RU1828879C - Электролизна установка дл разложени воды - Google Patents

Abstract

Использование: электролизна  установка дл  разложени  воды может примен тьс  дл  получени  медицинского кислорода и в случа х дл  обеспечени  невысокой производительности по получаемым газам ,в химической промышленности. Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение надежности и ресурса работу установки, Сущность: в электролизной установке дл  разложени  воды, содержащей электролизер , статические разделители жидкой и газообразной фаз, на основе пористых гидрофильных диафрагм, побудитель циркул ции и регул торы давлени  получаемых газов, в электролизной установке предусИзобретение может примен тьс  дл  получени  медицинского кислорода и в других случа х дл  обеспечени  невысокой производительности по получаемым газам. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности-и ресурса работы установки . мотрены две мембранные емкости с газовой электролитной полостью, при этом задатчи- ки дл  поддержани  давлений получаемых газов настроены на различные величины давлени , газовые полости этих емкостей с помощью двух электромагнитных клапанов имеют, возможность периодически попеременно соедин тьс  с трубопроводом газа, получаемого с более высоким давлением до задзтчика давлени  или после его, электролитные полости мембранных емкостей через четыре обратных клапана соединены с электролизером и статическими разделител ми газа и жидкой фазы, при этом электролитный и газовый каналы электролизера дл  газа с более низким давлением выполнены по схеме, обеспечивающей параллельно-последовательное соединение электролизных  чеек этого газа, например по схеме 3+3 (дл , 6-ти  чеечного электролизера), а между кон-| тактными электродами соседних электролизных установлены термомосты из металла с высокой теплопроводностью (например , сплав алюмини ), выступающие за пакет электролизера и контактирующий с камерами хлэдоагента через электроизол ционную пленку. 00 к 00 00 XI Ч) На фиг. 1 и 2 приведена схема и конструкци  предлагаемой электролизной установки дл  разложени  воды; на фиг. 3 - схема электролизера данной установки. Схема установок (фиг. }) включает в себ  мембранные емкости и 2, электромагнитные клапаны 3 и 4. Задатчики давлени  5 и

Description

6,настроенные на различные заданные давлени , разделитель газожидкостной смеси

7,отделитель капельной жидкости 8, электролизер 9, камеру хладагента 10.

Электролизна   чейка (фиг. 2) состоит из двух контактных электродов 11, двух рабочих электродов 12 и диафрагмы 13.

На фиг.2 показано параллельно-последовательное соединение  чеек ,-ю электролиту дл  6-ти  чеечного электролизера по схеме 3+3.

На фиг. 3 приведена конструкци  электролизера дл  предлагаемой установки

Электролизер состоит из ст жных фланцев 14 и 15, двух прокладок 16, изолирующих фланцы от контактных электродов крайних  чеек, контактных электродов 17, прилегающих к контактным электродам, рабочих электродов 18, диафрагм 19, уложенной между рабочими электродами, камер хладагента 20, уложенных между ними и термостатами электроизол ционных пленок 21, прокладок 22-24, уплотн ющих пакет электролизера, ст жных болтов 25, гаек 26 и термомостов 27, установленных между контактными электродами соседних  чеек. Дл  охлаждени  газожидкостной смеси и газа № 1 (рис. 1 а) в электролизной установке предусмотрены к-амеры 28 и 29, контактирующие с камерами хладагента через электроизол ционную пленку.

Предлагаема  электролизна  установка работает следующим образом:

Исходное состо ние установки:

-установка заправлена электролитом,

-через камеры 20 (рис 3) циркулирует хладагент с заданными параметрами.

-задатчиками 5 и 6 настроены на заданные давлени ,

-газова  полость в одной из мембранных емкостей с помощью эллектромагнит- ного клапана 4 соединена с трубопроводом установки до задатчика давлени  5.

Подаетс  электропитание (посто нный ток) на клеммы электролизера 9 и начинаетс  процесс разложени  воды на кислород и водород. При достижении заданных давлений открываютс  задатчики давлений 5 и 6 и газы подаютс  по назначению (потребителю ).

Под действием давлени , газа 1 (см.фиг. 1) отбираемого до зздатчика 5, начинаетс  подача электролита из одной мембранной емкости (например 1) через электролизер 9 и разделитель 7 во вторую мембрану емкость 2, т.е. начинаетс  процесс циркул ции электролита.

В предлагаемом техническом решении циркул ции протекает по параллельно-последовательной схеме, например как показано на рис. 1 б дл  б-ти  чеечного электролизера , по схеме 3+3.

Така  циркул ци  (по схеме З ч-З ч) организуетс  схемой электролитного А и гаэового Б каналов (см.фиг. 3) дл  газа № 2 с меньшим рабочим давлением. В процессе электролиза образуетс  тепло в зоне диафрагм 19 и на ее границах с рабочими электродами 18.

О Отвод тепла электролиза в предлагаемой конструкции осуществл етс  от рабочих электродов 18 к контактным электродам 17, далее к термостатам 27 и через электроизол ционную пленку 21 к камерам хлада5 гента 20. Электроизол ционна  пленка обеспечиваетнеобходимую

электроизол цию (не менее 20 мм) установки ог камер хладагента электрически кон- тактируемых с бортом объекта.

0Более глубокое охлаждение газожидкостной смеси обеспечиваетс  камерой холодильника 28, контактируемой через пленку 8 с камерой хладагента 20.

Охлаждение газа 1 обеспечиваетс 

5 аналогичной камерой 29.

После опорожнени  емкости 1 от электролита и заполнени  электролитом емкости 2, нажатием штока емкости 2 на переключатель В 2 происходит срабатывание электро0 магнитных клапанов 3 и 4 таким образом, что высокое давление газа № 1 подаетс  в емкость 2, а емкость 1 соедин етс  с линией низкого давлени  газа 1 (после задатчика 5) и процесс начинаетс  сначала и т.д.

5Направленное движение электролита

через электролизер осуществл етс  с помощью обратных клапанов , что очевидно на рис. 1а и не требует дополнительных по снений.

0Разделение газожидкостной смеси газа

N 2 производитс  на статическом разделителе 7, а отделение капельной влаги от газа № 1 обеспечиваетс  статическим делителем 8. Работа разделител  7 и отделител  8 обес5 лечиваетс  перепадом давлени  на пористых гидрофильных диафрагмах между газожидкостной смесью (газом) и электролитом .

Предлагаемое техническое решение по

0 сравнению с прототипом, позволит повысить надежность и ресурс работы установки. Это достигаетс  поддерживанием перепада давлений между рабочими газами и использованием этого перепада дл  организации

5 циркул ции электролита через пространства  чеек (катодные или анодные), наход щихс  при более низком давлении. Снижение циркул ционного расхода элект ролита за счет изменени  конструкции кэна- лов электролизера, обеспечивающих

параллельно-последовательную циркул цию электролита через  чейки, в свою очередь резко повышает ресурс работы разделител  газожидкостной смеси.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электролизна  установка дл  разложе- ни  воды, содержаща  электролизер, статические разделители .жидкости и газа, в которых установлены пористые гидрофиль- ные диафрагмы, побудитель циркул ции и регул торы давлени  получаемых газов, о т- личающа с  тем, что, с целью повышени  надежности и ресурса, в состав установки введены две мембранные емкости с газовой и электролитной полостью, а на газовых трубопроводах после статических разделителей газожидкостных смесей установлены задатчики давлени  до себ , при этом газовые полости обеих мембранных

   емкостей через два трехходовых электромагнитных клапана соединены с трубопроводом газа с более высоким давлением в двух точках: до и после задатчика давлени , а электролитные полости обеих мембранных емкостей через четыре обратных клапана соединены с электролитными каналами электролизера и статических разделителей газожидкостных смесей, причем электролитный и газовый каналы камер электролиз- ных  чеек дл  газа более низкого давлени  соединены между собой параллельно последовательно по схеме N+N дл  2N  чеечного электролиза, а между контактными электродами соседних электролизных  чеек установлены термомосты из металла с высокой теплопроводностью, выступающие наружу за пакет электролизера и контактирующие с камерами хладоагента через электроизол ционную пленку.

   гдзлЈ/

   Р-Р

   j t

   ГАЗ №

   фиг/

   фиг ё

   Хладагент

   КОН+Гю 16