管状反向极性自清洁电解池的制作方法

本发明涉及电解池，特别是涉及用于海上、近海和沿海设施中海水杀菌处理的电解池。

背景技术：

1、海水或氯化钠的其他稀释水溶液电解，然后产生活性氯，即次氯酸盐和其他氧化物的混合物，可应用于利用所述产品的杀菌特性和消毒特性的几种工业应用。特别令人感兴趣的应用是在冷却、消防水、公用工程用水、脱盐和其他陆上和海上应用中的海水杀菌处理。在这些应用中，循环海水必须采用灭菌剂处理，防止海洋生物生长对管道、容器和通道造成污染和堵塞。预防性杀菌处理可以包括使用电解池原位产生次氯酸盐。海水电氯化不需要储存、处理和购买危险化学品。

2、在电解过程中，海水通过电解池，并以次氯酸钠溶液和副产品氢气离开电解池。溶液通过管道输送到储罐或旋风分离器，在储罐或旋风分离器中去除溶液中的氢气。离开电解池的所得溶液是海水、次氯酸盐和次氯酸的混合物。氯化钠溶液(海水)的电解是直流电在阳极(正极)和阴极(负极)之间流动，将盐和水分离成它们的基本元素。阳极产生的氯立即经过化学反应形成次氯酸盐和次氯酸。氢气和氢氧化物在阴极处形成，氢气形成气体，氢氧化物有助于次氯酸盐的形成，并使出口物料的ph值提高到约8.5。

3、总化学反应可以表示如下：

4、由于水垢积聚，电氯化过程可能会导致电解池结垢。水垢是钙镁沉积物硬化的结果。如果没有有效的方法去除这些沉积物，则需要定期进行化学清洁。这也可能包括物理拆卸电解池进行清洁，并且需要对废酸溶液进行中和。

5、清洁电解槽的常用技术包括采用盐酸定期清洗电极。对于受过培训的技术人员或操作人员来说，这是一个简单的程序，但因为设备停机时间，还因为与任何海上装置上化学品的采购、储存和安全处置相关的操作和环境考虑因素，整个清洗过程相当困难且成本高昂。

6、一些公司提供“自清洁”电解池技术。所述技术根据高速海水流动原理，在电极表面产生“冲刷”效应，物理去除钙镁水垢积聚。然而，周期性冲刷作用已被证明只能冲走少量沉积物。令人遗憾的是，这种技术并不能消除随时间推移而积累的硬垢，最终导致电解池环堵塞，并对电解池造成不可逆的损坏。

7、由于这些原因，需要一种技术和经济上可行的解决方案，最大限度地减少电解池上的水垢积聚，同时减少与后勤维护相关的停机时间。

技术实现思路

1、本发明的实施方案涉及自清洁海水电解池或“电解池”的可控方法。所述方法取决于区域海水电导率，电导率随温度和盐度的变化而变化。所述方法涉及自动调节或调整供给电解池的反向偏置功率。

2、根据一个实施方案，公开了自清洁电解池的方法。电解池包括阴极和阳极。电极基本上完全涂覆有涂料组合物。在电极之间引入海水。当海水在电极之间流动时，在阳极和阴极之间施加正向偏压。以相对较高的第一电流密度施加正向偏压。自清洁方法还包括以可变电压(与固定电压相反)向阴极施加反向偏压，以实现降低的第二电流密度。在一个实施方案中，第二电流密度不小于预定正向偏压电流的5％。反向偏压以周期性的、预定的频率施加。例如，在每隔/每24小时周期内提供预定时间段的反向偏压。电流可以在内部电源处交变。当施加反向偏压时，阴极的极性在短时间内反向，从而起到阳极的作用。这有助于在先前的阴极表面产生少量的盐酸(hcl)。这种以低电流密度和预定的规则频率短暂地“原位”生成hcl导致沉积在电极表面的钙、镁或任何其他水垢溶解。这样还可以防止进一步的水垢积聚和对电极和电极上的涂料组合物造成永久损坏。这确保了涉及产生大量hcl的最佳正向偏压操作。

3、根据另一个实施方案，一种管状反向极性(“trp”)或反向偏压电解池，包括：导电外部管状套筒，所述外部管状套筒由以下部件形成：(a)管状终端阳极；(b)管状终端阴极；以及具有阴极端和阳极端的双极管状电极。终端电极(阳极/阴极)的直径略大于双极管状电极的直径。这允许每个终端电极在双极电极上滑动。终端阳极和终端阴极通过中央耦合机构隔开。此外，终端电极的末端也包括耦合机构。环形空间将终端电极和双极电极隔开。终端电极和双极电极基本上完全涂覆耐受电极上正向和反向电流偏压周期性变化的涂料组合物。根据另一个实施方案，trp电解池系统包括两个或多个trp电解池；用于封闭所述trp电解池的外壳；以及用于自动向trp电解池提供正向和反向偏压电流的控制面板。

技术特征：

1.一种自清洁电解池的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电流密度介于0.5–4ka/m2之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电流密度不小于所述第一电流密度的约5％。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述反向偏压以可变电压提供，以实现基本上降低的第二电流密度。

5.根据权利要求5所述的方法，其中与所述正向偏压中产生的盐酸量相比，所述反向偏压有助于产生少量盐酸。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述反向偏压期间产生的盐酸导致所述电极上积聚的钙和/或镁沉积物溶解，而不会损坏所述电极上的所述涂料组合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定频率配置为防止所述沉积物长期积聚。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在每24小时周期内提供预定时间段的所述反向偏压。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电极之间流动的海水具有固定的盐度/电导率。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述电解池为管状电解池。

11.一种管状反向极性(“trp”)电解池，包括：

12.根据权利要求11所述的trp电解池，其中所述终端电极的直径略大于所述双极电极的直径。

13.根据权利要求12所述的trp电解池，其中环形空间将所述终端电极和所述双极电极隔开。

14.根据权利要求11所述的trp电解池，其中所述终端阳极和终端阴极被中央密封件隔开。

15.根据权利要求11所述的trp电解池，其中所述终端电极的每个相对端面包括密封件。

16.一种trp电解池系统，包括：

技术总结
自清洁电解池的方法包括将海水引入到具有至少一个阴极和一个阳极的电解池中。所述阴极和阳极基本上完全涂覆有涂料组合物；当海水在电极之间流动时，以第一电流密度在阳极和阴极之间施加正向偏压。然后，在阴极处提供反向偏压。以低于第一电流密度的第二电流密度提供反向偏压。当施加反向偏压时，阴极的极性在短时间内反向。这有助于在先前的阴极表面上产生少量盐酸，导致电极表面上的钙、镁或其他沉积物溶解，而不会损坏电极上的涂料组合物。

技术研发人员：J·洛佩斯,C·克莱门茨,D·卡斯伯尔,R·马托塞克
受保护的技术使用者：迪诺拉水务技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15