Электролизер для разложения воды

 

Изобретение может применяться и электролизных установках для получения медицинского кислорода для дыхания, в установках производства кислорода и водорода для промышленных целей. В электролизере для разложения воды.содержащем основные и выносные электроды, диафрагмы , прокладки и каналы для подвода и отвода рабочих сред, между контактными анодами и катодами основные электроды выполнены из алюминия, изолированные от рабочих сред прокладками и выступающие за пакет ячеек электролизера, при этом прокладки ячеек в средней части внутренней стороны имеют пазы для установки диаф: рагм, индивидуальные каналы для отвода газов из ячеек и подвода к ним электролита выполнены в теле соседних основных листов в виде пазов, в которых установлены прокладки, На стяжные фланцы наружной поверхности установлены кольца-компен саторы . 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s С 25 B 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 0639Ааа

К ПАТЕНТУ (21) 4843290/26 (22) 2 6.06.90 (46) 30.03.93 Бюл,¹ 12 (76) В.Н.Дудин (56) Якименко Л,И, и др. Электролиз воды, M.: Химия, 1970, с.177. (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ

ВОДЫ (57) Изобретение может применяться в электролизных установках для получения медицинского кислорода для дыхания, в установках производства кислорода и водорода для промышленных целей. В электролизере для разложения воды, содержащем основные и выносные электроды, диафрагИзобретение может применяться к электролизных установках для получения медицинского кислорода для дыхания, в установках для получения кислорода и водорода, используемых для резки, сварки, пайки и термообработки материалов, а так.же в установках производства кислорода и водорода для промышленных целей, преимущественно невысокой производительности.

Целью изобретения является повышение надежности электролизера и снижению весогабаритных характеристик.

На фиг,1-4 приведена конструкция предлагаемого электролизера, Электролизер состоит из жестких колец I, предназначенных для поджатия упругих колец-компенсаторов, рабочих электродов 2, прижатых к выносным электродам 3 и основным листам электродов 4, прокладок 5, злекроизолирующих стяжные фланцы от основных листов 4, диафрагм 6, ».. Ж 1806222 АЗ мы, прокладки и каналы для подвода и отвода рабочих сред, между контактными анодами и катодами основные электроды выполнены из алюминия, изолированные от рабочих сред прокладками и выступающие за пакет ячеек электролизера, при этом прокладки ячеек в средней части внутренней стороны имеют пазы для установки диафрагм, индивидуальные каналы для отвода газов из ячеек и подвода к ним электролита выполнены в теле соседних основных листов в виде пазов, в которых установлены прокладки, На стяжные фланцы наружной поверхности установлены кольца-компен саторы. 1 з.п.ф-лы, 4 ил, уложенных между рабочими электродами 2, стяжных фланцев 7 и колец-компенсаторов

8, уплотнительных прокладок 9 и 10, расположенных между электродами 3, стяжных болтов 11 и гаек 12, В электролизере предусмотрены общие каналы для подвода электролита (А и Б) и отвода газов (В и Г), Индивидуальные каналы для подвода электролита Д и отвода газов Е на чертеже показаны .только для одного газа. Индивидуальные каналы для другого газа идентичны показанным на чертеже.

Электролизер работает следующим образом. Электролизер заправлен электролитом (330 -ным водным раствором КОН или водой — при использовании в качестве диафрагм твердого полимерного электролита), При подаче постоянного электрического тока на электролизер сразу же происходит разложение воды на кислород и водород, Газы через отверстия в выносных

1806222 электродах 3 и каналы Е с электролитом поступают в общий газовый канал В (Г), а электролит возвращается в электролизер через каналы А (Б) и индивидуальные каналы Д.

Диафрагмы 6 надежно фиксируются внутренними пазами прокладок 9 и обеспечивают надежное разделение анодного и катодного пространства ячеек.

Тепло, образующееся в зоне электролиза (в местах контакта рабочих электродов 2 и диафрагмы 6 и в диафрагмах 6) отводится к электродам 3 через рабочие электроды 2 и газожидкостную смесь, образующуюся в ячейках при электролизе, далее тепло от электродов 3 передается к основным листам

4 и последним отводится к их периферии, выступающей за пакет электролиэера. С листов 4 тепло снимается конвективной теплоотдачей в окружающую среду.

В процессе эксплуатации электролиэера, как правило, снижается усилие поджатия уплотнительных прокладок 9 и рабочих электродов 2 к выносным электродам 3 и диафрагм 6, что приводит к нарушению герметичности электролизера, а также к увеличению омического сопротивления электролизных ячеек и. следовательно, росту напряжения на ячейках. С целью исключения данного нежелательного явления в электролизере установлены кольца-компенсаторы, прижимаемые к стяжным фланцам

7 с помощью жестких колец 1 и стяжных болтов 11 и гаек 12. П ри ухудшении контакта между рабочими элементами ячеек компенсаторы 8 за счет своей толщины и более значительной поверхности по сравнению с прокладками 9 распрямляются, тем самым обеспечивая необходимое поджатие этих элементов.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволит повысить надежность и снизить весогабаритные характеристики электролиэера за счет следующих технических решений:

1, Организацией отвода тепла из электролизных ячеек с помощью основных листов электродов, выполненных из металла с высокой теплопроводностью и выступающих за пределы пакета электролиэера, что обеспечивает равномерность температуры электролита по длине пакета электролиэера.

2, Выполнение уплотнительных прокладок с внутренним пазом для диафрагм исключает возможность ее смещения при

10 сборке.

3, Введение упругих колец-компенсаторов, обеспечивающих постоянное поджатие уплотнительных прокладок и электродов к диафрагмам.

4. Уменьшение размера ячеек по толщине за счет предлагаемой конструкции каналов.

Формула изобретения

1. Электролизер для разложения воды фильтрпрессного типа. включающий стяжные фланцы, между которыми установлены биполярные электроды, выполненные из ос25 новного листа и выносных анодов и катодов, прокладки, диафрагмы, образующие ячейки, в основных листах выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подвода реагентов и отвода продуктов, о т30 лича ющийсятем,что,сцельюповышения надежности, основные листы биполярных электродов выполнены иэ алюминия и выступающими за пределы электролизера, отверстия снабжены кольцевыми уплотни35 тельными прокладками, ячеек соединены, пазами, выполненными в основном листе, с каналами и в прокладках в средних частях выполнены пазы для устайовки диафрагм.

2. Электролизер по п.1, о т л и ч а ю40 щийсятем,чтостяжныефланцысвнешней стороны снабжены кольцами-компенсаторами, выполненный из материала прокладок с толщиной больше толщины прокладок и поверхностью в 1,5-2 раза больше уплот45 няющей поверхности прокладок ячеек, и на кольцах-компенсаторах установлены кольца с формой колец-компенсаторов, 1806222 н4 (8Р

Составитель В,Дудин

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор

Корректор М.Керецман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 967 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва„Ж-35, Раушская наб.. 4/5