RU2053314C1 - Диафрагма электролизера - Google Patents
Диафрагма электролизера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2053314C1 RU2053314C1 SU914932039A SU4932039A RU2053314C1 RU 2053314 C1 RU2053314 C1 RU 2053314C1 SU 914932039 A SU914932039 A SU 914932039A SU 4932039 A SU4932039 A SU 4932039A RU 2053314 C1 RU2053314 C1 RU 2053314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diaphragm
- hydrogen
- perforations
- oxygen
- cell
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Использование: для разделения кислорода и водорода, получаемых электролизом водных растворов щелочей в портативных устройствах получения технологических сред, резки, сварки, пайки металлов и производства кварцедувных работ. Сущность изобретения: в плоской диафрагме перфорации выполнены в виде горизонтальных прорезей, ниже края которых отогнуты в одну сторону. Со стороны этих отверстий мембрана непроницаема для пузырьков газа, поскольку скорость их подъема вверх выше скорости перемещения электролита при конвективном перемешивании. 4 ил.
Description
Изобретение предназначено для разделения газов в электролизерах фильтр-прессного типа для получения разложением водных растворов щелочей кислорода и водорода, используемых в портативных устройствах получения технологических сред, резки, сварки, пайки металлов и производства кварцедувных работ, может быть использовано для разделения других газов, например хлора и водорода.
Наиболее близкими диафрагмами к предлагаемой являются плоские металлические и диэлектрические диафрагмы с перфорациями, образующими горизонтальные и вертикальные ряды, используемые в электролизерах фильтр-прессного типа для разделения получаемого кислорода и водорода.
Недостатком диафрагм с перфорациями является низкая эффективность разделения газов, которая устраняется увеличением расстояния между электродами и диафрагмой, что ведет к увеличению размеров электролизных ячеек, росту сопротивления электролита и повышению потерь электроэнергии.
Цель изобретения повышение эффективности разделения газов диафрагмой и снижение потерь электроэнергии.
Цель достигается тем, что в известной плоской диафрагме с перфорациями, образующими горизонтальные и вертикальные ряды, в электролизерах фильтр-прессного типа для разделения получаемых газов перфорации выполнены в виде горизонтальных прорезей, нижние края которых отогнуты в одну сторону.
Отличие от прототипа состоит в том, что перфорации в диафрагме выполнены в виде горизонтальных прорезей, нижние края которых отогнуты в одну сторону. Указанное отличие, обеспечивающее формирование отверстий в горизонтальной плоскости с одной стороны, исключает возможность проникновения пузырьков газа через эти отверстия в связи с тем, что вертикальная составляющая скорости подъема пузырьков газа вверх в несколько раз превышает скорость движения электролита из-за естественной конвекции. Следовательно, пузырьки газа не могут опуститься вниз и поэтому не могут пройти через диафрагму со стороны горизонтальных прорезей. С обратной стороны диафрагмы отверстия расположены в вертикальной плоскости, и поэтому с этой стороны диафрагма проницаема для пузырьков газа. Можно исключить проницаемость с обратной стороны диафрагмы, используя вторую аналогичную диафрагму. Высокая разделительная способность диафрагмы позволяет уменьшить расстояние между электродами, снизить электросопротивление электролита и уменьшить потери электроэнергии.
На фиг.1 показано расположение перфораций на диафрагме; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 вид диафрагмы сверху; на фиг.4 ячейка электролизера фильтр-прессного типа для получения кислорода и водорода с использованием диафрагмы в разрезе.
Диафрагма (фиг. 1) состоит из плоской пластины 1 с перфорациями 2, образующими горизонтальные и вертикальные ряды. В верхней части имеются отверстия 3 и 4, совпадающие с каналами для отвода газов. Справа перфорации образуют отверстия 5 (фиг.2), расположенные в горизонтальной плоскости, а слева отверстия 6, расположенные в вертикальной плоскости.
На фиг.3 показан вид диафрагмы сверху, на котором хорошо видна форма отверстий 5, расположенных в горизонтальной плоскости.
Ячейка (фиг. 4) электролизера фильтр-прессного типа для получения кислорода и водорода с использованием предлагаемой диафрагмы (стягивающие элементы не показаны) состоит из биполярных электродов 7 и 8, снабженных переточными патрубками 9, 10 и 11, 12. Между рамками 13 и 14 расположены две диафрагмы из пластин 1 с перфорациями 2, отверстия которых 3 и 4 совпадают с отверстиями 15 и 16 рамок 13 и 14. В рамках имеются вырезы 17 и 18, соединяющие анодные и катодные пространства электролизной ячейки с каналами, образованными совпадающими отверстиями в электродах 7 и 8, рамках 13 и 14 и диафрагмах 3 и 4.
Работа электролизной ячейки происходит следующим образом.
Через переточные патрубки 9, 10 и 11, 12 происходит заполнение ячейки электролитом до уровня выше перфораций 2, а в дальнейшем происходит выравнивание состава электролита между ячейками. При пропускании постоянного тока происходит выделение газов на электродах 7 и 8, которые отводятся из ячейки через вырезы 17 и 18 в отверстия 15 и 16 рамок. Благодаря высокой эффективности разделения газов сдвоенной диафрагмой электроды 7 и 8 установлены на минимально возможном расстоянии друг от друга, что уменьшает толщину ячеек, сокращает габариты электролизера. Последнее наиболее важно для портативных устройств. Дополнительно, в 1,5-2 раза снижается электросопротивление каждой ячейки, что ведет к снижению потерь электроэнергии. В случае, когда необходимо получение только одного газа, например водорода, используют только одну диафрагму, которая препятствует попаданию кислорода в водород. Часть водорода (1-3%) может попасть в кислород, но водород остается чистым.
Диафрагмы могут быть как металлическими, так и диэлектрическими. Последнее предпочтительнее, поскольку исключает возможность замыкания ячейки. Такие диафрагмы, изготовленные штамповкой из полиэтиленовой пленки толщиной 0,3 мм, испытаны в электролизере фильтр-прессного типа для получения кислорода и водорода в портативном устройстве для сварки и производства кварцедувных работ.
Технико-экономические преимущества использования диафрагмы состоят в повышении эффективности разделения газов за счет перевода отверстий диафрагмы в горизонтальную плоскость, что позволяет уменьшить расстояние между электродами, сократить размеры, снизить электросопротивление ячейки и уменьшить потери электроэнергии более чем в два раза в сравнении с прототипом. Уменьшение размеров и повышение эффективности использования электроэнергии наиболее существенно для портативных устройств.
Claims (1)
- ДИАФРАГМА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА фильтрпрессного типа для разделения получаемых газов, выполненная в виде пластины с перфорациями, образующими горизонтальные и вертикальные ряды, отличающаяся тем, что перфорации выполнены в виде горизонтальных прорезей, нижние края которых отогнуты в одну сторону.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914932039A RU2053314C1 (ru) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Диафрагма электролизера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914932039A RU2053314C1 (ru) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Диафрагма электролизера |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2053314C1 true RU2053314C1 (ru) | 1996-01-27 |
Family
ID=21572288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914932039A RU2053314C1 (ru) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Диафрагма электролизера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2053314C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466215C1 (ru) * | 2011-09-07 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Научное конструкторско-технологическое бюро "Феррит"(ОАО "НКТБ "Феррит") | Диафрагма электролизера |
-
1991
- 1991-04-30 RU SU914932039A patent/RU2053314C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Якименко Л.М. и др. Электролиз воды. М.:Химия, 1970, с.101-103. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466215C1 (ru) * | 2011-09-07 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Научное конструкторско-технологическое бюро "Феррит"(ОАО "НКТБ "Феррит") | Диафрагма электролизера |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI67728C (fi) | Bipolaer film- eller membranelektrolyseringsanordning | |
CA1073406A (en) | Bipolar electrode for an electrolytic cell | |
SU698535A3 (ru) | Электролизер | |
US4288305A (en) | Process for electrowinning nickel or cobalt | |
DK1274884T3 (da) | Elektrolytisk celle og fremgangsmåde til elektrolyse | |
GB1460357A (en) | Vertical diaphragm electrolytic cells | |
US5660698A (en) | Electrode configuration for gas-forming electrolytic processes in membrane cells or diapragm cells | |
JPS61166990A (ja) | 電解装置 | |
NO313038B1 (no) | Endeinnfatning for en elektrodialysator, elektrodialysator utstyrt med slik innfatning og anvendelse av slikelektrodialysator | |
RU2053314C1 (ru) | Диафрагма электролизера | |
SU950191A3 (ru) | Перфорированный коробчатый анод | |
US4048046A (en) | Electrolytic cell design | |
JP3110720B2 (ja) | イオン交換膜電解槽における気液分離方法 | |
EP0077982A1 (en) | An electrolysis process and electrolytic cell | |
JP3110555B2 (ja) | イオン交換膜電解槽 | |
JPS5477284A (en) | Ion exchange membrane electrolyzer | |
CN214991925U (zh) | 一种不易短路的电解槽隔膜框 | |
JPH08503739A (ja) | 電解槽及びその電極 | |
US4290863A (en) | Process for electrolysis of brine by mercury cathodes | |
EP0188320A1 (en) | Electrolytic cell for sea water | |
GB760102A (en) | Methods and apparatus for electrolytic decomposition | |
JPS5550476A (en) | Salt water electrolytic cell for production of sodium hypochlorite | |
RU2047669C1 (ru) | Электролизер для обескислороживания растворов | |
JPS5480280A (en) | Multi-chamber electrolytic cell using ion exchange membrane method | |
JPS5696085A (en) | Electrolytic cell for sea water |