Γεννήτρια υποχλωριώδους νατρίου

Η γεννήτρια υποχλωριώδους νατρίου λειτουργεί στη χημική διαδικασία ηλεκτροχλωρίωσης που χρησιμοποιεί νερό, κοινό αλάτι και ηλεκτρισμό για την παραγωγή υποχλωριώδους νατρίου (NaOCl). Το διάλυμα άλμης (ή το θαλασσινό νερό) ρέει μέσω ενός στοιχείου ηλεκτρολύτη, όπου διέρχεται συνεχές ρεύμα που οδηγεί σε Ηλεκτρόλυση. Αυτό παράγει ακαριαία υποχλωριώδες νάτριο που είναι ένα ισχυρό απολυμαντικό. Στη συνέχεια χορηγείται σε νερό στην απαιτούμενη συγκέντρωση για την απολύμανση του νερού ή για την πρόληψη του σχηματισμού φυκιών και της βιολογικής ρύπανσης.

Λειτουργική Αρχή τουΓεννήτρια υποχλωριώδους νατρίου

Στην Ηλεκτρόλυση, το ρεύμα διέρχεται από την άνοδο και την κάθοδο στο διάλυμα άλατος. που είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, ηλεκτρολύοντας έτσι το διάλυμα χλωριούχου νατρίου.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χλώριο (Cl₂) αέριο που παράγεται στην άνοδο, ενώ υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και υδρογόνο (Η₂) παράγεται αέριο στην κάθοδο.

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο ηλεκτρολυτικό στοιχείο είναι

2NaCl + 2Η₂O = 2NaOH + Cl₂ + Η₂

Το χλώριο αντιδρά περαιτέρω με το υδροξείδιο για να σχηματίσει υποχλωριώδες νάτριο (NaOCl). Αυτή η αντίδραση μπορεί να απλοποιηθεί με τον ακόλουθο τρόπο

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂Ο

Το διάλυμα που δημιουργείται έχει τιμή pH μεταξύ 8 και 8,5 και μέγιστη ισοδύναμη συγκέντρωση χλωρίου μικρότερη από 8 g/l. Έχει πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής που το καθιστά κατάλληλο για αποθήκευση.

Μετά τη δόση του διαλύματος στη ροή του νερού, δεν απαιτείται διόρθωση της τιμής του pH, όπως συχνά απαιτείται στο υποχλωριώδες νάτριο που παράγεται με τη μέθοδο της μεμβράνης. Το διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου αντιδρά σε μια αντίδραση ισορροπίας, με αποτέλεσμα το υποχλωριώδες οξύ

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

Για την παραγωγή 1 κιλού ισοδύναμου χλωρίου χρησιμοποιώντας μια επιτόπια γεννήτρια υποχλωριώδους νατρίου, απαιτούνται 4,5 κιλά αλατιού και 4 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας. Το τελικό διάλυμα αποτελείται από περίπου 0,8% (8 γραμμάρια/λίτρο) υποχλωριώδες νάτριο.

Χαρακτηριστικά της γεννήτριας υποχλωριώδους νατρίου

1. Απλός:Απαιτείται μόνο νερό, αλάτι και ρεύμα
2. Μη τοξικό:Το κοινό αλάτι που είναι η κύρια ουσία είναι μη τοξικό και εύκολο στην αποθήκευση. Ο ηλεκτροχλωριωτής παρέχει τη δύναμη του χλωρίου χωρίς τον κίνδυνο αποθήκευσης ή χειρισμού επικίνδυνων υλικών.
3. Χαμηλό κόστος:μόνο νερό, κοινό αλάτι και ηλεκτρισμός χρειάζονται για την ηλεκτρόλυση. Το συνολικό κόστος λειτουργίας ενός Ηλεκτροχλωριωτή είναι μικρότερο από τις συμβατικές μεθόδους χλωρίωσης.
4. Εύκολη δόση για να ληφθεί μια τυπική συγκέντρωση:Το υποχλωριώδες νάτριο που παράγεται επί τόπου δεν αποικοδομείται όπως το εμπορικό υποχλωριώδες νάτριο. Επομένως, η δόση δεν χρειάζεται να τροποποιείται σε καθημερινή βάση με βάση την ισχύ του διαλύματος υπογλυκαιμίας.
5. Εγκεκριμένη μέθοδος απολύμανσης σύμφωνα με τους κανονισμούς για το πόσιμο νερό– μια εναλλακτική λύση με λιγότερες απαιτήσεις ασφάλειας σε συστήματα που βασίζονται σε αέριο χλώριο.
6. Μεγάλη διάρκεια ζωήςσε σύγκριση με την ηλεκτρόλυση κυψελών μεμβράνης
7. Η επιτόπια παραγωγή υποχλωριώδους νατρίου επιτρέπει στον χειριστή να παράγει το μόνο που χρειάζεται και όταν χρειάζεται.
8. Ασφαλές για το Περιβάλλον:Σε σύγκριση με 12,5% υποχλωριώδες νάτριο, η χρήση αλατιού και νερού μειώνει τις εκπομπές άνθρακα στο 1/3. Το υπο διάλυμα με συγκέντρωση μικρότερη από 1% που παράγεται από το σύστημά μας είναι καλοήθη και θεωρείται μη επικίνδυνο. Αυτό μεταφράζεται σε μειωμένη εκπαίδευση ασφάλειας και βελτιωμένη ασφάλεια των εργαζομένων.

Δεξαμενή αντίδρασης παραγωγής υποχλωριώδους νατρίου: Το υποχλωριώδες νάτριο που παράγεται επί τόπου με τη βοήθεια συνθετικής άλμης ή θαλασσινού νερού είναι πολύ αποτελεσματικό για την προστασία του εξοπλισμού από την ανάπτυξη μικροοργανικών ρύπων και τον έλεγχο των φυκιών και των καρκινοειδών. Οι συμπαγείς ηλεκτροχλωριωτές που κατασκευάζονται από την FHC είναι ιδανικοί για την απολύμανση του νερού κατά τη διάρκεια καταστροφών όπως σεισμοί, πλημμύρες ή επιδημίες. Οι ηλεκτροχλωριωτές έχουν σχεδιαστεί για την απολύμανση του πόσιμου νερού σε αγροτικό και χωρικό «σημείο χρήσης».

Πλεονεκτήματα της επιτόπιας γεννήτριας υποχλωριώδους νατρίου

Αν και το οικονομικό πλεονέκτημα είναι το κύριο πλεονέκτημα στη χρήση υποχλωριώδους νατρίου που παράγεται επιτόπου σε σχέση με τη χρήση άλλων μορφών χλωρίωσης, τα τεχνικά πλεονεκτήματα είναι ακόμη μεγαλύτερα.

Τα παρακάτω είναι μερικά από τα προβλήματα που σχετίζονται με τη χρήση υγρού υποχλωριώδους νατρίου εμπορικής ποιότητας. Αυτά έχουν υψηλή συγκέντρωση (10-12%) ενεργού χλωρίου. Αυτά παράγονται με τη δημιουργία φυσαλίδων αερίου χλωρίου σε καυστική σόδα (υδροξείδιο του νατρίου). Ονομάζονται επίσης υγρό χλώριο.

ΔιάβρωσηΗ διάβρωση λόγω του υποχλωριώδους άλατος που παράγεται στο εμπόριο προκαλεί ανησυχία λόγω της επίδρασής του στον εξοπλισμό. Ένα διάλυμα υποχλωριώδους 10 έως 15% είναι πολύ επιθετικό λόγω του υψηλού pH και της συγκέντρωσης χλωρίου του. Λόγω της επιθετικής φύσης του, το διάλυμα υποχλωριώδους θα εκμεταλλευτεί τυχόν εξασθενημένες περιοχές στο σύστημα σωληνώσεων υποχλωριώδους και μπορεί να προκαλέσει διαρροές. Επομένως, η χρήση μιας επιτόπιας γεννήτριας υποχλωριώδους νατρίου είναι μια σοφή επιλογή.

Απολέπιση Ο σχηματισμός αλάτων ανθρακικού ασβεστίου είναι μια άλλη ανησυχία όταν χρησιμοποιείται υγρό υποχλωριώδες εμπορικής ποιότητας για χλωρίωση. Υγρό υποχλωριώδες εμπορικής ποιότητας έχει υψηλό pH. Όταν το διάλυμα υποχλωριώδους υψηλού pH αναμιγνύεται με το νερό αραίωσης, αυξάνει το pH του μικτού νερού πάνω από 9. Το ασβέστιο στο νερό θα αντιδράσει και θα καταβυθιστεί ως άλατα ανθρακικού ασβεστίου. Στοιχεία όπως σωλήνες, βαλβίδες και περιστροφόμετρα ενδέχεται να αυξηθούν και να μην λειτουργούν πλέον σωστά. Συνιστάται να μην αραιώνεται το υγρό υποχλωριώδες εμπορικής ποιότητας και να χρησιμοποιούνται στο σύστημα οι μικρότερες σωληνώσεις, που επιτρέπει ο ρυθμός ροής.

Παραγωγή φυσικού αερίου Μια άλλη ανησυχία σχετικά με τον εμπορικής ποιότητας υποχλωριώδες είναι η παραγωγή αερίου. Ο υποχλωρίτης χάνει τη δύναμή του με την πάροδο του χρόνου και παράγει αέριο οξυγόνο καθώς αποσυντίθεται. Ο ρυθμός αποσύνθεσης αυξάνεται με τη συγκέντρωση, τη θερμοκρασία και τους μεταλλικούς καταλύτες.

Προσωπική ασφάλειαΜια μικρή διαρροή στις γραμμές τροφοδοσίας υποχλωριώδους θα είχε ως αποτέλεσμα την εξάτμιση του νερού και με τη σειρά της την απελευθέρωση αερίου χλωρίου.

Σχηματισμός χλωρικού Ο τελικός τομέας ανησυχίας είναι η πιθανότητα σχηματισμού ιόντων χλωρίου. Το υποχλωριώδες νάτριο αποικοδομείται με την πάροδο του χρόνου για να σχηματίσει το χλωρικό ιόν (ClO3-) και το οξυγόνο (O₂). Η αποικοδόμηση του υποχλωριώδους διαλύματος εξαρτάται από την αντοχή του διαλύματος, τη θερμοκρασία και την παρουσία μεταλλικών καταλυτών.

Η αποσύνθεση του εμπορικού υποχλωριώδους νατρίου μπορεί να δημιουργηθεί με δύο κύριους τρόπους:
ένα). Ο σχηματισμός χλωρικών λόγω υψηλού pH, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
σι). Απώλεια εξάτμισης χλωρίου λόγω αύξησης της θερμοκρασίας.

Επομένως, για οποιαδήποτε δεδομένη ισχύ και θερμοκρασία, σε μια χρονική περίοδο, το προϊόν υψηλότερης αντοχής θα είναι τελικά χαμηλότερο σε διαθέσιμη αντοχή σε χλώριο από το προϊόν χαμηλότερης αντοχής, καθώς ο ρυθμός αποσύνθεσής του είναι μεγαλύτερος. Το American Water Works Association Research Foundation (AWWARF) κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η αποσύνθεση συμπυκνωμένου λευκαντικού (NaOCl) είναι η πιο πιθανή πηγή παραγωγής χλωρικού. Δεν συνιστάται υψηλή συγκέντρωση χλωρικού άλατος στο πόσιμο νερό.

Διάγραμμα σύγκρισης χλωρίου

Τώρα, ποιο είναι το ιδανικό απολυμαντικό;

• Αέριο Χλώριο— Είναι πολύ επικίνδυνο για χρήση και δεν είναι ασφαλές σε κατοικημένες περιοχές. Τις περισσότερες φορές, δεν είναι διαθέσιμα.
• Λευκαντική Σκόνη— Το υποχλωριώδες ασβέστιο είναι αποτελεσματικό, αλλά η όλη διαδικασία ανάμειξης, καθίζησης και απόρριψης της λάσπης είναι πολύ ακατάστατη και επίπονη. Αυτό κάνει όλη την περιοχή βρώμικη. Επιπλέον, η σκόνη λεύκανσης απορροφά την υγρασία κατά τη διάρκεια των μουσώνων ή σε υγρό περιβάλλον και εκπέμπει αέριο χλώριο, με αποτέλεσμα η λευκαντική δύναμη να χάνει τη δύναμή της.
• Υγρή χλωρίνη— Το υγρό χλώριο -ή το υποχλωριώδες νάτριο είναι πολύ αποτελεσματικό. Αυτό είναι σε υγρή μορφή, έτσι είναι πολύ εύκολο στο χειρισμό. Όμως το υγρό χλώριο που διατίθεται στο εμπόριο όχι μόνο είναι ακριβό αλλά χάνει τη δύναμή του με την πάροδο του χρόνου και γίνεται νερό. Ο κίνδυνος διαρροής είναι ένα κοινό πρόβλημα.
• Ηλεκτροχλωριωτής— Πολύ αποτελεσματικό, οικονομικό, ασφαλές και εύκολο στην προετοιμασία και χρήση. Αυτή είναι η πιο πρόσφατη τεχνολογία που υιοθετείται στα περισσότερα έθνη.