Эффективные методы очистки технических вод машиностроительного производства (стр. 9 из 19)

Возможные технологические схемы процесса получения растворов гипохлорита натрия зависит от вида исходного раствора хлоридов, требуемой концентрации активного хлора в готовом продукте, территориального расположения объекта, на котором производится гипохлорит натрия, стоимости электроэнергии и соли.

Наиболее простой схемой электролизной установки с минимальными возможными капитальными затратами является схема, при которой в качестве рассолов используют природные электролиты – подземные минерализованные и морские воды. В этом случае, как показывают расчеты, эксплуатационные расходы определяются в основном затратами электроэнергии, поэтому с целью снижения энергетических затрат процесс целесообразно вести в направлении получения слабоконцентрированных растворов гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 0,2-1 г/л. При реализации такой схемы на практике электролит без какой-либо предварительной обработки с заданным расходом подается на электролизную установку, а затем в бак накопитель гипохлорита натрия или прямо в обрабатываемые системы.

В определенных условиях при работе электролизеров на морской воде по санитарно-гигиеническим соображениям требуется применение растворов гипохлоритов с более высоким содержанием активного хлора (до 3-3,5 г/л). Однако очевидно, что применение таких установок ограничено районами, расположенными в прибрежных зонах, и подземные минеральные воды могут использоваться только в тех случаях, когда вблизи очистных сооружений находятся пробуренные скважины многоцелевого назначения. В связи с вышесказанным, наибольшее распространение нашли установки, работающие на растворах поваренной соли.

Технологические схемы электролизных установок, работающих на растворах поваренной соли, могут быть как проточные, так и с системой рециркуляции.

Основное отличие режимных параметров проточных электролизёров от параметров электролизёров периодического действия заключается в том, что в первом случае процесс электролиза можно полагать стационарным, не зависящим от времени. При этом, если расход рассола, подаваемого на электролиз, и токовая нагрузка на электролизёр остаются постоянными, то сохраняется неизменной и концентрация раствора гипохлорита натрия, отводимого из электролизёра.

В электролизёрах периодического действия концентрация гипохлорита натрия зависит от времени, прошедшего с начала электролиза.

При использовании проточных электролизёров появляется возможность сократить затраты на обслуживание установок, т. к. здесь значительно легче управлять процессом.

При применении проточных электролизёров наиболее сложной задачей в обслуживании является обеспечение непрерывной подачи раствора поваренной соли на электролизёры.

В случае применения электролизёров периодического действия обслуживающий персонал должен значительно больше затрачивать времени на организацию процесса в связи с тем, что он вынужден несколько раз в сутки заполнять электролизёры раствором и сливать из них гипохлорит натрия.

Эта причина по-видимому обуславливает преимущественное применение электролизёров проточного типа за рубежом.

В зависимости от вида используемого сырья электролизные установки можно разделить на установки для прямого электролиза, для электролиза искусственно приготовленного раствора, для электролиза природных рассолов. В первом случае гипохлорит натрия получают из хлоридов, содержащихся в небольших концентрациях в обрабатываемой воде, а в двух последних для этой цели используют более концентрированные растворы поваренной соли.

Рис.2.1. Технологическая схема проточного электролизера

1 – проточный трубчатый электролизер

2 – блок питания

3 – емкость приготовления концентрированного раствора соли

4 – мешалка

5 – шаровой вентиль

6 – регулировочные клапаны

7 – насос дозатор соляного раствора

8 – сепаратор

9 – емкость раствора гипохлорита натрия

10 – реле протока жидкости

11 – манометр

12 – вентилятор

13 – реле протока воздуха

Расход поваренной соли у прямоточных установок, как правило, несколько больше, чем у рециркуляционных. Однако их оформление и условия эксплуатации значительно проще. Поэтому такие аппараты зачастую используют на объектах небольшой пропускной способности, когда некоторый перерасход соли оправдан простой их конструкции и обслуживания.

В последние годы прямоточные схемы находят распространение и на очистных сооружениях и со значительной суточной потребностью в активном хлоре. В этих схемах используются электролизеры с окисно-металлическими анодами, способными эффективно работать даже при концентрации раствора поваренной соли всего 12-25 мг/л. При столь невысоком содержании хлоридов в исходном электролите экономически оправданная степень разложения соли достигается без применения каких-либо дополнительных устройств в виде рециркуляционных насосов, систем охлаждения и т.п.

Таблица 3

Размеры помещений в зависимости от типа установки

Показатель	Значения показателей при типовом номере электролизера
	1	1,5	2	5	10	15	20	25	30
Производительность по активному хлору, кг/ч	1,2	1,5	2	5	10	15	20	25	30
Размеры здания h*l, м	2*2	2*2,5	2*2,5	2,5*3,5	3*5	4*7	5*7,5	6*6	6*6,5

Технологическая схема электролизера циклического действия более сложная по сравнению со схемой проточного электролизера. Поэтому она применяется, как правило, в тех случаях, когда требуется наиболее полное использование поваренной соли, а также при необходимости получения растворов гипохлоритов с повышенным содержанием активного хлора.

Концентрированный раствор поваренной соли из емкости мокрого хранения насосом подается в емкость рабочего раствора, где происходит разбавление соли водопроводной водой до рабочей концентрации, а затем – в электролизер. В процессе электролиза происходит нагрев электролита, поэтому необходима постоянная вентиляция.

Рис.2.2.Технологическая схема электролизера циклического действия

1 – электролизная емкость

2 – насос перекачивающий

3 – трубчатый электролизер

4 – блок питания ( выпрямитель)

5 – шаровые вентили

6 – емкость мокрого хранения соли

7 – емкость рабочего раствора соли

8 – узел кислотной промывки

9 - емкость раствора гипохлорита натрия

10 – дозирующее устройство

11 – вентиляционная установка

Таблица 2.4.

Основные технико-экономические показатели трубчатых электролизеров “ХлорЭл”

№	Наименование показат	Модификация трубчатого электролизера ХлорЭл
		РГ001/800	РГ001/1150	РГ 001/1500	РГ 001/2000
1	Режим работы	Прот-непр	Прот-непр	Прот-непр	Прот-непр
2	Рабочая концентрация Раствора NaCl, г/дм3	20+/- 2	20+/- 2	20+/-2	40+/-4
3	Удельный расход эл.эн на электролиз,кВт-ч/кг	6,5	6,5	6,5	4,2
4	Материал анода	ОРТА	ОРТА	ОРТА	ОРТА
5	Материал катода	титан	титан	титан	титан
6	Удельный расход NaCl, кг/кга.х.	3,3	3,3	3,3	5,0
7	Рабочая плотность тока, А/дм2	100	100	100	100
8	Ресурс работы анодного покрытия, ч	2000	2000	2000	2000
9	Ресурс работы электродов, не менее, лет	10	10	10	10
10	Производительность по активному хлору, г/ч	800	1150	1500	2000

Достоинства электролитического гипохлорита натрия как эффективного бактерицидного агента, простота и надежность электролизных установок, а также заинтересованность потребителей в применении безопасного электрохимического метода обеззараживания воды привели к созданию огромного числа самых разнообразных по своей конструкции электролизеров.

Лучшими зарубежными образцами установок являются «Sanilec» (Diamond shamrock corporation), «Pepcon» (Pacific engineering and Production company of Nevada)

Так, например, фирмой « Diamond Shamrock Corporation» разработан ряд электролизеров. Наибольшее распространение поличила установка «Saniles», которая может работать при сипользовании как растворов поваренной соли, так и морской воды.

Установка «Saniles», работающая на поваренной соли, состоит из электролизера, выпрямителя, системы автоматической полачи рассола, емкостей для хранения рассола и гипохлорита натрия, умягчитеоя воды и элементов автоматического контроля за показателями работы.

Электролизер выполнен в виде корпуса прямоугольного сечения с расположенным в нем электродным пакетом. Аноды – малоизнашивающиеся стабильные электроды с активным покрытием из окислов драгоценного металла, катоды – титановые. Вся аппаратура изготовлена из таких коррозионно-устойчивых материалов, как титан, нержавеющая сталь, фторопласт и т.п.

Установка работает следующим образом. В растворном баке приготовляется концентрированный раствор поваренной соли, который насосом подается в смеситель, где разбавляется водой до 3%-ного содержания NaCl, а затем в - электролизер. Полученный гипохлорит натрия поступает в газоопределитель, собирается в емкости-хранилище и оттуда дозируется в обрабатываемую воду. Концентрация активного хлора в готовом продукте в среднем составляет в г/л. При необходимости она может быть несколько увеличена.