RU2299930C1 - Plant for performing electrolysis process in centrifugal field - Google Patents
Plant for performing electrolysis process in centrifugal field Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299930C1 RU2299930C1 RU2005131589/15A RU2005131589A RU2299930C1 RU 2299930 C1 RU2299930 C1 RU 2299930C1 RU 2005131589/15 A RU2005131589/15 A RU 2005131589/15A RU 2005131589 A RU2005131589 A RU 2005131589A RU 2299930 C1 RU2299930 C1 RU 2299930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- electrolysis
- installation according
- electrodes
- electrolyzer
- Prior art date
Links
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
Description
Изобретение относится к области электрохимии, а именно к конструкциям электролизеров для получения кислородоводородной смеси, водорода и кислорода путем электролиза растворов электролитов в центробежном поле, и может быть использовано при создании гибридных, например бензоводородных, двигателей.The invention relates to the field of electrochemistry, and in particular to designs of electrolyzers for producing an oxygen-hydrogen mixture, hydrogen and oxygen by electrolysis of electrolyte solutions in a centrifugal field, and can be used to create hybrid, for example, gasoline-hydrogen engines.
Известно устройство для преобразования энергии путем разложения воды электролизом, содержащее вращающуюся емкость с валом, заполненную раствором электролита, установленную на остове и связанную с приводом вращения, обеспечивающим определенную угловую скорость вращения емкости с валом, расположенные внутри емкости электроды, короткозамкнутые между собой или соединенные в контур через потребитель электроэнергии, каналы подвода раствора электролита и отвода продуктов электролиза и теплообменник. В устройстве происходит параллельное преобразование механической и тепловой энергии в электрическую и химическую энергии. Интенсификация электролиза происходит за счет утилизации тепла любого природного или техногенного происхождения (Патент РФ №2174162, С25В 9/00, 1/02, F02M 21/02, 2001 г.).A device is known for converting energy by decomposing water by electrolysis, comprising a rotating vessel with a shaft, filled with an electrolyte solution, mounted on a core and connected to a rotation drive, providing a certain angular velocity of rotation of the vessel with a shaft, electrodes located inside the vessel, short-circuited to each other or connected to a circuit through an electricity consumer, channels for supplying an electrolyte solution and removal of electrolysis products and a heat exchanger. The device is a parallel conversion of mechanical and thermal energy into electrical and chemical energy. The intensification of electrolysis occurs due to the utilization of heat of any natural or technogenic origin (RF Patent No. 2174162, С25В 9/00, 1/02, F02M 21/02, 2001).
Недостатками известного устройства являются его низкая производительность и нестабильность работы, обусловленные невысокой активной поверхностью электрода, установленного на валу, т.к. граница раздела раствора электролита и газовой среды во вращающейся емкости во времени не постоянна.The disadvantages of the known device are its low productivity and instability due to the low active surface of the electrode mounted on the shaft, because the interface between the solution of the electrolyte and the gas medium in a rotating container in time is not constant.
Известна установка для разложения воды электролизом в центробежном поле, содержащая электролизер, включающий корпус, внутренняя поверхность которого снабжена, по меньшей мере, одной направляющей канавкой, выполненный из токопроводящего материала, снабженный нижней и верхней крышками и установленный на соединенном с приводом вращения вертикальном валу с каналами подвода раствора электролита и отвода продуктов электролиза, размещенном в верхнем и нижнем подшипниковых узлах, электроды, один из которых расположен на валу, а другой образован внутренней поверхностью корпуса и внешний контур циркуляции раствора электролита, содержащий кольцевую камеру раствора электролита с внутренней поверхностью в форме улитки, установленную на верхнем подшипниковом узле неподвижно, датчик наличия раствора электролита, соединенный с устройством регулирования расхода воды и приводом вращения вала, теплообменник и смеситель раствора электролита, соединенный с линиями подачи электролита и воды и каналом подвода раствора электролита, канал отвода раствора электролита, выполненный в верхней крышке корпуса и снабженный регулятором интенсивности циркуляции расхода электролита, сообщающимся с кольцевой камерой раствора электролита (Патент РФ №2224051, С25В 1/04, 9/12, 2004 г.).A known installation for the decomposition of water by electrolysis in a centrifugal field, containing an electrolyzer, comprising a housing, the inner surface of which is provided with at least one guide groove made of conductive material, provided with lower and upper covers and mounted on a vertical shaft with channels connected to the rotation drive supply of an electrolyte solution and removal of electrolysis products located in the upper and lower bearing units, electrodes, one of which is located on the shaft, and the other image van the inner surface of the housing and the outer circuit of the circulation of the electrolyte solution, containing an annular chamber of the electrolyte solution with an inner surface in the form of a cochlea fixedly mounted on the upper bearing assembly, an electrolyte solution presence sensor connected to a water flow control device and a shaft rotation drive, a heat exchanger and a solution mixer electrolyte connected to the supply lines of the electrolyte and water and the channel for supplying the electrolyte solution, the channel for removing the electrolyte solution, made in rhney housing cover and provided with a flow regulator electrolyte circulation intensity communicating with the annular chamber electrolytic solution (RF Patent №2224051, S25V 1/04, 9/12, 2004 YG).
Недостатками известной установки являются высокие энергетические затраты, поскольку для начала разложения воды на водород и кислород должны обеспечиваться скорости вращения электролизера до 10000 об/мин, и сложность аппаратурного исполнения.The disadvantages of the known installation are high energy costs, since to start the decomposition of water into hydrogen and oxygen, the electrolyzer rotation speed up to 10,000 rpm and the complexity of the hardware design must be provided.
Известна установка для электролиза воды в центробежном поле, содержащая электролизер, состоящий из токопроводящего корпуса, верхней и нижней крышек из электроизолирующего материала и электродов, которые могут быть снабжены пористым покрытием, устройство преобразования и распределения электроэнергии с внешней электрической цепью, электрически соединенное с приводом вращения вала, и контур циркуляции раствора электролита, электролизер установлен на соединенном с приводом вращения вертикальном валу, в котором выполнены каналы подвода раствора электролита в корпус электролизера и отвода продуктов электролиза, в верхней крышке электролизера выполнен канал отвода раствора циркулирующего электролита, один из электродов электролизера установлен на валу, а другой образован внутренней поверхностью корпуса электролизера, при этом электролизер снабжен устройством для распределения потока раствора циркулирующего электролита, выполненным из электроизоляционного материала и расположенным над электродом, установленным на валу, тоководом, электрически соединенным с корпусом электролизера и изолированным от вала, и двумя неподвижными скользящими контактами, соединенными с устройством преобразования и распределения электроэнергии, при этом скользящие контакты электрически соединены один - с тоководом, а другой - с валом (Патент РФ №2253700, С25В 1/04, 9/12, 2005 г.).A known installation for the electrolysis of water in a centrifugal field, containing an electrolyzer consisting of a conductive housing, upper and lower covers of electrically insulating material and electrodes that can be provided with a porous coating, a device for converting and distributing electricity with an external electrical circuit, electrically connected to a shaft rotation drive , and the circulation circuit of the electrolyte solution, the electrolyzer is mounted on a vertical shaft connected to the rotation drive, in which the supply channels the electrolyte solution into the electrolyzer body and the removal of electrolysis products, a channel for circulating electrolyte solution is made in the upper cover of the electrolyzer, one of the electrodes of the electrolyzer is mounted on the shaft, and the other is formed by the inner surface of the electrolyzer body, while the electrolyzer is equipped with a device for distributing the flow of circulating electrolyte solution from an insulating material and located above the electrode mounted on the shaft, a current lead electrically connected to the building the cell of the electrolytic cell and is isolated from the shaft, and two fixed sliding contacts connected to a power conversion and distribution device, while the sliding contacts are electrically connected one to the current lead and the other to the shaft (RF Patent No. 2253700, С25В 1/04, 9 / 12, 2005).
Недостатками известной установки являются сложность аппаратурного исполнения, а также невысокая производительность из-за протекания тока через корпус электролизера, что приводит к утечкам тока в его рабочем объеме.The disadvantages of the known installation are the complexity of the hardware design, as well as low productivity due to the flow of current through the body of the cell, which leads to leakage of current in its working volume.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание установки для получения водородного топлива с одновременной утилизацией бросовой тепловой энергии.The problem to which the claimed invention is directed, is to create a plant for producing hydrogen fuel with the simultaneous utilization of waste thermal energy.
Технический результат, полученный от использования предложенного изобретения, заключается в повышении эффективности электролиза (КПД установки) при одновременном сокращении энергетических затрат и упрощении конструкции установки.The technical result obtained from the use of the proposed invention is to increase the efficiency of electrolysis (plant efficiency) while reducing energy costs and simplifying the design of the installation.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка для электролиза в центробежном поле содержит электролизер с полым корпусом и расположенными внутри него электродами, установленный на неподвижной оси с возможностью вращения, систему прокачки электролита, включающую насос, теплообменник, генератор ультразвука, каналы подачи электролита и прокачки и отвода жидких продуктов электролиза и канал отвода газообразных продуктов электролиза с установленным на его входе устройством для предотвращения попадания электролита в канал отвода газообразных продуктов электролиза, при этом электроды выполнены из пористого металла или, по меньшей мере, двух слоев металлической сетки, уложенной в проницаемом диэлектрике, и расположены в съемном блоке, выполненном из химически стойкой проницаемой пластмассы, установленном на оси и закрепленном на внутренней поверхности полого корпуса электролизера с образованием заэлектродной зоны, соединенной посредством каналов прокачки жидких продуктов электролиза с каналом отвода жидких продуктов электролиза.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the installation for electrolysis in a centrifugal field contains an electrolyzer with a hollow body and electrodes located inside it, mounted on a fixed axis with the possibility of rotation, an electrolyte pumping system including a pump, a heat exchanger, an ultrasound generator, channels for supplying electrolyte and pumping and discharging liquid electrolysis products and a channel for discharging gaseous electrolysis products with a device installed at its input to prevent the ingress of electrolyte into the channel for removal of gaseous products of electrolysis, while the electrodes are made of porous metal or at least two layers of a metal mesh laid in a permeable dielectric, and are located in a removable block made of chemically resistant permeable plastic mounted on an axis and fixed on the inner surface of the hollow body of the electrolyzer with the formation of the electrode region connected via channels for pumping liquid electrolysis products with a channel for removal of liquid products e ektroliza.
А также за счет того, что внутри электролизера расположен катализатор, не вступающий в реакцию с электролитом.And also due to the fact that inside the cell there is a catalyst that does not react with the electrolyte.
А также за счет того, что электроды в съемном блоке, установленном на оси, предпочтительно расположены перпендикулярно оси.And also due to the fact that the electrodes in a removable unit mounted on the axis are preferably located perpendicular to the axis.
А также за счет того, что корпус электролизера выполнен цилиндрическим с двумя крышками, по меньшей мере, одна из которых выполнена конической.And also due to the fact that the cell body is cylindrical with two covers, at least one of which is conical.
В одном из вариантов исполнения установки ось электролизера расположена вертикально, при этом предпочтительно, что корпус электролизера выполнен цилиндрическим с верхней и нижней крышками, по меньшей мере, верхняя из которых выполнена конической, установка снабжена опорой, при этом опора и нижняя крышка корпуса могут быть снабжены постоянными магнитами, одноименные полюсы которых направлены навстречу один другому.In one embodiment of the installation, the axis of the electrolyzer is vertical, while it is preferable that the cell body is cylindrical with upper and lower covers, at least the upper of which is conical, the installation is provided with a support, while the support and the lower cover of the housing can be provided permanent magnets whose poles of the same name are directed towards one another.
Технический результат также достигается за счет того, что внутренняя стенка цилиндрического корпуса снабжена, по меньшей мере, одной винтовой канавкой.The technical result is also achieved due to the fact that the inner wall of the cylindrical body is equipped with at least one screw groove.
А также за счет того, что в качестве устройства для предотвращения попадания электролита в канал отвода газообразных продуктов электролиза используют металлокерамическую мембрану.And also due to the fact that a ceramic-metal membrane is used as a device to prevent electrolyte from entering the channel for removing gaseous electrolysis products.
А также за счет того, что система прокачки электролита может быть снабжена камерами подачи электролита и сбора жидких продуктов электролиза, при этом генератор ультразвука установлен в камере подачи электролита.And also due to the fact that the electrolyte pumping system can be equipped with chambers for supplying electrolyte and collecting liquid electrolysis products, while the ultrasound generator is installed in the electrolyte supply chamber.
На чертеже схематически изображена установка для разделения в центробежном поле с вертикальным расположением оси и опорой.The drawing schematically shows an installation for separation in a centrifugal field with a vertical axis and support.
Для большей наглядности соотношение размеров между отдельными узлами и элементами на чертеже изменено.For greater clarity, the size ratio between the individual nodes and elements in the drawing is changed.
Установка для электролиза в центробежном поле содержит электролизер 1 с полым цилиндрическим корпусом 2, коническими крышками верхней 3 и нижней 4, при этом цилиндрический корпус 2 выполнен как единое целое с крышкой 3 и соединен с крышкой 4 резьбовым соединением 5. Электролизер 1 установлен на вертикальной оси 6 с каналами подвода электролита 7, отвода жидких продуктов электролиза 8 и отвода газообразных продуктов электролиза 9. Электролизер 1 установлен на оси 6 с возможностью вращения на двух опорных подшипниках качения 10, перед которыми установлены торцевые диэлектрические уплотнения 11, изолирующие электролизер 1 от оси 6, и соединен с приводом вращения (на чертеже не показан), например, через шкив 12.Installation for electrolysis in a centrifugal field contains an electrolyzer 1 with a hollow cylindrical body 2, conical caps of the upper 3 and lower 4, while the cylindrical body 2 is made integrally with the cover 3 and is connected to the cover 4 by a threaded connection 5. The cell 1 is mounted on a vertical axis 6 with channels for supplying electrolyte 7, removal of liquid electrolysis products 8 and removal of gaseous products of electrolysis 9. The electrolyzer 1 is mounted on axis 6 with the possibility of rotation on two supporting rolling bearings 10, before which mechanical dielectric seals 11 isolating the electrolyzer 1 from the axis 6 have been updated and connected to a rotation drive (not shown in the drawing), for example, via a pulley 12.
Внутри корпуса 2 расположен катализатор, не вступающий в реакцию с электролитом (на чертеже не показан), например, металлический катализатор 8-й группы таблицы Менделеева, а на оси 6 установлены электроды 13 и 14, расположенные в едином съемном блоке 15, выполненном из химически стойкой проницаемой пластмассы и закрепленном на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 2 с образованием заэлектродной зоны 16, соединенной посредством каналов прокачки жидких продуктов электролиза 17 с каналом отвода жидких продуктов электролиза 8.Inside the housing 2 there is a catalyst that does not react with an electrolyte (not shown in the drawing), for example, a metal catalyst of the 8th group of the periodic table, and electrodes 13 and 14 are located on the axis 6 located in a single removable block 15 made of chemically permeable plastic and fixed on the inner surface of the cylindrical body 2 with the formation of the electrode region 16 connected via channels for pumping liquid electrolysis products 17 with a channel for removing liquid electrolysis products 8.
Электроды 13 и 14 выполнены из пористого металла или, по меньшей мере, двух слоев металлической сетки, уложенной в проницаемом диэлектрике. В зависимости от используемого в устройстве раствора электролита каждый электрод может выполнять функцию катода и анода.The electrodes 13 and 14 are made of porous metal or at least two layers of a metal grid laid in a permeable dielectric. Depending on the electrolyte solution used in the device, each electrode can act as a cathode and anode.
На внутренней поверхности цилиндрического корпуса нанесена, по меньшей мере, одна винтовая канавка 18. На входе канала отвода газообразных продуктов электролиза 9 установлена металлокерамическая мембрана 19.At least one helical groove 18 is applied on the inner surface of the cylindrical body. At the entrance to the channel for removal of gaseous products of electrolysis 9, a ceramic-metal membrane 19 is installed.
Установка содержит систему прокачки электролита, включающую узел подготовки электролита (смеситель) 20, насос 21, теплообменник 22, камеру подачи электролита 23 с патрубком приемки электролита 24 и генератором ультразвука 25, канал подачи электролита 7, заэлектродную зону 16, винтовую канавку 18, каналы прокачки жидких продуктов электролиза 17, канал отвода жидких продуктов электролиза 8 и камеру сбора жидких продуктов электролиза 26 с патрубком отвода жидких продуктов электролиза 27.The installation comprises an electrolyte pumping system, including an electrolyte preparation unit (mixer) 20, a pump 21, a heat exchanger 22, an electrolyte supply chamber 23 with an electrolyte receiving pipe 24 and an ultrasound generator 25, an electrolyte supply channel 7, an electrode region 16, a helical groove 18, and pumping channels liquid electrolysis products 17, a channel for discharging liquid electrolysis products 8 and a chamber for collecting liquid electrolysis products 26 with a branch pipe for discharging liquid electrolysis products 27.
Установка снабжена опорой 28.The installation is equipped with a support 28.
При вертикальном расположении оси нижняя крышка 4 и опора 28 снабжены постоянными магнитами 29, одноименные полюсы которых направлены навстречу один другому.With the vertical arrangement of the axis, the lower cover 4 and the support 28 are equipped with permanent magnets 29, the poles of the same name are directed towards one another.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Исходный электролит, например концентрированную серную кислоту, и воду подают в узел подготовки электролита (смеситель) 20, в котором получают рабочий раствор электролита определенной концентрации, например 30%. Затем рабочий раствор электролита подают в теплообменник 22 где нагревают до 50-70°С за счет тепла, выделенного в процессе выброса выхлопных газов. Нагретый раствор электролита через патрубок приемки электролита 24 подают в камеру подачи электролита 23, где на подогретый рабочий раствор электролита воздействуют излучением от генератора ультразвука 25. Далее по каналу подачи электролита 7 его подают во вращающийся электролизер 1, соединенный с приводом вращения через шкив 12.The starting electrolyte, for example concentrated sulfuric acid, and water are supplied to the electrolyte preparation unit (mixer) 20, in which a working electrolyte solution of a certain concentration, for example, 30%, is obtained. Then the working solution of the electrolyte is fed into the heat exchanger 22 where it is heated to 50-70 ° C due to the heat released in the process of exhaust emissions. The heated electrolyte solution is supplied through the electrolyte intake pipe 24 to the electrolyte supply chamber 23, where the heated electrolyte working solution is exposed to radiation from the ultrasound generator 25. Then, through the electrolyte supply channel 7, it is supplied to the rotating electrolyzer 1 connected to the rotation drive through the pulley 12.
В корпусе 2 электролизера 1 установлен съемный блок, содержащий электроды 13 (катод) и 14 (анод), при этом электроды размещены в блоке горизонтально (т.е. перпендикулярно вертикальной оси 6). Для ускорения процессов, протекающих внутри электролизера 1, между осью 6 и катодом 14 располагают платиновый катализатор.In the housing 2 of the electrolyzer 1 is installed a removable unit containing electrodes 13 (cathode) and 14 (anode), while the electrodes are placed in the block horizontally (i.e. perpendicular to the vertical axis 6). To accelerate the processes taking place inside the electrolyzer 1, a platinum catalyst is placed between the axis 6 and the cathode 14.
Цикл преобразования тепла в электрохимические формы энергии в установке основан на гравитационной сепарации тяжелых и легких ионов в быстровращаемом растворе электролита. При достаточно высокой инерционной «перегрузке» во вращающемся электролизере тяжелые отрицательные ионы SO4 - отбрасываются к внутренней стенке полого корпуса 2, а легкие протоны Н+ вытесняются к оси вращения 6. Далее ионы разряжаются, отдавая соответствующим электродам свой заряд с выделением «электролизных газов» Н2 и О2. Подводимая через теплообменник 22 теплота от внешних источников бросовой тепловой энергии, например энергии выброса выхлопных газов, постоянно компенсирует электрохимическую работу электролизера 1 по гравитационному разложению воды в центробежном поле.The cycle of converting heat into electrochemical forms of energy in an installation is based on gravitational separation of heavy and light ions in a rapidly rotating electrolyte solution. With a sufficiently high inertial “overload” in a rotating electrolyzer, heavy negative SO 4 ions are discarded to the inner wall of the hollow body 2, and light H + protons are displaced to the axis of rotation 6. Next, the ions are discharged, giving their charge to the corresponding electrodes with the release of “electrolysis gases” H 2 and O 2 . The heat supplied through the heat exchanger 22 from external sources of waste heat energy, for example, exhaust emission energy, constantly compensates for the electrochemical operation of the electrolyzer 1 by gravitational decomposition of water in a centrifugal field.
Расположенный в системе прокачки электролита генератор ультразвука 25 обеспечивает дополнительную энергию для разрыва молекул воды, что позволяет снизить скорость вращения электролизера, а соответственно и энергетические затраты.Located in the electrolyte pumping system, the ultrasound generator 25 provides additional energy for breaking the water molecules, which allows to reduce the rotation speed of the electrolyzer, and accordingly the energy costs.
Выделенные в процессе электролиза в центробежном поле газообразные водород и кислород собираются под верхней конической крышкой 3 и, проходя через металлокерамическую мембрану 19, попадают в канал отвода газообразных продуктов электролиза 9, откуда отводятся потребителю.Gaseous hydrogen and oxygen extracted during the electrolysis in a centrifugal field are collected under the upper conical cover 3 and, passing through the cermet membrane 19, enter the channel for the removal of gaseous products of electrolysis 9, from where they are discharged to the consumer.
Жидкие продукты электролиза собираются в заэлектродной зоне 16 и через каналы прокачки жидких продуктов электролиза 17 поступают в канал отвода жидких продуктов электролиза 8, а затем через патрубок отвода 27 камеры сбора жидких продуктов электролиза 26 в фильтр-насос 21, где фильтруются с последующей подачей в узел подготовки электролита 20, куда также подают свежие порции электролита. Затем цикл повторяется.Liquid electrolysis products are collected in the electrode region 16 and through the channels for pumping liquid electrolysis products 17 enter the channel for withdrawing liquid electrolysis products 8, and then through the branch pipe 27 of the collection chamber for liquid electrolysis products 26 to the filter pump 21, where they are filtered and then fed to the unit electrolyte preparation 20, which also serves fresh portions of electrolyte. Then the cycle repeats.
Таким образом, в цикле устройства расходуется вода - растворитель, а выделяются водород и кислород.Thus, in the cycle of the device, water - solvent is consumed, and hydrogen and oxygen are released.
Благодаря тому, что ось 6 установки неподвижна, отпадает необходимость создания сложных уплотнений между вращающимся корпусом 2 установки и неподвижной осью 6, что существенно упрощает конструкцию в части ввода и вывода электролита, а также отвода газообразных продуктов электролиза.Due to the fact that the axis 6 of the installation is stationary, there is no need to create complex seals between the rotating casing 2 of the installation and the fixed axis 6, which greatly simplifies the design in terms of input and output of electrolyte, as well as the removal of gaseous products of electrolysis.
Снижение необходимой для разложения воды центробежной силы позволяет снизить требования к прочности материала электролизера и тем самым уменьшить затраты на изготовление конструкции установки.The reduction of the centrifugal force required for water decomposition allows to reduce the requirements for the strength of the cell material and thereby reduce the cost of manufacturing the design of the installation.
За счет снабжения установки, размещенной на опоре, постоянными магнитами 29, установленными на нижней крышке 4 электролизера 1 и опоре 28 одноименными полюсами навстречу один другому, создается магнитная подушка и эффект «левитации» (парения).By supplying the installation located on the support with permanent magnets 29 mounted on the bottom cover 4 of the electrolyzer 1 and support 28 with the same poles facing one another, a magnetic cushion and the effect of “levitation” (hovering) are created.
Существенным отличием предложенного технического решения от известных является такое конструктивное выполнение электродов, при котором катодно-анодная пара представляет собой единый съемный конструктивный блок, выполненный из химически стойкой проницаемой пластмассы в виде кассеты, устанавливаемой на оси и закрепляемой на стенках корпуса электролизера. Сами электроды выполняют из пористого металла или металлической сетки, уложенной в проницаемом диэлектрике, что существенно увеличивает активную поверхность электролиза, а следовательно повышает его эффективность. Электроды по сути становятся электролитическим конденсатором, который в окрестности электродов образует двойной электрический слой, характеризуемый выраженным потенциалом относительно электролита, при этом электроды в кассете могут располагаться как вертикально, так и горизонтально.A significant difference between the proposed technical solution and the well-known is such a design of the electrodes, in which the cathode-anode pair is a single removable structural unit made of chemically resistant permeable plastic in the form of a cartridge mounted on an axis and fixed to the walls of the cell body. The electrodes themselves are made of a porous metal or a metal mesh laid in a permeable dielectric, which significantly increases the active surface of the electrolysis, and therefore increases its efficiency. The electrodes essentially become an electrolytic capacitor, which in the vicinity of the electrodes forms a double electric layer, characterized by a pronounced potential relative to the electrolyte, while the electrodes in the cassette can be located both vertically and horizontally.
Другим существенным отличием является наличие в системе прокачки электролита генератора ультразвука, который может быть установлен, например, в канале подачи электролита 7 или, как приведено на чертеже, в камере подачи электролита 23. Под воздействием ультразвуковых колебаний происходит не только активизация разрыва кислородоводородных связей, но и очистка электродов, что позволяет поддерживать активную поверхность электролиза практически постоянной во времени, что также способствует повышению эффективности электролиза.Another significant difference is the presence in the electrolyte pumping system of an ultrasound generator, which can be installed, for example, in the electrolyte supply channel 7 or, as shown in the drawing, in the electrolyte supply chamber 23. Under the influence of ultrasonic vibrations, not only the rupture of oxygen-hydrogen bonds is activated, but and cleaning the electrodes, which allows you to maintain the active surface of the electrolysis is almost constant in time, which also helps to increase the efficiency of electrolysis.
В зависимости от предполагаемого использования установка может быть выполнена в горизонтальном или вертикальном исполнении.Depending on the intended use, the installation can be performed in horizontal or vertical design.
С точки зрения оптимизации аэродинамики электролизера и гидродинамики процессов внутри него одну или обе крышки электролизера выполняют коническими, а для исключения дополнительного сопротивления одна коническая крышка может быть выполнена с цилиндрическим корпусом электролизера как одно целое. Использование конических поверхностей позволяет также снизить влияние застойных зон и достичь ламинарного движения электролита в установившемся режиме.From the point of view of optimizing the aerodynamics of the electrolyzer and the hydrodynamics of the processes inside it, one or both of the electrolytic cell covers are conical, and to exclude additional resistance, one conical cap can be made as a unit with the cylindrical body of the electrolyzer. The use of conical surfaces can also reduce the influence of stagnant zones and achieve laminar motion of the electrolyte in steady state.
Наличие винтовой канавки в корпусе электролизера позволяет облегчить прокачку электролита, чем способствует ускорению обновления раствора электролита, поступающего на электролиз, и повышению степени очистки электродов.The presence of a helical groove in the electrolyzer body makes it easier to pump the electrolyte, which helps to accelerate the renewal of the electrolyte solution supplied to the electrolysis, and to increase the degree of electrode cleaning.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность электролиза в центробежном поле при одновременном сокращении энергозатрат и упрощении конструкции установки.Thus, the proposed technical solution allows to increase the efficiency of electrolysis in a centrifugal field while reducing energy consumption and simplifying the design of the installation.
Использование предложенной установки при создании, например, бензоводородных двигателей повлечет за собой резкое снижение токсичных выхлопов в атмосферу: окиси углерода - в 10 раз, углеводородов - в 2-3-раза, окислов азота - в 2 раза при увеличении КПД двигателей в среднем на 17%.Using the proposed installation when creating, for example, hydrogen engines will entail a sharp decrease in toxic exhaust emissions: carbon monoxide - 10 times, hydrocarbons - 2-3 times, nitrogen oxides - 2 times with an increase in engine efficiency by an average of 17 %
Вырабатываемые водород и кислород могут быть использованы в качестве топлива, а также как химические элементы в различных промышленных производствах.The generated hydrogen and oxygen can be used as fuel, as well as chemical elements in various industrial industries.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131589/15A RU2299930C1 (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Plant for performing electrolysis process in centrifugal field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131589/15A RU2299930C1 (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Plant for performing electrolysis process in centrifugal field |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005131589A RU2005131589A (en) | 2007-04-20 |
| RU2299930C1 true RU2299930C1 (en) | 2007-05-27 |
Family
ID=38036640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005131589/15A RU2299930C1 (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Plant for performing electrolysis process in centrifugal field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2299930C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050850A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Ovsyannikov Evgeny Mikhailovic | Rotary electroliser for producing hydrogen and oxygen |
| EP2524731A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Wolfgang Treutner | Rotating machine for separating materials in different states of aggregation |
| WO2017157745A1 (en) | 2016-03-14 | 2017-09-21 | Michael Frimann | Portable electrolyzer and its use |
-
2005
- 2005-10-12 RU RU2005131589/15A patent/RU2299930C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050850A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Ovsyannikov Evgeny Mikhailovic | Rotary electroliser for producing hydrogen and oxygen |
| WO2010059074A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-27 | Ovsyannikov Evgeny Mikhailovic | Device for electrolytically producing hydrogen and oxygen |
| EP2524731A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Wolfgang Treutner | Rotating machine for separating materials in different states of aggregation |
| WO2017157745A1 (en) | 2016-03-14 | 2017-09-21 | Michael Frimann | Portable electrolyzer and its use |
| US11008661B2 (en) | 2016-03-14 | 2021-05-18 | Frimann Innoswiss | Portable electrolyzer and its use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005131589A (en) | 2007-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102597327B (en) | The generating mixed gas of hydrogen and oxygen and the internal combustion engine of this device of use | |
| JP4729311B2 (en) | Plant for decomposing water by electrolysis | |
| CN104630816B (en) | Hydrogen production device and technology via photoelectric degradation of organic pollutant based on solar energy and sea water cell collaborative drive | |
| RU2299930C1 (en) | Plant for performing electrolysis process in centrifugal field | |
| US20100213075A1 (en) | Reactor for the electrochemical treatment of biomass | |
| CN206940627U (en) | A kind of electric Fenton water treatment facilities | |
| WO2020162772A1 (en) | Electrolyzer for hydrogen and oxygen production | |
| WO2006004457A1 (en) | Device for water electrolysis in a centrifugal force field | |
| CN108075162B (en) | A method of it is produced electricity and is decontaminated using self-respiration type microbiological fuel cell | |
| RU2342470C2 (en) | Method of obtaining hydrogen and products of oxidation of aluminium and device to this end | |
| WO2018079965A1 (en) | Hybrid power generation system and energy-independent hydrogen-electricity hybrid charging station, which use reverse electrodialysis device capable of efficiently producing hydrogen-electricity | |
| CN110034319A (en) | A kind of zinc-water fuel cell and its application in power generation production hydrogen | |
| CN211005641U (en) | Anion and cation separation device | |
| CN2321786Y (en) | High-efficiency oxygen generator III | |
| CN111005030B (en) | Electrochemical ozone generating device | |
| CN109371413A (en) | It is a kind of to utilize decomposing water with solar energy device for producing hydrogen | |
| CN213680932U (en) | Electrolytic cell unit and pulp electrolytic cell | |
| RU194839U1 (en) | OPEN Cathode Regenerative Fuel Cell | |
| CN115849522B (en) | Flow anode electrochemical sewage treatment device and process based on screening type current collector | |
| CN219653144U (en) | High-voltage PEM electrolytic tank | |
| CN212077164U (en) | Electric energy supply type electrochemical reactor | |
| CN111206265B (en) | Air-water circulating system and multifunctional water electrolysis device thereof | |
| CN116219454A (en) | Hydrogen production device based on bipolar electrode system for water electrolysis | |
| CN114045508A (en) | Modular multi-electrode flowing type hydrogen peroxide electrochemical generation device | |
| CN2310078Y (en) | High-efficiency oxygen maker |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101013 |