RU2091506C1 - Электролизер для получения озона - Google Patents
Электролизер для получения озона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091506C1 RU2091506C1 RU9393034920A RU93034920A RU2091506C1 RU 2091506 C1 RU2091506 C1 RU 2091506C1 RU 9393034920 A RU9393034920 A RU 9393034920A RU 93034920 A RU93034920 A RU 93034920A RU 2091506 C1 RU2091506 C1 RU 2091506C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- partitions
- electrolyzer
- housing
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к электрохимическим производствам, а именно: к электрохимическому получению озона в диафрагменном электролизере путем электролиза водных растворов. Сущность изобретения: электролизер содержит корпус, снабженный кольцевой перегородкой с жестко закрепленной в ней диафрагмой, разделяющей корпус на анодное и катодное пространства и снабженной в нижней части отверстием, анодное и катодное пространства снабжены дополнительными кольцевыми перегородками с центральным отверстием и отверстиями по периметру и каплеулавливателями, анод и катод выполнены в виде полых усеченных конусов из стеклоуглерода, размещенных горизонтально меньшими основаниями друг к другу, при этом меньшие основания установлены в центральных отверстиях дополнительных перегородок, корпус дополнительно снабжен прижимной крышкой со штуцерами подачи и отвода охлаждающей воды, соединенными с полостями анода и катода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электрохимическим производствам, а именно к электрохимическому получению озона в диафрагменном электролизере путем электролиза водных растворов электролитов. Предлагаемый электролизер может быть использован в любой отрасли промышленности, применяющей озон для различных целей (окисления, обезвреживания воды, помещений и так далее).
Известно устройство генератора озона, отличающегося эффективностью. В этом устройстве внутренний высоковольтный электрод представляет собой сплошной или полый шестигранный металлический стержень, на сторонах которого сделана насечка. Внешний металлический электрод имеет форму кругового цилиндра (труба) и расположен соосно с первым электродом; снаружи он охлаждается проточной водой. Между электродами помещена стеклянная трубка. Под воздействием высокого напряжения между электродами возникает тихий электрический разряд. В разрядные промежутки направляется газовый поток, содержащий O2, который частично превращается в O3.
Недостатки этого решения: низкая концентрация O3 в газовом потоке, разрушение стеклянных деталей под воздействием вибраций, подвод источника высокого напряжения.
Прототипом данного изобретения является электролизер, используемый для получения O3. В его конструкцию входят герметичная ячейка, в которую помещены электроды: катод представляет собой Pt-сетку, на которую нанесен катионит, анод PвO2 на Ti платинированном. Ячейка снабжена газоотводными трубками и отверстиями для ввода и вывода воды (электролита). Озон реализуется в результате электрохимического процесса разложения воды с участием ионообменной смолы.
Недостатком этого известного электролизера является использование дорогостоящего материала, сложность изготовления рабочего элемента (электродов), недостаточный выход по току вещества (почти 20%).
Задачей изобретения является создание электролизера упрощенной конструкции с применением дешевых химически стойких материалов для получения высококонцентрированной озонокислородной смеси.
Задача решается путем использования электролизера конструкции, изображенной на чертеже, в результате появления новых отличительных признаков, разработанных данным изобретением:
1. Применяются анод и катод из стеклоуглерода, выполненные в виде усеченных полых конусов (ТУ 4820-117-82), помещенные в корпус электролизера с фиксацией прижимной крышкой, имеющей ввод и вывод для охлаждающей воды.
1. Применяются анод и катод из стеклоуглерода, выполненные в виде усеченных полых конусов (ТУ 4820-117-82), помещенные в корпус электролизера с фиксацией прижимной крышкой, имеющей ввод и вывод для охлаждающей воды.
2. Электроды 2, 3 устанавливаются горизонтально, обращенные меньшим основанием друг к другу на расстоянии 5-7 мм (допускается до 10 мм).
3. Диафрагма 4 (фторполимерная или термообработанная перхлорвиниловая ткань) закрепляется жестко в кольце перегородке, в нижней части которой имеется отверстие ⌀ 6-8 мм для перетекания электролита.
4. "Экранирование" боковых поверхностей электродов 2 и 3 производится с помощью дополнительных перегородок 8а, 8в, которые устанавливаются герметично и перпендикулярно боковой поверхности тиглей и имеют посадочные отверстия под дно тигля. По периметру наружной окружности дополнительных перегородок имеется множество отверстий o 4-6 мм, служащих для подвода электролита к поверхности электрода и отвода газообразных продуктов.
5. На газоотводных штуцерах монтируются каплеуловители 9а, 9в для возврата электролита. Совокупность этих признаков предлагаемой конструкции создает стабильную, надежную работу электролизера, позволяет увеличить срок службы аппарата (в 2 раза) за счет переполюсовки электродов, так как устройство симметрично, а также получить газовый поток озона высокой концентрации: m% 13-46, а V% 9-34% O3.
Электролизер, изображенный на чертеже, состоит из следующих деталей:
1 озонатора из ПВХ (или фторопласта) со штуцерами нижней части; 2, 3 - стеклоуглеродные электроды ТУ 4820-117-82; 4 диафрагма (фторполимерная, перхлорвиниловая); 5, 6 медные токоподводы электродов; 7 кольцо-перегородка для крепления диафрагмы; 8а, 8в дополнительные перегородки из ПВХ для электродов; 9а, 9в каплеуловители (2 шт.); 10 - прозрачная полимерная трубка для контроля уровня электролита; 11 гайка (4 шт.); 12 шпилька (4 шт.); 13 герметизирующая прокладка камеры водяного охлаждения; 14 прижимная крышка со штуцерами ввода и вывода охлаждающей воды; 15 герметизирующая прокладка электролит-электрод.
1 озонатора из ПВХ (или фторопласта) со штуцерами нижней части; 2, 3 - стеклоуглеродные электроды ТУ 4820-117-82; 4 диафрагма (фторполимерная, перхлорвиниловая); 5, 6 медные токоподводы электродов; 7 кольцо-перегородка для крепления диафрагмы; 8а, 8в дополнительные перегородки из ПВХ для электродов; 9а, 9в каплеуловители (2 шт.); 10 - прозрачная полимерная трубка для контроля уровня электролита; 11 гайка (4 шт.); 12 шпилька (4 шт.); 13 герметизирующая прокладка камеры водяного охлаждения; 14 прижимная крышка со штуцерами ввода и вывода охлаждающей воды; 15 герметизирующая прокладка электролит-электрод.
Электролизер работает следующим образом. В электролизер 1 заливается насыщенный водный раствор кислого фтористого аммония (или калия) через каплеуловитель 9а или 9в и трубку уровня 10. При включении источника питания ток подается на медные токоподводные пластины 5 и 6, которые имеют контакт со стеклоуглеродными электродами 2 и 3. Одновременно подается охлаждающая вода в полость электродов 2 и 3 через штуцера прижимной крышки 14.
Начинается процесс электролиза, сопровождающийся выделением на отрицательном электроде 2 водорода, который отводится через каплеуловитель 9а, а на аноде 3 идет образование газовой смеси O2+O3, которая отводится через каплеуловитель 9в. В начальный момент процесса электролиза на рабочей поверхности анода 3 наблюдается увеличение угла смачивания (> 90%) за счет, вероятно, происходящего поверхностного фторирования стеклоуглерода, что приводит к резкому повышению износостойкости и долговечной работе анода благодаря образовавшейся токоподводной фторуглеродной пленке. Диафрагма 4 выполняет функцию разделения газов H2 и O2+O3 и не препятствует диффузии ионов электролита. Газообразные продукты, выделяющиеся на поверхности электродов 2 и 3, поднимаясь вверх, способствуют перемешиванию электролита и проходя через множество отверстий дополнительных функциональных перегородок 8а и 8в оставляют увлеченный электролит (за счет удара о стенку корпуса благодаря угловой направленности отверстий). Газ, проходя через каплеуловитель 9а и 9в, полностью освобождается от следов электролита. Дополнительные перегородки 8а и 8в надежно изолируют боковую поверхность электродов 2 и 3 от протекания электролиза из-за очень малой плотности тока на этой поверхности (подаваемый ток полностью реализуется в межэлектродном зазоре). Таким образом, дополнительные функциональные перегородки 8а и 8в увеличивают плотность тока на рабочей поверхности электрода, а это в свою очередь приводит к образованию озона высокой концентрации. При работе электролизера происходит постоянное колебание электролита (автоколебательный процесс) перетекание электролита туда и обратно через отверстие в кольце-перегородке 7, что выравнивает pH и предотвращает защелачивание католита, а также износ электрода. При длительной работе электролизера наблюдается падение уровня электролита, что требует дополнительного ввода дистиллированной воды через каплеуловители 9а и 9в.
Предлагаемый электролизер при создаваемой плотности тока 1,6-1,8 А/см2 и температуре 15oC обеспечивает массовую концентрацию озона в газовой смеси до 42% При снижении температуры электролита путем более эффективного охлаждения можно достичь повышения производительности за счет увеличения плотности тока.
Электролизер характеризуется компактностью, малым весом (0,8-1,0 кг), обеспечивает стабильное и безопасное течение электрохимического процесса с выходом по току выше 40%
Claims (1)
- Электролизер для получения озона, содержащий корпус с размещенными в нем анодом и катодом, устройства для подачи и отвода электролита и газа, отличающийся тем, что корпус снабжен перегородкой, выполненной в виде кольца с жестко закрепленной в ней диафрагмой из фторполимерной или перхлорвиниловой ткани, разделяющей корпус на анодное и катодное пространства, и снабженной в нижней части отверстием, анодное и катодное пространства снабжены дополнительными кольцевыми перегородками, размещенными со стороны диафрагмы параллельно ей и выполненными с центральным отверстием и отверстиями по периметру, расположенными под углом к поверхности перегородок, и устройствами для каплеулавливания, анод и катод выполнены в виде усеченных полых конусов из стеклоуглерода, размещенных горизонтально и обращенных меньшими основаниями друг к другу, при этом меньшие основания анода и катода установлены в центральных отверстиях дополнительных перегородок, корпус дополнительно снабжен прижимной крышкой со штуцерами подачи и отвода охлаждающей воды, соединенными с полостями анода и катода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9393034920A RU2091506C1 (ru) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Электролизер для получения озона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9393034920A RU2091506C1 (ru) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Электролизер для получения озона |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93034920A RU93034920A (ru) | 1996-02-10 |
RU2091506C1 true RU2091506C1 (ru) | 1997-09-27 |
Family
ID=20144556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9393034920A RU2091506C1 (ru) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Электролизер для получения озона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091506C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507313C2 (ru) * | 2012-04-25 | 2014-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Солвэй" | Электролизер для получения водорода и озон-кислородной смеси |
US11179652B2 (en) | 2019-02-28 | 2021-11-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble generating apparatus, and ultrafine bubble-containing liquid |
-
1993
- 1993-07-05 RU RU9393034920A patent/RU2091506C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка ФРГ N 3819304, кл. C 01 В 13/11, 1989. 2. Stucki S., Baumann H., Christen H.J., Kotz R. // J.Appl. Electrochem, 1987, 17, p. 773 - 777. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507313C2 (ru) * | 2012-04-25 | 2014-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "Солвэй" | Электролизер для получения водорода и озон-кислородной смеси |
US11179652B2 (en) | 2019-02-28 | 2021-11-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrafine bubble generating method, ultrafine bubble generating apparatus, and ultrafine bubble-containing liquid |
RU2763546C2 (ru) * | 2019-02-28 | 2021-12-30 | Кэнон Кабусики Кайся | Способ генерирования ультрамелких пузырьков, устройство генерирования ультрамелких пузырьков и содержащая ультрамелкие пузырьки жидкость |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2404291C2 (ru) | Устройство для образования горючего газа посредством электролиза и устройство для образования горючего газа посредством электролиза, предназначенное для установки на транспортные средства | |
CH672142A5 (ru) | ||
KR970074981A (ko) | 수소 및 산소 발생 장치 | |
US3287251A (en) | Bi-polar electrochemical cell | |
JP2014517148A (ja) | 水素ガス発生器 | |
JP2014009385A (ja) | 電解セル及び電解槽 | |
RU2091506C1 (ru) | Электролизер для получения озона | |
KR100620801B1 (ko) | 전해효율이 향상된 수소산소 혼합가스 발생장치 및 그 사용방법 | |
KR100878052B1 (ko) | 가스 발생장치 | |
JP2020172695A (ja) | 水素ガス等の発生装置 | |
KR100296494B1 (ko) | 수소산소 혼합가스 발생장치 | |
RU2623437C1 (ru) | Электролизер для получения водорода и кислорода из воды | |
KR100835929B1 (ko) | 가스 발생장치 | |
JP2002275674A (ja) | 電解槽 | |
RU2299930C1 (ru) | Установка для электролиза в центробежном поле | |
KR100803966B1 (ko) | 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 구조. | |
KR100424665B1 (ko) | 가변형 전해조에 의한 대용량 산소, 수소 혼성 가스 발생장치 | |
KR102616454B1 (ko) | 수전해 방식의 수소발생장치 | |
RU2614450C1 (ru) | Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролитов | |
KR200246986Y1 (ko) | 가변형 전해조에 의한 대용량 산소, 수소 혼성 가스 발생장치 | |
RU2285061C2 (ru) | Электролизер для получения озона | |
KR200237403Y1 (ko) | 수산 가스 발생 장치 | |
KR200225287Y1 (ko) | 수소 및 산소 분리 발생용 전해장치. | |
CN216039856U (zh) | 一种强制循环式氢氧发生器 | |
CN214654191U (zh) | 一种含氰废水处理设备 |