RU2691368C2 - Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия - Google Patents
Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691368C2 RU2691368C2 RU2017121768A RU2017121768A RU2691368C2 RU 2691368 C2 RU2691368 C2 RU 2691368C2 RU 2017121768 A RU2017121768 A RU 2017121768A RU 2017121768 A RU2017121768 A RU 2017121768A RU 2691368 C2 RU2691368 C2 RU 2691368C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anolyte
- sodium chloride
- oxidants
- solution
- nacl
- Prior art date
Links
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 48
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 102220075008 rs139397227 Human genes 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 1
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в химической промышленности для получения дезинфицирующих веществ. Оксиданты получают электрообработкой исходных растворов хлорида натрия в анодной камере диафрагменного электролизера и раствора гидроксида натрия в катодной камере электролизера с концентрацией 1-2 г/л и 3-5 г/л соответственно. Обработку проводят при темепературе 18-30°С, силе тока 0,9-1,4 А, напряжении 37-42 В до достижения в анолите pH 8-11 и содержания активного хлора 150-320 мг/л при пропускании удельного количества электричества 0,167-0,344 А⋅ч на 1 л католита и анолита. Предложенный способ позволяет снизить расход NaCl и NaOH при получении оксидантов. 3 пр.
Description
Изобретение относится к электрохимической обработке водных растворов, позволяющей придавать им регулируемые стабильные и нестабильные составы дезинфицирующих средств, которые могут использоваться для обработки воды, оборудования, пищевых продуктов, кормов.
Известен способ получения оксидантов из растворов хлорида натрия, включающий обработку растворов с концентрацией 3-5 г/л в анодной камере диафрагменного электролизера. В анолите образуется смесь оксидантов, состоящая в основном из хлорноватистой кислоты, диоксида хлора, перекиси водорода, озона, кислорода [1].
Анолит имел выход в емкость для анолита, мог использоваться для получения моющих и дезинфицирующих растворов. В катодной камере осуществлялась циркуляции раствора хлорида натрия. В катодной камере в результате электрообработки (электроактивации) образовывался щелочной раствор, который утилизировали.
В предложенном патенте установка предназначена для получения из водного раствора хлоридов щелочного металла смеси оксидантов, состоящей из NaCLO, CLO2, H2O, O3, O2.
Недостатки способа и установки - высокие затраты электроэнергии и соли на единицу вырабатываемого оксиданта, относительно низкое содержание кислородной группы оксидантов (96-98% - хлорсодержащих веществ).
Описан способ синтеза оксидантов из водных растворов хлористого натрия и устройство для его осуществления [2] (прототип).
Целью изобретения являлось получение раствора оксидантов с pH до 12, что позволяло существенно снизить его коррозионное воздействие.
Способ включал подачу в анодную камеру раствора хлорида натрия с концентрацией 1-3 г/л, а в катодную камеру подавали раствор едкого натрия с концентрацией не менее 100 г/л, который принудительно прокачивали по циркуляционному контору катодной камеры со скоростью, обеспечивающей минимальное содержание газов в катодной камере, при этом расход водной составляющей раствора NaOH пополнялся подачей чистой воды в катодный контур.
Электролиз вели при напряжении не выше 6 В. При этом в катодной камере образовывалась щелочь, на аноде происходил разряд гидроксильных групп, поступающих из катодной камеры, и ионов хлора, увеличивалась содержание хлоркислородных соединений (NaCLO), озона и перекиси водорода, особенно при pH выше 10,5.
Снижение затрат электроэнергии достигалась за счет более высокой электропроводимости раствора едкого натрия в катодной камере по сравнению с раствором хлорида натрия. Полученный анолит содержал от 50 до 70% хлорсодержащих и 30-50% кислородсодержащих оксидантов, что усиливало биоцидные свойства анолита.
В примере №1 использовали раствор NaCL с концентрацией 2 г/л, который пропускали через анодную камеру электролизера, через катодную камеру прокачивали раствор NaOH с концентрацией 200 г/л. Скорости протока в анодном и катодном контуре составляли 0,3 м/с. Напряжение питания тока 3 вольта, сила тока 3 А. Получен оксидант с содержанием активного хлора 300 мг/л. В других примерах скорости протока в катодном контуре составляли 0,6 м/с. Для регулирования скорости циркуляции протока NaOH использовали напорный насос.
Недостатки способа:
- сложность технологии, в т.ч. связанная с циркуляцией растворов анолита и католита, большой расход NaCL, NaOH и затрат;
- ограниченность данных по конструкции электролизера и качеству растворов оксидантов (не указаны: материал электродов и диафрагмы, их размеры, плотность тока на электроде, межэлектродный зазор, величина окислительно-восстановительного потенциала (ОВП).
Техническая задача изобретения - выявление условий электрообработки, снижение расхода NaCL и NaOH, получение более полных данных по технологии.
Техническая задача может быть выполнена путем использования для электрообработки разбавленных растворов хлорида и гидрооксида натрия. После предварительных поисков и экспериментов нами показано, что в качестве анолита может быть использован раствор хлорида натрия концентрации 1-2 г/л, в качестве католита - едкий натр с концентрацией 3-5 г/л. Электрообработку проводили в электролизере диафрагменного типа в составе прибора установки типа «Мелеста», выпускаемого в г. Уфа (РФ), модифицированной в нашем институте. В частности, заменена крышка на пластину из оргстекла шириной 40 мм, с креплением в ней токоподводов и электродов - катода из нержавеющей стали и анода из титана с покрытием типа ОРТА размером 1×6 см, в комплект входил выпрямитель типа ВСА-5к [3]. В нашем патенте описан способ электрообработки раствора NaCL с получением анолита с pH 4 и ОВП 506 мВ с активным хлором. Диафрагма из пластмасового брезента. Объем двух камер: катодной 600 мл анолит 300 мл.
Электролиз проводили в стационарном режиме при температуре 18-30°С до достижения pH в анодной камере 8-11, при силе тока 0,9-1,4 А напряжение 37-42 В (плотность тока на электродах 0,18-0,28 А/см 2).
При этом получали анолит с содержанием оксидантов в пересчете на активный хлор от 150 до 320 мг/л.
Анолит с концентрацией активного хлора до 300 мг/л рекомендуется для дезинфекции оборудования в пищевой промышленности [4]. Католит утизируется известным способом.
Примеры осуществления способа.
Пример 1. На установке «Мелеста» загружают в катодную камеру 600 мл раствора 4 г/л NaOH, в анодную камеру 300 мл раствора 2 г/л NaCL, заранее приготовленные в мерной колбе на 1 л из навески. Проводят электролиз при силе тока 1,0-1,4 А, напряжении 37-38 В при температуре 18-28°С в течение 15 мин, отключают ток. Проводят анализ растворов.
Пример 2. На установке «Мелеста» загружают в катодную камеру 600 мл раствор 4 г/л NaOH, в анодную - 300 мл раствор 1 г/л NaCL.
Проводят электрообработку при силе тока 0,9 А, напряжение 39 В, температура 19-22°С в течение 10 мин.
Анолит хранили при комнатной температуре +18°С в течение 8 часов: pH 10,9; ОВП +335 мВ.
Качество анолита при хранении сохранилась.
Пример 3. На установке «Мелеста» загружают в катодную камеру 600 мл раствора 4 г/л NaOH, в анодную - 300 мл раствора 1 г/л NaCL. Проводят электрообработку при силе тока 1,0-1,1 А, напряжении 41-42 В, при температуре 18-26°С в течение 15 минут.
Исследованиями установлено, что анолит после электрообработки растворов NaCL 4-5 г/л с содержанием активного хлора 107 мг/л используется для обработки мяса с целью хранения в охлажденном состоянии [4] либо с содержанием активного хлора 248 г/л для консервации зеленых кормов [5].
Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет упростить технологию, снизить расход NaCL и NaOH выявить условия электрообработки и получить более полные данные по технологии.
Перечень источников информации принятых во внимание при экспертизе
1. Пат. РФ №2088539, 1995. C02F 1/46.
2. Заявка на изобретение №2001110768 от 24.04.2001, МПК C02F 1/46. Способ синтеза оксидантов из водных растворов хлористого натрия и устройство для его осуществления.
3. Пат. РФ №2565260, опуб. 2015, А01С 1/06.
4. Пат. РФ №2341962, опуб. 2008, А23В 1/08.
5. Пат. РФ №2332855, опуб. 2008, А23В 3/00.
Claims (1)
- Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия, включающий электрообработку исходных растворов хлорида натрия в анодной камере диафрагменного электролизера и раствора гидроксида натрия в катодной камере, отличающийся тем, что в качестве исходных растворов используют раствор 1-2 г/л NaCl и 3-5 г/л NaOH соответственно в анодной и катодной камерах, электрообработку в стационарном электролизере ведут при температуре 18-30°C, силе тока 0,9-1,4 А, напряжении 37-42 В до достижения в анолите рН 8-11 и содержания активного хлора от 150 до 320 мг/л при удельном расходе количества электричества от 0,167 до 0,344 А⋅ч на 1 л католита и анолита.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121768A RU2691368C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121768A RU2691368C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017121768A RU2017121768A (ru) | 2018-12-20 |
| RU2017121768A3 RU2017121768A3 (ru) | 2019-04-11 |
| RU2691368C2 true RU2691368C2 (ru) | 2019-06-11 |
Family
ID=64746740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121768A RU2691368C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2691368C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241683C2 (ru) * | 2001-04-24 | 2004-12-10 | Габленко Вячеслав Георгиевич | Способ синтеза оксидантов из водного раствора хлорида натрия и устройство для его реализации |
| RU2315132C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления |
| GB2499025A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-07 | Nat Nuclear Lab Ltd | Decontamination of a system and treatment of the spent decontamination fluid |
| US20140291164A1 (en) * | 2010-12-30 | 2014-10-02 | Valeri Iltsenko | Method and device for disinfectant production |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121768A patent/RU2691368C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241683C2 (ru) * | 2001-04-24 | 2004-12-10 | Габленко Вячеслав Георгиевич | Способ синтеза оксидантов из водного раствора хлорида натрия и устройство для его реализации |
| RU2315132C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления |
| US20140291164A1 (en) * | 2010-12-30 | 2014-10-02 | Valeri Iltsenko | Method and device for disinfectant production |
| GB2499025A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-07 | Nat Nuclear Lab Ltd | Decontamination of a system and treatment of the spent decontamination fluid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017121768A3 (ru) | 2019-04-11 |
| RU2017121768A (ru) | 2018-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5640266B1 (ja) | 電解水製造装置及びこれを用いる電解水の製造方法 | |
| JPS596915B2 (ja) | 二酸化塩素の電解製造方法 | |
| KR101619595B1 (ko) | 미산성 차아염소산수 제조방법 및 미산성 차아염소산수 생성장치 | |
| WO2004080901A1 (ja) | 混合電解水の製造方法 | |
| KR20200079624A (ko) | 미산성 차아염소산수 제조장치 | |
| JP2002301476A (ja) | アスコルビルグルコサミン電解生成水、及びその製造方法 | |
| JPH10309582A (ja) | 酸性電解水の製造方法および酸性電解水 | |
| KR101145326B1 (ko) | 살균수 제조방법 및 제조장치 | |
| Bogoslovskii et al. | Parameter optimization of electrolytic process of obtaining sodium hypochlorite for disinfection of water | |
| KR101323506B1 (ko) | 미산성 차아염소산수 제조장치 및 그 제조방법 | |
| RU2691368C2 (ru) | Способ получения оксидантов из водных растворов хлористого натрия | |
| Mohammadi et al. | Production of a water disinfectant by membrane electrolysis of brine solution and evaluation of its quality change during the storage time | |
| RU2480416C1 (ru) | Установка для повышения биологической активности воды | |
| CN205710944U (zh) | 一种制备次氯酸的电解装置 | |
| JPH03258392A (ja) | 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法 | |
| Zhang et al. | Physicochemical and antibacterial effects of sodium bicarbonate and brine water on the electrolysed water generated by a portable sanitising unit | |
| JP4204955B2 (ja) | 電解水生成方法および装置 | |
| KR20150036485A (ko) | 염소화 우레아 유도체의 전기화학적 제조 | |
| JP2627101B2 (ja) | 電解次亜塩素酸殺菌水製造用添加薬液 | |
| JP2013215674A (ja) | 洗浄水の製造方法 | |
| RU213139U1 (ru) | Электрохимический мембранный генератор раствора гипохлорита натрия | |
| RU2009144466A (ru) | Способ консервирования панцирьсодержащего сырья | |
| JPH0852475A (ja) | 殺菌用処理液の製造方法および製造装置 | |
| WO2009155749A1 (zh) | 在电解槽中使液体产生电解离子或电解基团的方法及装置 | |
| RU2241683C2 (ru) | Способ синтеза оксидантов из водного раствора хлорида натрия и устройство для его реализации |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |