1️⃣8️⃣1️⃣0️⃣5️⃣3️⃣6️⃣5️⃣5️⃣2️⃣2️⃣ 郑

1、电解食盐法次氯酸钠发生器次氯酸钠发生器工艺原理

次氯酸钠发生器是一种新型的用于现场生产次氯酸钠溶液的设备，适用于各种需要采用含氯消毒的场合，主要技术指标均达到或超过国家GB12176-90《次氯酸钠发生器》中的*指标。 

电解盐水型次氯酸钠发生器的电解过程是一个电化学的反应过程，它的原材料就是盐水，没有别的附加成份，制成次氯酸钠溶液品质纯净。其工作原理是：氯化钠溶液在一定的槽电压作用下，在电解槽内发生一系列电化学反应，*终生成次氯酸钠溶液。

使用电解法直接从食盐溶液生产

下面是发生在电解池中的反应：

  2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2

阳极反应：2NaCl => 2Na+ + Cl2 + 2e-

阴极反应：2H2O + 2e- => H2 + 2OH-

产生的立即与形成的苛性钠溶液反应，*终生成次氯酸钠溶液:

  Cl2+ 2NaOH =  NaCl + NaClO + H2O

极间反应：2NaOH + Cl2 =>NaClO + NaCl + H2O

以上两式得出：次氯酸钠发生器电解主反应：

  NaCL+ H2O = NaCLO + H2↑

总反应： NaCl + H2O =>NaClO + H2

产生的溶液的PH值在8和8.5之间，当量范围为6—9克/升。其有几个月的半衰期，在储存罐中储存，以后将这种溶液投加到水中，PH值无须修正。

次氯酸钠发生可逆反应，生成次氯酸，即有效的消毒剂:

NaClO + H2O = NaOH + HClO

药量由实际情况决定，也可在现场调整。通常加注后的氯离子浓度在0.3--2 ppm之间。 

因为NaCLO的分子量是Cl2的1.05倍，且在发生氧化反应时，每个NaCLO分子与Cl2分子所发生的电荷转移数相同，因此通过电化学反应途径生产次氯酸钠过程中，每生产1克NaCLO，相当于0.952克Cl2。

生成次氯酸钠的过程同时产生相当量的氢气。因为在工艺设计中，采用离心风机鼓入新风与生成的氢气混合，因此对于氢气量的计算按照输入电流下，阴极99.9%产生氢气来计算。按照此计算，每产生1克NaCLO约生成0.35升H2。

生成次氯酸钠的过程同时产生相当量的氢气。因为在工艺设计中，采用离心风机鼓入新风与生成的氢气混合，在排出管道前稀释至氢气LEL爆炸下限的25%以下（即1%浓度以下），保证系统的安全性。

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3、电解食盐法次氯酸钠发生器各单元介绍 

3.1次氯酸钠发生器主机

单套有效氯产量(Cl) 1000g/h·台

极板材质       钛材+涂贵金属氧化物

槽体材质       壳体采用全透明高强度有机玻璃

有效氯浓度     6g/L-9g/L（6000ppm-9000ppm）

稀盐水浓度     2.5%-3.0%

盐耗            ≤3.1kgNacl/kgCl

直流电耗        ≤3.8kwh/kgCl

次氯酸钠发生器主体设备为一体化集成设备，电极槽、氢气分离装置及稀盐水配比系统集成在一个箱体中，正面有大视窗便于观察电解槽，设备运行时视窗灯亮起。加装箱体具有美观、防尘、防潮功能，前、后、左、右的门板可拆卸，方便 安装维护，并起到防护的作用。 主机框架：次氯酸钠发生器主机高度设计合理。电解槽及阀门仪表都位于操作人员直接可触及的高度，便于日常操作及维护。

3.2电解电极总成

阳极、阴极均采用钛材作为基材，阳极片涂钌铱等稀有金属，阴极涂有铂金，在合理的稀盐水浓度情况下，以降低析氯电位同时兼顾析氧电位配方作为涂层。

板式双极性电极，电极基材材料为金属钛材（TAI）；

阳极和阴极间距：3mm；

电极厚度：2mm；

电极结构：板式电极；

阳极：钛基材+钌铱贵金属氧化物涂层；

阴极：钛基材涂铂金。

3.3 电解槽

板式电极结构：采用中间电极连接阳极和阴极，整体结构连接件少，减少了连接件上的产热量，降低生产次氯酸钠的盐耗和电耗，对于减少消毒副产品具有积极作用。

电解槽特点：电解槽采用作为抗压壳体，电解槽设计的好坏可直接影响电解效率，电解液充分被电解不会遗漏，同时更有利于氢气的释放。

槽体：管状电解槽

电解槽外壳材质：PVC+PMMA（透明高强度有机玻璃）

密封：EPDM

电极固定板：PVC

螺栓：PVDF

电极挡板：PVC

电解槽两端：PVC

电解槽出水口液位开关，材质为PVDF材质

电解槽出水应温度开关，护套材质钛

电解槽槽体采用外部无漏泄机械组合结构，避免结构的开裂和渗漏。为了方便观察电解 过程，电解槽壳体采用透明高强度有机玻璃材质。电解槽内部与次氯酸钠液体接触部分采用相应耐腐蚀材料。

电解槽的结构设 计便于进行电极的清洗，阴极、阳极应便于拆卸，充分考虑氢气排出系统通畅。 电解槽阴极、阳极之间在干燥状态下绝缘。

电解槽的进、出口端均设有等电位接地，使电解液的进、出口在同一电位下运行，保障整个系统的管路元器件（含泵、阀、仪器仪表等）不受杂散电流的电 腐蚀。

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3.4  三次排氢装置

3.4.1极间氢气分离器（一次排氢）

每根电解槽都具有独立排氢管道，通过分离器排氢技术，将电解过程中产生的氢气迅速排出电解槽汇总至室外排气管道，保证电解管内电解液的良好状态，减少电解阻力降低温升，提高次氯酸钠生产的电流效率，同时提高电极的使用寿命；

每根电解槽：含有两个氢气分离装置

材质：PVC

功能：释放槽内氢气

直径：Ф32

由于电解食盐水时在阴极会伴随产生氢气，据理论数据得知，每产生1kg有效氯会产生350升氢气，由于氢气不溶于水，在电解槽中会影响电解效率，同时不及时排出氢气会增大电解槽内的压力存在安全隐患。

电极上设置氢气分离装置，将电解槽内氢气排除电解液回流到电解槽中避免液体带出。通过分离装置及时排出电解时产生的氢气，减小电解阻力，氢气通过管道与另外一路排氢管道合并引至室外高处；为了加强电解槽的安全每根电解槽上设置两个氢气分离装置。

3.4.2电解槽出口氢气直接通过管道直接汇入排氢总管(第二次排氢)；

3.4.3电解产生的次氯酸钠溶液含有部分氢气随管道流入溶液储罐，在溶液储罐顶端通入计算好风量的鼓风机，将储罐中的氢气通过排氢管强力吹出。（第三次排氢）

3.5整流电源

整流电源将交流电转变为直流电供给电解槽，为次氯酸钠发生器电解盐水提供动力，将380VAC转变为直流电。

控制界面

通过整流器面板上的按钮和旋钮进行开、关调节

通过控制室的操作控制台进行集中自动操作控制

控制系统应设置联锁开关以选择控制方式，同一时间（方式）内只能选择一种操作界面。

整流器具有：过流保护；过压保护；快速熔断器保护；缺相保护；外回路负载保护等相关保护装置。

电源电压: 3 x 380V ± 5%, 3PH, 50Hz

外壳材料：钢附防腐涂层

环境温度: 40˚C（)

湿度:相对湿度<85% (无凝露)

控制精度:电压/电流 < ± 1%

输出纹波:全调节范围内< 6% 的额定输出电流

调节范围:额定值10-99.9%精细调节（恒定电压或恒定电流方式下）

工作方式:额定负载连续工作（海拔1000米下）

保护功能:过电流，过电压，高温，短路，开路，功率模块失效

3.6软化水装置

处理水量1m3/h

树脂罐材质：玻璃钢

出水硬度：小于30mg/L

供电电源：AC220V±10%；50Hz

运行方式：单阀单罐

使用环境：温度：2-40℃；湿度：<80%

再生剂： NaCl

软化水装置采用全自动软化水器，作用是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子(即水碱)，降低水质硬度。软水器阀头采用全自动优质多路阀。软化罐采用优质玻璃钢 材质。软化树脂：CT100 食品级树脂。

全自动软化水器内装有食品级的树脂材料制成的滤料。树脂能够通过离子交换取出水中较硬的矿物质。全自动软化水器在工作状态中,将源水中的绝大部分钙镁离子置换出 去，源水在一定压力流量下，流经装有离子交换树脂的容器，树脂中所含的可交换 Na+ 与水中的阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+等)进行离子交换，使容器出水中 Ca2+、Mg2+离子含 量大大降低，流出的水就是硬度极低的软化水，当离子树脂吸附一定量的钙镁离子后饱 和就必须进行再生——用饱和的浓盐水浸泡树脂层，把树脂所吸附的钙镁离子再生置换 出来，恢复树脂的交换能力，并将废液排出。在进行再生之前用水自上而下的进行反洗， 反洗的目的有两个，一是通过反洗使运行中压紧的树脂松动，有利于树脂颗粒与反洗液 充分接触；二是运行时在树脂表层积累的悬浮物也随着反洗水液排出，这样交换器水流 阻力不会越来越大。自动控制系统使软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗等全过程实 现自动化。

由于原水硬度的下降，在流经电解槽电解时，便不易产生钙镁沉淀，有效的减轻了阴极上结垢的现象，这样能够提高电解槽的运行效率，减少酸洗频率，降低消耗。

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3.7溶盐单元

溶盐装置包括溶盐罐、自动进水装置、溶盐布水器、饱和盐水过滤器、盐液位计等组成，主要作用是化盐，储存饱和食盐水，为系统提供稳定的电解盐水，由于饱和食盐水浓度受温度影响较小，基本稳定 在 26.5%，利于配置系统电解用的 3%稀盐水。

溶盐罐进水通过电动阀门、浮球阀及液位传感器实现，阀门受液位 控制，自动启闭，自动进水，减少人工操作，可以有效的保持溶盐池内液位维持在正常 工作液位位置。

溶盐用水为软化装置处理过的软化水，对食盐进行溶解，溶解后形成饱和盐水， *终经过过滤装置进入稀盐水配比装置，此流程即保证了饱和食盐水的充分供给，又防 止未溶解的食盐颗粒进入下游设备，影响系统的正常运行。

盐罐设置进水、出水、溢流口。溶盐罐采用缠绕一体成型工艺，各管口为活接头连接。

3.8稀盐配比单元

把浓度为23%以上的浓盐水稀释至3%左右的稀盐水，配制电解液过程中设置有电导率仪，专门负责对配制电解液的电导率进行检测，通过电导率数值，即时监控电解液的稀盐水浓度，精确控制发生器进水浓度。

稀盐水配比技术方案：

稀盐水配比采用比例泵的型式，比例泵的工作原理：比例泵又称液压驱动泵，驱动活塞以水压为动力运作。阀门系统则使其反向运动。活塞的每个运行周期必须与流入泵的固定水量（驱动泵的气缸容积）相符。驱动泵的速度相比水量成比例地变化。驱动泵带动定量活塞连续注入定量产品（定量泵的可调节容积）。定量活塞将注入与流入驱动泵的产品量相符的等量产品。所以，此项运行原则可确保固定用量，与水压和水量变化无关。产品注入量与水量成正比。

采用比例泵配比的优势：

（1）由比例泵的运行原理可知，比例泵是依靠驱动活塞和定量活塞运行行程的容积进行配比的，配比浓度只有驱动活塞和定量活塞的运行行程有关，与水量和水压无关，因此，配比浓度不会受水厂供水压力的变化影响。

（2） 比例泵采用动力水驱动，无电气部件，运行更加稳定可靠。

（3）稀盐水配比单元，设置稀盐水罐，缓冲因水厂压力变化导致的稀盐水量不足的情况，使设备*稳定运行。

（4）比例泵后端设置电导率仪，检测稀盐水配比浓度，与盐位检测仪构成对加盐的双重保护，盐位检测仪检测盐层高度不足时，提示用户加盐，若此时未及时加盐，可能会导致浓盐水浓度降低，使配比出来的稀盐水浓度降低。此时，电导率仪可设定两级保护，稀盐水浓度降到要求浓度的95%时，提示用户，及时补盐，降低到要求浓度的90%时，报警停机。

3.9酸洗单元

次氯酸钠发生系统运行一段时间后，需定期对其清洗工作。需配置移动酸洗车。单套设备工作能力如下：

酸洗罐：60L食品级PE材质；形式：移动式；

酸洗泵：MPX-257S（H）   Q：800L/h，H：9m；

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3.10次氯酸钠存储单元

新制成的次氯酸钠溶液储存在PE储罐中。储藏量满足水厂12小时运行的需要，也可根据现场情况增加/减少。储罐内设置超声波液位计根据液位高低控制系统以维持连续的次氯酸钠供应。

 3.11投加系统单元

次氯酸钠溶液采用隔膜计量泵投加，次氯酸钠溶液投加泵可进行就地/远程计量调节，改变投加流量,同时也可根据水厂提供的4～20mA信号进行变频投加。

配套变频电机，背压阀、安全阀、Y过滤器等附件。

流量：240L/h，扬程：5bar，泵头材质：PVDF

3.12电气控制系统

电气控制系统柜体外壳钢板的厚度满足国标和IEC有关标准，框架板材和前后门板、侧板采用冷轧板材或敷铝锌板，内部的分隔板选用冷轧板材。电气控制系统柜体具有很好的刚度和强度，以*运输、安装、运行、检修等的机械强度要求。配电柜门、顶盖板、底盖板采用表面静电粉末喷涂。面板喷塑均匀平滑外观美，结构合理匀称，平直度高。

电气控制系统能够在严格的工业环境下*、稳定地运行。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围。系统具备良好的电磁兼容性。能够承受工业环境的严格要求。

电气控制系统在交货时是目前世界上*的主流产品，当更新的、更*的产品出现时，和目前的产品保持一致性、兼容性、成套性。

一、电气控制系统(可编程序控制器PLC)构成

包括下述几部分： PLC、通讯网络、控制屏等。

还包括系统软件和必要的应用软件和过程控制软件。

电气控制系统还为与各控制站连接的仪表、阀门等提供电源。

二、电气控制系统配置情况

电气控制系统用于获取数据和过程控制，为实现系统的正常运行，提供所需的输入、输出模块，电气控制系统提供所需求的硬件和软件以保证次氯酸钠发生器完整的运行。

三、电气控制系统说明

电气控制系统作为整套设备应提供所有所需设备和内部连线，以满足这部分的功能要求和运行需求。

电气控制系统要设计成在当地现场环境下能够连续运行。

电气控制系统的安装，保证其正常运行的散热。

五、控制方式

整套设备由PLC控制，对整个次氯酸钠发生发生器控制，进行正常启、停、运行、控制及报警。

次氯酸钠自控系统可使其无论在独立运行中以及连接网络皆能实现控制功能。设计，安装整套控制系统画面。

控制系统可以保证制氯装置除酸洗过程外所有操作运行的自动化控制。

控制系统可以保证制氯装置在无人值守的工况条件下*安全运行。

对通过电解槽的电解电流进行稳流控制，稳流精度为1%。为保证整流器和电解槽安全，设置过电流极限值。

对电解槽设定电压高极限值和电压低极限值。

当投加泵电机发生故障(如缺相、过载)时,自动切断故障电机的电源并切换到备用投加泵并报警。

风机与发生器有联锁, 当风机未启动时, 不能启动发生器; 当风机出现故障时, 切断整流器电源。

控制功能和设施还包括：

①完成整个过程的控制；②运行参数控制，包括：电解电流，电解电压；③次氯酸钠发生器控制；④各类泵控制；⑤风机控制；⑥电动阀门控制；

包括下列数据采集系统的模拟量输入/输出信号：

①电解电压；②电解电流；③进水温度；

包括下列状态显示：

①风机状态（合、跳）；②各类泵状态（合、跳）；③整流器状态；

包括下列报警：

①次氯酸钠发生器出口温度高报警；②运行过程中，次氯酸钠槽内液位低报警；③过电流极限报警；④氢气浓度报警；；

系统故障报警包括下列联锁项目：

①次氯酸钠储罐液位低联锁关停投加泵；②次氯酸钠储罐液位高／低联锁启停整流器；③次氯酸钠发生器出口温度高联锁切断整流器电源；④运行过程中，次氯酸钠发生器槽内液位低联锁切断整流器电源；⑤电解电压高/低联锁切断整流器电源；⑥电解电流超限，切断整流器电源；⑦风机故障停整套系统；⑧氢气浓度超标停整套设备； 

前加氯为流量比例控制，PLC根据进厂水流量计检测的流量信号确定。后加氯为复合环控制，PLC根据滤池出水流量信号初步确定后次氯酸钠投加量，再根据清水池进水管处取样检测到余氯反馈信号修正次氯酸钠投加量。补氯为负反馈控制，PLC根据出厂水余氯自动对设定投加量进行修正。

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3.13远程运维平台

远程运维平台，又称物联网智能云服务，或管家式服务，设备具有自动化控制系统，控制系统通过物联网网关采集设备运行数据实时上传至云端服务器，云端服务器存储、管理设备运行数据。物联网智能云服务系统具备远程集中监控以及故障诊断查询功能；云端服务器可对每台设备运行数据分析，远程设备运行异常预警、远程故障诊断，实现数据云端查询及数字化地图功能；能够实现实时数据跟踪、实时地图查看、设备管理、项目管理、故障管理；客户可通过任一可联网的电脑、手机实时监测设备运行情况，接收报警信息。

功能如下：

（1）地图监控，实时在线监控设备具体位置；

（2）运营平台信息反馈，报警信息、平台更新维护信息，具有wx和短信推送报警消息功能。

（3）设备分组，运行画面显示。

（4）参数修改，数据传输，故障点反馈，及时售后维修；

（5）手机APP运行状况监控，实现手机/电脑双远程实时监控；

（6）实时显示设备在线，离线，故障情况，图表分析；

（7）集中监控，快速查询设备运行状况信息；

（8）设备上线显示，视频监控画面显示，电解工作累计时间显示；

（9）可以远程调试设备、修改参数、轻微故障可以远程解决。

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