовать токопроводы, сечение которых должно соответствовать силе тока, протекающего при электролизе. В проточных электролизерах большой мощности выпрямленный ток может составлять десятки или сотни ампер, поэтому для его подачи используют медные и другие токопроводы большого сечения. Необходимость использования токопроводов из меди или других токопроводящих материалов для подключения монополярных электродов электролизера к источнику питания постоянного электрического тока с учетом обеспечения равномерного распределения тока по всей площади электрода приводит к удорожанию электролизной установки и увеличению ее массы, а также способствует повышению утечек тока и/или расхода потребляемой электроэнергии.

Следует также учитывать, что для охлаждения силовых полупроводниковых выпрямительных приборов, используемых в источнике питания постоянного электрического тока, обычно предусматриваются воздушные радиаторы или водяные проточные охладители. Необходимость их применения приводит к удорожанию источника питания, увеличению его габаритных размеров и массы. Поскольку электролизер и источник питания постоянного электрического тока являются основными составными частями электролизной установки, они обуславливают ее стоимость, габаритные размеры и массу.

Другой недостаток установки-прототипа состоит в том, что вследствие возрастания утечек тока приходится ограничивать количество биополярных электролизных ячеек, которые могут быть предусмотрены в его внутренней полости. В известных конструкциях проточного биполярного электролизера в большинстве случаев предусматривается не более 5-6 штук последовательно или параллельно расположенных биполярных электролизных ячеек, число которых обуславливает суммарное анапряжение и силу тока при электролизе, а следовательно, производительность и мощность электролизной установки.

Известно, что напряжение постоянного электрического тока и расход потребляемой при электролизе электроэнергии уменьшаются с повышением температуры и электропроводимости обрабатываемой жидкой среды. Исходная температура электрохимически обрабатываемой в зимнее время жидкой среды (вода, водно-солевой раствор) обычно составляет 8-12оС. Поэтому актуальным является простое техническое решение, обеспечивающее повышение температуры и электропроводимости обрабатываемой жидкой среды за счет рационального использования тепла, которое выделяют полупроводниковые выпрямительные приборы в процессе эксплуатации электролизной установки.

Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение массы электролизной установки, а также утечек тока при электролизе.

Для этого в электролизной установке, содержащей источник питания с одним или несколькими полупроводниковыми выпрямительными приборами,з а также электролизер проточного типа, выполненный в виде корпуса с подводящими и отводящими патрубками и параллельно расположенными электродами, которые образуют в корпусе по меньшей мере одну электролизную ячейку, с наружной стороны наружного монополярного электрода, который расположен в качестве наружной продольной стенки корпуса электролизера, смонтированы полупроводниковые выпрямительные приборы, расположенные таким образом, что они охлаждаются воздухом, а также за счет подаваемой в корпус электролизера или циркулирующей в нем жидкой среды.

Полупроводниковые выпрямительные приборы расположены в нижней части одного или двух наружных монополярных электродов и прикреплены к их наружной поверхности.

Кроме того, полупроводниковые выпрямительные приборы прикреплены к наружной поверхности токоподводящей и охладительной камеры проточного типа с патрубками для подачи и отвода жидкой среды, причем камера выполнена заодно с наружным монополярным электродом и жестко прикреплена к нижнему подводящему патрубку, предусмотренному с наружной стороны электрода.

Токоподводящая и охладительная камера расположена в нижней части наружного монополярного электрода и прикреплена к его наружной поверхности, при этом отводящий патрубок камеры соединен с нижним подводящим патрубком на наружной стороне корпуса электролизера посредством эластичной трубки или шланга.

Между монополярными электродами электролизера установлен один или группа биполярных электродов, высота и/или ширина которых соответствует размерам внутренней полости корпуса электролизера.

Внутри корпуса электролизера расположена мембрана или диафрагма, разделяющая его внутреннюю полость на изолированные электродные камеры, в каждой из которых предусмотрен подводящий и/или отводящий патрубок.

Между внутренними и/или наружными монополярными электродами электролизера с плоским сборно-разборным корпусом установлены электронепроводящие межэлектродные полые вставки и/или прокладки из твердого или эластичного уплотнительного материала с предусмотренными в них каналами для подачи жидкой среды, которые соосно расположены с нижними подводящими патрубками с наружной стороны одного или каждого наружного монополярного электрода.

В корпусе электролизера с наружными и внутренними электродами два наружных монополярных электрода отрицательной или положительной полярности скреплены между собой токопроводящими крепежными изделиями, а внутренние монополярные электроды подсоединены к одному или нескольким токоподводящим выводом, которые герметично вмонтированы в электронепроводящую межэлектродную вставку или прокладку и снабжены расположенным снаружи корпуса концом.

Предусмотренная в корпусе электролизера мембрана или диафрагма плоской формы расположена в контакте с одним или двумя внутренними противолежащими монополярными электродами, которые имеют сетчатую поверхность.

Силовой понижающий трансформатор источника питания подключен к наружным монополярным электродам электролизера или к его параллельно соединенным наружным и внутренним электродам посредством полупроводниковых выпрямительных приборов по нулевой или мостовой схеме.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-29, на которых электроды отрицательной полярности - катоды обозначены знаком "-", электроды положительной полярности - аноды обозначены знаком "+", а расположенные между ними биполярные электроды с противолежащими катодными и анодными поверхностями обозначены буквой "б", направление циркуляции жидкой среды в электролизере показано стрелками.

На фиг. 1-4 показана принципиальная схема предлагаемой электролизной установки, состоящей из источника питания постоянного электрического тока и электролизера, монополярные электроды которого соединены с силовым понижающим трансформатором источника питания по нулевой однофазной (фиг. 1 и 2) или нулевой трехфазной (фиг.3), или по мостовой однофазной схеме (фиг.4). На фиг. 5 и 6 схематично изображен корпус проточного электролизера с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками и расположенными с наружной стороны монополярными электродами плоской формы, которые одновременно являются продольными стенками корпуса, а в их нижней части на наружной поверхности одного (фиг.5) или каждого наружного монополярного электрода отрицательной или положительной полярности (фиг.6) прикреплены полупроводниковые выпрямительные приборы источника питания, количество которых обусловлено схемой выпрямления переменного электрического тока.

На фиг. 7 схематично изображен корпус проточного электролизера с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками на наружной поверхности наружного монополярного электрода плоской формы, который одновременно является продольной стенкой корпуса электролизера, а снаружи корпуса расположена токоподводящая и охладительная камера проточного типа с патрубками для подачи и отвода жидкой среды, выполненная заодно с наружным монополярным электродом и жестко прикрепленная к предусмотренному на нем подводящему патрубку.

На фиг. 8 схематично изображен корпус проточного электролизера с двумя расположенными снаружи токоподводящими и охладительными камерами проточного типа с патрубками для подачи и отвода жидкой среды и полупроводниковыми выпрямительными приборами, каждая из которых выполнена заодно с наружным монополярным электродом и жестко прикреплена к предусмотренному на нем подводящему патрубку.

На фиг. 9 схематично изображен вид сверху корпуса проточного электролизера с наружным монополярным электродом кольцевого типа, который выполнен заодно с токоподводящей и охладительной камерой проточного типа с патрубками для подачи и отвода жидкой среды, а с наружной стороны камеры прикреплены полупроводниковые выпрямительные приборы источника питания.

На фиг. 10 схематично изображен вид сверху корпуса проточного электролизера с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками на наружной поверхности наружного монополярного электрода плоской формы, который одновременно является продольной стенкой корпуса электролизера, и к нему прикреплена расположенная в нижней части токоподводящая и охладительная камера проточного типа с патрубками для подачи и отвода жидкой среды со смонтированными на ней полупроводниковыми выпрямительными приборами источника питания, при этом отводящий патрубок камеры соединен с нижним подводящим патрубком на монополярном электроде посредством эластичной трубки или шланга.

На фиг. 11 схематично изображен вид сверху корпуса проточного электролизера, который отличается от изображенного на фиг.10 двусторонним расположением токоподводящей и охладительной камеры с наружной стороны каждого наружного монополярного электрода На фиг. 12-14 схематично изображен продольный разрез токоподводящей и охладительной камеры проточного типа с продольно расположенными патрубками для подачи и отвода жидкой среды и смонтированными на нем двумя или тремя полупроводниковыми выпрямительными приборами, количество которых обусловлено схемой выпрямления переменного электрического тока, изображенной на фиг.1-4. На фиг. 14 также показан один из конструктивных вариантов крепления элементов сборно-разборного корпуса электролизера.

На фиг. 15 и 16 схематично изображены альтернативные конструктивные варианты крепления плоских наружных, а также плоских наружных и внутренних монополярных электродов электролизной ячейки, между которыми расположены электронепроводящие межэлектродные полые вставки (фиг. 14 и 15) или межэлектродные вставки и прокладки из твердого или эластичного уплотнительного материала (фиг.16).

На фиг. 17 - 20 изображены схемы электролизных ячеек с сообщающимися приэлектродными пространствами, которые находятся между параллельно расположенными монополярными электродами отрицательной и положительной полярности (фиг. 17 и 18) или между монополярным и/или биполярным электродами (фиг. 19 и 20).

На фиг. 21 изображена схема электролизной ячейки с разделенным катодным и анодным приэлектродными пространствами, одно из которых расположенo между катодом и мембраной (диафрагмой), а другое - между анодом и мембраной.

На фиг. 22 изображена схема двух параллельно расположенных электролизных ячеек, одна из которых имеет сообщающиеся приэлектродные пространства (анодное и катодное),а другая разделена посредством расположенной между ними мембраны или диафрагмы.

Описанные и другие альтернативные варианты электролизных ячеек могут быть предусмотрены в корпусе проточного электролизера предлагаемой электролизной установки.

На фиг. 23 изображена схема, отличающаяся от изображенной на фиг. 18 тем, что в контакте с поверхностью мембраны или диафрагмы предусмотрен внутренний монополярный электрод с сетчатой поверхностью.

На фиг. 24 изображена схема, отличающаяся от изображенной на фиг. 22 тем, что в контакте с противоположными поверхностями мембраны или диафрагмы предусмотрены два монополярных электрода с сетчатой поверхностью.

На фиг. 25 и 26 схематично показаны два конструктивных варианта исполнения проточного электролизера с наружными монополярными и внутренними монополярными или биполярными электродами согласно схеме, которая изображена на фиг.20. В электролизере согласно фиг. 25 предусмотрен внутренний монополярный электрод с наружным торцовым токоподводящим выводом, а в электролизере согласно фиг. 26 токоподводящий вывод внутреннего монополярного электрода смонтирован в сквозном герметизированном отверстии электронепроводящей межэлектродной вставки или вмонтирован в нее, а его концевая часть расположена снаружи корпуса.

На фиг. 27 схематично показан конструктивный вариант исполнения проточного электролизера согласно схеме на фиг. 22, в котором предусмотрены наружные монополярные электроды, внутренний биполярный электрод и мембрана или диафрагма, расположенная в электролизной ячейке, образованной анодом и биполярным электродом.

На фиг. 28 и 29 схематично изображены продольные разрезы электролизеров согласно фиг. 25 и 26 по линии А-А, из которых видно, что высота и ширина внутреннего монополярного электрода согласно фиг. 28 соответствует наружным размерам электронепроводящей межэлектродной вставки, а предусмотренный снизу токоподводящий вывод расположен снаружи корпуса электролизера; высота внутренних электродов согласно фиг. 29 меньше высоты внутренней полости межэлектродной вставки, а их ширина соответствует ширине внутренней полости, при этом токоподводящий вывод внутреннего монополярного электрода проходит через сквозное герметизированное отверстие в нижней продольной стенке межэлектродной вставки.

Изображенные на фиг. 1-29 конструктивные элементы одного и того же наименования и назначения обозначены одинаковыми позициями.

В состав предлагаемой электролизной установки (фиг. 1-4) входит источник питания постоянного электрического тока 1 и электролизер проточного типа 2.

Источник питания 1 выполнен в виде силового понижающего трансформатора 3, полупроводниковых выпрямительных приборов 4 и контрольно-измерительных приборов 5 и/или 6, один из которых предназначен для контроля напряжения выпрямленного тока, например вольтметр 5, а другой - для контроля силы тока, например амперметр 6.

В состав установки может также входить блок управления и защиты с коммутирующей и другой аппаратурой (реле времени, магнитный пускатель, автоматический выключатель и т.д.), который на фиг.1-4 не изображен. Этот блок обеспечивает отключение электролизера от источника питания при токовой перегрузке или коротком замыкании электродов.

В качестве полупроводниковых выпрямительных приборов 4 могут быть предусмотрены диоды разной конструкции (штырьевые, фланцевые, под запресовку или другого типа) или управляемые тиристоры. Они смонтьированы с наружной стороны одного или двух монополярных электродов на корпусе проточного электролизера 2 таким образом, что охлаждаются воздухом, а также за счет подаваемой в электролизер или циркулирующей в нем жидкой среды.

Полупроводниковые выпрямительные приборы соединены с силовым понижающим трансформатором 3 источника питания 1 по нулевой (фиг. 1-3) или мостовой схеме (фиг.4).

Нулевая схема является более простой, в связи с чем перспективна для практического использования в предлагаемой электролизной установке. Два наружных электрода 7 и по крайней мере один внутренний монополярный электрод 8 электролизера включены параллельно (фиг. 3).

На схемах согласно фиг. 1 и 3 показано, что полупроводниковые приборы 4 смонтированы на наружной поверхности наружного катода 7, на схеме согласно фиг.2 - на наружной поверхности наружного анода 8, а на схеме согласно фиг. 4 - на наружной поверхности катода 7 и анода 8.

Наружные электроды 7 и 8 одновременно являются продольными стенками плоского корпуса проточного электролизера 2 (фиг. 5 и 6).

На фиг. 7 изображен альтернативный вариант, согласно которому штырьевые полупроводниковые приборы 4 смонтированы с наружной стороны токоподводящей и охладительной камеры 9 проточного типа с продольно расположенными патрубками 10 и 11 для подачи и отвода жидкой среды, при этом камера 9 выполнена заодно с наружным монополярным электродом (фиг. 7-9) или расположена в контакте с его наружной поверхностью (фиг. 10-12): На фиг. 7-9 токоподводящая и охладительная камера 9 жестко присоединена к нижнему подводящему патрубку 12, который так же как и верхний отводящий патрубок 13 предусмотрен с наружной стороны наружного катода 7: первый - для подачи в электролизер 2 обрабатываемой жидкой среды, второй - для ее отвода; На фиг. 10 и 11 камера 9 плотно прикреплена к наружной поверхности наружного катода 7 и/или анода 8 посредством токопроводящих крепежных болтов или шпилек 14, которыми скреплены составные элементы сборно-разборного корпуса электролизера: наружные и внутренние монополярные электроды, а также размещенные между ними электронепроводящие межэлектродные полые вставки 15 (фиг. 14 и 16) и/или межэлектродные уплотнительные прокладки 16 (фиг. 15 и 26). При этом отводящий патрубок 11 камеры 9 соединен с нижним подводящим патрубком 12 электролизера посредством эластичной трубки или шланга 17.

Подводящие и отводящие патрубки 12 и 13 могут быть также выполнены на нижней и верхней или боковой стенке электронепроводящей межэлектродной вставки 15 (фиг. 6). Этот вариант возможен в том случае, когда полупроводниковые выпрямительные приборы 4 расположены на наружной поверхности наружного монополярного электрода, а межэлектродная вставка 15 имеет достаточную толщину для размещения патрубков 12 и/или 13. Последние могут быть выполнены заодно с вставкой 15 или герметично вмонтированы в нее.

Межэлектродная вставка 15 в составе плоского корпуса электролизера выполнена из жесткого или эластичного уплотнительного материала. Для обеспечения оптимальных условий охлаждения камера 9 и/или полупроводниковые выпрямительные приборы 4 расположены в нижней части наружного монополярного электрода (фиг. 6-8), при этом более перспективным является техническое решение, согласно которому они расположены с наружной стороны наружного катода 7. Это обусловлено тем, что катод проточного электролизера может быть выполнен из стали и не требует нанесения активного малоразрушаемого покрытия, например на основе двуокиcи рутения, как это принято согласно технологии изготовления титанового анода.

Описанные варианты расположения полупроводниковых выпрямительных приборов 4 и/или токоподводящей и охладительной камеры 9 с этими приборами являются альтернативными отличительными признаками предлагаемой электролизной установки.

Наряду с наружными монополярными электродами 7 и 8 в корпусе электролизера могут быть также предусмотрены один или группа внутренних монополярных и/или биполярных электродов (фиг. 18-29): внутренние анод 18 и/или катод 19, а также установленные между ними биполярные электроды 20.

Монополярные и биполярные электроды могут быть плоской или цилиндрической формы (фиг. 9), что обуславливает конфигурацию корпуса проточного электролизера и его конструкцию.

Кроме того, может быть предусмотрена полупроницаемая перегородка в виде мембраны или диафрагмы 21, которая разделяет внутреннюю полость корпуса электролизера 2 на изолированные электродные камеры с одной или несколькими электролизными ячейками (фиг. 21-24,27).

В электролизной ячейке или в электродной камере с сообщающимися приэлектродными пространствами (фиг. 17-20, 25 и 26) жидкая среда подвергается совмещенной анодной и катодной обработке с получением смещенных продуктов электролиза (анодных, катодных и других), а в мембранной или диафрагменной электролизной ячейке (фиг.21) жидкая среда подвергается униполярной обработке (анодной или катодной) с раздельным получением анодных или катодных продуктов в разделенных и изолированных приэлектродных пространствах, которые также называют терминами анодная камера и/или катодная камера.

Для подачи жидкой среды в электролизные ячейки и ее отвода из корпуса электролизера в плоских межэлектродных уплотнительных прокладках 16 и/или вставках 15 предусмотрены каналы 22 и/или 23, соосно расположенные с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками 12 и 13 (фиг.25-28). С этой же целью во внутренних электродах 18-20 могут быть также предусмотрены проходные отверстия 24 и/или 25. Внутренние аноды 18 и/или катоды 19, расположненные в контакте с эластичной мембраной или диафрагмой 21, имеют сетчатую поверхность (фиг. 2 и 24). Они фиксируют мембрану или диафрагму в рабочем положении, а образующиеся на поверхности электрода газы свободно проходят через сетчатую поверхность электрода. Эти технические решения являются дополнительными отличительными признаками предлагаемой электролизной установки.

Для изоляции катодов и анодов, скрепляемых токопроводящими болтами или шпильками 14, в сборно-разборном корпусе электролизера 2 предусмотрены втулки или кольца 26.

Внутренние аноды и/или катоды подсоединены к анодному и катодному токоподводящим выводам. На фиг. 25, 26, 28 и 29 показан токоподводящий вывод 27 внутреннего анода.

Когда торцовые поверхности внутреннего монополярного электрода находятся снаружи корпуса электролизера, токоподводящий вывод 27 также расположен и закреплен снаружи корпуса (фиг. 25 и 28).

Когда все поверхности внутреннего монополярного электрода находятся внутри закрытого корпуса электролизера, токоподводящий вывод 27 плотно вмонтирован в электронепроводящую межэлектродную вставку 15 или выведен из внутренней полости корпуса электролизера через сквозное отверстие в межэлектродной вставке 15, герметизированное, например, с помощью уплотнительного кольца 28 (фиг. 26 и 29). В этом случае высота внутреннего монополярного электрода может быть меньше высоты внутренней полости, которая предусмотрена внутри межэлектродной вставки 15. Это необходимо для монтажа внутреннего монополярного электрода 18 или 19 в корпусе электролизера: электрод вводят во внутреннюю полость межэлектродной вставки 15 и опускают вниз, при этом его токоподводящий вывод 17 входит в сквозное отверстие, предусмотренное в нижней стенке межэлектродной вставки 15 (фиг. 29).

В остальных схематически изображенных конструктивных вариантах проточного электролизера согласно фиг. 25 и 27 предусмотрено, что высота и ширина наружных и внутренних монополярных электродов соответствует наружным размерам межэлектродной вставки 15, а высота и ширина биполярных электродов 20 соответствует размерам внутренней полости межэлектродной вставки.

Это техническое решение обусловлено простотой и удобствами монтажа внутренних электродов 18-20 в корпусе электролизера, а также мероприятиями по уменьшению утечек тока.

Поскольку утечки тока возрастают в электролизере с монополярными и биполярными электродами в результате протекания тока между катодными и анодными торцовыми поверхостями противолежащих биполярных электродов, а также в зонах, расположенных за пределами электролизной ячейки, техническое решение о соответствии высоты или ширины внутренних биполярных электродов размерам внутренней полости корпуса электролизера является дополнительным отличительным признаком предлагаемой электролизной установки, который способствует уменьшению расхода потребляемой электроэнергии.

Унифицированная конструкция сборно-разборного корпуса электролизера с электродами плоской формы позволяет изменять количество электролизных ячеек, а также устанавливать или удалять мембрану с целью разделения или обеспечения взаимосвязи анодного и катодного приэлектродных пространств электролизной ячейки (фиг.17 и 21), или изменения числа электролизных ячеек с сообщающимися или разделенными приэлектродными пространствами (фиг. 22-29).

В целом можно сделать вывод, что монополярный или биполярный электролизер проточного типа со сборно-разборным корпусом плоской формы обеспечивает возможность изменения производительности и мщности электролизной установки, а также получения электрохимически обработанных растворов с анодными или катодными, или смешанными продуктами электролиза, что значительно расширяет область ее практического использования.

Предлагаемая электролизная установка работает следующим образом (фиг. 25-27).

Жидкую среду, например водный раствор хлорида щелочного металла хлорида натрия или хлорида калия, морскую или питьевую воду, непрерывно подают в корпус электролизера 2 проточного типа через нижний подводящий патрубок 12, предусмотренный на наружной монополярном электроде 7 или в составе токоподводящей или охладительной камеры 9. В процессе циркуляции в камере 9 или в корпусе электролизера 2 жидкая среда охлаждает полупроводниковые выпрямительные приборы 4, смонтированные с наружной стороны камеры 9 или наружного монополярного электрода 7 и/или 8. При этом температура обрабатываемой жидкой среды повышается за счет тепла, выделяемого нагревающимися полупроводниковыми выпрямительными приборами 4. Повышение температуры обрабатываемой жидкой среды, особенно в зимнее время, способствует увеличению ее электропроводности, вследствие чего напряжение протекающего при электролизе постоянного электрического тока уменьшается, а сила тока повышается. В электродной камере жидкая среда циркулирует через параллельно расположенные электролизные ячейки с монополярными или монополярными и биполярными электродами, в которых подвергается электрохимической обработке с получением смешанных продуктов электролиза в электролизных ячейках с сообщающимися приэлектродными пространствами (фиг. 5) или с получением анодных или катодных продуктов электролиза в электролизной ячейке с изолированными приэлектродными пространствами, которые разделены посредством мембраны или диафрагмы 21 (фиг.21). Так, например, в корпусе электролизера согласно фиг. 20, 25 и 26 с монополярными и биполярными электродами в результате электролиза 3-5%-ного водного раствора хлорида натрия получим 0,5-0,75%-ный слабощелочной раствор активного хлора с преимущественным содержанием гипохлорида натрия. Этот раствор является широко применяемым дезинфицирующим, консервирующим или отбеливающим средством, а также используется в качестве лекарственного средства антибактериального, противовирусного и детоксицирующего действия.

В корпусе мембранного или диафрагменного электролизера с одним биполярным и двумя монополярными электродами согласно фиг. 22 и 27 в результате электролиза 0,5-1,0%-ного водного раствора хлорида натрия получим два раствора разного состава.

1. В электродной камере с анодом и биполярным электродом получим слабокислый или нейтральный 0,025-0,1%-ный раствор активного хлора с преимущественным содержанием хлорноватистой кислоты в смеси с гипохлоритом натрия.

Этот раствор также является высокоэффективным дезинфицирующим, консервирующим и лекарственным средством, которое рекомендовано к широкому применению в отечественной медицинской практике.

На основе литературы и имеющихся экспериментальных данных известно, что слабокислые и нейтральный растворы активного хлора с преимущественным содержанием хлорноватистой кислоты обладают более высоким антибактериальным и противовирусным действием по сравнению со слабощелочными растворами активного хлора с преимущественным содержанием гипохлорита. Поэтому слабокислые и нейтральные растворы активного хлора в настоящее время широко используются в нашей стране. Они находят применение в сельском хозяйстве, ветеринарии, на овощных базах и молочных фермах, а также в пищевой и других отраслях промышленности.

2. В результате электрохимической обработки раствора хлорида натрия в катодной камере получим щелочной раствор гидроксида натрия, который рекомендован в отечественной медицинской практике в качестве моющедезинфицирующего средства.

При использовании электролизеров согласно фиг. 25-27 можно также проводить дезинфекцию питьевой воды, воды в плавательном бассейне, очистку и обеззараживание сточных вод, а анодно- или катоднообработанную питьевую воду эффективно использовать в различных технологических процессах, например для выделки шкурок из натурального меха, для крашения и отбеливания хлопчатобумажных, льняных и других тканей, а также для предпосевной обработки семян и поливки сельскохозяйственных растений.

Для получения и широкого применения электрохимически обработанных растворов необходимо сравнительно простые и надежно действующие электролизные установки, к числу которых относится предлагаемая электролизная установка проточного типа, позволяющая оперативно получать слабокислые, нейтральные и слабощелочные растворы активного хлора, а также слабощелочной раствор гидроксида натрия или калия.

Поскольку основными узлами предлагаемой электролизной установки является силовой понижающий трансформатор, а также электролизер проточного типа со смонтированными на нем полупроводниковыми выпрямительными приборами, которые охлаждаются воздухом и за счет подаваемой в электролизер жидкой среды, это простое и рациональное решение технической задачи позволяет освоить выпуск сравнительно простых, надежно действующих и экономичных электролизных установок широкого назначения и области применения.

В результате этого может быть получен значительный экономический эффект, обусловленный снижением расхода дорогостоящих металлических и неметаллических конструкционных материалов, которые необходимые для серийного выпуска электрохимических установок, а также снижением эксплуатационных затрат.

Следует также отметить, что на основе предлагаемого решения технической задачи могут быть созданы малогабаритные конструкции простых, экономичных и надежно действующих стационарных или передвижных электрохимических установок для оперативного получения в экстремальных или военно-полевых условиях дезинфицирующего, отбеливающего, моюще-дезинфицирующего, консервирующего раствора, а также лекарственных растворов для парентерального введения, внутреннего употребления и наружного применения.

В результате испытания экспериментальных образцов предлагаемой электролизной установки получены положительные технические результаты в соответствии с целью изобретения, обуславливающие достижение положительного экономического эффекта.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА, содержащая источник питания с полупроводниковыми выпрямительными приборами, проточный электролизер с одной или несколькими электролизными ячейками, корпус которого имеет подводящие и отводящие патрубки, а его наружные боковые стенки являются монополярными электродами, отличающаяся тем, что полупроводниковые выпрямительные приборы присоединены к корпусу электролизера и расположены так, что они охлаждаются воздухом, а также подаваемой в электролизер или циркулирующей в нем жидкой средой.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что полупроводниковые выпрямительные приборы расположены в нижней части наружной поверхности одного или двух наружных монополярных электродов.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена одной или несколькими токоподводящими охладительными камерами проточного типа с патрубками для подачи и отвода жидкой среды, а полупроводниковые приборы закреплены на камере с наружной стороны.

4. Установка по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что токоподводящая охладительная камера является элементом наружного монополярного электрода, причем она жестко закреплена на наружной поверхности монополярного электрода и/или на предусмотренном на электроде подводящем патрубке.

5. Установка по пп.1-4, отличающаяся тем, что корпус электролизера выполнен сборно-разборным, а между монополярными электродами установлены одна или несколько электронепроводящих межэлектродных вставок и/или прокладок из твердого или эластичного уплотнительного материала с предусмотренными в них каналами для подачи жидкой среды, которые расположены соосно с нижним подводящим патрубком с наружной стороны одного или каждого наружного монополярного электрода.

6. Установка по пп.1-5, отличающаяся тем, что между монополярными электродами электролизера установлен один или группа биполярных электродов, высота и/или ширина которых соответствует размерам внутренней полости электронепроводящей межэлектродной вставки.

7. Установка по пп. 1-6, отличающаяся тем, что в копусе электролизера расположена мембрана или диафрагма, разделяющая его внутреннюю полость на изолированные электродные камеры, в каждой из которых предусмотрен отводящий и/или подводящий патрубок.

8. Установка по пп.1-7, отличающаяся тем, что в корпусе электролизера с наружными и внутренними монополярными электродами наружные электроды отрицательной или положительной полярности скреплены между собой токопроводящими крепежными болтами или шпильками, а внутренние монополярные электроды подсоединены к одному или нескольким токоподводящим выводам, которые расположены снаружи корпуса электролизера или в герметизированном сквозном отверстии, выполненном в одной из стенок электронепроводящей межэлектродной вставки.

9. Установка по п.7, отличающаяся тем, что предусмотренная в корпусе электролизера мембрана или диафрагма плоской формы расположена в контакте с одним или двумя внутренними п