Natriumhypokloriitin generaattori

Natriumhypokloriitin generaattori toimii sähkökloorauksen kemiallisessa prosessissa, joka käyttää vettä, suolaa ja sähköä natriumhypokloriitin (NaOCl) tuottamiseen. Suolaliuos (tai merivesi) saatetaan virtaamaan elektrolyysikennon läpi, jossa johdetaan tasavirtaa, joka johtaa elektrolyysiin. Tämä tuottaa välittömästi natriumhypokloriittia, joka on vahva desinfiointiaine. Tämä annostellaan sitten veteen vaaditussa pitoisuudessa veden desinfioimiseksi tai levien muodostumisen ja biologisen likaantumisen estämiseksi.

ToimintaperiaateNatriumhypokloriitin generaattori

Elektrolyysilaitteessa virta johdetaan suolaliuoksessa olevan anodin ja katodin läpi. joka on hyvä sähkönjohdin ja elektrolysoi siten natriumkloridiliuosta.

Tämä johtaa klooriin (Cl₂) anodilla tuotetaan kaasua, kun taas natriumhydroksidia (NaOH) ja vetyä (H₂) katodilla tuotetaan kaasua.

Elektrolyyttikennossa tapahtuvat reaktiot ovat

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

Kloori reagoi edelleen hydroksidin kanssa muodostaen natriumhypokloriittia (NaOCl). Tämä reaktio voidaan yksinkertaistaa seuraavalla tavalla

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

Valmistetun liuoksen pH-arvo on 8-8,5 ja maksimiekvivalentti klooripitoisuus alle 8 g/l. Sillä on erittäin pitkä säilyvyys, mikä tekee siitä sopivan varastointiin.

Kun liuos on annosteltu vesivirtaan, pH-arvon korjausta ei tarvita, kuten usein vaaditaan kalvomenetelmällä tuotetussa natriumhypokloriitissa. Natriumhypokloriittiliuos reagoi tasapainoreaktiossa, jolloin syntyy hypokloorihappoa

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

1 kg ekvivalentin kloorin tuottamiseksi paikan päällä olevalla natriumhypokloriitin generaattorilla tarvitaan 4,5 kg suolaa ja 4 kilowattituntia sähköä. Lopullinen liuos koostuu noin 0,8 % (8 grammaa/litra) natriumhypokloriittia.

Natriumhypokloriittigeneraattorin ominaisuudet

1. Yksinkertainen:Tarvitaan vain vesi, suola ja sähkö
2. Ei-myrkyllinen:Pääainesuola on myrkytön ja helppo varastoida. Elektrokloorauslaite tarjoaa kloorin voiman ilman vaarallisten aineiden varastoinnin tai käsittelyn vaaraa.
3. Halpa:elektrolyysiin tarvitaan vain vettä, suolaa ja sähköä. Elektrokloorauslaitteen kokonaiskäyttökustannukset ovat pienemmät kuin perinteisillä kloorausmenetelmillä.
4. Helppo annostella vakiopitoisuuden saamiseksi:Paikalla syntyvä natriumhypokloriitti ei hajoa kuten kaupallinen natriumhypokloriitti. Siksi annosta ei tarvitse muuttaa päivittäin hypo-liuoksen vahvuuden perusteella.
5. Hyväksytty, juomavesimääräysten mukainen desinfiointimenetelmä– vaihtoehto, jossa on vähemmän turvallisuusvaatimuksia kloorikaasupohjaisille järjestelmille.
6. Pitkä käyttöikäverrattuna kalvokennoelektrolyysiin
7. Natriumhypokloriitin tuottaminen paikan päällä antaa käyttäjälle mahdollisuuden tuottaa vain sitä, mitä tarvitaan ja milloin sitä tarvitaan.
8. Turvallinen ympäristölle:Verrattuna 12,5-prosenttiseen natriumhypokloriittiin suolan ja veden käyttö vähentää hiilidioksidipäästöjä 1/3:aan. Järjestelmämme tuottama alle 1 %:n hypoliuos on hyvänlaatuinen ja sitä ei pidetä vaarattomana. Tämä vähentää turvallisuuskoulutusta ja parantaa työntekijöiden turvallisuutta.

Natriumhypokloriitin muodostumisreaktiosäiliö: Paikan päällä synteettisen suolaveden tai meriveden avulla tuotettu natriumhypokloriitti suojaa erittäin tehokkaasti laitteita mikro-orgaanisten likaantumisen kasvulta sekä levien ja äyriäisten torjuntaa. FHC:n valmistamat kompaktit elektrokloorauslaitteet ovat ihanteellisia veden desinfiointiin katastrofien, kuten maanjäristysten, tulvien tai epidemioiden, aikana. Elektrokloorauslaitteet on suunniteltu maaseudun ja kylien juomaveden "käyttöpisteen" desinfiointiin.

Paikan päällä toimivan natriumhypokloriittigeneraattorin edut

Vaikka taloudellinen näkökohta on suurin etu käytettäessä paikan päällä tuotettua natriumhypokloriitin käyttöä muihin kloorausmuotoihin verrattuna, tekniset edut ovat vieläkin suuremmat.

Seuraavassa on joitain ongelmia, jotka liittyvät kaupallisen nestemäisen natriumhypokloriitin käyttöön. Näissä on korkea pitoisuus (10-12 %) aktiivista klooria. Näitä valmistetaan kuplittamalla kloorikaasua natriumhydroksidissa (natriumhydroksidi). Niitä kutsutaan yleisesti myös nestemäiseksi klooriksi.

Korroosio Kaupallisesti tuotetun hypokloriitin aiheuttama korroosio on huolenaihe, koska se vaikuttaa laitteisiin. 10-15 % hypokloriittiliuos on erittäin aggressiivinen korkean pH:n ja klooripitoisuuden vuoksi. Aggressiivisuutensa vuoksi hypokloriittiliuos hyödyntää hypokloriittiputkistojärjestelmän heikentyneet alueet ja voi aiheuttaa vuotoja. Joten paikan päällä olevan natriumhypokloriittigeneraattorin käyttö on viisas vaihtoehto.

Kalsiumkarbonaatin muodostuminen on toinen huolenaihe, kun klooraukseen käytetään kaupallista nestemäistä hypokloriittia. Kaupallisen luokan nestemäisen hypokloriitin pH on korkea. Kun korkean pH:n hypokloriittiliuos sekoitetaan laimennusveteen, se nostaa sekaveden pH:n yli 9:n. Vedessä oleva kalsium reagoi ja saostuu kalsiumkarbonaattikivenä. Esineet, kuten putket, venttiilit ja rotametrit, voivat skaalata ja eivät enää toimi kunnolla. On suositeltavaa, että kaupallista nestemäistä hypokloriittia ei laimenneta ja että järjestelmässä käytetään pienintä virtausnopeuden sallimaa putkistoa.

Kaasuntuotanto Toinen kaupallisen hypokloriitin huolenaihe on kaasun tuotanto. Hypokloriitti menettää lujuutta ajan myötä ja kehittää happikaasua hajoaessaan. Hajoamisnopeus kasvaa pitoisuuden, lämpötilan ja metallikatalyyttien myötä.

Henkilöturvallisuus Pieni vuoto hypokloriitin syöttölinjoissa johtaisi veden haihtumiseen ja vuorostaan kloorikaasun vapautumiseen.

Kloraatin muodostuminen Viimeinen huolenaihe on kloraatti-ionien muodostumisen mahdollisuus. Natriumhypokloriitti hajoaa ajan myötä muodostaen kloraatti-ioneja (ClO3-) ja happea (O₂). Hypokloriittiliuoksen hajoaminen riippuu liuoksen lujuudesta, lämpötilasta ja metallikatalyyttien läsnäolosta.

Kaupallisen natriumhypokloriitin hajoaminen voidaan luoda kahdella päätavalla:
a). Kloraattien muodostuminen korkeasta pH:sta, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Lämpötilan noususta johtuva kloorin haihtumishäviö.

Siksi millä tahansa vahvuudella ja lämpötilalla tietyn ajanjakson aikana korkeamman lujuuden tuotteen käytettävissä oleva kloorivahvuus on lopulta alhaisempi kuin alhaisemman lujuuden tuotteen, koska sen hajoamisnopeus on suurempi. American Water Works Association Research Foundation (AWWARF) päätteli, että tiivistetyn valkaisuaineen (NaOCl) hajoaminen on todennäköisin kloraatin tuotannon lähde. Suuria kloraattipitoisuuksia ei suositella juomavedessä.

Kloori vertailukaavio

Mikä nyt on ihanteellinen desinfiointiaine?

• Kloori Kaasu— Se on liian vaarallista käsitellä eikä turvallista asuinalueilla. Suurimman osan ajasta niitä ei ole saatavilla.
• Valkaisujauhe— Kalsiumhypokloriitti on tehokasta, mutta koko lietteen sekoitus-, laskeutus- ja hävitysprosessi on hyvin sotkuinen ja hankala. Tämä tekee koko alueen likaiseksi. Lisäksi valkaisujauhe imee kosteutta monsuunin aikana tai märässä ympäristössä ja vapauttaa kloorikaasua, jolloin valkaisuteho menettää vahvuutensa.
• Nestemäinen valkaisuaine- Nestemäinen kloori-tai natriumhypokloriitti on erittäin tehokas. Tämä on nestemäisessä muodossa, joten erittäin helppo käsitellä. Mutta kaupallisesti saatavilla oleva nestemäinen kloori ei ole vain kallista, vaan se menettää vahvuutensa ajan kuluessa ja muuttuu vedeksi. Vuotovaara on yleinen ongelma.
• Electro Chlorinator– Erittäin tehokas, taloudellinen, turvallinen ja helppo valmistaa ja käyttää. Tämä on uusin tekniikka, jota käytetään useimmissa maissa.