Generátor chlórnanu sodného

Generátor chlórnanu sodného pracuje na chemickom procese elektrochlorácie, ktorý využíva vodu, kuchynskú soľ a elektrinu na výrobu chlórnanu sodného (NaOCl). Soľný roztok (alebo morská voda) sa nechá prúdiť cez elektrolyzér, kde prechádza jednosmerný prúd, ktorý vedie k elektrolýze. To okamžite produkuje chlórnan sodný, ktorý je silným dezinfekčným prostriedkom. Ten sa potom dávkuje do vody v požadovanej koncentrácii na dezinfekciu vody alebo na zabránenie tvorby rias a biologického znečistenia.

Princíp fungovaniaGenerátor chlórnanu sodného

V elektrolyzéri prechádza prúd cez anódu a katódu v soľnom roztoku. ktorý je dobrým vodičom elektriny, čím elektrolyzuje roztok chloridu sodného.

Výsledkom je chlór (Cl₂) plyn vzniká na anóde, zatiaľ čo hydroxid sodný (NaOH) a vodík (H₂) na katóde vzniká plyn.

Reakcie, ktoré prebiehajú v elektrolytickom článku je

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

Chlór ďalej reaguje s hydroxidom za vzniku chlórnanu sodného (NaOCl). Táto reakcia môže byť zjednodušená nasledujúcim spôsobom

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

Vytvorený roztok má hodnotu pH medzi 8 a 8,5 a maximálnu ekvivalentnú koncentráciu chlóru menej ako 8 g/l. Má veľmi dlhú trvanlivosť, vďaka čomu je vhodný na skladovanie.

Po nadávkovaní roztoku do vodného toku nie je potrebná žiadna korekcia hodnoty pH, ako sa to často vyžaduje pri chlórnane sodnom vyrábanom membránovou metódou. Roztok chlórnanu sodného reaguje v rovnovážnej reakcii, ktorej výsledkom je kyselina chlórna

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

Na výrobu 1 kg ekvivalentu chlóru pomocou lokálneho generátora chlórnanu sodného je potrebných 4,5 kg soli a 4 kilowatthodiny elektriny. Konečný roztok pozostáva z približne 0,8 % (8 gramov/liter) chlórnanu sodného.

Charakteristika generátora chlórnanu sodného

1. jednoduché:Vyžaduje sa iba voda, soľ a elektrina
2. Netoxický:Bežná soľ, ktorá je hlavnou látkou, je netoxická a ľahko skladovateľná. Elektrochlorátor poskytuje silu chlóru bez nebezpečenstva skladovania alebo manipulácie s nebezpečnými materiálmi.
3. Nízka cena:na elektrolýzu je potrebná len voda, kuchynská soľ a elektrina. Celkové prevádzkové náklady elektrochlorátora sú nižšie ako pri konvenčných metódach chlórovania.
4. Jednoduché dávkovanie na dosiahnutie štandardnej koncentrácie:Chlórnan sodný generovaný na mieste sa nedegraduje ako komerčný chlórnan sodný. Preto sa dávkovanie nemusí upravovať na dennej báze na základe sily hypo roztoku.
5. Schválená metóda dezinfekcie v súlade s predpismi o pitnej vode– alternatíva s menšími bezpečnostnými požiadavkami k systémom na báze chlóru.
6. Dlhá životnosťv porovnaní s elektrolýzou membránových článkov
7. Generovanie chlórnanu sodného na mieste umožňuje operátorovi vyrábať len to, čo je potrebné a kedy je to potrebné.
8. Bezpečné pre životné prostredie:V porovnaní s 12,5 % chlórnanom sodným použitie soli a vody znižuje emisie uhlíka na 1/3. Hypo roztok s koncentráciou menšou ako 1 % produkovaný naším systémom je neškodný a nepovažuje sa za nebezpečný. To sa premieta do zníženého počtu bezpečnostných školení a zlepšenej bezpečnosti pracovníkov.

Reakčná nádrž na generovanie chlórnanu sodného: Chlórnan sodný generovaný na mieste pomocou syntetickej soľanky alebo morskej vody je veľmi účinný pri ochrane zariadenia pred rastom mikroorganických nečistôt a kontrole rias a kôrovcov. Kompaktné elektrochlorátory vyrábané spoločnosťou FHC sú ideálne na dezinfekciu vody počas katastrof, ako sú zemetrasenia, záplavy alebo epidémie. Elektrochlorátory sú určené na vidiecku a dedinskú „bodovú“ dezinfekciu pitnej vody.

Výhody generátora chlórnanu sodného na mieste

Aj keď je ekonomické hľadisko hlavnou výhodou pri použití chlórnanu sodného vytvoreného na mieste oproti používaniu iných foriem chlórovania, technické výhody sú ešte väčšie.

Nasledujú niektoré z problémov spojených s používaním komerčného kvapalného chlórnanu sodného. Tie majú vysokú koncentráciu (10-12%) aktívneho chlóru. Tie sa vyrábajú prebublávaním plynného chlóru v hydroxide sodnom (hydroxid sodný). Bežne sa nazývajú aj tekutý chlór.

Korózia Korózia spôsobená komerčne vyrábaným chlórnanom vyvoláva obavy z dôvodu jeho vplyvu na zariadenie. 10 až 15 % roztok chlórnanu je veľmi agresívny kvôli vysokému pH a koncentrácii chlóru. Kvôli svojej agresívnej povahe bude roztok chlórnanu využívať akékoľvek oslabené oblasti v potrubnom systéme chlórnanu a môže spôsobiť netesnosti. Takže použitie lokálneho generátora chlórnanu sodného je rozumnou voľbou.

Tvorba vodného kameňa Tvorba vodného kameňa uhličitanu vápenatého je ďalším problémom pri použití komerčného kvapalného chlórnanu na chloráciu. Komerčný kvapalný chlórnan má vysoké pH. Keď sa roztok chlórnanu s vysokým pH zmieša s riediacou vodou, zvýši sa pH zmiešanej vody nad 9. Vápnik vo vode bude reagovať a vyzrážať sa ako vodný kameň uhličitanu vápenatého. Položky, ako sú potrubia, ventily a rotametre, sa môžu zväčšiť a už nebudú správne fungovať. Odporúča sa, aby sa komerčný kvapalný chlórnan neriedil a aby sa v systéme používali najmenšie potrubia, ktoré umožňuje prietok.

Výroba plynu Ďalším problémom v súvislosti s komerčným chlórnanom je výroba plynu. Chlórnan časom stráca silu a pri rozklade vytvára plynný kyslík. Rýchlosť rozkladu sa zvyšuje s koncentráciou, teplotou a kovovými katalyzátormi.

Osobná bezpečnosť Malý únik v prívodnom potrubí chlórnanu by viedol k vyparovaniu vody a následne k uvoľneniu plynného chlóru.

Tvorba chlorečnanov Poslednou oblasťou záujmu je možnosť tvorby chlorečnanových iónov. Chlórnan sodný sa časom degraduje a vytvára chlorečnanový ión (ClO3-) a kyslík (O₂). Degradácia roztoku chlórnanu závisí od sily roztoku, teploty a prítomnosti kovových katalyzátorov.

Rozklad komerčného chlórnanu sodného môže byť vytvorený dvoma hlavnými spôsobmi:
a). Tvorba chlorečnanov v dôsledku vysokého pH, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Strata chlóru odparovaním v dôsledku zvýšenia teploty.

Preto pri akejkoľvek danej pevnosti a teplote bude mať produkt s vyššou pevnosťou v priebehu času nakoniec nižšiu dostupnú pevnosť chlóru ako produkt s nižšou pevnosťou, pretože rýchlosť jeho rozkladu je vyššia. Výskumná nadácia American Water Works Association (AWWARF) dospela k záveru, že rozklad koncentrovaného bielidla (NaOCl) je najpravdepodobnejším zdrojom produkcie chlorečnanov. Vysoká koncentrácia chlorečnanov v pitnej vode sa neodporúča.

Porovnávacia tabuľka chlóru

Teraz, ktorý je ideálny dezinfekčný prostriedok?

• Plynný chlór— Manipulácia s ním je príliš nebezpečná a nie je bezpečná v obytných oblastiach. Väčšinou nie sú dostupné.
• Bieliaci prášok— Chlórnan vápenatý je účinný, ale celý proces miešania, usadzovania a likvidácie kalu je veľmi chaotický a ťažkopádny. Tým sa celý priestor zašpiní. Okrem toho bieliaci prášok absorbuje vlhkosť počas monzúnu alebo vo vlhkom prostredí a uvoľňuje plynný chlór, čím bieliaca sila stráca svoju silu.
• Tekuté bielidlo— Kvapalný chlór alebo chlórnan sodný je veľmi účinný. Je v tekutej forme, takže manipulácia je veľmi jednoduchá. Ale komerčne dostupný kvapalný chlór je nielen drahý, ale časom stráca svoju silu a stáva sa vodou. Nebezpečenstvo rozliatia je bežný problém.
• Elektro chlorátor-Veľmi efektívne, ekonomické, bezpečné a ľahko sa pripravuje a používa. Toto je najnovšia technológia prijatá vo väčšine krajín.