RU2034934C1

RU2034934C1 - Electrolyzer

Info

Publication number: RU2034934C1
Application number: SU904861885A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Воронин; В.П. Кондауров
Original assignee: Воронин Юрий Александрович
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: electrochemical production. SUBSTANCE: electrolyzer has cylindrical electric conducting body, an anode, a cathode, pipe branches as electrolyte input and gas output. The electrodes are sealed in the form of hollow cylinders with cavities communicating with environment through the pipe branches, with the cathode made so to lie within the anode. Conducting partitions, lying within one another are concentrically positioned between cylindrical surfaces of electrodes in the operating cavity. Dielectric layers with concentric grooves to secure the partitions are located in gaps between bases of the cylindrical electrodes. EFFECT: high productivity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии электрохимических производств. The invention relates to the technology of electrochemical production.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является электролизер, включающий цилиндрический электропроводящий корпус, внутри которого размещен цилиндрический графитовый анод с конической полостью, расширяющейся кверху, и выполненный соосно с осью анода, полый перфорированный конический катод, установленный с возможностью вращения соосно с анодом, крышку, штуцера для ввода и вывода электролита и для вывода газа, причем катод размещен большим основанием кверху, отверстия перфорации выполнены с осями, параллельными оси анода, с углом наклона образующей стенки катода относительно оси анода 4-12^о, а в нижней части катода установлено турбинное колесо.The closest to the claimed technical essence and the achieved positive effect is an electrolyzer, including a cylindrical electrically conductive housing, inside of which there is a cylindrical graphite anode with a conical cavity expanding upward and made coaxially with the axis of the anode, a hollow perforated conical cathode mounted for rotation coaxially with the anode, the cover, the fitting for the input and output of electrolyte and for the output of gas, and the cathode is placed on a large base up, the perforation holes complete with axes parallel to the axis of the anode, with an angle of inclination of the generatrix of the cathode wall relative to the axis of the anode 4-12 ^about , and a turbine wheel is installed in the lower part of the cathode.

Недостатками известного электролизера являются сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность, обусловленная наличием подвижных элементов. The disadvantages of the known cell are design complexity and low operational reliability due to the presence of movable elements.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности при упрощении конструкции электролизера. The aim of the invention is to increase operational reliability while simplifying the design of the cell.

Поставленная цель достигается тем, что в электролизере, включающем цилиндрический электропроводящий корпус, анод, катод, патрубки для ввода электролита и для вывода газа, электроды выполнены герметичными в виде полых цилиндров с полостями, сообщающимися с внешней средой через патрубки, при этом катод выполнен вписывающимся через рабочую полость в анод, в рабочей полости между боковыми цилиндрическими поверхностями электродов концентрично размещены с зазорами электропроводящие перегородки, вписывающиеся друг в друга, а в зазорах между основаниями цилиндрических электродов размещены диэлектрические прокладки с концентрическими проточками для крепления перегородок. This goal is achieved by the fact that in the electrolyzer, which includes a cylindrical electrically conductive housing, an anode, a cathode, nozzles for introducing an electrolyte and for outputting gas, the electrodes are sealed in the form of hollow cylinders with cavities communicating with the environment through the nozzles, while the cathode is made fit through the working cavity in the anode, in the working cavity between the lateral cylindrical surfaces of the electrodes, concentrically placed with gaps are electrically conductive partitions that fit into each other, and in the gaps between the bases of the cylindrical electrodes placed dielectric gaskets with concentric grooves for mounting partitions.

На чертеже показан предлагаемый электролизер. The drawing shows the proposed cell.

Электролизер содержит отрицательный электрод 1 катод, выполненный в виде полого цилиндра, вписывающегося в положительный электрод 2 анод, который, в свою очередь, является корпусом. Между электродами 1 и 2 концентрично расположены коаксиальные токопроводящие перегородки 3, вписывающиеся с зазором друг в друга. Перегородки 3 закрепляются диэлектрическими прокладками 4 с проточками, обеспечивающими свободное прохождение газа и электролита в рабочей полости. Прокладки 4 размещены в зазорах между основаниями цилиндрических электродов 1 и 2. В катод вварен патрубок 5, выполняющий функцию электроконтакта и изолированный от анода. В анод вварены патрубок 6, снабженный отсекателем (гидрозатвором), а также патрубок 7 для залива электролита с крышкой 8. К аноду 2 приварен также электроконтакт 9. The cell contains a negative electrode 1 cathode, made in the form of a hollow cylinder that fits into the positive electrode 2 anode, which, in turn, is a housing. Between the electrodes 1 and 2, coaxial conductive partitions 3 concentrically arranged fit into each other with a gap. Partitions 3 are fixed by dielectric gaskets 4 with grooves, providing free passage of gas and electrolyte in the working cavity. The gaskets 4 are placed in the gaps between the bases of the cylindrical electrodes 1 and 2. A pipe 5 is welded into the cathode, which acts as an electrical contact and is isolated from the anode. A pipe 6 equipped with a cut-off (a water seal), as well as a pipe 7 for filling the electrolyte with a cover 8, are welded into the anode. Electrocontact 9 is also welded to the anode 2.

Предлагаемый электролизер работает следующим образом. The proposed electrolyzer operates as follows.

Перед работой через патрубок 7 в рабочую полость заливается электролит водный раствор едкого кали или едкого натра до уровня, примерно наполовину перекрывающего горизонтальный участок патрубка 7, после чего патрубок 7 герметично закрывается крышкой 8. Цилиндрические электроды 1 и 2 посредством электроконтактов 5 и 9 подключаются к регулируемому источнику постоянного тока, регулятором которого устанавливается заданный ток. При протекании тока через электролит происходит разложение воды на водород и кислород, причем вода разлагается не только на поверхностях электродов 1 и 2, но и на поверхностях перегородок 3. Перегородки 3 увеличивают эффективную площадь электродов 1 и 2, что положительно отражается на работе электролизера, так как снижается плотность образования пузырьков газов и, таким образом, снижается переходное сопротивление "электролит-электрод". При этом уменьшается тепловыделение и исключается необходимость использования искусственного охлаждения. Полученная в результате электролиза смесь водорода и кислорода через патрубок 6 с отсекателем (гидрозатвором) поступает к газовой горелке. Объем смеси водорода и кислорода определяется объемом рабочей полости заявляемого электролизера, т.е. зазором между электродами 1 и 2 за вычетом объема электролита. Конструкция заявляемого электролизера отвечает требованиям техники безопасности: так, в случае взрыва смеси водорода и кислорода в рабочей полости электролизера происходит только деформация катода, что полностью безопасно. Before working through the pipe 7, an electrolyte is poured into the working cavity with an aqueous solution of potassium hydroxide or caustic soda to a level that approximately half covers the horizontal section of the pipe 7, after which the pipe 7 is hermetically closed by a cover 8. The cylindrical electrodes 1 and 2 are connected to the adjustable electrodes 5 and 9 a direct current source, the regulator of which sets the specified current. When current flows through the electrolyte, water decomposes into hydrogen and oxygen, and water decomposes not only on the surfaces of electrodes 1 and 2, but also on the surfaces of partitions 3. Partitions 3 increase the effective area of electrodes 1 and 2, which positively affects the operation of the electrolyzer, how the density of the formation of gas bubbles decreases and, thus, the transition resistance "electrolyte-electrode" decreases. This reduces heat and eliminates the need for artificial cooling. The mixture of hydrogen and oxygen obtained as a result of electrolysis passes through a pipe 6 with a cut-off (water lock) to a gas burner. The volume of the mixture of hydrogen and oxygen is determined by the volume of the working cavity of the inventive electrolyzer, i.e. the gap between the electrodes 1 and 2 minus the volume of electrolyte. The design of the inventive electrolytic cell meets the safety requirements: for example, in the case of an explosion of a mixture of hydrogen and oxygen in the working cavity of the cell, only the cathode is deformed, which is completely safe.

Заявляемый электролизер найдет широкое применение в народном хозяйстве и в индивидуальной деятельности, так как является устройством повышенной безопасности. The inventive electrolyzer will find wide application in the national economy and in individual activities, as it is a device of high security.

Claims

The electrolyzer, comprising a cylindrical body, an anode, a cathode mounted coaxially with the body, nozzles for introducing an electrolyte and for discharging gas, characterized in that, in order to increase reliability, the cathode is made in the form of a hollow cylinder, the body is made of an anode, between the anode and cylindrical bipolar electrodes are concentrically mounted by the cathode, fixed from the ends by gaskets, dielectric with concentric grooves, located between the bases of the cylindrical electrodes.