次氯酸钠发生器标准GB1217690.docx
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次氯酸钠发生器标准GB1217690
中华人民XX国国家标准:
次氯酸钠发生器GB12176-90
时间：
2007年11月30日
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。
本标准适用于饮用水消毒、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
GB3859半导体电力变流器
GB5461食用盐
GB5749生活饮用水卫生标准
GB5750生活饮用水标准检验法
JB1043化工防腐蚀低压电器
JB1045电工产品化工气体腐蚀试验方法
JB2759机电产品包装通用技术条件
3名词、术语
3.1员解槽electrolyticcell
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称为电解槽。
根据运转广度攻使用上的不同要求,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〔Cconcentrationofavailablechlorine
次氯酸欠帐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1g次氯酸钠则含有效氯0.953g。
3.3有效氯产率productionofavailablechlorine
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,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〔hcurrentefficiency
电解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,称为该电解槽的电流以效率。
根据法拉弟电解定律,电解槽每通过1A·h的电量,有效氯的理论生成量为1.323g。
电流效率按式〔2计算：
h=G/〔I×n×1.323×100%……………………………………〔2
式中：
I――电解电流,A；
n――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。
3.5电解电压〔Velectrolyticvoltage
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。
在电解槽采用多对阴阳极串联供电方式工作时,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4V×3。
3.6额定电解电流〔Inominalelectrolyticcurrent
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50A×2。
3.7电解液浓度〔Sconcentrationofelectrolytesolution
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DCpowerconsumption
次氯酸钠发生器在额定状态下工作时,每生成1kg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/kg,计算公式按式<3>:
PDC=U×I/G=U×I/…………………………………………<3>
式中:
U――电解电压；
I――电解电流；
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；
3.9交流电耗PACACpowerconsumption
次氯酸钠发生器在额定状态下工作时,每生成1kg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：
PAC=P1×1000/G……………………………………〔4
式中：
P1――整机输入有功功率,kW。
3.10盐耗〔Ussaltconsumption
次氯酸钠发生器在额定状态下运转时,每生成1kg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：
Us=S/C………………………………………………〔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。
次氯酸钠发生器根据使用用途分为卫生消毒用和环境保护用两大类。
卫生消毒类可以用于环境保护,环境保护类不得用于卫生消毒。
卫生消毒类指用于饮水消毒,卫生器具及餐具消毒,蔬菜、水果、食品消毒与人体健康直接有关的次氯酸钠发生器。
环境保护类指用于工业废水处理,医院污水处理以及其他一切使用次氯酸钠溶液的工业部门等与人体健康无直接关系的次氯酸钠发生器。
次氯酸钠发生器的运转方式分为连续式运转和间歇式运转两类.
4.1.3次氯酸钠发生顺的规格按设备的有效氯产率分为5、10、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、750、1000、1500、2000、3000、5000g/h,超过5000g/h的规格根据实际需要确定。
次氯酸钠发生器按质量等级分为优质品〔A、一级品〔B、合格品〔C。
4.2产品标记
次氯酸钠发生器的产品标记由3个部分组成,并按下列顺序排列：
产品名称；技术特性；标准号。
产品名称部分为"次氯酸钠发生器"。
4.2.3技术特征部分由表示设备的用途、运转方式、规格、质量等级的字母、数字等组成。
.1技术特征部分的第一个汉语拼音字母表示设备的用途。
字母W表示用于卫生消毒,字母H表示用于环境保护。
.2技术特征部分的第二个汉语拼音字母表示设备的运转方式,代号L--连续式电解方式,J--间歇式电解方式。
.3技术特征部分的第三个阿拉伯数字表示设备的规格,数值即为设备的额定产率。
.4技术特征部分的第四个英文字母表示产品的质量等级。
字母A--优质品,B--一级品,C-合格品。
产品标记中的标准号部分表示产品符合本项国家标准用GB12176表示。
4.3产品标记示例
例如：
用于卫生消毒,连续方式运转,额定产率100g/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WL100BGB12176--90
4.4产品标记中使用的质量等级标志及符合本项国标要求的标志,必须经过国家专门机关或指定质量监测单位认可。
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。
环境温度:
0～40℃。
环境湿度:
空气中最大相对湿度不超过90%<在相当于空气20±5℃时>。
在质量等级为优质品的次氯酸钠发生器上选用的低压电器除符合其各自立品技术要求外,还应符合JB1043的规定。
5.2基本技术要求
次氯酸钠发生器应按经过规定程序批准的图纸及技术文件制造。
次氯酸钠发生器的规格应符合本标准4.1.3条的要求。
次氯酸钠发生器按本标准5.4条的规定划分质量等级,达到某一质量等级的产品,应满足该等级中各项指标的要求。
次氯酸钠发生器必须设置外壳接地螺栓,外壳各部分电源部分金属结构件与接地螺栓间有可靠的电气联接,联接电阻实测值小于0.1W。
接地螺栓应设置明显的接地标志。
产率大于25g/h的设备所使用的电解槽和储液箱,必须采用封闭式结构,并设备与通往室外排气管路还将有接的标准接口。
产率大于25g/h的设备应具有与附属盐水调配装置及加注装置相联接的互换性标准接口。
产率大于25g/h的设备必须设置电解电流、电解电压监测仪表,其精度不低于2.5级。
连续式运转的设备必须设置电解液流量计量仪表,间歇式运转的设备必须
设备生产的次氯酸钠溶液的理化性能要求。
.1次氯酸钠溶液应清澈透明,无可见杂质。
.2用于卫生消毒的次氯酸钠发生器所生产的次氯酸钠溶液中重金属离子铬、铅的含量应符合GB5749第2章水质标准和卫生要求的有关规定。
.3用于卫生消毒的次氯酸钠发生器不得采用石墨电极和二氧化铅涂层阳极。
5.3次氯酸钠发生器的运转参数和使用性能。
电源:
次氯酸钠发生器输入电源应为:
AC220V/380V±10%50Hz±5%
电解电流调节范围应大于额定电解电流的±10%。
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1h。
设备推荐使用的是民解液浓度范围为30～50g/L。
进行设备性能试验的全过程应采用在此范围内选定的固定浓度的电解液。
5.3.5电解液耗量在连续式工作的是民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是民解时每电解周期的盐水用量和电解周期〔h表示,单位L/h,如50L/1.5h。
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。
设备应保证电解液在电解过程中温度小于40℃,必要时应采取相应的冷却措施。
5.4技术经济指标及质量分等<表1>
表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
≤5.0
≤6.5
交流电耗
kW·h/kg
≤6.0
≤7.0
≤10
盐耗
kg/kg
≤4.0
≤4.5
≤6.5
阳极寿命强化试验失效时间
h
≥2.0
≥15
≥10
5.5外观要求
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。
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。
设备骨架及外壳的焊接应符合GB985《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凸凹现象。
5.6次氯酸钠发生器的电解电源。
次氯酸钠发生器的电解电源应在下列条件正常工作。
.1输入电源的的电压幅值持续波动范围不超过额定值的±10%。
.2频率变化范围不超过额定值±5%。
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GB3859中的有关规定。
次氯酸钠发生器电解电源的温升试验应符合表2规定。
表2电解电流各部件的极限温升
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
45ºC
温度计法、热偶法、热敏器件
变压器
线圈
80ºC
电阻法
铁芯表面
60ºC
温度计法
电解电源应设有电解电流调节控制装置,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。
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1h无损坏。
5.7电解槽
电解槽应采用耐次氯酸钠腐蚀的材料制造。
电解槽必须具备电解气体和电解液分离的措施。
电解槽必须设置电解液放空口,打开放空阀后,电解液应在5min内完全排出。
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。
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250h以上。
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
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。
电解阳极必须采用带金属氧化物涂层的活性阳极。
阴极材质应采用1Cr18Ni9Ti或耐讨价还价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
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100h所需的固体食盐。
盐水调配系统和箱体,管路及阀门均应采用防腐蚀材料制造。
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±10%。
所配制的食盐水的浑浊度应小于20mg/L。
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±10%。
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
间歇式运转的次氯酸钠发生器有效氯产率大于25g/h时,必须具备次氯酸钠溶液储液箱。
储液箱的有效容积,应大于设备满负荷运行4h所产生的次氯酸钠溶液体积。
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。
次氯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10min内将液体全部排除。
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次氯酸钠溶液理化性能试验
次氯酸钠溶液感官检测
在设备正常运转的状态下,用100ml烧杯取出电解槽中的次氯酸钠溶液。
采用人工目测方法,检查溶液的色泽及透明情况,结果应满足本标准.1条规定。
次氯酸钠溶液有效氯浓度的化验方法
.1化验原理:
在含在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,计算次氯酸钠溶液的有效氯浓度。
.2试剂
a.碘化钾溶液:
1N,分析纯；
b.冰乙酸：
36%,分析纯〔GB676；
c.淀粉指示剂：
见GB5750中；
d.硫代硫酸钠标准溶液:
0.05N,其配制和标定方法见GB5750中.3条。
.3测试步骤
a.用移液管吸取5ml摇匀的待测次氯酸钠溶液,放入250ml碘量瓶中；
b.向碘量瓶中加入蒸馏水50ml；
c.迅速向碘量瓶中加入5mL36%冰乙酸溶液,加盖水封摇匀；
d.再迅速响彻云霄碘量瓶中加入1N碘化钾溶液10ml,加盖水封摇匀；
e.在暗处静置5min；
f.用0.05N硫代硫酸钠标准溶液滴定试样；
g.滴定时当试样由棕黄色变成浅黄色时,加入淀粉指示剂1ml；
h.继续以硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚好消失为止；
i.记录滴定液消耗毫升数。
.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/L；
C=N×V×35.45/5………………………………………<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。
次氯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.2条要求进行重金属离子含量的测定。
化验方法按GB5750中规定的有关方法及步骤进行。
6.2质量等级优质品的次氯酸钠发生器的电器元件应达到本标准条的规定,但在低压电器元件生产厂家提供有关此项技术要求的合格证明时可不进行此项试验。
生产厂家提供的试验结果应按JB1045规定的试验方法进行试验。
其中化学气体采用氯气,氯气浓度1mg/L,试验应按规定进行10个周期。
6.3直观检查
本标准中5.2条基本技术要求中的～5.2.7条及5.5条外观要求,采用直观检查方法。
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GB3859中的有关规定。
6.5电解电源温升试验方法可按GB3859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。
试验前按图纸要求检查电路和管路的装配情况且,检查正常后接通盐水管路,按设备额定状态加注电解液,各部分应工作正常,且无泄漏。
接通设备电源线路,并调节电解电流为额定值,电解30min设备工作应正常。
调节电解电流控制装置在外电源电压为额定值-10%时,输出电解电流应能调节到额定值+10%处,调节电解电流控制装置在外电源电愿望为额定值-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。
试验后,将电解槽及储液箱排空,并记录放空时间,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>。
试验方法:
用被试次氯酸钠发生顺在6.7.2条规定的额定工作状态下连续工作,记录运转过程中如6.7.4条所示的各项运转参数,并按规定的公式计算各参数。
连续运转试验额定工作状态。
.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GB5461中精制盐的要求。
自来水水质应符合GB5749生活饮用水标准；
b.试验中电解液浓度及浓度的变化范围应符合本标准条规定；
c.<,/FONT>试验中输入电解槽的电解液温度应为20±5℃；
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±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试验中电解电流应维持额定值,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。
连续式电解槽运转时间为设备开机达到稳定后4h间歇式电解槽应工作4个电解周期。
运转数据的记录:
连续式电解在运转中每0.5h,间歇式电解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、电解液浓度、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。
试验用仪表：
试验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0.2℃。
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出,每个流量参数取样应在3次以上,每次取样时间不少于1min,求出几次测量平均值。
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C,也取诸次记录听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取几个电解周期实测有将近氯产率的平均值。
电流效率〔h的计算
根据连续埽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。
直流电耗的计算
根据连续运转试验中的电解电压、电解电流、有效氯产率的平均值按3.8条中的公式<3>计算。
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。
整机输入功率
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测得,单位kW。
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,单位为℃。
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℃。
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1℃/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采用半导体点温计,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1m远,高度1m的位置,温升试验中周围环境温度在10～40℃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。
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1h,设备应工作正常,元器件无损坏,符合本标准条的有关规定。
6.9次氯酸钠发生器不清洗电极累计工作时间试验
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,试验中采用的电解流应符合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。
判断清洗电极的条件为:
实际电解槽电压较正常电解电压上升50%；电解电流达不到额定值；电解阴极和电解阳极之间因结垢而发生击穿；因电极间堵塞使电解液流量达不到额定值；有效氯产率达不到额定值；设备因电极结垢无法正常运转。
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。
运行中,每小时记录一次、或每个电解周期记录一次试验时间、累计运转时间、电解电压、电解电流、电解液耗量等参数每天试验测定其中1h或1个电解周期的产率。
6.10电解阳极强化寿命试验
试验原理
采用阳极在硫酸溶液中高电流密度下电解的快速寿凳试验法,通过测试不同被试阳极在禁止同浓度、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。
试验装置
a.500ml烧杯；
b.被试阳极:
试验用阳极应直接取自被试设备电极并经加工处理。
采用破损法用机械加工方法将试验阳极表面的活性涂层保留1.0cm2±5%的有效反应面积<投影面积>。
c.阴极:
采用1Cr18Ni19Ti不锈钢材质,当被试阳极为平板状时阴极为板状,当被试阳极为管状时,阴极采用圆环状,阴极有效导电面积应远大于有效阳极反应面积,阴阳极距离不小于1cm；
d.试验用电解电源应采用额定电流大于3A的直流恒电源；
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±1℃。
试验条件
a.电解液:
1.0NH2SO4；
b.电解液温度:
40±1℃；
c.阳极电流密度:
200A/dm2。
操作步骤
a.将1.0NH2SO4溶液倒入烧杯,固定安装电解阴阳极并完全淹没阳极有效工作部位；
b.待电解液温度上升到40℃后,接通电源并调节电解电流为规定值,并在试验过程中维持其恒定,电解过程中不定期地添加一定量的蒸馏水及H2SO4以维持电解液液位及浓度；
c
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