Generátor chlornanu sodného

Generátor chlornanu sodného pracuje na chemickém procesu elektrochlorace, který využívá vodu, kuchyňskou sůl a elektřinu k výrobě chlornanu sodného (NaOCl). Roztok solanky (nebo mořská voda) se nechá protékat elektrolyzérem, kde prochází stejnosměrný proud, který vede k elektrolýze. To okamžitě produkuje chlornan sodný, což je silný dezinfekční prostředek. Ten se poté dávkuje do vody v požadované koncentraci, aby se voda dezinfikovala nebo aby se zabránilo tvorbě řas a biologickému znečištění.

Princip fungováníGenerátor chlornanu sodného

V elektrolyzéru proud prochází anodou a katodou v solném roztoku. který je dobrým vodičem elektřiny, a tak elektrolyzuje roztok chloridu sodného.

Výsledkem je chlór (Cl₂) plyn vzniká na anodě, zatímco hydroxid sodný (NaOH) a vodík (H₂) na katodě vzniká plyn.

Reakce, které probíhají v elektrolytické cele, je

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

Chlor dále reaguje s hydroxidem za vzniku chlornanu sodného (NaOCl). Tato reakce může být zjednodušena následujícím způsobem

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂Ó

Vytvořený roztok má hodnotu pH mezi 8 a 8,5 a maximální ekvivalentní koncentraci chloru nižší než 8 g/l. Má velmi dlouhou životnost, díky čemuž je vhodný pro skladování.

Po nadávkování roztoku do vodního toku není nutná žádná korekce hodnoty pH, jak je často vyžadováno u chlornanu sodného vyráběného membránovou metodou. Roztok chlornanu sodného reaguje v rovnovážné reakci, jejímž výsledkem je kyselina chlorná

NaClO + H₂O = NaOH + HC1O

K výrobě 1 kg ekvivalentu chlóru pomocí místního generátoru chlornanu sodného je zapotřebí 4,5 kg soli a 4 kilowatthodiny elektřiny. Konečný roztok obsahuje přibližně 0,8 % (8 gramů/litr) chlornanu sodného.

Charakteristika generátoru chlornanu sodného

1. Jednoduchý:Vyžaduje se pouze voda, sůl a elektřina
2. Netoxický:Běžná sůl, která je hlavní látkou, je netoxická a snadno skladovatelná. Elektrochlorátor poskytuje sílu chlóru bez nebezpečí skladování nebo manipulace s nebezpečnými materiály.
3. Nízké náklady:k elektrolýze je potřeba pouze voda, kuchyňská sůl a elektřina. Celkové provozní náklady elektrochlorátoru jsou nižší než u konvenčních metod chlorace.
4. Snadné dávkování pro dosažení standardní koncentrace:Chlornan sodný generovaný na místě se nerozkládá jako komerční chlornan sodný. Dávkování proto není nutné denně upravovat na základě síly hypo roztoku.
5. Schválená metoda dezinfekce vyhovující předpisům pro pitnou vodu– alternativa s menšími požadavky na bezpečnost k systémům na bázi plynného chlóru.
6. Dlouhá životnostve srovnání s elektrolýzou membránových článků
7. Generování chlornanu sodného na místě umožňuje obsluze vyrábět pouze to, co je potřeba a kdy je to potřeba.
8. Bezpečné pro životní prostředí:Ve srovnání s 12,5% chlornanem sodným snižuje použití soli a vody emise uhlíku na 1/3. Hypo roztok o koncentraci nižší než 1% produkovaný naším systémem je neškodný a nepovažuje se za nebezpečný. To se promítá do omezení školení v oblasti bezpečnosti a zlepšení bezpečnosti pracovníků.

Reakční nádrž pro výrobu chlornanu sodného: Chlornan sodný generovaný na místě pomocí syntetické solanky nebo mořské vody je velmi účinný při ochraně zařízení před růstem mikroorganického znečištění a kontrole řas a korýšů. Kompaktní elektrochlorátory vyrobené společností FHC jsou ideální pro dezinfekci vody během katastrof, jako jsou zemětřesení, povodně nebo epidemie. Elektrochlorátory jsou určeny pro venkovskou a vesnickou „point-of-use“ dezinfekci pitné vody.

Výhody generátoru chlornanu sodného na místě

I když je ekonomický aspekt hlavní výhodou při použití chlornanu sodného generovaného na místě oproti použití jiných forem chlorace, technické výhody jsou ještě větší.

Následují některé z problémů spojených s používáním komerčního kapalného chlornanu sodného. Ty mají vysokou koncentraci (10-12 %) aktivního chloru. Ty se vyrábějí probubláváním plynného chlóru v hydroxidu sodném (hydroxid sodný). Běžně se jim také říká kapalný chlor.

KorozeKoroze způsobená komerčně vyráběným chlornanem je problematická kvůli jeho vlivu na zařízení. 10 až 15% roztok chlornanu je velmi agresivní díky vysokému pH a koncentraci chloru. Vzhledem ke své agresivní povaze bude roztok chlornanu využívat oslabená místa v potrubním systému chlornanu a může způsobit netěsnosti. Takže použití místního generátoru chlornanu sodného je moudrá volba.

Tvorba vodního kamene Tvorba vodního kamene uhličitanu vápenatého je dalším problémem při použití komerčního kapalného chlornanu pro chloraci. Komerční kapalný chlornan má vysoké pH. Když se roztok chlornanu s vysokým pH smíchá s ředicí vodou, zvýší se pH smíšené vody nad 9. Vápník ve vodě bude reagovat a vysrážet se jako usazeniny uhličitanu vápenatého. Položky, jako jsou potrubí, ventily a rotametry, se mohou zvětšit a přestanou správně fungovat. Doporučuje se, aby se komerční kapalný chlornan neředil a aby se v systému používalo nejmenší potrubí, které průtok dovolí.

Výroba plynu Dalším problémem komerčního chlornanu je výroba plynu. Chlornan časem ztrácí sílu a při rozkladu vytváří plynný kyslík. Rychlost rozkladu se zvyšuje s koncentrací, teplotou a kovovými katalyzátory.

Osobní bezpečnost Malý únik v přívodním potrubí chlornanu by vedl k odpařování vody a následně k uvolňování plynného chlóru.

Tvorba chlorečnanu Poslední oblastí zájmu je možnost tvorby chlorečnanových iontů. Chlornan sodný se časem degraduje a tvoří chlorečnanový iont (ClO3-) a kyslík (O₂). Degradace roztoku chlornanu je závislá na síle roztoku, teplotě a přítomnosti kovových katalyzátorů.

Rozklad komerčního chlornanu sodného lze vytvořit dvěma hlavními způsoby:
A). Tvorba chlorečnanů díky vysokému pH, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Ztráta odpařováním chloru v důsledku zvýšení teploty.

Proto pro jakoukoli danou pevnost a teplotu po určitou dobu bude mít produkt s vyšší pevností nakonec nižší dostupnou pevnost chloru než produkt s nižší pevností, protože rychlost jeho rozkladu je vyšší. Výzkumná nadace American Water Works Association (AWWARF) dospěla k závěru, že rozklad koncentrovaného bělidla (NaOCl) je nejpravděpodobnějším zdrojem produkce chlorečnanu. Vysoká koncentrace chlorečnanu v pitné vodě se nedoporučuje.

Srovnávací tabulka chloru

A teď, jaký je ideální dezinfekční prostředek?

• Plynný chlor— Manipulace s ním je příliš nebezpečná a není bezpečná v obytných oblastech. Většinou nejsou k dispozici.
• Bělicí prášek— Chlornan vápenatý je účinný, ale celý proces míchání, usazování a likvidace kalu je velmi chaotický a těžkopádný. Tím je celá oblast špinavá. Kromě toho bělicí prášek absorbuje vlhkost během monzunu nebo ve vlhkém prostředí a uvolňuje plynný chlór, takže bělicí síla ztrácí svou sílu.
• Tekuté bělidlo— Velmi účinný je kapalný chlor nebo chlornan sodný. Je v tekuté formě, takže manipulace je velmi snadná. Ale komerčně dostupný kapalný chlor je nejen drahý, ale časem ztrácí svou sílu a stává se vodou. Nebezpečí rozlití je častým problémem.
• Elektro chlorátor-Velmi efektivní, ekonomický, bezpečný a snadno se připravuje a používá. Jedná se o nejnovější technologii používanou ve většině zemí.