vitold@bakhir.ru
+7 (495) 774-6226, +7 (495) 774-8668
Электрохимические системы и технологии Витольда Бахира

2-й период, 1976 – 1985 гг.: разработка проточных электрохимических диафрагменных реакторов с коаксиальными электродами

Реакторы установок УЭВ с плоскими электродами не могли ни по производительности, ни по экономичности, ни по функциональным параметрам воды (католита, анолита) конкурировать с коаксиальными реакторами. Уже первые примитивные конструкции реакторов с коаксиальным размещением электродов – стержневой анод, брезентовая диафрагма (пожарный шланг) и трубчатый внешний катод (рис. 2) показали, что один реактор такого типа, работающий при напряжении 20 вольт и токе 500 ампер может обеспечить производительность 5 м. куб. в час как по католиту, так и по анолиту, что было равно производительности установки УЭВ-10 (рис. 1), реактор которой при суммарном токе 800 ампер и напряжении 36 вольт обеспечивал несколько худшие технологические параметры анолита и католита. Причина различий в «пятнистой» электропроводности, которая характерна для всех без исключения реакторов с плоскими электродами, работающих на разбавленных водно-солевых растворах. Отрицательный эффект «пятнистой» электропроводности тем выше, чем минерализация ниже. Ташкент, СредАзНИИГаз, 1977.

Установка УЭВ-10
Первые конструкции реакторов с коаксиальным размещением электродов

Разработка и промышленные испытания различных вариантов реакторов с коаксиальным размещением электродов и диафрагмы позволили определить оптимальные соотношения размеров и формы электродных камер, приблизиться к пониманию важнейшей роли физико-химических, механических и фильтрационных свойств диафрагмы. Диафрагмы в первых вариантах реакторов изготавливались из брезента (бельтинга), однако, по мере накопления опыта работы, диафрагмы становились механически более жесткими – от хлорина на каркасе до специального пористого асбоцемента. Туркмения, Узбекистан, 1977.



Установка УЭВ-4 для получения электрохимически активированной воды, использующейся в процессах приготовления и обработки бурового раствора, водоподготовки для систем охлаждения установок подготовки газа, компрессорных станций магистральных газопроводов. Шесть гидравлически параллельно соединенных проточных электрохимических реакторов с коаксиальным размещением электродов и диафрагмы. Аноды — графитовые стержни диаметром 100 мм и длиной 900 мм, диафрагма — хлориновая ткань на винипластовом каркасе. Межэлектродное расстояние 10 мм. Производительность по католиту – 25 000 л/ч, по анолиту – 5 000 л/ч, сила тока 1 200 А, напряжение — 30 В. Таких установок Кокандский завод «Большевик» выпустил более тысячи в период с 1977 по 1980 годы.

Установки УЭВ-4 на буровых ПО «Узбекгазпром» и ВПО «Туркменгаз-пром» позволяли экономить до 30 – 40 % химреагентов, увеличивали срок службы дизелей в 5 – 15 раз. Туркмения, Узбекистан, 1978.




Установки УЭВ-4 применялись не только в технологических процессах бурения и добычи нефти и газа, но также в процессах транспорта газа (охлаждение газомоторкомпрессоров газопровода «Бухара-Урал» умягченной водой), для замачивания семян хлопчатника перед посевом (рис. 2, 3), что позволяло увеличить урожайность на 15 – 20 % за счет ускорения прорастания, уничтожения заболеваний хлопчатника (вилт), стимулирования роста и развития растений. Установки УЭВ-4 также применялись в процессах подземной газификации углей (г. Ангрен) для очистки воды от фенолов и других токсичных продуктов газификации, в системе скрубберной очистки дымовых газов сталеплавильных печей (г. Горловка), в технологии защиты трубопроводов от коррозии при перекачке химически агрессивных подземных вод (ПО «Нижневартовскнефтегаз), в технологии выщелачивания урана путем приготовления рабочего раствора серной кислоты с концентрацией, уменьшенной втрое, на анолите пластовой воды, что обеспечивало увеличение извлечения урана на 5 – 7 % (Ленинабадский горно-химический комбинат). Узбекистан, 1979.



Лабораторные электрохимические проточные реакторы с коасиальной диафрагмой из пористого поливинилхлорида и стеклографитовыми электродами (рис. 1). Проточный электрохимический реактор (рис. 2) с коаксиальной диафрагмой из пористого полипропилена для получения электрохимически активированных анолита и католита пресной воды, разбавленных водных растворов электролитов. Анод реактора — пирографитовый стержень диаметром 80 мм и длиной 300 мм, катод — нержавеющая сталь. Сила тока — до 60 А, напряжение — до 170 В.
Лабораторный реактор для электрохимической обработки дистиллированной воды в протоке. Ташкент, СредАзНИИГаз, 1978 (рис. 3).

Лабораторные электрохимические проточные реакторы с коасиальной диафрагмой из пористого поливинилхлорида и стеклографитовыми электродами
Проточный электрохимический реактор
Лабораторный реактор для электрохимической обработки дистиллированной воды в протоке

Лабораторные проточные электрохимические реакторы ЭЛХА-035 (рис. 1) и ВЭЛХА-03 (рис. 2), снабженные электродами из графита МПГ-6 и разделительными диафрагмами из ультрафильтрационной фторопластовой пленки с сепараторами из поливинилхлоридной сетки. Межэлектродное расстояние равно 3 мм, производительность по анолиту и католиту пресной (до 1 г/л) воды – по 15 литров в час при токе 3,5 ампера и напряжении 30 вольт. Реактор ВЭЛХА – 03 мог работать не только на минерализованной воде, но также на дистиллированной воде, бензине или масле. При этом рабочее напряжение на электродах составляло от 5 до 25 киловольт при токе от 5 до 20 мА. Такие лабораторные реакторы использовались для выполнения исследовательских работ в различных организациях. Ташкент, СредАзНИИГаз, 1979.

Лабораторные проточные электрохимические реакторы ЭЛХА-035
Лабораторные проточные электрохимические реакторы ВЭЛХА-03

Лабораторные погружные электрохимические реакторы для униполярной электрохимической обработки жидкостей в емкостях. Вспомогательный электрод этих реакторов, защищенный диафрагмой, имел собственный циркуляционный контур электролита. Ташкент, 1978




Цех электрохимического синтеза гуматных реагентов (ЦЭСГР). Данный цех был разработан и построен в 1980 г. в пос. Караул-Базар Бухарской области силами сотрудников СРЕДАЗНИИГАЗа: лаборатории внедрения электрохимической техники (зав. лаб. Ю.Задорожний) и лаборатории электротехнологии (зав. лаб. В.М. Бахир). Производительность цеха — 25 тонн пастообразного углещелочного электрохимически активированного реагента (УЩР-А) за смену. Гуматный реагент УЩР-А из этого цеха поступал на буровые Бухарского управления буровых работ и обеспечивал экономию по каждой скважине до 60 % всех средств на приготовление и обработку бурового раствора. Основное оборудование цеха – электрохимические реакторы для получения католита пластовой воды суммарной производительностью 10 м. куб. в час (рис. 1) и электрохимические реакторы для обработки пульпы реагента производительностью 2 м. куб. в час каждый (рис. 2) также изготовлены сотрудниками СредАзНИИГаза. Пос. Караул-Базар, 1980.


Рис. 1 — лабораторный проточный диафрагменный электрохимический реактор – первый в серии реакторов с керамической коаксиально установленной диафрагмой и прототип промышленных реакторов большой производительности. Анод реактора — пирографитовый стержень диаметром 80 мм и длиной 300 мм, катод — нержавеющая сталь, диафрагма — алундовая керамика. Сила тока — до 60 А, напряжение — до 170 В. Ташкент, СРЕДАЗНИИГАЗ, 1979.
Рис. 2, 3 — установка ЭЛХА-002 для получения анолита и католита из водопроводной (питьевой) воды. Катод — моноблок из графита диаметром 600 мм и длиной 1000 мм с семью продольными каналами диаметром 120 мм для фиксирования диафрагм из алундовой керамики и размещенными внутри каждой диафрагмы анодами из графита с покрытием диоксидом марганца. Производительность установки — 1000 литров в час католита и 600 литров в час анолита. Сила тока — до 500 А, напряжение — до 170 В. г. Ташкент, УзПтицепром, 1984.

лабораторный проточный диафрагменный электрохимический реактор
установка ЭЛХА-002 для получения анолита и католита из водопроводной (питьевой) воды
установка ЭЛХА-002 для получения анолита и католита из водопроводной воды

Экспериментальная установка для исследования электрохимического процесса очистки природного газа от сероводорода на месторождении Сарыташ. Установка изготовлена силами сотрудников СРЕДАЗНИИГАЗа: лаборатории внедрения электрохимической техники (зав. лаб. Ю.Г. Задорожний) и лаборатории электротехнологии (зав. лаб. В.М. Бахир). Установка продемонстрировала возможность уменьшить расходы на очистку низкосернистого природного газа от сероводорода приблизительно в пять раз по сравнению с традиционной технологией (моноэтаноламиновый способ). Каршинская обл., 1983.

Экспериментальная установка для исследования электрохимического процесса очистки природного газа от сероводорода

Экспериментальная установка для исследования электрохимического процесса очистки природного газа от сероводорода (процесс «ТАШКЕНТ») на Мубарекском заводе газовой серы. Установка изготовлена силами сотрудников СРЕДАЗНИИГАЗа: лаборатории внедрения электрохимической техники (зав. лаб. Ю.Г. Задорожний) и лаборатории электротехнологии (зав. лаб. В.М. Бахир). Установка продемонстрировала возможность уменьшить расходы на очистку природного высокосернистого газа от сероводорода приблизительно в три раза по сравнению с традиционной технологией (моноэтаноламиновый способ). Каршинская обл., 1984.

Экспериментальная установка для исследования электрохимического процесса очистки природного газа от сероводорода

Рис. 1 — первый опытный образец аппарата ЭСПЕРО для получения небольшого количества анолита (0,3 л) и католита (0,5 л) питьевой воды. Разработан и изготовлен в 1985 году В.М. Бахиром и Ю.Г. Задорожним.
Рис. 2, 3, 4 — опытный образец аппарата ЭСПЕРО для получения активированного анолита и католита, разработанный и изготовленный В.М. Бахиром и Ю.Г. Задорожним в 1986 году в НПО «ВОСТОК». В отличие от первого образца 1985 года аппарат снабжен таймером. Значительно усовершенствован анод. Ташкент, 1986.
Рис. 5 — бытовой электроактиватор для получения небольшого количества электрохимически активированного католита питьевой воды. Разработан В.М. Бахиром и Ю.Г. Задорожним по договору с ЦНИИАГ МОП СССР. В данной конструкции применен погружной электрохимический реактор с платинированным титановым вспомогательным электродом, титановым катодом и полимерной (полисульфоновой) диафрагмой на каркасе. Москва, ЦНИИАГ, 1988.

первый опытный образец аппарата ЭСПЕРО
опытный образец аппарата ЭСПЕРО для получения активированного анолита и католита
опытный образец аппарата ЭСПЕРО для получения активированного анолита и католита
опытный образец аппарата ЭСПЕРО для получения активированного анолита и католита
бытовой электроактиватор для получения небольшого количества электрохимически активированного католита питьевой воды