Элемент проточный электрохимический модульный ПЭМ-7
элемент ПЭМ-7, 2002 год
Электрохимическая модульная ячейка для обработки водных растворов, установка для получения продуктов анодного окисления раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов.
Патент РФ № 2176989. Заявлен 01.11.2000, опубликован 20.12.2001.
Авторы: Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Леонов Б.И., Паничева С.А.
Элемент ПЭМ-7 представляет собой миниатюрный диафрагменный электролизер с коаксиально установленными электродами и диафрагмой. Внешний электрод элемента ПЭМ-7 является катодом и изготовлен из титана. Внутренний электрод (анод) также изготовлен из титана. На поверхность анода по оригинальной технологии нанесено анодное покрытие. Особо стойкое анодное покрытие анода в сравнении с известными электродами ОРТА при прочих равных условиях работы имеет ресурс работы в 800 – 1500 раз больший. Опыт непрерывной, в течение пяти лет, эксплуатации анодов в установке АКВАХЛОР показал полное отсутствие признаков износа оригинального анодного покрытия. Изношенное анодное покрытие легко заменить на новое, поскольку сам анод в процессе работы не подвержен электрохимическому износу: рабочее напряжение на элементе ПЭМ-7 недостаточно для пробоя защитной оксидной пленки. Керамическая диафрагма в элементе ПЭМ-7 изготовлена из оксидов циркония, алюминия и иттрия, обладает исключительной стойкостью к действию кислот, щелочей, окислителей, восстановителей, выдерживает давление на разрыв до 5 атм, имеет неограниченный ресурс работы. Очистка диафрагм в процессе работы установки АКВАХЛОР не требуется, если для питания установок используется умягченный солевой раствор. При использовании солевого раствора с солями жесткости необходима периодическая очистка диафрагмы 5%-ным раствором соляной кислоты. Очистка производится путем промывки реактора установки АКВАХЛОР без какой-либо его разборки в течение 15 – 30 минут.
Напряжение на единичном элементе ПЭМ-7 в процессе работы может быть в пределах от 2,8 до 4,5 вольта при силе тока от 20 до 35 ампер и минерализации исходного солевого раствора от 200 до 250 - 300 г/л. Степень разложения соли при всех режимах работы составляет 99,3 – 99,8 %. В связи с этим, реальный удельный расход соли на производство оксидантов в установке АКВАХЛОР приблизительно равен 1,7 грамм на 1 грамм оксидантов.
При силе тока 23 – 24 ампера элемент ПЭМ-7 вырабатывает 30 г/ч оксидантов (в пересчете на молекулярный хлор), напряжение на нем близко к 2,8 – 2,9 В, а удельный расход электроэнергии - около 2 кВт на 1 кг оксидантов (хлора). В этом режиме доля молекулярного хлора в выделяющемся газе составляет 98 - 99%.
Электрохимический реактор установки Аквахлор-50 представлен двумя элементами ПЭМ-7. В 2002 году установки Аквахлор были разрешены Госсанэпиднадзором России в качестве систем, обеспечивающих дезинфекцию питьевой воды, воды плавательных бассейнов, обеззараживание сточных вод. Производительность установки по оксидантам - 50 г/ч (50 куб.метров в час по обеззараженной воде), потребляемая электрическая мощность - 100 Вт.