RU153346U1 - Электролитическая установка для получения газообразной смеси водорода и кислорода - Google Patents

Abstract

1. Электролизер, содержащий корпус с размещенными внутри электродами в виде пластин, образующих положительные и отрицательные электроды, электрически связанными с источником питания, и полость которого сообщена с емкостью, заполненной раствором электролита и с каналом отвода смеси газа и воды в канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, при этом в корпусе размещен по крайней мере один источник ультразвукового излучения в электролит для ослабления молекулярных связей указанного электролита и источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит, емкость для электролита выполнена замкнутой и герметичной, выполнена с входом для заполнения ее полости электролитом с образованием над уровнем электролита незаполненной электролитом полости и сообщена с каналом отвода смеси газа и воды из электролизера, канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, в котором установлен водный затвор, сообщен с незаполненной электролитом полостью емкости для электролита, а полость корпуса электролизера сообщена двумя каналами с емкостью для электролита, при этом выходы этих каналов расположены на противоположных стенках корпуса электролизера и напротив рядно расположенных пластин, отличающийся тем, что положительные и отрицательные электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин, выполненных из металлической основы, покрытой слоем никеля со всех сторон, при этом на покрытые никелем пластины отрицательных электродов нанесен слой оксида никеля.2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин с нанесенными на их поверх�

Description

Полезная модель относится к области электрохимии и предназначено для получения газообразного водорода и газообразного кислорода. В частности рассматривается электролитическая установка, используемая для получения газообразного водорода и газообразного кислорода путем разложения водосодержащего раствора гидроксида натрия.

Из уровня техники известно, что электролизеры, аппараты для электролиза, состоят из одной или многих электролитических ячеек. Электролизер представляет собой сосуд (или систему сосудов), наполненный электролитом с размещенными в нем электродами - катодом и анодом, соединенными соответственно с отрицательным и положительным полюсами источника постоянного тока. В промышленности и лабораторной практике применяют электролизеры различных типов и конструкций (например, открытые и герметически закрытые, для периодической и непрерывной работы, с неподвижными и движущимися электродами, с различными системами разделения продуктов электролиза).

Известна электролитическая установка для получения газообразной смеси водорода и кислорода, содержащее электролизер, представляющий собой корпус с размещенными внутри электродами в виде пластин из нержавеющей стали марки 03Х16Н15М3 толщиной 1 мм, электрически связанными с источником питания, и полость которого сообщена с емкостью, заполненной раствором электролита и с каналом отвода смеси газа и воды в канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, при этом в корпусе размещен по крайней мере один источник ультразвукового излучения в электролит для ослабления молекулярных связей указанного электролита, в качестве электролита использован неконцентрированный раствор воды с гидроксидом натрия, емкость для электролита выполнена замкнутой и герметичной, выполнена с входом для заполнения ее полости электролитом с образованием над уровнем электролита незаполненной электролитом полости и сообщена с канал отвода смеси газа и воды из электролизера, а канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, в котором установлен водный затвор, сообщен с незаполненной электролитом полостью емкости для электролита, при этом в корпусе электролизера размещен источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит, электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин с нанесенными на их поверхности вертикальными и горизонтальными запилами и с отверстиями для циркуляции электролита и отведения газов, которые в каждой пластине выполнены несоосно отверстиям в смежно расположенных пластинах, а полость корпуса электролизера сообщена двумя каналами с емкостью для электролита, при этом выходы этих каналов расположены на противоположных стенках корпуса электролизера и напротив рядно расположенных пластин (RU 142285, C25B 9/06, C25B 1/02, опубл. 27.06.2014). В емкости может быть размещен дополнительный источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит.Данное решение принято в качестве прототипа.

Недостаток данного решения заключается в том, что такое устройство рассчитано на применение электродов из пластин, выполненных из нержавеющей стали марки 03Х16Н15М3 толщиной 1 мм. При этом при расчете надежности и долговечности работы учитывают, что нержавеющая сталь марки 03Х16Н15М3 это, действительно нержавеющая сталь этой марки, то есть сталь коррозионно-стойкая обыкновенная. Опыт эксплуатации и реалии сегодняшнего производства показывают, что под маркой нержавеющая сталь марки 03Х16Н15М3 порой скрывают некачественные нержавеющие стали. В результате по истечении некоторого времени в корпусе электролизера начинается процесс коррозии пластин и раствор электролита меняет цвет на розовый. Это вызывает падение эффективности процесса разложения с выделением водорода и кислорода и повышает расход электроэнергии. Так как электролизер - это устройство длительного и непрерывного цикла работы, то его остановка с целью замены отработавших электродов на новые приводит к потере объемов получения готового продукта.

Какие именно электрохимические процессы будут протекать у электродов при электролизе, прежде всего будет зависеть от соотношения электродных потенциалов соответствующих электрохимических систем. Это означает, что на катоде будут восстанавливаться окисленные формы электрохимических систем. Из нескольких возможных процессов будет протекать тот, осуществление которого сопряжено с минимальной затратой энергии. Это означает, что на катоде будут восстанавливаться окисленные формы электрохимических систем, имеющих наибольший электродный потенциал, а на аноде будут окисляться восстановленные формы систем с наименьшим электродным потенциалом. На протекание некоторых электрохимических процессов оказывает тормозящее действие материал электрода..

Рассматривая катодные процессы, протекающие при электролизе водных растворов, нужно учитывать величину потенциала процесса восстановления ионов водорода. Этот потенциал зависит от концентрации ионов водорода и в случае нейтральных растворов (pH=7) имеет значение φ=-0,059∗7=-0,41 В. Отсюда ясно, что если электролит образован металлом, электродный потенциал которого значительно положительнее, чем -0,41 В, то из нейтрального раствора у катода будет выделяться металл. Такие металлы находятся в ряду напряжений вблизи водорода (начиная приблизительно от олова) и после него. Наоборот, в случае электролитов, металл которых имеет потенциал значительно более отрицательный, чем -0,41 В, металл восстанавливаться не будет, а произойдет выделение водорода. К таким металлам относятся металлы начала ряда напряжений - приблизительно до титана. Наконец, если потенциал металла близок к величине -0,41 В (металлы средней части ряда - Zn, Cr, Fe, Ni), то в зависимости от концентрации раствора и условий электролиза возможно как восстановление металла, так и выделение водорода; нередко наблюдается совместное выделение металла и водорода.

В связи с этим целесообразно применять такой металл, у которого максимальное сопротивление к участию в электролитическом химическом процессе.

В результате резкого увеличения стоимости энергии приобрело большое значение все большее уменьшение чрезмерного потребления энергии за счет снижения перенапряжения водородвыделяющего электрода, применяемого при электролизе, например воды или водного раствора щелочного металла. Известные в промышленности водородвыделяющие электроды включают электроды, выполненные из железа или стали. В качестве материала электрода наиболее широко используется железо, потому что оно является легко доступным и дешевым и, кроме того, обладает относительно низким перенапряжением водорода, когда его применяют в качестве материала электрода. Имеются указания на то, что в качестве материала электрода, выделяющего водород, может быть использован никель или его сплав, который используют только в качестве материала биполярного электрода в процессе электролиза воды и почти не применяют в качестве материала электрода, выделяющего водород, для других целей. Это обусловлено тем, что никель или его сплав является дорогостоящим материалом. Однако такой электрод, проявляющий достаточно низкое перенапряжение водорода, обычно настолько хрупок и обладает настолько плохими механическими прочностными свойствами, что отказывается непригодным к длительному применению в промышленных условиях.

С другой стороны электрод, который включает в себя электропроводящую подложку, снабженную покрытием из одного только антикоррозионного вещества, в частности из никеля, кобальта, металла платиновой группы и тому подобного, нанесение которого не сопровождается никакой химической обработкой, в частности выщелачиванием или тому подобным, обычно обладает высокой механической прочностью, но не проявляет характеристик достаточно низкого перенапряжения водорода. По этой причине в том случае, когда такой электрод применяют в процессе электролиза в течение длительного периода времени, ионы железа, которые постепенно попадают в электролитический раствор из основного сырого материала, вспомогательных материалов, материалов, из которых выполнен электролизер, материала подложки электрода и тому подобного, подвергаются постепенному электроосаждению на электроде. В результате этого в течение относительно короткого промежутка времени электрод приобретает величину перенапряжения водорода, свойственную железу, благодаря чему теряется эффективность электродов указанного типа. Кроме того, в качестве дополнительного примера электрода, включающего в себя электропроводящую подложку, которая снабжена покрытием из одного антикоррозионного вещества, следует упомянуть предложенный электрод, снабженный покрытием из никеля или никелевого сплава, где диспергирован в виде части металл платиновой группы. Однако недостаток такого электрода состоит в том, что необходимый для его изготовления металл платиновой группы дорог, а также в том, что возможно благодаря потере материала слоя покрытия, содержащего металл платиновой группы в качестве активно-действующего компонента, наблюдается тенденция к расходу материала электрода, и, следовательно, длительная эксплуатация этого электрода вызывает потерю его активности.

Что касается создания практически полезного электрода, выделяющего водород, обладающего низким перенапряжением водорода, то были проведены обширные и интенсивные исследования. В результате было установлено следующее:

- в том случае, когда в составе покрытия выделяющего водород электрода присутствует окисел, по меньшей мере, одного металла, выбираемого из группы, которая включает в себя никель и кобальт, электрод характеризуется крайне низким перенапряжением водорода;

- в том случае, когда в составе покрытия выделяющего водород электрода присутствует, по меньшей мере, один металл (A), выбираемый из группы, которая включает в себя никель и кобальт, и, по меньшей мере, один металл (B) или его окисел, причем валентность такого металла меньше валентности указанного вначале, по меньшей мере, одного металла (A), выбираемого из группы, которая включает в себя никель и кобальт, и дополнительно входящего в состав упомянутого покрытия, электрод дополнительно проявляет исключительно низкое перенапряжение водорода, даже если содержание окисла в материале покрытия оказывается высоким, например достигающим целых 90%

- в том случае, когда в составе покрытия указанного выделяющего водород электрода содержится окисел или содержатся окислы и эти окислы подвергают восстановительной обработке в относительно мягких условиях, готовый электрод проявляет крайне низкое перенапряжение водорода даже в том случае, если содержание окисла или окислов в материале покрытия мало.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и кпд установки для получения газообразного водорода и газообразного кислорода путем снижения переходного напряжения на одной ячейке до 1,7-1,9 В на фоне 2,0-2,2 В при использовании традиционных электродов из стали Ст. 3 или нержавеющих сталей.

Указанный технический результат достигается тем, что в электролитической установке для получения газообразной смеси водорода и кислорода, содержащей электролизер, представляющий собой корпус с размещенными внутри электродами в виде пластин, образующих положительные и отрицательные электроды, электрически связанными с источником питания, и полость которого сообщена с емкостью, заполненной раствором электролита и с каналом отвода смеси газа и воды в канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, при этом в корпусе размещен по крайней мере один источник ультразвукового излучения в электролит для ослабления молекулярных связей указанного электролита, и источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит, емкость для электролита выполнена замкнутой и герметичной, выполнена с входом для заполнения ее полости электролитом с образованием над уровнем электролита незаполненной электролитом полости и сообщена с канал отвода смеси газа и воды из электролизера, канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, в котором установлен водный затвор, сообщен с незаполненной электролитом полостью емкости для электролита, а полость корпуса электролизера сообщена двумя каналами с емкостью для электролита, при этом выходы этих каналов расположены на противоположных стенках корпуса электролизера и напротив рядно расположенных пластин, положительные и отрицательные электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин, выполненных из металлической основы, покрытой слоем никеля со всех сторон, при этом на покрытые никелем пластины отрицательных электродов нанесен слой оксида никеля, либо положительные и отрицательные электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин, выполненных из металлической основы, покрытой слоем никеля со всех сторон, при этом на одну поверхность каждой покрытой никелем пластины нанесен слой оксида никеля.

Кроме того, в емкости может быть размещен дополнительный источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит.

При этом электроды могут быть выполнены в виде набора рядно расположенных пластин с нанесенными на их поверхности вертикальными и горизонтальными запилами.

При этом электроды так же могут быть выполнены в виде набора рядно расположенных пластин с отверстиями для циркуляции электролита и отведения газов, которые в каждой пластине выполнены несоосно отверстиям в смежно расположенных пластинах Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для получения газообразного водорода и газообразного кислорода путем разложения водосодержащего раствора гидроксида натрия.

В рамках настоящей полезной модели рассматривается конструкция устройства для получения газообразного водорода и газообразного кислорода путем разложения водосодержащего раствора гидроксида натрия (в качестве электролита использован неконцентрированный раствор воды с гидроксидом натрия - это значительно снижает нагрев электролизера), то есть устройства для электролитического получения водородно-кислородной смеси - гремучего газа, который при горении используется для газопламенной технологии в ряде отраслей промышленности.

На фиг. 1 следующими позициями обозначены следующие узлы заявленного устройства: датчик 1 уровня воды, заливной штуцер 2, датчик 3 давления, патрубки залива электролизера (каналы 4подачи электролита в электролизер), патрубок выхода газа/воды из электролизера (канал 5 отвода смеси газа и воды), патрубок выхода газа из емкости (канал 6 сбора газообразной смеси водорода и кислорода), вентиль 7, водный затвор 8, клапан-пламегаситель 9, температурный датчик 10, электролизер 11, вода с добавлением гидроксида натрия (NaOH) (раствор 12 электролита), блок 13 широко импульсной модуляции для регулирования подаваемого напряжения по току и частоте, емкость 14 для электролита.

Устройство для электролитического получения газообразной смеси водорода и кислорода (фиг. 1) содержит электролизер 11, представляющий собой корпус с размещенными внутри электродами в виде пластин, образующих положительные и отрицательные электроды, электрически связанные с источником питания через блок 13 широко импульсной модуляции для регулирования подаваемого напряжения по току и частоте (регулирует силу тока и скорость разложения воды на H₂ и O₂, HHO.). Регулирование частоты по току влияет на атомары водорода и кислорода, атомарами являются слабые атомы H₁ и O₁ в свободной среде они на столько слабо заряжены, что практически мгновенно воссоединятся с друг другом образуя обратно H₂O, но ультразвук колебаниями не дает воссоединиться обратно, так же этот эффект подзарядки атомов водорода и кислорода поддерживает ультрафиолетовое излучение.

Положительные и отрицательные электроды выполняются в виде набора рядно расположенных пластин, выполненных из металлической основы, покрытой слоем никеля со всех сторон, при этом на покрытые никелем пластины отрицательных электродов нанесен слой оксида никеля, либо положительные и отрицательные электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин, выполненных из металлической основы, покрытой слоем никеля со всех сторон, при этом на одну поверхность каждой покрытой никелем пластины нанесен слой оксида никеля. В корпусе электролизера пластины, число которых определяется необходимой производительностью электролизера, соединены между собой электрически последовательно.

По первому варианту исполнения набора пластин покрытие металла основы пластин выполняется никелем (гальваникой) с двух сторон, потом на одной стороне с помощью хим. реагентов (гальваникой) одну сторону металла (пластины) покрывают оксидом никеля. Никель является положительным электродом, оксид никеля отрицательным электродом, одна пластина выполняет моно функцию по выделению кислорода, с одной стороны, с а с другой стороны выделяет водород. По второму варианту исполнения, все тоже самое применяется, но на каждую пластину по отдельности, одна пластина полностью в никель, вторая пластина покрывается оксидом никеля. Это для получения отдельно разделенных газов кислорода и водорода по топливные элементы. Размеры пластин могут быть разных габаритов. Толщина покрытия (слоя никеля или оксида никеля) может быть тоже любой от микрон до полумилиметра.

Выполнение электродов из никелем покрытых листов не только значительно повышает коррозионную стойкость электродов к электролиту в процессе электролиза. Электролизный никель, из которого выполнены электроды, имеют мелкозернистую разветвленную поверхность, способствующую газообразованию, позволяющую уменьшить размеры электродов при сохранении повышенных энергетических параметров. Электроды из никеля позволяют снизить переходное напряжение на одной ячейке до 1,7-1,9 В на фоне 2,0-2,2 В при использовании традиционных электродов из стали Ст. 3 или нержавеющих сталей (например, нержавеющей стали марки 03Х16Н15М3). Это обстоятельство позволяет значительно увеличить количество последовательно соединенных электрически ячеек, например, до 100 шт.на фоне 70-80 шт. при стальных электродах соответственно с пропорциональным увеличением газопроизводительности и снижении тепловых потерь.

Никелированием называют обработку поверхностей путем их покрытия слоем никеля. Обычно никелевый слой имеет толщину, варьируемую в пределах от 1 до 50 мкм. Никелированию подвергают, главным образом, стальные, а также другие металлические поверхности: медные, цинковые, алюминиевые, иногда молибденовые, марганцевые, вольфрамовые, титановые и поверхности металлов. Существует и практикуется также никелирование неметаллических поверхностей - в частности, полимерных, стеклянных, керамических и т.д. Никелирование отличается целым рядом преимуществ. С его помощью удается эффективно защищать поверхность от воздействия атмосферной коррозии, растворов органических кислот, солевых и щелочных сред. Положительным фактором здесь является также и то, что как никель, так и его соединения совершенно безопасны в экологическом отношении. Известны два наиболее распространенных метода, посредством которых осуществляется никелирование. Это никелирование гальваническое (электролитическое) и никелирование химическое (статья «Никелирование. Применение никелевых анодов и катодов при нанесении покрытий», выложенная в сети Интернет по адресу: http://www.metotech.ru/art_nikel_2.htm).

Для усиления эффективности газообразования электроды могут быть выполнены в виде набора дистантно расположенных в ряд пластин с нанесенными на их поверхности многочисленными вертикальными и горизонтальными запилами и с отверстиями для циркуляции электролита и отведения газов, которые в каждой пластине выполнены несоосно отверстиям в смежно расположенных пластинах. Несоосные отверстия обеспечивают: задержку раствора электролита между электродами (пластинами), увеличение сопротивления раствора электролита между электродами (пластинами), что позволяет избежать нагрева раствора электролита. При этом ионы не могут пройти сквозь все электроды от первого до последнего в электролите напрямую. Ударяясь об электрод (пластину) ионы превращаются в протоны и заряжают на разряд электрод положительно или отрицательно, что обеспечивает динамическую смену полюсов на электродах (пластинах). Данное явление происходит за счет аккумулирования энергии в самом электролизере и за счет большого количества электродов (пластин). Эффект влияет на электроды для отрыва газов от электродов (пластин), уменьшает налет на электродах (пластинах) и создает ударную силу тока между электродами (пластинами).

Полость корпуса электролизера сообщена с емкостью 14, заполненной раствором электролита на основе воды (неконцентрированный раствор воды с гидроксидом натрия выполнен с соотношении 2,5 грамма на 1 литр дистиллированной воды) и с каналом отвода смеси газа и воды в канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода. Полость корпуса электролизера сообщена двумя каналами с емкостью для электролита, при этом выходы этих каналов расположены на противоположных стенках корпуса электролизера и напротив рядно расположенных пластин.

Емкость для электролита выполнена замкнутой и герметичной, выполнена с входом для заполнения ее полости электролитом с образованием над уровнем электролита незаполненной электролитом полости и сообщена с канал отвода смеси газа и воды из электролизера, а канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, в котором установлен водный затвор и клапан-пламегаситель 9, сообщен с незаполненной электролитом полостью емкости для электролита,

В корпусе электролизера размещен по крайней мере один источник ультразвукового излучения в электролит на основе воды для ослабления молекулярных связей указанного электролита. Ультразвук влияет на колебание атомов воды, заставляя входить в резонанс, при этом связь атомов кислорода с молекулами водорода слабеет. Ультразвук вводит установку в резонанс, заставляя вибрировать, вибрация электродов(пластин) сбрасывает пузырьки газа с электродов (пластин).

Так же в этом корпусе размещен источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит. Такой же источник ультрафиолетового излучения может быть размещен в емкости, этот источник используется для воздействия на электролит. Ультрафиолетовое излучение успокаивает молекулы воды в электролизере, делая воду мягче, тем самым подготавливает воду к более мягкому распаду с наименьшими затратами в последующем электроэнергии. При интенсивном облучении вода находится в полураспаде, при этом связь молекул кислорода с молекулами водорода слабеет.

Ультрафиолетом (УФ) называют невидимую глазом часть спектра электромагнитных волн, имеющих энергию большую, чем у видимого фиолетового света. УФ-излучение охватывает диапазон с длиной волны от 100 до 400 нм. Колебания с длиной волны от 100 до 200 нм называют жестким или вакуумным ультрафиолетом. Их энергии может хватать на разрушение органических молекул. Колебания с длиной волны от 200 до 400 нм генерируются в специальных ртутных или ксеноновых лампах и широко применяются для обеззараживания воды и воздуха от различных микроорганизмов. Обработка воды ультрафиолетовым излучением относится к числу безреагентных, физических методов водоподготовки. Различают два метода облучения ультрафиолетом - импульсное, с широким спектром волн, и постоянное, в выбранном диапазоне волн. Важнейшим качеством УФ-обработки воды является отсутствие изменения ее физических и химических характеристик даже при дозах, намного превышающих практически необходимые (статья «Обработка воды ультрафиолетом» из книги Рябчикова Б.Е. «Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования», выложенная на сайте «МЕДИАНА ФИЛЬТР» компании НПК “Медиана - фильтр” в сети Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: Ь1 http://www.mediana-filter.ru.

Жесткое УФ-излучение в области 100-200 нм вызывает образование озона из молекул растворенного в воде кислорода и непосредственно воздействует на молекулы органических соединений. Следует отметить, что эффективность УФ-обеззараживания воды может быть дополнительно повышена путем сочетания с другими методами обеззараживания и с физическими воздействиями. Так, одновременная обработка воды кавитацией или ультразвуком и ультрафиолетом, введение малых доз озона после УФ-обработки позволяют сократить необходимую дозу облучения.

Кавитация приводит к образованию микропузырьков воздуха, при «схлопывании» пузырьков возникают большие перепады давления, одновременно в этих пузырьках под действием УФ-излучения образуются активные радикалы, которые эффективно уничтожают микрофлору и окисляют органику в воде. При этом весь объем воды обрабатывается ультрафиолетом.

При применении УФ-излучения происходит ослабление молекулярных связей воды и их упорядочение в структуре электролита, что позволяет при попадании раствора электролита в поле ультразвукового излучения уже иметь ослабленные молекулярные связи, которые при слабом воздействии ультразвука распадаются. Это взаимосвязь УФ-излучения и ультразвукового излучения позволяет существенно сократить расход электроэнергии на питание пластин электродов. А выполнение этих пластин с запилами существенно увеличивает контактную площадь электродов. Так как электроды расположены рядно и в большом количестве, то в пространстве между двумя смежными пластинами образуется динамически процесс смены полюсов на электродах. При таком исполнении резко повышается кпд электролитической установки.

Функционирует устройство для электролитического получения газообразной смеси водорода и кислорода следующим образом.

Осуществляют заполнение емкости 14 через заливной штуцер 2 электролитом в виде смеси воды с гидроксидом натрия (NaOH) до заданного уровня, определяемого датчиком 1 уровня воды. Заполнение герметичной емкости осуществляют так, чтобы над уровнем электролита была сформировано воздушная полость. Это полость сообщается с каналом 6 сбора газообразной смеси водорода и кислорода, сообщенным с потребителем газовой смеси. По двум каналам 4 подачи электролита в электролизер электролит из емкости 14 для электролита подается в электролизер, при этом выходы этих каналов расположены на противоположных стенках корпуса электролизера и напротив рядно расположенных пластин. Таким образом, электролит подается в электролизер встречными потоками, что приводит к постоянному барботажу раствора в корпусе электролизера. При этом пластины электродов находятся в контакте с однородным перемешанным по структуре электролитом. При подаче питания на электроды и включении источников УФ-излучения и ультразвукового излучения происходит предварительная обработка воды в растворе электролита, обеспечивающая ослабление молекулярных связей. После этого происходит сам электролитический процесс, при котором выделяется водогазовая смесь, которая потоком поднимается по каналу 5 отвода смеси газа и воды и попадает в электролит, в котором газовая компонента поднимается вверх и направляется в канал 6 сбора газообразной смеси водорода и кислорода, а водная компонента остается в среде электролита.

Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена с использованием технологий и оборудования, применяемого при производстве электролизеров. Полезная модель позволяет повысить производительность установки и ее кпд. Установка достаточно проста, изготавливается с использованием традиционных конструкционных материалов и известных электролитов и может быть использована в широком аспекте потребителей газа. Испытания предложенного устройства подтвердили работоспособность электролизера по предложенной схеме и все изложенные выше преимущества такого исполнения. В частности, тепловыделение сократилось в несколько раз по сравнению с тепловыделением обычных электролизеров такой же производительности по водородно-кислородной смеси.

Claims (4)

1. Электролизер, содержащий корпус с размещенными внутри электродами в виде пластин, образующих положительные и отрицательные электроды, электрически связанными с источником питания, и полость которого сообщена с емкостью, заполненной раствором электролита и с каналом отвода смеси газа и воды в канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, при этом в корпусе размещен по крайней мере один источник ультразвукового излучения в электролит для ослабления молекулярных связей указанного электролита и источник ультрафиолетового излучения для воздействия на электролит, емкость для электролита выполнена замкнутой и герметичной, выполнена с входом для заполнения ее полости электролитом с образованием над уровнем электролита незаполненной электролитом полости и сообщена с каналом отвода смеси газа и воды из электролизера, канал сбора газообразной смеси водорода и кислорода, в котором установлен водный затвор, сообщен с незаполненной электролитом полостью емкости для электролита, а полость корпуса электролизера сообщена двумя каналами с емкостью для электролита, при этом выходы этих каналов расположены на противоположных стенках корпуса электролизера и напротив рядно расположенных пластин, отличающийся тем, что положительные и отрицательные электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин, выполненных из металлической основы, покрытой слоем никеля со всех сторон, при этом на покрытые никелем пластины отрицательных электродов нанесен слой оксида никеля.

2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин с нанесенными на их поверхности вертикальными и горизонтальными запилами.

3. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде набора рядно расположенных пластин с отверстиями для циркуляции электролита и отведения газов, которые в каждой пластине выполнены несоосно отверстиям в смежно расположенных пластинах,

4. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что слой оксида никеля нанесен на одну поверхность каждой покрытой никелем пластины положительных электродов.

Images