Электролиз воды расход

Токовая нагрузка на ванне / 200 А, напряжение в начальной стадии процесса и, = 2,40 В, при этом выход по току Ву - 95%, На электролиз воды расходуется 5% тока (Вт)-Напряжение в конце процесса 2,65 В, выход по току = [c.56]

Из процессов электролиза без выделения металлов наиболее крупным потребителем электрической энергии является производство хлора п каустической соды (мировое потребление около 100 млрд. кВт ч/год) [2]. На процесс электролиза воды расходуется около 10 млрд. кВт ч/год и на электрохимический синтез неорганических и органических продуктов 7—10 млрд. кВт ч/год [3], в том числе на производство хлоратов и перхлоратов 4—5 млрд. кВт-ч/год. [c.8]

В процессе электролиза вода расходуется для разложения на водород и кислород и применяется для охлаждения. Воду, подаваемую на питание электролизеров, очищают дистилляцией, электроосмосом или обессоливанием на ионитах. [c.21]

В процессе электролиза вода расходуется непосредственно на получение водорода и кислорода, а также уносится в виде паров с вырабатываемыми газами. Расход воды на 1 водорода и 0,5 ж кислорода практически составляет 820—850 г. [c.195]

Для электролиза воды расходуется много электроэнергии на 1 ж кислорода и 2 ж водорода требуется 12—15 квт-ч (43,2-10" 54,0-10 дж). Поэтому электролиз воды применяется только при очень низкой стоимости электрической энергии (например, энергии гидроэлектростанций), и главным образом для получения чистого водорода. В этом случае кислород является побочным продуктом и согласно ГОСТ 5583—58 в нем может содержаться до 0,7 объемн. % водорода. [c.13]

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]

Электролиз воды. Он представляет собой наиболее известный и освоенный в промышленности способ производства водорода из воды пока этот способ используется в небольших масштабах, так как он ограничен большим расходом и стоимостью электроэнергии. [c.78]

При повышении температуры значения От уменьшаются прн 80°С ит=1,18 В. Фактическое напряжение, прилагаемое к электролизеру при электролизе воды, много выше из-за поляризации электродов и составляет (2,3—2,5) В. Теоретический расход энергии на получение 1 м водорода составляет в соответствии с (11.25) [c.80]

В конце заряда при напряжении 2,2—2,3 В начинается электролиз воды и напряжение быстро повышается до 2,6—2,7 В. Электролиз воды при заряде приводит к излишнему расходу энергии, а выделяющиеся при этом газы способствуют отделению частичек активной массы от электрода. [c.64]

Тепловой режим электролизера. Энергия, затрачиваемая на электролиз, частично расходуется на разложение воды, а частично переходит в тепловую [c.113]

Электроды для электролиза воды должны обладать развитой рабочей поверхностью и обеспечивать эффективное удаление газовых пузырьков из межэлектродного пространства. На рис. 1У-3 показаны различные конструкции электродов. Простейшим является плоский электрод (рис. 1У-3, а). Недостатки плоского гладкого электрода — высокая степень газонаполнения электролита и повышенный расход электроэнергии — частично устраняются в конструкции двойных неперфорированных (рис. 1У-3, в) и перфорированных электродов (рис. 1У-3,б). [c.117]

Перхлораты можно получать с высоким выходом по току из кислых или нейтральных растворов при условии, если в электролите отсутствуют ионы С1 и содержание СЮз не слишком мало. При существенном снижении концентрации ионов СЮз в растворе образование ионов СЮ прекращается и весь ток расходуется на электролиз воды. [c.192]

В технологии электрохимических производств перенапряжение может оказаться как полезным, так и нежелательным. Например, при электролизе воды (растворов щелочи) для получения водорода катодное перенапряжение приводит к бесполезной затрате электрической работы. Если же цель технологического процесса — выделение металла, но одновременно в качестве побочного процесса может идти выделение водорода, то большое перенапряжение водорода полезно, так как оно, затрудняя выделение водорода, снижает бесполезный расход энергии на этот побочный процесс. Например, при электролизе щелочных растворов комплексных солей цинка на катоде должны разряжаться ионы водорода, а не цинка, так как равновесный потенциал водородного электрода менее отрицателен, чем цинкового. Но ионы гидроксония разряжаются на цинке с большим перенапряжением, т. е. при потенциале, гораздо более отрицательном, чем потенциал цинка. Поэтому из раствора при электролизе выделяется цинк. [c.297]

Что ограничивает возможность дальнейшей интенсификации процесса электролиза воды Каковы пути снижения удельного расхода электроэнергии при производстве водо )ода электролизом [c.297]

Образующаяся серная кислота снова подвергается разложению и т. д. Благодаря замене прямого электролиза воды на процессы разложения серной кислоты и электроокисления ЗОг расход электрической энергии на получение водорода существенно снижается (до 42% от расхода при обычном электролизе воды). [c.273]

Особого внимания заслуживает рассмотрение процесса электролиза воды. При электролизе вода разлагается на водород и кислород. Электролизу подвергают растворы серной кислоты или щелочи. В первом случае расход энергии меньше вследствие более высокой электропроводности. Однако из-за высокой коррозионной агрессивности предпочтение отдают щелочным электролитам. Кинетика выделения водорода и кислорода весьма сложна. В кислых растворах процесс выделения водорода слагается из следующего ряда последовательных стадий собственно электрохимическая стадия (разряд) [c.360]

Процесс хромирования отличается весьма низким катодным выходом по току. Основная часть электрической энергии, как это уже отмечалось, расходуется на побочные процессы — электролиз воды и восстановление Сг + до Сг + на катоде и окисление Сг до Сг на аноде. Если же учесть еще небольшой электрохимический эквивалент для Сг +, то расчеты показывают, что скорость осаждения хрома в десятки раз меньше скорости осаждения других металлов. [c.194]

Таким образом, коэффициент полезного использования напряжения составляет около 50%. Поскольку коэффициент использования тока (выход по току) близок к 100%, то можно считать, что коэффициент полезного использования энергии при электролизе воды также составляет примерно 50%. Теоретический расход ток.э [c.345]

Катодный и анодный выходы по току равны 60 % (40 % электричества расходуется на электролиз воды). Температура процесса 70° С. Рабочее время ванны за 1 ч равно 56 мин. Тепловое напряжение разложения воды при 343 К 1,474 В. [c.229]

Ванна получения цинка токовой нагрузкой 1 25 кА имеет напряжение V = 3,25 В (за вычетом его потерь в шинопроводах и внешних контактах) и катодный выход по току З т == 90% [10% (Вт") тока расходуется на электролиз воды . Рабочий электролит ванны (аналогичный по составу выходящему раствору) содержит 45 г/л цинка и [c.246]

Напряжение на ванне получения цинка нагрузкой 9000 А равно 3,40 В (за вычетом потерь напряжения в шинах и внешних контактах). Выход по току цинка составляет 91 % (9% расходуется на электролиз воды). [c.273]

Ванна электроэкстракции цинка работает с токовой нагрузкой 20 кА при напряжении на участке катод — анод 3,30 В и катодном выходе по току цинка 91 %. На электролиз воды затрачивается 8 % пропущенного электричества снижение выхода по току за счет межэлектродных шунтирующих замыканий и утечек тока 1,0 %. Рабочий электролит содержит растворенного цинка 44 г/л и серной кислоты 152 г/л, температура электролиза Зв" С. Компенсация выделяемой джоулевой теплоты осуществляется подачей охлажденного кислого электролита, содержащего 57 г/л цинка. Для простоты расчета принять неизменность объема раствора и равными теплоемкости выходящего и поступаемого растворов [3,75 кДж/(л-град)]. В общем расходе теплоты потери от конвекции, излучения и испарения воды составляют 5 %. [c.274]

Исследование водородного перенапряжения имеет большое теоретическое и практическое значение. Закономерности, установленные при этом, как показывает опыт, можно частично распространить и на другие случаи электрохимической кинетики. Знание природы водородного перенапряжения позволяет в случае технического электролиза воды существенно его уменьшить и, таким образом, снизить расход электроэнергии. Но высокое перенапряжение, как отмечалось, иногда бывает полезным, так как при этом уменьшается количество электричества, которое расходуется на восстановление водорода, сопутствующее электродной реакции восстановления некоторых металлических ионов, например цинка, кадмия и др. [c.327]

В том случае, когда катодный процесс используется для выделения водорода, как например, при электролизе воды, получении хлора и хлорсодержащих окислителей, целесообразно применять катоды с низким перенапряжением водорода. В этом случае максимально снижается расход электроэнергии в процессе электролиза, поскольку перенапряжение водорода является составной частью напряжения на электролизере. Однако перенапряжение выделения водорода имеет наиболее низкое значение на благородных металлах, поэтому в техническом электролизе обычно используют катоды из стали. Имеются многочисленные предложения о снижении перенапряжения водорода на стали путем осаждения на ней микроколичеств благородных металлов, введением солей этих металлов в католит. Однако эффект от введения добавок непродолжителен и не нашел применения в практике. [c.16]

Теоретически для процесса электролиза воды требуется разность потенциалов на электродах 1,23 в. Однако практически эта разность значительно больше и достигает от 2 до 4 в. Расход электроэнергии на выработку 1 ж водорода определяется по формуле [c.254]

В процессе электролиза воды на реакцию расходуется сама вода и часть ее в виде пара уносится с газами. Убыль компенсируется добавлением свежей воды, а так как питательная вода всегда [c.13]

Если катодное и анодное пространства разделены таким образом, что образующиеся в них растворы не перемешиваются, то в катодном пространстве будет накапливаться раствор едкого натра, а в анодном — серной кислоты. Если же растворы из катодного и анодного пространств перемешиваются, то ионы Н+ и 0Н взаимно нейтрализуются, образуя воду, и в растворе остается лишь сульфат натрия, т. е. не расходующееся при электролизе исходное вещество. Следовательно, в этом случае электролиз сводится к электролизу воды. Аналогичным образом, как электролиз воды, будет протекать и электролиз водных растворов серной кислоты или едкого натра. Во всех трех случаях роль растворенного вещества сводится к увеличению электропроводности раствора, благодаря чему электролиз воды идет быстрее. [c.147]

В 1908 г. немецкий химик Ф. Габер обнаружил, что аммиак можно получать из водорода и атмосферного азота на железном катализаторе. Первый завод по производству аммиака этим методом использовал водород, который получали электролизом воды. Впоследствии водород стали получать из воды путем восстановления коксом. Такой способ получения водорода намного экономичнее. На рис. 20.1 видно, как стремительно стало расти производство аммиака после открытия Ф. Габера это неудивительно, поскольку огромные количества аммиака необходимы для получения азотсодержащих удобрений. На их изготовление расходуется приблизительно 80% всего получаемого в мире аммиака. Вместе с азотсодержащими удобрениями в почву вносится в растворимой форме азот, в котором нуждается большинство растений. Остальные = 20% производимого аммиака используются для получения полимеров, взрывчатых веществ, красителей и других продуктов. [c.256]

Электролиз воды газосборника показал, что выделяющийся активный хлор расходуется в первую очередь на окисление фенолов, роданидов и других органических примесей. Концентрация активного хлора в растворе мала (151 мг/л) . [c.120]

Энергия, затрачиваемая при электролизе воды, расходуется в основном на эндотермический процесс разложения воды. Избыточная электрическая энергия переходит в тепло, часть которого, во избежание повышения температуры в ванне сверх допустимого, должна быть отведена. Поэтому кроме расхода дистиллированной воды, идущей на образование водорода и кислорода, на электролизной установке потребляется также обычная оборотная вода для охлаждения электролита и выделяюнщхся газов. Количество тепла (Q, ккал/час), которое должно быть отведено из одного электролизера, может быть подсчитано по формуле [c.252]

Определить количество электричества, необходимое для выделения 1 водорода и 0,5 кислорода, получаемых при электролизе воды. Теоретическое напряжение разложения поды равно 1,23 В (при 18 С), а фактическое превышает его в 1,5—2 раза. Рассчитать <[зактический расход электрической энергии. [c.204]

Так как потенциалы водородного и кислородного электродов находятся в одинаковой зависимости от pH, теоретическое напряжение разложения воды не зависит от pH электролита, но зависит от температуры. При повышении температуры от 25 до 80 °С оно снижается от 1,23 до 1,18 В. На практике же электролиз воды осуществляется при более высоком напряжении (2,1—2,6В). Такая разница между практически необходимым напряжением и теоретически Еюзможным обусловлена тем, что кроме расхода электроэнергии на собственно электролиз, т. е. на разложение воды, электроэнергия расходуется также на преодоление дополнительных сопротивлений, вызванных сопротивлением электролита, диафрагмы, электродов, контактов, а также концентрационной поляризацией и перенапряжением газов на электродах. [c.110]

Проведение электролиза воды под давлением сопряжено с кон- тpyктивнJJIми трудностями. Монтаж и эксплуатация электролизеров под высоким давлением также отличаются сложностью. На практике установлено, что расход энергии на компримирование газов от 1 до 10 кгс/см приблизительно такой же, как и на последующее компримирование от 10 до 100 кгс/см . Поэтому электролиз целесообразно вести под давлением 10—40 кгс/см (в пределах наиболее заметного снижения напряжения) с последующим компримированием газа до требуемого давления. I [c.115]

Потенциал поляризованного электрода, когда начинается пе-тферывное разряжение ионов, называют потенциалом разряжения (выделения, растворения) катода или анода соответственно. По-тенццал разложения, перенапряжение и потенциал разряжения зависят от концентрации раствора, его pH, материала, формы, размеров и характера поверхности электродов, температуры, плотности тока и других факторов. С увеличением площади катода (анода) прн прочих равных условиях уменьщаются плотность тока и перенапряжение. Перенапряжение вызывает увеличение расхода электроэнергии при электролизе и нагревание электролитической ванны. Перенапряжение имеет максимальное значение, когда продукты электролиза — газообразные вещества, например при электролизе воды с использованием 30%-ного раствора КОН шод действием тока протекает реакция Н2(ж) = Нг(г)+7202(г). которая является сум- мой катодной и анодной реакций 2Н20(ж)+2е = Н2(г) + 20Н- и 20Н- = Н20(ж) +7202(г)+2е. В биполярной ванне с железными катодом и анодом при 0° С и давлении газов 760 мм рт. ст. и плотности тока 1000 А/м2 электролиз идет при напряжении 2,31 В. В этих условиях °г.э= 1,233 В Т1к = 0,2 В т]а = 0,22 В падение напряжения. в электролите, диафрагме и проводниках первого рода 0,65 В. Следовательно, к. п. д. напряжения около 53%. Если принять, что на выделение 1 г-экв водорода, занимающего в газообразном состоянии при давлении 760 мм рт. ст. и 0°С 11,2 л, требуется 96 487 КлХ 202 [c.202]

При электролизе воды выход по току близок к 100 %. Для определения массы воды 5 ,0 расходующейся 1гри электролизе, выра- [c.95]

Концентрационная поляризация при электролизе водиых растворов, так же как описанная выше поляризация, приводит к излишнему расходу электроэнергии. Уменьшение этого типа поляризации может достигаться усилением перемешивания раствора. При этом уменьшается величина б, возрастает диффузиопиый поток, следовательно, уменьшается разность между Со и Сп. [c.139]

Электролиз воды. Производство водорода и кислорода электролизом воды осуществляется в промышленности очень давно. При ирохожденип электрического тока через дистиллированную воду, содержащую небольшое количество гидроокисей калия или натрия, вода разлагается. При этом на катоде выделяется водород, а на аноде кислород. Согласно закону Фарадея для получения 1 водорода и 0,5 кислорода теоретически требуется затратить 2390 а-ч. Фактическое напряжение в современных промышленных электролизерах составляет 1,7—2,2 в, а расход электроэнергии на 1000 л получаемого водорода приблизительно равен 5000 кет-ч 123, 24]. [c.124]

Основной причиной малой доли электролитического водорода в общем объеме производства этого продукта является высокий расход электроэнергии на электролиз. Поэтому основные усилия исследователей, работающих я области усовершенствования электролиза воды, направлень как на интенсификацию процесса, так и на снижение расхода электроэнергии. [c.140]

На лабораторную доработку вопроса ушло в 1909 г. немнога времени, почти сразу применили опытный аппарат (автоклав),, вмещавший 2 п. масла. Катализатор готовили осаждением гидрата закиси никеля (гидроокиси никеля П) на кизельгуре (1 0,6). Промытый, высушенный, тонко измельченный катализатор восстанавливали в токе водорода. Вскоре научились получать из хлопкового масла весьма удовлетворительный продукт с титром выше 50°. Тогда стали создавать заводскую установку с автоклавом на 50 п. масла. Так началось заводское производство его сразу же наметили развить в масштабе 300—400 тыс. п. (5—6,5 тыс. т) в год. Работали почти целиком на хлопковом масле Оно поступало из Средней Азии и имело, по анализам 1910—1911 гг., свободных жирных кислот 0,09— 0,11%, йодное число 112,6—113,5. Масляные баки вмещали почти годовой запас масла, что обеспечивало хорошее отстаивание. Рафинации не было. Водород получали электролизом воды. По образцу приобретенного в Германии водоразлагателя системы Шмидта изготовили в России, преодолев многие трудности, еще 19 таких же. В установке непрерывно циркулировал раствор химически чистого карбоната калия. Практически можно было одновременно использовать 17 электролизеров, они давали около 2500 водорода в сутки, расходуя около [c.408]

Сравнительно небольшое кол-во В. (и одновременно О ) получают электролизом воды. Электролитом служит водный р-р КОН (350-400 г/л) давление в электролизерах от атмосферного до 4 МПа, их производительность 4-500 муч, расход электроэнергии 5,1-5,6 кВт-ч на 1 м В. (теоретич. расход при 25°С 2,94 кВт-ч). Разрабатываются высокотемпературные процессы электролитич. разложения воды (с целью снижения расхода электроэнергии и уменьшения объема аппаратуры). Значит, кол-ва В. образуются в кач-ве побочного продукта при электролитич. произ-ве О2 и щелочей, хлоратов, Н2О2. [c.401]

За последние 15 лет возникло и развивается новое направление в науке и технике - водородная энергетика и технология. Ожидается значительное увеличение (примерно в 2 раза) потребления водорода к 2000 г. Существенные успехи достигнуты в области электролиза воды, усовершенствованы щелочные электролизеры, созданы новые (твердополимерные и высокотемпературные твердооксидные) электролизеры. Удельный расход электрической энергии на получение водорода в усовершенствованных щелочных и новых электролизерах снижается в 1,4-2 раза. [c.191]

Для быстрого определения малых количеств воды предложен кулонометрический метод анализа [283], основанный на измерении количества электричества, пошедшего на электролиз при ее поглощении чувствительным элементом. Теоретические основы метода изложены в работе [204]. Основной частью аппаратуры является выпускаемый промышленностью влагомер Корунд , предназначенный для непрерывного измерения влажности. Чтобы вводить в газовый поток прибора определенную на-йеску брома, авторы подключили кран-дозатор. Поступивший бром количественно переносится через чувствительный элемент током азота, предварительно высушенного ангидроном и фосфорным ангидридом. С целью повышения точности результатов самопишущий прибор установки Корунд пришлось заменить потенциометром ЭПП-09 с соответствующей характеристикой. Пик, фиксируемый самописцем после введения брома, пропорционален расходу электричества на электролиз воды, содержавшейся в пробе. Метод использован для определения 2-10 — 3,6-10 % воды в броме, причем максимальная погрешность определения с учетом приборной ошибки и дисперсии измерений составляла 24%. [c.213]

При получении водорода путем электролиза в качестве электролита используют растворы NaOH или КОН. Получаемый водород содержит 0,3—0,6% примесей, главным образом кислород и следы азота. На получение 1 водорода расходуется 0,9 л воды расход энергии велик (5—6 квт-ч1м ). Все эти способы применяются в технике электролизный водород значительно дороже, этот способ используют для получения На в относительно небольших количествах. [c.97]