устройство для электрохимической очистки жидкости

Формула изобретения

Устройство для электрохимической очистки жидкости, преимущественно сахаросодержащего раствора, включающее корпус с патрубками для подвода и отвода жидкости и расположенные в нем анод и катод, отличающееся тем, что корпус имеет цилиндрическую форму, при этом анод и катод выполнены кольцевыми и установлены в корпусе горизонтально.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для электрохимической очистки жидкости и может быть использовано для очистки коллоидных и, в частности, сахаросодержащих растворов.

Известно устройство для электрохимической очистки жидкости (SU 1470669, 07.04.1989), содержащее корпус, состоящий из прямоугольной и конусной частей. В прямоугольной части, разделенной токопроницаемыми перегородками на катодные и анодные камеры, размещены электроды. Отбор католита и анолита осуществляют раздельно из каждой камеры. После отстаивания и фильтрования католит и анолит смешивают.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая степень очистки растворов за счет раздельного получения католита и анолита, необходимость отвода раствора из каждой камеры и дополнительной очистки католита в отстойниках и на фильтрах.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для электрохимической очистки жидкости (SU 1717637 А1, 07.03.1992), состоящее из горизонтально расположенного корытообразного корпуса с патрубками для подвода и отвода очищаемого раствора, разделенного токопроводящими перегородками на пять секций, в двух средних из которых вертикально располагаются пластинчатые анод и катод. На электроды через клеммы подается стабилизированный по напряжению постоянный ток. Жидкость, предназначенная для очистки, при перемещении через устройство сначала подкисляется в области анода, затем подщелачивается в области катода и выходит из устройства с рН, близким к нейтральному.

Очистка раствора осуществляется за счет коагуляции веществ коллоидной дисперсности (ВКД) в их изоэлектрическом состоянии в области анода, где кислая среда формируется при разрядке анионов.

Недостатком устройства является сложность конструкции, его большие габариты, наличие непрочных токопроницаемых перегородок и недостаточно высокий эффект очистки.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции устройства, ускорении процесса и повышении эффекта очистки жидкости.

Этот результат достигается тем, что в предложенном устройстве, включающем корпус с патрубками для подвода и отвода жидкости и расположенные в нем анод и катод, корпус имеет цилиндрическую форму. Анод и катод выполнены кольцевыми и установлены в корпусе горизонтально.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен продольный разрез устройства и на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

Устройство для электрохимической очистки жидкости включает горизонтально расположенный корпус 1 цилиндрической формы, выполненный из диэлектрического материала, патрубки 2 и 3 для подачи и отбора обработанной жидкости и установленные горизонтально кольцевые анод 4 и катод 5. К корпусу прикреплены через уплотнители 6 клеммы 7 для подачи стабилизированного по напряжению постоянного тока на электроды.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, предназначенная для очистки, через патрубок 2 подается в устройство до полного заполнения корпуса 1. После этого на анод 4 и катод 5 через клеммы 7 подается стабилизированное напряжение постоянного тока. Обработка жидкости начинается в пространстве перед анодом, где за счет действия постоянного электрического тока происходит ее небольшое подкисление. Затем жидкость проходит зону анода 3, где рН ее снижается до 4,2-5,0 в результате образования кислот при разрядке анионов, при этом указанные вещества коагулируют. Постепенное снижение рН способствует более полной и необратимой коагуляции ВКД. Далее жидкость проходит межэлектродное пространство, служащее для постепенного выравнивания рН, и попадает в зону катода 4, где происходит увеличение рН, так как катионы у поверхности катода 4 взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды. В результате обработанная жидкость, выходящая из корпуса устройства через отводной патрубок 3 на последующую очистку, имеет рН, близкий к нейтральному.

Конструктивные особенности устройства позволяют снизить рН очищаемого раствора сначала при вводе в устройство без воздействия электрического поля ("химический удар"), затем в зоне анода под действием электрического тока. Это способствует созданию в корпусе 1 зон с различными значениями рН раствора, в которых происходит коагуляция различных групп ВКД в их изоэлектрическом состоянии. Далее при переходе в межэлектродное пространство коагулят ВКД стабилизируется при постепенном нарастании рН раствора. В зоне катода рН увеличивается и создаются благоприятные условия для восстановительных реакций. При перемешивании жидкости в процессе ее движения в корпусе устройства происходит агрегирование разноименно заряженных ВКД. При этом имеет место также концентрационная коагуляция за счет накопления высокодисперсных заряженных частиц вблизи соответствующих электродов. В результате постоянного отвода жидкости из устройства устраняются застойные явления, что препятствует протеканию реакций разложения компонентов жидкости.

Для сахаросодержащих растворов целесообразно проводить обработку в предлагаемом устройстве при следующих условиях:

температура жидкости, поступающей на очистку - 50^oС;

напряженность электрического поля - 6 В/см;

продолжительность электрообработки - 1-2 мин.

Устройство позволяет удалить из сахаросодержащего раствора вещества коллоидной дисперсности и другие несахара, при этом эффект удаления ВКД увеличивается по сравнению с известным на 10% при увеличении общего эффекта очистки на 12%. Предложенное устройство способствует интенсификации процесса очистки, более эффективному использованию производственной площади и рабочего объема устройства, снижению материало- и энергоемкости конструкции, повышению эффективности процесса и качества очищаемой жидкости.