مولد هیپوکلریت سدیم

مولد هیپوکلریت سدیم بر روی فرآیند شیمیایی الکتروکلرین کار می کند که از آب، نمک معمولی و الکتریسیته برای تولید هیپوکلریت سدیم (NaOCl) استفاده می کند. محلول آب نمک (یا آب دریا) از طریق سلول الکترولیز جریان می یابد، جایی که جریان مستقیم عبور می کند که منجر به الکترولیز می شود. این باعث تولید آنی هیپوکلریت سدیم می شود که یک ضدعفونی کننده قوی است. سپس برای ضد عفونی کردن آب یا جلوگیری از تشکیل جلبک و رسوب زیستی، در آب در غلظت مورد نیاز دوز می شود.

اصل عملیاتیمولد هیپوکلریت سدیم

در الکترولایزر، جریان از آند و کاتد موجود در محلول نمک عبور می کند. که رسانای خوبی برای الکتریسیته است و در نتیجه محلول کلرید سدیم را الکترولیز می کند.

این منجر به کلر (Cl₂گازی که در آند تولید می شود، در حالی که هیدروکسید سدیم (NaOH) و هیدروژن (H₂) گاز در کاتد تولید می شود.

واکنش هایی که در سلول الکترولیتی انجام می شود

2NaCl + 2H₂O = 2 NaOH + Cl₂ + اچ₂

کلر بیشتر با هیدروکسید واکنش داده و هیپوکلریت سدیم (NaOCl) را تشکیل می دهد. این واکنش را می توان به روش زیر ساده کرد

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

محلول تولید شده دارای مقدار pH بین 8 تا 8.5 و حداکثر غلظت کلر معادل کمتر از 8 گرم در لیتر است. ماندگاری بسیار بالایی دارد که برای نگهداری مناسب است.

پس از دوز کردن محلول در جریان آب، اصلاح مقدار pH لازم نیست، همانطور که اغلب در هیپوکلریت سدیم تولید شده با روش غشایی مورد نیاز است. محلول هیپوکلریت سدیم در یک واکنش تعادلی واکنش می دهد و در نتیجه اسید هیپوکلرو تولید می شود

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

برای تولید 1 کیلوگرم کلر معادل با استفاده از ژنراتور هیپوکلریت سدیم در محل، 4.5 کیلوگرم نمک و 4 کیلووات ساعت برق مورد نیاز است. محلول نهایی تقریباً 8/0 درصد (8 گرم در لیتر) هیپوکلریت سدیم است.

ویژگی های مولد هیپوکلریت سدیم

1. ساده:فقط آب، نمک و برق مورد نیاز است
2. غیر سمی:نمک معمولی که ماده اصلی است غیر سمی است و به راحتی ذخیره می شود. الکتروکلریناتور قدرت کلر را بدون خطر نگهداری یا جابجایی مواد خطرناک فراهم می کند.
3. کم هزینه:فقط آب، نمک معمولی و برق برای الکترولیز مورد نیاز است. کل هزینه عملیاتی یک الکتروکلریناتور کمتر از روشهای کلرزنی معمولی است.
4. دوز آسان برای به دست آوردن غلظت استاندارد:هیپوکلریت سدیم تولید شده در محل مانند هیپوکلریت سدیم تجاری تجزیه نمی شود. بنابراین، نیازی به تغییر دوز روزانه بر اساس قدرت محلول هیپو نیست.
5. روش تایید شده ضد عفونی مطابق با مقررات آب آشامیدنی- جایگزینی با الزامات ایمنی کمتر برای سیستم های مبتنی بر گاز کلر.
6. عمر طولانیدر مقایسه با الکترولیز سلول غشایی
7. تولید هیپوکلریت سدیم در محل به اپراتور این امکان را می دهد که تنها مورد نیاز و در صورت نیاز را تولید کند.
8. ایمن برای محیط زیست:در مقایسه با 12.5 درصد هیپوکلریت سدیم، استفاده از نمک و آب باعث کاهش انتشار کربن به 1/3 می شود. محلول هایپو با غلظت کمتر از 1% تولید شده توسط سیستم ما خوش خیم است و غیر خطرناک در نظر گرفته می شود. این به کاهش آموزش ایمنی و بهبود ایمنی کارگران ترجمه می شود.

مخزن واکنش تولید هیپوکلریت سدیم: هیپوکلریت سدیم تولید شده در محل با کمک آب نمک مصنوعی یا آب دریا در محافظت از تجهیزات در برابر رشد رسوب های میکروارگانیک و کنترل جلبک ها و سخت پوستان بسیار کارآمد است. الکتروکلریناتورهای فشرده تولید شده توسط FHC برای ضدعفونی آب در هنگام بلایای مانند زلزله، سیل یا اپیدمی ایده آل هستند. الکتروکلریناتورها برای ضدعفونی آب آشامیدنی "نقطه استفاده" روستایی و روستایی طراحی شده اند.

مزایای مولد هیپوکلریت سدیم در محل

اگرچه ملاحظات اقتصادی مزیت اصلی استفاده از هیپوکلریت سدیم تولید شده در محل نسبت به سایر اشکال کلرزنی است، مزایای فنی حتی بیشتر است.

موارد زیر برخی از مشکلات مرتبط با استفاده از هیپوکلریت سدیم مایع درجه تجاری است. اینها دارای غلظت بالایی (10-12٪) کلر فعال هستند. اینها با حباب زدن گاز کلر در سود سوزآور (هیدروکسید سدیم) تولید می شوند. آنها معمولاً کلر مایع نیز نامیده می شوند.

خوردگی خوردگی ناشی از هیپوکلریت تجاری تولید شده به دلیل تأثیر آن بر تجهیزات نگران کننده است. محلول هیپوکلریت 10 تا 15 درصد به دلیل pH بالا و غلظت کلر بسیار تهاجمی است. به دلیل ماهیت تهاجمی خود، محلول هیپوکلریت از هر ناحیه ضعیف شده در سیستم لوله کشی هیپوکلریت بهره برداری می کند و ممکن است باعث نشتی شود. بنابراین استفاده از یک ژنراتور هیپوکلریت سدیم در محل یک گزینه عاقلانه است.

تشکیل رسوب کربنات کلسیم نگرانی دیگری در هنگام استفاده از هیپوکلریت مایع درجه تجاری برای کلرزنی است. هیپوکلریت مایع گرید تجاری دارای pH بالایی است. هنگامی که محلول هیپوکلریت با pH بالا با آب رقیق مخلوط می شود، pH آب مخلوط را به بالای 9 می رساند. کلسیم موجود در آب واکنش داده و به صورت رسوب کربنات کلسیم رسوب می کند. مواردی مانند لوله ها، شیرها و چرخش سنج ها ممکن است بزرگ شوند و دیگر به درستی کار نکنند. توصیه می شود که هیپوکلریت مایع درجه تجاری رقیق نشود و از کوچکترین خطوط لوله که سرعت جریان اجازه می دهد در سیستم استفاده شود.

تولید گاز یکی دیگر از نگرانی های هیپوکلریت تجاری، تولید گاز است. هیپوکلریت با گذشت زمان قدرت خود را از دست می دهد و در حین تجزیه گاز اکسیژن تولید می کند. سرعت تجزیه با غلظت، دما و کاتالیزورهای فلزی افزایش می یابد.

ایمنی شخصی یک نشت کوچک در خطوط تغذیه هیپوکلریت منجر به تبخیر آب و در نتیجه آزاد شدن گاز کلر می شود.

تشکیل کلرات منطقه نهایی نگرانی احتمال تشکیل یون کلرات است. هیپوکلریت سدیم با گذشت زمان تجزیه می شود و یون کلرات (ClO3-) و اکسیژن (O) را تشکیل می دهد.₂). تخریب محلول هیپوکلریت به قدرت محلول، دما و وجود کاتالیزورهای فلزی بستگی دارد.

تجزیه هیپوکلریت سدیم تجاری به دو روش عمده ایجاد می شود:
آ). تشکیل کلرات ها به دلیل pH بالا، 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
ب). کاهش تبخیر کلر در اثر افزایش دما.

بنابراین، برای هر استحکام و درجه حرارت معین، در طی یک دوره زمانی، محصول با استحکام بالاتر در نهایت در استحکام کلر موجود کمتر از محصول با مقاومت کمتر خواهد بود، زیرا سرعت تجزیه آن بیشتر است. بنیاد تحقیقات انجمن کار آب آمریکا (AWWARF) به این نتیجه رسید که تجزیه سفید کننده غلیظ (NaOCl) محتمل ترین منبع تولید کلرات است. غلظت بالای کلرات در آب آشامیدنی توصیه نمی شود.

نمودار مقایسه کلر

حال، ضدعفونی کننده ایده آل کدام است؟

• گاز کلر- در مناطق مسکونی بسیار خطرناک است و ایمن نیست. بیشتر اوقات در دسترس نیستند.
• پودر سفید کننده- هیپوکلریت کلسیم موثر است، اما کل فرآیند اختلاط، ته نشینی و دفع لجن بسیار نامرتب و دست و پا گیر است. این باعث می شود کل منطقه کثیف شود. علاوه بر این، پودر سفید کننده رطوبت را در هنگام باران های موسمی یا در محیط مرطوب جذب می کند و گاز کلر منتشر می کند و باعث می شود قدرت سفید کننده قدرت خود را از دست بدهد.
• سفید کننده مایع- کلر مایع یا هیپوکلریت سدیم بسیار مؤثر است. این به شکل مایع است بنابراین کار با آن بسیار آسان است. اما کلر مایع موجود در بازار نه تنها گران است بلکه در مدت زمان معینی قدرت خود را از دست می دهد و به آب تبدیل می شود. خطر نشت یک مشکل رایج است.
• الکتروکلریناتور- بسیار موثر، مقرون به صرفه، ایمن و آسان برای تهیه و استفاده. این آخرین فناوری است که در اکثر کشورها به کار گرفته شده است.