Диафрагма потери напряжения

Определим потери напряжения в электролите для электролизера, работающего с плотностью тока 0,25 а/см при расстоянии 1 см между работающими поверхностями электродов. Среднее газонаполнение электролита при такой плотности тока может быть принято 20% и средний коэффициент увеличения сопротивления электролита 1,5 (от газонаполнения и наличия диафрагмы). Потери напряжения на преодоление сопротивления электролита и диафрагмы в растворе КОН составят [c.58]

Потери напряжения в диафрагме невелики и составляют десятки милливольт. Их можно определить по закону Ома (стр. 147). Потери напряжения в токоподводящих элементах (электродах, шинах и контактах) зависят от их материала и размеров и составляют несколько милливольт, [c.112]

Рассчитайте омические потери напряжения в электролите и диафрагме ванны. [c.271]

Нагрузка на ванну рафинирования никеля составляет 10 кА температура электролиза 60" С. Среднее напряжение на ванне 2,82 В, в том числе электродная поляризация 0,786 В, потери напряжения в электролите и диафрагме 1,483 В, в электродах 0,069 В, во внешних контактах 0,119 В, в катодной и анодной штангах 0,343 В. [c.271]

Потери напряжения в электролите и диафрагме можно определить из уравнений [c.24]

Увеличение рабочей температуры способствует снижению перенапряжения выделения газов на аноде и катоде, а также сокращению потерь напряжения на преодоление электрического сопротивления электролита и диафрагмы. Вместе с тем повышение температуры усиливает коррозию электродов и других деталей электролизера и ведет к ускоренному износу диафрагмы. Поэтому на практике электролиз проводят при давлении 1—3 МПа, что позволяет поддерживать рабочую температуру в пределах 120—160 С. [c.31]

Напряжение на электролизере в процессе электрохимического разложения H I зависит от потерь напряжения в электролите и диафрагме. При концентрации НС1 в электролите 15—20% электропроводность раствора максимальна, а следовательно, и минимальны потери напряжения. Обеспечивается также высокий выход по току хлора, наименьшая скорость разрушения анодов и незначительный унос хлорида водорода с продуктами электролиза. [c.129]

Электропроводимость ионообменной диафрагмы и падение напряжения в ней зависят от эквивалентной массы (рис. 11). В связи с тем, что потери напряжения и выход по току (хлора при использовании данной мембраны в процессе электролиза растворов хлорида) увеличиваются с ростом эквивалентной массы полимера, оказалось целесообразным изготавливать мембрану из двух слоев — тонкого с высокой эквивалентной массой, и толстого — с низкой эквивалентной массой. Тонкий слой, имеющий низкую удельную электропроводимость, обращен к катоду, а толстый — с более высокой удельной электропроводимостью— к аноду. [c.34]

Газонаполнение жидкости в анодном пространстве электролизера целесообразно снижать, чтобы избежать излишних потерь напряжения на преодоление омического сопротивления анолита. Газонаполнение католита может быть увеличено без опасения вызвать при этом дополнительный рост напряжения на электролизере. Повышая с помощью различных конструктивных особенностей катода газонаполнение католита, можно уравнять плотности газонаполненных жидкостей в анодном и катодном пространствах электролизера и избежать изменения давления фильтрации по высоте диафрагмы. Это обстоятельство имеет особое значение при большой [c.49]

При работе с двумя диафрагмами значительно труднее осуществить регулирование скорости протекания рассола через катодную и анодную диафрагмы, что, естественно, усложняет конструкцию самого электролизера. Введение второй диафрагмы и дополнительного среднего пространства приводит к увеличению расстояния между электродами, потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита и диафрагм и увеличению общего напряжения на электролизере. Наконец, серьезным затруднением является необходимость донасыщения кислого анолита, вытекающего из анодного пространства, подобно тому, как это делается в методе электролиза с ртутным катодом. [c.57]

При прочих равных условиях падение напряжения на преодоление сопротивления электролита пропорционально расстоянию между электродами. В ходе электролиза по мере разрушения графитовых анодов изменяются условия проведения процесса. Напряжение на электролизере возрастает как за счет увеличения омического сопротивления анодов по мере их износа и диафрагмы при ее старении и забивке пор, так и вследствие повышения потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита при увеличении расстояния между электродами. По мере роста напряжения изменяется также тепловой баланс электролизера. [c.72]

Для различных точек по высоте электролитической ячейки потери напряжения в аноде АЕ и в электролите А эл существенно меняются, что приводит к изменению плотности тока и к соответствующему изменению электродных потенциалов и потерь напряжения в диафрагме. [c.93]

При применении МИА, работающих с более высокими плотностями тока, удельный вес потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита в общем энергетическом балансе электролизера существенно возрастает. С увеличением плотности тока возрастает влияние газонаполнения на повышение эффективного сопротивления электролита. Поэтому в конструкциях электролизеров с МИА предусмотрена возможность уменьшения межэлектродного расстояния и облегчения отвода пузырьков хлора, выделяющихся на анодах. Для этой цели применяют проницаемые для газа аноды и приближают их к диафрагме вплоть до прилегания к ней с тем, чтобы обеспечить отвод пузырьков хлора на обратную сторону анода. [c.154]

Потеря напряжения на преодоление сопротивления электролита и диафрагмы зависит от электропроводности электролита, температуры процесса, расстояния между электродами, типа применяемой диафрагмы и плотности тока. [c.287]

При использовании изнашивающихся в процессе электролиза анодов, например графитовых, меняются условия проведения процесса во времени. Напряжение на электролизере постоянно возрастает, во-первых, в результате увеличения электрического сопротивления анодов по мере их износа, а во-вторых, вследствие увеличения потерь напряжения на преодоление электрического сопротивления электролита из-за увеличения расстояния между электродами по мере износа анода. В электролизерах с диафрагмой дополнительно возрастает потеря напряжения в диафрагме из-за ее старения и забивки пор. Рост напряжения на электролизере приводит к увеличению тепловыделений, температуры и скорости коррозии деталей электролизера. Это приводит к нестационарному течению процесса, возрастает расход электроэнергии, а иногда и уменьшается выход целевого продукта по току. Поэтому во всех конструкциях электролизеров стараются устранить этот недостаток, а если это невозможно, уменьшить его влияние. Однако это осложняется тем, что электроды изнашиваются, как правило, неравномерно, особенно по длине электролизера. [c.72]

Сопротивление прохождению тока в электролите существенно возрастает в присутствии посторонних включений — диэлектриков. К таким включениям относятся прежде всего газовые пузырьки, образующиеся на электродах и движущиеся в электролите вверх, а также частицы материала, из которого выполнена диафрагма. Посторонние включения сужают сечение электролита (при этом повышается фактическая плотность тока в электролите) и удлиняют путь движения тока, делая его извилистым. Все это приводит к росту потерь напряжения на преодоление сопротивления электролита. [c.52]

При уменьшении расстояния между электродами или между электродом и диафрагмой и связанного с этим уменьшением общего объема газонаполненного электролита его газонаполнение возрастает (рис. П-9). Поэтому с уменьшением расстояния между электродами сначала наблюдается снижение потерь напряжения на преодоление омического сопротивления газонаполненного электролита. При дальнейшем уменьшении расстояния между электродами потери напряжения в электролите могут возрастать из-за [c.53]

Потери напряжения на преодоление сопротивления диафрагмы пропорциональны плотности тока и определяются из выражения [c.58]

С увеличением плотности тока возрастают перенапряжение на аноде и катоде, потери напряжения в электролите, диафрагме и металлических проводниках. Так как с ростом плотности тока увеличивается газонаполнение электролита, потери напряжения в электролите возрастают в большей мере, чем увеличивается плотность тока. Потери напряжения в металлических деталях и диафрагме пропорциональны плотности тока. Перенапряжение на электродах возрастает пропорционально логарифму плотности тока, однако абсолютная величина роста перенапряжения невелика. Основное значение для роста напряжения на ячейке с увеличением плотности тока имеют потери напряжения в электролите и диафрагме. С ростом плотности тока возрастает разница концентраций электролита у катода и анода и величина электродвижущей силы концентрационной и диффузионной поляризации, однако абсолютное значение этих величин тоже невелико. [c.59]

С ростом плотности тока напряжение на ячейке увеличивается в основном за счет тех составляющих его баланса, которые сильно зависят от температуры. Поэтому при высоких плотностях тока, когда доля перенапряжения на электродах и потери напряжения в электролите и диафрагме в общем балансе напряжения на ячейке больше, чем при низких плотностях тока, значения температурного коэффициента напряжения на ячейке выше. При очень малых плотностях тока значения составляющих общего напряжения на ячейке, сильно изменяющихся в зависимости от температуры, невелики и изменение напряжения на ячейке меньше зависит от температуры. [c.62]

Поэтому для удовлетворительного разделения газов требуется ограничивать высоту электродов, возможно больше опускать края газосборных колоколов относительно электродов и увеличивать их ширину. Однако уменьшение высоты электродов невыгодно, так как приводит к необходимости расширения производственных площадей. Увеличение ширины колокола, как и опускание краев колокола относительно электрода, вызывает удлинение пути тока между электродами и рост потерь напряжения на преодоление омического сопротивления электролита. Этот недостаток может быть частично устранен, если боковые стенки колокола, находящиеся ниже верхнего края электрода, снабдить отверстиями для прохода тока 2 . Такие колокола можно рассматривать как переходный этап к созданию пористой диафрагмы. [c.100]

Металлические пористые диафрагмы могут включаться в биполярную работу только в том случае, когда потеря напряжения на преодоление сопротивления электролита в порах диафрагмы равна напряжению разложения или больше него. Поэтому при нормальных условиях пористая металлическая диафрагма не участвует в электрохимическом процессе в качестве биполярного электрода. Если происходит загрязнение и забивка пор диафрагмы осадками или пузырьками газа, возможно значительное падение напряжения на диафрагме и включение ее в биполярную работу. [c.102]

Значительные потери напряжения в электролизерах в производственных условиях вызваны перенапряжением на аноде и катоде, сопротивлениями проводников первого рода (шин, контактов, анода и катода), электролита и диафрагмы. [c.77]

Потери напряжения в электролите и диафрагме. [c.79]

Увеличение толщины диафрагмы с течением времени вследствие набухания асбестового волокна. Это препятствует сокращению расстояния между электродами и снижению потерь напряжения в электролите. [c.69]

Потери напряжения, В в анолите иа аноде на катоде в диафрагме Общее напряжение, В Расход электроэнергии, ра [c.72]

В лабораторной практике при конструировании ячеек используют самые разнообразные пористые материалы. Наиболее распространены пористое стекло (особенно удобное для цель-иостекляппых ячеек) и керамические материалы (алунд, негла-зировапный фарфор и глина). Эти материалы могут иметь различные размеры, форму и пористость, что удобно для лабораторных целей. Серьезный недостаток таких материалов состоит в том, чго в диафрагмах большого размера для обеспечения их механической прочности необходимо значительно увеличивать толщину стенок. Эю приводит к увеличению потерь напряжения в диафрагме, непроизводительному выделению тепла и, таким образом, ограничивает размеры ячейки. Керамические диафрагмы, кроме юго, мало пригодны для длительной работы а щелочных средах, поско 1ьку щелочь разрушает керамическую матрицу. [c.181]

В электролизерах с твердым катодом, работающих при сравнительно невысоких плотностях тока (0,10—0,15 А/см ), коэффициент увеличения сопротивления электролита за счет газонаполнения обычно не превьшхает 1,2—1,3. При начальном межэлектродном расстоянии 1,1 —1,3 см средние потери напряжения на преодоление омического сопротивления электролита и диафрагмы составляют при плотности тока около 1 кА/м около 0,5 В. По мере износа графитовых анодов межэлектродное расстояние возрастает, а следовательно, увеличиваются и потери напряжения в электролите. [c.96]

Во время работы электролизеров происходит разрушение графитовых анодов и изменяется расстояние между работающими поверхностями электродов, а также возрастают потери напряжения на преодоление сопротивления графитовых анодов, электролита и диафрагмы. Увеличение сопротивления диафрагмы объясняется ее старением и забивкой пор. Все эти процессы обусловливают повышение напряжения и увеличение количества тепла, выделяю1цегося [c.134]

В конструкции электролизера применен боковой нодвод тока к анодам, что позволяет увеличить рабочую высоту электродных элементов без повышения напряжения за счет роста потери напряжения на преодоление омического сопротивления графитовых анодов. При соблюдении оптимальных соотношений геометрических размеров катодных элементов можно получать выход но току 96% и выше нри большой высоте рабочей части электродов. При одинаковой нлотности тока напряжение на электролизере несколько ниже, чем на обычных электролизерах с осажденной диафрагмой тина БГК, вследствие исключения потерь напряжения в ошиновке между электролизерами и уменьшения потерь напряжения на преодоление омического сопротивления графитовых анодов. [c.152]

Болес медленный способ подачи реагента (диффузионный) не позволяет уже столь определенно высказаться в пользу схемы фронтальной подачи. Более того, очевидно, что при наличии проводящей диафрагмы, непроницаемой (или слабо1Проницаемой) для реагентов и продуктов электродной реакции и обладающей сопротивлением, меньшим или равным сопротивлению электрода, схема фронтальной подачи реагента в электрод заведомо позволит с меньшими потерями напряжения более надежно решить задачу пространственного разделения электродных процессов в ТЭ, чем схема тыльной подачи. При отсутствии таких диафрагм вопрос о выборе схемы подачи реагента должен решаться с учетом потерь напряжения на о боих электродах. [c.95]

На рис. П-2 показана схема составляющих общего напряжения на ячейке. Левая часть рисунка характеризует процесс электролиза при плотности тока, близкой к нулевой. При этом потерями напряжения на преодоление сопротивления электролита, диафрагмы и металлических п-роводников, та) же к к электродвижу- [c.37]

При прохождении тока через электролитическую ячейку наблюдается падение напряжения, связанное с преодолением сопрогивле-ния электролита и диафрагмы, отделяющей анодное пространство ячейки от катодного. Падение напряжения, обусловленное преодолением сопротивления электролита, зависит от плотности и длины пути тока в электролите, от его удельного сопротивления. Если электроды плоские и расположены параллельно друг другу, то при одинаковых размерах анода и катода можно принять, что плотность тока одинакова по всему сечению ячейки. При этом потеря напряжения на преодоление сопротивления электролита может быть определена из выражения [c.46]

Ниже приведен сравнительный расчет потерь напряжения на преодоление сопротивления электролита и диафрагмы при применении растворов NaOH и КОН оптимальной электропроводности, т. е. 257о-ного раствора едкого натра (300 г/л), удельное сопротивление которого при 80° С равно 0,941 ом-см, и 34%-ного раствора едкого кали (442 г/л) с удельным сопротивлением 0,730 ом см при той же температуре. [c.58]

Если общее напряжение на ячейке электролизера составляет около 2,3 в, потери напряжения в электролите и диафрагме равны 11—12% этой величины при применении растворов КОН и 15—16% для растворов NaOH. Замена растворов КОН растворами NaOH приводит к росту напряжения на ячейке примерно на 80 мв, или на 3,5%. Поэтому, несмотря на более высокую стоимость едкого кали по сравнению с каустической содой, для приготовления электролита обычно применяют растворы КОН. Увеличение затрат на первоначальное заполнение электролизеров таким электролитом и пополнение его потерь в процессе эксплуатации с избытком компенсируются снижением расхода электроэнергии. [c.58]

В табл. П-5 приведены результаты подсчета энергетического баланса ячейки электролизера ФВ-500 для температур в интервале 90—110° С, проведенного Г. В. Палецким с сотр. Для упрощения расчета принято, что потери напряжения в проводниках первого рода, диафрагме и контактах не изменяются в исследуемом интервале температур. Температурный коэффициент газонаполнения принят по данным, приведенным на стр. 56 (обозначения составляющих баланса см, стр. 37). [c.62]

Ртутным способом получают нетолько очень чистые щелочи, но и значительно более концентрированные растворы, чем другими методами. (Подогреванием пространства, где идет разложение амальгамы, удается получить щелочные растворы с концентрацией 50—85%.) Однако это преимущество (помимо более высоких издержек на установку, обусловленных стоимостью ртути) снижается еще-и тем, что требуемое напряжение здесь более высокое, чем в современных вариантах установок с диафрагмой. Работающую с наименьшей потерей напряжения (теоретически) установку с колоколом малО применяют, так как она надежна только при очень тщательном уходе. В настоящее время чаще всего используют способ с диафрагмой. Он был улучшен прежде всего Биллитером. В камере Сименса — Бил литера диафрагма расположена горизонтально. Раствор электролита непрерывно-подается через диафрагму и сетчатый электрод, который лежит непосредственно на ней, в наполненную только водородом донную часть камеры, из которой вытекает уже щелочной раствор. В камере Сименса— Песталоцца электроды (профилированные железные стержни, обернутые асбестом)> также расположены горизонтально. Способы с вертикально расположенной диафрагмой усовершенствовались главным образом в США (например, камера Гиббса — Ворсе камера Нельсона, камера Хукера). Хорошие диафрагменные камеры работают сейчас с выходом но току 95% при напряжении 4—5 в. Этому соответствует выработка 41—52% электроэнергии от теоретически необходимой для разложения. [c.210]

Количество вещества, переносимого через пористую перегородку потоком диффузии, тем меньше, чем больше коэффициент извилистости пор и меньше ее пористость. Падение напряжения в диафрагме подчиняется закону О.ма, поэтому снижение омического сопротивления диафрагмы и потери напряжения в ней за счет увеличения пористости и уменьшения р одновременно пр]1водят к возрастанию потока диффузии вещества. В за- [c.64]

Таблица 11.2. Снижение потери напряжения на электролизере и расход электроэнергии при использовании асбополимерных и микропористых диафрагм

Из данных таблицы следует, что за счет уменьшения потерь напряжения в анолите и диафрагме общее напряжение на ванне при замене асбополимерной диафрагмы на микропористую снижается на 0,195—0,234 В, а расход электроэнергии — на 151 —181 кВт-ч на 1 т хлора. [c.72]