RU179209U1 - Электролизер высокого давления - Google Patents
Электролизер высокого давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU179209U1 RU179209U1 RU2017144562U RU2017144562U RU179209U1 RU 179209 U1 RU179209 U1 RU 179209U1 RU 2017144562 U RU2017144562 U RU 2017144562U RU 2017144562 U RU2017144562 U RU 2017144562U RU 179209 U1 RU179209 U1 RU 179209U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipelines
- housing
- electrolyte
- supply
- reagents
- Prior art date
Links
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 43
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 10
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 6
- -1 electrode frames Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/05—Pressure cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды и может быть использована для получения водорода и кислорода высокого давления. Техническим результатом заявленной полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик электролизера высокого давления, заключающееся в увеличении допустимого рабочего давления и снижения стоимости продуктов электролиза. Для достижения указанного результата предложен электролизер высокого давления, содержащий жесткий корпус со съемным фланцем со штуцером для создания давления внутри корпуса и съемной крышкой, с электролизными ячейками дискообразной формы с анодом, катодом, мембраной, электродными рамками, патрубками подвода и отвода реагентов и герметичными токоподводами, с опорами для электролизных ячеек, при этом электролизер дополнительно содержит установленные внутри корпуса трубопроводы подвода, распределения и отвода реагентов и шины токоподводов, закрепленные на крышке корпуса, прикрепленной к торцу корпуса электролизера, а патрубки подвода и отвода реагентов и токоподводы электролитических ячеек подсоединены к трубопроводам распределения и отвода реагентов и шинам токоподводов, причем патрубки подвода электролита установлены в нижней части корпуса ячейки со смещением в противоположные стороны от середины, а трубопроводы подвода электролита присоединены к противоположным от крышки концам трубопроводов распределения электролита. 4 ил.
Description
Область техники
Полезная модель относится к устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды и может быть использована для получения водорода и кислорода высокого давления.
Уровень техники
Известны электролизеры для разложения воды на водород и кислород (например, патент РФ №2258099). Одним из недостатков таких электролизеров является то, что циркуляция электролита осуществляется внутри жесткого корпуса, что затрудняет эксплуатацию таких электролизеров из-за сложностей при контроле качества электролита и при ремонтных работах.
Известен электролизер высокого давления (патент РФ №2496918), содержащий жесткий корпус со съемным фланцем с прикрепленными к нему электролизными ячейками с анодом, катодом, мембраной, электродными рамками, подводом и отводом реагентов, герметичным токоподводом и отверстием для создания давления внутри корпуса. Недостатками электролизера являются сниженные эксплуатационные характеристики, связанные с ненадежностью биполярного соединения ячеек и сложным ремонтом пакета ячеек, требующего разборки всего пакета.
Известен электролизер высокого давления по патенту РФ №174582 (оп. 23.10.2017 бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №30), принятый за прототип, который содержит жесткий корпус со съемными фланцами, штуцером для создания давления внутри корпуса, крышкой с прикрепленными к ней электролизными ячейками дискообразной формы с анодом, катодом, мембраной, электродными рамками, патрубками подвода и отвода реагентов и герметичными токоподводами, с опорами для электролизных ячеек. Недостатком прототипа являются сниженные эксплуатационные характеристики электролизера из-за пониженной прочности корпуса за счет крышки сложного профиля по всей верхней части корпуса, что ограничивает допустимое рабочее давление, и наличия дополнительного пространства внутри ячеек из-за патрубков подвода электролита, что снижает удельную плотность мощности электролизера и повышает стоимость продуктов электролиза.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленной полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик электролизера высокого давления, заключающееся в увеличении допустимого рабочего давления и снижения стоимости продуктов электролиза.
Технический результат достигается тем, что электролизер дополнительно содержит установленные внутри корпуса трубопроводы подвода, распределения и отвода реагентов и шины токоподводов, закрепленные на крышке корпуса, прикрепленной к торцу корпуса электролизера, при этом патрубки подвода и отвода реагентов и токоподводы электролитических ячеек подсоединены к трубопроводам распределения и отвода реагентов и шинам токоподводов, причем патрубки подвода электролита установлены в нижней части корпуса ячейки со смещением в противоположные стороны от середины, а трубопроводы подвода электролита присоединены к противоположным от крышки концам трубопроводов распределения электролита.
Краткое описание графических материалов
Признаки и сущность заявленной полезной модели поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом фигурами, где показано следующее.
На фигуре 1 приведена общая схема заявленного электролизера высокого давления, где:
1 - электролизер;
2 - жесткий корпус;
3 - электролизные ячейки;
4 - патрубки подвода электролита;
5а - трубопровод подвода электролита;
6 - патрубки отвода реагентов;
7 - трубопровод отвода реагентов;
8 - токоподводы;
9 - шина токоподводов;
10 - жесткий фланец корпуса;
11 - жесткая крышка корпуса;
12 - опора;
13 - штуцер подвода высокого давления;
14 - патрубки трубопроводов и токоподводы крышки жесткого корпуса;
15 - разъемы магистралей подвода и отвода реагентов и шин токоподводов крышки жесткого корпуса.
На фигуре 2 показан разрез заявленного электролизера, где:
5б - трубопроводы распределения электролита;
16 - разъемы патрубков и токоподводов.
На фигуре 3 показана схема электролизной ячейки, где:
17 - анод электролизной ячейки;
18 - катод электролизной ячейки;
19 - мембрана электролизной ячейки;
20а и 20б - анодная и катодная части корпуса электролизной ячейки;
21 - предохранительные рамки анода и катода.
На фигуре 4 показана сборка электролизных ячеек вид снизу.
Осуществление полезной модели
Электролизер 1 (см. фиг. 1) содержит жесткий цилиндрический корпус 2, заглушенный с одной стороны фланцем 10 со штуцером подвода высокого давления 13, а с другой стороны крышкой 11, в которой закреплены патрубки трубопроводов подвода и отвода реагентов и шины токоподводов 14, а также опоры электролизных ячеек 12. Для удобства монтажа трубопроводы 5а и 7 и шины токоподводов 9 снабжены разъемами 15 для соединения с патрубками и токоподводами крышки 14. Такими же разъемами 16 (см. фиг. 2) снабжены патрубки подвода и отвода реагентов для соединения с трубопроводами распределения электролита 5б и отвода реагентов 7 и токоподводы ячеек для соединения с шинами токоподводов 9. Внутри корпуса находятся электролизные ячейки 3, подсоединенные к трубопроводам подвода и отвода реагентов с помощью патрубков 4 и 6, а к шинам 9 токоподводами 8.
Электролизная ячейка 3 (см. фиг. 3) содержит корпус, состоящий из анодной 20а и катодной 206 половин, между фланцами которых зажата мембрана 19. Внутри анодной и катодной половин расположены электроды анод 17 и катод 18, каждый электрод снабжен предохранительной рамкой 21 и токоподводом 8. В верхней части каждой половины корпуса ячейки установлены патрубки отвода реагентов 6 на анодной стороне смеси электролита с кислородом, на катодной стороне смеси электролита с водородом. На фиг. 4 показана сборка электролизных ячеек вид снизу. Трубопроводы подвода электролита 5 а соединены с трубопроводами распределения электролита 5б по ячейкам 3 с противоположной от крышки стороны электролизера.
Заявленный электролизер высокого давления работает следующим образом.
В нижнюю часть электролизных ячеек 3 по трубопроводам подвода 5 а через трубопроводы распределения 5б и патрубки 4 подают раствор электролита. К заполненным электролитом ячейкам 3 по токоподводам ячеек 8 через шины токоподводов 9 подается напряжение постоянного тока, идет процесс электролиза воды, при котором на аноде 17 выделяется кислород, а на катоде 18 - водород. Образующиеся на электродах 17 и 18 газы вместе с частью электролита отводятся по патрубкам 6 через трубопроводы отвода реагентов 7 и патрубки крышки 14 из электролизера. Рабочее давление, возникающее в ячейках 3 при работе электролизера, компенсируется давлением внутри жесткого корпуса 2 электролизера 1, создаваемым закачкой внутрь корпуса 2 газа или жидкости через штуцер 13. За счет подачи электролита к ячейкам с противоположной от крышки стороны электролизера с помощью трубопровода распределения 5б реализуется Z-образная схема циркуляции электролита, обеспечивающая равномерное распределение потока электролита по ячейкам.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении обеспечивается более высокая прочность корпуса электролизера и снижение балластного объема ячеек, что позволяет повысить эксплуатационные характеристики электролизера высокого давления, заключающиеся в увеличении допустимого рабочего давления и снижения стоимости продуктов электролиза.
Claims (1)
- Электролизер высокого давления, содержащий жесткий корпус со съемным фланцем со штуцером для создания давления внутри корпуса и съемной крышкой, с электролизными ячейками дискообразной формы с анодом, катодом, мембраной, электродными рамками, патрубками подвода и отвода реагентов и герметичными токоподводами, с опорами для электролизных ячеек, отличающийся тем, что электролизер дополнительно содержит установленные внутри корпуса трубопроводы подвода, распределения и отвода реагентов и шины токоподводов, закрепленные на крышке корпуса, прикрепленной к торцу корпуса электролизера, при этом патрубки подвода и отвода реагентов и токоподводы электролитических ячеек подсоединены к трубопроводам распределения и отвода реагентов и шинам токоподводов, причем патрубки подвода электролита установлены в нижней части корпуса ячейки со смещением в противоположные стороны от середины, а трубопроводы подвода электролита присоединены к противоположным от крышки концам трубопроводов распределения электролита.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144562U RU179209U1 (ru) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Электролизер высокого давления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144562U RU179209U1 (ru) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Электролизер высокого давления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179209U1 true RU179209U1 (ru) | 2018-05-04 |
Family
ID=62105115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144562U RU179209U1 (ru) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Электролизер высокого давления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179209U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU398506A1 (ru) * | 1971-09-30 | 1973-09-27 | Установка для получения водорода и кислорода | |
RU2111285C1 (ru) * | 1997-04-29 | 1998-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Творческое производственное объединение "Резерв" | Устройство для получения водорода и кислорода методом электролиза |
RU174582U1 (ru) * | 2017-03-29 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Электролизер высокого давления |
US9803289B2 (en) * | 2012-11-19 | 2017-10-31 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd | Tube-type ozone generator and manufacturing method therefor |
US9828682B2 (en) * | 2014-09-18 | 2017-11-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Differential pressure water electrolysis apparatus |
-
2017
- 2017-12-19 RU RU2017144562U patent/RU179209U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU398506A1 (ru) * | 1971-09-30 | 1973-09-27 | Установка для получения водорода и кислорода | |
RU2111285C1 (ru) * | 1997-04-29 | 1998-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Творческое производственное объединение "Резерв" | Устройство для получения водорода и кислорода методом электролиза |
US9803289B2 (en) * | 2012-11-19 | 2017-10-31 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd | Tube-type ozone generator and manufacturing method therefor |
US9828682B2 (en) * | 2014-09-18 | 2017-11-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Differential pressure water electrolysis apparatus |
RU174582U1 (ru) * | 2017-03-29 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Электролизер высокого давления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR950027988A (ko) | 전해수 생성 방법 및 장치 | |
CN101451245B (zh) | 复极式自然循环离子膜电解单元槽 | |
RU179209U1 (ru) | Электролизер высокого давления | |
CN2545217Y (zh) | 管状旋流式电解槽 | |
CN201809447U (zh) | 一种从氰化贵液中电解金的柱状膜电解槽 | |
CN207130343U (zh) | 一种可自动添加电解液的电解式臭氧发生装置 | |
CN208167107U (zh) | 二氧化氯发生器电极组 | |
RU174582U1 (ru) | Электролизер высокого давления | |
CN201106069Y (zh) | 复极式自然循环离子膜电解槽 | |
CN100999824A (zh) | 一种压力型水电解槽 | |
JPS58756B2 (ja) | 電解槽 | |
CN211170913U (zh) | 一种水箱与电解槽一体的电解装置 | |
CN201793761U (zh) | 从氰化贵液中电解金的膜电解槽 | |
KR100803966B1 (ko) | 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 구조. | |
KR101755309B1 (ko) | 간이형 수소수 제공장치 | |
CN203451635U (zh) | 电解单元及溢流电解装置 | |
KR200391265Y1 (ko) | 산소/수소 혼합가스 발생장치의 전극판 구조 | |
RU2614450C1 (ru) | Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролитов | |
CN220887704U (zh) | 一种次氯酸钠发生器电解装置 | |
CN214694389U (zh) | 一种新型高效的hf电解槽 | |
CN108149271A (zh) | 基于水解臭氧创面治疗仪的臭氧发生装置 | |
CN217839155U (zh) | 一种电解槽罐 | |
CN220788820U (zh) | 一种电解水制氢抗逆电解槽 | |
US20100133097A1 (en) | Hydrogen rich gas generator | |
CN216006029U (zh) | 一种用于制作微酸性次氯酸的电解槽 |