Устройство для электрохимической обработки воды

Патент РФ № 2078737. Заявлен 26.05.1994, опубликован 10.05.97.

Бахир В.М. и Задорожний Ю.Г.

Проточный электрохимический модульный реактор - элемент ПЭМ-3. Элемент ПЭМ-3, несмотря на схожесть с элементом ПЭМ-2 в идеологии применения в электрохимических системах, с позиций техники представляет собой совершенно новое изделие, имеющее существенные отличия от прототипа - элемента ПЭМ-2. Элемент ПЭМ-3, в отличие от элементов ПЭМ-2 и ПЭМ-1, свободен от проблем, возникающих в связи с наличием биполярных участков на поверхности внешнего электрода, а также превосходит элементы ПЭМ-1 и ПЭМ-2 по механической, гидравлической и электрохимической надежности и долговечности. В нижеследующей таблице приведены основные отличия между элементами ПЭМ-1, ПЭМ-2 и ПЭМ-3, которые показывают преимущества элемента ПЭМ-3 как серийного стандартного изделия универсального назначения для различных типов электрохимических систем.

Характерным является следующая особенность элемента ПЭМ-3 и реакторов РПЭ из блоков этих элементов. Элементы ПЭМ-3 могут быть использованы для реализации любых технологических процессов, разработанных для элементов ПЭМ-1 и ПЭМ-2. При этом обеспечивается улучшение технико-экономических показателей этих процессов. Однако, элементы ПЭМ-1 и ПЭМ-2 не могут быть использованы в технологических схемах, разработанных с применением элементов ПЭМ-3 либо в силу причин, которые делают такую замену технически и технологически невозможной, либо потому, что технико-экономические показатели процессов, реализованных с помощью элементов ПЭМ-1 или ПЭМ-2, оказываются хуже, чем при использовании элементов ПЭМ-3.

 

Основные технические и технологические отличия элементов ПЭМ-1, ПЭМ-2 и ПЭМ-3

Технические и технологические характеристики

ПЭМ-1

ПЭМ-2

ПЭМ-3

Масса элемента ПЭМ, г

220

200

130

Количество уплотнительных колец, шт.

10

10

4

Количество анодных втулок, шт.

2

2

2

Количество катодных втулок, шт.

0

0

2

Количество коллекторов, шт.

2

2

0

Сложность сборки элемента ПЭМ

высокая

средняя

низкая

Сложность сборки реакторов типа РПЭ-Л

средняя

средняя

низкая

Компактность реактора РПЭ-Л

удовл.

удовл.

хорошая

Сложность сборки реакторов типа РПЭ-М

высокая

средняя

низкая

Компактность реакторов типа РПЭ-М

неудовл.

неудовл.

хорошая

Сложность сборки реакторов типа РПЭ-Ф

высокая

высокая

низкая

Компактность реакторов типа РПЭ-Ф

неудовл.

неудовл.

хорошая

Возможность сборки реакторов типа РПЭ-С

нет

нет

есть

Возможность изменения взаиморасположения входных и выходных штуцеров поворотом головок и (или) втулок вокруг оси

нет

нет

есть

Вероятность повреждения диафрагмы при разборке

высокая

высокая

нет

Возможность замены внутреннего электрода без извлечения диафрагмы

нет

нет

есть

Опасность электрохимической эрозии анода в зоне ввода (отвода) жидкости в электродную камеру наружного электрода

высокая

средняя

нет

Опасность индуцированной поляризации внешней поверхности наружного электрода

высокая

средняя

нет

Вероятность уменьшения концентрации гетерофазных структур-носителей активных заряженных частиц в зонах изменения конфигурации силовых линий электрического поля (в выходных отверстиях внешнего электрода)

высокая

средняя

нет

Точность коаксиальной установки диафрагмы в межэлектродном пространстве

низкая

низкая

высокая

Гарантия герметичности разобщения электродных камер диафрагмой при сборке

нет

нет

есть

Возможность самопроизвольного смещения диафрагмы в результате деформации уплотнительных колец под влиянием факторов электрохимического процесса

есть

есть

нет

Вероятность деформации, охрупчивания и уменьшения электрокаталитической активности катода в результате наводораживания

высокая

высокая

нет

Наличие критических зон блокирования конвективного протока жидкости в камере внешнего электрода (три фазы “пузырьки газа-заряженный металл-жидкость” в узких зазорах у входа и выхода)

есть

есть

нет

Теплообмен с окружающей средой

хороший

хороший

отличный

В процессе дальнейшей практической работы с элементами ПЭМ-3, начало формироваться понимание, что именно с момента создания надежного, универсального и удобного в эксплуатации электрохимического реактора, начинается технология электрохимической активации в частности и технология “персональной” прикладной электрохимии вообще.