Біполярні ванни, так само як і монополярні, мають ряд розташованих паралельно один одному електродів, але включених в електричний ланцюг послідовно. Струм підводять лише до крайніх електродів - анода і катода. Проміжні електроди включені в електричний ланцюг через провідники другого роду - електроліт.

При накладенні напруги на крайні струмопровідні елементи проміжні електроди поляризуються. На одній їх стороні, що звернена до анода, концентруються негативні заряди, на іншій - позитивні.

Таким чином, крайні електроди і є монополярними, а всі проміжні - біполярними електродами, тобто. однією стороною вони працюють як катоди, а інший - як аноди.

Сила струму на біполярної ванні залежить тільки від щільності струму і площі поверхні одного монополярного електрода (анода або катода) і не залежить від числа біполярних електродів. Напруга на ванні, навпаки, залежить від різниці потенціалів між сусідніми електродами і прямопропорційного числа пар анодів і катодів. Сучасні електролізери в основному відносяться до біполярному типу.

Кількість продукту Gт, кг, яке теоретично має виділитися на аноді при електролізі, може бути визначено, відповідно до закону Фарадея, за формулою:

А - електрохімічний еквівалент, г / (Ач)

I - повний струм через електролізер

n-число працюючих анодів

t - тривалість роботи електролізера

1.3.5 Побічні процеси і основні показники електролізу хлориду натрію

Важливо відзначити, що на електродах паралельно з основними процесами створення цільових продуктів відбуваються інші побічні електродні процеси. У зв'язку з цим кількість виділився продукту завжди менше теоретичного. До таких процесів належать:

¦ реакція освіти по хімічному механізму хлорат, що протікає в обсязі:

2HClO + ClO^- = ClO₃^- +2Cl^- + 2H⁺

¦ реакція електрохімічне окислення гіпохлориту до хлорат:

6ClO^- - 6 e^- = ClO₃^- + 1,5O₂ + 5Cl^-

¦ хімічна реакція розкладу гіпохлориту, яка особливо активується в присутності забруднень електроліту, особливо заліза, міді, нікелю:

2СlO^- = O₂ + 2Cl^-

відновлення гіпохлориту і хлорат на катоді:

ClO^- + H₂O + 2e^- = Cl^- + 2OH^-

ClO₃^- + 3H₂O + 6e^- = Cl^- + 6OH^-

За кількістю реально отриманого продукту можна підрахувати, яка частина струму витрачена корисно. Ця частина струму, виражена в частках одиниці, називається коефіцієнтом використання струму, а виражена у відсотках-виходом по струму.

Якщо теоретично розраховане кількість продукту електролізу позначити GT, а практично отримане кількість G, то коефіцієнт використання струму

а вихід по струму дорівнює 100%.

Значення ? є основним показником процесу електролізу. Чим вище його значення, тим ефективніше протягом електролізу і нижче енергетичні витрати на отримання одиниці готового продукту. При більш високих значеннях ? можна зменшити до потрібної площа робочої поверхні електродів для досягнення заданої продуктивності, застосувати більш компактні установки і знизити витрати на їх виготовлення.

На зміну коефіцієнта використання струму ? впливає ряд факторів:

- величина напруги на розрядний проміжок

- початкова концентрація електроліту

- ступінь використання розчину хлоридів

Величина виходу хлору по струму позначається в першу чергу на зміну витрат електроенергії W, кВт-ч/кг, при отриманні гіпохлориту натрію, які можуть бути підраховані за формулою:

або

де U - напруга на струмопровідних електродах, В.

Можна вибрати один з можливих способів регулювання продуктивності електролізера. Підвищуючи напруга на струмопровідних електродах, а отже, підвищуючи і силу струму, можна збільшити в певних межах продуктивність установки без істотного відхилення від мінімальних енергетичних витрат при збереженні максимально можливого значення виходу хлору по струму. Міжелектродна відстань д істотно не впливає на зміну величини ? і інші параметри роботи електролізера. Зміна величини д при збереженні площі робочої поверхні електродів позначається тільки на продуктивності установки. При збільшенні міжелектродної відстані відбувається пропорційне зниження щільності струму i відповідно зниження загального виходу гіпохлориту натрію. З точністю, прийнятною для інженерних розрахунків, залежність між д і i може бути виражена співвідношенням:



Для створення малогабаритних і високопродуктивних установок найбільш доцільно передбачати мінімально можливі міжелектродні відстані, рівні 3-6 мм, що дозволяє вести процес електролізу при великих щільності струму.

Техніко-економічні показники роботи електролізера визначаються не тільки витратами електроенергії, а й що досягається ступенем виконання вихідного розчину. Особливо велике значення це має у випадку застосування як електроліту розчинів кухонної солі, оскільки витрати на сіль є однією з головних статей витрат при виробництві гіпохлориту натрію. Під ступенем використання солі (відсотком розкладання) л,%, розуміють відношення концентрації активного хлору в розчиненні гіпохлориту натрію, отриманого в результаті електролізу, до концентрації NaCI, що вводиться в установку:

С_{Сl акт} - концентрація активного хлору в гіпохлорит натрію

C_NaCl - концентрація NaCl в електроліті, г / л.

Витрати на сіль залежать від досягає мого ступеня корисного використання вихідного продукту. У міру збільшення концентрації активного хлору і розчині витрата солі на отримання одиниці готового продукту знижується . Так, при електролізі розчину з концентрацією 100 г / л NaCI і досягнення вмісту активного хлору на виході з електролізера 5 г / л витрата солі становить 20 г на 1 г готового продукту (5% - розкладання). При вмісті ж хлору в розчині 10 г / л витрати на сіль зменшуються і складають всього 10 r / л (10%- ве розкладання). Таким чином, для зниження витрат на сіль переважно ведення процесу електролізу при глибокому розкладанні NaCl. Однак збільшення ступеня використання кухонної солі призводить до зростання енергетичних витрат, тому повинен бути якийсь оптимальний режим експлуатації установки, при якому сумарні витрати на сіль та електроенергію будуть мінімальні.

У разі використання природних електролітів основною статтею рас-ходу є витрати електроенергії на подачу розсолу, його транспортування до об'єкту застосування та виробництво гіпохлориту натрію. Оптимальна ступінь використання розчинів визначається в кожному конкретному випадку залежно від початкової мінералізації і необхідної концентрації активного хлору. В енергетичному відношенні, найвпевненіше, отримання гіпохлоритів невеликій концентрації.

Розрахунок електролізною установки в загальних рисах зводиться до наступного. Для заданої з активного хлору продуктивності електролізера за законом Фарадея з урахуванням коефіцієнта використання струму, значення якого залежить від типу застосовуваних електродних матеріалів, концентрації хлоридів у електроліті, виду розсолу і необхідного ступеня використання розчину, Визначають необхідну струмів навантаження:

Згідно з вихідними параметрами стандартних випрямних агрегатів, що випускаються серійно електротехнічної промисловістю і передбачуваних для комплектування з даними електролізером, вибирають допустиму величину повного струму та напруги. Відповідність номіналів випрямних агрегатів і параметрів режиму роботи електролізера досягається правильним вибором числа розрядних проміжків.

1.3.6 Механізм знезаражуючого дії гіпохлориту натрію

Метод знезараження гіпохлоритом натрію найбільш часто використовується для знешкодження стоків,що містять ціани, різних об'ємів і концентрацій, а також від таких органічних і неорганічних сполук, як гідросульфіду, сульфід, МЕТИЛМЕРКАПТАН і т.д. Необхідно відзначити, що стічні води, що містять ціаніди, утворюються при нанесенні мідних, цинкових і кадмієвих покриттів з ціанистих електролітів. Крім того, ціановміщуючі стоки утворюються при термічній гарту сталевих виробів в розплавах ціанистих солей, а на металургійних підприємствах ціаніди потрапляють у стічні води з доменних газів (при їх промивання і охолодженні). Концентрація простих ціанідів (KCN, NaCN) в промивних водах зазвичай не перевищує 200 мг / л. У цих водах також містяться в невеликих кількостях комплексні ціаніди міді, цинку, кадмію, заліза та інших речовин.

При введенні гіпохлориту натрію у воду утворюються хлорнуватиста і соляна кислоти з реакції:

NaCIO + H₂O= НCIO + NaOH

HCIO=CIO^- + H⁺

Очищення стічних вод заснована на окисленні токсичних домішок у менш токсичні (приблизно в 1000 разів) ціанат-іони з їх подальшим гідролізом у нейтральному середовищі до NH4 і CO32-за наступними реакцій:

При pH = 9-10

CN^- + 2OH^- + NaClO = CNO^- + Cl^- + NaOH

При рН = 7

CNO^- + 2H₂O = NH₄⁺ + CO₃^2-

Гіпохлорити окислюють в стічних водах сполуки амонію, аміак і органічні речовини, що містять аміногрупи до моно-і хлорамінів, а також до трихлористого азоту по наступних реакціях:

NH₃ + HCIO = NH₂CI + H₂O

NH₂CI + HCIO = NHCI₂ + H₂O

NHCI₂ + HCIO = NCI₃ + H₂O

1.3.7 Характеристика гіпохлориту натрію з технологічних санітарно-гігієнічним показникам

Санітарно-гігієнічні показники.

Якщо порівняти процеси, що відбуваються при введенні в оброблювану воду гіпохлориту натрію:

NaCIO + H₂O= НCIO + NaOH

HCIO=CIO^- + H⁺

и хлора:

CI₂ + H₂O = HCIO + HCI

HCIO = CIO^- + H⁺

то видно, що в обох випадках утворюються одні й ті ж бактерицидні агенти - HClO і СlО. Взаємне співвідношення недіссоціірованої хлорнуватистої кислоти і гіпохлорітного іона залежить від рН води.

Очевидно, що основні особливості, притаманні хлоруванню води рідким хлором, повинні зберігатися і при застосуванні електролітичного гіпохлориту натрію. Так, за інших рівних умовах незалежно від виду використовуваного хлорреагента необхідний ступінь знезаражування досягається при одній і тій же дозі з активного хлору. Величина вільного залишкового хлору, що дорівнює 0,3-0,5 мг / л для питної води та 1,5 - 2 мг / л для стічної рідини, як у випадку застосування рідкого хлору, так і при використанні гіпохлоритом є гарантованим показником бактеріальної надійності оброблюваної води.

Ефективність знезараження гіпохлоритом натрію істотно залежить від активної реакції середовища, ступеня очищення води, її ініціальної зараженості.

Для повного придушення життєдіяльності кишкової палички, що знаходиться у воді з рН = 5,2 в концентрації 12000 клітин в 1 л, потрібна доза бактерицидної продукту з активного хлору, що дорівнює 0,4 мг / л, при підвищенні ж реакції середовища до рН == 8 , 3 летальну дозу треба майже подвоїти.

При вмісті у воді підвищеної кількості зважених часток потрібні великі дози реагенту. Особливо це необхідно при знезараженні стічної рідини. Для стічної рідини з БПК5 = 3-10 мг / л зниження кишкових паличок до 10 в 1 мл досягається при введенні активного хлору в кількості 1-1,5 мг / л; при БПК5 = 12 - 28 мг / л доза підвищується до 2-2,5 мг / л, а при БПК5 = 30 - 70 мг / л доза збільшується до 3,5-4 мг / л. (БПК - біологічне споживання кисню).

Підвищений вміст в стічній воді нітритів і амінокислот також вимагає збільшення доз гіпохлориту натрію. За бактерицидній дії електролітичний гіпохлорит натрію при знезараження води з високою ініціальної зараження не тільки не поступається хлору, а й нерідко перевершує його. Наприклад, при застосуванні гіпохлориту натрію повне знезаражування настає при дозі з активного хлору 0,8 мг / л, тоді як при такій же дозі у випадку звичайного хлорування бактерицидний ефект був неповним і становив 97-98%. Це пояснюється, мабуть, тим, що в природних електролітах є з'єднання йоду, брому та ін., Які при електролізі утворюють сильні окислювачі, що сприяють течією процесу знезараження.

Вивчення впливу гіпохлориту натрію на бактеріальні клітини (кишкову паличку) щодо встановлення рівня зниження активності ферментів показало, що механізм дії електролітичного гіпохлориту натрію та рідкого хлору аналогічний.

Застосування електролітичного гіпохлориту натрію дозволяє покращити органолептичні показники оброблюваної води. Так, зниження кольоровості найбільш інтенсивно йде при часі контакту 30 хв. Подальше збільшення часу контакту значного зниження кольоровості не дає.

У процесах очищення води (коагуляція, стабілізація, знезараження), пов'язаних з використанням тих чи інших реагентів, в оброблювану воду разом з хімічними продуктами вноситься і певна кількість різних солей, що може позначатися на зміні сольового складу оброблюваної води, її рН, Жорсткості і стабільності.

При знезараженні гіпохлоритом натрію разом з одним грамом активного хлору у воду буде вводитися від 8-10 до 40-50 мг / л солей. Кількість вводяться солей залежить від типу вихідного розчину хлоридів, концентрації активного хлору в готовому продукті і необхідної дози на знезараження. Найбільше збільшення солевмісту води може спостерігатися при використанні гіпохлориту натрію, що отримується з підземних мінералізованих або морських вод.

У природних електролітах можливо також зміст таких мікрокомпонентів, як йод, бром, мідь, цинк, свинець та інші. Зміст їх трохи - близько 10-6-10-8. При концентрації активного хлору в електролітичному гіпохлорит 1-5 г / л і дозі хлору на знезараження 1-5 мг / л кількість вводяться мікрокомпонентів зменшується в тисячі разів і становитиме всього 10-9-10-11 мг / л, тобто значно нижче максимально допустимого для питної води рівня.

Розчини гіпохлориту натрію в часі розпадаються і кілька втрачають свою активність. Це пояснюється тим, що Гіпохлорити у водному розчині гідролізуються з утворенням хлорнуватисту кислоти:

ClO^- + H₂O = HClO + OH^-,

яка нестійка і розкладається за трьома напрямками:

хлоратний розпад:

3HCIO = HCIO₃ + 2HCI

кисневий розпад :

2HCIO = 2HCl + O₂

хлорний розпад (в присутності хлоридів):

HClO + NaCl + H₂O = NaOH + H₂O + Cl₂

Утворення значної кількості HCl зменшує рН розчину, що і приводить до швидкого розпаду гіпохлоритом. Швидкості розкладу розчину гіпохлориту натрію сприяють підвищення температури, сонячне світло, концентрація гіпохлорит- іона в розчині і контакт з навколишнім повітрям.

Найбільший вплив на швидкість розкладання робить концентрація гіпохлорит- іона. Так, якщо розчин з вмістом активного хлору 0,6-0,8 г / л протягом перших трьох діб втрачає свою активність на 4-5%, то за цей же час розчин з вмістом хлору 10-12 г / л розпадається на 10 -12%. При цьому найбільш інтенсивно процес розпаду відбувається протягом перших 2-3 діб, а в наступну добу він зменшується. У зв'язку з цим найбільш доцільним є застосування гіпохлориту натрію відразу ж після його отримання. При необхідності використання гіпохлориту натрію через деякий час після отримання його слід розбавляти.

Загальноприйняті при хлоруванні методики хімічного контролю за якістю оброблюваної води прийнятні і при застосуванні електролітичного гіпохлориту натрію.

Оскільки дезінфекція води є заключною фазою в технології її очищення, гранично допустимі концентрації тих чи інших елементів не можуть перевищувати регламентованих норм. Нормований хімічний склад питної води та «Правила охорони поверхневих під від забруднення стічними водами» показують, що найбільший допустимий діапазон коливань вмісту у воді властивий іонів Cl^- , SO₄^2-, солей жорсткості, а також водневим іонів. Зміна змісту інших численних елементів води незначно.

З результатів бактеріологічних аналізів, отриманих після обробки стічних вод був зроблений висновок, що кількість кишкових паличок Е Coli безпосередньо на виході з електролізера знижується на два порядки у порівнянні з початковою обсеменністю води, яка не пройшла через установку (що складає 25%). Наступні 15 - і 30-хвилинний контакти води з продуктами електролізу приводили до подальшого зниження числа кишкових паличок. Збільшення часу контакту до 1 год. істотного впливу на зниження кількості кишкових паличок не впливало. Мабуть, відсутність подальшої дії продуктів електролізу пов'язане зі зменшенням кількістю вільного хлору внаслідок його зв'язування з органічними речовинами, присутніми в стічної рідини, і утворенням органічних хлорамінів, бактерицидну дію яких менш виражено, ніж у вільного хлору.

Таблиця 3.1.Вплив прямого електролізу і хлорреагентів на якість забрудненої води

Показники	Значення показників
	Вихідної води	Обробленної води
		Прямим електролізом	Хлорною водою
Кольоровість, град	38	34	34
Лужність, мг- экв/л	2,1	2,2	2,1
Жорсткість, мг-кв/л	3	3	3
Окислюваність, мг/л	12,7	11,6	11,8
рН	7,9	8,1	7,8
Хлориди, мг/л	17	17	17
Coli індекс	104- 4*104	3	3
Залишковий хлор, мг/л	_	0,3-0,5	0,3-0,5
Час контакту, хв	_	30	30

Аналіз результатів показує, що при знезараження води прямим електролізом, так само як і при хлоруванні, Основним критерієм бактеріальної надійності є величина залишкового хлору і для повного взаємодії продуктів електролізу з водою потрібен час контакту не менше 30 хв. Отже, незалежно від вихідної зараженості і якості води режимні параметри необхідно підбирати таким чином, щоб величина залишкового хлору на виході з електролізера відповідала вимогам санітарних органів. За коливань величини залишкового хлору можна оцінювати ефективність роботи установки і регулювати струмів навантаження.

Для порівняння була оброблена проба забрудненої води як прямим електролізом, так і хлорного водою. У результаті електролітичної обробки трохи збільшилося значення рН води, знизилися її кольоровість і окислюваність. Зміна вказаних показників цілком закономірно. Збільшення рН води відбувається в результаті створення в прикатодному просторі луги; зниження кольоровості і як наслідок окислюваність при взаємодії органічних речовин з окислювачами, зокрема з електролітичним гіпохлорітіоном.

При знезараженні стічної рідини прямим електролізом значення БПК5 та оптичної щільності, що характеризує наявність у воді розчинних органічних забруднень, практично не змінюється. Якість води, що оцінюється по ГПК і окислюваність, поліпшується в середньому на 5,8 і 8% відповідно. Зниження в обробленої воді перманганатної і біхроматної окислюваність, очевидно, пов'язано з наявністю залишкового хлору і хлорамінів. Діючи як окислювачі, вони знижують кількість споживаного KMnO₄ і K₂Cr₂O₇.

Результати санітарно-бактеріологічних досліджень, які підтверджують, що основним критерієм бактеріальної надійності води залишається величина залишкового хлору, а також дані технологічних дослідів дозволяють вважати, що, незважаючи на можливість утворення в процесі електролізу різних з'єднань і окислювачів, Основний вплив на ефект обробки води робить, мабуть, активний хлор. Отже, з метою створення економічного методу знезаражування води процес її прямого електролізу необхідно проводити за умов, що забезпечують максимально можливий вихід хлору по струму.

Таблиця 3.2 Вплив прямого електролізу на якість очищеної стічної рідини

Показники	Значення показників на етапі обробки	Відсоток зниження показників
	до електролізу	після електролізу
БПК5, мг/л	1,46	1,46	0
ХПК, мг/л	27,9	26,3	5,8
Окислюваність, мг/л	5,14	4,73	8
Оптична щіль-ність (250 см)	0,13	0,13	0

1.3.8 Технологічна схема знезараження води методом електролізу

Можливі технологічні схеми процесу одержання розчинів гіпохлориту натрію залежить від виду вихідного розчину хлоридів, необхідної концентрації активного хлору в готовому продукті, територіального розташування об'єкта, на якому виробляється гіпохлорит натрію, вартості електроенергії та солі. Найбільш простою схемою електролізною установки з мінімальними можливими капітальними витратами є схема, при якій в якості розсолів використовують природні електроліти - мінералізовані підземні та морські води. У цьому випадку, як показують розрахунки, експлуатаційні витрати визначаються в основному витратами електроенергії, тому з метою зниження енергетичних витрат процес доцільно вести в напрямку отримання слабоконцентрованих розчинів гіпохлориту натрію з вмістом активного хлору 0,2-1 г / л. При реалізації такої схеми на практиці електроліт без будь-якої попередньої обробки з заданим витратою подається на електролізну установку, а потім в бак накопичувач гіпохлориту натрію або прямо в опрацюванні системи. У певних умовах при роботі електролізерів на морській воді за санітарно-гігієнічних міркувань потрібно застосування розчинів гіпохлоритом з більш високим вмістом активного хлору (до 3-3,5 г / л). Однак очевидно, що застосування таких установок обмежена районами, розташованими в прибережних зонах, і підземні мінеральні води можуть використовуватися тільки в тих випадках, коли поблизу очисних споруд знаходяться свердловини багатоцільового призначення. У зв'язку з вищесказаним, найбільше поширення знайшли установки, що працюють на розчинах кухонної солі. Технологічні схеми електролізних установок, що працюють на розчинах кухонної солі, можуть бути як проточні, так і з системою рециркуляції. Основна відмінність режимних параметрів проточних електролізерів від параметрів електролізерів періодичної дії полягає в тому, що в першому випадку процес електролізу можна вважати стаціонарним, що не залежать від часу. При цьому, якщо витрата розсолу, що подається на електроліз, і струмова навантаження на електролізер залишаються постійними, то зберігається незмінною і концентрація розчину гіпохлориту натрію, що відводиться з електролізера. У електролізерах періодичної дії концентрація гіпохлориту натрію залежить від часу, що пройшов з початку електролізу. При використанні проточних електролізерів з'являється можливість скоротити витрати на обслуговування установок, тому що тут значно легше керувати процесом.

При застосуванні проточних електролізерів найбільш складним завданням в обслуговуванні є забезпечення безперервної подачі розчину кухонної солі на електролізери.

У разі застосування електролізерів періодичної дії обслуговуючий персонал повинен значно більше витрачати часу на організацію процесу у зв'язку з тим, що він змушений кілька разів на добу заповнювати електролізери розчином і зливати з них гіпохлорит натрію.

Ця причина, мабуть, обумовлює переважне застосування електролізерів проточного типу за кордоном.

Залежно від виду використовуваного сировини електролізних установки можна розділити на: установки для прямого електролізу, для електролізу штучно приготованого розчину, для електролізу природних розсолів. У першому випадку гіпохлорит натрію одержують з хлоридів, що містяться в невеликих концентраціях в оброблюваної воді, а в двох останніх для цієї мети використовують більш концентровані розчини кухонної солі.

Рис.3.1. Технологічна схема проточного електролізера

1 - проточні трубчастий електролізер

2 - блок живлення

3 - ємність приготування концентрованого розчину солі

4 - мішалка

5 - кульових вентиль

6 - регулювальні клапани

7 - насос дозатор соляного розчину

8 - сепаратор

9 - ємність розчину гіпохлориту натрію

10 - реле протоки рідини

11 - Манометр

12 - вентилятор

13 - реле протоку повітря

Витрата кухонної солі у прямоточних установок, як правило, трохи більше, ніж у реціркуляційніх. Проте їх оформлення та умови експлуатації значно простіше. Тому такі апарати часто використовують на об'єктах невеликий пропускної здатності, коли деякий перевитрати солі виправданий простий їх конструкції і обслуговування.

В останні роки прямоточні схеми знаходять поширення і на очисних спорудах і зі значною добової потребою в активному хлорі. У цих схемах використовуються електролізері з окисно-металевими анодами, здатними ефективно працювати навіть при концентрації розчину кухонної солі всього 12-25 мг / л. При настільки невисокому вмісті хлоридів у вихідному електроліті економічно виправдана ступінь розкладу солі досягається без застосування будь-яких додаткових пристроїв у вигляді реціркуляційніх насосів, систем охолодження і т.п.

Таблиця 3.3 Розміри приміщень у залежності від типу установки

Показник	Значення показників при типовому номері електролізера
	1	1,5	2	5	10	15	20	25	30
Продуктивність з активного хлору, кг / год	1,2	1,5	2	5	10	15	20	25	30
Розміри будівлі h*l, м	2*2	2*2,5	2*2,5	2,5*3,5	3*5	4*7	5*7,5	6*6	6*6,5

Технологічна схема електролізера циклічної дії більш складна у порівнянні зі схемою проточного електролізера. Тому вона застосовується, як правило, у тих випадках, коли потрібно найбільш повне використання кухонної солі, а також при необхідності отримання розчинів гіпохлорітом з підвищеним вмістом активного хлору. Концентрований розчин кухонної солі з ємності мокрого зберігання насосом подається в ємність робочого розчину, де відбувається розбавлений солі водопровідною водою до робочої концентрації, а потім - у електролізер. У процесі електролізу відбувається нагрів електроліту, тому необхідна постійна вентиляція.



Рис.3.2. Технологічна схема електролізера циклічної дії

1 - електролізна ємність

2 - насос перекачує

3 - трубчастий електролізер

4 - блок живлення (Випрямляч)

5 - кульові вентилі

6 - ємність мокрого зберігання солі

7 - ємність робочого розчину солі

8 - вузол кислотного промивання

9 - ємність розчину гіпохлориту натрію

10 - дозуючого пристрій

11 - вентиляційна установка

Таблиця 3.4. Основні техніко-економічні показники трубчастих електролізерів "ХлорЕл"

№	Найменування показника	Модифікація трубчастого електролізера ХлорЕл
		РГ001/800	РГ001/1150	РГ 001/1500	РГ 001/2000
1	Режим роботи	Прот-непр	Прот-непр	Прот-непр	Прот-непр
2	Робоча концентрація Розчину NaCl, г/дм3	20+/- 2	20+/- 2	20+/-2	40+/-4
3	Питома витрата ел. Ен на електроліз, кВт-ч/кг	6,5	6,5	6,5	4,2
4	Матеріал аноду	ОРТА	ОРТА	ОРТА	ОРТА
5	Матеріал катоду	титан	титан	титан	титан
6	Питома витрата NaCl, кг/кга.х.	3,3	3,3	3,3	5,0
7	Робоча щільність струму, А/дм2	100	100	100	100
8	Ресурс роботи анодного покриття, год	2000	2000	2000	2000
9	Ресурс роботи електродів, не меньш, років	10	10	10	10
10	Продуктивність по активному хлору, г/год	800	1150	1500	2000

Переваги електролітичного гіпохлориту натрію як ефективного бактерицидного агента, простота і надійність електролізних установок, А також зацікавленість споживачів у застосуванні безпечного електрохімічного методу знезаражування води призвели до створення величезного числа найрізноманітніших за своєю конструкцією електролізерів.

Кращими зарубіжними зразками установок є «Sanilec» (Diamond shamrock corporation), «Pepcon» (Pacific engineering and Production company of Nevada)

Так, наприклад, фірмою «Diamond Shamrock Corporation» розроблений ряд електролізерів. Найбільше поширення получила установка «Saniles», яка може працювати при використанні як розчинів кухонної солі, так і морської води.

Установка «Saniles», що працює на кухонної солі, складається з електролізера, випрямляча, системи автоматичної подачі розсолу, ємностей для зберігання розсолу і гіпохлориту натрію, помякшувача води і елементів автоматичного контролю за показниками роботи.

Електролізер виконаний у вигляді корпусу прямокутного перерізу з розташованим у ньому електродний пакетом. Аноди - малозношуючися стабільні електроди з активним покриттям з оксидів дорогоцінного металу, катода - титанові. Вся апаратура виготовлена з таких корозійностійких матеріалів, як титан, нержавіюча сталь, фторопласт і т.п.

Установка працює в такий спосіб. У розчинної баку готується концентрований розчин кухонної солі, який насосом подається в змішувач, де розбавляється водою до 3%-ного змісту NaCl, а потім у - електролізер. Отриманий гіпохлорит натрію надходить у газовизначник, збирається в ємності-сховище і звідти дозується в оброблюваних воду. Концентрація активного хлору в готовому продукті в середньому складає в г / л. При необхідності вона може бути дещо збільшена.

Вода, яка надходить на розчинення і розведення солі, попередньо проходити через умягчитель. У процесі роботи установки контролюється витрата електроліту, його концентрація, температура й інші технологічні параметри. При відхиленні параметрів від заданих або створення аварійної ситуації установка автоматично вимикається.

На отримання 1 кг активного хлору витрачається 3,5 кг солі, 5,5 кВт-год енергії та 125 літрів води.

Установки «Saniles» можуть працювати і при використанні морської води. Морська води попередньо перед подачею в електролізер повинна пройти фільтрацію. Концентрація активного хлору в готовому продукті в залежності від вихідної солевмісту води і режимних параметрів складає 0,2-2,35 г / л. Катодні відкладення видаляються періодично шляхом кислотного промивання. За даними фірми, частота промивки - 1 раз на 6 місяців. Час, необхідний на проведення всієї операції, з урахуванням встановлення електролізера та пуску його в експлуатацію, становить 4-6 годин. Установки випускаються продуктивністю від 60 до 1000 кг активного хлору на добу.

Електролізері «Pepcon» також можуть працювати при використанні як розчинів солі (концентрацією 15-20 г / л), так і морської води. Конструкція електролітичної комірки складається з анодного графітового стрижня з активним покриттям з PbO2 на спеціальних фіксаторах, встановлених усередині металевої труби, яка є катодом. При використанні морської води катод виконується з титану, а розчинів кухонної солі - з нержавіючої сталі. Струмопідведення розташовані зовні труби, розсіл протікає у вузький зазор між електродами.

Окремі комірки (у кількості до 10) можна компонувати в паралельні блоки з утворенням, так званих модулів. Набір модулів дозволяє отримати необхідну продуктивність.

Кожна комірка розрахована на струмів навантаження до 500 А при напрузі 6-7 В і здатна на добу виробляти до 9 кг активного хлору - при використанні розчинів кухонної солі і до 11 кг - при використанні морської води. Регулююча струмів навантаження і напруга, можна отримати розчини з вмістом активного хлору від 0,2 до 8 г / л.

Отримання концентрованих розчинів гіпохлориту натрію можливо тільки при застосуванні системи рециркуляції і теплообмінних пристроїв. Для отримання 1 кг активного хлору витрачається 3-3,5 кг солі і 6-6,8 кВт-год електроенергії. За даними фірми при використанні розсолу з вмістом завислих речовин до 500 мг / л попереднього очищення не потрібно.

Що утворюються відкладення солей жорсткості видаляються шляхом кислотного промивання або при застосуванні системи рециркуляції в результаті використання підвищених швидкостей протікання електроліту.

Установка «Chloropac» складається з низки осередків, виконаних за принципом «труба в трубі». Внутрішній циліндр працює як «Плаваючий Біполь», зовнішній складається з двох половинок - анодного і катодного, розділених діелектриком.

Продуктивність кожного осередку становить 5 кг активного хлору на добу. Осередки монтуються в групи (модулі) продуктивністю до 60 кг активного хлору на добу. Розміри такого модуля складають 1,8 * 2,1 * 4,8 м. На виробництво 1 кг активного хлору витрачається 6,2 кВт * г електроенергії.

Можливі технологічні схеми процесу отримання гіпохлориту натрію залежать від необхідної концентрації активного хлору в готовому продукті, територіального розташування об'єкта, на якому виробляється гіпохлориту натрію, вартості електроенергії та солі.

Далі наведена технологічна схема комплексу з електрохімічного виробництва гіпохлориту натрію продуктивністю з активного хлору від 10 до 1080 кг на добу:

Виробництво розчину гіпохлориту натрію здійснюється за безперервною схемою. Для запобігання значного зниження виходу активного хлору по струму застосовується каскад електролітичних осередків, розташованих в одній електролізною ванні, що дозволяє отримати концентрацію з активного хлору від 5 до 10 г / л.

Комплекс з виробництва гіпохлориту автоматизований і управляється з пульта управління, а також є можливість роботи електролізною установки в ручному режимі.

1.4 Технологіческая схема установки отримання активного хлору і опис її

Рис.4.1. Технологічна схема комплексу з електрохімічного виробництва гіпохлориту натрію

Можливі технологічні схеми процесу отримання гіпохлориту натрію залежать від необхідної концентрації активного хлору в готовому продукті, територіального розташування об'єкта, на якому виробляється гіпохлорит натрію, вартості електроенергії та солі.

Таблиця 4.2 Найменування елементів обладнання технологічної схеми

позначення	найменування	позначення	найменування
БМЗС	Бак мокрого зберігання солі	БП	Бачок підживлюючий
ФС	Фільтр сольовий	КЄ	Клапан електромагнітний
Р1, Р2	Водяний редуктор	ДР	Датчик рівня
Км	повітродувки	РС	Ротаметр сольовий
ЄС	Ежектор сольовий	РГ	Ротаметр гіпохлорітний
ЄГ	Ежектор гіпохлорітний	ВБ	Витратний бак

Таблиця 4.3 Технічні дані установки виробництва гіпохлориту натрію

Продукт. Cl2 гр/ год	80	240	480	800	1280	1600
Поток соляного р-ну NaCl л/год	0,75	2,25	4,5	7,5	12	15
Витрати солі кг/год	0,23	0,7	1,4	2,33	3,72	4,65
Витрати води лит/год	10,75	32,25	64,5	107,5	172	215
Витрати води лит/кг Cl2	134,4	134,4	134,4	134,4	134,4	134,4
Витрати потужності, АС, кВт	0,55	1,64	3,07	5,12	7,72	9,11
Витрати енергії , КВт/час АС/кг, Cl2	6,8	6,8	6,4	6,4	6	5,7

Наведені дані свідчать про високу ефективність електрохімічного методу знезаражування води у порівнянні з традиційними. Запропонований метод не вимагає застосування газоподібного хлору, створення запасів дезінфікуючого реагенту, легко піддається контролю та автоматизації, не сприяє утворенню хлорорганічних сполук.

2. ВИБІР І РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРОЛІЗЕРА

2.1 Вибір і обґрунтування конструкції електролізера

Для виробництва розчинів гіпохлориту натрію розроблені і використовуються різні конструкції електролізерів. Застосовуються електролізери з монополярним і біполярним включенням електродів. Біполярні електролізери відрізняються компактністю, меншими витратами конструкційних матеріалів, простотою обслуговування. Використовуються електролізери з коаксіальним і плоскопаралельним розташуванням електродів. Електролізери великої одиничної потужності конструюють з плоскопаралельним розташуванням електродів.

Електролізер складається з сталевого корпуса що працює катодом. У середині корпуса розташований порожній графітовий анод . Розчин хлориду натрію або морська вода подається по трубі у внутрішню частину порожнього графітового анода, а потім проходить міжелектродний простір. Розчин гіпохлориту натрію відводиться по трубі .

У Росії випускаються установки типу ЭН з графітовими електродами продуктивністю 5,25 і 100 кг за добу активного хлору для роботи на розчинах, що містять 80…120 кгм-³ NaCl [6].

Розроблені електролізери біполярного типу з природною циркуляцією і обладнані холодильником з поліетилену. Вони дозволяють одержувати розчини гіпохлориту натрію концентрацією близько 10 кгм-³ при густині струму 1,0…1,2 кАм-² і температурі 293…308 К, з виходом за струмом 60 %, витратою хлориду натрію 8…10 кг на кг активного хлору та витратою електроенергії 8…10 кВтгодкг-¹.

Фірма Де Нора випускає електролізери “Синкхлор” з біполярним включенням електродів, що з анодного боку покриті активною масою на основі діоксиду рутенію. Корпус електролізера виготовлений з пластмаси. Пропонуються електролізери на навантаження за струмом від 0,15 до 5,0 кА і продуктивністю від 24 до 800 кг активного хлору за добу.

При електролізі морської води максимально можливий вміст NaClО складає не більше 3 кгм-³, при роботі на більше концентрованих розсолах концентрація NaClО може зрости до 5…6 кгм-³ (максимально до 8 кгм-³) [5].

2.2 Матеріальний розрахунок електролізера

2.2.1 Вихідні дані

Струмове навантаження на електролізері (I)	А	100
Середній вихід за струмом гіпохлориту натрію	%	60
Кількість ячеєк (n)	штук	8
Тривалість електролізу ()	г	7
Концентрація NaCl в вихідному розсолі (CNaCl)	кг/м3	150
Об'єм розсолу в електролізері (Vp)	м3	0.5
Температура розсолу на початку електролізу (Тр)	К	293
Температура електроліту в кінці електролізу (Тк)	К	308
Температура охолоджуючої води на вході (Твх)	К	280
Температура охолоджуючої води на виході (Твих)	К	288

2.2.2 Розрахунки матеріального балансу

Знаходимо кількість гіпохлориту натрію, що виділився, кг

(2.1)

де qNaClO - електрохімічний еквівалент, г/Агод; ВСNaClO - вихід за струмом гіпохлориту натрію, %

Знаходимо об'єм кисню, що виділився, м³

,(2.2)

де qNaClO - електрохімічний еквівалент, л/Агод

Встановлюємо кількість водню, що виділився, м³

(2.3)

де qН2 - електрохімічний еквівалент водню, л/Агод; ВСН2 - вихід за струмом водню, %, (ВСН2 100%).

Концентрація гіпохлориту натрію в кінці циклу електролізу, кг/м³

(2.4)

Розрахунки матеріального балансу виконані на ЕОМ. Результати розрахунків наведені у додатку 1.

2.3 Розрахунок балансу напруги

Загальна напруга на електролізері розраховується по формулі:

U = (Ea - Eк + Ua + Uк + Uел) n + Uконт, (2.5)

де Ea та Eк - анодний та катодний потенціали, В; Ua та Uк - падіння напруги в анодах, катодах, В; Uел - падіння напруги в електроліті, В; Uконт - падіння напруги в контактах, В.

Розраховуємо анодний потенціал реакції

2Cl- - 2e- = Cl2 ; , (2.6)

де - равноважний потенціал хлорного електроду, В,

(2.7)

1,359 - стандартний потенціал хлоридного електроду, В; - активність іонів хлору в рассолі при температурі електролізу; - парціальний тиск хлору в електролізері, атм.

При интегруванні рівняння отримуємо

, (2.8)

,(2.9)

де f - середний коефіцієнт активності розчину при Т = 298 К; _р та _в - сховане тепло випарення розчину та води, _р - 2317,9 кДж/кг [6, с. 476]; m - молярність розчину NaCl;

,(2.9)

де - концентрація NaCl в розсолі, кг/м³; - хімічний еквивалент NaCl, кг; d - густина розчину NaCl , кг/м³.

 , (2.10)

де - перенапруга виділення хлору, В; i_a - анодна густина струму, А/м².

Знаходимо потенціал катоду

, ,(2.11)

де - рівноважний потенціал водневого електроду в умовах електролізу, В, = -0,84 В; - перенапруга виділення водню, В; i_к - катодна густина струму, А/м².

Визначаємо падіння напруги в анодах

або ,(2.12)

де i_a - анодна густина струму, А/м²; S_a - робоча поверхня одного аноду, м², S_a 0,11 м²; - питомий електричний опір матеріалу аноду, Омсм; H - висота робочої частини аноду, м; S - площа поперечного січення аноду, м².

Визначаємо падіння напруги в катодах

або ,(2.13)

де i_к - катодна густина струму, А/м²; S_к - робоча поверхня одного катоду, м², S_к 0,11 м²; - питомий електричний опір матеріалу аноду, Омсм; H - висота робочої частини катоду, м; S - площа поперечного січення катоду, м².

Встановлюємо падіння напруги в електроліті

,(2.14)

де i - густина струму, А/м²; l - відстань між електродами, м; - питома електропровідність електроліту, Ом^-1м^-1; К_г - коефіцієнт, що враховує додатковий опір електроліту за рахунок газонаповнення (К_г = 1.2).

Падіння напруги в контактах = 0,05 В.

Розраховуємо витрати електроенергії на 1 кг NaClO, кВт

.(2.15)

Розрахунки балансу напруги виконані на ЕОМ. Результати розрахунків наведені у додатку 2.

2.4 Тепловий розрахунок електролізера

Прихід тепла

де Q_дж - джоулеве тепло, кДж; Q_р - прихід тепла з розсолом, кДж; Q_х.р. - тепло хімічної реакції взаємодії хлору з лугом;

,(2.16)

де U_ср - середня напруга на електролізері, В; Е_р - напруга розкладу водного розчину хлориду натрію, В.

Тепло хімічної реакції взаємодії хлору з лугом

або , (2.17)

де - концентрація хлорату натрію в електроліті, кг/м³; V_к - об'єм електроліту, м³; Q₁ - тепловий ефект реакції, кДж/моль; - молекулярна маса NaClO₃, кг.

Визначимо витрати тепла, кДж,

,(2.18)

де - витрати тепла з киснем, воднем та охолоджуючою водою, відповідно.

Розрахуємо витрати тепла з киснем

,(2.19)

де - питома теплоємність кисню при постійному тиску, кДж/кгК,

- масса отриманого кисню, кг; Т_ел - температура кисню, К.

Розрахуємо витрати тепла з воднем

,(2.20)

де - питома теплоємкість водню при постійному тиску, кДж/кгК, - масса отриманого водню, кг; Т_ел - температура водню, К.

Визначимо кількість тепла, яке уноситься охолоджуючою водою

,(2.21)

де - питома теплоємкість води, кДж/кгК, - масса охолоджуючої води.

Встановимо витрати тепла поверхнею електролізеру в навколишнє середовище

,(2.22)

де - сумарний коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м²К, ; F - поверхня електролізеру, м²; Т_ст та Т_ср - абсолютна температура стінки електролізеру та воздуху на дільниці електролізу, К.

Кількість тепла, що поступає з розсолом

,(2.23)

де m_p - маса розсолу, що подається на електроліз, кг; c_p - питома теплоємкість кДж/кгК.

Розрахуємо кількість охолоджуючою води

(2.24)

Розрахунки балансів виконано з застосуванням ЕОМ. Результати розрахунків наведені у додатку.

3. ЕКСПЛУАТАЦІЯ ЕЛЕКТРОЛІЗЕРА ТА ЙОГО ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Електролізна установка непроточного типу, з малозношуваними електродами, призначена для отримання знезаражуючого реагенту - розчину гіпохлориту натрію шляхом електролізу хлористого натрію. Установка застосовується для знезараження питної та стічної води в населених пунктах, дитячих таборах відпочинку, при обробці води в басейнах, системах оборотного водопостачання.

Електролізна установка складається з розчинного вузла 1,електролізеру 2, баку-накопичувачу 3, джерела струму 4 та вентилятора (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Принципова схема електролізної установки для одержання водних розчинів активного хлору.

Розчинний вузол складається з бака-розчинника ємкістю 1,16 м³ зварної конструкції з нержавіючої сталі та насосу 5, що встановлено на рамі. Всередині бака розміщена трубчата решітка 6 з отворами для рівномірного розподілу струму рідини по дну баку при розчиненні солі, та поплавок 7, що призначений для забору рідини в верхній частині бака. На поплавку змонтовано патрубок з отворами, конструкція забірного патрубка попереджує засмічення штуцеру та магістралі.

В нижній частині бака є зливний патрубок, на який встановлено запірний вентиль.

Насос, що поєднаний з усмоктувальним патрубком з поплавком, напірним патрубком через вентиль з решіткою та через вентиль з трубопроводом подачі розчину солі в електролітичну ванну.

Рисунок 3.2 - електролізер.

Електролізер складається з електролітичної ванни 1, виготовленої з титану та касети 2, в якій розташовані шість біполярних та два монополярні графітові електроди. На отбортовці ванни встановлено зонт, який поєднується з повітрявідводом витяжного вентилятора. Патрубок переливу призначений для підтримання постійного рівня розчину хлориду натрію в електролітичній ванні. В конструкції передбачено вентиль для зливу готового продукту в бак-накопичувач, та вентиль для зливу в каналізацію промивної води з забрудненнями (солі жорсткості).

бак-накопичувач зварної конструкції з титану використовується для збору й тимчасового схову готового продукту електролізу (розчину гіпохлориту натрію). В дні бак-накопичувач має два патрубки з запірними вентилями, що пристосовані для зливу осаду та подачі розчину гіпохлориту натрію в воду, що обробляється. Подача розчину гіпохлориту натрію в бак-накопичувач здійснюється через верхній патрубок.

Рисунок 3.3 - схема дільниці електросинтезу розчинів активного хлору.

В установці використано джерело струму УЗА-150-80. Схема живлення електролізної установки складається з джерела струму й елементів автоматики. джерело струму УЗА-150-80 розрахований на живлення від мережі перемінного струму частотою 50 Гц при напрузі 380 В. Струмове навантаження на електродний блок 100-110 А, при напрузі 30-35 В. Контроль за роботою джерела струму здійснюється за показниками амперметра та вольтметра.

Електролізна установка працює за наступною схемою. В бак-розчинник загружається кам'яна сіль, заливається водою й за допомогою насоса перемішується до одержання концентрованого розчину (300 10 г/л NaCl). Одержаний розчин перекачується з бака-розчинника в ванну електролізера, де розчинюється водопровідною водою до робочої концентрації 100-120 г/л NaCl. На електродний блок подається напруга від джерела струму. Під дією електричного струму проходить електроліз хлориду натрію з утворенням гіпохлориту натрію. Після проведення електролізу, одержаний розчин гіпохлориту натрію зливається в бак-накопичувач. Із бака-накопичувача розчин дозується в воду, що обробляється.

Застосування графітових електродів має як свої переваги, так і недоліки. До переваг варто віднести: стійкість в агресивному розчині; можливість використовувати графітовий електрод і як анод і як катод, що дозволяє видаляти відкладення солей жорсткості з катода за допомогою зміни полярності електродів; доступність і відносна дешевина. До недоліків - “вигоряння” графіту в процесі електролізу, високий питомий електричний опір графіту в порівнянні з металевими струмопідводами, забруднення електроліту порошкоподібним графітом з електродів. Термін роботи графітового електродного блоку складав 400 - 600 годин. При “вигорянні” графіту відбувалося збільшення міжелектродної відстані і, відповідно, збільшення омічних втрат напруги в електроліті. Падіння напруги на графітовому блоці сягало 60 - 65 В. Розігрів електроліту за рахунок омічних втрат напруги в графітовій касеті досягав 40 - 45 ^ос. Підвищення температури приводило до збільшення швидкості хімічного розкладання і катодного відновлення гіпохлорита натрію і ініціювало перебіг хімічної реакції утворення хлорату натрію [2, 5].

Термін служби поліпропіленового бака не перевищував двох років. Найбільш нестійкими виявилися зварні шви бака. В результаті взаємодії з з'єднаннями активного хлору відбувалося загальне “старіння” поліпропілену. Тому ремонт бака не був можливий.

Для усунення вищезазначених недоліків, а також через проблеми придбання графітових анодів в Росії, була проведена модернізація електролізної установки, що полягає у виготовленні нової металевої біполярної касети і заміни поліпропіленового електролізного бака на титановий. Вибір матеріалу для виготовлення біполярного електрода був ускладнений специфічними умовами його роботи. Занурена в електроліт конструкція блоку вимагає спеціальних заходів для захисту від струмів витоку. З цією метою неробоча поверхня електродів була захищена футеровкою фторопластом. Як матеріал катода розглядалися титан ВТ 1-0 і сплав титана ОТ 4-0. Поряд з високою корозійною стійкістю обраних матеріалів в хлоридних окислювальних розчинах значною проблемою для них є наводнювання. Через наводнювання електроди з ОТ 4-0 послу 1000 годин роботи зазнали дуже сильної деформації з корозійним розтріскуванням по місцях зварювання. Електроди з ВТ 1-0 послу 1000 годин роботи практично не деформувалися, після 2000 годин роботи почалась спостерігатися невелика опуклість катодної сторони.

Електроди нової касети були виготовлені з листового титана ВТ 1-0. На анодну сторону електродів була наварена просічно-тянута титанова сітка з каталітично активним покриттям із суміші оксидів рутенію і титана (ОРТА). Робоча електродна поверхня біполярного електрода склала 0,11 м². Як катод використовувалася катодна сторона титанового електрода. У єдиний блок електроди збиралися за допомогою шпильок.

Нова касета складалася з двох монополярних і семи біполярних електродів. Електродні ячейки обмежувалися вертикальними гумовими прокладками товщиною 8 мм. Міжелектродна відстань склала 5мм. Поперечний переріз нижнього зазору осередків було зменшено в 4 рази, з метою зменшення струмів витоку, за рахунок гумових уставок. Циркуляція електроліту в ячейках здійснювалася за рахунок аероліфта газами, що виділяються.

При токовому навантаженні 110 - 120 А падіння напруги на модернізованому блоці складало 30 - 32 В. Температура електролізу не перевищувала 22 ^ос влітку і 14 ^ос взимку. Концентрація гіпохлорита натрію піднялася до 12,8 - 14,6 г/л, у порівнянні з 4 - 7 г/л на графітових електродах. Вміст хлорату натрію не перевищував 0,6 г/л. Питомі витрати електроенергії складали 3,5 кВтгод на кг NaCl (100 %), що нижче показників електролізу на графітовому блоці в 4,5 рази.

Умови електролізу розчину хлориду натрію з концентрацією 120 г/л є досить жорсткими для ОРТА. Через 2 роки експлуатації (4000 годин роботи) модернізованого електродного блоку було замічене збільшення анодного потенціалу на ОРТА, що пояснюється зносом активного оксидно-рутенієвого покриття. Для регенерації каталітично активного покриття анодів нами було використано оксидне кобальт-титанове покриття, отримане методом термічного розкладання [6, 7]. Оксидне кобальт-титанове покриття наносилося в три шари по відпрацьованому ОРТА. Залишковий вміст оксидного рутенійово-титанового покриття допомагав вирішити проблему зростання перехідного опору на титановому струмовідводі. Вміст оксидів кобальту в отриманому покритті 6 - 8 г/м² рахуючи на металевий кобальт.

Експлуатація електродного блоку протягом року (~2000 годин роботи) підтвердила високу ефективність використання оксидного кобальт-титанового покриття анодів для електролізу розчину хлориду натрію. Показники електролізу при використанні регенерованих анодів не відрізнялися від показників, отриманих на ОРТА. По нашим даним [7] корозійний знос при використанні оксидного кобальт-титанового анодного покриття в описуваних умовах не перевищував 0,5 мг на 1000 Агод рахуючи на металевий кобальт.

Проведені дослідження показали, що для електросинтезу водних розчинів активного хлору можна використовувати відпрацьовані ОРТА, регенеровані оксидним кобальт-титановим каталітично активним покриттям.

Слабким місцем у роботі модернізованого електролізного блоку є відкладення солей жорсткості в робочих ячейках. Розчинні з'єднання кальцію і магнію, що надходять на електроліз з кам'яною сіллю і водопровідною водою, взаємодіючи з гідрооксид іонами, що утворюються при катодній реакції, переходять у нерозчинні з'єднання. Кристалізуючись на поверхні катода, солі жорсткості зриваються з неї пухирцями водню, що виділяються, і у виді пластинок обсипаються в нижню частину ячеєк. Це перешкоджає підводу електроліту для циркуляції в робочих ячейках.