Промышленная установка для электрохимической активации воды

Промышленная установка для электрохимической активации воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Промышленная установка относится к устройствам для активации жидких водных сред электрохимическим способом и предназначена для приготовления в производственных условиях и необходимых для технологического цикла двух типов биологически активной воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды).

Щелочная вода (католит) - очень мягкая, бесцветная жидкость со щелочной средой, pH 9-12, обладает антиоксидантной активностью, более высокой растворяющей способностью, повышает эффективность технологических процессов. Эта вода как целевой продукт - источник энергии, хороший биостимулятор, восстанавливает иммунную систему организма. Она активирует биопроцессы живого организма, растений, улучшает обмен веществ [1].

Анолит (кислая вода) может создавать кислую среду с заданной величиной pH<7, выступая экологически безопасным и экономичным заменителем минеральных кислот в различных технологических процессах, повышая их эффективность. Одновременно это мощный антисептик и консервант, обладает ингибирующими свойствами. Как целевой продукт анолит применяется для борьбы с микроорганизмами и грибками при обработке овощей и фруктов с целью увеличения сроков их хранения, медицинской техники для ее безопасного использования, защиты растений и др. [1].

Известно устройство для активации воды, содержащей незначительное количество минеральных солей, методом электролиза под действием постоянного электрического тока в специальном двухкамерном электролизере, разделенном ионопроводящей диафрагмой (В.М. Бахир. Электрохимическая активация. - М.: ВНИИИМТ, 1992, ч. 1, с. 233-237), в результате которой получаются две фракции воды: щелочная (католит), насыщенная ионами OH^- (pH 7-12), и кислая (анолит), насыщенная ионами H⁺ (pH 2-7). Сущность этого изобретения реализована в устройстве (приборе) «Мелеста» (Изготовитель: ООО МВП «Мелеста», Россия, г. Уфа, ул. Ш. Руставели, 19), предназначенного для приготовления в домашних условиях в небольших объемах двух типов воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды). Устройство (прибор) состоит из основной открытой емкости, изготовленной из пищевой пластмассы, съемной верхней крышки с электродами и блоком питания, тканевого стакана, выполняющего функцию диафрагмы между катодом и анодом и вставляемого в основную емкость.

Известен также бытовой активатор воды (см. патент РФ 2226508. Кл. C02F 1/461, 2004 г. - прототип), содержащий реактор, состоящий из диэлектрического корпуса, разделенного ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры, с электродами и блоком питания, прикрепленными к крышке корпуса.

Недостатками известных устройств является низкая производительность и неравномерный объем активированной воды в анодной (0,2-0,3 л анолита) и катодной (0,6-0,7 л католита) частях установки, в результате разная степень изменения pH анолита и католита, низкая величина силы тока, что не позволяет получить высокую напряженность электрического поля между электродами. За счет малого объема анолита по сравнению с католитом быстро наступает перегрев анолита и его вскипание с переливом в отсек католита. Малая толщина пластмассы основной емкости приводит к быстрому появлению трещин и разрушению материала под действием электрического поля.

Техническим результатом повышения эффективности работы предлагаемого устройства является получение активированной щелочной (католит) и кислой (анолит) воды в значительных объемах, что позволяет расширить технологические возможности ее применения, а также сокращение длительности электролиза за счет использования высокого напряжения и большой силы тока.

Для достижения технического результата промышленная установка для электрохимической обработки воды имеет две пары реакторов, корпус каждого из реакторов выполнен из диэлектрического материала, анодная и катодная камеры разделены ионопроницаемой диафрагмой, каждая пара реакторов имеет шкаф управления и силовое электрическое оборудование, систему подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и систему вентиляции. Диэлектрический корпус реактора имеет объем 200 л (1 на фиг. 1), электрод анодной камеры выполнен из листа титана, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 800-850 мм и диаметром 175-180 мм (4 на фиг. 1), а электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 800-850 мм и диаметром 275-280 мм (2 на фиг. 1), ионопроницаемая диафрагма из хлопчатобумажной фильтровальной ткани (3 на фиг. 1). Расстояние между электродами 100 мм (6 на фиг. 1). Реакторы в паре включены между собой с возможностью работы по очереди - один в режиме производства электрохимически активированной воды, а другой - в режиме подготовки к производству.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, позволяющая получить технический результат, который ранее не достигался известными средствами, что позволяет судить о соответствующем уровне заявляемого предложения.

Предложенное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку воспроизводимо в исполнении и доступно в условиях производственной мастерской и может быть использовано для активации воды и получения католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды) с заданными параметрами pH.

Сущность изобретения поясняется чертежом и фотографиями, где на фиг. 1 изображена схема реактора для электрохимической обработки воды, на фиг. 2 - фотография обвязки емкостей установки, на фиг. 3 - реактор с установленными в нем электродами и ионопроницаемой диафрагмой, на фиг. 4 - два силовых модуля из понижающих трехфазных трансформаторов 380/60 В, трехфазных выпрямительных блоков, устройства защиты и контроля.

Промышленная установка для электрохимической обработки воды (ЭХАВ) представляет собой комплекс, состоящий из реакторов по ЭХАВ, шкафа управления, силового электрического оборудования, системы подачи воды, сборных емкостей для активированной воды, насосного оборудования для ее транспортировки и системы вентиляции (не показаны). В установке используется две пары реакторов. Каждый реактор для электрохимической обработки воды (фиг. 1) состоит из диэлектрического корпуса 1 (пластмассовая емкость объемом 200 л), разделенного ионопроницаемой диафрагмой 3 из хлопчатобумажной фильтровальной ткани на анодную и катодную камеры с электродами: анод 4 выполнен из листа титана, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 180 мм, и катод 2 выполнен из листа нержавеющей стали, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 850 мм. Каждая пара реакторов работает от отдельного силового модуля. Два силовых модуля состоят из понижающих трехфазных трансформаторов 380/60 В, трехфазных выпрямительных блоков с диодами на 150 А, устройств защиты и контроля. Максимальный ток силового модуля - 100 А, рабочий - 30-60 А, рабочее напряжение 82 В. Сбор активированной воды осуществляется в отдельные емкости - 2 м³ для католита и 1 м³ для анолита. Система вентиляции принудительная, вытяжная. Воздуховоды подсоединены к крышкам (5 на фиг. 1) реакторов и к самой высокой точке помещения для эффективного удаления образующихся газов, в том числе водорода и хлора. В каждой паре реакторы работают по очереди - один производит ЭХАВ, другой подготавливается, для чего из него откачиваются в соответствующие емкости изготовленные анолит и католит, а затем он заполняется свежей водопроводной водой.

Установка позволяет получать в необходимых для производственного цикла объемах католит (щелочную воду) и анолит (кислую воду) с заданными параметрами pH, необходимыми для производственных целей.

Для реализации установки и получения в необходимых объемах для производственных целей католита и анолита в стандартную 200 л пластмассовую емкость последовательно устанавливают электрод-катод, мембрану-мешок из хлопчатобумажной фильтровальной ткани и анод. Для изготовления катода используют лист из нержавеющей стали размером 850x850 мм, который сворачивают в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 275-280 мм, для изготовления анода используют лист из титана размером 500×850 мм, который сворачивают в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 175-180 мм, и устанавливают эти цилиндры в пластмассовую емкость. Расстояние между этими металлическими разрезанными цилиндрами составляет 100 мм. Изготавливают из хлопчатобумажной фильтровальной ткани мембрану в виде устойчивого мешка высотой 850 мм и диаметром 230 мм.

Эффективность работы устройства подтверждается данными представленными в таблице.

Источники информации

1. Прибор для получения католита-анолита «Мелеста». ТУ 5156-002-32064510-07. Руководство по эксплуатации, www.melesta.newmail.ru. Приложение №1. Инструкция по применению щелочной и кислой воды. Изготовитель: ООО МВП «Мелеста», Россия, г. Уфа, ул. Ш. Руставели, 19.

Промышленная установка для электрохимической активации воды, состоящая из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса, разделенного ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры с электродами, и блока питания, отличающаяся тем, что имеет несколько реакторов, разделенных по парам, каждая пара реакторов имеет шкаф управления и силовое электрическое оборудование, систему подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и систему вентиляции, диэлектрический корпус реактора имеет объем 200 л, при этом электрод анодной камеры выполнен из листа титана, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 175-180 мм, электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 275-280 мм, а ионопроницаемая диафрагма - из хлопчатобумажной фильтровальной ткани, причем реакторы в паре включены между собой с возможностью работы по очереди - один в режиме производства электрохимической активированной воды, а другой - в режиме подготовки.