intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Chế tạo thiết bị điện hóa sản xuất dung dịch Natri Hypoclorit có công suất clo hoạt tính trên 2 kg/h

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

62
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết bị điện hóa sản xuất dung dịch natri hypoclorit (nước Gia ven) bằng cách điện phân dòng nước muối trong buồng phản ứng điện hóa dạng ống, không có màng ngăn giữa các điện cực, có công suất clo hoạt tính trên 2 kg/h đã được chế tạo. Các bản điện cực anốt là các tấm Ti được phủ lớp hợp chất trơ RuO2IrO2TiO2 để chống ăn mòn điện hóa. Các thông số kinh tế kỹ thuật cơ bản của thiết bị này như sau: công suất tính theo clo hoạt tính là 2,2 kg/h, hàm lượng clo hoạt tính trong dung dịch 4,5-5 g/l. để tạo nên 1 kg clo hoạt tính cần tiêu hao 4-4,5 kg muối và 5-5,5 kwh điện. Thiết bị này được sử dụng trong các trạm cấp nước sinh hoạt công suất 25000-50000 m3/ngày.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chế tạo thiết bị điện hóa sản xuất dung dịch Natri Hypoclorit có công suất clo hoạt tính trên 2 kg/h

Tiiu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> <br /> CHE TAO THIET BI DIEN HOA SAN X U A T D U N G D I C H NATRI<br /> HYPOCLORIT CO COIVG SUAT CLO H O A T TINH TREN 2 Kg/h<br /> Nguyen Hoai Chau, Nguyen Trong Boi<br /> Vien Cong nghe moi truang, 18 Hoang Quoc Viet, Ha Noi<br /> chauhoainguyenfStvaboo.com<br /> Tom tat:<br /> Thiit bi dien hod sdn xudt dung dich natri hypoclorit (nuoc Gia ven) bdng<br /> cdch diinphdn ddng nude mudi trong budngphdn ung dien hod dgng dng, khdng<br /> cd mdng ngan giira cdc dien cue, cd cdng sudt clo hogt tinh tren 2 kg/h da duac<br /> chi tgo. Cdc bdn dien cue andt Id cdc tdm Ti duoc phii Idp hop chdt tro<br /> Ru02lr02Ti02 di chdng an mdn dien hod. Cdc thdng sd kinh ti ky thuat ca bdn<br /> ciia thiit bi ndy nhu sau: cdng sudt tinh theo clo hogt tinh la 2,2 kg/h, hdm luang<br /> clo hogt tinh trong dung dich 4,5-5 g/l, di tgo nen I kg clo hogt tinh cdn tiiu hao<br /> 4 - 4,5 kg mudi vd 5- 5,5 kwh dien. Thiit bi ndy duac su dung trong cdc trgm cdp<br /> nude sinh hogt cdng sudt 25000-50000 m^/ngdy.<br /> Abstract:<br /> Electrochemical device for producing sodium hypochlorite by eledrolizing salt<br /> solution flow in the cylinder electrochemical reaction chamber without memberane<br /> beetwen electrodes, with capacity of active chlorine more than 2 kg/h was made. The<br /> anode electrodes are Ti pieces coated by inert layer Ru02Ir02Ti02 for protecting<br /> electrochemical corrosion. The main econotechnical parameters of this device are<br /> following: the capacity of active chlorine is 2,2 kg/h, active chlorine concentration of<br /> solution is 4,5-5 g/l, for producing 1 kg of active chlorine it consumes 4 - 4,5 kg<br /> white sah and 5-5,5 kwh electricity. This device is using in water supply stations<br /> with capacity 25000-50000 m^/day.<br /> <br /> <br /> I.M6DAU<br /> Da si cac nha may cdp nuoc sinh boat tren thi giai sir dung khi clo hoac cac hgp chdt<br /> CO clo boat tinh de khir trung nuac truoc khi dua vao mang Ing dan ngoai nha may. Truoc day<br /> hon 50 nam nguai ta chuyen dung khi clo, ldy tir cac binh tich bdng thep duoi ap sudt cao,<br /> trgn voi nuoc theo mgt ty le nhdt dinh dl khir trung. Tir sau nhirng nam 1960 cho din nay bien<br /> phap sir dung cac thiit bi dien hoa san xudt nuoc Gia ven tir nuoc muli ngay trong nha may<br /> nuoc lam phuong tien khir triing nuoc cdp ngay cang dugc phi biin ap dung rgng rai thay cho<br /> cac binh tich clo duoi ap suat cao, chu ylu do nhu cdu bao dam an to^n cho nguai va moi<br /> trucmg xung quanh. Mgt uu dilm khac cua nuoc Gia ven dugc san xudt bdng phuang phap<br /> dien h6a la do dugc diing ngay va co nIng dp clo boat tinh thdp nen no khong bi giam chdt<br /> lugng nhieu do bao quan va chuyen cho nhu nuac Gia ven mua tir cac nha may boa chdt dugc<br /> tao ra bang each cho khi clo trgn voi xut. Viec sir dung thiit bi san xudt nuac Gia ven ngay<br /> trong cac nha may nuac de khir triing nuac cdp cho cac do thi la xu thi chung tren thi giai.<br /> Nam 2009, Vien Cong nghe moi truang thuoc Vien Khoa hoc va Cong nghe Viet Nam<br /> da nghien ciiu va che tao thanh cong thiit bi dien hoa GIAVINH 500 san xudt dung djch natri<br /> hypoclorit c6 cong suat clo boat tinh 500 g/gia vai cac chi so kinh tl - ky thuat dac trung co<br /> the so sanh dugc vai cac san pham tuong tu dugc san xudt a nhilu nuac [ 1 ].<br /> <br /> 120<br /> Hgi nghi Khoa hgc ky niem 35 ndm Vien Khoa hgc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Noi 10/2010<br /> <br /> Thang 7 nam 2010, Vien Cong nghe moi truang da hoan thanh viec che tao thiet bi dien<br /> hoa GIAVINH 2000 san xuat dung dich natri hypoclorit co cong suat clo boat tinh tren 2 kg/gia.<br /> <br /> <br /> 2. MO TA THIET BI<br /> 2.1 So do cong nghe<br /> Trong thiet bi san xuat natri hypoclorit co hai bp phan quan trpng nhat la buong phan ung<br /> dien boa - noi nuac muoi chuyen thanh natri hypoclorit va khoi nguon dien mot chieu kem<br /> voi bp phan dieu khien boat dong cua thiet bi. Ngoai ra, de bao dam thiet bi boat dong on dinh<br /> lien tuc tren 20 gio trong mot ngay can phai kiem soat va khong che cac yeu to anh buong den<br /> hieu qua boat dong ciia thiet bi nhu dp ciing cua nuoc dau vao, nhiet dp boat dong ciia buong<br /> phan ling, dp d6ng can sau mot thai gian boat dong, an toan chong chay no... Do do, mot so<br /> bp phan phu trg khac nhu bp Ipc nuoc, thiet bi lam mem nuoc, cac he thong rira buong dien<br /> hoa, khong che nhiet dp cua san pham, lam loang hydro trong thiing dung san pham ciing can<br /> dugc trang bi. Hinh 1 the hien so do khoi va mo binh thiet bi GIAVINH 2000 co cong suat clo<br /> boat tinh 2 kg/gia.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hinh 1: So dd cdng nghi [2] (a) vd thid bi WA TERCHLO 2000 (b)<br /> 2.2 Buong dien hoa<br /> Buong dien boa la bg phan quyet dinh hieu qua hoat dong cua thiet bi va chat lugng san<br /> pham natri hypoclorit. Hien nay buong dien boa dugc sir dung pho bien nhat co dang hinh<br /> ong, ben trong co sap xep cac tam dien cue thanh cac lop noi tiep nhau theo chieu dai 6ng[3].<br /> cdu tao buong dien boa the hien tren hinh 2.<br /> <br /> <br /> <br /> Hinh 2: Cdu tgo budng dien hda<br /> thiit bi WATERCHLO 2000 (1-<br /> Catdt, 2- Bdn luang cue, 3- Andt)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Anit phii hgp nhat doi voi qua trinh dien phan tao clo la loai oxit hon hgp (anot<br /> composit), oxit titan va oxit ruteni (RuxTii.x04 ) tren nen kim loai titan (ORTA). Voi thanh<br /> phdn Ru02 chilm 30% trong bon hgp oxit thi vat lieu anot ORTA nay co boat tinh xuc tac<br /> dien boa cao va dp bin chong an mon cao. Ham lugng Ru02 trong khoang 20 -30% it anh<br /> buong toi thi anIt, den dong trao doi cua phan ling clo va do dan dien ciia he dien phan [2].<br /> <br /> <br /> <br /> 121<br /> Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> <br /> Nhung tdm dien cue nay co ten gpi la DSA (dimensionaly stable anodes). Hinh dang cac tam<br /> dien cue the hien tren hinh 3.<br /> ANODE AND CATODE J-2CC0 BIPOLE J-2000<br /> B-B<br /> a 4><br /> r ^--\ — ~1 ^m^mii:tm^0^:i:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hinh 3: Cdu tgo cdc tdm dien cue budng dien hda thiit bi WATERCHLO 2000 (a. Tdm andt<br /> vd catdt; b. Tdm luang cue)<br /> 2.3 Nguon mot chieu<br /> Ve CO ban hien nay co hai loai nguon mot chieu diing cho dien boa:<br /> - Ngudn mdt chiiu cd diin dugc lam theo nguyen tac la diing bien the ha dien ap xoay<br /> chieu ciia luoi dien xuong dien ap can chinh luu (co hoac khong co dieu khien) de tao<br /> ra miic chenh lech dien ap mgt chieu can thiet. Loai nguon nay co uu diem la dp tin<br /> cay cao va ben, nhung ciing co 2 nhugc diem Ion la nang ne, cong kenh va hieu suat<br /> sir dung dien khong cao (khong it hon 70 %).<br /> - Ngudn inverter (switching) kieu mai dugc lam theo nguyen ly bien doi xoay chieu<br /> thanh xung co tan so cao nho bg nghich luu (hay bg dao dgng xung) sau do moi chinh<br /> luu ra mgt chieu. O may co yeu cau dong dien Ion thi phai sir dung luoi dien 3 pha.<br /> Loai nguon nay co hai uu diem Ion la hieu suat sir dung dien cao (khong it hon 80 %)<br /> va ggn nhe. Hien nay hau bet cac nguon dien mot chieu Ion deu diing loai nay. Tuy<br /> nhien can nghien cuu them ve dp ben, dp tin cay cua loai nguon nay a trong moi<br /> truang khong khi co nong dp hoi nuoc va boa chat cao.<br /> - Ngudn DC cho thiet bi san xuat natri hypoclorit cong suat lan<br /> Nhu da trinh bay a tren, do cac may san xuat nuoc natri hypoclorit co cong sudt clo boat tinh<br /> tir 1000 g/gio tro len yeu cau cong suat dien mot chieu DC Ion hon 5 kw nen nguIn DC inverter<br /> sir dung luoi dien 3 pha da dugc lira chgn de diing cho thiit bi GIAVINH 2000 (hinh 4).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> seovkc<br /> <br /> CHhHl.LAJ\/AHG»CHLtnj<br /> RIQw/r<br /> LI JUl<br /> F4<br /> Hinh 4: Ngudn DC thiit bi Waterchlo 2000 (a.So dd khdi; b.Ngudn DC)<br /> <br /> <br /> <br /> 122<br /> Hgi nghi Khoa hgc ky niem 35 ndm I len Khoa hgc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Noi 10/2010<br /> <br /> <br /> Dien 3 pha dau vao dugc chinh luu thanh dien mot chieu, nho khoi nghich luu tao ra cac<br /> xung xoay chieu. dien ap xoay chieu nay dugc chinh luu mot lan nira thanh dien mot chieu de<br /> tao thanh nguon dien phan cong suat Ion. Viec dieu chinh dong ra dugc thuc bien nhu sau:<br /> thong tin ve dong dien loi ra dugc dua ve khoi dieu khien va so sanh vai mirc dong dien ma ta<br /> dat. Neu co su chenh lech, khoi dieu khien se tac dong den dp rong xung ciia khoi nghich luu<br /> (bay ciia khoi tao xung), nho do dieu chinh dugc dong dien ra theo tri so mong muon. Vi bien<br /> dp xung ciia khoi nghich luu khong bi thay doi nen dien ap ra ciia nguon khong doi, chi thay<br /> doi dp rong xung ma thoi. So do nguyen ly ciia khoi dieu khien xem tren hinh 4. Tren khoi<br /> dieu khien do c6 thiet ke 3 loai bao ve: qua dong, qua nhiet, va qua ap. Ngoai ra co them mot<br /> num dieu chinh dien ap DC cho ddu ra.<br /> Ngoai nguon DC diing cho dien phan, de thiet bi boat dong dong bp, tien Igi, an toan can<br /> dieu khien cac bp phan, chi tilt khac. So dl mach dien dieu khien thiet bi GIAVENH 2000 da<br /> dugc che tao dugc the hien tren hinh 5. Voi thiet ke nay may boat dong trong 2 che dp: lam<br /> viec va bdo tri. O che dp Idm viec, may dugc khoi dong bang cong tac roi chuyen sang san<br /> xuat. Khi thiet bi a che dp nay cac thong tin nhu dong dien qua tai, can nuoc nguyen lieu, day<br /> san pham trong thiing chiia, qua nhiet buong dien b6a vv... deu dugc bao den nguoi van hanh<br /> de xir ly hoac thiet bi se tu dong ngimg van hanh. (/) che dp bdo tri, axit loang dugc bom vao<br /> buong dien boa de rira can bam tren cac ban cue catot theo thai gian quy dinh boi ro le thai<br /> gian. Ngoai ta thiet bi tir dong ngimg lam viec va bao loi neu mat 1 trong 3 pha dien luoi.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> GHI CHU<br /> RG ROLETRUNG GIAN<br /> FC PHAO CAN THUNG NUOC MEM<br /> FD PHAO DAY THUNG SAN PHAM<br /> -\ "" \- RN ROLE NHIET<br /> K KHOI DONG TU<br /> CMI CM2 CONG TAC CHUYEN MACH<br /> QK QUAT KHI<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> I] IIAO TRJ Hinh 5: Sa dd mgch dien<br /> —e— thiit bi GIAVINH2000<br /> <br /> D l.AM vii:c<br /> <br /> —e—<br /> <br /> <br /> D NCLiON<br /> <br /> —e—<br /> <br /> 1) sn CO<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 123<br /> Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> <br /> 3. KET QUA NGHIEN ClTU ANH HUTdNG CUA CAC YEU TO DEN NANG SUAT<br /> CLO HOAT TINH<br /> 3.1 Anh htfong cua dong dien den nang suat clo hoat tinh<br /> Thiit bi GIAVINH 2000 dugc van hanh voi dong dien tir 281,0 A din 317,7 A, luu lugng<br /> va nIng dp muli khong dli. Chdt lugng san phdm ddu ra dugc phan tich bdng phuong phap<br /> chudn do thiosunfat - iot tai Vien Cong nghe moi trucmg. Cac chi si ky thuat co ban thu nhan<br /> dugc tir thir nghiem the hien trong bang 1.<br /> Bdng 1: Anh hudng cua ddng diin din ndng sudt clo hogt tinh tren thiit bi GIA VINH 2000<br /> <br /> Luu Ndng dp Diin Ddng 7^C mdi fc Ndng Ndng Tiiu hao Tieu hao<br /> luang mudi dp DC diin DC truong SP dd Clo sudt Clo mudi (g diin DC<br /> (l/h) (g/l) (V) (A) fC) fC) '(g/l) (g/h) NaCl/g Clo) (W/g Clo)<br /> <br /> 520,4 21,3 31,3 281,0 33 41,0 4,118 2143,00 5,17 4,10<br /> <br /> 520,4 21,0 31,6 290,5 33 41,5 4,295 2235,11 4,89 4,11<br /> <br /> 520,4 21,0 31,8 302,1 33 42,0 4,437 2309,01 4,73 4,16<br /> <br /> 520,4 21,4 32,1 317,7 33 43,0 4,508 2345,96 4,75 4,35<br /> <br /> 3.2 Anh hvong cua nong do muoi<br /> Thiet bi GIAVINH 2000 dugc van hanh voi nong do muoi thay doi tir 16,4 g/1 din 24,9<br /> g/1, dong dien va luu lugng khong doi. Cac chi so ky thuat co ban thu nhan dugc tir thir<br /> nghiem the hien trong bang 2.<br /> Bdng 2: Anh hudng cita ndng dp mudi din ndng sudt clo hogt tinh tren thiit bi GLA VTNH 2000<br /> <br /> Tieu hao<br /> Luu Ndng Dien Ddng T^C mdi J^C Ndng Ndng Tiiu hao<br /> mudi (g<br /> lucmg dd mudi dp DC diin DC truang SP dd Clo sudt Clo diin DC<br /> NaCl/g<br /> (l/h) (g/l) (V) (A) (g/l) (g/h) (W/g Clo)<br /> Clo)<br /> <br /> 520,4 16,4 33,3 300,1 33 43,5 4,118 2143,33 3,98 4,66<br /> <br /> 520,4 18,3 32,6 301,3 34 42,5 4,366 2272,41 4,19 4,32<br /> <br /> 520,4 24,9 30,9 300,6 33 42,0 4,544 2365,06 5,48 3,93<br /> <br /> 3. Anh hu'ong cua luu Ivong<br /> Thiit bi GIAVINH 2000 chay thir nghiem voi luu lugng thay dli tir 396,3 l/h din 644,7<br /> l/h, dong dien va nIng dp muli khong dli. Cac chi si ky thuat ca ban thu nhan dugc tir thir<br /> nghiem the hien trong bang 3.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 124<br /> Hgi nghi Khoa hgc ky niem 35 ndm Vien Khoa hgc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Noi 10/2010<br /> <br /> Bdng 3: Anh hudng ciia lieu lucmg din ndng sudt clo hogt tinh tren thiit bi GIA VINH 2000<br /> <br /> Lieu Ndng dp Diin Ddng 7^C mdi fc Ndng dd<br /> Ndng Tieu hao Tiiu hao<br /> luang mudi dp DC lien DC truang SP sudt Clo mudi (g diin DC<br /> Clo (g/l)<br /> (l/h) (g/l) (V) (A) fC) fC) (g/h) NaCl/g Clo) (UVg Clo)<br /> <br /> 396,3 20,3 32,0 302,0 31 45,0 5,254 2082,16 3,86 4,64<br /> <br /> 464,6 20,5 31,9 301,8 31 42,5 4,575 2210,10 4,48 4,35<br /> <br /> 469,5 20,8 31,7 301,0 34 43,5 4,721 2217,02 4,40 4,30<br /> <br /> 490,9 20,8 31,7 301,8 34 43,0 4,508 2213,02 4,61 4,32<br /> <br /> 496,5 20,2 31,9 300,6 34 43,0 4,437 2203,19 4,55 4,35<br /> <br /> 508,2 20,3 31,9 300,1 34 43,0 4,402 2237,22 4,61 4,28<br /> <br /> 644,7 20,5 32,1 301,8 31 38,0 3,834 2471,77 5,34 3,92<br /> <br /> Doi chieu ket qua thir nghiem qua cac chi so tren cac bang 1, 2 va 3 co the thay de dat<br /> nang suat clo boat tinh tren 2 kg/gia thi dong dien can Ion hon 281 A, nong do muoi khong<br /> nho hanl6,4 g/1, luu lugng dung dich Ion hon 396,3 l/h. Nhin chung, khi dong dien, nong dp<br /> muoi va luu lugng tang thi nang suat clo tang. Che do van hanh toi uu ve mat kinh te - ky<br /> thuat cua thiet bi GIAVINH 2000 dugc xac dinh la: dong dien 290 - 300A, luu lugng san<br /> pham 450 - 500 l/h, nong dp muoi trong san pham 18-22 g/1.<br /> <br /> <br /> 4. KET LUAN<br /> Voi cac ket qua nghien ciiu trinh bay o tren, Vien Cong nghe moi truang da che tao thanh<br /> cong thiet bi dien boa GIAVFNH 2000 san xuat dung dich natri hypoclorit co cong suat clo<br /> boat tinh tren 2000 g/gio. Thiet bi nay se dugc nghien ciiu hoan thien ca ve thiet ke tong the<br /> lan cau tao cua timg bp phan, chi tiet cau thanh trong qua trinh van hanh a cac nha may nuoc.<br /> Lai cdm on: Bdi bdo ndy duac hodn thdnh vdi su giiip do kinh phi tie du dn sdn xudt thuc<br /> nghiem ddc lap cdp nhd nude "Hodn thien cdng nghi vd chi tgo thiit bi sdn xudt hypoclorit<br /> natri cdng sudt dudi 5kg clo hogt tinh/gid". Md sd: DADL - 2009/07.<br /> <br /> <br /> TAI LIEU THAM KHAO<br /> 1. Nguyen Hoai Chau, Nguyen Trpng Boi, Nguyen Dinh Cuong, ''Nghien ciru chi tgo<br /> thiit bi diin hod sdn xudt dung dich khir triing natri hypoclorit sic dung trong cdc trgm<br /> cdp nude', Tap chi Khoa hoc va Cong nghe, NXB Vien KHCNVN, si 48 (3), 2010.<br /> 2. Trinh Xuan Sen, ''Diin hda hpc", tr. 268-271, NXB Dai hpc quIc gia. Ha Noi - 2004.<br /> 3. Website: www.Clortec.com; www.Titanindia.com; www.ecanode.com;<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 125<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
8=>2