Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения растворов с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом

Изобретение относится к области обработки воды, водных растворов солей с целью изменения их окислительно-восстановительных свойств и может быть использовано в растениеводстве, пищевой промышленности, теплоэнергетике.

В настоящее время в сельском хозяйстве, медицине, биологии одним из важных параметров воды и водных систем является их окислительно-восстановительный потенциал (ОВП).

Применение обычной воды и ее растворов с растворенными газами (особенно с кислородом) человеком способствует в ряде случаев окислительному разрушению биоструктур организма и старению. Эти негативные процессы могут быть замедлены, если использовать жидкости, обладающие восстановительными свойствами, близкими к некоторым жидкостям организма.

Известен способ обработки питательной воды (слабо минерализованного раствора) котлоагрегатов в энергетике водородом с целью удаления растворенных газов (кислород, углекислота и др.) снижения ОВП, например с 600 до -120 мВ (ХСЭ) и коррозии [1].

Известен способ и устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов в электролизере в катодной камере, при этом изменяется рН и ОВП [2]. Процесс относительно сложен и энергоемок.

Описан способ обработки воды и водных растворов в электролизере с диафрагмой. При этом образуется католит с моющими свойствами, и может быть использован для обеззараживания воды, т.е. обладает биоактивностью [3].

Известен способ и установка для получения жидкой среды (воды и водных растворов) с отрицательным потенциалом путем насыщения газообразным водородом [4].

Водород получали в ячейке с никелевым электродом с раствором 30% KOH. Водород пропускали в бутыль вверх дном с исследуемой водой объемом 0,5 л.

После пропускания Н₂ бутыль (погруженную в ванну с водой) закрывали пробкой, извлекали из ванны и выдерживали вверх дном либо на боку. Исследуемая вода предварительно проходила очистку на установке типа БЭР-49-М серии «Полимин».

Заправка водородом на установке плазменной обработки жидкости проводилась на следующие сутки, то есть через 24 часа после наполнения, для того чтобы озон, содержащийся в очищенной воде, успел полностью распасться. После заправки воды водорода (30-40 мл на 0,5 л воды) выдерживали 24 ч.

За это время успевает установиться ОВП на уровне -200…-250 мВ, при дальнейшей выдержке ОВП может уменьшиться до -400 мВ.

Этот способ и технология довольно сложны, требуют наличия ванны с водой, установки очистки, хранение жидкости насыщенной водородом только в определенном положении.

Описан способ и устройство для получения жидкой среды (воды и водных растворов) с отрицательным ОВП путем ее насыщения водородом, находящимся под давлением, содержащимся в емкости для соединения жидкости с водородом, водород в газовом баллоне. В качестве емкости используют кавитационный эжектор-смеситель. Получают воду с ОВП -200 мВ за время обработки 10 с [5] (прототип).

Вызывает сомнения, чтобы за такой короткий промежуток времени можно было добиться насыщения воды водородом.

Кроме того, недостатком способа является использование сложной технологии, специального смесителя и связанных с этим относительно высоких затрат. Отсутствуют примеры применения насыщенной водородом воды.

Технический результат - упрощение способа, в том числе аппаратурного оформления, определение параметров обработки водородом водной среды с отрицательным ОВП.

Это достигается тем, что в качестве исходной жидкости использовали разбавленные водные растворы, например растворы солей калия (0,5-2,0 г/л) KCl или K₂HPO₄. В качестве емкости для соединения растворов с водородом брали сосуды типа склянки Дрекселя с рабочим объемом 100 или 200 мл, в качестве источника газообразного водорода (Н₂) использовали прибор - аппарат типа Киппа [6], в котором водород получали взаимодействием серной кислоты с металлическим гранулированным цинком - химических реактивов, либо водород из баллона.

Предварительно было показано, что желательно брать растворы KCl или K₂HPO₄ в концентрации 0,5-2,0 г/л в объеме 100 мл либо 200 мл, далее проводили обработку водородом в течение 0,5-1 ч.

Пример 1.

Приготовление исходных растворов. В мерных колбах с навеской реактивных солей готовили растворы 1 г/л KCl и K₂HPO₄.

Пример 2.

Приготовление насыщенного водородом раствора KCl 100 мл раствора KCl загружали в склянку Дрекселя и из аппарата Киппа пропускали постепенно газообразный водород (примерная скорость пропускания 60-70 пузырьков в 1 мин) до насыщения в течение 0,5 ч.

Пример 3.

Приготовление насыщенного раствора K₂HPO₄. Для этого 200 мл раствора K₂HPO₄ загружали в склянку Дрекселя и пропускали водород от аппарата Кипа, как в примере 2, до насыщения в течение 1 ч.

Показатели, полученные после насыщения водородом растворов:

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ более прост в аппаратурном оформлении, определены параметры обработки водородом водных растворов KCl или K₂HPO₄ с отрицательным потенциалом.

Источники информации

1. Худяков, С.В. и др. Электролизные методы подготовки подпиточной воды // Теплоэнергетика, 1991. - №11. - С. 68.

2. Патент RU 2297981, C02F 1/46, опубл. 27.04.2007.

3. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды. М.: ВНИИМТ, 1999. - 84 с.

4. Пискарев, И.М. и др. Окислительно-восстановительный потенциал воды, насыщенной водородом // Электронный научный журнал «Исследовано в России» / http://www.sci-journal.ru/articles/2007/023.pdf

5. Патент RU №71332, C02F 1/46. Полезная модель Устройство получения жидкой среды с отрицательным потенциалом путем насыщения водородом от 10.03.2008.

6. Рипан Р., Четяну И. // Практические работы по неорганической химии. М: Мир, 1965. - С. 55.