RO106898B1 - Procedeu și electrolizor pentru obținerea hidrogenului ultrapur, prin electroliza apei - Google Patents

Abstract

Invenția se referi la un procedeu și un electrolizor pentru obținerea hidrogenului ultrapur, procedeul caracterizftndu-se prin aceea ci realizează descărcarea hidrogenului cu supratensiune mică, pe pereții exteriori ai unor tuburi catodice, din paladiu, închise la un capăt, iar purificarea se face în urma trecerii hidrogenului absorbit prin peretele catodului spre interiorul acestuia, în condițiile unei presiuni a electrolitului, cuprinse în intervalul 25...30 at. Electrolizorul se caracterizează prin aceea că conține niște catozi etanși, alcătuit! din niște tuburi (1) de paladiu, închise, la un capăt și fixate de o placă catodică (2), tuburile catodice fiind montate, prin niște inele de centrare (6), în interiorul unor tuburi anodice, perforate, confecționate din otel nichelat.

Description

Invenția se referă la un procedeu și electrolizor de obținere a hidrogenului ultrapur. lipsit de umiditate, urme de oxigen, azot sau alte gaze.

în scopul obținerii hidrogenului este cunoscut procedeul electrochimie, carac terizar prin aceea c.i hidrogenul se obține prin electroliza apei în electrolizoare la care catozii sunt din fier, iar anozii din fier nichelat, spațiul anodic fiind separat de cel catodic prin diafragme.

Metoda prezintă atât dezavantajul că hidrogenul obținut este puternic impurificat cu apă (umiditate), oxigen etc,,cât și consum energetic ridicat datorita căderilor de tensiune pe diafragmă și a supratensiunii ridicate a hidrogenului pe fier.

Problema pe care o rezolvă invenția de fața este obținerea hidrogenului ul trapur și a oxigenului tehnic, cu catozi ce prezintă supratensiune a hidrogenului redusă și care asigură, totodată, și reținerea tuturor impurităților din hidrogenul obținut.

Procedeul de obținere a hidrogenului ultrapur, pe cale electrochimica. conform invenției, elimină dezavantajele de mai sus prin aceea că descărcarea ionilor ΗτΟ⁺ se realizează pe pereții exteriori ai unor catozi de paladiu etanși închiși la un capăt iar hidrogenul format este absorbit în interiorul tubului catodic de unde este apoi extras, realizându-se astfel concomitent și purificarea avansată a hidrogenului.

Electrolizorul, conform invenției, arc in alcătuire catozi din tuburi de paladiu închise la un capăt, montate concentric, cu anozii formați din tuburi perforate dc oțel nichelat spațiul anodic tiind separat de cel catodic prin însuși materialul catodului care permite trecerea prin peretele tuburilor de paladiu a hidrogenului format realizându-se, totodată, și purificarea produsului catodic ( a hidrogenului).

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- reducerea consumului de energie electrică la obținerea hidrogenului (circa 5(1% față de soluțiile cunoscute);

- eliminarea diafragmei din instalațiile de electroliză a apei;

- obținerea de hidrogen ultrapur, ce poate fi utilizat direct in cele mai diverse domenii tară a mai fi necesară trecerea prin purificare cu paladiu.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig.l și 2, care reprezintă:

- fîg.1, vedere de ansamblu a electrolizorului propus;

- fig.2, secțiune prin acesta.

Catodul electrolizorului este format din tuburi 1 de paladiu înfundate la un capăt Descărcarea hidrogenului se realizează pe partea exterioară a acestora, hidrogenul format fiind absorbit de paladiu. După saturarea tuburilor de paladiu în hidrogen, acesta se desoarbe pe partea interioară a tuburilor catodice 1, fixate etanș dc placa catodică 2, ce face parte din montura 3 și se leagă la borna minus a redresorului prin borna catodică 4. Hidrogenul purificat (trecut prin peretele de paladiu a catodului) se extrage prin ștuțul 5 al spațiului catodic. Pentru a evita scurtcircuitarea catozilor 1, aceștia sunt distanțați prin inele izolante de centrare 6 de anozii 7, anozi ce sunt confecționați din tuburi de, oțel carbon nichelat cu diametru corespunzător ales, tuburi ce sunt fixate prin sudură la partea lor inferioară de flanșa anodică 8 ce se leagă la borna pozitivă a redresorului prin borna anodică 9. Această construcție asigură o suprafață anodică de 4...5 ori mai mare decât cea catodica, deci și o densitate de curent anodic și supratensiune anodică redusa. Monturile catodice 3 și anodice 8 sunt asamblate prin flanșele izolante 10 de corpul electrolizorului 11, care este prevăzut cu ștuțul pentru ieșire oxigen și ștuțurile pentru recircularea electrolitului. Electrolitul este menținut la presiunea de 20...35 at, presiune ce asigură transferul de hidrogen, prin peretele catodului și reduce gradul de umplere cu gaz al electiolitului. adică cieștc conductivitatea acestuia, deci implicit scade căderea de tensiune pe electrolit.

Claims (2)

Revendicări

1. Procedeu de obținere a hidrogenului ultrapur, prin electroliza apei, caracterizat prin aceea că descărcarea hidrogenului se realizează cu supratensiune mică, pe partea exterioară a unor tuburi catodice de paladiu, închise la un capăt iar după saturarea în hidrogen a tuburilor de paladiu, acesta se desoarbe pe partea interioară a tuburilor catodice, realizându-se astfel purificarea avansată a hidrogenului, transferul de hidrogen prin peretele catodului, asigurându-se prin menținerea electrolitului la o presiune cuprinsă în intervalul 20...35 aL

2. Elecrrolizor. pentru aplicarea procedeului de la revendicarea 1, caraeteri4 zat prin aceea că, conține niște catozi etanși, alcătuiri din niște tuburi (1) de paladiu închise la un capăt și fixate de o placă calodică (2) legată de redresor la borna negativă printr-o bornă catodică (4), hidrogenul purificat fiind extras din spațiul interior al unei monturi catodice (3) printr- un ștuț (5), tuburile catodice fiind montate prin niște inele de centrare (<S) in interiorul unor tuburi anodice perforate (7) ce sunt confecționate din oțel nichelat și sunt sudate în partea lor inferioară de flanșa a nod i că (8) de care se leagă borna pozitivă a redresorului prin borna anodică (9); montura catodică (3 cât și cea anodică (8) fiind fixate prin niște flanșe izolante (10) de corpul (11) al electrolizorului care este prevăzut cu un ștuț (12) de eliminare a oxigenului format și două ștuțuri (13) pentru recircularea electrolitului.