Производство гипохлорита натрия на предприятиях водоочистки

Хлорирование продолжает оставаться самым распространенным способом обеззараживания воды в мире. Этот происходит с применением жидкого хлора.  

Гипохлорит натрия получают, пропуская электрический ток выпрямителя через раствор обычной поваренной соли,  методом электролиза раствора хлористого натрия. Основной задачей при получении гипохлорита натрия является создание таких условий, при которых равновесная концентрация гипохлорит-ионов наступала бы как можно позднее. Регулируя  анодную плотность тока на выпрямителе,  добиваются запуска процесса облегчения разряд ионов хлора, и концентрация гипохлорит-ионов достигается позднее.

Существуют два пути получения конечного продукта: с применением мембранного разделения катодного и анодного (электродного) пространства электролизера, и без такого разделения.

В мембранной электролизной установке анодное и катодное пространство отделяются друг от друга катион-проницаемой мембраной. При этом, в анодную камеру подается раствор поваренной соли, а  в катодную камеру – вода. На катоде вода, под воздействием электрического тока, разлагается на ионы гидроксила и водород. На аноде - хлориды окисляются до молекулярного хлора.  Под воздействием электрического тока катионы натрия  диффундируют через мембрану, переходят в катодное пространство (католит) и взаимодействуют с анионами, образуя при этом едкий натрий.

Величина выхода по току является основным показателем любого процесса электролиза. Чем выше его значение, тем эффективнее протекает процесс электролиза, тем ниже энергетические затраты на получение единицы готового продукта. При высоких значениях величины выхода по току можно уменьшить требуемую площадь рабочей поверхности электродов, для достижения заданной производительности, применить более компактные установки и снизить расходы на их изготовление. И, хотя целевым продуктом процесса электролиза в нашем случае является гипохлорит натрия, основным показателем процесса надо считать выход по току хлора. Данный процесс не может протекать без использования промышленного выпрямителя тока. Источник постоянного электрического тока должен быть снабжен регулировочным устройством (панелью управления), позволяющим из­менять величину тока и напряжение в электрической цепи.

При этом, один из способов получения раствора гипохлорита реализуется через наличие в агрегате такой опции, как «реверс». В этом случае процесс электролиза до реверсирования тока ведут при плотности тока 1-2 кА/м2 в течение 6-7 сут., а к моменту реверсирования плотность тока устанавливают в диапазоне 70-100 А/м2 и разбавляют электролит в 300-400 раз, после чего проводят реверсирование тока и электролиз ведут в течение 0,5-4 ч. Оптимальным выбором источников тока для нормального протекания процесса производства гипохлорита натрия являются промышленные выпрямители тока с реверсом серии Пульсар ПРО или Пульсар СМАРТ.

Выход по току гипохлорита увеличивается с возрастанием анодной плот­ности тока, так как в этих условиях затрудняется доступ ионов к аноду. При очень малых плотностях тока, отвечающих интервалу потенциалов +0,8 – 1,33 В, на аноде будет выделяться кислород, затем при достижении равновесного потенциала выделения хлора начнется совместное выделение кислорода и хлора, причем с ростом плотности тока, выход по току хлора будет быстро возрастать. При плотностях тока около 1000 А/м² на выделе­ние кислорода будет расходоваться всего несколько процентов тока.

Повышая напряжение на электролизере в настройках выпрямителя Пульсар ПРО или Пульсар СМАРТ на токоподводящих электродах, увеличивается плотность тока. Таким образом, при сохранении максимально возможного значения выхода по току хлора,  можно увеличить (в определенных пределах) производительность установки без существенного отклонения энергетических затрат от минимальных.

Поставки выпрямителей производства ООО «Навиком» на предприятия водоочистки на территории России показали эффективную и стабильную работу в процессе производства гипохлорита натрия.