Технологическая схема электролиза воды

Рис. 3. Технологическая схема электролиза воды

В производстве хлора и каустической соды для предотвращения проникновения хлора в атмосферу цеха вся аппаратура и трубопроводы должны быть герметизированы. Предельно допустимая концентрация хлора в атмосфере цеха составляет 1 мг/м . При содержании в водороде более 4 масс. % хлора возникает взрывоопасная смесь, поэтому вакуум в катодном пространстве электролизера должен быть выше вакуума в анодном пространстве. При электролизе с ртутным катодом особую опасность для обслуживающего персонала и для окружающей среды представляет ртуть. Предельно допустимая концентрация паров ртути в помещении составляет 0,01 мг/м . Для уменьшения потерь ртути процесс производства хлора и щелочи осуществляют по замкнутой технологической схеме, которая предусматривает возвращение загрязненных ртутью конденсатов и вод обратно в процесс. [c.232]

Рис. 41. Аппаратурно-технологическая схема получения водорода электролизом воды.

На рис. - приведена- технологическая схема электролиза воды под давлением. Для электролиза воды используют конденсат, дистиллят или воду, очищенную с помощью ионообменных смол. Электропроводность применяемой воды не должна превышать 10 Ом"1-см- . [c.125]

Технологическая схема производства водорода и кислорода электролизом воды сравнительно проста. Кроме основной стадии разложения воды она включает несколько вспомогательных стадий, необходимых для обеспечения питания электролизеров постоянным током, для очистки питающей воды и приготовления электролита. При повышенных требованиях к чистоте газов электролиза схема дополняется стадиями очистки водорода и кислорода от щелочного тумана и взаимных примесей и осушки газов для удаления паров воды, унесенных из электролизеров и образовавшихся при каталитической очистке. Ниже описаны два наиболее характерных варианта технологической схемы электролиза воды примерная промышленная схема производства большой мощности с использованием крупных фильтрпрессных электролизеров ФВ-500 (на 500—650 м ]ч водорода), работающих при небольшом избыточном давлении, и схема средних и малых установок электролиза воды, обычно работающих под давлением 10 ат и, как правило, снабженных оборудованием для каталитической очистки и осушки газов. Однако первый вариант схемы не исключает возможности каталитической очистки и осушки газов. И наоборот, во втором варианте схемы эти стадии могут отсутствовать, если в них нет необходимости. [c.191]

Технологическая схема электролиза воды [c.125]

На рис. 2.1 приведена технологическая схема получения водорода и кислорода электролизом воды. [c.28]

Рис. 1У-7. технологическая схема электролиза воды под давлением [c.126]

При проектировании, строительстве и эксплуатации промышленных установок для электролиза воды следует принимать все меры для обеспечения безопасности персонала. Для безопасного ведения процесса электролиза необходимо предотвратить возможность образования взрывоопасных концентраций. С этой целью осуществляется непрерывный контроль состава газов, выходящих из электролизеров не менее одного раза в смену в различных точках технологической схемы производят контрольный анализ газов с помощью переносных газоанализаторов. [c.40]

Технологическая схема электролиза воды включает следующие основные узлы и стадии [c.28]

Электролиз вода. Это единственный промышленный способ получения водорода, не основанный на использовании топлива электролиз воды выгодно отличается от других методов получения водорода простотой и надежностью технологической схемы, для его осуществления требуется только электрическая энергия, но он отличается большой энергоемкость ). В наиболее современных методах электролиза под давлением требуется 55-65 тыс. квт.ч электроэнергии на I т водорода, [c.10]

Современные электролизеры и аппараты, которые входят в технологическую схему электролиза воды и рассчитанные на работу при давлении 3-10 —4 10 Па, мало отличаются по сложности и затратам металла от электролизеров, работающих при нормальном давлении (10 Па). [c.19]

Технологическая схема электролиза воды под давлением представлена на рис, У-2. Дистиллят или вода, очищенная в механическом 4 и ионообменных фильтрах 6, 7, поступает в емкости 9, затем насосом подается в питательный бак 10, откуда через промыватель газа 19 направляется в электролизер 21. [c.193]

Примерная технологическая схема получения тяжелой воды комбинированным способом электролиза и каталитического изотопного обмена представлена на рис. 150. [c.352]

В процессе электролиза из 1 воды образуется около 1242 Нг и 621 О2. Это обстоятельство позволяет увеличить давление электролизных газов примерно в 1800 раз и тем самым существенно упростить технологическую схему за счет исключения из нее газгольдеров и компрессоров. [c.30]

Одной из особенностей мембранного процесса является наличие замкнутого рассольно-анолитного цикла, поэтому примеси, вводимые в данный цикл с солью и водой, а также побочные продукты, образующиеся при электролизе, будут постепенно накапливаться, если их не выводить из системы или не разрушать. Для обеспечения необходимого качества питающего рассола в технологической схеме предусматривают установку для разрушения хлоратов (химическим или электрохимическим методами) и установки для очистки рассола от сульфатов хлоридом бария. Используют также схемы, в которых часть дехлорированного донасыщенного анолита передают для питания диафрагменных электролизеров. [c.106]

Особого внимания заслуживают вопросы техники безопасности в цехах электролиза воды и получения хлора и каустической соды. Основная опасность при электрохимическом получении водорода и кислорода связана с возможностью образования взрывоопасных смесей водорода с кислородом или воздухом. При содержании водорода в кислороде от 4 до 95% или от 4 до 75% в воздухе существует опасность взрыва образующейся смеси. Поэтому перед пуском и после отключения все аппараты и трубопроводы технологической схемы производства водорода и кислорода должны тщательно продуваться азотом. Работу в цехе с открытым огнем можно вести лишь после отключения установки, проведения анализа воздуха на содержание водорода и при непрерывной вентиляции производственного помещения. Всякие ремонтные работы на аппаратах, заполненных водородом, запрещаются. [c.231]

Применение электролизеров, работающих под давлением, дает ряд преимуществ упрощается технологическая схема получения компримированных газов отпадают затраты энергии на их сжатие в компрессорах. Так, при электролизе воды под давлением в 10 Па [c.18]

Для электролиза воды нужен набор аппаратов. Их соединяют в технологическую схему. Основной аппарат схемы — это электролизер. В нем под действием постоянного электрического тока часть воды разлагается на водород и кислород,- а электролит непрерывно циркулирует, проходя через электролитические ячейки, а затем через холодильник. Циркулирующий электролит увлекает с собой выделившийся водород и кислород. Газы отделяются от него и собираются раздельно. Далее газы проходят через аппараты для отделения брызг электролита, промыватели и холодильники (конденсаторы). [c.19]

Электролиз воды выгодно отличается от других методов получения водорода простотой технологической схемы, доступностью и дешевизной сырья — воды, высокой надежностью в эксплуатации, несложностью обслуживания установок. При электролизе воды под давлением получаемые газы не требуют компримирования, что очень важно для ряда их потребителей. [c.10]

Для большинства схем получения тяжелой воды с использованием процесса электролиза воды величина коэффициента разделения изотопов водорода в этом процессе существенно влияет на технологические показатели производства. Применение хромовых добавок к электролиту для этих схем неэкономично. В схемах, для которых величина коэффициента разделения при электролизе не имеет большого значения, применение хромовых добавок может быть целесообразным. [c.75]

Электролитический водород часто используют в процессах, проводимых под давлением. Необходимость сжатия водорода усложняет технологическую схему производства, а при использовании поршневых компрессоров водород загрязняется маслом. Поэтому электролиз воды под давлением представляет большой практический интерес. Кроме того, помимо экономии электроэнергии, расходуемой на сжатие водорода, с повышением давления несколько снижается общее напряжение на ячейке. [c.46]

Достоинствами процесса получения водорода электролизом воды являются несложность технологической схемы, доступность сырья (вода), простота обслуживания электролизных установок, больщая надежность их при нормальной эксплуатации, высокая чистота водорода. [c.135]

Технологическая схема получения водорода электролизом воды под низким давлением представлена на рис. 41. [c.137]

Хлор, полученный при электролизе водных растворов хлоридов, имеет высокую температуру. Он насыщен парами воды и в таком состоянии представляет собой агрессивную среду для многих конструкционных материалов. Для дальнейщего использования электролитический хлор необходимо освободить от влаги (остаточное содержание не более Ы0 кг/кг). Это достигается путем охлаждения хлор-газа с удалением выпавшего конденсата и осущ-кой хлора в абсорберах, орошаемых серной кислотой. Для расчета параметров процесса охлаждения, осушки и перекачивания хлора, для составления математической модели и выполнения оптимизационных расчетов процесс удобно разбить на две последовательные стадии (стадию охлаждения и стадию осушки и компримирования хлор-газа). Рассмотрим наиболее распространенные технологические схемы каждой стадии, их математическое моделирование и оптимизацию отдельных аппаратов и технологического подразделения в целом. [c.133]

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]

Принципиальная технологическая схема электролиза воды без давления представлена на рис. У-1. Промышленная вода, очищенная от механических примесей в песчаных фильтрах 4, подвергается ионообменной очистке от химических примесей в ани-онитовом 7 и катионитовом 6 фильтрах и поступает в сборники 9 питающей воды. Иониты периодически регенерируют раствором щелочи из емкости 8 и кислоты из емкости 5. Из сборников 9 вода перекачивается в питательный бак 10, расположенный обычно выше уровня л<идкости в электролизере 14. Отсюда вода самотеком поступает через водородный газовый фонарь в газосборник водорода 12 и далее через питательный канал 15 направляется в каждую ячейку электролизера. [c.191]

Принципиальная технологическая схема электролиза воды заключается примерно в следующем. Вода очищается от механических примесей путем фильтрования через песчаные фильтры, затем подвергается химической очистке при помощи ионнообменных фильтров (катионитовых и анионито-вых). После этого вода поступает в газосбориик водорода, откуда через питательные каналы перетекает в каждую ячейку электролизера. Электролит готовится отдельно в специальных емкостях. Обычно готовят 35%-ный раствор КОН. [c.39]

В зависимости от условий выделения кристаллов хлората натрия различают две технологические схемы производства. В первой схеме электролизу подвергается исходный pa tBop поваренной соли и из последнего электролизера каскада получают смешанный раствор хлората натрия концентрацией около 350—370 г/л и хлорида натрия концентрацией около 100—120 г/л. Для выделения хлората натрия из такого раствора его после разрушения активного хлора и отделения от графитового шлама концентрируют в выпарных аппаратах до содержания 850—950 г/л хлората натрия. При этом основная часть Na l выпадает в виде кристаллов, которые отделяются на центрифугах от маточника и возвращаются вновь в производство для приготовления исходного раствора, поступающего на электролиз. Концентрированные растворы хлората натрия после отделения кристаллов Na l поступают на кристаллизацию, которая проводится в вакуумных кристаллизаторах с охлаждением раствора за счет испарения влаги под вакуумом или в кристаллизаторах, охлаждаемых водой или холодильными растворами. [c.386]

Современные непрерывные технологические схемы для получения тяжелой воды проектируются с применением всех указанных процессов электролиза, рекуперации, каталитического изотопного обмена, фазового изотопного обмена. В простейшей из них используется каскад электролизеров и печей для рекуперации газов. По этой схеме в каждом последующем электролизере каскада в электролите поддерживается постоянная концентрация тяжелой воды, но более высокая, чем в предыдущем электролизере. Первый электролизер каскада питается природной водой. Следующий за ним — водой, обогащенной дейтерием в первой ступени каскада, и т. д. Так как объемы электролита в электролизерах по мере удаления их от начала каскада убыщают, то передавать сам электролит из электролизера в электролизер нельзя. Обогащенная вода поступает в следующий электролизер в виде конденсата паров воды, уносимых с электролизными газами из предыдущего электролизера. Степень обогащения воды дейтерием в каждом электролизере каскада зависит от соотнощ,ения между силой электролизного тока и подачей воды на электролиз. Она выбирается меньше, чем коэффициент разделения. Вода, полученная после рекуперации водорода и обогащенная дейтерием, направляется на питание предыдущего электролизера каскада. [c.27]

Проведение электролиза воды под давлением дает большие технические и экономические преимущества перед процессом при обычном давлении снижается напряжение на ячейке, исключается необходимость в дополнительной затрате энергии на компримиро-вание газов и упрощается технологическая схема электролитической установки. Получаемые под давлением газы содержат значительно меньше паров воды, поэтому облегчается их окончательная осушка (если она необходима). Проведение процесса электролиза под давлением связано с некоторым усложнением конструкции электролизера и увеличением его стоимости и стоимости вспомогательной аппаратуры. В настоящее время разработаны и используются в промышленности аппараты для электролиза воды под давлением 10—40 аг. [c.166]

Примеси из анолита уходят также вместе с амальгамным маслом — это пенистая смесь ртути и амальгам различных металлов. Оно легче ртути, образуется и плавает на поверхности катода и удаляется из электролизера ручным вычерпыванием. Ртуть из амальгамного масла и осадков регенерируется. Хлор, входящий из электролизера, осушается и, если нужно, сжижается. Количество и состав иримесей в продукте определяются наличием примесей в воде, подаваемой в разлагатель. Гидроксид калия производят электролизом из растворов хлорида калия как в электролизерах с жидким ртутным катодом, так и в электролизерах с твердым катодом. Технологическая схема, аппаратура, режим аналогичны с производством гидроксида натрия. Однако основные технические показатели в производстве гидроксида калия ниже, чем в производстве гидроксида натрия. Так, выход по току на 10—15% меньше, а срок службы графитовых анодов короче. Это определяется свойствами раствора хлорида калия — исходного сырья для получения гидроксида калия. Его растворимость в воде в противоположность растворимости хлорида натрия с изменением температуры заметно увеличивается. Поэтому, чтобы исключить кристаллизацию хлорида калия при охлаждении растворов, работают с ненасыщенными растворами. С этой же целью температуру электролиза поддерживают-сравнительно низкой на уровне 70° С. [c.39]

Наиболее часто в качестве растворителя используют метиловый спирт [441, При проведении электролиза монометиладипината в среде метилового спирта выход диметилсебацината не зависит от доли свободного моноэфира и природы катиона в соли моноэфира (К+, Ка , НЩ). Опытная поверка показала, что использование в процессе электросинтеза соли триметиламина [45] вместо щелочных солей монометиладипината не имеет преимуществ. Напротив, цсцользование солей триметиламина усложняет технологическую схему, не повышая выход целевого продукта. Наиболее целесообразно использовать метанольные электролиты с содержанием около 0,3 моль/л соли монометиладипината и 1—5% воды. [c.184]

При всем многообразии применяемых технологических схем переработки ренийсодержащих полупродуктов на металлургических заводах можно выделить две основные стадии получения рения перевод его соединений в растворы и выделение из них металла. В зависимости от состава эти полупродукты (чаще всего пылевидные выщелачивают растворами щелочей, кислот или солей, а иногда и просто горячей водой. Из полученных при этом растворов рений извлекают методами адсорбции, ионного обмена, экстракции, электролиза или же осаждают малорастворимые соединения элемента № 75, например перренаты и сульфиды рения. [c.195]

Получение водорода методом электролиза воды. Технологическая схема производства азотоводородной смеси для синтеза аммиака на основе электролитического водорода и азота, полученного разделением воздуха, является наиболее простой, поскольку получающиеся по этой схеме водород и азот не требуют дополнительной очистки. [c.14]

Технологическая схема и внешний вид гипохлоритной установки непрерывного действия КГ-13 системы ИОНХ АН УССР приведены на рис. 9.14, а. Приготовленный в баках 10%-ный раствор поваренной соли поступает в рабочий бак. Оттуда он подается в сифонный бачок, обеспечивающий поступление рассола определенными порциями и разрыв его струи, чем предотвращается утечка тока через электролит. Из сифонного бачка рассол сливается в распределительный бачок и стекает в приемные воронки десяти электролизеров. Последние представляют собой бездиафрагменные ванны небольшой вместимости, где катодами служат стальные корпуса электролизеров. анодами — круглые графитовые стержни хлорных ванн электролизеры непрерывно охлаждаются водой, подаваемой в кожухи. Рассол, поступая в электролизер, заполняет пространство между анодом и корпусом до сливного отверстия. В течение времени, определяемого пульсациями сифона (30—90с), протекает электролиз, вследствие чего в растворе образуется гипохлорит натрия. Следующая порция рассола выталкивает из электролизеров рассол с образовавшимся в результате электролиза гипохлоритом через сливные грубки в находящийся под установкой бак, откуда он при помощи дозирующего приспособления подается в обрабатываемую воду. Техническая характеристика установки КГ-13 следующая [c.787]

Экономические показатели такого процесса могут оказаться весьма обнадеживающими, если иметь в виду его комплексность получение наряду с водородом кислорода, опреснение морской воды, получение в процессе электролиза тяжелой воды, морской соли, замена дорогой передачи электроэнергии на дешевый трубопроводный транспорт водорода. Энергетическая схема отвечает новым требованиям комплексность в использовании сырья, отсутствие нарушений в экологическом равновесии благодаря закольцован-ности технологической схемы. Во всех процессах получения водорода разложением воды в качестве побочного продукта будут получаться значительные количества кислорода. Это даст новые стимулы его применения. Он найдет свое место не только как ускоритель технологических процессов, но и как незаменимый очиститель и оздоровитель водоемов, промышленных стоков. Эта сфера использования кислорода может быть распространена на атмосферу, почву, воду. Сжигание в кислороде растущих количеств бытовых отходов сможет решить проблему твердых отбросов больших городов. [c.293]

Если принять выход СО равным 10 молекулам на 100 эВ, выход СО при мощности реактора 100 МВт составит 3,6-105 моль/ч. Эта величина соответствует практическому выходу водорода при нормальных условиях (0,1 МПа, 273 К) 8,1-10= м= /ч. В реальных условиях лишь 30—60 % мощности реактора переходит в химическую энергию, а степень конверсии составляет 90 % Вследствие этого максимальный выход водорода будет на уровне 4-10 м /ч. При электролизе воды для установки такой же мощности (100 МВт) выход водорода составит 17-10 м /ч, т. е, в 2 раза больше, Но электроэнергия, вырабатываемая реактором, составляет лишь одну треть его тепловой мощности. Исходя из этого, считают, что стоимость производства водорода с применением хемоядерного реактора, который может непосредственно превращать ядерную энергию в химическую, будет примерно на уровне стоимости электролиза воды [602]. От промышленной реализации приведенная схема еще далека, поскольку неясен ряд технологических вопросов. Поэтому данный процесс можно рассматривать как некоторую приближенную модель радиационно-химического процесса получения водорода и электроэнергии. [c.411]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология