Elektrolisis ialah fenomena kimia-fizikal dalam penguraian bahan kepada komponen melalui arus elektrik, yang digunakan secara meluas untuk tujuan industri. Berdasarkan tindak balas ini, agregat dibuat untuk penghasilan, contohnya, logam klorin atau bukan ferus.

Kenaikan berterusan dalam harga sumber tenaga telah menjadikan loji elektrolisis domestik popular. Apakah reka bentuk sedemikian, dan bagaimana untuk membuatnya di rumah?

Maklumat am tentang elektrolisis

Loji elektrolisis ialah peranti untuk elektrolisis yang memerlukan sumber tenaga luaran, secara struktur terdiri daripada beberapa elektrod yang diletakkan di dalam bekas yang diisi dengan elektrolit. Juga, pemasangan sedemikian boleh dipanggil peranti untuk membelah air.

Dalam unit sedemikian, parameter teknikal utama ialah produktiviti, yang bermaksud isipadu hidrogen yang dihasilkan sejam dan diukur dalam m³/j. Unit pegun membawa parameter ini dalam nama model, sebagai contoh, unit membran SEU-40 menghasilkan 40 meter padu sejam. m hidrogen.

Ciri-ciri lain peranti sedemikian bergantung sepenuhnya pada tujuan dan jenis pemasangan yang dimaksudkan. Sebagai contoh, apabila melakukan elektrolisis air, kecekapan unit bergantung pada parameter berikut:

1. Tahap potensi elektrod terkecil (voltan). Untuk operasi normal unit, ciri ini hendaklah dalam julat 1.8-2 V setiap plat. Jika bekalan kuasa mempunyai voltan 14 V, maka masuk akal untuk membahagikan kapasiti sel elektrolitik dengan larutan elektrolit ke dalam 7 sel dengan kepingan. Pemasangan sedemikian dipanggil sel kering. Nilai yang lebih kecil tidak akan memulakan elektrolisis, dan nilai yang lebih besar akan meningkatkan penggunaan tenaga;

1. Semakin kecil jarak antara komponen plat, semakin sedikit rintangan yang akan berlaku, yang, apabila arus yang besar berlalu, akan membawa kepada peningkatan dalam pengeluaran bahan gas;
2. Kawasan permukaan sisipan mempunyai kesan langsung terhadap produktiviti;
3. Imbangan terma dan tahap kepekatan elektrolit;
4. Bahan unsur elektrod. Emas adalah bahan yang mahal tetapi sesuai untuk digunakan dalam elektrolisis. Oleh kerana kosnya yang tinggi, keluli tahan karat sering digunakan.

Penting! Dalam pembinaan jenis yang berbeza, nilai akan mempunyai parameter yang berbeza.

Loji elektrolisis air juga boleh digunakan untuk tujuan seperti pembasmian kuman, penulenan dan penilaian kualiti air.

Prinsip operasi dan jenis elektrolisis

Peranti paling ringkas mempunyai elektrolisis yang membelah air kepada oksigen dan hidrogen. Ia terdiri daripada bekas dengan elektrolit di mana elektrod yang disambungkan kepada sumber tenaga diletakkan.

Prinsip operasi loji elektrolisis ialah arus elektrik yang melalui elektrolit mempunyai voltan yang mencukupi untuk menguraikan air menjadi molekul. Hasil daripada proses itu ialah anod membebaskan satu bahagian oksigen, dan katod menghasilkan dua bahagian hidrogen.

Jenis elektrolisis

Peranti untuk membelah air adalah daripada jenis berikut:

1. kering;
2. Mengalir melalui;
3. Membran;
4. Diafragma;
5. Beralkali.

jenis kering

Elektrolisis sedemikian mempunyai reka bentuk yang paling mudah (gambar di atas). Mereka mempunyai keanehan, yang terletak pada fakta bahawa manipulasi dengan bilangan sel memungkinkan untuk menghidupkan unit dari sumber dengan sebarang voltan.

jenis aliran

Pemasangan ini mempunyai dalam reka bentuk mandian yang diisi sepenuhnya dengan elektrolit dengan unsur elektrod dan tangki.

Prinsip operasi loji elektrolisis aliran adalah seperti berikut (dalam gambar di atas):

• semasa elektrolisis, elektrolit bersama-sama dengan gas diperah keluar melalui paip "B" ke dalam tangki "D";
• dalam tangki "D" proses pemisahan gas dari elektrolit berlaku;
• gas keluar melalui injap "C";
• larutan elektrolit kembali melalui tiub "E" ke mandi "A".

Menarik untuk diketahui. Prinsip operasi ini dikonfigurasikan dalam beberapa mesin kimpalan - pembakaran gas yang dipancarkan membolehkan anda mengimpal unsur-unsur.

Jenis membran

Loji elektrolisis jenis membran mempunyai reka bentuk yang serupa dengan elektrolisis lain, namun, elektrolit adalah bahan pepejal berasaskan polimer, yang dipanggil membran.

Membran dalam agregat tersebut mempunyai dua tujuan - pemindahan ion dan proton, pemisahan elektrod dan produk elektrolisis.

jenis diafragma

Apabila satu bahan tidak dapat menembusi dan menjejaskan bahan lain, diafragma berliang digunakan, yang boleh dibuat daripada kaca, gentian polimer, seramik atau bahan asbestos.

Jenis alkali

Elektrolisis tidak boleh berlaku dalam air suling. Dalam kes sedemikian, adalah perlu untuk menggunakan pemangkin, yang merupakan larutan alkali dengan kepekatan tinggi. Oleh itu, bahagian utama peranti elektrolisis boleh dipanggil alkali.

Penting! Perlu diingatkan bahawa penggunaan garam sebagai pemangkin adalah berbahaya, kerana gas klorin dibebaskan semasa tindak balas. Pemangkin yang ideal boleh menjadi natrium hidroksida, yang tidak menghakis elektrod besi dan tidak menyumbang kepada pembebasan bahan berbahaya.

Pengilangan sendiri elektrolisis

Sesiapa sahaja boleh membuat elektrolisis dengan tangan mereka sendiri. Untuk proses pemasangan reka bentuk yang paling mudah, bahan berikut akan diperlukan:

• kepingan keluli tahan karat (pilihan ideal ialah AISI 316L asing atau 03X16H15M3 domestik);
• bolt M6x150;
• pencuci dan kacang;
• tiub telus - anda boleh menggunakan paras air, yang digunakan untuk tujuan pembinaan;
• beberapa kelengkapan herringbone dengan diameter luar 8 mm;
• bekas plastik dengan jumlah 1.5 l;
• penapis kecil untuk air mengalir, seperti penapis untuk mesin basuh;
• periksa injap air.

Proses pemasangan

Pasang elektrolisis dengan tangan anda sendiri mengikut arahan berikut:

1. Langkah pertama ialah menanda dan seterusnya memotong kepingan keluli tahan karat ke dalam segi empat sama. Menggergaji boleh dilakukan dengan pengisar sudut (pengisar). Salah satu sudut dalam petak sedemikian mesti dipotong pada sudut untuk pengikat yang betul pada plat;
2. Seterusnya, anda perlu menggerudi lubang untuk bolt di seberang plat dari potongan sudut;
3. Sambungan plat mesti dilakukan secara bergantian: satu plat pada "+", seterusnya pada "-" dan seterusnya;
4. Di antara plat bercas berbeza harus ada penebat, yang bertindak sebagai tiub dari paras air. Ia mesti dipotong menjadi cincin, yang harus dipotong memanjang untuk mendapatkan jalur setebal 1 mm. Jarak sedemikian antara plat adalah mencukupi untuk pelepasan gas yang cekap semasa elektrolisis;
5. Plat diikat bersama dengan cara pencuci seperti berikut: mesin basuh dipasang pada bolt, kemudian plat, kemudian tiga pencuci, kemudian plat, dan seterusnya. Plat yang bercas positif dicerminkan kepada kepingan bercas negatif. Ini membolehkan anda mengelakkan menyentuh elektrod dengan tepi gergaji;

1. Apabila memasang plat, anda harus segera melindunginya dan mengetatkan kacang;
2. Selain itu, setiap plat mesti dibunyikan untuk memastikan tiada litar pintas;
3. Seterusnya, keseluruhan pemasangan mesti diletakkan di dalam kotak plastik;
4. Selepas itu, perlu menandakan tempat di mana bolt menyentuh dinding bekas, di mana untuk menggerudi dua lubang. Sekiranya bolt tidak sesuai dengan bekas, maka ia mesti dipotong dengan gergaji besi;
5. Seterusnya, bolt diketatkan dengan kacang dan pencuci untuk ketat struktur;

1. Selepas manipulasi telah dilakukan, anda perlu membuat lubang pada penutup bekas dan memasukkan kelengkapan ke dalamnya. Keketatan dalam kes ini boleh dipastikan dengan melincirkan sendi dengan pengedap berasaskan silikon;
2. Injap keselamatan dan penapis dalam reka bentuk terletak di saluran keluar gas dan berfungsi sebagai cara mengawal pengumpulannya yang berlebihan, yang boleh membawa kepada akibat yang buruk;
3. Loji elektrolisis dipasang.

Peringkat terakhir adalah ujian, yang dijalankan dengan cara ini:

• mengisi tangki dengan air ke paras bolt penetapan;
• menyambungkan kuasa ke peranti;
• sambungan ke pemasangan tiub, hujung bertentangan yang diturunkan ke dalam air.

Sekiranya arus lemah dikenakan pada loji, maka pelepasan gas melalui tiub akan hampir tidak dapat dilihat, tetapi ia boleh diperhatikan di dalam elektrolisis. Dengan meningkatkan arus elektrik, menambah mangkin alkali kepada air, seseorang boleh meningkatkan hasil bahan gas dengan ketara.

Elektroliser yang dihasilkan boleh menjadi sebahagian daripada banyak peranti, contohnya, penunu hidrogen.

Mengetahui jenis, ciri utama, reka bentuk dan prinsip operasi loji elektrolisis, adalah mungkin untuk memasang struktur buatan sendiri dengan betul, yang akan menjadi pembantu yang sangat diperlukan dalam pelbagai situasi seharian: dari mengimpal dan menjimatkan penggunaan bahan api kenderaan kepada operasi. daripada sistem pemanasan.

Video

Elektrolisis Ia adalah pecahan atau penulenan bahan di bawah pengaruh arus elektrik. Ini adalah proses redoks, pada salah satu elektrod - anod - proses pengoksidaan berlaku - ia dimusnahkan, dan pada katod - proses pengurangan - ion positif - kation tertarik kepadanya. Semasa elektrolisis, pemisahan elektrolitik berlaku - penguraian elektrolit (bahan konduktif) menjadi ion bercas positif dan negatif (beberapa darjah penceraian dibezakan). Apabila arus dihidupkan, elektron bergerak dari anod ke katod, manakala larutan elektrolit mungkin habis (jika ia mengambil bahagian dalam proses), ia perlu sentiasa diisi semula. Anod pengoksidaan juga boleh larut dalam larutan elektrolit - kemudian zarahnya memperoleh cas positif dan tertarik kepada katod.

Anod - elektrod bercas positif - pengoksidaan berlaku padanya
Katod - elektrod bercas negatif - ia sedang dipulihkan
Berdasarkan prinsip bahawa tidak seperti cas menarik, bersama-sama dengan ini datangpengasingan atau penyucian jirim.

Bahan elektrod mungkin berbeza, bergantung pada proses yang sedang berjalan. Jisim bahan yang diperolehi semasa interaksi elektrokimia ditentukan oleh hukum Faraday dan bergantung kepada cas (produk kekuatan semasa dan masa aliran semasa), juga bergantung kepada kepekatan elektrolit pada aktiviti bahan daripada yang mana elektrod dibuat. Anod adalah lengai - tidak larut, tidak bertindak balas dan aktif - mereka sendiri mengambil bahagian dalam interaksi (ia digunakan lebih jarang).

Untuk pembuatan anod, grafit, bahan karbon-grafit, platinum dan aloinya, plumbum dan aloinya, dan oksida logam tertentu digunakan; anod titanium digunakan dengan salutan aktif campuran oksida ruthenium dan titanium, serta platinum dan aloinya.

Anod tidak larut adalah komposisi berdasarkan tantalum dan titanium, gred khas grafit, plumbum dioksida, magnetit. Keluli biasanya digunakan untuk katod.

Jenis elektrolit berikut boleh digunakan untuk proses: larutan akueus garam, asid, bes; larutan bukan akueus dalam pelarut organik dan bukan organik; garam cair; elektrolit pepejal. Elektrolit datang dalam pelbagai peringkat kepekatan.

Bergantung pada matlamat tindak balas elektrolitik, pelbagai kombinasi jenis anod dan katod digunakan: mendatar dengan katod merkuri cecair, dengan katod menegak dan diafragma penapisan, dengan diafragma mendatar, dengan elektrolit mengalir, dengan elektrod bergerak, dengan elektrod pukal , dan lain-lain. Kebanyakan proses cenderung menggunakan bahan yang terbentuk pada kedua-dua anod dan katod, tetapi biasanya salah satu produk kurang berharga.

Elektrolisis mendapat aplikasi yang hebat dalam industri, ia juga digunakan dalam perubatan dan ekonomi negara.

Aplikasi utama elektrolisis:

• Pembersihan air untuk digunakan dalam ekonomi negara,
• Rawatan air sisa air terpakai daripada industri kimia.

Untuk mendapatkan bahan dan logam tanpa kekotoran:

• Metalurgi, hidrometalurgi - untuk pengeluaran aluminium dan banyak logam lain - aluminium daripada cair aluminium oksida dalam cryolite, magnesium (dari dolomit dan air laut), natrium (dari garam batu), litium, berilium, kalsium (dari kalsium klorida) , logam alkali dan nadir bumi.
• Dalam industri kimia, elektrolisis menghasilkan produk penting seperti klorat dan perklorat, asid persulfurik dan persulfat, kalium permanganat,
• Pengekstrakan elektrolitik logam - pengekstrakan elektro. Bijih atau pekat dipindahkan oleh reagen tertentu ke dalam larutan, yang, selepas dibersihkan, dihantar untuk elektrolisis. Ini adalah bagaimana zink, tembaga, kadmium diperolehi.
• penapisan elektrolitik. Anod larut diperbuat daripada logam, kekotoran yang terkandung dalam logam mentah anod memendakan dalam bentuk enapcemar anod (kuprum, nikel, timah, plumbum, perak, emas) semasa elektrolisis, dan logam tulen dibebaskan di katod.
• Dalam penyaduran elektrik - penyaduran elektrik - mendapatkan salutan pada logam yang meningkatkan sifat operasi atau hiasannya, dan penyaduran elektrik - mendapatkan salinan logam yang tepat bagi sebarang objek;
• Untuk mendapatkan filem pelindung oksida pada logam (anodizing); juga pemprosesan elektrokimia digunakan untuk menggilap permukaan produk dan mewarna logam,
• Terdapat penajaman elektrokimia alat pemotong, penggilap elektro, pengilangan elektrik,
• elektrolisis juga digunakan secara meluas dalam kejuruteraan radio.

Agihkan elektrolisis larutan akueus dan media lebur, serta penghasilan sumber arus elektrokimia itu sendiri - bateri, sel galvanik, bateri, yang prestasinya dipulihkan dengan menghantar arus ke arah yang bertentangan dengan arus yang mengalir semasa nyahcas .

Jenis utama loji elektrolisis:

• Pemasangan untuk pengeluaran dan penapisan aluminium;
• Pemasangan elektrolisis pengeluaran kanan ferus;
• Elektroliser pengeluaran nikel-kobalt;
• Pemasangan untuk elektrolisis magnesium;

• Pemasangan elektrolisis (pemurnian) kuprum;
• Tumbuhan untuk memohon salutan galvanik;
• Loji elektrolisis untuk pengeluaran klorin;

• Elektroliser untuk pembasmian kuman air.
• Electrolyzers menghasilkan hidrogen untuk loji kuasa nuklear.. dsb.

Hasil sampingan daripada banyak tindak balas redoks ialah oksigen.

Semasa elektrolisis, kekuatan arus, frekuensi dan voltannya, malah kekutuban dikawal, parameter ini mengawal kelajuan dan arah proses. Tindak balas elektrolisis sentiasa dijalankan pada arus terus, kerana ketekalan kutub adalah sangat penting di sini. Dalam kes yang sangat jarang berlaku, apabila kekutuban tidak ketara, arus ulang alik digunakan (contohnya, dalam elektrolisis gas).

Mengikut reka bentuk peranti katod, elektrolisis aluminium moden dibahagikan kepada

• Elektroliser dengan bahagian bawah dan tanpa bahagian bawah,
• Dengan perapian yang disumbat dan blok;
• mengikut kaedah bekalan semasa: dengan skema busbar satu sisi dan dua sisi;
• mengikut kaedah memerangkap gas: untuk elektrolisis jenis terbuka, dengan sedutan gas loceng dan jenis tertutup.

Ciri-ciri yang tidak memuaskan bagi semua reka bentuk elektrolisis aluminium yang sedia ada termasuk pekali penggunaan elektrik yang tidak cukup tinggi, hayat perkhidmatan yang singkat dan kecekapan yang tidak mencukupi untuk memerangkap gas ekzos. Penambahbaikan lanjut reka bentuk elektrolisis harus mengikut laluan peningkatan kapasiti unitnya, mekanisasi dan automasi semua operasi penyelenggaraan, penangkapan lengkap semua gas ekzos dengan penjanaan semula komponen berharganya yang seterusnya.

Loji elektrolisis industri mempunyai banyak jenis pembinaan, yang utama adalah membran dan diafragma. Terdapat juga loji elektrolisis kering, basah dan mengalir. Secara umum, pemasangan adalah sistem tertutup yang mengandungi elektrod yang diletakkan dalam komposisi elektrolit, yang mana arus elektrik dengan ciri-ciri tertentu dibekalkan. Sel elektrolisis boleh digabungkan menjadi bateri. Terdapat juga elektrolisis bipolar - di mana setiap elektrod, kecuali yang ekstrem, berfungsi pada satu tangan sebagai anod, sebaliknya sebagai katod.

Peralatan ini beroperasi pada tekanan yang berbeza, bergantung pada jenis tindak balas. Bahan tertentu, seperti gas, memerlukan peraturan tekanan atau keadaan khas. Anda juga perlu memantau tekanan gas, yang merupakan hasil sampingan tindak balas elektrolitik. Loji elektrolisis yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen di loji kuasa beroperasi di bawah tekanan lampau sehingga 10 kgf/cm2 (1 MPa).
Pemasangan juga berbeza dalam prestasinya.

Sebahagian daripada mereka menggunakan mekanisme elektrik linear. Sebagai contoh, ia digunakan untuk menggerakkan elektrod, melaraskan paras elektrolit, menggerakkan tangki, mandian elektrolit, dsb. Satu contoh reka bentuk sedemikian ditunjukkan dalam lukisan.

Semua loji elektrolisis mesti dibumikan. Untuk mengendalikan elektroliser industri yang besar, unit penerus atau pencawang penukar diperlukan untuk menukar arus ulang alik kepada arus terus. Pencahayaan tempatan pegun di kedai elektrolisis (bangunan, dewan) biasanya tidak diperlukan. Pengecualian adalah kemudahan pengeluaran utama loji elektrolisis untuk pengeluaran klorin.

Teknologi elektrolisis industri dibahagikan kepada beberapa jenis:

• PFPB - teknologi elektrolisis menggunakan anod bakar dan penyuap titik
• CWPB - elektrolisis menggunakan anod bakar dan rasuk penebuk di tengah
• SWPB - pemprosesan persisian sel anod bakar
• VSS - Teknologi Soderberg dengan petunjuk arus teratas
• HSS - Teknologi Soderberg dengan bekalan kuasa sisi

Jumlah terbesar pelepasan khusus daripada elektrolisis diambil kira oleh proses elektrolisis berdasarkan teknologi Soderberg. Teknologi ini paling banyak digunakan dalam peleburan aluminium di Rusia dan China. Isipadu pelepasan khusus daripada elektrolisis sedemikian jauh lebih tinggi berbanding dengan teknologi lain. Bilangan pelepasan fluorokarbon juga dikurangkan dengan mengkaji parameter teknologi kesan anod, pengurangan yang juga mempengaruhi jumlah pelepasan.

Model elektrolisis industri

Anod karbon (dan grafit ialah alotop karbon) mempunyai kelemahan yang ketara - semasa tindak balas mereka mengeluarkan karbon dioksida ke atmosfera, dengan itu mencemarkannya. Pada masa ini, teknologi anod lengai amat relevan; kini teknologi ini sedang diuji oleh pengeluar aluminium yang terkenal. Intipatinya ialah anod bebas karbon yang tidak memasuki tindak balas digunakan, dan sebagai hasil sampingan, bukan karbon dioksida, tetapi oksigen tulen dibebaskan ke atmosfera.

Teknologi ini dengan ketara meningkatkan keramahan alam sekitar pengeluaran, tetapi setakat ini ia berada di peringkat ujian.

Walaupun pelbagai jenis elektrolit, elektrod, elektrolisis, terdapat masalah biasa elektrolisis teknikal. Ini termasuk pemindahan cas, haba, jisim, pengagihan medan elektrik. Untuk mempercepatkan proses pemindahan, adalah dinasihatkan untuk meningkatkan kelajuan semua aliran dan menggunakan perolakan paksa. Proses elektrod boleh dikawal dengan mengukur arus had.

Menggunakan prinsip mendapatkan hidrogen melalui elektrolisis larutan alkali berair, saya memutuskan untuk membuat radas ringkas dan padat, mudah untuk bekerja dengan bahagian kecil, apabila pematerian dengan pemateri keras. Oleh kerana dimensi luaran elektrolisis yang kecil, ia akan mendapat tempat walaupun pada desktop kecil, dan penggunaan penerus standard untuk mengecas semula bateri sebagai unit elektrolitik memudahkan pembuatan unit dan menjadikannya selamat untuk digunakan.

Prestasi radas yang agak kecil, tetapi cukup mencukupi memungkinkan untuk memudahkan reka bentuk pengedap air dan menjamin keselamatan kebakaran dan letupan.

Peranti elektrolisis

Di antara dua papan, disambungkan oleh empat pin, terdapat bateri plat keluli-elektrod yang dipisahkan oleh gelang getah. Rongga dalaman bateri diisi separuh dengan larutan berair KOH atau NaOH. Voltan malar yang dikenakan pada plat menyebabkan elektrolisis air dan pembebasan gas hidrogen dan oksigen.

Campuran ini dilepaskan melalui tiub PVC yang diletakkan pada pemasangan ke dalam bekas perantaraan, dan daripadanya ke dalam kunci air, yang diperbuat daripada dua kartrij kosong untuk mengisi minyak pemetik api gas (tin kilang Severny Press di Leningrad boleh digunakan). Gas yang telah melalui campuran air dan aseton yang diletakkan di sana dalam nisbah 1: 1 mempunyai komposisi yang diperlukan untuk pembakaran dan, dialihkan oleh tiub lain ke dalam muncung - jarum dari picagari perubatan, terbakar di saluran keluarnya dengan suhu kira-kira 1800 ° C.

nasi. 1. Penunu air.

Untuk papan elektrolisis, saya menggunakan plexiglass tebal, tebal 25 mm. Bahan ini mudah diproses, tahan kimia terhadap tindakan elektrolit dan membolehkan anda mengawal parasnya secara visual untuk menambah air suling melalui lubang pengisian jika perlu.

Plat boleh dibuat daripada kepingan logam (keluli tahan karat, nikel, jeruk atau besi pengubah) dengan ketebalan 0.6-0.8 mm. Untuk kemudahan pemasangan, ceruk bulat diperah keluar di dalam plat untuk cincin meterai getah, kedalamannya dengan ketebalan cincin 5-6 mm hendaklah 2-3 mm.

Gelang yang direka untuk mengelak rongga dalaman dan menebat elektrik plat dipotong daripada kepingan minyak dan getah petrol atau tahan asid. Ia tidak sukar untuk melakukan ini secara manual, tetapi ia masih sesuai untuk melakukannya dengan pemotong bulat.

Empat stud keluli M8 yang menyambungkan bahagian-bahagiannya ditebat dengan kambrik 10mm dan diulirkan ke dalam lubang 11mm yang sepadan.

Bilangan plat dalam bateri ialah 9. Ia ditentukan oleh parameter unit bekalan kuasa: kuasa dan voltan maksimumnya - pada kadar 2 V setiap plat. Arus yang digunakan bergantung pada bilangan plat yang terlibat (semakin sedikit daripadanya, semakin besar arus) dan pada kepekatan larutan alkali. Dalam penyelesaian yang lebih pekat, arusnya kurang, tetapi lebih baik menggunakan penyelesaian 4-8% - ia tidak berbuih begitu banyak semasa elektrolisis.

Terminal kenalan dipateri ke tiga plat pertama dan terakhir. Pengecas standard untuk bateri kereta VA-2, disambungkan kepada 8 plat, pada voltan 17 V dan arus kira-kira 5 A, memberikan prestasi yang diperlukan bagi campuran mudah terbakar untuk muncung - jarum dengan dalaman 0.6 mm. Nisbah optimum diameter jarum muncung dan prestasi elektrolisis ditentukan secara empirik - supaya zon pencucuhan campuran terletak di luar jarum. Sekiranya produktiviti rendah atau diameter lubang terlalu besar, pembakaran akan bermula di dalam jarum itu sendiri, yang akan cepat panas dan cair daripada ini.

Penghalang yang boleh dipercayai terhadap penyebaran nyalaan melalui tiub bekalan di dalam elektrolisis ialah kunci air yang paling mudah, yang diperbuat daripada dua kartrij kosong untuk mengisi semula pemetik api gas. Kelebihan mereka adalah sama seperti bahan papan: kemudahan pemesinan, rintangan kimia dan lutsinar, yang memungkinkan untuk mengawal paras cecair dalam meterai air. Tangki perantaraan menghapuskan kemungkinan mencampurkan elektrolit dan komposisi pengedap air dalam mod operasi intensif atau di bawah tindakan vakum yang berlaku apabila kuasa dimatikan. Dan untuk mengelakkan ini pasti, pada akhir kerja, anda harus segera memutuskan sambungan tiub dari elektrolisis. Kelengkapan bekas diperbuat daripada tiub tembaga 4 dan 6 mm, ia dipasang di dinding atas tin pada benang. Melalui mereka, komposisi meterai air diisi dan kondensat disalirkan dari tangki pemisah. Corong yang sangat baik untuk ini akan datang dari tin semburan kosong yang lain, dipotong. separuh dan dengan tiub nipis dipasang di tempat injap.

Sambungkan sel elektrolitik dengan bekas perantaraan dengan tiub polivinil klorida 5 mm pendek, yang terakhir dengan pengedap air, dan pemasangan alur keluarnya dengan tiub yang lebih panjang dengan muncung jarum (Anda boleh menggunakan picagari perubatan dengan jarum sebagai muncung) . Di dalam pemegang ( picagari ) diletakkan pembungkusan pemadam api - jaring loyang yang digulung menjadi lingkaran.

nasi. 2. Peranti Elektrolisis:
1 - tiub PVC penebat 10 mm, 2 - stud M8 (4 pcs.), 3 - nat M8 dengan mesin basuh (4 pcs.), 4 - papan kiri, 5 - plug-bolt M10 dengan mesin basuh, 6 - plat, 7 - gelang getah, 8 - pemasangan, 9 - mesin basuh, 10 - tiub PVC 5 mm, 11 - papan kanan, 12 - pemasangan pendek (3 pcs.), 13 - tangki perantaraan, 14 - tapak, 15 - terminal, 16 - tiub gelembung , 17 - muncung-jarum, 18 - badan kunci air.

Hidupkan penerus, laraskan voltan atau bilangan plat yang disambungkan kepada arus undian dan nyalakan gas yang keluar dari muncung.

Jika anda memerlukan lebih prestasi - tambah bilangan plat dan gunakan bekalan kuasa yang lebih berkuasa - dengan LATR dan penerus mudah. Suhu nyalaan juga boleh diterima oleh beberapa pelarasan oleh komposisi meterai air. Apabila ia mengandungi hanya air, campuran mengandungi banyak oksigen, yang dalam beberapa kes tidak diingini. Dengan menuang metil alkohol ke dalam kunci air, campuran boleh diperkaya dan suhu dinaikkan kepada 2600 ° C. Untuk mengurangkan suhu nyalaan, kunci air diisi dengan campuran aseton dan air dalam nisbah 1: 1. Walau bagaimanapun , dalam kes-kes yang terakhir, seseorang tidak sepatutnya lupa untuk mengisi semula kandungan kunci air.

Yu. ORLOV, Troitsk, wilayah Moscow
Dihantar oleh: Modeller Constructor

Pada masa ini di Rusia, semakin banyak bekalan air dan kemudahan sanitasi, serta industri, enggan menggunakan klorin cecair komersial dan hipoklorit, membuat pilihan memihak kepada mengatur sintesis mereka sendiri reagen yang diperlukan secara langsung pada objek penggunaan.

Pengeluaran memerlukan natrium klorida (garam), air, elektrik.

Sebab-sebab penolakan ini:

1. Klorin cecair sangat berbahaya.

Walaupun kos klorin rendah, langkah dan kos yang berkaitan dengan penggunaannya sangat merumitkan dan meningkatkan kos keseluruhan proses pengeluaran.

2. Natrium hipoklorit komersial (GPCHN 19%) adalah sangat mahal.

Kos 1 tan jenama GPkhN A tidak melebihi 20-30 ribu rubel. Walau bagaimanapun, jumlah natrium hipoklorit bersamaan dengan 1 tan klorin sudah 100-150 ribu rubel. (memandangkan hipoklorit mengandungi hanya 15-19% klorin aktif dan cenderung untuk mengurai lagi).

Kelebihan peralatan elektrolisis:

• penepian kos keselamatan semasa pengangkutan dan penyimpanan;
• semasa pengendalian peralatan elektrolisis, kemalangan yang berkaitan dengan kebocoran sejumlah besar reagen adalah mustahil. Objek operasi loji elektrolisis untuk sintesis reagen klorin bukan milik HIF dan tidak termasuk dalam daftar yang sepadan;
• kebebasan daripada pembekal - reagen dihasilkan dalam kuantiti yang diperlukan, prestasi dikawal, yang meningkatkan kecekapan tenaga kemudahan;
• bahan mentah yang murah - garam teknikal yang paling murah boleh digunakan untuk sintesis. Ini akan memerlukan pemasangan peralatan tambahan untuk membersihkan air garam yang memasuki elektrolisis, bagaimanapun, kos ini dibayar dalam masa kurang daripada 1 tahun disebabkan oleh penjimatan yang ketara dalam bahan mentah;
• reagen yang terhasil adalah lebih murah daripada yang komersial;
• untuk kemudahan bekalan air yang menggunakan pemasangan UV sebagai kaedah utama pembasmian kuman - apabila memperkenalkan peralatan UV, adalah mustahil untuk sepenuhnya meninggalkan penggunaan reagen klorin, kerana ia adalah perlu untuk memastikan keadaan kebersihan struktur dan rangkaian, serta keselamatan mengangkut air kepada pengguna. Loji elektrolisis, bersama-sama dengan peralatan UV, memenuhi sepenuhnya keperluan untuk klorin, manakala objek dikecualikan daripada daftar HIF.

Loji elektrolisis menghasilkan reagen yang berbeza:

• air klorin atau klorin (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff, Aquachlor-Membrane/Diaphragm);
• gabungan disinfektan dengan peningkatan kecekapan - larutan oksidan yang mengandungi klorin, klorin dioksida, ozon (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• HPCHN kepekatan rendah 0.8% (LET-EPM, Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• sangat pekat HPCHN 15-19% (Aquachlor-Membrane/Diaphragm).

Semua reagen ini sesuai untuk tujuan pembasmian kuman air. Satu-satunya had ialah pH air yang akan dibasmi kuman pada titik kemasukan reagen - untuk air dengan pH melebihi 7.5, disyorkan untuk menggunakan air klorin dan bukannya hipoklorit, yang tidak berkesan dalam persekitaran beralkali.

Marilah kita membincangkan dengan lebih terperinci tentang setiap jenis peralatan LET LLC:

Aquachlor dan Aquachlor-Beckhoff:

• reagen yang terhasil telah meningkatkan kecekapan;
• modul individu mempunyai prestasi yang sedikit. Ini membolehkan fleksibiliti dalam bertindak balas
• keperluan untuk reagen. Prestasi optimum kompleks adalah sehingga 250-500 kg klorin aktif setiap hari;
• kekerapan penggantian reaktor - 1 kali dalam 3-5 tahun;
• kemudahan penyelenggaraan.

LET-EPM:

• produktiviti kompleks tanpa had;
• kemudahan operasi dan keperluan rendah untuk kualiti bahan mentah;
• kekerapan penggantian (overcoating) blok elektrod - sekali setahun;
• reagen sesuai untuk kebanyakan objek.

Aquachlor-Diafragma:

• kemungkinan mendapatkan air klorin dan HPCHN pekat 19%, serta pengeluaran serentak reagen ini;
• kekerapan penggantian salutan elektrod dan diafragma - tidak lebih daripada 1 kali dalam 10 tahun;
• keperluan tinggi untuk kualiti larutan garam;
• kemungkinan membilas diafragma dan kembali bekerja sekiranya berlaku pencemaran dengan garam kualiti yang tidak mencukupi;

Membran Aquachlor:

• produktiviti kompleks yang tidak terhad (tetapi tidak kurang daripada 50-100 kg / hari);
• kemungkinan mendapatkan klorin dan HPCHN pekat 19% ketulenan tinggi, sesuai untuk sintesis;
• kekerapan penggantian salutan elektrod dan membran - tidak lebih daripada 1 kali dalam 10 tahun;
• keperluan yang sangat tinggi untuk kualiti larutan garam;
• dalam kes pencemaran membran, ia mesti diganti dengan yang baru;
• penyelenggaraan peralatan memerlukan kakitangan yang berkelayakan.

Kos produk akhir (dalam tertib menaik, dari lebih rendah ke lebih tinggi):

• Aquachlor-Diafragma
• Membran Aquahdlor
• Aquachlor/Aquachlor-Beckhoff
• LET-EPM

ELEKTROSPET

ELEKTROSPET

Pemasangan elektrokimia dan elektrofizikal, pemasangan elektrolisis

Elektrolisis- ini adalah fenomena pelepasan bahan pada elektrod apabila arus melalui elektrolit, proses pengoksidaan dan pengurangan pada elektrod, disertai dengan pemerolehan atau kehilangan elektron oleh zarah bahan.
elektrolisis- ini adalah mandian di mana prosesnya berjalan dengan penyerapan tenaga elektrik.
Prinsip operasi boleh dilihat dalam rajah sel elektrolitik dengan pembubaran anodik dan pemendapan katodik (Gamb. 1.3-1).

Elemen utama pemasangan ialah: elektrolit (1), elektrod (2) dan sumber kuasa (3).
Voltan pasu (U) terdiri daripada tiga komponen:

Lapisan elektrik berganda terbentuk berhampiran permukaan elektrod, yang menentang kemasukan dan keluar ion. Untuk melemahkan rintangan, gunakan:
- peredaran elektrolit, untuk penyamaan suhu;
- getaran elektrod;
- bekalan kuasa pensuisan.
Dalam industri, elektrolisis logam dan persekitaran awal ditentukan oleh potensi elektrik logam yang dilepaskan.
Logam dengan potensi positif diasingkan daripada asas draf pepejal dengan melarutkannya (contohnya, tembaga dengan potensi "+0.34 V").
Logam dengan potensi negatif lebih terpencil daripada larutan garamnya (contohnya, zink dengan potensi "-0.76 V").
Logam dengan potensi negatif kurang terpencil daripada cair garamnya (contohnya, aluminium dengan potensi "-1.43").
Nota - Keupayaan logam ditakrifkan berhubung dengan "hidrogen", di mana potensi elektrik adalah "sifar".
Elektrolisis kuprum Ia digunakan untuk mendapatkan kuprum elektrolitik tulen daripada kuprum lepuh (diperolehi selepas peleburan dalam relau) dan untuk mengekstrak logam berharga yang terkandung di dalamnya.
Proses ini dijalankan dalam mandi elektrolisis.
Anod adalah kuprum lepuh tuang dalam bentuk plat setebal 35...45 mm dan seberat kira-kira 300 kg.
Katod adalah kuprum elektrolitik (tulen) dalam bentuk plat 0.6 ... 0.7 mm tebal, digantung pada telinga antara anod. Jarak antara anod dan katod bersebelahan ialah 35...40 mm.
Elektrolit yang diisikan mandi ialah larutan akueus kuprum sulfat (CuSO 4), diasidkan dengan asid sulfurik (H 2 S0 4) untuk mengurangkan rintangan.

Untuk menyamakan kepekatan ion kuprum pada elektrod dan memberikan suhu yang diperlukan, peredaran langsung elektrolit digunakan, yang dibekalkan dari bawah dan disalirkan dari bahagian atas tab mandi.
Elektrolisis zink digunakan untuk mendapatkan zink (Zn) berkualiti tinggi daripada larutan akueus garamnya.
Katod adalah plat aluminium setebal 4 mm. Anod adalah plat plumbum dengan ketebalan 5 ... 8 mm, dengan penambahan 1% perak untuk mengurangkan kakisan.
Elektrolit ialah 5 ... 6% larutan akueus zink sulfat (ZnS0 4) dan asid sulfurik (H 2 S0 4). Semasa elektrolisis, zink logam (Zn) dimendapkan pada katod, yang dikeluarkan secara berkala.
Gas hidrogen (H) dibebaskan di anod, dan asid sulfurik (H 2 S0 4) terbentuk dalam larutan.

Penyingkiran zink dari katod dilakukan sehingga 2 kali sehari, kemudian ia dibasuh, dibentuk menjadi beg dan dicairkan dalam relau.
Dalam proses elektrolisis, haus katod adalah kira-kira 1.5 kg/t zink, dan anod - 0.8...1.5 kg/t zink.
Peningkatan mendadak dalam penurunan voltan merentasi tab mandi (sehingga 3.3 ... 3.6 V) menunjukkan keperluan untuk membersihkan anod daripada enapcemar.
Keperluan sedemikian untuk membersihkan anod - sekali setiap 20 ... .25 hari, dan katod - sekali setiap 10 hari.
Enap cemar dikeluarkan melalui lubang di bahagian bawah tab mandi.
Di kedai elektrolisis, mandian dipasang bersebelahan dengan sisi panjang 20 ... 30 keping dan disambungkan ke dalam satu blok.
Untuk mengekalkan suhu yang ditetapkan, tab mandi disejukkan dengan air yang dibekalkan melalui gegelung aluminium atau karbon.
Untuk mengurangkan evolusi hidrogen pada katod, surfaktan ditambah kepada larutan.
elektrolisis aluminium digunakan untuk mendapatkan aluminium (Al) berkualiti tinggi daripada garam cair melalui elektrolisis.
Anod adalah elektrod karbon, yang digunakan dalam proses elektrolisis, kerana ia berada dalam persekitaran yang sangat agresif.
Anod digantung pada bingkai boleh alih, yang secara automatik bergerak di sepanjang struktur logam relau. Isyarat kawalan ialah kehilangan voltan dalam elektrolit.
Elektrolit ialah larutan aluminium oksida (AI 2 O 3) dalam kriolit cair (Na 3 AlF 6). Kehadiran fluorin (F 6) menjadikan medium sangat agresif.
Katod ialah blok perapian relau.
Arus dibekalkan ke mandi dari dua sisi.
Ke anod - sepanjang pakej tayar aluminium, sepanjang konduktor tembaga fleksibel, sepanjang pin keluli.
Ke katod - melalui konduktor khas (mekar).
Dimensi anod ditentukan oleh kuasa mandi yang diberikan dan ketumpatan arus yang dibenarkan.

Elektroliser digabungkan menjadi satu siri 160 ... 170 keping, dan 4 ... 5 daripadanya adalah simpanan.
Menuang logam dari tab mandi dengan senduk vakum
Aluminium yang dituangkan dari tab mandi memasuki pengadun bangunan faundri, di mana, selepas purata dan mengendap, ia dituangkan ke dalam jongkong.