Naatriumhüpokloriti generaator

Naatriumhüpokloriti generaator töötab elektrokloorimise keemilisel protsessil, mis kasutab naatriumhüpokloriti (NaOCl) tootmiseks vett, keedusoola ja elektrit. Soolvesilahus (või merevesi) lastakse voolata läbi elektrolüüsielemendi, kus juhitakse alalisvool, mis viib elektrolüüsini. See tekitab koheselt naatriumhüpokloriti, mis on tugev desinfektsioonivahend. Seejärel doseeritakse see vees vajalikus kontsentratsioonis vee desinfitseerimiseks või vetikate moodustumise ja biomäärdumise vältimiseks.

TööpõhimõteNaatriumhüpokloriti generaator

Elektrolüsaatoris juhitakse vool läbi anoodi ja katoodi soolalahuses. mis on hea elektrijuht, elektrolüüsides seega naatriumkloriidi lahust.

Selle tulemuseks on kloor (Cl₂) anoodil toodetakse gaasi, samas kui naatriumhüdroksiidi (NaOH) ja vesinikku (H₂) katoodil tekib gaas.

Elektrolüütilises rakus toimuvad reaktsioonid on

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

Kloor reageerib edasi hüdroksiidiga, moodustades naatriumhüpokloriti (NaOCl). Seda reaktsiooni saab lihtsustada järgmisel viisil

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

Valmistatud lahuse pH on vahemikus 8–8,5 ja maksimaalne ekvivalentne kloori kontsentratsioon on alla 8 g/l. Sellel on väga pikk säilivusaeg, mis muudab selle ladustamiseks sobivaks.

Pärast lahuse doseerimist veevoolu ei ole pH väärtuse korrigeerimine vajalik, nagu seda sageli membraanmeetodil toodetud naatriumhüpokloriti puhul. Naatriumhüpokloriti lahus reageerib tasakaalureaktsioonis, mille tulemuseks on hüpokloorhape

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

1 kg ekvivalendi kloori tootmiseks kohapealse naatriumhüpokloriti generaatoriga on vaja 4,5 kg soola ja 4 kilovatt-tundi elektrit. Lõpplahus koosneb ligikaudu 0,8% (8 grammi/liitri kohta) naatriumhüpokloritist.

Naatriumhüpokloriti generaatori omadused

1. Lihtne:Vaja on ainult vett, soola ja elektrit
2. Mittetoksiline:Põhiaineks olev keedusool on mittetoksiline ja seda on lihtne säilitada. Elektrokloorimisseade tagab kloori võimsuse ilma ohtlike materjalide ladustamise või käitlemise ohuta.
3. Odav:elektrolüüsiks on vaja ainult vett, keedusoola ja elektrit. Elektrokloorimisseadme kogu kasutuskulu on väiksem kui tavapärastel kloorimismeetoditel.
4. Lihtne doseerida standardse kontsentratsiooni saamiseks:Kohapeal tekkiv naatriumhüpoklorit ei lagune nagu kaubanduses olev naatriumhüpoklorit. Seetõttu ei pea annust igapäevaselt hüpolahuse tugevusest lähtuvalt muutma.
5. Heakskiidetud desinfitseerimismeetod, mis vastab joogivee eeskirjadele– vähemate ohutusnõuetega alternatiiv kloorgaasipõhistele süsteemidele.
6. Pikk kasutusiga, võrreldes membraanirakkude elektrolüüsiga
7. Naatriumhüpokloriti tootmine kohapeal võimaldab operaatoril toota ainult seda, mida on vaja ja siis, kui seda vajatakse.
8. Keskkonnale ohutu:Võrreldes 12,5% naatriumhüpokloritiga vähendab soola ja vee kasutamine süsiniku emissiooni 1/3-ni. Meie süsteemi toodetud alla 1% kontsentratsiooniga hüpolahus on healoomuline ja seda peetakse mitteohtlikuks. See tähendab ohutusalase koolituse vähenemist ja töötajate paremat ohutust.

Naatriumhüpokloriti tekkereaktsioonipaak: Sünteetilise soolvee või merevee abil kohapeal toodetud naatriumhüpoklorit kaitseb väga tõhusalt seadmeid mikroorgaanilise saastumise eest ning vetikate ja koorikloomade tõrjet. FHC toodetud kompaktsed elektrokloorimisseadmed sobivad ideaalselt vee desinfitseerimiseks katastroofide, näiteks maavärinate, üleujutuste või epideemiate ajal. Elektrokloorimisseadmed on mõeldud joogivee desinfitseerimiseks maapiirkondades ja külades.

Kohapealse naatriumhüpokloriti generaatori eelised

Kuigi majanduslik kaalutlus on kohapeal toodetud naatriumhüpokloriti kasutamise peamine eelis muude kloorimisvormide ees, on tehnilised eelised veelgi suuremad.

Järgnevalt on toodud mõned kaubandusliku kvaliteediga vedela naatriumhüpokloriti kasutamisega seotud probleemid. Nendes on kõrge aktiivse kloori kontsentratsioon (10-12%). Neid toodetakse gaasilise kloori mullitamisel seebikivis (naatriumhüdroksiid). Neid nimetatakse tavaliselt ka vedelaks klooriks.

Korrosioon Kaubanduslikult toodetud hüpokloritist põhjustatud korrosioon on murettekitav selle mõju tõttu seadmetele. 10–15% hüpokloriti lahus on kõrge pH ja kloori kontsentratsiooni tõttu väga agressiivne. Oma agressiivse olemuse tõttu kasutab hüpokloriti lahus ära kõik nõrgenenud alad hüpokloriti torustiku süsteemis ja võib põhjustada lekkeid. Seega on kohapealse naatriumhüpokloriti generaatori kasutamine mõistlik valik.

Kaltsiumkarbonaadi katlakivi moodustumine on veel üks probleem, kui kloorimiseks kasutatakse kaubandusliku kvaliteediga vedelat hüpokloriti. Kaubandusliku kvaliteediga vedela hüpokloriti pH on kõrge. Kui kõrge pH-ga hüpokloriti lahus segada lahjendusveega, tõstab see segatud vee pH üle 9. Vees olev kaltsium reageerib ja sadestub kaltsiumkarbonaadi katlakivina. Sellised esemed nagu torud, ventiilid ja rotameetrid võivad suureneda ega tööta enam korralikult. Soovitatav on mitte lahjendada kaubanduslikku vedelat hüpokloriti ja kasutada süsteemis väikseimaid torujuhtmeid, mida voolukiirus võimaldab.

Gaasi tootmine Teine kaubandusliku kvaliteediga hüpokloriti probleem on gaasi tootmine. Hüpoklorit kaotab aja jooksul tugevuse ja tekitab lagunedes gaasilist hapnikku. Lagunemiskiirus suureneb koos kontsentratsiooni, temperatuuri ja metallkatalüsaatoritega.

Isiklik ohutus Väike leke hüpokloriti toitetorustikus võib põhjustada vee aurustumist ja omakorda gaasilise kloori eraldumist.

Kloraadi moodustumine Viimane probleemne valdkond on kloraadiioonide moodustumise võimalus. Naatriumhüpoklorit laguneb aja jooksul, moodustades kloraadiiooni (ClO3-) ja hapniku (O₂). Hüpokloriti lahuse lagunemine sõltub lahuse tugevusest, temperatuurist ja metallkatalüsaatorite olemasolust.

Kaubandusliku naatriumhüpokloriti lagunemist saab tekitada kahel peamisel viisil:
a). Kloraatide teke kõrge pH tõttu, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Kloori aurustumiskadu temperatuuri tõusust.

Seetõttu on mis tahes tugevuse ja temperatuuri korral teatud aja jooksul kõrgema tugevusega toote saadaoleva kloorisisaldusega madalam kui madalama tugevusega tootel, kuna selle lagunemiskiirus on suurem. American Water Works Association Research Foundation (AWWARF) jõudis järeldusele, et kontsentreeritud valgendi (NaOCl) lagunemine on kõige tõenäolisem kloraadi tootmise allikas. Kloraadi kõrge kontsentratsioon ei ole joogivees soovitatav.

Kloori võrdlustabel

Milline on nüüd ideaalne desinfektsioonivahend?

• Gaas kloor— Selle käsitsemine on liiga ohtlik ja elurajoonides ebaturvaline. Enamasti pole need saadaval.
• Pleegituspulber— Kaltsiumhüpoklorit on tõhus, kuid kogu muda segamise, settimise ja kõrvaldamise protsess on väga räpane ja tülikas. See muudab kogu ala määrdunud. Lisaks imab pleegituspulber mussooni ajal või märjas keskkonnas niiskust ja eraldab kloorigaasi, mistõttu pleegitusjõud kaotab oma tugevuse.
• Vedel valgendi— Vedel kloor või naatriumhüpoklorit on väga tõhus. See on vedelal kujul, nii et seda on väga lihtne käsitseda. Kuid müügil olev vedel kloor pole mitte ainult kallis, vaid kaotab aja jooksul oma tugevuse ja muutub veeks. Lekkeoht on tavaline probleem.
• Elektrokloorimisseade— Väga tõhus, ökonoomne, ohutu ning lihtne valmistada ja kasutada. See on uusim tehnoloogia, mida kasutatakse enamikus riikides.