Celdas electrolíticas para la produccion in situ de hipoclorito de sodio.

CELDAS ELECTROLÍTICAS

PARA LA PRODUCCIÓN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO

UNIDAD DE APOYO TÉCNICO PARA EL SANEAMIENTO BÁSICO DEL ÁREA RURAL

CELDAS ELECTROLÍTICAS PARA LA PRODUCCIÓN IN SITU

DE HIPOCLORITO DE SODIO

Ricardo Rojas Sixto Guevara

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente División de Salud y Ambiente

Organización Panamericana de la Salud Oficina Sanitaria Panamericana – Oficina Regional de la

Organización Mundial de la Salud

Auspiciado por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación

Lima, 2002

TABLA DE CONTENIDO

1. Introducción 2. Antecedentes 3. Objetivos 3.1 Objetivo general 3.2 Objetivos específicos 4. Aspectos teóricos 5. Materiales y métodos 5.1 Evaluaciones realizadas 5.2 Equipos evaluados 5.3 Metodología 6. Resultados 7. Discusión de resultados 7.1 Capacidad de producción de cloro de las celdas electrolíticas 7.1.1 Producción de hipoclorito de sodio con una concentración entre 5 a 6 Cl2/L 7.1.2 Producción de hipoclorito de sodio hasta alcanzar una concentración constante 7.2 Factores que influyen en la capacidad de producción de la celda electrolítica 7.2.1 Temperatura de la salmuera 7.2.2 Inmersión de la celda 7.2.3 Tipo de sal 7.2.4 Efecto de la concentración de salmuera en el amperaje 8. Conclusiones 9. Recomendaciones 10. Referencias bibliográficas Anexo

1

CELDAS ELECTROLÍTICAS PARA LA PRODUCCIÓN IN SITU DE HIPOCLORITO DE SODIO

RESUMEN

Rojas, Ricardo; Guevara, Sixto. Celdas electrolíticas para la producción in situ de sodio. Lima: CEPIS, Unidad de Apoyo Técnico para el Saneamiento Básico del Área Rural (UNATSABAR); 2002. 32 p.

Se presentan los resultados de la investigación sobre celdas electrolíticas para la producción in situ de hipoclorito de sodio, especialmente diseñados para lugares que no tiene fácil acceso a cloro. Se probaron cinco marcas de equipos, de diferentes modelos, totalizando 12 equipos generadores de hipoclorito de sodio. En la evaluación se obtuvo una tasa de producción para cada uno de ellos. Un solo equipo producía el desinfectante con una tasa menor a 1 g Cl2/amp-hr; dos de ellos estaban entre 1,0 y 1,5 g Cl2/amp-hr, siete estaban dentro del rango 1,51 y 2,0 g Cl2/amp-hr y los últimos tenían una tasa mayor a 2,01 g Cl2/amp-hr. Asimismo, se evaluó la influencia de la temperatura de la salmuera, la inmersión de la celda y el tipo de sal en la producción del hipoclorito de sodio. Los resultados demostraron que una producción mantenida a temperatura constante de 25 °C puede alcanzar fácilmente la concentración de 10 g Cl2/L, mientras que una producción sin control de temperatura que alcanza los 41,5 °C sólo llega hasta 8,5 g Cl2/L. En el caso de la inmersión de la celda, pudo observarse que cuando los electrodos tenían una carga de salmuera de 31 cm sobre ellos, la producción alcanzó la concentración de 5 g Cl2/L, 25 minutos antes respecto a una producción en la cual la salmuera apenas cubre los electrodos. En cuanto al tipo de sal pudo observarse que la concentración de 5 g Cl2/L se alcanzó con la sal peletizada antes que con las sales de cocina e industrial; los tiempos registrados para un volumen de 30 litros fueron: 6 horas 45 minutos, 7 horas 10 minutos y 7 horas 42 minutos respectivamente. Estos resultados permitieron establecer condiciones de selección y operación de estos equipos para ser utilizados en la implementación de sistemas locales de desinfección de agua y alimentos al nivel domiciliario.

1 INTRODUCCIÓN La producción de hipoclorito de sodio mediante la electrólisis de la salmuera fue una de las tecnologías selec-cionadas y empleadas en la implementación de los sistemas locales de desinfección de agua y alimentos en el nivel domiciliario. Tal implementación se ha efectuado en cumplimiento del Convenio de Cooperación Técnica suscrito entre el Ministerio de Salud del Perú y la Organización Panamericana de la Salud a través del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente. La producción del hipoclorito de sodio se realizó con equipo simple, de bajo costo y accionado por energía eléctrica pública y energía solar. La información proporcionada por los fabricantes y la bibliografía revisada no aportaba detalles acerca de las propiedades de las celdas electrolíticas y la información técnica disponible no permitía definir el tiempo de operación del equipo que garantizara la concentración adecuada del hipoclorito de sodio. Por otro lado, en el caso de los equipos accionados por energía solar, esta información permitiría optimizar y diseñar en forma adecuada los paneles solares y el acumulador eléctrico. Este Informe Técnico realizado con el apoyo de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE), expone los resultados de los ensayos realizados para determinar la capacidad de producción de las celdas electrolíticas, así como los factores que favorecen o interfieren en la producción de la solución de hipoclorito.

2

2 ANTECEDENTES Generalmente, las aguas naturales contienen numerosos gérmenes, algunos de los cuales pueden ser patógenos. Estos gérmenes patógenos suelen estar en el suelo o en las aguas contaminadas con heces de personas o de animales. De este modo, el agua se convierte en un vehículo de transmisión de enfermedades como el cólera, tifoidea, paratifoidea, hepatitis, disentería amebiana y viral, entre otras. Actualmente, la mayor parte de las poblaciones rurales de los países en vías de desarrollo se abastece de agua no apta para el consumo humano. Como consecuencia de ello, los índices de enfermedades relacionadas con el agua son altos; sin embargo, estas enfermedades pueden ser evitadas mediante la desinfección del agua. La desinfección del agua para consumo humano mediante la aplicación de cloro o sus derivados, es un proceso aceptado en todo el mundo para suministrar agua de buena calidad bacteriológica. Sin embargo, en la mayor parte de los países en vías de desarrollo, el abastecimiento regular de desinfectantes a ciudades apartadas o comunidades rurales, es un problema por la falta de un adecuado sistema vial que facilite el transporte y distribución del desinfectante. En el tratamiento del agua de consumo humano en el nivel rural y en algunos casos en el nivel urbano-marginal, la producción del desinfectante en el mismo lugar de tratamiento por medio de procesos electroquímicos, es una alternativa que cada día tiene mayor aceptación. La producción electrolítica del cloro es un proceso conocido en la industria química y actualmente se dispone de pequeñas celdas que han demostrado su confiabilidad, simplicidad y bajo costo de operación y mantenimiento. 3 OBJETIVOS 3.1 Objetivo general

Determinar las características operativas de diversos equipos de electrólisis de salmuera.

3.2 Objetivos específicos

Evaluar la tasa de producción de hipoclorito de sodio de diversas celdas electrolíticas. 4 ASPECTOS TEÓRICOS La solución de hipoclorito se obtiene mediante la electrólisis de una solución de salmuera preparada con cloruro de sodio o sal común. El proceso de descomposición de la solución de cloruro de sodio se efectúa por medio de una celda electrolítica constituida de dos elementos diferentes. En el presente caso, se han evaluado celdas cuyo cátodo está compuesto de titanio y el ánodo de titanio recubierto por óxidos de metales nobles como platino, iridio y rutenio. Este tipo de electrodo se denomina DSA (dimensional stable anode). El proceso de descomposición se desarrolla, en cada uno de los electrodos, de acuerdo con las siguientes reacciones:

ánodo: Cl- ⇒ ½Cl2 + e- (1)

cátodo: H2O + e- ⇒ ½ H2 + OH- (2) El cloro liberado en el ánodo, tiende hacia una rápida reacción de desproporción y produce ácido hipocloroso, cloruro e iones hidronio:

Cl2 + H2O ⇒ HClO + Cl- + H+ (3)

3

El ácido hipocloroso de la reacción anterior entra en equilibrio químico y la proporción de cada uno de ellos depende del valor de pH:

HClO ⇔ H+ + ClO- (4)

Este equilibrio origina la presencia de iones de hidrógeno e hipoclorito. Las reacciones (3) y (4) son favore-cidas por la presencia de los iones hidroxilos generados en (2), que estequiométricamente son mayores que los iones hidronios generados en estas dos últimas reacciones, debido al equilibrio químico que se presenta en (4). Esto produce un rápido aumento en el pH de la solución al inicio del proceso de la electrólisis. Adicionalmente, en el proceso de la electrólisis ocurren otras reacciones secundarias que afectan de una ma-nera u otra la tasa de producción de hipoclorito de acuerdo con las ecuaciones siguientes: a) Oxidación anódica del ion hipoclorito (ClO-) que conduce a la formación de cloratos y disminución del

pH:

6ClO- + 3H2O ⇒ 2ClO3- + 2Cl- + 6H+ + ½O2 + 6e- (5)

b) Descarga anódica de iones hidroxilo (OH-) con la consiguiente disminución del pH:

2OH- ⇒ 2H+ + O2 + 4e- (6) c) Reducción catódica del ion hipoclorito (ClO-) que produce el incremento del pH:

ClO- + H2O + 2e- ⇒ Cl- + 2OH- (7)

d) Reacción química entre el ion hipoclorito y el ion ácido hipocloroso que produce iones cloratos (ClO3-)

y una disminución del pH:

ClO- + 2HClO ⇒ ClO3- + 2Cl- + 2H+ (reacción muy lenta) (8)

e) Pérdida de eficiencia:

2ClO- ⇒ O2 + 2Cl- (9) El análisis de las reacciones anteriores permite determinar que una parte de la energía está dirigida a la pro-ducción del cloro libre, bien sea bajo la forma de ácido hipocloroso (HClO) o ion hipoclorito (ClO-), otra parte a la transfomación del cloro libre a cloratos y cloruros, así como al desdoblamiento de los iones hidroxilos. Finalmente, una no menos importante, parte de la energía se pierde bajo la forma de calor. 5 MATERIALES Y MÉTODOS 5.1 Evaluaciones realizadas Inicialmente, las pruebas estuvieron dirigidas a determinar la capacidad de producción de cloro libre de cada modelo de celda electrolítica. Luego, en uno de los modelos de celda electrolítica, se realizaron pruebas complementarias para determinar la influencia en la capacidad de producción de cloro libre de: a) temperatura de la salmuera, b) grado de inmersión de la celda, y c) tipo de sal. También se determinó la influencia de la concentración de la salmuera en la corriente eléctrica que circula a través de la celda electrolítica. Adicionalmente, las celdas y fuentes de poder fueron evaluadas con respecto a su robustez, complejidad constructiva, versatilidad y calidad de los insumos empleados en su construcción.

4

5.2 Equipos evaluados Las pruebas se realizaron con nueve equipos proporcionados por cuatro diferentes fabricantes. En el cuadro 5.1 se presenta un resumen de las características operativas de las celdas y de la capacidad de producción según el fabricante y en el cuadro 5.2 se exponen las características físicas de las celdas electrolíticas y fuen-tes de poder empleadas en la prueba.

Cuadro 5.1. Equipos evaluados CARACTERÍSTICAS *

MARCA MODELO Corriente eléctricaAmp

Capacidad g Cl2 /h

2 40 - 45 45 6 50 - 55 100 Sanilec

Mini 4,5 - 4,7 9 - 10 A 12 - 15 20 - 25 B 30 40 - 45 Dipcell C 60 - 68 100 - 110

Clorid L-30 12 - 14 15 AC - 5 5 5

Aquachlor AC - 25 17 - 19 20 - 25

YECl - 25 13 -17 25 YECl - 15 9- 13 15 Yacu YECl - 7 4 -7 7,5

* Según fabricante

Cuadro 5.2. Características de los equipos de electrólisis Celda Configuración de los electrodos Observaciones

Peso: 3,65 kg Diámetro exterior: 9,0 cm

Altura: 95,0 cm

2 ánodos y 2 cátodos de superficies cilíndricas en serie

dimensiones: ánodos: φ: 5,0 cm; altura: 15,3 cm

cátodos: φ: 3,6 cm; altura: 15,3 cm

Fuente Panel de control Sanilec 2

Peso: 16,80 kg Ancho: 38,0 cm Altura: 35,1 cm

Profundidad: 20,3 cm

Voltímetro Amperímetro

Timer mecánico Selector de amperaje de

8 posiciones

Los electrodos están protegidos por un tubo de PVC pesado. Los cables no son muy fle-xibles. La celda tiene pequeños agujeros su-periores para la libera-ción del hidrógeno, así como ventilaciones laterales. Aunque es algo pesado su lavado es fácil

5

Celda Configuración de los electrodos Observaciones


Altura: 102,6 cm


dimensiones: ánodos: φ: 5,0 cm; altura: 20,5 cm cátodos: φ: 3,6 cm; altura: 20,5 cm

Fuente Panel de control Sanilec 6




Timer mecánico Selector de amperaje de

8 posiciones

Tienen las mismas ca-racterísticas estructura-les que el equipo ante-rior; excepto que por sus dimensiones es más pesado y el lavado demandará mayor esfuerzo


Forma parte del recipiente

Recipiente

Frasco plástico con tapa de 10 litros de capacidad

1 ánodo y 2 cátodos planos en paralelo

dimensiones: 6,2 cm x 2,7 cm

Fuente Panel de control

Sanilec mini

Se conecta directamente a una fuente externa de 12 V Amperímetro

Los electrodos se en-cuentran dentro del re-cipiente de producción de hipoclorito, lo que dificulta la disolución mecánica de la sal y el lavado del recipiente, lo que puede causar algún tipo de daño a los electrodos



Altura : 50,0 cm

4 ánodos y 2 cátodos planos en serie

Dimensiones 5,0 cm x 13,0 cm

Fuente Panel de control: Dipcell A




Selector de amperaje de

3 posiciones

Los electrodos están protegidos por un tubo de PVC. El cable de co-nexión a la fuente es flexible, por lo que su transporte y lavado son fáciles. El tubo tiene una buena ventilación superior para la liberación de H2 y ventilaciones laterales para un adecuado efecto convectivo



Altura : 70,0 cm



Fuente Panel de control: Dipcell B




Selector de amperaje de 3 posiciones

Características similares al equipo anterior

6



Altura : 87 cm



Fuente Panel de control: Dipcell C




Selector de amperaje de 3 posiciones

Las mismas caracterís-ticas estructurales que el anterior, excepto que por sus dimensiones demanda algo de más esfuerzo para su lavado

Celda Configuración de los electrodos Observaciones Forma parte del recipiente

de producción Recipiente

Forma de tronco piramidal

Ancho: 60,0 cm Largo: 60,0 cm


2 ánodos y 3 cátodos planos en paralelo


Fuente Panel de control:

Clorid L-30

Peso: 6,50 kg Ancho: 39,0 cm Largo: 39,0 cm

Profundidad: 9,5 cm


Timer eléctrico

Los electrodos se encuentran en el recipiente de producción y están expuestos a sufrir rayaduras durante la disolución de sal o durante su limpieza. La liberación de gases no es muy buena, debido a la falta de una adecuada ventilación



Altura: 39,5 cm

Fuente Aquachlor 5

No evaluada

Tiene una configuración en serie con 2 ánodos y 2 cátodos planos

Dimensiones

4,2 cm x 4,2 cm

Los electrodos están protegidos adecuada-mente por un tubo de PVC. Los cables de co-nexión no son muy fle-xibles lo que dificulta su operación. Posee una adecuada ventilación



Altura: 60,5 cm


Dimensiones ánodos: φ: 7,1 cm; altura: 7,3 cm cátodos: φ: 6,3 cm; altura: 7,3 cm

Fuente Panel de control: Aquachlor 25

Peso: 2,30 kg Ancho: 20,5 cm Largo: 22,2 cm

Profundidad: 6,8 cm


Timer eléctrico

Características estructurales similares a la anterior

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Celda Configuración de electrodos Observaciones

Peso:1250 g Diámetro exterior: 7,2 cm

Altura: 70 cm

4 ánodos y 2 cátodos en serie Dimensiones: 5,1 x 12,6 cm

Fuente Panel de control Yacu YECI-25

Peso: 10,0 kg Ancho 26 cm Alto: 36 cm

Profundidad: 20 cm

Amperímetro Selector de amperaje de 10 posiciones

Temporizador mecánico Luz indicadora

Fusible

Los electrodos están protegidos en un tubo de PVC. El cable de conexión a la fuente está protegido en tubería eléctrica flexible, por lo que su transporte, lavado y almacenamiento son fáciles de realizar. Por su diseño, los gases son liberados en la masa de salmuera, por lo cual el recipiente debe contar con ventilación


Peso: 1100 g Diámetro exterior: 7,2 cm

Altura: 50 cm

2 ánodos y 2 cátodos en al Dimensiones: 5,1 x 8,4 cm

Fuente Panel de control Yacu YECl-15


Profundidad: 20 cm Temporizador mecánico

Amperímetro Selector de amperaje de 10

posiciones Fusible

Luz indicadora

Características similares al equipo anterior.


Peso:9,0 g Diametro exterior: 7,2 cm

Altura: 40 cm

2 ánodos y 2 cátodos en serie Dimensiones: 5,1x 6,3 cm

Fuente Panel de control Yacu YEC1- 7


Profundidad: 20 cm

Amperímetro Selector de amperaje de

10 posiciones Temporizador mecánico

Luz indicadora Fusible

Características similares al equipo anterior

8

5.3 Metodología La evaluación de las celdas se desarrolló mediante la determinación de la concentración de la solución de hipoclorito de sodio producido, el voltaje, amperaje y, en algunos casos, la temperatura y el valor de pH. En la mayoría de los casos las determinaciones se realizaron cada hora, durante un período comprendido entre una hora y media y 24 horas de trabajo, según la marca y modelo de celda evaluada. A partir de los datos obtenidos se evaluó la capacidad de producción de cada celda y se determinó la tasa de producción de hipoclorito de sodio. La concentración del cloro residual libre se determinó por el método yodométrico, de acuerdo con los métodos estándar para el análisis de agua y aguas residuales (19a. edición). La determinación de la temperatura se efectuó con un termómetro de mercurio, la tensión eléctrica con un multímetro digital y la corriente eléctrica con un amperímetro analógico. La preparación de la salmuera se realizó de acuerdo a las especificaciones de los fabricantes, con sal de cocina en una concentración de 30 gramos por litro de agua. El volumen de salmuera empleado en las pruebas fue calculado de modo que después de seis o nueve horas de funcionamiento se obtuviera una concentración entre cinco a siete gramos de cloro libre por litro de agua. De esta manera, los volúmenes de salmuera empleados en la prueba variaron entre 5 a 100 litros. 6 RESULTADOS En el anexo 1 se presentan los resultados de las pruebas realizadas con las celdas electrolíticas. Para cada celda evaluada se presenta un cuadro acompañado de dos gráficos; el primero muestra la evolución del pH y la concentración del hipoclorito de sodio producido, el segundo muestra la evolución de la tasa promedio y la tasa para cada intervalo en que se efectuó las determinaciones de los parámetros descritos en la metodología. En la mayoría de los casos este intervalo fue de una hora. 7 DISCUSIÓN DE RESULTADOS 7.1 Capacidad de producción de cloro de las celdas electrolíticas 7.1.1 Producción de hipoclorito de sodio con una concentración entre 5 a 6 g Cl2/L a. SANILEC modelo 2 La producción total en seis horas fue de 166,70 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,05 g/L para un volumen de 33 litros de solución. La masa de cloro producida en cada intervalo fluctuó entre 29,54 g/h a 27,05 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 1,21 g Cl2/amp-hr a 0,97 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,05 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 24,5 A a 28,0 A Voltaje: 4,4 V a 4,5 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 25 °C hasta 32,5 °C al final de las seis horas Valor de pH: En la primera hora alcanzó un valor de 8,6 para luego estabilizarse en un valor de 8,8. b. SANILEC modelo 6 La producción total en seis horas fue de 344,31 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,74 g/L para un volumen de 60 litros de salmuera. La masa producida en cada intervalo fluctuó entre 79,76 g/h a 56,31 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 3,32 g Cl2/amp-hr a 1,98 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 2,22 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 24,0 A a 28,5 A

9

Voltaje: 9,2 V a 9,4 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 25 °C hasta 37 °C al final de las seis horas. Valor de pH: En la primera hora alcanzó un valor de 8,5 para luego estabilizarse en un valor de 8,8. c. SANILEC modelo mini (10 litros) La producción total en siete horas fue de 49,84 g de cloro como Cl2, con una concentración de 4,98 g/L para un volumen de 10 litros de salmuera; la fluctuación de la masa producida en cada intervalo fue de 11,96 g/h a 3,77 g/h, esto equivale a una tasa comprendida entre 2,26 g Cl2/amp-hr a 0,52 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,09 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 5,3 A a 7,2 A Voltaje: 13,6 V a 12,2 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 23 °C hasta 55,5 °C al final de las siete horas. d. DIPCELL modelo A La producción total en nueve horas fue de 200,28 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,01g/L para un volumen de 40 litros de salmuera; mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 26,55 g/h a 17,27 g/h, que equivale a una tasa comprendida entre 2,21 g Cl2/amp-hr a 1,38 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,82 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 12,0 A a 12,5 A Voltaje: 8,0 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 25 °C hasta 31,5 °C al final de las nueve horas.

Valor de pH: En la primera ahora alcanzó un valor de 8,3 y un valor de 8,4 en la novena hora.

e. DIPCELL modelo B La producción total en ocho horas fue de 384,63 g de cloro como Cl2, con una concentración de 4,81 g/L para un volumen de 80 litros de salmuera, mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 69,13 g/h a 33,68 g/h, equivalente a una tasa comprendida entre 2,23 g Cl2/amp-hr a 1,02 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,56 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 31,0 A a 33,0 A Voltaje: 7,2 V a 7,4 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 25 °C hasta 33 °C al final de las ocho horas. Valor de pH: En la primera alcanzó un valor de 8,4 y un valor de 8,7 en la octava hora. f. DIPCELL modelo C La producción total en cinco horas fue de 513,72 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,14 g/L para un volumen de 100 litros de salmuera. La masa producida en cada intervalo fluctuó entre 158,00 g/h a 74,40 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 2,87 g Cl2/amp-hr a 1,20 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,74 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 55,0 A a 62,0 A Voltaje: 7,4 V Temperatura Ascendió progresivamente desde 25 °C hasta 34 °C al final de las cinco horas. Valor de pH En la primera alcanzó un valor de 8,6 y un valor de 8,9 en la quinta hora. g. CLORID modelo L-30 La producción total en 24 horas fue de 207,38 g de cloro como Cl2, con una concentración de 6,91 g/L para un volumen de 30 litros de salmuera. La variación de la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 12,23 g/h a 0,00 g/h, lo que corresponde a una tasa comprendida entre 1,11 g Cl2/amp-hr a 0,00 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 0,78 g Cl2/amp-hr.

10

Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 11,0 A Voltaje: 4,11 V h. AQUACHLOR modelo AC-5 La producción total en tres horas fue de 26,25 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,25 g/L para un volumen de 5 litros de salmuera, mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 9,86 g/h a 8,20 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 1,97 g Cl2/amp-hr a 1,64 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,75 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 5,0 A Voltaje: 9,48 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 23 °C hasta 40 °C al final de las tres horas. i. AQUACHLOR modelo AC-25 La producción total en una hora y media fue de 61,58 g de cloro como Cl2, con una concentración de 6,16 g/L para un volumen de 10 litros de salmuera mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 60,25 g/h a 27,02 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 2,41 g Cl2/amp-hr a 1,08 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,64 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 25,0 A Voltaje: 9,7 – 8,8 V Temperatura: Ascendió progresivamente desde 23 °C hasta 38 °C al final de la hora y media. j. YACU modelo YECl - 7 La producción total en seis horas fue de 51,4 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,14 g/L para un volumen de 10 litros de salmuera, mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 12,41 g/h a 7,80 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 2,89 g Cl2/amp-hr a 1,59 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,86 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 4,6 A k. YACU modelo YECl - 15 La producción total en tres horas fue de 51,76 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,2 g/L para un volumen de 10 litros de salmuera mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 22,69 g/h a 14,53 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 2,32 g Cl2/amp-hr a 1,41 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 1,71 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 10,1 A l. YACU modelo YECl - 25 La producción total en cinco horas fue de 151,02 g de cloro como Cl2, con una concentración de 5,0 g/L para un volumen de 30 litros de salmuera mientras que la masa producida en cada intervalo fluctuó entre 46,26 g/h a 20,21 g/h, lo que equivale a una tasa comprendida entre 3,28 g Cl2/amp-hr a 1,38 g Cl2/amp-hr, con un promedio de 2,10 g Cl2/amp-hr. Las condiciones de funcionamiento fueron: Amperaje: 14,4 A

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En el gráfico 7.1.1 se visualiza la evolución de la tasa promedio versus la concentración de hipoclorito de sodio de cada celda evaluada hasta un valor de 6 g/L de cloro libre.

Gráfico 7.1.1. Evolución de la tasa promedio de las celdas evaluadas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 1 2 3 4 5 6

CONCENTRACIÓN (g Cl2/L)

TASA

PR

OM

ED

IO (g

Cl 2/

amp-

hr)

Se observa que las celdas que trabajan con mayor amperaje tienen una mayor tasa promedio al inicio de la producción; sin embargo, a medida que aumenta la concentración, se produce un acentuado descenso en las tasas promedio de producción de cloro. Este efecto no se produce en las celdas que operan con bajo amperaje. En el gráfico 7.1.1 se determinó la tasa promedio de producción correspondiente a una concentración de 5,0 g/L para cada celda electrolítica, (en el gráfico está indicada por la intersección de la línea vertical con cada una de las curvas de las celdas evaluadas). Para esta concentración se determinó que las tasas promedio de producción de hipoclorito están en el rango de 0,90 a 2,25 g Cl2/amp-hr; estos valores están representados en el gráfico 7.1.2.

Gráfico 7.1.2. Tasa promedio de producción de cloro de las celdas electrolíticas para una de

concentración de 5 g /L

0.901.05 1.09

1.65 1.71 1.75 1.75 1.82 1.86 1.922.10

2.25

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

Cl-30 S-2 S 10 DIP B YECl-15 DIP C AQ 5 DIP A YECl-5 AQ 25 YECl-25 S6

TA

SA P

RO

ME

DIO

(gr

Cl 2/

Am

p-hr

)

12

Así, en cuanto a la concentración alcanzada, la celda Clorid L-30 no llega a producir 10 g/L de cloro como Cl2 para 24 horas de producción. Las otras celdas sí alcanzan a producir la concentración especificada. Respecto a la tasa promedio de producción de la celda Sanilec Mini ésta alcanza la mitad del valor deducido a partir de las especificaciones del fabricante. Las celdas Aquachlor muestran un valor mayor al especificado por el fabricante, 75 % en al caso del Aquachlor 5 y 30% en el caso del Aquachlor 25. En los demás casos, los valores especificados se aproximan a los observados De este conjunto de curvas pueden establecerse los siguientes rangos:

Tasa promedio

g Cl2/amp-hr Celdas

< 1,0 Clorid L-30 1,0 - 1,5 Sanilec 2 y Sanilec Mini 1,51 - 2,0 Dipcell A, Dipcell B, Dipcell C, Aquachlor 25, Aquachlor 5, YECl -15 y YECl -7

>2,01 YECl – 25 y Sanilec 6 En el cuadro 7.1.1 se presenta una comparación entre las tasas promedio calculada a partir de las características entregadas por los fabricantes y las tasas observadas en la evaluación.

Cuadro 7.1.1. Comparación de tasas promedio de producción de hipoclorito en función de la concentración

CONCENTRACIÓN (g Cl2/L) Tasa1 (g Cl2/amp-hr) MARCA MODELO

Fabricante Observado Fabricantes Observado 2 5 - 6 cumple 1,05 1,02 6 5 - 6 cumple 1,90 2,22 Sanilec

Mini 5 - 6 cumple 2,06 1,09 A 5 - 6 cumple 1,80 1,82 B 5 - 6 cumple 1,42 1,56 Dipcell C 5 - 6 cumple 1,64 1,74

Clorid L-30 10 no cumple2 1,15 0,78 AC - 5 5 - 6 cumple 1,0 1,75

Aquachlor AC - 25 5 - 6 cumple 1,25 1,64

YECl - 25 5-6 cumple 1,67 2,10 YECl - 15 5-6 cumple 1,50 1,71 Yacu YECl - 7 5-6 cumple 1,40 1,86

(1) Tasa para una concentración de 5 – 6 g/L de cloro libre, excepto la celda Clorid L-30 (2) Máxima concentración alcanzada 6,91 g/L de cloro libre

7.1.2 Producción de hipoclorito hasta alcanzar una concentración constante En el gráfico 7.1.3 se muestra la producción de hipoclorito con las celdas Dipcell A y Aquachlor 25. Ambas producciones se realizaron en un volumen de 10 litros de salmuera y el tiempo de funcionamiento de los equipos productores se realizó hasta alcanzar la mayor concentración, lo que se manifiesta en la tendencia asintótica de la curva. La operación de la celda Dipcell A se efectuó con una corriente de 13 A y la celda Aquachlor 25 con una corriente de 25 A. En el gráfico se observa que la máxima concentración de la solución de hipoclorito de sodio, en el caso de la celda Dipcell A, fue de 8,42 g /L de cloro como Cl2 con una tasa promedio de 1,00 g Cl2/amp-hr, mientras que

13

en el caso de la celda Aquachlor 25, la máxima concentración alcanzada fue 8,28 g/L con una tasa promedio de 0,66 g Cl2/amp-hr.

Gráfico 7.1.3. Producción de hipoclorito con las celdas Dipcell A y Aquachlor 25

7.2 Factores que influyen en la capacidad de producción de la celda electrolítica Los resultados de las pruebas efectuadas mostraron que las celdas de producción de hipoclorito de sodio tie-nen una significativa disminución en sus tasas de producción y por ello, se realizaron algunas pruebas para investigar la influencia de ciertas variables, como la temperatura, la inmersión de la celda en la salmuera y el tipo de sal. Así mismo, se evaluó el efecto de la concentración de la salmuera en la corriente de la celda electrolítica. 7.2.1 Temperatura de la salmuera El incremento de la temperatura durante la producción de hipoclorito llevó a considerar la necesidad de ob-servar cómo influye el incremento de la temperatura en la producción de hipoclorito. Para ello se procedió a realizar la producción de hipoclorito en dos formas: la primera a una temperatura constante de 25 °C y la otra sin control de temperatura. Estos datos fueron obtenidos con la celda Dipcell A en 10 litros de salmuera. Los resultados mostraron que la producción de hipoclorito mantenida a una temperatura baja y constante alcanza fácilmente valores de 10 g/L; mientras que, la producción sin control de temperatura alcanza un valor máximo de aproximadamente 8,5 g/L. Las concentraciones de la producción de hipoclorito con temperatura constante y sin control de temperatura son similares hasta aproximadamente 7,0 g/L. Estos resultados se presentan en las tablas 7.2.1 y 7.2.2, respectivamente. En el gráfico 7.2.1 se muestra la influencia de la temperatura sobre la producción.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00

TIEMPO (hh:mm)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

0

1

2

3

4

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)

Concentración Concentración

Tasa promedio Tasa promedio

Tasa en el intervalo Tasa en el intervalo

Concentración

Tasa

Aquachlor 25 Dipcell A

14

Cuadro 7.2.1. Producción de hipoclorito a 25 °C de temperatura

TIEMPO TEMPERATURA CONCENTRACIÓN MASA TASA EN EL INTERVALO

TASA PROMEDIO

hh:mm °C g Cl2/L g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr 0:00 25 0,00 0,00 0,00 0,00 0:30 25 1,52 15,15 2,42 2,42 1:00 25 2,79 27,92 2,04 2,23 1:30 25 3,86 38,55 1,77 2,08 2:00 25 4,87 48,74 1,70 1,99 2:30 25 5,85 58,49 1,62 1,92 3:00 25 6,65 66,47 1,33 1,82 3:30 25 7,36 73,56 1,18 1,73 4:00 25 7,98 79,76 1,03 1,64 4:30 25 8,46 84,64 0,81 1,55 5:00 25 8,84 88,42 0,63 1,46 5:30 25 9,12 91,18 0,46 1,37 6:00 25 9,40 94,00 0,47 1,30 6:30 25 9,63 96,30 0,38 1,23 7:00 25 9,82 98,20 0,32 1,16 7:30 25 10,01 100,15 0,32 1,11 8:00 25 10,11 101,10 0,16 1,05

Cuadro 7.2.2. Producción de hipoclorito sin control de la temperatura TIEMPO TEMPERATURA CONCENTRACIÓN MASA TASA EN EL

INTERVALOTASA

PROMEDIO hh:mm °C g Cl2/L g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr

0:00 25,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0:30 25,0 1,48 14,80 2,18 2,18 1:00 25,0 2,66 26,59 1,70 2,05 1:30 27,0 3,83 38,33 1,81 1,97 2:00 29,5 4,83 48,30 1,53 1,86 2:30 32,0 5,72 57,16 1,36 1,76 3:00 34,0 6,51 65,10 1,22 1,67 3:30 36,0 7,18 71,79 1,03 1,58 4:00 38,0 7,71 77,10 0,82 1,48 4:30 40,0 8,11 81,09 0,61 1,39 5:00 40,5 8,24 82,42 0,20 1,27 5:30 42,0 8,42 84,19 0,27 1,18 6:00 42,0 8,42 84,19 0,00 1,08 6:30 42,0 8,42 84,19 0,00 1,00 7:00 42,0 8,42 84,19 0,00 0,93 7:30 41,5 8,42 84,19 0,00 0,86 8:00 41,5 8,42 84,19 0,00 0,81

15

Gráfico. 7.2.1. Influencia de la temperatura

7.2.2 Inmersión de la celda Esta prueba se realizó con la celda Dipcell A en 10 litros de salmuera. Para ello se utilizó recipientes de diferente diámetro y se obtuvo una carga o altura diferente del nivel de salmuera sobre los electrodos de la celda. En uno de los recipientes la carga de salmuera sólo alcanzó a cubrir los electrodos; en el otro recipiente, la carga del agua sobre los electrodos fue de 31 cm y alcanzó las ventilaciones situadas en la parte superior de la celda. Los resultados de la prueba se muestran en el cuadro 7.2.3 y en el gráfico 7.2.2. Los valores obtenidos muestran que el nivel de salmuera sobre los electrodos tiene una influencia en la producción de hipoclorito. Así, la obtención de una solución de hipoclorito de sodio con una concentración de 5 g/L, demandó aproximadamente 25 minutos más en una celda con una carga de salmuera que cubría sólo los electrodos, en comparación con la celda en la cual la carga sobre los electrodos era de 31 cm.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00

TIEMPO (hh:mm)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

0

1

2

3

4

5

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)

Concentración Concentración

Tasa promedio Tasa promedio

Tasa en el intervalo Tasa en el intervalo

Temperatura constante Sin control de temperatura

16

Cuadro 7.2.3. Producción de hipoclorito con carga y sin carga sobre los electrodos

Tiempo Sin carga Con carga hh:mm g Cl2/L g Cl2/L

0:00 0,00 0,00 0:15 0,87 0,78 0:30 1,41 1,53 1:00 2,51 2,92 1:30 3,68 4,16 2:00 4,61 5,26 2:30 5,32 6,21 3:00 5,94 7,02 3:30 6,51 7,68 4:00 6,87 8,20 4:30 7,22 8,57 5:00 7,58 8,75 5:30 7,80 8,80 6:00 7,93 8,83 6:30 8,06 8,90

Sin carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmuera. Con carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmuera y con una carga adicional de 31 cm.

Gráfico 7.2.2. Influencia de la inmersión del electrodo

7.2.2 Tipo de sal Esta prueba se realizó con tres clases de sal: peletizada, de cocina e industrial. La prueba se realizó con la celda Dipcell A en 30 litros durante ocho horas de operación. Los resultados se resumen en el cuadro 7.2.4.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00

TIEMPO (hh:mm)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

Con carga Sin carga

25 minutos

17

Cuadro 7.2.4. Producción de hipoclorito con sal peletizada, de cocina e industrial MASA EN EL INTERVALO

g Cl2/h

TASA EN EL INTERVALO g Cl2/amp-hr

TIPO DE SAL

CONCENTRACIÓN g Cl2/L

MASA TOTALg Cl2

INICIAL* FINAL INICIAL FINAL

TASA PROMEDIO g Cl2/amp-hr

PELETIZADA 5,70 171,03 26,47 17,50 2,21 1,40 1,75

COCINA 5,42 162,58 25,79 16,42 2,24 1,35 1,72

INDUSTRIAL 5,10 152,88 25,52 11,96 22,2 0,96 1,59 * Los valores inicial y final de la masa producida en el intervalo se refieren a los valores obtenidos en la primera y última hora de operación de cada equipo. El gráfico 7.2.3 muestra la evolución de la concentración de la solución de hipoclorito producido con los tres tipos de sal. El gráfico 7.2.4 muestra la tendencia de las tasas promedio de la producción, en este gráfico se ha trazado una recta en el punto correspondiente a una concentración de 5 g/L, obteniéndose las siguientes tasas promedio de producción de hipoclorito: 1,81 g Cl2/amp-hr para la sal peletizada, 1,78 g Cl2/amp-hr para la sal de cocina y 1,59 g Cl2/amp-hr para la sal industrial. Los tiempos de producción de hipoclorito con las sales peletizada, de cocina e industrial son: 6 h 45 min, 7h 10 min y 7h 42 min, respectivamente.

Gráfico 7.2.3. Tasa de producción con diferentes tipos de sal

Los resultados muestran que la producción de hipoclorito de sodio con sal de cocina tiene una tasa ligeramente menor que la sal peletizada, no así la sal industrial, la cual es mucho menor como se aprecia en el gráfico 7.2.4.

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

Peletizada Cocina Industrial

18

Gráfico 7.2.4. Concentraciones alcanzadas por los tres tipos de sal

7.3.4 Efecto de la concentración de salmuera en el amperaje Esta prueba se realizó para determinar el efecto de la concentración de la salmuera en la corriente eléctrica que circula a través de los electrodos de la celda. En el gráfico 7.2.5 se muestra los resultados de la prueba; se trazó una tangente en el punto correspondiente 3,0 % de concentración de sal y se observó que en el rango de 2,5 % al 3,5 % la variación en la corriente es casi lineal.

Gráfico 7.2.5. Influencia de la concentración de la salmuera en el amperaje

Del gráfico se observa que si la salmuera tiene una menor concentración a la adecuada (3%), la corriente que circula por los electrodos será menor. Esto instantáneamente conduce a tener que seleccionar un mayor amperaje de funcionamiento del equipo y si el mismo no está en condiciones de entregarla, afectará la tasa de producción del equipo. A su vez, en el caso de una mayor concentración de la salmuera la alternativa sería bajar el amperaje, si el equipo no está preparado para ello, afectará la tasa de producción de cloro y no se podrá garantizar la concentración final de la solución de hipoclorito. Como consecuencia de estas acciones, lo que se consigue es una incertidumbre en la concentración final del producto por falta o exceso de tiempo en la producción.

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 1 2 3 4 5 6

CONCENTRACIÓN (g Cl2/L)

EFI

CIE

NC

IA P

RO

ME

DIO

(g C

l 2/am

p-hr

)

Peletizada Cocina Industrial

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

CONCENTRACIÓN DE SAL (%)

AM

PER

AJE

(A) Y

VO

LT

AJE

(V)

AMPERAJEVOLTAJE

Concentración recomendada

19

8. CONCLUSIONES 8.1 Las celdas evaluadas alcanzan la concentración de 5 g/L con tasas promedio en el rango de 1,05 a 2,25

g Cl2/amp-hr. 8.2 La máxima concentración obtenida por las celdas electrolíticas Dipcell A y Aquachlor 25 y bajo

condiciones normales de operación fue de 8 g Cl2/L. 8.3 La producción de hipoclorito de sodio con la celda Clorid L-30 no alcanza la concentración de 10 g

Cl2/L durante las 24 horas de funcionamiento tal como asegura el fabricante, logrando solamente una concentración de 6,9 Cl2/L.

8.4 La disposición de los electrodos de los equipos Clorid L-30 y Sanilec Mini (10 litros) no permiten

producir volúmenes menores o mayores a los establecidos por los fabricantes. 8.5 Las celdas que operan con mayores valores de amperaje tienen una mayor declinación en la tasa de

producción. Sin embargo, el promedio de las tasas de producción es mayor que las celdas que trabajan con bajos amperajes.

8.6 La temperatura de la salmuera influye en la producción de hipoclorito a concentraciones mayores a 7,2

g Cl2/L. Para concentraciones alrededor de 5 g/L la temperatura no es un factor determinante. 8.7 La inmersión de la celda es un factor importante en la producción del desinfectante. En celdas

sumergidas parcialmente, donde los electrodos están sin carga de salmuera, con respecto a la totalmente sumergida, es necesario un mayor tiempo para producir una solución de hipoclorito de sodio de igual concentración.

8.8 En la producción de hipoclorito se puede emplear sal de cocina, sin perjuicio de la concentración final

del mismo. El empleo de sal industrial conduce a obtener una menor concentración del desinfectante con el perjuicio que este tipo de sal, por sus impurezas, puede afectar notablemente la tasa y la vida útil de los electrodos por la rápida incrustación de los ánodos de la celda electrolítica.

8.9 La concentración de la salmuera tiene una relación directa con el amperaje que circula por los

electrodos de la celda; si ésta no tiene una concentración adecuada, el equipo trabajará entregando un menor o mayor amperaje que lo requerido, con la consiguiente incertidumbre en la concentración de la solución de hipoclorito.

9. RECOMENDACIONES 9.1 Realizar la producción de la solución de hipoclorito de sodio en recipientes que permitan la inmersión

de la celda hasta el nivel de las ventilaciones superiores. 9.2 No intentar obtener concentraciones de solución de hipoclorito de sodio mayor a 6 g de Cl2/L, por la

significativa caída en la eficiencia de la celda electrolítica. 9.3 Emplear sal de cocina como insumo para la preparación de la salmuera y evitar el uso de sal industrial

debido a la baja eficiencia de producción y la rápida incrustación de la celda electrolítica. 9.4 Utilizar siempre una salmuera al 3 % (30 g/L) a fin de estandarizar la concentración final de la

solución desinfectante después de un tiempo especificado de operación.

20

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

10.1 APHA; AWWA; WPCF. Standard Methods, for examination of water and wastewater. 19 edition. 10.2 ELTECH Sanilec ® 2-6. Manual de instalación, operación y mantenimiento:40003-Manual-S. Texas. 10.3 Equipment & Systems Engineering, Inc. AquaChlor ® On site sodium hypoclorite generator system.

Technical Manual. Miami. 10.4 WHITE, George Cliffors. Handbook of chlorination. 2ed. New York: Van Nostrand Reinhold

Company Inc. 1986.

ANEXO 1

Cuadros y gráficos de los resultados de las celdas electrolíticas evaluadas

23

SANILEC 2

TIEMPO AMPERAJE VOLTAJE TEMPERATURA pH CONCENTRACIÓN MASA EN EL INTERVALO

MASA ACUMULADA

TASA EN EL INTERVALO

TASA PROMEDIO

h A V °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 24,5 4,4 24,0 6,8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 24,5 4,4 25,0 8,6 0,90 29,54 29,54 1,21 1,21 2 24,5 4,4 26,5 8,7 1,71 26,76 56,30 1,09 1,15 3 27,5 4,5 28,5 8,7 2,57 28,52 84,81 1,04 1,11 4 27,5 4,5 30,0 8,8 3,45 29,04 113,85 1,06 1,09 5 27,5 4,5 31,5 8,9 4,17 23,61 137,46 0,86 1,05 6 28,0 4,5 32,5 8,8 5,05 29,25 166,70 1,04 1,05

Volumen de agua 33 litros

CORRELACIÓN TASA vs. TIEMPO

CORRELACIÓN CONCENTRACIÓN y pH vs.TIEMPO

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

pH

Concentración pH

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 1 2 3 4 5 6

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)

Tasa promedio Tasa en el intervalo

24

SANILEC 6

TIEMPO AMPERAJE VOLTAJE TEMPERATURA pH CONCENTRACIÓN MASA EN EL

INTERVALOMASA

ACUMULADA TASA EN EL INTERVALO

TASA PROMEDIO

h A V °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 24,0 9,2 25,0 6,8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 24,0 9,2 26,5 8,5 1,33 79,76 79,76 3,32 3,32 2 24,0 9,4 28,5 8,6 2,36 61,84 141,60 2,58 2,95 3 24,5 9,4 31,0 8,7 3,01 39,13 180,73 1,60 2,49 4 26,0 9,4 33,0 8,8 3,88 52,07 232,80 2,00 2,36 5 28,0 9,4 35,0 8,8 4,80 55,20 288,00 1,97 2,28 6 28,5 9,4 37,0 8,8 5,74 56,31 344,31 1,98 2,22

Voumen de agua: 60 litros


CORRELACIÓN CONCENTRACIÓN y pH vs. TIEMPO

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5 6

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

pH

Concentración pH

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0 1 2 3 4 5 6

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


25

SANILEC MINI

TIEMPO AMPERAJE TEMPERATURA CONCENTRACIÓN MASA EN EL INTERVALO

MASA ACUMULADA


TASA PROMEDIO

h A °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 5,3 23,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 5,3 32,0 1,20 11,96 11,96 2,26 2,26 2 6,0 39,0 2,15 9,52 21,49 1,59 1,90 3 6,5 44,5 2,92 7,75 29,24 1,19 1,64 4 6,8 49,5 3,65 7,31 36,55 1,07 1,49 6 7,0 54,0 4,61 4,76 46,07 0,68 1,19 7 7,2 55,5 4,98 3,77 49,84 0,52 1,09

Volumen de agua: 10 litros


CORRELACIÓN CONCENTRACIÓN vs. TIEMPO

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 1 2 3 4 5 6 7

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


26

DIPCELL A


MASA ACUMULADA


TASA PROMEDIO

h A V °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 12,0 8 24,5 6,8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 12,0 8 25,0 8,3 0,66 26,55 26,55 2,21 2,21 2 12,0 8 26,0 8,4 1,24 23,05 49,60 1,92 2,07 3 12,0 8 27,0 8,4 1,84 23,96 73,56 2,00 2,04 4 12,0 8 28,0 8,4 2,44 23,93 97,49 1,99 2,03 5 12,2 8 29,0 8,4 3,04 23,91 121,40 1,96 2,02 6 12,3 8 30,0 8,4 3,61 23,04 144,44 1,87 1,99 7 12,5 8 30,5 8,4 4,07 18,16 162,60 1,45 1,91 8 12,5 8 31,0 8,4 4,58 20,41 183,01 1,63 1,88 9 12,5 8 31,5 8,4 5,01 17,27 200,28 1,38 1,82




0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

pH

Concentración pH

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


27

DIPCELL B


MASA ACUMULADA


TASA PROMEDIO

h A V °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 31 7.4 25,0 6,8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 31 7,4 26,0 8,4 0,86 69,13 69,13 2,23 2,23 2 30 7,4 27,0 8,5 1,54 54,07 123,20 1,80 2,02 3 30 7,4 28,0 8,5 2,13 47,20 170,40 1,57 1,87 4 30 7,4 30,0 8,6 2,73 47,62 218,02 1,59 1,80 5 30 7,2 31,0 8,6 3,29 45,18 263,20 1,51 1,74 6 30 7,2 32,0 8,7 3,85 44,80 308,00 1,49 1,70 7 33 7,2 32,5 8,7 4,39 42,96 350,96 1,30 1,64 8 33 7,2 33,0 8,7 4,81 33,68 384,63 1,02 1,56

Volumen 80 litros



0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

pH

Concentración pH

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


28

DIPCELL C


MASA ACUMULADA


TASA PROMEDIO

h A V °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 55 7.4 25 6,9 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 55 7,4 26 8,6 1,58 158,00 158,00 2,87 2,87 2 57 7,4 28 8,6 2,63 105,00 263,00 1,84 2,35 3 60 7,4 30 8,7 3,55 92,00 355,00 1,53 2,06 4 62 7,4 32 8,8 4,39 84,32 439,32 1,36 1,88 5 62 7,4 34 8,9 5,14 74,40 513,72 1,20 1,74




0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

pH

Concentración pH

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0 1 2 3 4 5

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


29

CLORID L-30

TIEMPO AMPERAJE VOLTAJE CONCENTRACIÓN MASA EN EL

INTERVALOMASA

ACUMULADATASA EN EL INTERVALO

TASA PROMEDIO

h A V g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 14 3,8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 11,00 4,1 0,41 12,23 12,23 1,11 1,11 2 11,00 4,1 0,82 12,23 24,46 1,11 1,11 3 10,80 4,1 1,21 11,96 36,42 1,11 1,11 4 10,50 4,1 1,52 9,31 45,73 0,89 1,06 5 11,00 4,1 1,79 7,98 53,71 0,73 0,99 6 11,00 4,1 2,13 10,10 63,81 0,92 0,98 7 11,00 4,1 2,52 11,70 75,51 1,06 0,99 8 11,00 4,1 2,84 9,57 85,08 0,87 0,97 9 11,00 4,1 3,10 7,98 93,06 0,73 0,95

10 11,00 4,1 3,33 6,91 99,97 0,63 0,91 18 11,75 4,1 5,90 77,03 177,00 0,82 0,89 19 11,50 4,1 6,20 9,00 186,00 0,78 0,89 20 11,00 4,1 6,47 8,09 194,09 0,74 0,88 21 11,00 4,1 6,56 2,66 196,75 0,24 0,85 22 11,00 4,0 6,74 5,32 202,07 0,48 0,83 23 11,00 4,0 6,91 5,32 207,38 0,48 0,82 24 11,00 4,0 6,91 0,00 207,38 0,00 0,78



0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

30

CORRELACIÓN TASA PROMEDIO vs. TIEMPO

0,0

0,5

1,0

1,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)

31

AQUACHLOR 5


MASA ACUMULADA


TASA PROMEDIO

h A °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0 5,0 23,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1 5,0 33,0 1,97 9,86 9,86 1,97 1,97 2 5,0 38,0 3,61 8,20 18,05 1,64 1,81 3 5,0 40,0 5,25 8,20 26,25 1,64 1,75




0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 1 2 3

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


32

AQUACHLOR 25


MASA ACUMULADA


TASA PROMEDIO

h A °C g Cl2/L g Cl2/h g Cl2 g Cl2/amp-hr g Cl2/amp-hr0,0 25 23,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,5 25 30,0 3,01 60,25 30,12 2,41 2,41 1,0 25 35,0 4,81 35,88 48,07 1,44 1,92 1,5 25 38,0 6,16 27,02 61,58 1,08 1,64




0

1

2

3

4

5

6

7

0 0,5 1 1,5

TIEMPO (horas)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 0,5 1 1,5

TIEMPO (horas)

TA

SA (g

Cl 2/

amp-

hr)


Celdas electrolíticas para la produccion in situ de hipoclorito de sodio.

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Transcript of Celdas electrolíticas para la produccion in situ de hipoclorito de sodio.