аппарат для электрохимической обработки воды

Формула изобретения

Аппарат для электрохимической обработки воды, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды и шлама и размещенные внутри корпуса анод и катод, подключенные к источнику постоянного тока, отличающийся тем, что анод выполнен из углеродсодержащего материала, расходуемого в режиме медленного горения, а катод выполнен в виде прямоугольной или цилиндрической упругодеформируемой оболочки, внутренняя полость которой соединена с генератором импульсов давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано, преимущественно, для очистки котловой воды от солей жесткости и удаления растворенного кислорода.

Из уровня техники известны устройства для электрохимической обработки воды, выполненные в виде проточного электролизера, содержащего корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды, внутри которого размещен блок электродов, подключенных к источнику постоянного тока (авт. св. СССР N 1104113, кл. C 02 F 1/46, 1982; авт. св. СССР N 1606461, кл. C 02 F 1/46, 1990; авт. св. СССР N 16111883, кл. C 02 F 1/46, 1990; авт. св. СССР N 16111885, кл. C 02 F 1/46, 1990; патент США N 4235698).

Для повышения эффективности обработки воды блок электродов выполняется в виде набора пластин (анод-катод) различной конфигурации и разнообразного взаимного расположения в объеме корпуса, что усложняет устройство и в ряде случаев затрудняет удаление солевых отложений с поверхности электродов и шлама.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является аппарат для электрохимической обработки воды, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды и патрубком удаления шлама и коаксиально размещенные внутри корпуса электроды (анод-катод), подключенные к источнику постоянного тока, при этом катод снабжен средством для очистки поверхности от солевых отложений (авт. св. СССР N 1623971, кл. C 02 F 1/46, 1991). Средство для очистки поверхности катода выполнено в виде скребка, механически снимающего отложения, что исключает интенсивное зарастание катода и позволяет проводить непрерывную обработку воды в проточном режиме.

Такая конструкция занимает много места во внутреннем объеме корпуса и не обеспечивает высокую степень очистки поверхности катода от отложений. Кроме того, протекающий в аппарате процесс электрохимического умягчения воды не сопровождается деаэрацией.

Изобретение направлено на повышение эффективности работы аппарата для электрохимической обработки воды за счет организации процесса удаления растворенного кислорода и улучшения очистки поверхности катода от солевых отложений.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в аппарате для электрохимической обработки воды, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой воды и патрубком удаления шлама и размещенные внутри корпуса анод и катод, снабженный средством для очистки, которые подключены к источнику постоянного тока, согласно изобретению анод выполнен в виде расходуемого в режиме медленного горения электрода из углеродсодержащего материала, а катод выполнен в виде упругодеформируемой оболочки, внутренняя полость которой соединена с генератором импульсов давления.

Возможно выполнение аппарата из параллельно включенных трубных модулей, каждый из которых содержит коаксиально установленные центральный анод и периферийный катод в виде цилиндрической оболочки, заключенной в трубчатый кожух.

Благодаря тому, что анод выполнен из углеродсодержащего материала (например, ферросилита или графита), в режиме медленного горения анода происходит электрохимическая реакция взаимодействия выделяющегося свободного углерода с растворенным в воде кислородом, обуславливающая непрерывное обескислороживание обрабатываемой воды и снижение ее коррозионной активности.

При этом конструктивное совмещение в одном узле электрода и средства очистки путем выполнения катода в виде упругодеформируемой оболочки, соединенной с генератором импульсов давления, существенно повышает степень очистки поверхности от солевых отложений за счет интенсивного разрушения твердой корки накипи при импульсной подаче давления во внутреннюю полость и не загромождает межэлектродное пространство, что в сочетании с вышеупомянутым процессом удаления кислорода способствует достижению предлагаемого технического результата, направленного на повышение эффективности электрохимической обработки воды.

На фиг. 1 схематично представлен аппарат для электрохимической обработки водыд; на фиг. 2 вариант выполнения аппарата из трубных модулей.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно для подвода и отвода обрабатываемой воды и патрубком 4 для удаления шлама, анод 5, выполненный из углеродсодержащего материала (например, из ферросилита, графита и т.п.), и катод 6, выполненный в виде тонкостенной упруго-деформируемой токопроводящей оболочки (например, из токопроводящей резины или тонколистовой стали). Электроды 5 и 6 подключены к источнику 7 постоянного тока, а внутренняя полость 8 оболочки катода 6 соединена с генератором 9 импульсов давления. Для отвода выделяющихся в процессе электрохимической обработки воды газов корпус 1 снабжен клапаном 10. При выполнении аппарата из трубных модулей цилиндрическая оболочка катода 6 устанавливается в трубчатом кожухе 11 коаксиально центральному аноду 5.

Аппарат для электрохимической обработки воды работает следующим образом.

Обрабатываемая вода поступает во внутренний объем корпуса 1 через патрубок 2 и распределяется по межэлектродному пространству. Под действием постоянного электрического тока, величина которого выбирается такой, чтобы обеспечить режим медленного горения анода 5, на электродах 5 и 6 протекают процессы, приводящие к умягчению солей временной жесткости. При этом в прикатодном пространстве происходит образование солей жесткости (в основном карбоната кальция и других нерастворимых солей и гидроокисей металлов) и их осаждение на поверхности катода 6, а в прианодном пространстве протекает электрохимическая реакция взаимодействия свободного углерода, выделяющегося в результате медленного горения анода 5, с растворенным в воде кислородом с образованием углекислого газа, который выводится через клапан 10, и угольной кислоты.

После прохождения межэлектродного пространства обескислороженная обработанная вода со слабокислой реакцией, обусловленной наличием угольной кислоты, которая не обладает коррозионной активностью, но способствует растворению накипи, образовавшейся как на поверхности катода 6, так и на омываемых поверхностях оборудования: котлов, теплообменников, трубопроводов и т.п. по которому она циркулирует, отводится по патрубку 3.

Для очистки поверхности катода 6 от накопившихся солевых отложений во внутреннюю полость 8 от генератора 9 периодически подают импульсы давления, в результате чего происходит резкое изменение объема с упругой деформацией стенок, сопровождающейся растрескиванием и стряхиванием корки накипи, которая в виде шлама удаляется из нижней части корпуса 1 через патрубок 4.