Электролизер


 

C25B3/10 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2501889:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ТГТУ") (RU)

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности, к конструкциям электролизеров колонного типа для синтеза органических дисульфидов путем окисления меркаптанов. Электролизер содержит корпус, теплообменник, устойчивые в условиях синтеза металлические электроды, между которыми установлены изоляторы, расположенный в нижней части корпуса входной штуцер для ввода реакционного раствора, тангенциально расположенный в верхней части корпуса патрубок для вывода суспензии, содержащей целевой продукт, двухъярусную мешалку и отсек для подпитки реакционного раствора израсходованным реагентом и устойчивой в рабочих условиях мембраной для отделения упомянутого отсека от основного объема электролизера. Обеспечивается повышение чистоты целевого продукта, упрощение стадии отмывки целевого продукта от 2-меркаптобензтиазола. 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к конструкциям электролизеров.

Как известно, окисление меркаптанов с целью получения органических дисульфидов возможно проводить электрохимическим путем на переменном и постоянном токе. Процесс на постоянном токе ведут в диафрагменных электролизерах, при этом целевой дисульфид выделяется на аноде. Так, в патенте [Пат.4032416 США, МПК С25В 3/02. заявл. 10.03.1976; опубл. 28.06.1977] предложен электролизер для синтеза тетраалкилтиурамдисульфидов на постоянном токе. Электролизер представляет собой прямоугольный бак, разделенный горизонтальной диафрагмой на катодный и анодный отсеки. Анод выполнен из платины, отполированной до зеркального блеска, что позволяет уменьшить налипание целевого продукта на электрод. Катод может быть изготовлен из стали или другого подходящего металла, стойкого в условиях синтеза. Плотность тока поддерживают вблизи 0,2 А/см2.

Для решения проблемы налипания целевого дисульфида на анод при постояннотоковом электролизе был предложен электролизер с вращающимся анодом [Пат.2140194 USA, МПК С10G 19/08. заявл. 19.08.1936; опубл. 13.09.1938]. Аппарат выполнен в виде цилиндрической емкости, корпус одновременно играет роль катода. Анод может быть изготовлен из платины, золота и других металлов, не разрушающихся при ведении процесса, и представляет собой цилиндрическую трубу внутри корпуса аппарата. Для вращения анода электролизер снабжен электродвигателем.

Конструкция электролизера с вращающимся анодом предложена и в работе [Пат.53766 СССР, класс 12о, 23. заявл. 28.05.1936; опубл. 31.08.1938.]. Анод в указанном электролизере представляет собой железную трубу, покрытую никелем. Своей нижней частью анод погружен в корыто, играющее роль катодного сосуда. Расстояние между внутренней полостью корыта и поверхностью анода равно 5 мм. Внутри корыта выложен тонкий слой асбеста, играющий роль диафрагмы. Вращение анода осуществляется с соответствующей скоростью электромотором. Положительный полюс источника тока подключают к вращающемуся цилиндру - аноду, а отрицательный непосредственно к корыту. Готовый продукт откладывается на аноде и снимается с него при помощи специального скребка, расположенного по всей длине анода.

Таким образом, основные недостатки описанных выше процессов синтеза дисульфидов на постоянном токе - это налипание продукта на анод и невысокий съем продукта с единицы объема аппарата. В то же время, решение проблемы налипания продукта путем организации вращающегося электрода усложняет конструкцию аппарата, в частности требует специальных приспособлений для подачи тока на вращающийся анод.

Лишены указанных недостатков процессы синтеза на переменном токе. Применение переменного тока позволяет избежать налипания продукта на электродах и работать на более высоких плотностях тока, что увеличивает съем продукта. Так, в работе [Пат.2385410 США, МПК С25В 3/10. заявл. 21.07.1941, опубл. 25.09.1945] для синтеза 2,2'-дибензтиазолилдисульфида был использован переменный ток промышленной частоты. Описанная в патенте конструкция электролизера предельно проста - электролизер представляет собой стакан со стержневыми электродами из платины или графита. Авторами отмечается, что для поддержания высокого выхода по току требуется включение в технологическую схему стадии корректировки раствора электролита.

С целью организации непрерывного процесса синтеза 2,2'-ди-бензтиазолилдисульфида окислением натриевой соли 2-меркаптобензтиазола была предложена технологическая схема процесса с прокачкой электролита через электролизер [Килимник. А.Б. Научные основы экологически чистых электрохимических процессов синтеза органических соединений на переменном токе: монография / А.Б. Килимник, Е.Э. Дегтярева. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. - 116 с.]. При осуществлении этого процесса в аппарат подается суспензия с избытком нерастворенного в щелочи 2-меркаптобензтиазола. Избыток 2-меркаптобензтиазола в суспензии рассчитывался, исходя из ориентировочного значения выхода по току в данных условиях электролиза, а скорость прокачки суспензии выбиралась такой, чтобы скомпенсировать расход 2-меркаптобензтиазолатного аниона в зоне электродов путем растворения всего взятого избыточного количества 2-меркаптобензтиазола из твердой фазы суспензии. Для проведения такого синтеза предложен электролизер колонного типа, состоящий из корпуса, рубашки, мешалки и электродного блока. В верхней части электролизера расположен патрубок для вывода суспензии, содержащей целевой продукт.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электролизер, предложенный в работе [Килимник. А.Б. Научные основы экологически чистых электрохимических процессов синтеза органических соединений на переменном токе: монография / А.Б. Килимник, Е.Э. Дегтярева. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. - 116 с.]. Недостатком описанного электролизера является высокая зависимость чистоты получаемого в аппарате продукта от колебаний условий технологического процесса. При отклонении выхода по току от расчетного значения в целевой продукт попадает твердый 2-меркаптобензтиазол, что осложняет стадию его отмывки.

Предлагаемый нами электролизер позволяет решить эту проблему, путем организации подпитки реакционного раствора 2-меркаптобензтиазолом, поступающим в зону электродов через мембрану из размещенной вокруг нее дополнительной емкости, содержащей твердый 2-меркаптобензтиазол.

Изобретение поясняется чертежом.

Предлагаемый электролизер колонного типа состоит из корпуса 1, теплообменника 2 и устойчивых в условиях синтеза металлических (например, платиновых) электродов 3, в виде проволочных спиралей, между которыми устанавливаются изоляторы 4. Корпус изготовлен из нержавеющей стали. Для устранения токов утечки внутренняя поверхность корпуса электролизера покрыта резиной. В нижней части электролизера имеется входной штуцер 5 для ввода реакционного раствора, а в верхней части тангенциально расположенный патрубок 6 для вывода суспензии, содержащей целевой продукт. Электролизер снабжен двухъярусной мешалкой. Нижний ярус 7 служит для перемешивания электролита в зоне электродов; верхний ярус 8 - для облегчения удаления суспензии, содержащей целевой продукт, из электролизера через верхний патрубок 6. В зоне электродов расположен специальный отсек 9 для подпитки реакционного раствора 2-меркапто-бензтиазолом, 2-меркаптобензтиазол подается в отсек 9 через загрузочный люк 10. Отсек 9 отделяется от основного объема электролизера устойчивой в рабочих условиях мембраной, закрепленной на ребрах жесткости 11, препятствующей проникновению твердого реагента (например, 2-меркаптобензтиазола) в реакционный раствор. Контроль температуры реакционного раствора осуществляется термопарой, вводимой в аппарат через штуцер 12.

Отличительной особенностью заявляемого электролизера является установка вокруг зоны электродов отделенного мембраной специального отсека для подпитки реакционного раствора реагентом (например, 2-меркаптобензтиазолатным анионом).

Электролизер работает следующим образом.

Для пуска электролизера в работу через штуцер для ввода реакционного раствора 5 подается исходный насыщенный раствор натриевой соли 2-меркаптобензтиазола с заданной температурой, которая поддерживается с помощью теплоносителя, подаваемого в теплообменник 2. В отсек подпитки 9 загружается 2-меркаптобензтиазол. На электроды 3 подается переменное напряжение, включается мешалка. Израсходованное в ходе электросинтеза количество 2-меркаптобензтиазолатного аниона компенсируется поступающим через мембрану из отсека 9 в зону электродов 2-меркаптобензтиазолатным анионом, образующимся путем взаимодействия твердого 2-меркаптобензтиазола со щелочью, проникающей в отсек 9 из реакционного раствора. Суспензия, содержащая целевой продукт, выводится из электролизера через верхний патрубок 6.

Предлагаемый электролизер высокоэффективен и может найти широкое применение в производстве различных органических и неорганических соединений.

Электролизер колонного типа для синтеза органических дисульфидов путем окисления меркаптанов, содержащий корпус, теплообменник, устойчивые в условиях синтеза металлические электроды, между которыми установлены изоляторы, расположенный в нижней части корпуса входной штуцер для ввода реакционного раствора, тангенциально расположенный в верхней части корпуса патрубок для вывода суспензии, содержащей целевой продукт, и двухъярусную мешалку, отличающийся тем, что он снабжен отсеком для подпитки реакционного раствора израсходованным реагентом и устойчивой в рабочих условиях мембраной для отделения упомянутого отсека от основного объема электролизера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу электролиза с управлением процессом электрохимической обработки водных растворов, который может быть использован для получения дезинфицирующих и моющих растворов, а также для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод.

Изобретение относится к технике электролитического получения водорода и кислорода в электролизерах воды и может быть использовано в топливных элементах, применяющихся в космических, подводных аппаратах, в наземном транспорте и в других устройствах.

Изобретение относится к способу электрохимической обработки воды дезинфектантами, который может быть использован для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов.

Изобретение относится к раствору противовирусной композиции и к способу его получения. Раствор противовирусной композиции содержит комплексное серебро, глицин, комплексно связанный с серебром, глицинат натрия и воду в определенных соотношениях.

Изобретение относится к области химии. Для получения водорода проводят реакцию паровой каталитической конверсии углеродсодержащей жидкости с получением продуктов реакции, содержащих водород.
Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в качестве подготовительного этапа производства электрокатализаторов. Описан способ предварительной обработки углеродного носителя электрохимического катализатора, заключающийся в том, что обработку углеродного носителя электрохимического катализатора производят в вакуумной камере, снабженной источником потока атомных частиц и держателем углеродного порошка, выполненным с возможностью перемешивания порошка, порошок углеродного носителя перемешивают, а поверхность носителя бомбардируют пучком атомных частиц, при этом для размещения порошка углеродного носителя используют установленную в держателе пористую подложку с открытой пористостью, выполненную из инертного материала, пневматически связанную с устройством автономной подачи газа, помещают на подложку слои частиц углеродного носителя, через пористую подложку продувают инертный газ с образованием над подложкой псевдокипящего слоя частиц углеродного носителя, а бомбардировку поверхности частиц углеродного носителя производят с энергией ионов не менее 7,41 эВ/атом.

Изобретение относится к электролизеру (100), включающему корпус (115) высокого давления, имеющий обечайку и противоположные закрытые концы; пакет (101) электролизных ячеек внутри корпуса высокого давления, содержащий группу биполярных электролизных ячеек, собранных в пакет между первой концевой контактной пластиной (107a) и второй концевой контактной пластиной (108a), и приспособленный для работы под внутренним давлением; соединения для текучих сред для подвода электролита к пакету ячеек и для отвода продукта(ов) электролиза от пакета ячеек, и электрические соединения, включающие по меньшей мере анодное и катодное соединения.

Изобретение относится к водородной энергетике. Способ получения водорода из воды включает обработку воды одновременно электрическим и магнитным полями для разложения молекул воды на кислород и водород посредством пары колебательных контуров, состоящих из водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подают высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, индуктивностей и размещенных между пластинами конденсаторов и индуктивностями полостей для обрабатываемой воды, при этом воздействие на воду полями осуществляют в резонансном режиме по отношению к гидродинамическим колебаниям воды при направлении вектора напряженности магнитного поля перпендикулярно вектору напряженности электрического поля.

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната в сочетании с электролизом образующихся содержащих хлорид щелочного металла отработанных водных растворов.
Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано, например, при разработке и производстве катализаторов для электролизеров или топливных элементов с твердополимерным электролитом.

Изобретение относится к устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды. Электролизер включает корпус, размещенные в нем последовательно соединенные между собой ячейки, состоящие из катода, анода, размещенной между ними газозапорной мембраны, насосы для циркуляции щелочного электролита, емкости с щелочным электролитом, систему подачи воды, устройство для отделения кислорода от паров воды и щелочи и устройство для отделения водорода от паров воды и щелочи. Анод каждой из ячеек выполнен в виде трубы из сетчатого материала, а катод - в виде полого цилиндра из пористого гидрофобизированного материала. Причем анод и катод каждой из ячеек размещены вплотную к газозапорной мембране с образованием катодной газовой полости между внешней стороной катодов и корпусом, соединенной с емкостью гидрозатвора, емкостью щелочного электролита и устройством для отделения водорода от паров воды и щелочи. Ячейки соединены анодными полостями с теплообменником и с емкостью щелочного электролита, которая, в свою очередь, соединена с устройством для отделения кислорода от паров воды и щелочи и системой подачи воды. Изобретение обеспечивает снижение потребляемой мощности, повышение производительности, надежности и безопасности эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способу получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля. Способ получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля включает электролиз в 17 М растворе гидроксида натрия на переменном синусоидальном токе частотой 20 Гц с никелевыми электродами. При этом процесс электролиза проводят при температуре 20-30°C и напряжении на электродах 4 В. Техническим результатом данного изобретения является разработка способа получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля, пригодного для использования в процессе каталитического получения наноуглеродных материалов пиролизом углеводородного сырья при уменьшении затрат на обогрев ячейки и упрощении ее конструкции. 3 пр.

Изобретение относится к электрохимическому способу синтеза полианилина, легированного металлом, включающему приготовление раствора с концентрацией компонентов: серная кислота 0,5-1,5 моль/дм3, анилин 0,1-0,4 моль/дм3, соли переходных металлов 0,1-1,0 моль/дм3, проведение электролиза при температуре 10-30°С с использованием рабочего электрода и вспомогательного электрода, при этом на стадии приготовления раствора дополнительно вводят 0,1-0,5 моль/дм3 аминоуксусной кислоты или 0,1-0,5 моль/дм3 динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве солей переходных металлов применяют сульфаты переходных металлов, в качестве рабочего и вспомогательного электродов используют электроды из нержавеющей стали, электролиз проводят при постоянной плотности тока 1-10 мА/см2, а после стадии электролиза полученный полианилин, легированный металлом, обрабатывают щелочным раствором с рН 8-10. Предлагаемый электрохимический способ синтеза полианилина, легированного металлом, за счет использования электродов из нержавеющей стали является более дешевым, а полученный полианилин, легированный металлом, обладает более высокой пассивирующей способностью. 1 ил., 3 пр.
Предложен катод для выделения водорода в электролитической ячейке, содержащий металлическую основу и покрытие, состоящее из чистого оксида рутения. Предлагаемый катод обеспечивает улучшение рабочих характеристик и увеличение срока службы электролизера при неустойчивом и периодическом снабжении энергии, таком как от солнечных батарей; также описан способ нанесения покрытия на металлическую основу. Кроме того, предложенный катод обеспечивает высокую эффективность в процессе электролиза щелочной воды. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.
Описан способ получения графитовых электродов с покрытием, преимущественно из благородного металла, для электролитических процессов, в частности для электролиза соляной кислоты, в котором поверхность графитового электрода покрывают водным раствором соединения благородного металла, а затем графитовый электрод подвергают термообработке в присутствии восстанавливающих и/или в основном не содержащих кислорода газов при температуре от 200 до 450°С. Увеличение срока службы графитовых электродов, работающих при получении хлора и водорода, является техническим результатом заявленного изобретения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода и может быть использовано для зарядки указанных аккумуляторов водородом. Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний), выполнено из стабилизированного источника электрического тока (1), проводов (2), электролизера (3) и аккумуляторов (4) водорода на основе гидрида алюминия (титана или магния) (5), при этом в электролизере (3) расположен электролит (6) из угольной кислоты H2CO3 в дистиллированной воде, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга аккумулятора (4) без внешних корпусов со свободным проникновением электролита (6) в структуру аккумулятора (4) из гидрида металла (5), причем один аккумулятор (4) подсоединен к катоду (7), а второй аккумулятор (8) - к аноду (9), причем на крышке (10) зарядного устройства расположена вертикальная труба (11) с клапаном сброса (12) излишнего давления, создаваемого продуктами электролиза. Образование гидридов в структурах металлов в электролизере под действием теплового поля является техническим результатом заявленного изобретения. 1 ил.

Изобретение относится к способу увеличения производительности разложения воды. Способ включает разложение воды под действием резонансного электромагнитного поля и характеризуется тем, что разложение воды происходит под действием двух резонансных контуров, в которых вектора напряженностей электрического поля первого контура и напряженности магнитного поля второго контура также как вектор напряженности электрического поля второго контура и вектор напряженности магнитного поля первого контура действуют на воду одновременно. Причем вектора напряженности магнитных полей совпадают и направлены перпендикулярно векторам электрических полей, при этом в результате изменения диэлектрической проницаемости водяного конденсатора производится подстройка контуров на работу в резонансном режиме, которая заключается в предварительной подгонке индуктивных сопротивлений контуров до их резонансных значений, определяемых по максимальной производительности выделяемых газов, с последующим использованием полученных результатов в серийном производстве. Также изобретение относится к устройству (водородной ячейке). Использование настоящего изобретения позволяет повысить производительность разложения воды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии и физиотерапии, и может быть использовано для лечения абдоминального ожирения. Для этого осуществляют криомассаж проблемных зон криопакетом объемом 300-500 мл при температуре -21--23°C со стабильной вибрацией по 5-10 с двукратно по 3-5 минут с паузой между циклами 1-2 минуты. Дополнительно проводят циркулярный душ длительностью 4-6 минут температурой 36-37°C в течение 5-10 сеансов. Кроме того, проводят жемчужную ванну с подводным массажем и подачей озона в течение 20-25 минут. Также осуществляют ультразвуковое воздействие на проблемные зоны с параметрами частота импульсов/коэффициент заполнения импульсов 90-100 Гц/90-100% и интенсивностью 0,7-1,0 Вт/см2 по 3-4 минуты на одно поле 10-15 процедур в течение 4-10 минут частотой 14-180 Гц. Способ обеспечивает повышение эффективности лечения за счет выбранного режима воздействия, способствующего достижению положительной динамики клинической симптоматики и биохимических показателей крови. 3 пр.

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к конструкции электролизеров для получения водорода и озон-кислородной смеси, и может найти применение для нужд энергетики (охлаждение водородных генераторов на ТЭЦ, ГРЭС и АЭС), электроники (очистка поверхности полупроводниковых пластин). Электролизер для получения водорода и озон-кислородной смеси содержит анод и катод цилиндрической формы, расположенные коаксиально и скрепленные сверху и снизу фторопластовыми деталями, обеспечивающими подачу электролита и отвод электролита и газа, при этом корпусом служит катод, а анод расположен внутри катода. Анод выполнен в виде электропроводящей никелевой трубы со стеклоуглеродным покрытием, катод изготовлен из нержавеющей стали с никелевым покрытием или никеля, в качестве охлаждающей жидкости используют электролит, при этом электролизер связан с насосом, рефрижератором, емкостью с рабочим электролитом, дозирующим насосом, емкостью с концентратом электролита и деионизированной водой, а также с блоком анализа качества электролита. Технический результат - упрощение конструкции электролизера, увеличение удельной производительности, снижение материалоемкости, обеспечение надежности, простоты монтажа и эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к установке для электролиза воды под давлением, состоящей из электролизера с линией подачи воды, подключенного к блоку питания, который электрически связан с блоком управления, подключенных к электролизеру по линиям водорода и кислорода ресиверов для накопления водорода и кислорода с установленными на них датчиками давления водорода и кислорода, электрически связанных с блоком управления, клапанов выдачи водорода и кислорода из установки, расположенных на линиях водорода и кислорода, каждый ресивер снабжен линией заправки воды, линией слива воды и датчиком количества воды, при этом на линиях заправки и слива воды установлены клапаны, а датчики количества воды и клапаны на линиях слива воды электрически связаны с блоком управления. Изобретение также относится к способу эксплуатации установки для электролиза воды под давлением, который состоит в подаче воды и электрического тока в электролизер, накоплении водорода и кислорода в ресиверах, контроле параметров процесса, выравнивании давлений газов и последующей выдаче полученных газов потребителю, при этом перед началом цикла работы ресиверы водорода и кислорода заполняют водой от 15% до 30% объема соответствующего ресивера, а в процессе работы контролируют количество воды, регистрируют давление водорода и кислорода и в случае превышения допустимого перепада давлений водорода и кислорода производят слив воды из того ресивера, где давление газа выше, до выравнивания давлений в ресиверах. Техническим результатом изобретения является повышение экономичности установки на 15-20 процентов за счет исключения потерь газов, а также повышение безопасности ее эксплуатации за счет исключения возможности смешения газов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх