Электролиз воды развитие производства

Получаемые путем электролиза воды водород и кислород обладают достаточно высокой чистотой. В соответствии с ГОСТ 3022—80 концентрация водорода высшего сорта должна быть не менее 99,5% (об.) Водород является ценным сырьем, которое находит широкое и разнообразное применение в народном хозяйстве. Мировое производство водорода в настоящее время составляет свыше 30 млн. тонн в год, при этом более половины объема всего производимого водорода используется в производстве синтетического аммиака. Водород применяют также при синтезе метанола, в процессах гидрокрекинга и гидроочистки нефтепродуктов, при сварочных работах и в других процессах. В перспективе ожидается возрастание потребности в водороде для упомянутых производств, а также рост его потребления вследствие развития новых областей промышленности. [c.20]

Используя электрохимическую технологию, можно выполнять очень важную функцию по охране окружающей среды. Например, осуществлять процессы по электрохимической регенерации отходов производства и, возвращая их обратно в цикл производства, создавать безотходные процессы. В последние годы разработан так называемый процесс электролиза на развитой поверхности. Так, при прохождении потока жидкости через пористые электроды в виде слоев содержание примесей тяжелых металлов в сточных водах уменьшается более, чем на 90%. [c.6]

В свое время значительное развитие производство электролитического водорода получило в Корее и Японии ряд крупных заводов в Италии вырабатывал аммиак тоже из электролитического водорода. В последние годы в Индии и ОАР построены крупные установки электролиза воды для обеспечения водородом заводов синтетического аммиака. В ряде других стран электрохимический метод производства водорода используется для удовлетворения потребности в водороде и кислороде средних и мелких потребителей различных отраслей промышленности. [c.12]

Однако в связи с развитием других более экономичных методов производства доля электролитического водорода в общем объеме его мирового производства за последние десятилетия неуклонно снижается. В 1965 г. мировое производство водорода методом электролиза воды достигло 1,4 млрд. (без СССР), на что было затрачено свыше 9 млрд. кет ч электроэнергии. [c.12]

Этот метод получил применение в ряде стран, обладающих значительными ресурсами дешевой гидроэнергии. Наиболее крупные электрохимические комплексы находятся в Канаде, Индии, Египте, Норвегии, но созданы и работают тысячи более мелких установок во многих странах мира. Важен этот метод и потому, что он является наиболее универсальным в отношении использования первичных источников энергии. В связи с развитием атомной энергетики возможен новый расцвет электролиза воды на базе дешевой электроэнергии атомных электростанций. Ресурсы современной электроэнергетики недостаточны для получения водорода в качестве продукта для дальнейшего энергетического использования. Если электроэнергию получать за счет наиболее дешевой атомной энергии, то при КПД процесса получения электроэнергии, равном 40 % (в случае быстрых реакторов-размножителей) и КПД процесса получения водорода электролизом даже 80 %, полный КПД электролизного процесса составит 0,8-0,4 = 0,32, или 32 %. Далее, если предположить, что электроэнергия составляет 25 % полного производства энергии, а 40 % электроэнергии расходуется на электролиз, тогда вклад этого источника в общее энергообеспечение составит в лучшем случае 0,25Х X 0,4-0,32 = 0,032, или 3,2 /о- Следовательно, электролиз воды, как метод получения водорода для энергоснабжения может рассматриваться в строго ограниченных рамках. Однако как метод получения водорода для химической и металлургической индустрии его следует иметь на технологическом вооружении, поскольку при определенных экономических условиях он может быть использован в крупнопромышленном масштабе [31]. [c.292]

Современная промышленность предъявляет большой спрос на водород и кислород. Между тем всего 30—40 лет назад водород как промышленное сырье не имел почти никакого значения. Применение водорода ограничивалось потреблением весьма небольших количеств, главным образом, для воздухоплавания, пайки свинца, гидрогенизации жиров и освещения. Эта потребность в значительной мере удовлетворялась использованием водорода, получающегося в качестве побочного продукта при электролитическом производстве хлора и щелочи. В связи с этим разработке и совершенствованию различных методов производства водорода, в том числе и путем электролиза воды, не придавали большого значения. Промышленное значение водорода резко возросло с возникновением и развитием производства синтетического аммиака, предъявившего спрос на чистый водород в большом количестве. [c.184]

Электролиз воды получил крупное промышленное значение главным образом со времени развития синтеза аммиака из элементов, т. е. с двадцатых годов 20 века (на 1 т аммиака расходуется свыше 2 тыс. водорода). Другими потребителями водорода являются синтез метанола, гидрогенизация жиров, производство лампочек накаливания, сварка и резка металлов (сталь, чугун, свинец и др.) и многие другие области народного хозяйства. [c.21]

Уже сейчас электрохимическая промышленность занимает видное место в промышленном развитии всех стран. Такие ценные металлы, как алюминий, натрий, кадмий, серебро, золото, получают исключительно путем электролиза. В производстве никеля, магния, меди, белой жести электрохимическая продукция составляет 80—90% весь хлор и его кислородные соединения получают электрохимически. Заметное место занимает электролиз в производстве олова, свинца, цинка. Электрохимический метод широко распространен в производстве надсерной кислоты и ее солей, из которых получают перекись водорода, перманганат калия и двуокись марганца. Электролиз воды — пе единственный метод получения водорода, но в ряде [c.3]

В век научно-технической революции мы наблюдаем бурный рост электрохимических способов производства. Появились не только новые технологические схемы, но и получают дальнейшее развитие давно известные процессы. Так, разработанный еще в конце прошлого века процесс получения водорода электролизом воды через некоторое время, по-видимому, найдет широчайшее применение как источник водорода — основного топлива будущего. И дело здесь не столько в том, что электролиз воды дает относительно дешевый продукт, а в том, что этот процесс в сочетании с исполь- зованием солнечных источников электрической энергии позволит создать экологически чистый цикл производства и использования водородного топлива. [c.3]

Электролиз воды сохранил свое значение лишь для производства небольших количеств водорода и кислорода высокой чистоты (для гидрогенизации жиров и других продуктов, в системах охлаждения мощных электрогенераторов, в металлообработке для создания восстановительной атмосферы, в производстве искусственных драгоценных камней и пр.) [7—10]. Однако в связи с ограниченностью запасов природного газа и нефти электролиз воды может получить в будущем новое развитие. [c.13]

Широкое применение процесс электролиза воды нашел в первой четверти XX в., когда был разработан и начал использоваться в промышленных масштабах синтез аммиака из водорода и азота. Причем это стало возможным в странах, богатых гидроэлектроэнергией, где были созданы крупные для того времени установки электролиза воды. В этот период в общем производстве водорода для нужд химической промышленности заметное место занимал электрохимический метод. Однако в дальнейшем в связи с разработкой эффективных способов получения водорода из природного газа и других видов углеродсодержащего энергетического сырья широкое развитие получили химические способы производства водорода. [c.50]

Начиная с 20-х годов текущего века, развитие синтетического производства аммиака, производства жидкого моторного топлива и т. п. потребовало строительства крупных установок для получения водорода. В связи с этим развернулась интенсивная работа по сокращению расхода электроэнергии на электролиз воды и уменьшению размеров ванн при одновременном увеличении их производительности. В результате этой работы были созданы новые усовершенствованные типы ванн, которыми были оборудованы установки для получения водорода. [c.559]

Неуклонный и быстрый рост спроса на хлор и многие важнейшие хлоропродукты, неэкономичность химического метода производства каустической соды, а также затруднения со сбросом сточных вод, содержащих огромное количество солей, привели к тому, что при значительном общем росте объема производства каустической соды доля химического метода неуклонно понижается и развитие ее производства осуществляется почти исключительно за, счет электролитического метода получения хлора вместе с каустической содой. В мировом производстве каустической соды около 85% приходится на долю электролиза и только 15% на долю химического метода, а в наиболее технически развитых странах — менее 5%. [c.9]

Извлеченный из отработанного раствора осадок представляет собой смесь сернокислых солей меди и аммония и интересен с точки зрения регенерации из нее исходного персульфата аммония, который в промышленном масштабе получают анодным окислением нейтральных растворов сернокислого аммония. Выделенный осадок растворяют в таком количестве воды, чтобы впоследствии получился насыщенный раствор сернокислой соли аммония, и добавляют рассчитанное количество гидроокиси аммония. Образующаяся гидроокись меди выпадает в осадок, который отделяют центрифугированием, а насыщенный раствор сульфата аммония заливают в анодную часть электролизной ванны. Катодное пространство заполняют серной кислотой. В качестве анодов применяется гладкая платина. Катодами служат свинцовые трубы, по которым циркулирует вода для охлаждения электролита. Напряжение в ванне составляет примерно 7,5 В. Анодная плотность тока 0,6—0,8 А/см катодная— 0,02—0,03 А/см температура электролита 20° С. Выход персульфата аммония достигает 80%. В результате электролиза на аноде выделяется ион аммония, что, по-видимому, представляет интерес для дальнейшего развития поисковых работ в плане регенерации, персульфата аммония. Как известно, медь из раствора сернокислой меди также можно извлекать электролитически. При этом образуется свободная серная кислота, которая, вступая во взаимодействие с выделяющимся на аноде аммонием, образует сернокислый аммоний, служащий исходным сырьем для производства персульфата аммония. Цель технологии — электролитически регенерировать персульфат аммония без введения дополнительных компонентов. В настоящее время это является лишь предпосылкой, требующей тщательной проверки. [c.110]

Электролитический метод получения водорода и кислорода из воды представляет большой интерес ввиду простоты его и большой чистоты получаемых газовых компонентов. Однако до сих пор электролитический метод ие получил широкого распространения вследствие больших расходов электроэнергии на разложение воды. В последнее время появился большой спрос на третий возможный продукт электролиза — тяжелую воду, потребляемую в производстве атомной энергии. В результате, экономика электролитического метода значительно улучшилась и расширились перспективы его развития. [c.135]

Электролиз воды с выделением водорода и кислорода получил большое развитие в первой половине XX столетия в странах, богатых пщроэлектроэнер-гией, для производства ссштетического аммиака и метанола. Так, например, в скандинавских странах, Италии, СССР были созданы установки по электролизу воды. Однако в последние десятилетия для производств, потребляющих водород в больших количествах (производство синтетического аммиака), водород получают из природного газа и углеродсодержащего сырья [4]. [c.9]

Промышленное производство тяжелой воды в значительных количествах впервые было организовано в Норвегии на заводе электролиза воды фирмы Норск-Гидро (в Рьюкане) незадолго перед второй мировой войной. В связи с развитием работ по использованию атомной энергии производство тяжелой воды было организовано в ряде стран. На стадии начального концентрирования использовалась ректификация воды и сочетание электролиза с каталитическим и фазовым изотопным обменом на стадии конечного концентрирования применялся электролитический метод Затем в ряде стран были разработаны и внедрены другие более экономичные методы Однако, несмотря на применение таких методов производства тяжелой воды, как низкотемпературная ректификация водорода и двухтемпературный обмен между НгЗ и Н2О, электрохимические методы концентрирования сохраняют практическую целесообразность в тех случаях, когда, исходя из местных экономических условий, выгодно получение больших количеств водорода электролизом воды. При этом тяжелая вода может являться побочным продуктом [c.238]

В развитии производства водорода методом электролиза воды, начиная со второй половины 60-х годов, в частности, в связи с использованием техники электролиза для космических целей [449], наметились новые возможности [435, 450, 451, 452, 453] 1) ведение электролиза воды при повышенных температурах (400—1300 К) 2) использование в процессе электролиза высоких давлений (от 1—3 МПа до 20 МПа) 3) активация и увеличение поверхности электродов с целью снижения перенапряжения и интенсификации процесса электролиза 4) уменьшение расстояния между электродами до непосредственного контакта с диафрагмой 5) создание конструкций электролизеров с твердыми ионопроводящими высокополимерными электролитами ТВЭ 6) интенсификация процесса электролиза путем повышения плотности тока на электродах 7) создание конструкции парофазных электролизеров с твердым электролитом и 8) укрупнение единичных аппаратов. [c.303]

В начале 30-х годов больших успехов в деле создания мощностей сернокислотной промышленности добились ученые МХТИ им. Д. И. Менделеева, УНИХИМа и НИУИФа. Нолучили развитие коксохимическая и электрохимическая промышлеиность, производство минеральных солей,, химическое машиностроение и ряд других отраслей. Значительным достижением ученых и инженеров была разработка конструкции фильтр-иресс-ных электролизеров для электролиза воды, которые в третьей пятилетке были установлены на ряде заводов. [c.140]

Электролиз воды в первой половине XX в. получил большое развитие в странах, богатых гидроэлектроэнергией, для нужд производства синтетического аммиака и других целей. В СССР, Италии, скандинавских и других странах созданы крупные устатговкп по электролизу воды [17]. Однако успехи в области производства водорода из природного газа и углеродсодержаш,его сырья привели к тому, что для крупных потребителей водорода в химической и нефтехимической промышленности в настоящее время применяют главным образом водород, полученный химическими способами или в процессе пиролиза нефтяных фракций. [c.83]

Электролитическое производство водорода для крупных его потребителей не может конкурировать с получением водорода из природного газа или нефтяных фракций, однако в связи с ограниченностью запасов природного газа, нефти и угля электролиз воды в будущем получит новое развитие как один из возможных путей производства больших количеств водорода нз воды, для нужд химической промышлепности и для замены природного газа. В связи с этим в Hameii стране начаты исследования по совершеиствованию существующего процесса электролиза воды, а также но разработке высокотемпературного электролиза водяного нара и электролиза с ионообменными мембранами. [c.84]

В СССР за годы первой пятилетки заново создана крупная промышленность связанного азота, строительство продолжается и развивается мощными темпами в годы второй пятилетки, будет развиваться и дальше во всех районах огромной территории Союза, ибо связанный азот в наших условиях имеет почти исключительное назначение повышать урожайность наших полей в виде удобрений таковые должны быть дешевыми и не терпят дальних перевозок. При таком размещении заводов синтеза аммиака на огромной территории Союза будут районы с дешевым топливом (Донбасс, Кузбасс, Сталиногорск и др.), будут также районы с дешевой гидроэнергией (Чирчик, Ангара и др.), так что говорить о преимущественном развитии одного из способов производства водорода нельзя, мы будем развивать разные способы в зависимости от местных условий. Электролитический водород получит в наших условиях огромное промышленное развитие уже сейчас мы приступаем к постройке крупнейшего в мире завода по электролизу воды на р. Чирчик в Узбекской ССР. [c.5]

Так же как и в 1926—1927 гг., когда впервые в СССР в Горьковской области налаживалось промышленное производство синтетического аммиака, так и теперь важнейшим моментом в экономике этого производства является вопрос о затратах на получение водорода. Именно этот момент определил свертывание производства водорода электролизом воды и газификацией кокса и явился решающим для возникновения и быстрого развития производства аммиака из природного газа. Это положение определяет также существование и распространение производства аммиака из коксового газа методом глубокого холода. Поэтому и в проблеме внедрения в промышленность СССР метода производства аммиака из сланцевого газа главное место занимает экономика производства водорода и азотоводородной смеси. [c.324]

XX в. знаменуется бурным развитием электрохимии, которое особенно усиливается в ходе научно-технической революции. В последние годы значительно увеличился объем производства хлора и щелочей (путем электролиза растворов хлорида натрия или калия), водорода (электролизом воды), ряда окислителей и других денных неорганических и органических продуктов (электросинтез). Значительную роль играет электролиз в производстве и рафинировании некоторых металлов. Развиваются электрохимические методы обессоливания водьъ и другие элек-троосмотические и электрофоретические процессы. [c.4]

Получение водорода электролизом воды является наиболее простым и изящным в своем аппаратурном оформлении. Однако высокая энергоемкость этого метода при современных ценах на электроэнергию исключает возможность применения его на заводах ИЖТ и в других газоемких производствах. Как показывает экономический анализ, получение водорода электролизом воды оказывается конкурентноспособным с методом получения водорода конверсией окиси углерода с паром только при стоимости электроэнергии не выше 2 коп. квт-ч франко-электролизер и то при условии полного использования получаемого кислорода. На такую стоимость электроэнергии можно, очевидно, рассчитывать только при полном развитии мощности наших гигантских гидроэлектростанций. [c.300]

Ограниченность ресурсов ртути, введение жестких норм содержания ртути в отходах производства, сбрасываемых в водоемы и атмо-сферу, разработка и освоение рациональных методов очистки диа-фрагменной каустической соды от хлоридов и других примесей с получением продукта высокой чистоты обусловливают преимущественное развитие производства хлора и каустической соды на ближайший период по методу электролиза с диафрагмой и замедление развития электролиза с ртутным катодом. В некоторых странах (Япония, Швеция и др.) введено законодательное ограничение в отношении применения ртутного электролиза, а также введены более жесткие ПДК ртути в сточных водах и атмосфере. [c.9]

Проводятся исследования, направленные на усовершенствование традиционного процесса электролиза воды и повышение его экономичности. Усиленно ведутся также поиски новых путей осуществления процесса электрохимического разложения воды. Разрабатываются методы электролиза водяного пара с твердым электролитом на основе 2гОг, модифицированного различными добавками, при температурах 800—1000 °С и электролиза с твердым полимерным электролитом на основе перфторуглеводородов. Многочисленные работы [4, 11—15], в которых сделана попытка дать технико-экономическую оценку путей развития производства водорода на ближайшие годы, свидетельствуют о перспективности разрабатываемых электрохимических методов. В перспективе можно ожидать, что параллельно с разработкой термических, термохимических, биохимических и других методов получения водорода из воды, начнутся интенсивные работы по усовершенствованию существующих и созданию новых более экономичных методов электролитического разложения воды на базе электрической энергии станций, работающих на атомной энергии. [c.52]