Установка для получения водорода и кислорода

Установка для получения водорода и кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в системах газоснабжения хроматографов. Сущность изобретения: : установка включает электролизёр. Анодная камера 1 и катодная камера 2: соединены трубопровЬдами с анодным сепаратором 3 ;и катодным сепаратором 4, Катодный сепаратЬр 4 соедин ен трубопроводом с анодной Камерой 1 и снабжен клапаном 6. Катодный сепаратор 4 соединен трубопроводом с теплоьбменникам-кондёнсатьром 7, который расгюложен в анодном сепаратЬ рё 3, патроном осушителем 8 и регулятором давления водорода 9.1 ил, ,;

„„5LI „, 1791471 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s С 25 В 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ..:: .;:: - "::-::::: 2 (21) 4813261/26 ..: (57) Использование; в системах газоснабже- (22) 10.04.90 ...,., -.; . ния хроматографов. Сущность изобретения: (46)30.01.93. Бюл,%4: .. установка включаетэлектролизер; Анодная (71) Дзержинский филиал Ленинградского; камера 1 и катодная камера 2 соединены научно-исследовательского и конструктор- трубопроводами с анодным сепаратором 3 ского-инстйтута химичеСкого машинострое-." и катодным сепаратором 4. Катодный сепания - ::. .: .:.; . ратор 4 соединен трубопроводом с анодной

: (72) В.П.Рогов и Ю.В.Шелковников . * камерой 1 и снабжен клапаном 6. Катодный (56) Авторское свидетельство СССР .:сепаратор 4 соединен трубопровоДом с тепМ 1002406, кл. С 25 В 1/12, 1981. лообменником -конденсатором 7, который расположен в анодном сепараторе 3, па гро(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДО- ном осушителем S и регулятором давления РОДА И КИСЛОРОДА водорода 9. 1 ил.!!.t t 791471

Изобретение относится к области технической электрохимии, в частности к электролизно-водородным генераторам, и может быть использовано в системах газоснабжения хроматографов.

Известна установка для получения водорода и кислорода, которая включаетэлектролизер с патрубками ввода и вывода воды, разделенный ионообменными мембранами на анодные и катодные камеры, соединенные с сепараторами анодных и катодных продуктов, деионизатор и патрон асушитель, Анодная камера электролиэера имеет входной штуцер для подачи воды из анодного сепаратора в анодную камеру через деионизатор и выходной штуцер для отвода смеси (кислород-вада) в анодный сепаратор, Катодная камера электролизера, имеет входной штуцер для подачи воды из род-вода) в катодный сепаратор. Установка содержит также колонку с керамической насадкой, размещенную между-катодным сепаратором и патроном осушителем. 25

Злектрализер работает в переменном режиме подпитки водой

Недостатком такой установки является невысокая производительность из-за переменной подпитки, т.к, при катодной подпит- 30 ке допустимая плотность така в 3-5 раз ниже, чем при анодной, а катодный цикл подпитки примерно в 10 раз дольше анодного и напряжение на ячейке электролизера при катодной подпитке выше, чем при анод- 35 ной. Все это приводит кувеличению энерго-. затрат, снижению производительности установки. Повышение напряжения на ячейке во время катодной подпитки снижает надежность работы устновки, Долив воды в установку осуществляется

40 только при полном осушении катоднога сепаратора, Это требует строгого контроля за уровнем воды в катодном сепараторе, Установление колонки с керамической насадкой выше катоднаго сепаратора, а также установление деиониэатора ниже электролизера, а также установление катаднога и анодного сепараторов равного объема, существенно увеличивают габариты устанав- 50 ки, Целью изобретения является повышение производительности и надежности установки.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для получения водорода и кислорода, включающей электролиэер с катодной и аноднай камерами, соединенными с катодным и анодным сепараторами, деионизатор и патрон-осушитель, катодный секатодного сепаратора в катадную камеру и 20 выходной штуцер для отвода смеси (водоnapaToð соединен трубопроводом с анодной камерой электролизера, снабжен поплавковым клапаном и соединен трубопрОводом с патроном-осушителем через теплообмен ник-конденсатор, расположенный в аноднам сепарат6ре ниже минимального уровня воды.

Благодаря тому, что катодный сепаратор соединен трубопроводом с анодной камерой электрализера, установка работает в режиме анодной подпитки, что позволяет павысйть производительность за счет увеличения плотности тока через электролизер, снизить энергозатраты, исключить повышение напряжения на ячейке благодаря созданию оптимального режима работы ионообменной мембраны, что повышает надежность работы установки.

Снабжение катодного сепаратора поплавковым клапаном повышает надежность работы установки за счет исключения переполнения катодного"сепаратора в результате повышения уровня (и поддержания постоянным давления водорода).

Соединение катодного сепаратора трубопроводом с патроном осушителем через теплообменник-конденсатор, расположенный в анодном сепараторе ниже минимального уровня воды позволяет канденсиравать пары воды.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена установка для получения водорода и кислорода с направлением потоков воды и газа.

Установка для получения водорода и кислорода содер>кит электролизер, разделенный ионообменнай мембраной на анодную камеру 1 и катодную камеру 2, соединенные трубопроводами с анодным сепаратором 3 и катодным сепаратором 4, Катодный сепаратор 4 дополнительно соединен с анодной камерой 1 электролизера через обратный клапан 5 и снабжен поплавковым клапаном б для удаления избытка воды и подпитки анодной камеры 1 электролизера. Катодный сепаратор 4 соединен через теплообменник-конденсатор 7, расположенный в анодном сепараторе 3 ниже минимального уровня воды с патроном осушителем 8 и регулятором 9 давления водорода. Для деионизации воды в анодном сепараторе 3 ниже минимального уровня воды расположен деионизатор 10.

Устройство работает следующим образам.

В анодный сепаратор 3 "-аливают воду до максимального уровня. Вода, проходя через деионизатар ll0, поступает в анодную камеру 1 электролиэера. Включают электролизер под нагрузку, Вода из анодной каме1791471

Составитель В. Рогов

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор Т. Иванова

Корректор; М. Ткач

Заказ 135 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ры 1 под действием электрического тока пе- анодной подпитки электролизера, повысить реходит через мембрану в катодную камеру надежность работы за счет стабилизации

2 электролизера, из которой вместе с обра- . энергетического режима, зовавшимся водородом поступает в катодный сепаратор 4. Отделившийся от воды 5 Ф о р мул а и зоб рете н и я водород из катодного сепаратора.4 поступа- Устачовка для получения водорода и ет в теплообменник-конденсатор 7, в кото- кислорода, включающая электролизер с каром конденсируются пары воды и стекают тодной и анодной камерами, соединенными обратно в катодный сепаратор 4, а водород с катодным и анодным сепараторами, патпоступает в патрон-осушитель 8 на осушку, 10 рон-осушитель, соединенный трубопровои, уже осушенный через регулятор 9 давле- дом с катодным сепаратором, о т л и ч а юния поступает потребителю, щ а я с я тем, что; с целью повышения проПо мере повышения уровня воды в ка- изводйтельности и надежности установки, тодном сепараторе 4 открывается поплав- она снабжена установленным в катодном ковый клапан 6 и вода через. обратный 15 сепараторе клапаном, размещенным в клапан 5 удаляется в анодную камеру 1 анодном сепараторе теплообменникомэлектролизера. Образующийся в анодной конденсатором, трубопроводом, соединяюкамере1электролизера кислородспарами щим катодный сепаратор с анодной воды поступает в анодный сепаратор 3 и, камерой; теплообменник-конденсаторустаотделившись от воды, выходит из установ- 20 новлен на трубопроводе, соединяющем каки. тодный сепаратор с патроном-осушителем, Использование предлагаемого изобрете- а клапан раз ещен на трубопроводе, соединия позволит повысить производительность няющем катодный сепаратор с анодной каработы установки за счет осуществления мерой.