中华人民共和国国家标准

GB 12176 — 90


次氯酸钠发生器

SodiUln hypochlorite generator

1主题内容与适用范围

本标准规定了无隔膜电解法电解低浓度食盐水的次氯酸钠发生器的产品分类、技术要求、试验方法 和检验规则。

本标准适用于饮水消毒、废水处理、卫生防疫及工业生产部门使用的次氯酸钠发生器。

2引用标准

GB 3859半导体电力变流器

GB 5461食用盐

GB 5749生活饮用水卫生标准

GB 5750生活饮用水标准检验法

JB 1043化工防腐蚀低压电器

JB 1045电工产品化工气体腐蚀试验方法

JB 2759机电产品包装通用技术条件

3名词、术语

3∙ 1 电解槽 electroIytiC cell

在电解低浓度食盐水的次氯酸钠发生器内,把发生电解反应和溶液反应的装置祢为电解槽。根据运 转方式和使用上的不同要求,电解槽可以采用不同的槽体结构和电极形状。

3, 2 有效氯浓度(C) COnCentration Of available ChIorine

次氯酸钠溶液氧化能力的强弱用有效氯浓度定量表示。表示每升溶液所具有的氧化能力,相当于若 干克质量的氯气在水中所具有的氧化能力。单位g/L。有效氯浓度等于溶液中呈正价态氯元素浓度的2 倍。溶液中每含有Ig次氯酸钠则含有效氯0.953 go

3, 3 有效氯产率(G) PrOdUCtion Of available ChIOrine

次氯酸钠发生器的产量用有效氯产率表示,其数值等于设备在额定状态下工作时.每小时生成有效 氯的质量(g),单位g/h。有效氯产率按式(1)计算:

G = C ×Q .............................................( 1 )

式中:Q——每小时次氯酸钠溶液流量,L∕h°

3- 4 电流效率(〃)CUrrent efficiency

电僻槽中流过一定电量后,有效氯的实际生成量与理论生成量之比,称为该电僻槽的电流效率«根 据法拉弟电解定律,电解槽每通过1 A ∙ h的电量,有效氯的理论生成量为1. 323 go电流效率按式(2)计 算: 国家技术监督局1 990-01-1 2批准

1 990-07-01 实施


7I = r v VlX 100%   ....................................( /

式中"--电解电流,A;

"——电极串联级数;

1. 323—每安培小时电量有效氯的理论生成量,g∕(A ∙h)0

3- 5 电解电压(V) electroIytiC VOItage

次氯酸钠发生器在额定状态下工作时,把在电解槽阴阳极之间施加的直流电压称为电解电压,单位 (V)e在电解槽采用多对阴阳极申联供电方式工作时,电解电压用每对阴阳极间的电解电压与串联级数 相乘表示,如4 V×3o

3. 6 额定电解电流(,) nominal electroIytiC CUrrent

把使次氯酸钠发生器维持额定产率,电解槽中流过的电解电流值称为额定电解电流,单位(A)。当 设备电解槽采用多对阴阳极并联供电时,额定电解电流可用每对电极间电流与并联极数相乘表示,如 50 A×2o

ʒ. 7 电解液浓度(S) ConeentratiOn Of electroIyte SOIUtiOn

次氯酸钠发生器采用低浓度食盐水为电解液。电解液浓度用每升溶液中含NaCl的克数来表示,单 位 g/L

3∙ 8 直流电耗(PDe) DC POWer COnSUmPtiOn

次氯酸钠发生器在额定状态下工作时,每生成1 kg有效氯在电解槽中所消耗的直流电能称为其直 流电耗,单位为(kW∙h)∕kg,计算公式按式(3):

式中:17---电解电压(VDC);

ʃ---电解电流(ADC) !

G——有效氯产率(g∕h)

Q——次氯酸钠溶液产量(L/h)

C——次氯酸钠有效氯浓度(g∕L)o

3.9 交流电耗 PAC AC POWer COnSUmPtiOn

次氯酸钠发生器在额定状态下工作时,每生成Ikg有效氯,设备整机所消耗的交流电能称为其交流 电耗,单位为(kW∙h)∕kg,计算公式按式(4)

式中:R ——整机输入有功功率,kW_

3-10 盐耗(L) Salt COnSUmPtiOn

次氯酸钠发生器在额定状态下运转时,每生成1 kg有效氯所消耗NaCl质量称为其盐耗,单位为 kg/kg,计算公式按式(5)

式中:S--电解液浓度,g/L

C——有效氯浓度,g∕L°

4产品分类

4.1分类原则,次氯酸钠发生器根据用途、运转方式、规格及质量等级进行分类。

4.1. 3次氯酸钠发生器的规格按设备的有效氯产率分为510255075100150200250300400

500,750,1 OOOa 500,2 000,3 000,5 000 g∕h,超过5 000g∕h 的规格根据实际需要确定。

产品名称;技术特性;标准号。

C--合格品。

4. 2- 4产品标记中的标准号部分表示产品符合本项国家标准用GB 12176表示o

4.3产品标记示例

例如:用于卫生消毒,连续式运转,额定产率IOOg/h,质量等级达到一级品的次氯酸钠发生器,其产 品标记为:

次氯酸钠发生器WLIOO B GB 12176—90

4.5产品的具体型号允许生产厂根据本标准的要求自行确定。

5技术要求

5.1使用环境条件:次氯酸钠发生器应能在下述环境中正常工作。

5.1-1 环境温度0~40-C.

5.2基本技术要求

5- 2. 8-1次氯酸钠溶液应清澈透明,无可兄杂质。

5.3次氯酸钠发生器的运转参数和使用性能

5,3∙1电源:次氯酸钠发生器输入电源应为:

AC 220 V/380 V±10⅜ 50Hz±5%

5. 3-2电解电流调节范围应大于额定电解电流的±10%

5- 3-3次氯酸钠发生器在长期工作状态下应能保证设备的额定产率,并能超额定产率10%安全工作 1 hβ

5- 3.5电解液耗量在连续式工作的电解槽上以电解液每小时的流通量表示,单位L/h。在间歇式电解 槽上以电解时每电解周期的盐水用量和电解周期(h)表示,单位L/h,50 L∕l. 5ho

5- 3-6产品应注明设备及附属设备的外形尺寸,重量,安装尺寸。用于饮水消毒及污水处理应随设备提 供安装简图。

5-4技术经济指标及质量分等(表1)

1技术经济指标及质量分等

技术经济指标

单位

____________质量等级

A

B

C

电解槽电流效率

%

≥72

≥65

≥60

直流电耗

kW∙h∕kg

≤4. 5

≤5. O

≤6.5

交流电耗

kW∙h∕kg

≤6. 0

≤7. O

≤10

kg/kg

≤4.0

≤4. 5

≤6. 5

阳极寿命强化试验失效时间

h

≥20

≥15

≥10

5-5外观要求

5- 5.1设备外表要整齐美观,盘面上的仪表、开关、指示灯、标牌等要安装端正,牢固可靠。

5- 5-2设备表面喷涂无眩目反光的被覆层,颜色均匀一致,表面整洁,无流痕、起泡、裂纹、漏漆、剥落现 象。

5. 5. 5设备骨架及外壳的焊接应符合GB 985《手工电弧焊接接头的基本型式和尺寸》的要求,所有焊 接处均匀牢靠,无明显的变形或烧穿缺陷,外表不得有锤痕和明显的凸凹现象。

5.6次氯酸钠发生器的电解电源

5. 6.1次氯酸钠发生器的电解电源应在下列条件下正常工作。

5- 6.1.1输入电源的电压幅值持续波动范围不超过额定值的士 10%

5- 6-1.2频率变化范围不超过额定值士5%

5. 6. 2次氯酸钠发生器电解电源的绝缘试验包括耐压试验和测量绝缘电阻两个部分,具体的技术要求 应符合GB 3859中的有关规定。

5- 6-5次氯酸钠发生器电解电源的温升试验应符合表2规定。

2电解电源各部件的极限温升

部件或器件

极限温升

测量方法

______整流管外壳______

见整流管技术条件

热偶法或热敏器件

导线接头

45C

温度计法、热偶法、热敏器件

变压器

线圈

80Γ

电阻法

铁芯表面

601C

温度计法

5∙6∙4电解电源应设有电僻电流调节控制装置,在设备允许的输入电源电压范围内,直流电解电流调 节范围应满足本标准5∙ 3. 2条规定。

5- 6-5电解电源应能在电流超过额定电解电流10%的条件下连续工作1 h无损坏。

5-7电解槽

5- 7.1电解槽应釆用耐次氯酸钠腐蚀的材料制造。

5. 7-2电解槽必须具备电解气体和电解液分离的措施。

5- 7.3电解槽必须设置电解液放空口,打开放空阀后,电解液应在5 min内完全排出。

5∙ 7∙ 4电解槽的结构设计应考虑便于进行电极的清洗操作,电解阴阳极均应拆卸方便。

5. 7-5次氯酸钠发生器电解槽应考虑防止因电极结垢而影响运转的措施,设备应在无检修及不酸洗电 极的状态下,保证累计运转250 h以上。

5. 7. 6连续式运转的电解槽,如槽内为压力流时壳体应承受1∙ 5倍工作压力的水压试验无外泄及渗漏。

5-8电解电极

5- 8.1电解阳极寿命

电解阳极耐腐蚀性优劣及使用寿命长短,用电极在硫酸溶液中高电流密度下进行强化寿命试验的 失效时间来考核,不同质量等级的设备应满足本标准5∙ 4条中相应要求。

5. 8-2电解阳极必须采用带金属氧化物涂层的活性阳极。

5- 8-3阴极材质应采用lCrl8Ni9Ti或耐腐蚀性能优于其他的不锈钢,也可以使用纯钛或钛合金。

5.9盐水调配装置

5- 9.1盐水调配装置中的饱和食盐水箱应能容纳所配套设备运行IOOh所需的固体食盐。

5- 9. 2盐水调配系统的箱体,管路及阀门均应采用防腐蚀材料制造。

5- 9- 3盐水调配装置配制的食盐水浓度应符合本标准第5. 3. 5条的规定,在连续运转中浓度变化应小 于设定值士10%

5. 9.4所配制的食盐水的浑浊度应小于20 mg∕Lo

5- 9-5用于与连续式运转设备配套的盐水调配装置,必须具有维持电解液流量衡定的措施,在次氯酸 钠发生器正常工作时,盐水流量的变化范围应小于额定流量的士 5%

5- 9. 6次氯酸钠发生器配套的盐水调配装置,如需要在现场建造构筑物时,生产厂应提供详细图纸。

5.10次氯酸钠溶液储液箱

5-10-1间歇式运转的次氯酸钠发生器有效氯产率大于25 g/h时,必须具备次氯酸钠溶液储液箱。

5-10. 2储液箱的有效容积,应大于设备满负荷运行4 h所产生的次氯酸钠溶液体积。

5.10. 3次氯酸钠溶液储液箱应设置液位计,液位计标尺及额定容量的液位标志。

5.10.4次氧酸钠溶液储液箱应设置液体放空口,打开液体放空阀后,应能在10 min内将液体全部排 除。

5-10.5储液箱的材质应采用不透光的耐腐蚀材料。

6试验方法

6.1.1次氯酸钠溶液感官检测

在设备正常运转的状态下,用100 mL烧杯取出电解槽中的次氯酸钠溶液。釆用人工目测方法,检査 溶液的色泽及透明情况,结果应满足本标准5∙ 2. 8. 1条规定。

6.1.2.1化验原理:在含有碘化钾的酸性溶液中,次氯酸钠与碘化钾发生氧化还原反应,并释放出等当 量的碘,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,根据硫代硫酸钠溶液的用量,计算次氣酸钠溶液的有效氯浓度。

6.1.2. 2 试剂

6.1-2. 3测试步骤

c-迅速向碘量瓶中加入5 mL 36%冰乙酸溶液,加盖水封摇匀;

8-滴定时当试样由棕黄色变成浅黄色时,加入淀粉指示剂1 mL,

6-1. 2.4测试后按式(6)计算次氯酸钠溶液的有效氯浓度,单位为g∕Lβ

,,N X U X 35. 45                                   , C

C =-----5.....  (6)

式中:35. 45--氯原子量

C  有效氯浓度;

N —硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度,N

V——滴定时消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL

B-1-3次氧酸钠溶液重金属离子含量的化验。

卫生消毒类设备应按本标准5. 2. 8. 2条要求进行重金属离子含量的测定。化验方法按GB 5750中規 定的有关方法及步骤进行。

6.3直观检査

本标准中5. 2条基本技术要求中的5. 2. 15. 2. 7条及5. 5条外观要求,采用直观检査方法。

6-4电解电源的耐压试验和绝缘电阻测量的试验方法应符合GB 3859中的有关规定。

6-5电解电源温升试验方法可按GB 3859中有关规定进行,温升试验可与连续运转同时进行。

6∙6次氯酸钠发生器的通电操作试验,检查设备整机工作状态及电解电流调节范围。

6- 6. 2接通设备电源线路,并调节电僻电流为额定值,电解30 min设备工作应正常。

6- 6-3调节电解电流控制装置在外电源电压为额定值一10%时,输出电解电流应能调节到额定值 +10%处,电源电压为额定值+10%时,电解电流应能调节到额定值一10%处。试验时输入端允许用自 耦调压器改变输入电压值,试验结果应符合本标准5. 3. 2条及5. 6∙ 1. 1条的要求。

6. 6∙ 4试验后,将电解槽及储液箱排空济记录放空时间,排放时间应符合本标准5. 7. 3条和5. 10. 4条 的要求。

6-7连续运转试验(电解电压、额定产率、电流效率、直流电耗、交流电耗、盐耗、整机输入功率、电解液 温升和电解电源温升的试验)O

6-1- 2.1试验所使用的电解液应符合下述要求:

a-电解液采用精制盐和自来水配制。精制盐应符合GB 5461中精制盐的要求。自来水水质应符合 GB 5749生活饮用水标准;

c∙试验中输入电解槽的电解液温度应为20±5C;

d∙试验中电解液流量应维持额定值。对于连续式运转,流量变化应小于额定值士 5%。对于间歇式 运转,应使电解液注入量和电解时间维持额定值。

6- 7. 2. 2试验中电僻电流应维持额定值,偏差应小于±2. 5%。允许在电源输入端增加稳压设备或调压 设备。

6- 7. 3连续式电解槽运转时间为设备开机达到稳定后4 h间歇式电解槽应工作4个电解周期。

6∙ 7. 4运转数据的记录:连续式电解在运转中每0. 5 h,间歇式电僻每个电解周期的开始和结束,应如 实记录如下运转数据:电解时间、输入电源电压、输入电源电流、电解电压、电解电流、电解液流量(电解 液容量)、电鮮液浓度、次氯酸钠溶液流量、次氯酸钠溶液有效氯含量、电气接点温度、电解液温度、次氯 酸钠溶液温度、环境温度、实验人员签名等等。在记录设备本身仪表显示数据时,应同时记录试验中安装 的实验室仪表显示数据。

6- 7-5试验用仪表:试验中使用的实验室仪表的精度应不低于0∙ 5级,温度计的分辨率为0. 2C

6∙ 7. 6实验中连续式电解槽次氯酸钠溶液流量Q,采用量筒及秒表,用体积除以时间的方法计算得岀, 每个流量参数取样应在3次以上,每次取样时间不少于1 min,求出几次测量平均值。

6.7.7有效氯产率的计算

对于连续式运转的次氯酸钠发生器,有效氯产率的计算可根据本标准第3∙ 3条中公式(1)进行计算, 计算时次氯酸钠溶液流量Q取运转试验中诸次记录的次氯酸钠溶液流量的平均值,而有效氯浓度。,也 取诸次记录的有效氯浓度的平均值。

对于间歇式运转的次氯酸钠发生器,每个电解周期的盐水耗量用电解液体积除以电解时间来表示, 并按公式(1)计算每个周期的有效氯产率,被试设备的有效氯产率应取几个电解周期实测有效氯产率的 平均值。

6- 7.8电流效率(,)的计算

根据连续运转试验中的实测产率(G)和电解电流的平均值按本标准第3. 4条公式(2)进行计算。

6- 7.9直流电耗的计算

根据连续运转实验中电僻电压、电解电流、有效氯产率的平均值按3∙ 8条中的公式(3)计算。

G- 7-10交流电耗试验结果的计算

根据连续运转试验中所得到的交流输入功率的平均值及额定产率平均值按3∙ 9条公式(4)计算。

6- 7-11整机输入功率R)

试验中即可以在额定运转状态下用一定时间内设备电源进线上安装的电度表计量值除以电解时间 计算得出,也可以直接用瓦特表測得,单位kW

B. 7-12电解液温升

对于连续式运转电解槽,电解液温升用连续运转试验终了时的次氯酸钠液出口温度减电解液进口 温度,单位为,C

对于间歇式运转电解槽,用一个电解周期的电解终了时次氯酸钠液温度减去电解开始时的电解液 温度,单位为

6- 7-13电气接点温升

在设备稳态工作中,当被检测点的温度变化小于l'C/h时,接点温度与环境温度之差为该点的温 升,电气接点温度的测量釆用半导体点温计,周围环境温度测量采用二支以上玻璃温度计,安装在距设 备1 m远,高度1 m的位置。温升试验中周围环境温度在1040IC范围内,环境中不应有对温升测试有 影响的光照、热辐射和气流侵袭。

6. 7.14试验中设备上仪表的显示值,与0∙ 5级仪表显示值的误差应小于2. 5%

6-8超载试验

超载试验在连续工作试验之后进行,试验时应使电解电流、电解液流量分别保持各自额定值110%, 超载试验时间1 h,设备应工作正常,元器件无损坏,符合本标准5. 3. 3条的有关规定。

6-9次氯酸钠发生器不清洗电极累计工作时间试验

6. 9.1使被试验设备在标准6∙ 7. 2条规定的额定工作状态下工作,试验中采用的电解液应符合6. 7. 2.1 条要求,但所使用自来水总硬度(以碳酸钙计)大于或等于200mg∕L,必要时应人工配水,并记录6. 9. 4条 中规定的运转参数。当设备发生6. 9. 2条中所述的现象之一时,即为应清洗电极并结束试验,在此之前的 累计工作时间为设备的不清洗电极累计工作时间。

6- 9. 3该试验允许间断进行,允许在用户使用试验阶段由生产厂及检验单位进行。

6.10电解阳极强化寿命试验

6-10.1试验原理

釆用阳极在硫酸溶液中高电流密度下电解的快速寿命试验法,通过测试不同被试阳极在相同浓度、 温度的硫酸溶液中,在相同的高电流密度下工作的电极强化寿命试验的失效时间,比较不同电极的使用 寿命。

6-10.2试验装置

e∙试验用直流电流表和直流电压表精度为0∙5级;

f∙精密恒温水浴箱,水温控制精度应小于士 IC

6.10. 3试验条件

6-10.4操作步骤

c∙每半小时记录一次电解时间、电解电流、电解槽电压值;

d∙电解槽电压开始迅速大幅度上升时停止试验;

e∙从开始试验到电解槽电压开始大幅度上升时所累计的电解时间称作被试电极的强化寿命试验 失效时间。

采用重量法和比重计法,两者不符时以重量法为准。

7检验规则

7.1检验分出厂检验和型式检验两类

7. 2-2出厂检验项目

岀厂检验应根据本标准5. 2. 4,5.5,5. 6. 2,5. 6. 4等条的要求,6. 3条及6. 6条的规定进行直观检查、 通电操作和绝缘试验。

7-3型式检验

C-正常生产中,每生产100台(年产少于100台的每年1次);

d∙产品长期停产,恢复生产时;

e.岀厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;

f∙国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。

8标志、包装、运输和储存

8.1每台设备应在规定的位置上固定铭牌,铭牌的内容规定如下:

C-产品标记、产品型号;

d.设备制造编号(或日期)或生产批号;

e∙产品的主要技术参数(有效氯产率、电源电压、额定电解电流、电解电压、电解液浓度、电解液耗 量)。

8-2包装

8. 2- 5产品应进行防雨包装,应符合JB 27592. 7条要求。

a∙产品型号、名称、规格和数量;

b.箱号;

e-箱体最大外形尺寸〔长XX(cm)〕;

d.净重与毛重(kg)

e∙中华人民共和国制造(国内发运不需加此标志)。

8.2.7产品分多箱包装时,箱号釆用分数表示,分子为箱号分母为总箱数,主机箱应为1号箱。

8. 2-9随机文件包括:

a-使用说明书;

b.产品合格证书;

c∙装箱单;

d∙随机备附件清单;

e-其他有关技术资料.

分离包装时,随机文件一般放在主机箱内。

附加说明:

本标准由中华人民共和国建设部提出。

本标准由建设部城镇水处理设备器材标准技术归口单位归口。

本标准由中国市政工程华北设计院、航空航天工业部武汉仪表厂、天津市第二分析仪器厂、江苏靖 江净水器械厂负责起草。

本标准主要起草人刘晓松、殷冠华。

本标准委托中国市政工程华北设计院解释。