SU1597344A1 - Electrolyzer for treating aqueous solutions - Google Patents
Electrolyzer for treating aqueous solutions Download PDFInfo
- Publication number
- SU1597344A1 SU1597344A1 SU864170105A SU4170105A SU1597344A1 SU 1597344 A1 SU1597344 A1 SU 1597344A1 SU 864170105 A SU864170105 A SU 864170105A SU 4170105 A SU4170105 A SU 4170105A SU 1597344 A1 SU1597344 A1 SU 1597344A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electrolyzer
- electrode
- electrodes
- cho
- solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области прикладной электрохимии, в частности к электролизерам дл обработки водных растворов, и может быть использовано в гальваническом производстве, где примен ютс растворы с повышенным содержанием ионов водорода или гидроксида. С целью повышени эффективности работы электролизера электроды расположены коаксиально и выполнены так, что площади внешнего и внутреннего электродов св заны соотношением 103≤Sвнешн./Sвнутр. *98107. 2 ТАбл., 1 ил.The invention relates to the field of applied electrochemistry, in particular to electrolyzers for treating aqueous solutions, and can be used in electroplating where solutions with a high content of hydrogen ions or hydroxide are used. In order to increase the efficiency of the cell electrodes are disposed coaxially and are designed so that the areas of the outer and inner electrodes are coupled relation March 10 ≤S Ext. / S ext. * 9810 7 . 2 Tablets, 1 Il.
Description
Изобретение относитс к г)рикладной электрохимии, в частности к электролизерам дл обработки водных растворов, и может быть использовано в .гальваническом производстве и других област х, где примен ютс растворы с повышенным содержанием ионов водорода или гидро- ксила. .The invention relates to d) cyclic electrochemistry, in particular, electrolyzers for treating aqueous solutions, and can be used in electroplating and other areas where solutions with a high content of hydrogen ions or hydroxyl are used. .
Цель изобретени - повьшение эффективности работы электролизера путем обеспечени возможности регулировани рН раствора без применени диафрагмы .The purpose of the invention is to increase the efficiency of the electrolyzer by allowing the solution pH to be adjusted without using a diaphragm.
На чертеже представлен электролизер , общий вид, разрез.The drawing shows the cell, General view, the section.
Устройство содержит корпус 1 (камера ) электролизера, крышку 2, внешний электрод 3, внутренний электрод , входные клеммы 5 электродов, впускной патрубок 6, выпускной патрубок 7.The device comprises a housing 1 (chamber) of the electrolyzer, a cover 2, an external electrode 3, an internal electrode, input terminals 5 of the electrodes, an inlet 6, an outlet 7.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Водный раствор (жидкость) через впускной патрубок 6 поступает в камеру 1 электролизера со скоростью не более чем 0,1 л/мин. Как только камера электролизера заполн етс до половины., на входные клеммы 5 электродов подают напр жение. При этом начинаетс процесс электролиза, о котором можно судить по газовыделению на внешнем 3 и внутреннем k электродах , жестко закрепленных на крышке 2 электролизера. Отработанна жидкость через патрубок 7 вытекает к потребителю .An aqueous solution (liquid) through the inlet pipe 6 enters the cell 1 of the electrolyzer at a rate of not more than 0.1 l / min. As soon as the cell of the electrolyzer is filled to half, the voltage is applied to the input terminals 5 of the electrodes. At the same time, the process of electrolysis begins, which can be judged by gassing on the outer 3 and inner k electrodes rigidly fixed on the lid 2 of the electrolyzer. Waste fluid through the pipe 7 flows to the consumer.
Согласно закону Фараде при протекании реакции как на внутреннем, так и на внешнем электроде, затрачиваетс одинаковое количество электричества. Следовательно, материальный эффект электродных реакций должен быть одинаков . Однако, вследствие большого различи поверхностей внутреннего и внешнего электродов, скорость образовани продуктов реакции на единице поверхности внутреннего электрода (меньшего по площади) будет значительШAccording to Farad’s law, the same amount of electricity is consumed when a reaction takes place both on the inner and outer electrodes. Consequently, the material effect of electrode reactions must be the same. However, due to the large difference in the surfaces of the inner and outer electrodes, the rate of formation of reaction products per unit surface of the inner electrode (smaller in area) will be significant.
ел |ate |
ОдOd
315973315973
HO больше таковой дл внешнего элек10HO is greater than that for external elec10
1515
2525
30thirty
трода (большего пр площади), Это созает градиент концентраций продуктов реакции внутреннего электрода и способствует их быстрому перемещению от внутреннего к внешнему электроду. Кроме того, высока плотность тока на внутреннем электроде обусловливает локальный нагрев электролита и последующее его конвективное перемещение по направлению от центра к периферии электролизера (от внутреннего электрода к внешнему).This creates a gradient of concentrations of the reaction products of the internal electrode and facilitates their rapid movement from the internal to the external electrode. In addition, a high current density on the inner electrode causes local heating of the electrolyte and its subsequent convective movement from the center to the periphery of the electrolyzer (from the inner electrode to the outer one).
На внешнем электроде также будут протекать реакции, но скорость образовани их продуктов на единице поверхности будет существенно меньше, чем на внутреннем электроде. Вследствие этого скорость отвода продуктов 20 реакции от поверхности электрода будет очень мала. Продукты реакции будут накапливатьс в неровност х поверхности внешнего электрода, сорбироватьс на ней. Кроме того, конвективный , поток, направленный от внутреннего к внешнему электроду оттесн ет раствор, обогащенный продуктами реакции на внешнем электроде, к поверхности этого электрода . Толщина сло раствора, прилегающего к поверхности внешнего электрода и обогащенного продуктами протекающей на нем реакции, будет не больше, чем толщина сло Прандтл , что обусловлено гидродинамикой процесса. Таким образом, вследствие градиента концентрации и конвекции зона электролита, обогащенного продуктами реакции, на внутреннем электроде будет .простиратьс вплоть до поверхностного сло жид- :кости на внешнем электроде.At the outer electrode, reactions will also proceed, but the rate of formation of their products per unit surface will be substantially less than at the inner electrode. As a consequence, the rate of withdrawal of the reaction products 20 from the surface of the electrode will be very small. The reaction products will accumulate in the surface irregularities of the external electrode, adsorb on it. In addition, the convective flow directed from the inner to the outer electrode pushes the solution enriched in the reaction products on the outer electrode to the surface of this electrode. The thickness of the solution layer adjacent to the surface of the external electrode and enriched by the products of the reaction occurring on it will not be greater than the thickness of the Prandtl layer, which is due to the hydrodynamics of the process. Thus, due to the concentration gradient and convection, the area of the electrolyte enriched with the reaction products on the inner electrode will extend up to the surface layer of liquid on the outer electrode.
При прокачивании через электролизер исходного раствора на выходеWhen pumping through the electrolyzer of the initial solution at the exit
устройства получим раствор, обогащенный ионами водорода или гидроксила,. генерируемыми на внутреннем электро- де. Это обусловлено тем, что раствор, обогащенный продуктами реакции на внутреннем электроде и занимающий практически весь объем электролизера, будет находитьс в турбулентном движении и легко удал етс , а раствор, обогащенный продуктами реакции на внешйем электроде, образует ламинарный слой, который имеет крайне малую скорость движени (практически недвижим и остаетс у поверхности и в неровност х внешнего электрода).the device will get a solution enriched with hydrogen ions or hydroxyl. generated on the internal electrode. This is due to the fact that a solution enriched in reaction products on the inner electrode and occupying almost the entire volume of the electrolyzer will be in turbulent motion and easily removed, and the solution enriched in reaction products on the outer electrode will form a laminar layer that has an extremely low speed of movement. (practically immovable and remains near the surface and in the irregularities of the external electrode).
3535
4040
4545
5050
5555
эл но пр ди т el no pr di t
00
1515
2525
30thirty
20 3520 35
4040
4545
5050
5555
Были вз ты пробы электролита на разном рассто нии от внутреннего электрода, измерены рН и окислительно-восстановительный потенциал этих проб. Диаметр электролизера 80 мм, диаметр внешнего электрода 75 мм, диаметр внутреннего электрода 0,5 мм. Соотношение площадей внешнего и внутреннего электродов составл ло 10. Пол рность внешнего электрода - +, внутреннего электрода - -. Исходный раствор содержал Na/jS04 с концентрацией 0,2 г/л; рН 6,8; Е ок. 80ССТ, +200 мВ, Результаты эксперимента сведены в табл. 1.Electrolyte samples were taken at different distances from the internal electrode, the pH and redox potential of these samples were measured. The diameter of the electrolyzer is 80 mm, the diameter of the external electrode is 75 mm, the diameter of the internal electrode is 0.5 mm. The ratio of the areas of the external and internal electrodes was 10. The polarity of the external electrode is +, the internal electrode is - -. The original solution contained Na / jS04 with a concentration of 0.2 g / l; pH 6.8; E ok 80ССТ, +200 mV, The results of the experiment are summarized in table. one.
Согласно результатам эксперимента, практически весь объем электролизера занимает раствор, содержащий продукты реакции, идущей на внутреннем электроде (ионы гидроксила). Граница зон электролита, обогащенных продуктами реакций, протекающих на внутреннем и внешнем электродах, лежит в непосредственной близости от поверхности внешнего электрода, что и подтверждаетс экспериментально (опыт 8, табл.1), рН раствора, слитого из электролизера , составил 11,24. Это свидетельствует о том, что продукты реакции, протекающей на внешнем электроде, при сливании раствора осталась в неровност х и на поверхности этого электрода.According to the results of the experiment, almost the entire volume of the electrolyzer is occupied by a solution containing the reaction products going on the inner electrode (hydroxyl ions). The boundary of the electrolyte zones enriched in the reaction products flowing on the inner and outer electrodes lies in the immediate vicinity of the surface of the outer electrode, which is confirmed experimentally (experiment 8, Table 1), the pH of the solution drained from the electrolyzer was 11.24. This indicates that the reaction products flowing on the external electrode, while draining the solution, remained in irregularities and on the surface of this electrode.
Пример. Изготовлен лабораторный вариант устройства.Example. Made laboratory version of the device.
Корпус и крышка электролизера выполнены из оргстекла. Диаметр электролизера 8 см, высота 12 см. Внутренний электрод представл ет собой платиновую проволоку диаметром 1 мм, длиной 8 см. Он расположен строго по центру камеры электролизера. Внешний электрод выполнен в виде цилиндра, плотно прилегающего к стенкам камеры электролизера. Он изготовлен из окис- но-рутениевой сетки, высота его 1 О см. Соотношение площадей внешнего и внутреннего электродов составл ет 10 .The case and the cover of the electrolyzer are made of plexiglass. The diameter of the electrolyzer is 8 cm, height 12 cm. The inner electrode is a platinum wire with a diameter of 1 mm and a length of 8 cm. It is located exactly in the center of the cell of the electrolyzer. The outer electrode is made in the form of a cylinder tightly adjacent to the walls of the cell of the electrolyzer. It is made of an oxide-ruthenium grid, its height is 1 O cm. The ratio of the areas of the external and internal electrodes is 10.
Кроме того, были изготовлены другие электроды с соотношением площадей 10; 100; 300; 1000; 5-10.In addition, other electrodes were fabricated with an area ratio of 10; 100; 300; 1000; 5-10.
Испытани провод т с использованием выпр мителей ВСА-4к, рН-метра ЭВ-7.The tests were carried out using rectifiers VSA-4k, pH meter EV-7.
В качестве рабочей жидкости используют водный раствор сульфата натри с. концентрацией 0,2-1 г/л, а также водопроводную воду.An aqueous solution of sodium sulfate is used as the working fluid. concentration of 0.2-1 g / l, as well as tap water.
515973 +515973 +
рН исходного раствора сульфата атрк 6,8, окислительно-восстановиельный потенциал +200 мВ, температуа раствора - 20 С,The pH of the initial solution of sulfate is 6.8, the redox potential is +200 mV, the temperature of the solution is 20 ° C,
Напр жение на клеммах предлагаемоо электролизера составл ло В. редний ток достигал 0,8 А. Дл сооставлени с предлагаемым электроизером использовали также электро- JQ изер, состо щий из камеры с электроами , пространства которых разделены иафрагмой. Водный раствор подают в зоны основного и вспомогательного электродов через входные патрубкки, j причем в пространство основного электрода подаетс 80-85% всей поступающей в электролизёр жидкости. Обрабатываема в пространстве основного электрода жидкость через выходной 20 патрубок поступает к потребителю. Жидкость из пространства вспомогательного электрода через выходной патрубок сливаетс в канализацию. Напр жение на клеммах электролизера, 25 вз того в качестве известного устройства составл ло 110 В.The voltage at the terminals of the electrolyzer offered was V. The average current reached 0.8 A. An electric-JQ cell consisting of a chamber with electrons whose spaces were separated by an aphragm was also used to communicate with the proposed electrolyzer. The aqueous solution is fed into the zones of the main and auxiliary electrodes through the inlet nozzles, j, with 80-85% of the total fluid entering the electrolyzer being fed into the main electrode space. Processed in the space of the main electrode, the liquid through the outlet 20 nozzle enters the consumer. Fluid from the space of the auxiliary electrode is discharged into the sewer through the outlet. The voltage at the terminals of the electrolyzer, 25 taken as a known device, was 110 V.
Средний ток достигал 3 А. Оба электролизера имели одинаковый рабочий объем, равный 0,5 л (дл электро- 30 лизера сравнени это - объем пространства основного электродаThe average current reached 3 A. Both electrolyzers had the same working volume of 0.5 l (for an electrolysis cell, this is the space of the main electrode
Проведенные испытани показали преимущество предлагаемого электролизера . Результаты испытаний сведеныThe tests carried out showed the advantage of the proposed electrolyzer. Test results are summarized.
в табл. 2.in tab. 2
Дальнейшее увеличение соотношени площадей внешнего и внутреннего электродов может повлечь за собой увеличение камеры электролизера до больших размеров, что сделает его изготовление нецелесообразным или невозможным (табл. 2). Значени рН окислительно- восстановительного потенциала, кото- рые незначительно отличаютс от тако- j вых у необработанного р аствора, показывают , что электролизер переста ет работать из-за засорени диафрагмы (табл. 2).A further increase in the ratio of the areas of the external and internal electrodes may entail an increase in the cell of the electrolyzer to large sizes, which will make its manufacture impractical or impossible (Table 2). The pH values of the redox potential, which are slightly different from those of the untreated solution, show that the electrolyzer stops working due to clogging of the diaphragm (Table 2).
Таким образом, создаетс возможность 50 получать жидкость, характеризуемую определенным значением водородного показател рН, во всем объеме электролизера , что позволит- исключить расход жидкости, св занный, с ее пода- 55 чей в пространство вспомогательногоThus, an opportunity is created 50 to obtain a liquid, characterized by a certain pH value, in the entire volume of the electrolyzer, which will make it possible to exclude the flow rate associated with its supply to the auxiliary space.
3535
4040
эл с э ко т с и л лel c e co t s and l
электрода как в случае электролизера с диафрагмой. Кроме этого, может быть достигнуто снижение затрат электроэнергии за счет снижени расхода жидкости , а также за счет отсутстви потерь электроэнергии на диафрагме. Использование камеры электролизера без диафрагмы позвол ет значительно увеличить продолжительность безотказной работы. Это св зано с тем, что диафрагма в процессе работы засор етс побочными продуктами электролиза и продолжительность работы электролизера в JTOM случае составл ет в среднем ЗО- +О ч. Срок службы электролизера данной конструкции возрастает на 2-3 пор дка и определ етс только материалом электродов (т.е. скоростью их разрушени ). .electrode as in the case of a cell with a diaphragm. In addition, a reduction in the cost of electricity can be achieved by reducing the flow rate of the liquid, as well as by eliminating the loss of electricity on the diaphragm. Using the cell of the electrolyzer without a diaphragm can significantly increase the uptime. This is due to the fact that the diaphragm clogs with the by-products of electrolysis during operation and the duration of the operation of the electrolyzer in the JTOM case is an average of 30–0 O. The life of the electrolyzer of this design increases by 2–3 times and is determined only by electrodes (i.e., the rate of their destruction). .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864170105A SU1597344A1 (en) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Electrolyzer for treating aqueous solutions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864170105A SU1597344A1 (en) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Electrolyzer for treating aqueous solutions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1597344A1 true SU1597344A1 (en) | 1990-10-07 |
Family
ID=21276226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864170105A SU1597344A1 (en) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Electrolyzer for treating aqueous solutions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1597344A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998040536A1 (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-17 | Harrison Investments Ltd. | Electrochemical installation |
-
1986
- 1986-12-30 SU SU864170105A patent/SU1597344A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 929585, кл. С 02 F Т/ +б, 1970. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998040536A1 (en) * | 1997-03-11 | 1998-09-17 | Harrison Investments Ltd. | Electrochemical installation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2253860A (en) | Electrolytic treatment of water | |
US20200087172A1 (en) | Liquid treatment apparatus | |
JP5069292B2 (en) | Equipment for electrochemical water treatment | |
RU2008129185A (en) | LABORATORY DEVICE FOR OZONOLYSIS OF FLOW TYPE AND METHOD FOR IMPLEMENTING OZONOLYSIS REACTION | |
KR102616663B1 (en) | Reduced water production device and reduced water production method | |
RU2015109C1 (en) | Method and unit for electrochemical treatment of fluids | |
SU1597344A1 (en) | Electrolyzer for treating aqueous solutions | |
JP2603760B2 (en) | De-cyanation apparatus and method for removing cyanide from wastewater | |
KR102711931B1 (en) | Electrolytic bath module for producing hydrogen-water | |
JP2004060011A (en) | Electrolytic ozone water manufacturing apparatus | |
KR102400469B1 (en) | Electrolytic cell and electrode plate for electrolytic cell | |
JP3881866B2 (en) | Oxygen concentration management device | |
KR100533706B1 (en) | manufacturing apparatus of electrolyzed-reduced water | |
US3907654A (en) | Electrolytic cell and process for electrolyzing sodium sulfate | |
JP2011012325A (en) | Electrolytic cell | |
RU2100483C1 (en) | Process of water treatment with sodium hypochlorite and flow electrolyzer to produce sodium hypochlorite | |
US4107020A (en) | Vertical elecrolytic cells | |
SU1634643A1 (en) | Device for electrochemical treatment of liquid | |
JP2731775B2 (en) | Electrolysis method and apparatus using vertical circulation type capillary mercury bundle electrode | |
KR100355955B1 (en) | Apparatus for Generating Microbubbles with Positive Charge by Electrolysis | |
BG62009B1 (en) | Method for chlor-alkaline electrolysis and cell for its implementation | |
CN212127844U (en) | Electrochemistry sewage treatment device | |
JP3097820B2 (en) | How to clean the flowing ammeter | |
JP2000009675A (en) | Water quality detector | |
Sekine et al. | Electrolytic recovery of silver from photographic fixing solutions with a fluidized bed electrode |