Электролиз воды показатели процесса

Книга представляет собой производственно-техническую монографию, в которой изложены основы теории процесса электролиза воды и важнейшие принципы конструирования электролизеров для получения водорода и кислорода описаны наиболее распространенные конструкции современных электролизеров, работающих при атмосферном давлении и повышенном давлении приведены их основные технические показатели, методы материального и теплового расчета электролизеров рассмотрены вопросы автоматизации контроля и управления процессом электролиза воды, а также коррозии деталей электролизеров. [c.2]

Изучение водородного перенапряжения позволяет выяснить механизм этой реакции и представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Установленные при этом закономерности можно частично распространить и на другие электрохимические реакции, что значительно повышает теоретическую значимость работ по водородному перенапряжению. Изучение водородного перенапряжения имеет также большое практическое значение, потому что современная промышленная электрохимия является преимущественно электрохимией водных растворов, и процессы электролитического разложения воды могут накладываться на любые катодные и анодные реакции. Водородное перенапряжение составляет значительную долю напряжения на ваннах по электролизу воды и растворов хлоридов. Знание природы водородного перенапряжения позволяет уменьшить его, а следовательно, снизить расход электроэнергии и улучшить экономические показатели этих процессов. В других случаях (электролитическое выделение металлов, катодное восстановление неорганических и органических веществ, эксплуатация химических источников тока) знание природы водородного перенапряжения позволяет успешно решать обратную задачу — нахождение рациональных путей его повышения. Все эти причины обусловили то, что изучение процесса катодного выделения водорода и природы водородного перенапряжения всегда находилось и находится в центре внимания электрохимиков. [c.397]

Соль, полученную на стадии выпарки, после ее отмывки от гидроксида натрия электрощелоками и умягченной водой, которые возвращаются в производство, растворяют в аппаратах с ложным дном и полученный обратный рассол направляют в отделение приготовления очищенного рассола для электролиза. Если соль загрязнена сульфатом натрия, производят очистку ее с целью вывода сульфата натрия из процесса, так как в противном случае сульфат натрия будет накапливаться в очищенном рассоле при поступлении все новых его количеств с сырым рассолом. Накопление сульфата натрия в рассольном цикле прив.едет к снижению растворимости хлорида натрия, концентрация соли в очищенном рассоле будет падать, что вызовет рост расхода электроэнергии при электролизе и ухудшение других показателей. [c.70]

Эксплуатация электролизера при повышенном давлении позволяет повысить технико-экономические показатели процесса электролиза воды за счет увеличения рабочей температуры и уменьшения газонаполнения раствора электролита. [c.31]

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]

Режим и показатели процесса электролиза воды в ваннах фильтрпрессного типа приведены ниже [c.198]

Из различных методов разложения воды (электрохимический, термический, термохимический, биохимический, фотохимический и др.) в настоящее время технически наиболее разработан электролитический метод, который позволяет производить водород с полезным использованием затрачиваемой электрической энергии примерно 70%. При дальнейшем усовершенствовании процесса теоретически возможно увеличение этого показателя до 80%, а при высокотемпературном электролизе и до 80—90% [4]. Если учесть, что превращение тепловой энергии атомных источников в электрическую может быть осуществлено с коэффициентом полезного использования не более 40%, то максимальный ожидаемый коэффициент использования энергии всей схемы электрохимического разложения воды с использованием энергии атомных реакторов будет составлять 32—36%. [c.51]

Современное аммиачное производство представляет собой энерготехнологический комплекс. Потребность в энергии полностью покрывается за счет сбалансированного использования тепловых отходов в процессах производства. Технический прогресс в производстве синтетического аммиака характеризуется следующими показателями суммарный расход энергии на производство тонны синтетического аммиака в агрегате большой единичной мощности (1360 т/сут) с применением в качестве сырья природного газа в 2,5 раза меньше, чем в старых агрегатах меньшей мощности с применением кокса или каменного угля для получения водорода, и в 3 раза меньше, чем с использованием водорода, получаемого электролизом воды (табл. 4). [c.31]

Загрязненные воды являются растворами электролитов, поскольку в них всегда присутствуют посторонние ионы в той или иной концентрации, а также гидроксид-ионы и катионы водорода, образующиеся при диссоциации воды. Наличие в сточных водах различных ионов существенно сказывается на ходе процесса электролиза, электрохимических показателях работы электрореакторов, эффективности очистки воды и т. п. [c.95]

Питьевые, а также сточные воды являются многокомпонентными системами со сложным химическим составом. Наличие в воде различных ионов, естественно, должно существенно сказываться яа ходе процесса электролиза, электрохимических показателях работы электролизера, эффективности обеззараживания воды и т. п. [c.55]

Современный уровень техники электрохимического получения водорода делает этот метод достаточно экономичным для производства небольших количеств водорода, к качеству которого предъявляются высокие требования. Для того, чтобы электролиз воды стал конкурентоспособным процессом и удовлетворял крупных потребителей водорода, а также для обеспечения его экономичности в решении проблем водородной энергетики, необходимо развивать и существенно совершенствовать технологию электролиза, снижать себестоимость электролитического водорода до уровня, не превышающего этот показатель при других методах его производства. При этом необходимо решить ряд сложных технических и экономических задач. Наибольшее значение из них имеют [c.89]

Таблица 2-7. Влияние температуры на некоторые показатели процесса электролиза воды

Описаны теоретические основы, аппаратурные оформление, технологические параметры и технико-экономические показатели методов деструктивной очистки сточных вод от красителей биохимического окисления, озонирования, реагентной окислительно-восстановительной деструкции и электролиза. Обоснована целесообразность глубокой очистки и обесцвечивания окрашенных сточных вод при производстве красителей и в красильно-отделочных процессах деструктивными методами. Обобщен опыт эксплуатации ряда действующих очистных станций. [c.207]

При использовании электрофлотации для обработки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов в жидкости протекают и другие процессы. Зачастую сточные воды этих заводов содержат СаСЬ. Под влиянием электролиза выделяется хлор, который окисляет содержащиеся в сточных водах органические вещества. При этом значительно снижается значение показателей ВПК и ХПК сточных вод. [c.564]

Разница в показателях эффективности снижения ХПК при электролизе хлоридных растворов красителей и при отдельной обработке их эквивалентными количествами активного хлора не превышает 10—15% [25]. Однако здесь следует заметить, что процесс обесцвечивания при электролизе растворов с концентрацией красителей от 100 до 300 мг/л заканчивается практически в период обработки от 2 до 10 мин, в то время как обесцвечивание активным хлором продолжается два и более часа. Поэтому при очистке окрашенных сточных вод более целесообразной является прямая электрохимическая обработка в присутствии хлорид-ионов. [c.110]

Всесторонние исследования метода — природы бактерицидного действия, сравнительной эффективности электролитического гипохлорита натрия и других хлорсодержащих соединений в технологических процессах очистки воды, определение оптимальных параметров процесса электролиза, конструктивных параметров аппаратуры, технико-экономических показателей и др. — позволили разработать различные конструкции электролизных установок различной производительности и щироко внедрить их в практику. [c.113]

Температуру, которая устанавливается при электролизе, рассчитывают по тепловой диаграмме. Эта диаграмма связывает показатели электролиза (температуру рассола, напряжение электролиза, степень превращения и тепловые потери) с результатами электролиза. К последним относят концентрации едкого натра и соли в католите, температуру процесса и количество испаренной воды (рис. 20). [c.81]

Глава I. Электролиз волы—21—47. 4. Процессы на электродах—22. 5. Напряжение на электролизере — 25. 6. Тепловой режим электролизера — 31. 7. Типы электролизеров — 32. . 8. Разделение газов и пнтамие водой — 34. 9. Описание некоторых электролизеров и их показатели — 36. 10. Электролиз воды под давлением — 42. 11. Получение тяжелой воды — 44. 12. Электрохимическое обессоливание воды — 46. 13. Электрохимическое серебрение или катионирование и меднение воды — 47. [c.539]

Проведение электролиза при высоких концентрациях хлорида натрия способствует снижению потенциала выделения хлора, сокращению потерь тока на выделение кислорода и увеличению выхода по току гипохлорита натрия. Помимо этого повышение концентрации хлорида натрия увеличивает электропроводность электролита и тем самым снижает напряжение на электролизере. Однако, если учитывать все показатели, влияющие на экономику процесса, то оказывается, что повышение концентрации Na l в электролите увеличивает удельный расход хлорида натрия, так как снижается экономически оправданная степень превращения хлорида в гипохлорит. Обычно электролизу подвергают растворы, содержащие 50—100 кг/м Na l, а в некоторых случаях и около 20 кг/м (морская вода). [c.140]

Некоторые из показателей технологического режима работы электролизеров мало изменяются в процессе работы и поэтому практически не влияют на изменение материального и теплового балансов электролизера. К таким показателям можно отнести концентрацию хлорида в исходном рассоле, выход по току. Другие показатели, наоборот, значительно изменяются за тур работы электролизера. К ним относятся прежде всего напряжение на электролизере и степень превращения хлориду в гидроокись. Изменение напряжения на электролизере влечет за собой изменение температуры электролиза и связанное с этим увеличение количества испаренной в электролизере воды, а следовательно, концентрации Na l и NaOH в католите. [c.114]

В электролите с течением времени постепенно накапливаются примеси, вносимые с питающей водой. Поэтому к чистоте воды, используемой для питания электролизных установок, предъявляются высокие требования. При использовании недостаточно чистой воды процесс электролиза вначале идет точно так же, как при питании дистиллятом. Однако после более или менее длительного применения неочищенной воды работа электролизера резко ухудшается. Этим в основном и объясняется то, что при работе примерно в равных условиях (плотность тока, температура, концентрация электролита) пробег электролизеров одной и той же конструкции до капитального ремонта колеблется в пределах 5—15 лет. Для нормальной работы электролизных установок с высокими устойчивыми показателями в течение длительного времени (10 лет и более) необходима тщательная очистка воды. В настоящее время пригодной для электролиза считается вода с удельной электропроводностью не выше 10 см содержащая не более 10 мг1л сухого остатка, в том числе не более 6 мг/л хлоридов и до Змг/л железа. Общая окисляемость воды должна быть не более 30 мг/л. Однако для питания электролизеров рекомендуется применять более чистую воду (электропроводность не выше 10" ож сж" и содержание не выше 1 мг/л железа, 2 мг/л хлоридов и 3 мг/л сухого остатка). [c.195]

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]

Некоторые показатели технологического режима, например концентрация хлорида в исходном рассоле, выход по току, мало изменяются в процессе работы электролизеров и потому практически не влияют на изменение материального и теплового балансов. Другие технологические показатели, наоборот, значительно изменяются в течение тура работы электролизера, К таким показателям относятся прежде всего напряжение на электролизере и степень превращения хлорида в гидроокись. С изменением напряжения на электролизере изменяются температура электролиза и связанное с нею количество испаряющейся воды, а также концентрации Na l и NaOH в католите. Испа.рен ие влаги и унос ее газообразными продуктами электролиза автоматически приводят к установлению нового теплового равновесия электролизера в других температурных условиях. [c.101]

Таким образом, при реализации метода электрохимической деструкции красителей с добавлением в обрабатываемую воду Na l с целью рационального ведения процесса очистки сточных вод, с точки зрения технико-экономических показателей и высокой технологической эффективности, не следует стремиться к накоплению активного хлора более 0,5 г/л, так как это приводит к снижению В и увеличению затрат на очистку. Оптимальной дозой поваренной соли является концентрация 2 г/л или 1,2 г/л по хлорид-иону, а электролиз следует вести при параметрах, обеспечивающих 12—17 % разложения Na l, что соответствует минимальным эксплуатационным затратам. [c.100]

Менее часто, чем напорная флотация, применяется электрофлотация. Основной отличительной особенностью ее является то, что пузырьки газа образуются здесь в процессе электролиза очищаемой воды. Первые показатели эффективности электрофлотацин были получены свыше 20 лет назад, однако практического применения этот метод до недавнего времени не имел. Основная причина этого — высокие стоимость очистки и ее энергоемкость. Расход электроэнергии зависит от загрязненности сточной жидкости и колеблется в широких пределах—0,4—1 кВт-ч на 1 м очищенного стсжа при напряжении в цепи 1—2 В сила тока около 0,02 А на 1 см площади флотатора. [c.82]

В течение ряда лет в НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ им. К. Д. Памфилова совместно с ПКВ АКХ, институтом Гипро-коммунводоканал, трестом Росводоканалналадка, заводом Коммунальник , ЦНИИЭП инженерного оборудования, кафедрой коммунальной гигиены 1-го Московского медицинского института. Институтом общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, предприятиями Минхимпрома СССР проводились всесторонние исследования методов природы бактерицидного действия, сравнительной эффективности электролитического гипохлорита натрия и других хлорсодержащих соединений в технологических процессах очистки воды, оптимальных режимов процесса электролиза, конструктивных параметров аппаратуры, технико-экономических показателей и т. п. [c.4]

Исследования, проведенные НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ им. К. Д. Памфилова совместно с предприятиями Минхимпрома СССР, позволили выявить наиболее перспективные электродные материалы, способные работать с высокими технико-экономическими показателями при электролизе малоконцентрпрованных растворов, а также основные закономерности процесса и его оптимальные режимные параметры с учетом качества воды и, кроме того, установить критерии бактерицидной надежности метода. Б результате были разработаны конструкции аппаратов, возможные технологические схемы их применения, определены рациональные области использования метода. [c.50]

В течение ряда лет в НИИ КВОВ АКХ им. К. Д. Памфилова проводились всесторонние исследования метода природы бактерицидного действия, сравнительной эффективности применения электролитического гипохлорита натрия и других хлорсодержащих соединений в технологических процессах очистки воды, оптимальных параметров процесса электролиза, конструктивных параметров аппаратуры, технико-экономических показателей и др. В настоящее время эти исследования в основном завершены, разработаны конструкции проточных электролизных установок и установок периодического действия различной производительности, освоено их промышленное изготовление. [c.128]

На рис. 4 представлены показатели работы мембранно-диафраг-менных трех- и четырехкамерного электролизеров с мембранами из катионита СБС-1 и СБС-2. Как видно из рис. 4 на обоих электролизерах получался раствор каустической соды с содержанием 550— 620 г/л NaOH и 2—3 г/л Na l. Выход по току па чистую каустическую соду в трехкамерном электролизере составлял 20—25%, а в четырехкамерном — 35—40%. На таких электролизерах отрабатывают режим электролиза, конструкцию ванн и проводят испытания мембран. Исследовано влияние на процесс соотношения уровней в камерах электролизера, точки подачи воды в электролизер, испытаны защита опорной сетки, крепление мембран и др. На основании лабораторных исследований созданы и проверены в опытном цехе модельные электролизеры на нагрузку 320 и 1000 а. [c.239]