Устройство для электрохимической очистки жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки жидкости и может быть использовано для очистки растворов, содержащих коллоидные примеси, и, в частности, сахарсодержащих растворов. Устройство включает цилиндрический корпус из диэлектрического материала с патрубками для подвода и отвода жидкости и расположенные в нем кольцевые анод и катод. Корпус устройства установлен вертикально и снабжен дополнительным патрубком для подвода активированной суспензии сока II сатурации. Анод и катод установлены вертикально. Технический результат: повышение эффекта коагуляции веществ коллоидной дисперсности и высокомолекулярных соединений и создание условий для лучшего отделения коагулянта. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки жидкости и может быть использовано для очистки растворов, содержащих коллоидные примеси и, в частности, сахарсодержащих.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для электрохимической очистки жидкости (патент 2183676 РФ, опубл. 20.06.2002, БИ. №17), состоящее из горизонтально расположенного корпуса цилиндрической формы, выполненного из диэлектрического материала, с патрубками для подачи и отбора очищаемого раствора и установленных горизонтально кольцевых анода и катода. На электроды через клеммы подается стабилизированный по напряжению постоянный ток. Жидкость, предназначенная для очистки, при перемещении через зону анода сначала подкисляется, затем в зоне катода подщелачивается и выходит из устройства с рН, близким к нейтральному.

Очистка раствора осуществляется за счет коагуляции веществ коллоидной дисперсности (ВКД) в их изоэлектрическом состоянии в области анода, где кислая среда формируется при разрядке анионов.

Недостатком устройства является невысокий эффект коагуляций ВКД. Горизонтальное расположение корпуса допускает возможность засорения его коагулятом.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффекта коагуляции ВКД и высокомолекулярных соединений (ВМС) и создании условий для лучшего отделения коагулята.

Этот результат достигается тем, что в предложенном устройстве для электрохимической очистки жидкости, преимущественно сахарсодержащего раствора, включающем цилиндрический корпус из диэлектрического материала с патрубками для подвода и отвода жидкости и расположенные в нем кольцевые анод и катод, корпус установлен вертикально и снабжен дополнительным патрубком для подвода активированной суспензии сока II сатурации, при этом анод и катод также установлены вертикально.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен продольный разрез устройства; на фиг.2 - разрез по А-А.

Устройство для электрохимической очистки жидкости включает вертикально расположенный корпус 1 цилиндрической формы, выполненный из диэлектрического материала с патрубками 2, 3 для подачи, отбора обработанной жидкости и дополнительным патрубком 4 для подвода активированной сгущенной суспензии, установленные вертикально кольцевые анод 5 и катод 6. К корпусу прикреплены через уплотнители 7 клеммы 8 для подачи на электроды постоянного тока, стабилизированного по напряжению.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, предназначенная для очистки, через патрубок 2 подается в устройство до полного заполнения корпуса 1. После этого на анод 5 и катод 6 через клеммы 8 подается стабилизированное напряжение постоянного тока. Обработка жидкости начинается в пространстве перед анодом, где за счет действия постоянного электрического тока происходит ее небольшое подкисление. Затем жидкость проходит зону анода 5, где рН ее снижается до 4,2-5,0 в результате образования кислот при разрядке анионов, при этом ВКД находятся в изоэлектрическом состоянии и коагулируют. Постепенное снижение рН способствует более полной и необратимой коагуляции ВКД. Далее жидкость проходит межэлектродное пространство, куда в качестве центров коагуляции вводятся положительно заряженные частицы карбоната кальция в виде активированной суспензии сока II сатурации. При этом осаждаемые крупные молекулы ВМС и частиц ВКД, имеющие в этой зоне рН максимальный отрицательный заряд, концентрируются вокруг положительно заряженных частиц карбоната кальция. Их коагуляция при дальнейшем повышении рН приводит к тому, что тяжелая частица карбоната кальция оказывается внутри крупного конгломерата, включающего ВКД и ВМС. В зоне катода 6 происходит увеличение рН, так как катионы у поверхности катода 6 взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды. В результате обработанная жидкость, выходящая из корпуса устройства через отводной патрубок 3 на последующую очистку, имеет рН, близкий к нейтральному.

Конструктивные особенности устройства позволяют снизить рН очищаемого раствора сначала при вводе в устройство без воздействия электрического поля (“химический удар”), затем в зоне анода под действием электрического тока. Это способствует созданию в корпусе устройства 1 зон с различными значениями рН среды, где более полно происходит коагуляция различных групп ВКД в их изоэлектрическом состоянии. Далее при переходе в межэлектродное пространство коагулят ВКД стабилизируется при постепенном нарастании рН раствора. Ввод в эту зону центров коагуляции (частиц карбоната кальция) способствует формированию структуры осадка. В зоне катода рН увеличивается и создаются благоприятные условия для восстановительных реакций. В результате постоянного отвода жидкости в устройстве устраняются застойные явления, что препятствует протеканию реакций разложения компонентов жидкости.

Для сахарсодержащих растворов целесообразно проводить обработку в предлагаемом устройстве при следующих условиях:

Температура жидкости,

поступающей на очистку 55-60С

Напряженность электрического

поля 4,4 В/см

Продолжительность

электрообработки 1-2 мин

Устройство позволяет удалить из сахарсодержащего раствора вещества коллоидной дисперсности и другие несахара, при этом эффект удаления ВКД возрастает по сравнению с известным на 15% при увеличении общего эффекта очистки на 14%. Предложенное устройство способствует интенсификации процесса очистки, более эффективному использованию рабочего объема устройства, повышает надежность и эффективность удаления примесей из очищаемой жидкости.

Формула изобретения

Устройство для электрохимической очистки жидкости, включающее цилиндрический корпус из диэлектрического материала с патрубками для подвода и отвода жидкости и расположенные в нем кольцевые анод и катод, отличающееся тем, что корпус установлен вертикально и снабжен дополнительным патрубком для подвода активированной суспензии сока II сатурации, при этом анод и катод установлены вертикально.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2