SU1708931A1 - Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen - Google Patents

Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen Download PDF

Info

Publication number
SU1708931A1
SU1708931A1 SU884618466A SU4618466A SU1708931A1 SU 1708931 A1 SU1708931 A1 SU 1708931A1 SU 884618466 A SU884618466 A SU 884618466A SU 4618466 A SU4618466 A SU 4618466A SU 1708931 A1 SU1708931 A1 SU 1708931A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cell
gas
grids
electrodes
height
Prior art date
Application number
SU884618466A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Симонов
Михаил Владимирович Егоров
Маргарита Анатольевна Егорушкина
Юрий Викторович Шелковников
Original Assignee
Simonov Sergej M
Egorov Mikhail V
Egorushkina Margarita A
Shelkovnikov Yurij V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Simonov Sergej M, Egorov Mikhail V, Egorushkina Margarita A, Shelkovnikov Yurij V filed Critical Simonov Sergej M
Priority to SU884618466A priority Critical patent/SU1708931A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1708931A1 publication Critical patent/SU1708931A1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к получению водорода и кислорода электролитическим разложением воды и может быть использовано в химической, энергетической и других отрасл х промышленности. С целью снижени  энергозатрат в электролизере, вклочающем электролизные  чейки, содержащие электроды, гофрированные закладные сетки, рамы, электроды и гофрированные закладные сетки выполнены пористыми,  чейки вы- полнеИы расшир ющимис  вверх^ и дол  свободного сечени  электродов и сеток определ етс  в соответствии с формулой у = 50 Ц)/Ь, где V - дол  свободного сечени ,^; L - высота  чейки, м; Ly - высота расположени  се- 'чени , м. ^ ил., 1 табл.- Изобретение относитс  к получению водорода и кислорода электролитичес- • КИМ разложением воды и может быть использовано в химической, энергетической и других отрасл х промышленности.Цель изобретени  - снижение энергозатрат.На фиг.1 изображен реактор дл  получени  водорода и кислорода электролизом; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - то же, без поз^7.Реактор содержит электролизные  чей^ки, каща  из которых состоит из электрода 1, рамы 2, прокладок 3, каналов подвода электролита k и отвода газов 5, диафрагмы 6, закладных сеток 7. Проходное сечение элементов  чейки (гофрированных сеток 7, электродов 1 и рам 2) выполнено увеличивающимс  по высоте  чейки. При этом дол  свободного сечени  элементов  чейки определ етс  в соответствие с формулойV=50 tif,где 4^ - дол  свободного сечени , %; La, — высота расположени  сечени элемента  чейки, м; L - высота  чейки, м. Принцип работы электролизера следующий.Газ, получаемый электролизером на электродах 1 в виде пузырьков на .тыльной стороне электрода, барботиру- ет, проход  через проходные сечени  элементов  чейки; электродов, рам, гофрированных сеток. Электролит, через который барботирует газ, посту-оо со ооThe invention relates to the production of hydrogen and oxygen by electrolytic decomposition of water and can be used in the chemical, energy and other sectors of the industry. In order to reduce energy consumption in the electrolyzer, which includes electrolysis cells, containing electrodes, corrugated grids, frames, electrodes, and corrugated grids, the grids are made of porous, the cells are expanding upwards and the fraction of the free section of the electrodes and grids is determined in accordance with the formula = 50 C) / b, where v is the fraction of the free section, ^; L - height of the cell, m; Ly is the height of the location of the section, m. ^ Il., Table 1.- The invention relates to the production of hydrogen and oxygen by electrolytic decomposition of water and can be used in the chemical, energy and other industries. The purpose of the invention is to reduce energy consumption. Figure 1 shows a reactor for producing hydrogen and oxygen by electrolysis; figure 2 is the same, side view; on fig.Z - section aa in figure 2; figure 4 - the same, without position ^ 7. The reactor contains electrolysis whose ^ ki, each of which consists of electrode 1, frame 2, gaskets 3, channels for supplying electrolyte k and exhaust gases 5, diaphragm 6, embedded grids 7. The flow area of the cell elements (corrugated grids 7, electrodes 1 and frames 2) is made increasing along the height of the cell. In this case, the fraction of the free section of the cell elements is determined in accordance with the formula V = 50 tif, where 4 ^ is the fraction of the free section,%; La, is the height of the cross section of the cell element, m; L is the height of the cell, m. The principle of operation of the electrolyzer is as follows. The gas obtained by the electrolyzer on the electrodes 1 in the form of bubbles on the back side of the electrode splashes through the passage through the passage sections of the cell elements; electrodes, frames, corrugated grids. Electrolyte through which gas is bubbled, post-oo with oo

Description

Изобретение относится к получению водорода и кислорода электролитическим разложением воды и может быть использовано в химической, энергетической и других отраслях промышленности.The invention relates to the production of hydrogen and oxygen by electrolytic decomposition of water and can be used in chemical, energy and other industries.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.The purpose of the invention is the reduction of energy consumption.

На фиг.1 изображен реактор для получения водорода и кислорода электролизом; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З “ разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - то же, без поз^7.Figure 1 shows a reactor for producing hydrogen and oxygen by electrolysis; figure 2 is the same side view; in Fig.3 “section aa in Fig.2; figure 4 is the same, without pos ^ 7.

Реактор содержит электролизные ячейки, каящая из которых состоит из электрода 1, рамы 2, прокладок 3, каналов подвода электролита 4 и отвода газов 5, диафрагмы 6, закладных сеток 7. Проходное сечение элементов ячейки (гофрированных сеток 7, электродов 1 и рам 2) выполнено увеличива ющимся по высоте ячейки. При этом доля свободного сечения элементов ячейки определяется в соответствие с формулой ψ = 50The reactor contains electrolysis cells, the repenting of which consists of an electrode 1, frame 2, gaskets 3, channels for supplying electrolyte 4 and exhaust gases 5, aperture 6, embedded grids 7. Feedthrough section of cell elements (corrugated grids 7, electrodes 1 and frames 2) performed by increasing in height of the cell. In this case, the fraction of the free section of the cell elements is determined in accordance with the formula ψ = 50

Lv Г’ где ψ - доля свободного сечения, %;Lv G ’where ψ is the fraction of the free section,%;

Εψ - высота расположения сечения , элемента ячейки, м;Εψ is the height of the section, cell element, m;

L - высота ячейки, м.L - cell height, m.

Принцип работы электролизера следующий.The principle of operation of the electrolyzer is as follows.

Газ, получаемый электролизером на электродах 1 в виде пузырьков на тыльной стороне электрода, барботирует, проходя через проходные сечения элементов ячейки: электродов, рам, гофрированных сеток. Электролит, через который барботирует газ, посту MSU„„ 1708931The gas obtained by the electrolyzer on the electrodes 1 in the form of bubbles on the back of the electrode sparges through the passage sections of the cell elements: electrodes, frames, corrugated grids. The electrolyte through which gas sparges to the station M SU „„ 1708931

пает в ячейку через подводы 4. В электролизере, где элементы выполнены с переменным проходным сечением, соответствующим измененио газосодержания жидкостей по высоте ячейки, накопление и возвратное перемешивание газа существенно уменьшается. Это приводит к снижений энергозатрат вследствие уменьшения газонаполнения электролита (см. данные, приведенные в таблице).flows into the cell through inlets 4. In the electrolyzer, where the elements are made with a variable cross-section corresponding to a change in the gas content of liquids along the height of the cell, the accumulation and re-mixing of the gas is significantly reduced. This leads to a reduction in energy consumption due to a decrease in gas filling of the electrolyte (see data in the table).

Доля свободного Share free Удель- Specific Удельная 15 Specific 15 сечения элементов sections of elements ные ny производи- producing ячейки cells энерго-? energy? тельность bodyness затра- cost м3 m 3 ты, you, кВтч kWh кВтч/м3 kWh / m 3 20 20

При L«/= %: 4,8-4,9 0,21-0,20When L «/ =%: 4.8-4.9 0.21-0.20

50% 7* =17-20 ь50% 7 * = 17-20 b

0,5’50 Li 0,5’50 Li =8,5-10 = 8.5-10 5,3 5.3 0,19 0.19 30 thirty 2. 50 . 2.5. 33-40 33-40 5,3 5.3 0,19. 0.19. 35 35

Известен электролизёр, который содержит ячейки, выполненные в форме многоугольника, в верхней и нижней частях рамы которого размещены патрубки для отвода газа и подвода электролита, и снабженные закладными гофрированными сетками с гофрами^, перпендикулярными направлению потока газожидкостной смеси, электроды. Газ, выделяясь на тыльной стороне электрода, барботирует через поток электролита, который также двигается вверх, но с гораздо меньшей скоростыь»A well-known electrolyzer that contains cells made in the form of a polygon, in the upper and lower parts of the frame there are pipes for gas removal and electrolyte supply, and equipped with embedded corrugated grids with corrugations perpendicular to the direction of flow of the gas-liquid mixture, electrodes. The gas released on the back of the electrode sparges through the stream of electrolyte, which also moves upward, but at a much lower speed. "

При этом газ постепенно накапливается в верхней части ячейки в виде подушки и перемешивается с жидкостью, что является результатом несоответствия проходного сечения элементов ячейки газосодержанию электролита. Это существенно повышает энергозатраты на проведение процесса.In this case, the gas gradually accumulates in the upper part of the cell in the form of a pillow and mixes with the liquid, which is the result of the mismatch of the passage section of the cell elements to the gas content of the electrolyte. This significantly increases the energy consumption for the process.

Данное изобретение.поззоляет установить соответствие между пропускной: (по газу) способностью элементов проточного тракта ячейки и количеством проходящего через них газа в каждом сечении ячейки. Это приводит к существенному уменьшению возвратного перемешивания газа с жидкостью и вероятности возникновения газовой подушки. Примером конкретного выполнения устройства является лабораторный реактор с размерами катодного пространства ячейки: длина χ ширина к высота = я 30*15*200, ширина нижней трети 0 5 мм, средней 5-10 мм, верхней - ΙΟΙ 5 мм.This invention allows to establish a correspondence between the throughput: (by gas) the ability of the elements of the flow path of the cell and the amount of gas passing through them in each section of the cell. This leads to a significant reduction in the return mixing of gas with liquid and the likelihood of a gas cushion. An example of a specific implementation of the device is a laboratory reactor with the dimensions of the cathode space of the cell: length χ width to height = i 30 * 15 * 200, width of the lower third 0 5 mm, average 5-10 mm, upper - верхней 5 mm.

При использовании предложенного реактора для получения водорода электролизом удельные энергозатраты снижаются примерно на 1 кВт'ч на 1 м3 водорода .When using the proposed reactor to produce hydrogen by electrolysis, the specific energy consumption is reduced by about 1 kWh per 1 m 3 of hydrogen.

Claims (1)

, 1 пает в  чейку через подводы . В электролизере, где элементы выполне ны с пе(1еиенным проходным сечением соответствующим изменена газосодер жани  жидкоеvt по высоте  чейки, на копление и возвратное перемешивание газа существенно уменьшаетс . Это приводит к снижений энергозатрат вследствие уменьшени  газонаполнени  электролита (см. данные, приведенные в таблице). Известен электролизёр, который содержит  чейки, выполненные в форм многоугольника, в верхней и нижней част х рамы которого размещены патрубки .дл  отвода газа и подвода электролита, и снабженные закладными гофрированными сетками с гофрами перпендикул рными направлению потока газожидкостной смеси, электроды. Газ, выдел  сь на тыльной стороне электрода, барботирует через поток электролита, .который также двигаетс вверх, но с гораздо меньшей скорост 1 При этом газ постепенно накапливаетс  в верхней части  чейки в виде подушки и перемешиваетс  с жидкостью, что  вл етс  результатом несоответстви  проходного сечени  элементов  чейки газосодержанию электролита. Это существенно повышает энергозатраты на проведение процесса. Ланное изобретение.позэол ет установить соответств(ие между пропускной: (по газу) способностью элементов проточноготракта  чейки и количеством проход щего через них газа в каждом сечении  чейки. Это приводит к существенному уменьшению возвратного перемешивани  газа с жидкость и веро тности возникновени  газовой подушки . Примером конкретного выполнени  устройства  вл етс  лабораторный реактор с размерами катодного пространства  чейки: длина х ширина ч высота 3)Ч 5)-00, ширина нижней трети О 5 мм, средней 5-10 мм, верхней - 1015 мм. При использовании предложенного реактора дл  получени  водорода электролизом удельные энергозатраты снижаютс  примерно На 1 кВтч на 1 м водорода . Формула изобретени  Фильтр-прессный электролизер дл  получени  водорода и кислорода электролизом воды, включающий электролизные  чейки, содержащие электроды , гбфрированные закладные сетки, рамы, о т л и- ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью .снижени  энергозатрат, электроды и гофрированные закладные сетки выполнены пористыми,  чейки - расшир ющимис  вверх,,и дол  Ц/, % свободного сечени  электродов и сеток определ етс  в соответствии с формуLtt лой Ц/в 50 -, где L - высота  чейки, 1-1 м; Ьц|- высота расположени  сечени , м., 1 drips into the cell through the carts. In the electrolysis cell, where the cells are made with ne (with the flow area corresponding to the corresponding gas content in the cell height, the accumulation and back mixing of the gas decreases significantly. This leads to a decrease in energy consumption due to a decrease in the gas filling of the electrolyte (see data in the table). A known electrolyzer, which contains cells made in the shapes of a polygon, in the upper and lower parts of the frame of which are placed the branch pipes. Of gas withdrawal and electrolyte supply, and provided with mortgages. corrugated grids with corrugations perpendicular to the direction of flow of the gas-liquid mixture, electrodes. Gas released on the back side of the electrode splashes through the electrolyte flow, which also moves upwards, but at a much lower speed. 1 In this case, the gas gradually accumulates in the upper part of the cell in the form pillows and mixed with the liquid, which is the result of the discrepancy between the flow area of the cell elements and the electrolyte content. This significantly increases the energy consumption for the process. The proposed invention establishes a corresponding (between gas throughput (gas) capacity of the cell flow cell and the amount of gas passing through them in each cell section. This leads to a significant decrease in the gas’s return mixing with the liquid and the likelihood of a gas cushion. Example A specific device is a laboratory reactor with dimensions of the cathode space of a cell: length x width h height 3) × 5) -00, width of the lower third About 5 mm, average 5-10 mm, upper - 1015 mm. When using the proposed reactor to produce hydrogen by electrolysis, the specific energy consumption is reduced by about 1 kWh per 1 m of hydrogen. Claims of the Invention A filter-press electrolyzer for producing hydrogen and oxygen by electrolysis of water, including electrolysis cells containing electrodes, built-in grids, frames, about which you need, in order to reduce energy costs, electrodes and corrugated embedded grids are made porous, the cells are expanding upwards and the proportion C /,% of the free section of the electrodes and grids is determined in accordance with the form Ltt lo C / 50–, where L is the height of the cell, 1-1 m; BC | - height of the cross section, m. Л L Фиг.77 && Фиг,3FIG 3 Фиг ЛFIG L
SU884618466A 1988-10-20 1988-10-20 Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen SU1708931A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884618466A SU1708931A1 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884618466A SU1708931A1 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1708931A1 true SU1708931A1 (en) 1992-01-30

Family

ID=21414368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884618466A SU1708931A1 (en) 1988-10-20 1988-10-20 Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1708931A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4206C1 (en) * 2011-10-10 2013-09-30 Государственный Университет Молд0 Plant for electrochemical production of hydrogen
RU2505915C2 (en) * 2012-05-11 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Electronic generator of electric power

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N" ^39307, кл. с' 25 В 1/02. 1972.• *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4206C1 (en) * 2011-10-10 2013-09-30 Государственный Университет Молд0 Plant for electrochemical production of hydrogen
RU2505915C2 (en) * 2012-05-11 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Electronic generator of electric power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1289507C (en) Electrolytic treatment of gravity flow electrolyte with gas diffusion electrode
US4673473A (en) Means and method for reducing carbon dioxide to a product
US4118305A (en) Apparatus for electrochemical reactions
US4455203A (en) Process for the electrolytic production of hydrogen peroxide
US3824163A (en) Electrochemical sulfur dioxide abatement process
US4627897A (en) Process for the electrolysis of liquid electrolytes using film flow techniques
CN107849713A (en) The reducing process and electrolysis system of carbon dioxide are utilized for electrochemistry
US4288305A (en) Process for electrowinning nickel or cobalt
US20110226615A1 (en) Electrochemical modular cell for processing electrolyte solutions
RU2440302C2 (en) Apparatus for electrochemical water purification
SU1708931A1 (en) Filter-press electrolyzer for obtaining hydrogen and oxygen
US5425857A (en) Process and device for the electrolytic generation of arsine
US4191620A (en) Electrochemical conversion of sulfur-containing anions to sulfur
US5879521A (en) Gas-diffusion cathode and salt water electrolytic cell using the gas-diffusion cathode
CA2062739A1 (en) Electrolysis cell for gas-producing electrolytic processes
SU733520A3 (en) Horizontal electrolyzer with mercury cathode
US6110334A (en) Electrolyte cell
US20240229256A9 (en) Electrolyser device and method for carbon dioxide reduction
US5643437A (en) Co-generation of ammonium persulfate anodically and alkaline hydrogen peroxide cathodically with cathode products ratio control
JPS60159182A (en) Electrolysis by liquid electrolyte and porous electrodes
ES2110949T3 (en) CELLS AND METHOD OF OPERATION OF LIQUID-GAS ELECTROCHEMICAL CELLS.
US3300398A (en) Process for the production of cyanogen halide and apparatus for use therewith
AU717326B2 (en) Process of performing chemical reactions in an electrochemical cell
CA1122562A (en) Electrochemical cell having particulate electrode separated from counter electrode by porous barrier
KR102089399B1 (en) A tubular reactor for mineralization of carbon dioxide, an apparatus comprising the same, and a method for mineralizing carbon dioxide using the same

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: HK4A