Elektroliza je kemično-fizikalni pojav razgradnje snovi na komponente s pomočjo električnega toka, ki se široko uporablja v industrijske namene. Na podlagi te reakcije se izdelajo agregati za proizvodnjo na primer klora ali barvnih kovin.

Zaradi nenehnega naraščanja cen energentov so elektrolizne naprave za gospodinjstvo postale priljubljene. Kaj so takšne strukture in kako jih narediti doma?

Splošne informacije o elektrolizerju

Elektrolizna naprava je naprava za elektrolizo, ki zahteva zunanji vir energije, strukturno sestavljen iz več elektrod, ki so nameščene v posodi, napolnjeni z elektrolitom. Tudi takšno namestitev lahko imenujemo naprava za cepljenje vode.

V takih enotah je glavni tehnični parameter produktivnost, kar pomeni količino proizvedenega vodika na uro in se meri v m³ / h. Stacionarne enote nosijo ta parameter v imenu modela, na primer membranska enota SEU-40 proizvede 40 kubičnih metrov na uro. m vodika.

Druge značilnosti takšnih naprav so v celoti odvisne od predvidenega namena in vrste inštalacij. Na primer, pri izvajanju elektrolize vode je učinkovitost enote odvisna od naslednjih parametrov:

1. Raven najnižjega potenciala elektrode (napetost). Za normalno delovanje enote mora biti ta lastnost v območju 1,8-2 V na ploščo. Če ima napajalnik napetost 14 V, je smiselno razdeliti kapaciteto elektrolitske celice z raztopino elektrolita na 7 celic v listih. Takšna namestitev se imenuje suha celica. Nižja vrednost ne bo sprožila elektrolize, višja vrednost pa bo močno povečala porabo energije;

1. Manjša kot je razdalja med komponentami plošče, manjši bo upor, ki bo ob prehajanju velikega toka povzročil povečanje proizvodnje plinaste snovi;
2. Površina plošč neposredno vpliva na zmogljivost;
3. Toplotna bilanca in stopnja koncentracije elektrolitov;
4. Material elektrodnih elementov. Zlato je drag, a idealen material za uporabo v elektrolitskih celicah. Zaradi visokih stroškov se pogosto uporablja nerjaveče jeklo.

Pomembno! V konstrukcijah drugačne vrste bodo vrednosti imele različne parametre.

Naprave za elektrolizo vode se lahko uporabljajo tudi za namene, kot so dekontaminacija, čiščenje in ocena kakovosti vode.

Načelo delovanja in vrste elektrolizerja

Najpreprostejša naprava je elektrolizer, ki vodo razdeli na kisik in vodik. Sestavljeni so iz posode z elektrolitom, v katero so nameščene elektrode, povezane z virom energije.

Načelo delovanja elektrolizne naprave je, da ima električni tok, ki prehaja skozi elektrolit, napetost, ki zadostuje za razgradnjo vode na molekule. Rezultat postopka je, da anoda sprosti en del kisika, katoda pa dva dela vodika.

Vrste elektrolizatorjev

Naprave za cepljenje vode so naslednjih vrst:

1. Suha;
2. tekoče;
3. membrana;
4. diafragma;
5. alkalna.

Suha vrsta

Ti elektrolizerji imajo najpreprostejšo zasnovo (slika zgoraj). Imajo posebnost, ki je v tem, da manipulacija s številom celic omogoča napajanje enote iz vira s katero koli napetostjo.

Vrsta toka

Te instalacije imajo v svoji zasnovi kopel, v celoti napolnjeno z elektrolitom z elektrodnimi elementi in rezervoarjem.

Načelo delovanja pretočne elektrolizne naprave je naslednje (iz zgornje slike):

• med elektrolizo se elektrolit skupaj s plinom skozi cev "B" iztisne v rezervoar "D";
• v rezervoarju "D" poteka postopek ločevanja plina od elektrolita;
• plin izstopa skozi ventil "C";
• raztopina elektrolita se vrne skozi cev "E" v kopel "A".

Zanimivo vedeti. To načelo delovanja je zastavljeno pri nekaterih varilnih aparatih – zgorevanje izpuščenega plina omogoča varjenje elementov.

Vrsta membrane

Naprava za membransko elektrolizo ima podobno zasnovo kot drugi elektrolizerji, vendar kot elektrolit deluje trdna snov na osnovi polimera, ki se imenuje membrana.

Membrana v takšnih enotah ima dvojni namen - prenos ionov in protonov, ločevanje elektrod in produktov elektrolize.

Tip diafragme

Kadar ena snov ne more prodreti in vplivati ​​na drugo, se uporablja porozna diafragma, ki je lahko izdelana iz stekla, polimernih vlaken, keramike ali azbestnega materiala.

Alkalni tip

Elektroliza ne more potekati v destilirani vodi. V takih primerih je treba uporabiti katalizatorje, ki so alkalne raztopine visoke koncentracije. V skladu s tem lahko večino naprav za elektrolizo imenujemo alkalne.

Pomembno! Treba je opozoriti, da je uporaba soli kot katalizatorja škodljiva, saj se med reakcijo sprošča plinast klor. Natrijev hidroksid je lahko idealen katalizator, ki ne korodira železnih elektrod in ne prispeva k sproščanju škodljivih snovi.

Samostojen elektrolizer

Vsak lahko naredi elektrolizer z lastnimi rokami. Za postopek montaže najpreprostejšega dizajna bodo potrebni naslednji materiali:

• pločevina iz nerjavečega jekla (idealne možnosti so tuja AISI 316L ali domača 03X16H15M3);
• vijaki М6х150;
• podložke in matice;
• prozorna cev - lahko uporabite nivo vode, ki se uporablja za gradbene namene;
• več fitingov ribje kosti z zunanjim premerom 8 mm;
• plastična posoda s prostornino 1,5 litra;
• majhen filter, ki filtrira tekočo vodo, na primer filter za pralne stroje;
• protipovratni ventil za vodo.

Postopek gradnje

Montaža elektrolizerja naredi sam po naslednjih navodilih:

1. Prvi korak je označevanje in nadaljnje žaganje pločevine iz nerjavnega jekla na enake kvadrate. Žaganje se lahko opravi s kotno brusilko (brusilko). Za pravilno pritrditev plošč je treba enega od vogalov v takšnih kvadratih rezati pod kotom;
2. Nato morate izvrtati luknjo za sornik na strani plošče, nasprotni od vogala;
3. Povezovanje plošč je treba opraviti po vrsti: ena plošča na "+", naslednja na "-" in tako naprej;
4. Med različno nabitimi ploščami naj bo izolator, ki cev štrli iz nivoja vode. Narežemo ga na kolobarje, ki jih prerežemo po dolžini, da dobimo trakove debeline 1 mm. Ta razdalja med ploščami zadostuje za učinkovito razvijanje plina med elektrolizo;
5. Plošče so med seboj pritrjene s pomočjo podložk, kot sledi: na vijak se namesti podložka, nato plošča, nato tri podložke, za ploščo itd. Plošče, pozitivno nabite, so razporejene v zrcalni podobi negativno nabitih listov. To vam omogoča, da preprečite, da bi se žagani robovi dotikali elektrod;

1. Ko sestavljate plošče, jih morate takoj izolirati in priviti matice;
2. Prav tako mora biti vsaka plošča obročkana, da se zagotovi, da ni kratkega stika;
3. Nadalje je treba celoten sklop postaviti v plastično škatlo;
4. Po tem je treba označiti mesta, kjer se vijaki dotikajo sten posode, kjer je treba izvrtati dve luknji. Če se vijaki ne prilegajo v posodo, jih je treba rezati z nožno žago;
5. Nadalje so vijaki zategnjeni z maticami in podložkami za tesnost konstrukcije;

1. Po opravljenih manipulacijah boste morali v pokrovu posode narediti luknje in vanje vstaviti okovje. Tesnost v tem primeru je mogoče zagotoviti s tesnjenjem spojev s tesnilnimi masami na osnovi silikona;
2. Varnostni ventil in filter v konstrukciji se nahajata na izhodu plina in služita kot sredstvo za nadzor njegovega prekomernega kopičenja, kar lahko povzroči katastrofalne posledice;
3. Enota za elektrolizo je sestavljena.

Zadnja faza je testiranje, ki se izvaja na naslednji način:

• napolnite posodo z vodo do nivoja pritrdilnih vijakov;
• priključitev napajanja na napravo;
• priključek na priključek cevi, katerega nasprotni konec je spuščen v vodo.

Če se na inštalacijo uporabi šibek tok, bo izpust plina skozi cev skoraj neopazen, vendar ga je mogoče opaziti znotraj elektrolizerja. S povečanjem električnega toka, dodajanjem alkalnega katalizatorja v vodo, se lahko znatno poveča donos plinaste snovi.

Proizvedeni elektrolizator je lahko del številnih naprav, na primer vodikovega gorilnika.

Če poznamo vrste, osnovne značilnosti, napravo in načelo delovanja elektroliznih naprav, je mogoče izvesti pravilno montažo samostojne konstrukcije, ki bo nepogrešljiv pomočnik v različnih vsakdanjih situacijah: od varjenja in varčevanja s porabo goriva. vozil za delovanje ogrevalnih sistemov.

Video

Elektroliza- To je cepitev ali čiščenje snovi pod vplivom električnega toka. To je redoks proces, na eni od elektrod - anodi - poteka oksidacijski proces - uniči se, na katodi - redukcijski proces - se pritegnejo pozitivni ioni - kationi. Med elektrolizo pride do elektrolitske disociacije - razpada elektrolita (prevodne snovi) na pozitivno in negativno nabite ione (sproščajo več stopenj disociacije). Ko je tok vklopljen, se elektroni premikajo od anode do katode in raztopina elektrolita se lahko izčrpa (če sodeluje v procesu), jo je treba nenehno dopolnjevati. Oksidirajoča anoda se lahko raztopi tudi v raztopini elektrolita – takrat njeni delci pridobijo pozitiven naboj in se pritegnejo k katodi.

Anoda – pozitivno nabita elektroda – na njej poteka oksidacija
Katoda – negativno nabita elektroda – obnavljanje je v teku
Na podlagi načela, da se pritegnejo različni naboji, gre skupaj s temločevanje ali čiščenje snovi.

Material elektrod je lahko različen, odvisno od potekajočega procesa. Masa snovi, ki jo dobimo z elektrokemično interakcijo, je določena s Faradayjevimi zakoni in je odvisna od naboja (produkt jakosti toka in časa toka), odvisna je tudi od koncentracije elektrolita na aktivnost materialov. iz katerih so izdelane elektrode. Anode so inertne - netopne, ne vstopajo v reakcije in aktivne - same sodelujejo v interakciji (uporabljajo se veliko manj pogosto).

Za izdelavo anod se uporabljajo grafit, ogljikovo-grafitni materiali, platina in njene zlitine, svinec in njegove zlitine, oksidi nekaterih kovin; Uporabljajo se titanove anode z aktivno prevleko iz mešanice rutenijevih in titanovih oksidov ter platine in njenih zlitin.

Netopne anode so sestavki na osnovi tantala in titana, posebnih razredov grafita, svinčevega dioksida, magnetita. Za katode se običajno uporablja jeklo.

Za postopek se lahko uporabljajo naslednje vrste elektrolitov: vodne raztopine soli, kislin, baz; nevodne raztopine v organskih in anorganskih topilih; staljene soli; trdni elektroliti. Elektroliti so na voljo v različnih koncentracijah.

Glede na namen elektrolitskih reakcij se uporabljajo različne kombinacije vrst anod in katod: vodoravne s tekočo živosrebrno katodo, z navpičnimi katodami in filtrirno membrano, z vodoravno membrano, s tekočim elektrolitom, s gibljivimi elektrodami, z razsutem elektrode itd. Večina procesov običajno uporablja snovi, ki nastanejo tako na anodi kot na katodi, vendar je običajno eden od produktov manj vreden.

Elektroliza se pogosto uporablja v industriji, uporablja se tudi v medicini in narodnem gospodarstvu.

Glavne uporabe elektrolize:

• Čiščenje vode za uporabo v nacionalnem gospodarstvu,
• Čiščenje odpadne vode iz kemične industrije.

Za pridobivanje snovi in ​​kovin brez nečistoč:

• Metalurgija, hidrometalurgija - za proizvodnjo aluminija in mnogih drugih kovin - aluminij iz staljenega aluminijevega oksida v kriolitu, elektroliza proizvaja magnezij (iz dolomita in morske vode), natrij (iz kamene soli), litij, berilij, kalcij (iz kalcijevega klorida) , alkalne in redke zemeljske kovine.
• V kemični industriji se z elektrolizo proizvajajo pomembni izdelki, kot so klorati in perklorati, žveplova kislina in persulfati, kalijev permanganat,
• Elektrolitsko ločevanje kovin - elektroekstrakcija. Rudo ali koncentrat z določenimi reagenti prenesemo v raztopino, ki se po čiščenju pošlje v elektrolizo. Tako se pridobiva cink, baker, kadmij.
• Elektrolitsko rafiniranje. Topne anode so izdelane iz kovine, nečistoče, ki jih vsebuje groba kovina anode, med elektrolizo izpadejo v obliki anodnega blata (baker, nikelj, kositer, svinec, srebro, zlato), na katodi pa se sprosti čista kovina.
• Pri galvanizaciji - galvanizaciji - pridobivanju premazov na kovinah, ki izboljšajo njihove operativne ali dekorativne lastnosti in galvanizaciji - pridobivanju natančnih kovinskih kopij kakršnih koli predmetov;
• Za pridobivanje oksidnih zaščitnih filmov na kovinah (eloksiranje); tudi elektrokemična obdelava se uporablja za poliranje površine izdelkov in barvnih kovin,
• Obstaja elektrokemično ostrenje rezalnih orodij, elektropoliranje, elektrorezkanje,
• tudi elektroliza se pogosto uporablja v radiotehniki.

Razlikujejo se elektroliza vodnih raztopin in staljenih medijev ter proizvodnja samih elektrokemičnih virov toka - baterij, galvanskih celic, akumulatorjev, katerih učinkovitost se obnovi s prehodom toka v nasprotni smeri od tiste, v kateri je tok tekel med praznjenje.

Glavne vrste elektroliznih naprav:

• Naprave za proizvodnjo in rafiniranje aluminija;
• Naprave za elektrolizo za proizvodnjo železa;
• Elektrolizerji za proizvodnjo nikelj-kobalta;
• Naprave za elektrolizo magnezija;

• Naprave za elektrolizo (rafiniranje) bakra;
• Obrati za nanašanje galvanskih premazov;
• Elektrolizne naprave za proizvodnjo klora;

• Elektrolizerji za dezinfekcijo vode.
• Elektrolizerji za proizvodnjo vodika za jedrske elektrarne ... itd.

Kisik je stranski produkt številnih redoks reakcij.

Med elektrolizo se uravnava jakost toka, njegova frekvenca in napetost, celo polarnost, ti parametri nadzorujejo hitrost in smer procesov. Reakcija elektrolize se vedno izvaja pri konstantnem toku, saj je tu zelo pomembna konstantnost polov. V zelo redkih primerih, ko polarnost ni pomembna, se uporablja izmenični tok (na primer pri elektrolizi plinov).

Glede na zasnovo katodne naprave so sodobni aluminijasti elektrolizerji razdeljeni na

• Spodnji in spodnji elektrolizer,
• S potiskanim in blokovskim ognjiščem;
• po načinu napajanja: z enostranskim in dvostranskim vezjem zbiralke;
• po načinu zbiranja plinov: za elektrolizatorje odprtega tipa, z zvonastim odsesavanjem plina in pokritim tipom.

Nezadovoljive lastnosti vseh obstoječih izvedb aluminijastih elektrolizatorjev vključujejo premalo visok koeficient izkoriščenosti energije, kratko življenjsko dobo in nezadostno učinkovitost zbiranja odpadnih plinov. Nadaljnje izpopolnjevanje zasnove elektrolizatorja bi moralo iti po poti povečevanja zmogljivosti njegove enote, mehanizacije in avtomatizacije vseh vzdrževalnih operacij, popolnega zajemanja vseh odpadnih plinov z naknadno regeneracijo njihovih dragocenih komponent.

Industrijske elektrolizne naprave imajo veliko vrst zasnove, glavne so membranske in membranske. Razlikujejo se tudi naprave za suho, mokro in pretočno elektrolizo. Na splošno je inštalacija zaprt sistem, ki vsebuje elektrode, nameščene v elektrolitu, na katerega se dovaja električni tok z določenimi lastnostmi. Elektrolizne celice je mogoče združiti v baterijo. Obstajajo tudi bipolarni elektrolizerji – kjer vsaka elektroda, razen skrajnih, deluje na eni strani kot anoda, na drugi kot katoda.

Ta oprema deluje pri različnih tlakih, odvisno od vrste reakcije. Za pridobitev nekaterih snovi - na primer pri pridobivanju plinov je potrebna regulacija tlaka ali posebni pogoji. Prav tako morate spremljati tlak plinov, ki so stranski produkt elektrolitskih reakcij. Naprave za elektrolizo, ki se uporabljajo za proizvodnjo vodika in kisika v elektrarnah, delujejo pod nadtlakom do 10 kgf / cm2 (1 MPa).
Rastline se razlikujejo tudi po svoji zmogljivosti.

Nekateri od njih uporabljajo linearne električne mehanizme. Uporabljajo se na primer za premikanje elektrod, uravnavanje nivoja elektrolita, premikanje rezervoarjev, kopeli z elektrolitom itd. En primer takšne zasnove je prikazan na risbi.

Vse elektrolizne instalacije morajo biti ozemljene. Za delovanje velikega industrijskega elektrolizerja je potrebna usmerniška enota ali pretvorniška postaja za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni tok. Stacionarna lokalna razsvetljava v delavnicah (zgradbah, halah) elektrolize običajno ni potrebna. Izjema so glavne proizvodne zmogljivosti elektroliznih obratov za proizvodnjo klora.

Tehnologije industrijske elektrolize so razvrščene v več vrst:

• PFPB - tehnologija elektrolize pečene anode in točkovnega podajalnika
• CWPB - elektroliza z uporabo pečenih anod in sredinskega udarnega žarka
• SWPB - Doziranje anodnega elektrolizerja za peko
• VSS - Soderberg Top Current Lead Technology
• HSS - Soderbergova tehnologija stranskega podajanja

Največji obseg specifičnih emisij iz elektrolizatorjev pade na procese elektrolize, ki temeljijo na tehnologiji Soderberg. Ta tehnologija se najbolj uporablja v tovarnah aluminija v Rusiji in na Kitajskem. Obseg specifičnih emisij iz takšnih elektrolizatorjev je v primerjavi z drugimi tehnologijami bistveno večji. Količino emisij fluoroogljika med drugim zmanjšamo s preučevanjem tehnoloških parametrov anodnega učinka, katerega zmanjšanje vpliva tudi na količino emisij.

Modeli industrijskih elektrolizatorjev

Ogljikove anode (in grafit je alotop ogljika) imajo pomembno pomanjkljivost - med reakcijo oddajajo ogljikov dioksid v ozračje in ga tako onesnažujejo. Trenutno je še posebej pomembna tehnologija inertne anode, zdaj pa to tehnologijo preizkuša znani proizvajalec aluminija. Njegovo bistvo je, da se uporablja nereaktivna anoda brez ogljika, čisti kisik pa se namesto ogljikovega dioksida sprosti v ozračje kot stranski produkt.

Ta tehnologija bistveno izboljša okolju prijaznost proizvodnje, vendar je zaenkrat še v fazi testiranja.

Kljub široki raznolikosti elektrolitov, elektrod, elektrolizatorjev obstajajo splošni problemi tehnične elektrolize. Ti vključujejo prenos nabojev, toplote, mase in porazdelitev električnih polj. Za pospešitev procesa prenosa je priporočljivo povečati hitrosti vseh tokov in uporabiti prisilno konvekcijo. Elektrodne procese je mogoče spremljati z merjenjem omejevalnih tokov.

Po principu pridobivanja vodika z elektrolizo vodne alkalne raztopine sem se odločil izdelati preprosto in kompaktno napravo, primerno za delo z majhnimi deli, pri spajkanju. Zaradi majhnih zunanjih mer elektrolizerja bo našel mesto tudi na majhni delovni mizi, uporaba standardnega usmernika za polnjenje baterij kot elektrolitske enote pa olajša in varneje delo z njim.

Relativno majhna, a dovolj zadostna produktivnost aparata je omogočila izjemno poenostavitev zasnove vodnega tesnila in zagotovila požarno in eksplozijsko varnost.

Naprava za elektrolizator

Med obema ploščama, povezanima s štirimi zatiči, je baterija jeklenih plošč-elektrod, ločenih z gumijastimi obroči. Notranja votlina baterije je do polovice napolnjena z vodno raztopino KOH ali NaOH. Konstantna napetost, ki se uporablja na ploščah, povzroči elektrolizo vode in razvoj plinov vodika in kisika.

Ta mešanica se odvaja skozi PVC cev, ki je nameščena na okovju v vmesno posodo, iz nje pa v vodno tesnilo, ki sta sestavljena iz dveh praznih pločevink za dolivanje plinskih vžigalnikov (lahko uporabite pločevinke iz obrata Severny Press v Leningradu). Plin, ki je prešel skozi mešanico vode in acetona v razmerju 1: 1, ima sestavo, potrebno za zgorevanje in, ki jo izpusti druga cev v šobo - igla iz medicinske brizge, izgori na izhodu z temperatura okoli 1800 °C.

riž. 1. Vodni gorilnik.

Za elektrolizerske plošče sem uporabil 25 mm debelo pleksi steklo. Ta material je enostaven za obdelavo, kemično odporen na delovanje elektrolita in vam omogoča vizualno preverjanje njegove ravni, da po potrebi dodate destilirano vodo skozi polnilno luknjo.

Plošče so lahko izdelane iz pločevine (nerjaveče jeklo, nikelj, kislo ali transformatorsko železo) debeline 0,6-0,8 mm. Za lažjo montažo se v plošče za gumijaste tesnilne obroče iztisnejo krožne vdolbine, njihova globina z debelino obroča 5-6 mm mora biti 2-3 mm.

Obroči, namenjeni tesnjenju notranje votline in električne izolacije plošč, so izrezani iz pločevine, odporne na olje ali kisline. Ročno ga ni težko narediti, vseeno pa bo idealno, če ga naredimo s krožnim rezalnikom.

Štirje jekleni zatiči M8, ki povezujejo dele, so izolirani z 10 mm kambrikom in vpeti skozi ustrezne 11 mm luknje.

Število plošč v bateriji je 9. Določajo ga parametri napajalne enote: njena moč in največja napetost - s hitrostjo 2 V na ploščo. Porabljeni tok je odvisen od števila vključenih plošč (manj kot jih je, več je toka) in od koncentracije alkalijske raztopine. V bolj koncentrirani raztopini je tok manjši, vendar je bolje uporabiti 4-8% raztopino - med elektrolizo se ne peni toliko.

Kontaktni terminali so spajkani na prvo in tri zadnje plošče. Standardni polnilnik za avtomobilske baterije VA-2, priključen na 8 plošč, pri napetosti 17 V in toku približno 5 A, zagotavlja zahtevano zmogljivost gorljive mešanice za injektor - iglo z notranjim premerom 0,6 mm. Optimalno razmerje med premerom igle šobe in zmogljivostjo elektrolizerja je določeno empirično - tako da se območje vžiga zmesi nahaja zunaj igle. Če je zmogljivost majhna ali je premer luknje prevelik, se bo začelo zgorevanje v sami igli, ki se bo hitro segrela in od tega stopila.

Preprosto vodno tesnilo iz dveh praznih pločevink za polnjenje plinskih vžigalnikov je zanesljiva ovira pred širjenjem plamena po dovodni cevi znotraj elektrolizerja. Njihove prednosti so enake kot pri materialu plošč: enostavna obdelava, kemična odpornost in prosojnost, kar omogoča nadzor nad nivojem tekočine v vodnem tesnilu. Vmesna posoda odpravlja možnost mešanja elektrolita in sestave vodnega tesnila v načinih intenzivnega delovanja ali pod vplivom vakuuma, ki nastane ob izklopu napajanja. In da bi se temu zagotovo izognili, morate na koncu dela takoj odklopiti cev od elektrolizerja. Priključki za rezervoarje so izdelani iz 4 in 6 mm bakrenih cevi in ​​so vpeti v zgornjo steno pločevink. Skozi njih se vlije sestava vodnega tesnila in kondenzat se odvaja iz ločevalne posode. Odličen lijak za to bo prišel iz druge prazne pločevinke, razrezane. na pol in s tanko cevko na mestu.

Elektrolizer povežite s kratko 5 mm PVC cevjo z vmesnim rezervoarjem, slednjim z vodnim tesnilom, njegov izhod pa z daljšo cevjo z igelno šobo (kot šobo lahko uporabite medicinsko brizgo z iglo). V notranjost ročaja (brizgalke) je nameščena gasilna embalaža - medeninasta mreža, zvita v spiralo.

riž. 2. Naprava za elektrolizator:
1 - izolacijska PVC cev 10 mm, 2 - čep M8 (4 kos.), 3 - matica M8 s podložko (4 kos), 4 - leva plošča, 5 - vijak M10 s podložko, 6 - plošča, 7 - gumijasti obroč, 8 - nastavek, 9 - podložka, 10 - PVC cev 5 mm, 11 - desna plošča, 12 - kratek nastavek (3 kos.), 13 - vmesna posoda, 14 - podstavek, 15 - terminali, 16 - mehurčasta cev , 17 - igelna šoba, 18 - ohišje vodnega tesnila.

Vklopite usmernik, prilagodite nazivni tok z napetostjo ali številom priključenih plošč in vžgete plin, ki zapušča injektor.

Če potrebujete večjo zmogljivost, povečajte število plošč in uporabite močnejšo napajalno enoto - z LATR in preprostim usmernikom. Temperaturo plamena je mogoče prilagoditi tudi s sestavo vodnega tesnila. Ko je v njej samo voda, mešanica vsebuje veliko kisika, kar je v nekaterih primerih nezaželeno. Z vlivanjem metilnega alkohola v vodno tesnilo lahko zmes obogatimo in temperaturo dvignemo na 2600 ° C. Za znižanje temperature plamena vodno tesnilo napolnimo z mešanico acetona in vode v razmerju 1:1. v slednjih primerih ne pozabite napolniti vsebine vodnega tesnila.

Yu. ORLOV, Troitsk, Moskovska regija
Objavil: Modeler Constructor

Trenutno v Rusiji vse več objektov za oskrbo z vodo in kanalizacijo, pa tudi industrije, zavračajo uporabo komercialnega tekočega klora in hipokloritov, pri čemer se odločijo za organizacijo lastne sinteze potrebnih reagentov neposredno v objektih.

Proizvodnja zahteva natrijev klorid (sol), vodo, elektriko.

Razlogi za to zavrnitev:

1. Tekoči klor je zelo nevaren.

Kljub nizki ceni klora pa dejavnosti in stroški, povezani z njegovo uporabo, močno zapletejo in podražijo celoten proizvodni proces.

2. Komercialni natrijev hipoklorit (HPHN 19%) je zelo drag.

Stroški 1 tone GPCN razreda A ne presegajo 20-30 tisoč rubljev. Vendar pa je količina natrijevega hipoklorita, ki ustreza 1 toni klora, že 100-150 tisoč rubljev. (ker hipoklorit vsebuje le 15-19% aktivnega klora in je nagnjen k nadaljnjemu razkroju).

Prednosti opreme za elektrolizo:

• zavrnitev stroškov zagotavljanja varnosti med prevozom in skladiščenjem;
• med delovanjem opreme za elektrolizo so nesreče, povezane z uhajanjem velike količine reagenta, nemogoče. Objekti delovanja elektroliznih naprav za sintezo klorovih reagentov ne spadajo v HIF in niso vključeni v ustrezni register;
• neodvisnost od dobavitelja - reagent je proizveden v zahtevani količini, delovanje je regulirano, kar poveča energetsko učinkovitost objekta;
• poceni surovine - za sintezo je mogoče uporabiti najcenejšo tehnično sol. To bo zahtevalo namestitev dodatne opreme za čiščenje slanice, ki vstopa v elektrolizatorje, vendar se ti stroški povrnejo v manj kot enem letu zaradi znatnih prihrankov pri surovinah;
• nastali reagent je cenejši od komercialnega;
• za objekte za oskrbo z vodo, ki uporabljajo UV instalacije kot glavno metodo dezinfekcije - pri uporabi UV opreme je nemogoče popolnoma opustiti uporabo klorovega reagenta, saj je treba zagotoviti sanitarno stanje konstrukcij in omrežij, pa tudi varnost vodnega prometa do potrošnika. Naprave za elektrolizo skupaj z UV opremo v celoti zadovoljujejo potrebe po kloru, objekt pa je izključen iz registra ZZZS.

Naprave za elektrolizo proizvajajo različne reagente:

• klor ali klor voda (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff, Aquachlor-Membrane / Diafragma);
• kombinirano razkužilo s povečano učinkovitostjo - raztopina oksidantov, ki vsebuje klor, klorov dioksid, ozon (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• nizka koncentracija GPHN 0,8 % (LET-EPM, Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• visoko koncentriran GPCN 15-19% (Aquachlor-Membrane / Diafragma).

Vsi ti reagenti so primerni za dezinfekcijo vode. Edina omejitev je pH vode, ki je predmet dezinfekcije na mestu injiciranja reagenta - za vodo s pH nad 7,5 je priporočljiva uporaba klorove vode namesto hipoklorita, ki je v alkalnem okolju neučinkovit.

Podrobneje se osredotočimo na vsako vrsto opreme LLC "LET":

Aquachlor in Aquachlor-Beckhoff:

• nastali reagent ima povečano učinkovitost;
• posamezni moduli imajo nizko zmogljivost. Kar vam omogoča, da se fleksibilno odzovete na
• potrebo po reagentu. Optimalna zmogljivost kompleksa je do 250-500 kg aktivnega klora na dan;
• pogostost zamenjave reaktorjev - enkrat na 3-5 let;
• enostavnost vzdrževanja.

LET-EPM:

• neomejena produktivnost kompleksov;
• enostavnost uporabe in nizke zahteve glede kakovosti surovin;
• pogostost zamenjave (prevleke) elektrodnega bloka - enkrat letno;
• reagent je primeren za večino predmetov.

Aquachlor-diafragma:

• možnost pridobivanja klorove vode in koncentriranega GPCN 19 % ter hkratnega prejema teh reagentov;
• pogostost zamenjave elektrodnega premaza in membrane - ne več kot 1-krat v 10 letih;
• visoke zahteve za kakovost fiziološke raztopine;
• sposobnost izpiranja diafragme in vrnitve na delo v primeru kontaminacije s fiziološko raztopino neustrezne kakovosti;

Aquachlor-membrana:

• neomejena produktivnost kompleksa (vendar ne manj kot 50-100 kg / dan);
• možnost pridobivanja klora in koncentriranega HPChN 19% visoke čistosti, primernega za sintezo;
• pogostost zamenjave elektrodnega premaza in membrane - ne več kot 1-krat v 10 letih;
• zelo visoke zahteve za kakovost fiziološke raztopine;
• če je membrana umazana, jo je treba zamenjati z novo;
• vzdrževanje opreme zahteva usposobljeno osebje.

Stroški končnega izdelka (naraščajoče, od nižje proti višje):

• Aquachlor-diafragma
• Aquachlor-membrana
• Aquachlor / Aquachlor-Beckhoff
• LET-EPM

ELEKTROSPETI

ELEKTROSPETI

Elektrokemijske in elektrofizikalne instalacije, elektrolizne instalacije

Elektroliza- to je pojav sproščanja snovi na elektrodah, ko tok prehaja skozi elektrolit, procesi oksidacije in redukcije na elektrodah, ki jih spremljajo delci snovi pridobivanje ali izguba elektronov.
Elektrolizer je kopalna kad, v kateri proces poteka z absorpcijo električne energije.
Načelo delovanja je mogoče upoštevati na diagramu elektrolitske celice z anodnim raztapljanjem in katodnim nanašanjem. (sl. 1.3-1).

Glavni elementi inštalacije so: elektrolit (1), elektrode (2) in napajalnik (3).
Napetost elektrolizne kopeli (U) je sestavljena iz treh komponent:

V bližini površine elektrod se oblikuje dvojna električna plast, ki preprečuje vstop in izstop ionov. Za oslabitev odpornosti se uporabljajo naslednje:
- kroženje elektrolita za izravnavo temperature;
- vibracije elektrod;
- stikalno napajanje.
V industriji sta elektroliza kovin in začetni medij določena z električnim potencialom ločene kovine.
Kovine s pozitivnim potencialom se ločijo od trdne grobe podlage z raztapljanjem (na primer baker s potencialom "+0,34 V").
Kovine z negativnim potencialom so bolj izolirane iz raztopin njihovih soli (na primer cink s potencialom "-0,76 V").
Kovine z negativnim potencialom so manj izolirane od talin svojih soli (na primer aluminij s potencialom "-1,43").
OPOMBA - Potenciali kovin so opredeljeni glede na "vodik", pri katerem je električni potencial "nič".
Elektroliza bakra Uporablja se za pridobivanje čistega elektrolitskega bakra iz blister bakra (pridobljeno po taljenju v pečeh) in za ekstrakcijo dragocenih kovin, ki jih vsebuje.
Postopek se izvaja v elektroliznih kopelih.
Anoda je iz litega blister bakra v obliki plošč debeline 35 ... 45 mm in tehta približno 300 kg.
Katoda je elektrolitski (čisti) baker v obliki plošč debeline 0,6 ... 0,7 mm, obešenih na ušesih med anodama. Razdalja med sosednjimi anodami in katodami je 35 ... 40 mm.
Elektrolit, ki se uporablja za polnjenje kopeli, je vodna raztopina bakrovega sulfata (CuSO 4), nakisanega z žveplovo kislino (H 2 S0 4), da se zmanjša odpornost.

Da bi izenačili koncentracijo bakrovih ionov na elektrodah in zagotovili zahtevano temperaturo, se uporablja neposredna cirkulacija elektrolita, ki se dovaja od spodaj in odvaja z vrha kopeli.
Elektroliza cinka Uporablja se za pridobivanje visokokakovostnega cinka (Zn) iz vodnih raztopin njegovih soli.
Katoda je 4 mm debela aluminijasta plošča. Anoda je svinčena plošča debeline 5 ... 8 mm, z dodatkom 1% srebra za zmanjšanje korozije.
Elektrolit je 5 ... 6% vodna raztopina cinkovega sulfata (ZnS0 4) in žveplove kisline (H 2 S0 4). Med elektrolizo se na katodo odloži kovinski cink (Zn), ki se občasno odstrani.
Na anodi se sprosti plinast vodik (H), v raztopini pa nastane žveplova kislina (H 2 S0 4).

Odstranjevanje cinka s katod se izvaja do 2-krat na dan, nato se spere, oblikuje v vrečke in ponovno tali v pečeh.
V procesu elektrolize je obraba katode približno 1,5 kg / t cinka, anode pa 0,8 ... 1,5 kg / t cinka.
Močno povečanje padca napetosti v kopeli (do 3,3 ... 3,6 V) kaže na potrebo po čiščenju anod iz blata.
Takšna potreba po čiščenju anod - enkrat na 20 ... 25 dni in katod - enkrat na 10 dni.
Blato se odstrani skozi luknjo na dnu kopeli.
V delavnici za elektrolizo so kopeli nameščene drug ob drugem z dolgimi stranicami 20 ... 30 kosov in povezane v en blok.
Za vzdrževanje nastavljene temperature se kopeli ohladijo z vodo, ki se dovaja skozi aluminijaste ali ogljikove tuljave.
Raztopini dodamo površinsko aktivne snovi, da zmanjšamo nastajanje vodika na katodi.
Elektroliza aluminija Uporablja se za pridobivanje visokokakovostnega aluminija (Al) iz staljenih soli z elektrolizo.
Anoda je ogljikova elektroda, ki se porablja v procesu elektrolize, saj je v zelo agresivnem okolju.
Anoda je obešena na premičnem okvirju, ki se samodejno premika vzdolž kovinskih konstrukcij peči. Krmilni signal je izguba napetosti v elektrolitu.
Elektrolit je raztopina aluminijevega oksida (AI 2 O 3) v staljenem kriolitu (Na 3 AlF 6). Prisotnost fluora (F 6) naredi medij zelo agresiven.
Bloki ognjišča peči so katoda.
Tok se dovaja v kopel z dveh strani.
Do anode - vzdolž paketov aluminijastih zbiralk, vzdolž upogljivih bakrenih vodnikov, vzdolž jeklenih zatičev.
Do katode - prek posebnih prevodnikov (cvetov).
Dimenzije anode so določene z dano močjo kopeli in dovoljeno gostoto toka.

Elektrolizerji so združeni v serijo 160 ... 170 kosov, od tega 4 ... 5 rezervnih.
Kovina se vlije iz kopeli z vakuumskimi zajemalkami
Aluminij, ki se vlije iz kopeli, vstopi v mešalnike telesa ulivanja, kjer se po povprečenju in usedanju vlije v ingote.