Натрийн гипохлорит генератор

Натрийн гипохлорит генератор нь натрийн гипохлорит (NaOCl) үйлдвэрлэхэд ус, давс, цахилгааныг ашигладаг цахилгаан хлоржуулах химийн процесс дээр ажилладаг. Давсны уусмал (эсвэл далайн ус) нь электролизийн үүрээр урсдаг бөгөөд шууд гүйдэл дамждаг бөгөөд энэ нь электролизэд хүргэдэг. Энэ нь хүчтэй ариутгагч бодис болох натрийн гипохлоритыг агшин зуур үүсгэдэг. Дараа нь усыг ариутгах эсвэл замаг үүсэх, био бохирдлоос урьдчилан сэргийлэх зорилгоор шаардлагатай концентрацитай усанд хийнэ.

-ийн үйл ажиллагааны зарчимНатрийн гипохлорит генератор

Электролизерт гүйдэл нь давсны уусмал дахь анод ба катодоор дамждаг. Энэ нь цахилгаан гүйдлийг сайн дамжуулдаг тул натрийн хлоридын уусмалыг электролиз болгодог.

Үүний үр дүнд хлор (Cl₂) анод дээр хий үүсдэг бол натрийн гидроксид (NaOH) ба устөрөгч (H₂) катод дээр хий үүсдэг.

Электролитийн эсэд явагдах урвалууд нь

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + Х₂

Хлор нь цаашлаад гидроксидтэй урвалд орж натрийн гипохлорит (NaOCl) үүсгэдэг. Энэ урвалыг дараах байдлаар хялбарчилж болно

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂О

Үүсгэсэн уусмалын рН 8-аас 8.5 хооронд, хлорын хамгийн их эквивалент концентраци 8 г/л-ээс бага байна. Хадгалах хугацаа нь маш урт тул хадгалахад тохиромжтой.

Уусмалыг усны урсгалд оруулсны дараа мембраны аргаар гаргаж авсан натрийн гипохлоритын хувьд ихэвчлэн шаардлагатай байдаг тул рН-ийн утгыг засах шаардлагагүй. Натрийн гипохлоритын уусмал нь тэнцвэрийн урвалд орж, гипохлорийн хүчил үүсгэдэг

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

Газар дээрх натрийн гипохлоритын генераторыг ашиглан 1 кг эквивалент хлор үйлдвэрлэхэд 4.5 кг давс, 4 киловатт цаг цахилгаан эрчим хүч шаардлагатай. Эцсийн уусмал нь ойролцоогоор 0.8% (8 грамм / литр) натрийн гипохлоритоос бүрдэнэ.

Натрийн гипохлоритын генераторын шинж чанар

1. Энгийн:Зөвхөн ус, давс, цахилгаан шаардлагатай
2. Хоргүй:Үндсэн бодис болох энгийн давс нь хоргүй, хадгалахад хялбар байдаг. Цахилгаан хлоратор нь аюултай материалыг хадгалах, зөөвөрлөх аюулгүйгээр хлорын хүчийг өгдөг.
3. Бага зардал:электролиз хийхэд зөвхөн ус, давс, цахилгаан хэрэгтэй. Электрохлораторын нийт ашиглалтын зардал нь ердийн хлоржуулах аргуудаас бага байдаг.
4. Стандарт концентрацийг авахын тулд тунг хэрэглэхэд хялбар:Газар дээр нь үүссэн натрийн гипохлорит нь арилжааны натрийн гипохлорит шиг мууддаггүй. Тиймээс гипо уусмалын хүч чадал дээр үндэслэн тунг өдөр бүр өөрчлөх шаардлагагүй.
5. Ундны усны дүрэм журмын дагуу батлагдсан ариутгалын арга– хлорын хийд суурилсан системд аюулгүй байдлын шаардлага багатай хувилбар.
6. Үйлчилгээний урт хугацаа, мембран эсийн электролизтэй харьцуулахад
7. Натрийн гипохлоритыг газар дээр нь үйлдвэрлэх нь оператор зөвхөн шаардлагатай, шаардлагатай үед үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
8. Байгаль орчинд аюулгүй:12.5% натрийн гипохлориттай харьцуулахад давс, ус хэрэглэх нь нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг 1/3 хүртэл бууруулдаг. Манай системээс гаргаж авсан 1%-иас бага концентрацитай гипо уусмал нь хоргүй бөгөөд аюултай биш гэж тооцогддог. Энэ нь хөдөлмөрийн аюулгүй байдлын сургалтыг багасгаж, ажилчдын аюулгүй байдлыг сайжруулна гэсэн үг юм.

Натрийн гипохлорит үүсгэх урвалын сав: Синтетик давсны уусмал эсвэл далайн усны тусламжтайгаар газар дээр нь үүссэн натрийн гипохлорит нь төхөөрөмжийг бичил органик бохирдлоос хамгаалах, замаг, хавч хэлбэртүүдийг устгахад маш үр дүнтэй байдаг. ӨЭМТ-ийн үйлдвэрлэсэн авсаархан цахилгаан хлоратор нь газар хөдлөлт, үер, тахал зэрэг гамшгийн үед усыг ариутгахад тохиромжтой. Цахилгаан хлораторууд нь хөдөө орон нутгийн болон тосгоны "ашиглалтын цэг" ундны усыг халдваргүйжүүлэх зориулалттай.

Газар дээрх натрийн гипохлорит генераторын давуу тал

Газар дээр нь гаргаж авсан натрийн гипохлоритыг ашиглах нь бусад төрлийн хлоржуулалтыг ашиглахаас хамгийн чухал давуу тал нь эдийн засгийн асуудал боловч техникийн давуу тал нь бүр ч их юм.

Арилжааны зэрэглэлийн шингэн натрийн гипохлоритыг ашиглахтай холбоотой зарим асуудлуудыг доор харуулав. Эдгээр нь идэвхтэй хлорын өндөр агууламжтай (10-12%). Эдгээр нь идэмхий натри (натрийн гидроксид) дахь хийн хлорыг хөөсөрч гаргаж авдаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн шингэн хлор гэж нэрлэдэг.

Зэврэлт Худалдааны аргаар үйлдвэрлэсэн гипохлоритын зэврэлт нь тоног төхөөрөмжид үзүүлэх нөлөөгөөр санаа зовоосон асуудал юм. 10-15% гипохлоритын уусмал нь өндөр рН ба хлорын агууламжтай тул маш түрэмгий байдаг. Гипохлоритын уусмал нь түрэмгий шинж чанартай тул гипохлорит хоолойн системийн суларсан хэсгүүдийг ашиглаж, гоожиж болно. Тиймээс газар дээрх натрийн гипохлорит генераторыг ашиглах нь ухаалаг сонголт юм.

Кальцийн карбонатын царцдас үүсэх нь арилжааны зориулалттай шингэн гипохлоритыг хлоржуулахад ашиглахад анхаарах бас нэг асуудал юм. Арилжааны зэрэглэлийн шингэн гипохлорит нь өндөр рН-тэй байдаг. Өндөр рН-тай гипохлоритын уусмалыг шингэрүүлсэн устай холиход холилдсон усны рН-ийг 9-өөс дээш болгоно. Усан дахь кальци нь урвалд орж кальцийн карбонатын царцдас хэлбэрээр тунадас үүснэ. Хоолой, хавхлага, эргэлт хэмжигч зэрэг зүйлсийн хэмжээ томорч, хэвийн ажиллахаа больсон. Худалдааны зориулалттай шингэн гипохлоритыг шингэлэхгүй байх, урсгалын хурдыг зөвшөөрөх хамгийн бага дамжуулах хоолойг системд ашиглахыг зөвлөж байна.

Хийн үйлдвэрлэл Арилжааны зэрэглэлийн гипохлориттой холбоотой өөр нэг асуудал бол хийн үйлдвэрлэл юм. Гипохлорит нь цаг хугацааны явцад хүчээ алдаж, задрах явцад хүчилтөрөгчийн хий үүсгэдэг. Концентраци, температур, металлын катализаторын нөлөөгөөр задралын хурд нэмэгддэг.

Хувийн аюулгүй байдал Гипохлоритын тэжээлийн шугамд бага хэмжээний алдагдал гарвал ус ууршиж, улмаар хлорын хий ялгарна.

Хлоратын үүсэлт Хамгийн сүүлийн асуудал бол хлоратын ион үүсэх магадлал юм. Натрийн гипохлорит нь цаг хугацааны явцад задарч хлоратын ион (ClO3-) ба хүчилтөрөгч (O) үүсгэдэг.₂). Гипохлоритын уусмалын задрал нь уусмалын хүч, температур, металлын катализатор байгаа эсэхээс хамаарна.

Арилжааны натрийн гипохлоритын задралыг хоёр үндсэн аргаар үүсгэж болно.
a). Өндөр рН, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3-ын улмаас хлорат үүсэх.
б). Температурын өсөлтөөс үүдэлтэй хлорын ууршилтын алдагдал.

Тиймээс, тодорхой хугацааны туршид ямар ч хүч чадал, температурын хувьд өндөр бат бэхийн бүтээгдэхүүн нь задралын хурд их байдаг тул бага бат бэхийн бүтээгдэхүүнтэй харьцуулахад хлорын хүч бага байх болно. Америкийн Усны ажлын нийгэмлэгийн судалгааны сан (AWWARF) нь өтгөрүүлсэн цайруулагч (NaOCl) задрал нь хлоратын үйлдвэрлэлийн хамгийн магадлалтай эх үүсвэр гэж дүгнэжээ. Ундны усанд хлоратын өндөр концентрацийг хэрэглэхийг зөвлөдөггүй.

Хлорын харьцуулалтын хүснэгт

Одоо аль нь хамгийн тохиромжтой ариутгагч бодис вэ?

• Хлорын хий- Орон сууцны хороололд ажиллахад хэтэрхий аюултай, аюулгүй биш. Ихэнх тохиолдолд тэдгээр нь боломжгүй байдаг.
• Цайруулах нунтаг— Кальцийн гипохлорит нь үр дүнтэй боловч лагийг холих, тунгаах, зайлуулах бүх үйл явц нь маш замбараагүй, нүсэр юм. Энэ нь талбайг бүхэлд нь бохир болгодог. Мөн цайруулах нунтаг нь борооны үеэр эсвэл чийглэг орчинд чийгийг шингээж, хлорын хий ялгаруулж, цайруулах хүчээ алддаг.
• Шингэн цайруулагч- Шингэн хлор эсвэл натрийн гипохлорит нь маш үр дүнтэй байдаг. Энэ нь шингэн хэлбэрээр хийгдсэн тул ажиллахад хялбар байдаг. Гэхдээ худалдаанд гарсан шингэн хлор нь үнэтэй төдийгүй тодорхой хугацаанд хүч чадлаа алдаж, ус болдог. Асгарах аюул нь нийтлэг асуудал юм.
• Цахилгаан хлоратор— Маш үр дүнтэй, хэмнэлттэй, аюулгүй, бэлтгэх, хэрэглэхэд хялбар. Энэ бол ихэнх улс оронд хэрэгжиж байгаа хамгийн сүүлийн үеийн технологи юм.