Установка для электролиза воды под давлением и способ ее эксплуатации


 

C25B1/12 - 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 2508419:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

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.

 

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано в электролизных установках, работающих под давлением и содержащих ресиверы для накопления рабочих газов.

Электролизные элементы этих установок содержат тонкие мембраны, на поверхности которых происходит электрохимическая реакция. Эти мембраны по условиям прочности работают при перепаде давлений газов не более нескольких десятков кПа, что требует специального выравнивания давлений рабочих газов при эксплуатации электролизных установок.

Известны электролизные установки, в которых при их эксплуатации выравнивание давлений газов производится путем выпуска из установки того газа, давление которого выше. Для этого установки снабжены соответствующими клапанами (патенты Российской Федерации №2111285, 20.05.1998, МПК: С25В 1/12; №2102535, 20.01.1998, МПК: С25В 1/12; заявка JP 2006249496 (А), 14.09.2006, МПК: Н04В 7/26 (2006.01); Н04М 1/00 (2006.01); H04Q 7/38 (2006.01)). Однако в случае, когда вырабатываемые электролизером газы - водород и кислород - должны накапливаться в собственных ресиверах электролизной установки, этот способ регулирования ведет к потерям газов, т.е. снижает экономичность установки.

Известны также электролизные установки, в которых выравнивание давлений производится путем использования сепараторов электролизеров в качестве сообщающихся сосудов (например, ЕР 2014799 (А1), 14.01.2009, МПК: С25В 1/12 (2006.01), С25В 15/08 (2006.01), патент РФ №2219291, 20.12. 2003, МПК: С25В 1/04 (2006.01)). Сепараторы в количестве двух штук входят в состав электролизера и предназначены для отделения соответствующего газа - водорода или кислорода - из смеси газа и воды, поступающей из батареи электролизных ячеек. Вода в нижней части сепараторов под действием перепада давлений газов может перетекать из одного сепаратора в другой, компенсируя тем самым перепад давлений. Недостатком этих изобретений является то, что при большом перепаде давлений или при разгерметизации любой магистрали вся вода может перейти в один сепаратор, а затем произойдет смешение водорода и кислорода с образованием гремучего газа. Таким образом, эксплуатация таких электролизных установок недостаточно безопасна.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является система выравнивания давлений в электролизере по патенту US 7097748 (B2), 29.08.2006, МПК: С25В 9/20 (2006.01), Н01М 8/06 (2006.01), Н01М 8/18 (2006.01), С25В 1/08 (2006.01), выбранная за прототип.

В патенте описана установка для электролиза воды под давлением, которая включает электролизер с линией подачи воды, подключенный к блоку питания, который электрически связан с блоком управления, подключенные к электролизеру по линиям водорода и кислорода два ресивера для хранения реакционной воды и части водорода и кислорода с установленными на них датчиками давления водорода и кислорода, аккумулятор газов для хранения другой части водорода и кислорода, клапаны выдачи водорода и кислорода из установки, расположенные на линиях водорода и кислорода, регулятор перепада давления в линиях водорода и кислорода. Вода подается в электролизер насосами из одного или двух ресиверов. Способ-прототип эксплуатации электролизной установки под давлением 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. Выравнивание давлений газов в электролизной установке происходит с помощью сообщающихся по воде сосудов, регулятора давления газов и гибкой перегородки между водородом и кислородом внутри аккумулятора. Сообщающиеся по воде сосуды-ресиверы образованы линией воды, соединяющей между собой ресиверы и предназначенной для выравнивания уровней воды в ресиверах. Вода может перетекать между ресиверами самотеком или при помощи выравнивающего насоса. Выравнивание давления происходит за счет изменения объемов ресиверов путем перемещения воды из ресивера с большим давлением в ресивер с меньшим давлением.

Регулятор давления газов, основанный на выпуске из установки газа с более высоким давлением. При выпуске части газа из линии с повышенным давлением происходит выравнивание давления.

Гибкая перегородка между водородом и кислородом внутри аккумулятора при перепаде давлений изменяет свое положение и тем самым меняет соотношение объемов газов и выравнивает давления газов.

Недостатками электролизной установки и способа ее эксплуатации являются:

- наличие сообщающихся по воде сосудов, как и в аналогах, которое может привести к тому, что при большом перепаде давлений или при разгерметизации любой магистрали вся вода может перейти в один ресивер, а затем произойдет смешение водорода и кислорода с образованием взрывчатой смеси. Это тем более вероятно, что в установке отсутствуют датчики количества воды в ресиверах;

- потеря части водорода или кислорода при срабатывании регулятора давления газов (например, для установки с давлением 35 МПа потеря газа из-за неравномерного роста давления при сжатии составляет 15-20% нарабатываемого газа);

- возможность взрыва образующегося гремучего газа в случае повреждения гибкой перегородки, примененной в аккумуляторе газов и разделяющей взрывоопасные газы - водород и кислород, находящиеся при высоком давлении.

Задача изобретения состоит в устранении вышеперечисленных недостатков прототипа и в том, чтобы в процессе эксплуатации установки для электролиза воды, при накоплении газов в собственных ресиверах установки производить выравнивание давлений газов путем изменения газовых объемов ресиверов за счет управляемого слива из них заранее залитой воды.

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.

Технический результат достигается тем, что в 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.

Кроме того, один из ресиверов снабжен линией подачи воды в электролизер с клапаном, электрически связанным с блоком управления, при этом электролизер располагается по уровню ниже данного ресивера.

Технический результат достигается также за счет того, что в способе эксплуатации установки для электролиза воды под давлением, состоящем 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, перед началом цикла работы ресиверы водорода и кислорода заполняют водой от 15% до 30% объема соответствующего ресивера, а в процессе работы контролируют количество воды в ресиверах, регистрируют давление водорода и кислорода в соответствующих ресиверах 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.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемой установки для электролиза воды под давлением.

Она включает в себя электролизер 1 с линией подачи воды 6, подключенный к блоку питания 24, который электрически связан с блоком управления 9, подключенных к электролизеру 1 по линиям водорода 4 и кислорода 5 ресиверов для накопления водорода 2 и кислорода 3 с установленными на них датчиками давления водорода 7 и кислорода 8, электрически связанных с блоком управления 9, клапанов выдачи водорода 10 и кислорода 11 из установки, расположенных на линиях водорода 4 и кислорода 5. Каждый ресивер 2 и 3 снабжен линией заправки воды 12 и 13, линией слива воды 16 и 17 и датчиком количества воды 20 и 21, при этом на линиях заправки воды 12 и 13 установлены клапаны 14 и 15 соответственно, на линиях слива воды 16 и 17 установлены клапаны 18 и 19 соответственно, а датчики количества воды 20, 21 и клапаны 18, 19 электрически связаны с блоком управления. Электропитание электролизера 1 и блока управления 9 производится от блока питания 24. Датчики давления 7 и 8, датчики количества воды 20 и 21, а также клапаны 18, 19, 23 соединены электрически с блоком управления 9. Клапаны 10, 11, 14, 15 управляются вручную.

Установка может содержать одну или две независимые линии для подачи воды в электролизер 1. Предпочтительной является подача воды из ресивера водорода 2 по линии 22 с клапаном 23. Кроме того, подача воды в электролизер 1 может производиться из внешней магистрали по линии подачи воды 6.

Установка работает следующим образом.

Перед началом цикла работы электролизер 1, блок управления 9 и блок питания 24 выключены, все клапаны закрыты, избыточное давление газов в ресиверах 2 и 3 небольшое или отсутствует, вода в них отсутствует или присутствует в небольшом количестве. Суммарный объем ресивера водорода 2 вместе с линией водорода 4 должен превосходить суммарный объем ресивера кислорода 3 вместе с линией кислорода 5 приблизительно вдвое, поскольку в этой пропорции распределяются объемы газов при электролизе воды.

Цикл работы начинается с того, что включаются блок питания 24 и блок управления 9. Затем вручную открывают клапаны 14 и 15. Ресиверы 2 и 3 начинают заправляться водой по линиям 12 и 13. Объем воды в каждом ресивере после заправки должен составлять от 15 до 30% объема соответствующего ресивера. Количество воды в ресиверах 2 и 3 контролируют с помощью датчиков количества воды 20 и 21 соответственно и блока управления 9. После заполнения воды клапаны 14 и 15 закрывают.

Затем включается подача воды в электролизер 1 по линии 22 (предпочтительно) или по линии 6 и включается электропитание электролизера 1 от блока питания 24. При этом водород по линии 4 начинает заполнять ресивер 2, а кислород по линии 5 - ресивер 3. Давления в линиях водорода и кислорода измеряются с помощью датчиков давлений 7 и 8 соответственно и связанного с ними блока управления 9.

Из-за неидеальности сжатия разнородных газов между давлениями в ресиверах 2 и 3 возникает перепад давлений, который может приблизиться к допустимому пределу. Этот предел определяется прочностью элементов электролизера и обычно составляет около 50 кПа. При достижении этого предела блок управления 9 открывает клапан слива воды из того ресивера, давление в котором больше. Если давление в ресивере 2 превышает давление в ресивере 3, открывается клапан 18 и вода из ресивера 2 сливается из установки по линии 16. Как только давления в ресиверах сравняются, блок управления 9 закрывает клапан 18. Аналогично, если давление в ресивере 3 превышает давление в ресивере 2, открывается клапан 19 и вода из ресивера 3 сливается из установки по линии 17. В процессе работы постоянно контролируется количество воды в ресиверах 2 и 3 с помощью датчиков количества воды 20 и 21. Если вода в любом из ресиверов заканчивается, электролизер 1 по команде блока управления 9 выключается. Если давление газов в ресиверах по датчикам давления 7 или 8 достигает предельно допустимого, электролизер 1 также выключается. Процесс управления сливом воды ведут таким образом, чтобы к моменту достижения предельного давления в одном из ресиверов, обычно в ресивере водорода, оставалось минимальное количество воды. Для слива излишне заправленной воды могут одновременно открываться оба клапана 18 и 19.

Количество первоначально заправляемой воды зависит от предельного давления газов и точного соотношения объемов ресиверов. Для реальных (неидеальных) газов расчет показывает, что давление водорода при электролизе растет быстрее, чем давление кислорода. При соотношении объемов ресиверов 2:1 и достижении давления водорода, например, 35 МПа давление кислорода составит 30 МПа, т.е. для выравнивания давлений необходимо, чтобы к этому моменту в ресивере кислорода оставался объем воды, равный 16% от объема ресивера, а в ресивере водорода вода должна быть слита полностью. Если соотношение объемов ресиверов иное, чем 2:1, например 2,3:1, объем слитой из обоих ресиверов воды к концу процесса будет примерно равным. Поэтому точное количество заливаемой в ресиверы воды устанавливается в процессе испытаний конкретной установки.

Воду, сливаемую из одного из ресиверов, целесообразно, хотя и не обязательно, использовать в электролизере для выработки газов. Это существенно упрощает схему подачи воды, поскольку ресиверы и электролизер находятся под одним и тем же давлением. Для реализации этой схемы электролизер должен располагаться ниже уровня воды в ресивере, а установка должна быть снабжена линией подачи воды 22 в электролизер 1 с клапаном 23, связанным с блоком управления 9. Для выработки водорода и кислорода с максимальным давлением 35 МПа в одном цикле работы электролизеру требуется количество воды, равное 25% от объема ресивера водорода. Поэтому целесообразно заправить в ресиверы несколько больше, к примеру 30% воды, и в процессе работы большую часть воды подавать в электролизер из ресивера водорода, а остальную воду использовать для точного регулирования давлений.

Клапаны 10 и 11 служат для выдачи водорода и кислорода внешним потребителям.

Конструктивно линия 12 и клапан 14 могут быть объединены с линией 16 и клапаном 18, а линия 13 и клапан 15 с линией 17 и клапаном 19.

В качестве датчиков количества воды 20 и 21 могут использоваться датчики уровня любого типа или датчики веса в опорах ресиверов.

1. Установка для электролиза воды под давлением, состоящая 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, отличающаяся тем, что 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.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что один из ресиверов снабжен линией подачи воды в электролизер с клапаном, электрически связанным с блоком управления, при этом электролизер располагается по уровню ниже данного ресивера.

3. Способ эксплуатации установки для электролиза воды под давлением, состоящий 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, отличающийся тем, что перед началом цикла работы ресиверы водорода и кислорода заполняют водой от 15% до 30% объема соответствующего ресивера, а в процессе работы контролируют количество воды в ресиверах, регистрируют давление водорода и кислорода в соответствующих ресиверах 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.



 

Похожие патенты:

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).
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.

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.

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.
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.
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.

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.
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.

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.

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности, к конструкциям электролизеров колонного типа для синтеза органических дисульфидов путем окисления меркаптанов.

Изобретение относится к технологическим процессам обработки металлов, а более конкретно к устройствам для выполнения газопламенных работ типа пайки, сварки, резки металлов c использованием электрохимических способов получения гремучего газа для выполнения этих работ. Устройство содержит горелку, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, блок питания, трубопровод. Электролизер выполнен в виде батареи, составленной из отдельных, последовательно подключенных электролизных ячеек. Полюса батареи подключены к противоположным по знаку полюсам блока питания. В качестве отдельной электролизной ячейки использована отработавшая свой ресурс и предварительно разряженная банка железоникелевого щелочного аккумулятора. Ячейки снабжены выходными патрубками для отвода полученного гремучего газа, связанными с трубопроводом, соединенным с гидрозатвором. В гидрозатворе для коррекции состава пламени использована водная эмульсия с углеводородными соединениями, кроме того, гидрозатвор снабжен отделителем капель от газовой смеси. Устройство является более простым и дешевым. 2 ил.

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для использования в производстве озонаторных установок. Электрод озонаторной установки представляет собой полую цельнопаяную конструкцию, состоящую из двух одинаковых мембран с диэлектрическим барьером на внешней поверхности; внешнего и внутреннего проставочных колец, определяющих высоту электрода; теплообменной насадки, размещенной в полости электрода для повышения эффективности охлаждения его рабочих поверхностей при синтезе озона; штуцеров для подвода и отвода теплоносителя, диаметрально расположенных на внешнем кольце. Мембраны, изготовленные из металла или сплава с вентильными свойствами, имеют форму диска с центральным отверстием и отбортовкой по внешнему и внутреннему диаметрам, выполненной для формирования электрического разряда в пределах активных зон электрода. Тепловой контакт внутренних поверхностей мембран с насадкой и проставочными кольцами, а также герметичность электрода обеспечивают вакуумной пайкой. Подготовку поверхности деталей к пайке и их защиту от окисления производят в экологически чистых растворах. Сборку и пайку конструкции осуществляют в сборочно-паяльном приспособлении, изготовленном из металла с более низким по сравнению с материалами электрода температурным коэффициентом линейного расширения. В процессе нагрева конструкции при температуре ниже температуры плавления припоя осуществляют терморихтовку плоских поверхностей электрода за счет направленного термического удлинения проставочных колец и ребер насадки, чем достигается эквидистантность разрядного промежутка электродов при их сборке. Одновременно при соответствующих температурах производят гомогенизацию металла и вакуумное травление рабочих поверхностей электрода для последующего создания на них диэлектрического барьера. Диэлектрический барьер формируют электрохимическим путем в виде оксидной пленки. После образования на рабочих поверхностях электродов барьерного слоя производят их сборку совместно с дистанцирующей прокладкой для создания заданного разрядного промежутка. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области химии. Согласно первому варианту для получения водорода железные стержни изолируют от стенок реактора 1 и подают на них высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор 1 заземляют и заполняют водой до образования разряда между железными электродами и поверхностью воды. Согласно второму варианту плоский горизонтальный охлаждаемый электрод 18 изолируют от стенок реактора 1 и подают на него высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор заземляют, внутри реактора устанавливают вертикально тонкостенные трубы 23 из железа с устройством 24 перемещения, уменьшают расстояние между тонкостенными трубками и плоским электродом 18 до образования разряда. Через тонкостенные трубки подают водяной пар. Изобретение позволяет повысить чистоту водорода, снизить затраты энергии. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Настоящее изобретение относится к системе и способу производства химической потенциальной энергии и может быть использовано в производстве эффективного топлива, которое можно было бы использовать в чистых энергетических процессах, при которых не образуются и не выделяются парниковые газы и другие загрязнители окружающей среды. Система диссоциации газов включает сепаратор газовых компонентов, источник электронов, выполненный с возможностью испускания электронов, генератор электрического поля, анод и промежуточный электрод. Катод представляет собой термоионный катод. Генератор имеет энергию, достаточную для диссоциации молекул реагирующих газов. Анод расположен от катода на предварительно заданном расстоянии, ограничивающем реакционную газовую камеру. Газовая камера выполнена с возможностью вызывать взаимодействие между электронами и молекулами реагирующего газа. Промежуточный электрод расположен рядом с сепаратором и катодом. Промежуточный электрод выполнен с возможностью диссоциации молекул посредством электролиза на поверхности сепаратора с образованием продуктов. Молекулы реагирующего газа являются по меньшей мере молекулами одного из CO2 и H2O. Продуктами являются O2 и по меньшей мере один из CO и H2. Кроме того, способ диссоциации молекул газа включает подачу молекул реагирующих газов в реактор. Реактор содержит катод, анод и сепаратор между анодом и катодом. По способу создают электрическое поле между анодом и катодом, имеющее энергию, достаточную для диссоциации реагента и для восстановления молекул реагирующих газов с помощью электролиза. Способ также включает нагревание источника электронов, включающего термоионный катод, для высвобождения из него свободных электронов. Затем происходит разделение O2 и молекул других продуктов и выпуск молекул продукта. Молекулы газа являются по меньшей мере молекулами одного из CO2 и H2O. Продукт состоит из O2 и по меньшей мере одного из CO и H2, либо смеси CO и H2. Техническим результатом изобретений является обеспечение низкозатратного высоэффективного цикла, который может быть использован в крупном масштабе для получения топлива без выброса CO2 в окружающую среду. 5 н. и 62 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу производства хлора, гидроксида щелочного металла и водорода и устройству с компьютерным управлением для осуществления заявленного способа, при этом способ включает следующие стадии: (а) приготовление рассола путем растворения источника хлорида щелочного металла в воде; (b) удаление из рассола, полученного на стадии (а), щелочного осадка в присутствии пероксида водорода или в присутствии, самое большее, 5 мг/л активного хлора посредством фильтра из активированного угля и получение готового рассола; (с) обработка, по меньшей мере, части готового рассола, полученного на стадии (b), на стадии ионообмена; (d) обработка, по меньшей мере, части рассола, полученного на стадии (с), на стадии электролиза; (е) выделение, по меньшей мере, части хлора, гидроксида щелочного металла, водорода и рассола, полученных на стадии (d); (f) обработка, по меньшей мере, части рассола, полученного на стадии (е), на стадии обесхлоривания, осуществляемой в присутствии пероксида водорода; и (g) рециркулирование, по меньшей мере, части обесхлоренного рассола, полученного на стадии (f), на стадию (а). Технический результат заключается в обеспечении экономически целесообразного способа производства хлора, автоматизированного до такой степени, что оно пригодно для дистанционного управления и требует минимального непосредственного внимания и поддержки. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида диспрозия. В качестве источника диспрозия используют безводный трихлорид диспрозия, источника бора - фторборат калия, фонового электролита - эквимольную смесь хлоридов калия и натрия. Электролиз ведут в потенциостатическом режиме при температуре 700±10°С, плотностях тока от 0,1 до 1,0 А/см2 и потенциалах электролиза от 2,5 до 2,8 В относительно стеклоуглеродного квазистационарного электрода сравнения. Техническим результатом является получение чистого ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия, повышение скорости синтеза целевого продукта из расплавленного электролита и снижение энергозатрат. 2 пр.

Группа изобретений относится к изготовлению электродов для электролитического получения водорода из водных щелочных и кислотных растворов. Способ получения нанокристаллического композиционного материала катода включает проведение механоактивации смеси порошков железа и графита в атомном отношении 75:25 в среде аргона в течение 15÷20 ч с получением порошковой смеси из наноразмерных зерен цементита Fe3C и α-Fe при их соотношении в мас.%: (90÷95):(10÷5). Способ изготовления катода включает предварительную выдержку упомянутого нанокристаллического композиционного материала в вакууме 5÷10 Па в течение 1÷2 ч при температуре 450÷550°С, после чего проводят его магнитно-импульсное прессование при амплитуде 1÷2 ГПа и длительности импульсов давления 300÷400 мкс. Обеспечивается изготовление катода с пониженным перенапряжением реакции электрохимического выделения водорода. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 5 ил.

Изобретение относится к очистке воды, а именно к устройствам для обеззараживания питьевых и сточных вод, бассейнов и прочих водных объектов, использующих водные растворы хлора и других хлорсодержащих соединений, в частности гипохлорита натрия, и может быть использовано в технологиях водоподготовки. Электролизер смонтирован в корпусе 1, в верхней части которого имеются выходной патрубок 3, а в нижней входной патрубок 2. Спиралевидный анод 4 выполнен из титановой проволоки с металлооксидным покрытием, а катод 5 из электропроводящего стержня и расположен коаксиально и равноудалено относительно анода 4. Рабочая площадь анода в два раза и более превышает рабочую площадь катода. Технический результат заключается в том, чтобы обеспечить непрерывную работу электролизера с минимальным ремонтно-профилактическим обслуживанием. 1 ил.

Изобретение относится к способу получения чистого перрената аммония, а также к высокочистому перренату аммония. Способ получения чистого перрената аммония путем электролиза включает получение водной суспензии, содержащей технический перренат аммония, добавление азотной кислоты, введение полученной суспензии в катодное пространство электролитической ячейки, приложение напряжения, катодное восстановление азотной кислоты до азотистой кислоты, взаимодействие азотистой кислоты с аммониевыми ионами перрената аммония с образованием водной рениевой кислоты, удаление ионов калия из водной рениевой кислоты и отделение чистого перрената аммония от рениевой кислоты добавлением аммиака. Перренат аммония представляет собой кристаллический агломерат с размером больше 10 мкм, содержащий менее 5 ч/млн калия. Также предложено применение перрената аммония в качестве предшествующего вещества для получения рениевых соединений и/или металлического рения для применения в суперсплавах или для нанесения покрытий на рентгеновские вращающиеся аноды. Изобретение обеспечивает эффективный и экологичный способ получения чистого перрената аммония. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 6 пр.
Изобретение относится к способу активации воды, заключающемуся в ее электролизе между двумя электродами, разделенными между собой пористой диафрагмой, между которыми подано напряжение, отрицательный и положительный потенциалы которого соединены соответственно с катодным и анодным электродами. Способ характеризуется тем, что электроды выполняют из шунгита, причем в аноде и в анодной камере возбуждают ультразвуковые колебания, частота которых лежит выше частоты порога кавитации в диапазоне от 20 кГц до 100 кГц, а интенсивность упомянутого ультразвука лежит в области стабильной кавитации от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2. По сравнению со способами предшествующего уровня техники, загрязняющими активированную воду небезопасными для человека и животных катионами металлов электродов, настоящий способ не только позволяет исключить этот отрицательный фактор, но и за счет использования в качестве материала для электродов полезного для человека и животных шунгита и интенсификации процессов образования полезных катионов на шунгитовом аноде при помощи ультразвука преобразовать этот отрицательный фактор в положительный.
Наверх