Способ и установка для производства газа

Изобретение относится к способу производства газообразного кислорода и газообразного водорода из жидкостного щелочного электролитического раствора в процессе электролиза, включающему в себя этапы: получения электролитической установки с имеющимися в ней первым и вторым разнесенными между собой параллельными дырчатыми электродами, погруженными во впускную камеру, которая окружает первый и второй электроды и в которой имеется по меньшей мере одно впускное отверстие и первое и второе выпускные отверстия; подачи электролитического раствора во впускное отверстие так, чтобы электроды были погружены в электролитический раствор; и подачи напряжения на установку по электродам, погруженным в электролитический раствор, для электролиза раствора между электродами таким образом, чтобы на первом электроде образовывался газообразный кислород, а на втором электроде образовывался газообразный водород, при этом электролитический раствор между электродами разделяется на первый и второй выходные потоки, так что первый выходной поток проходит через первый электрод, тем самым удаляя газообразный кислород из первого электрода, когда первый выходной поток проходит в первое выпускное отверстие, и так что второй выходной поток проходит через второй электрод, тем самым удаляя газообразный водород из второго электрода, когда второй выходной поток проходит во второе выпускное отверстие, и при этом первый и второй электроды расположены в относительно непосредственной близости друг от друга на расстоянии от 1 мм до 6 мм. Также изобретение относится к электролитической установке. Использование предлагаемого изобретения позволяет устранить недостатки электролизеров предшествующего уровня техники, использующих мембраны. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и установке для производства газа. Более конкретно, но не только, настоящее изобретение относится к электролитической ячейке и способу, в котором горючие газы, такие как водород и кислород, производят путем электролиза водного электролитического раствора и содержат после получения отдельно.

Уровень техники, предшествующий изобретению

Электролитическая ячейка использует электричество для разложения воды на водород и кислород в газообразной фазе.

Известные электролитические ячейки состоят либо из: жидкостного щелочного электролизера, в котором для разделения газообразного водорода и газообразного кислорода между электродами используется пористая мембрана, или полимерного электролитического электролизера, в котором для разделения газообразного водорода и газообразного кислорода, получаемых в процессе электролиза, используется протонообменная мембрана. Электролитическая ячейка дополнительно включает в себя анод, расположенный вдоль первой поверхности протонообменной мембраны, и катод, расположенный вдоль второй, оппозитной поверхности протонообменной мембраны.

Известные мембраны, используемые в жидкостных щелочных электролизерах, в целом, изготавливаются из пористого пластика, тогда как в полимерных электродных электролизерах известные протонообменные мембраны являются полупроницаемыми мембранами, в целом, изготовленными из иономеров, и выполнены таким образом, что они пропускают протоны, но непроницаемы для газов, таких как кислород и водород. Протонообменные мембраны могут изготавливаться либо из чисто полимерных мембран, либо из композитных мембран, полимерная матрица которых содержит другие материалы.

Первым недостатком мембран любого типа является ограничение пропускаемого через них потока.

Другим недостатком мембран является увеличение расстояния между электродами, приводящее к увеличению сопротивления. Другим недостатком известных жидкостных щелочных мембран является снижение эффективности при увеличении плотности тока. Эффективность известных протонообменных мембран снижается по мере увеличения напряжения, подаваемого в ячейку, из-за плохого газоотвода из мембраны. Кроме этого, электроды нельзя ярусно располагать слишком близко друг к другу, поскольку это препятствует газоотводу.

Другим недостатком известных жидкостных щелочных мембран является их неспособность эффективно функционировать при высокой температуре и высоком давлении.

Другим недостатком известных протонообменных мембран является высокая себестоимость мембран, поскольку для разделения электронов и протонов водорода в них приходится использовать благородные металлы (обычно платину). Катализатор из платины также чрезвычайно восприимчив к загрязнению окисью углерода, поэтому приходится использовать дополнительный нейтрализатор для удаления окиси углерода из горючего газа, если водород получают из спирта или углеводородного топлива. Это дополнительно увеличивает стоимость использования известных протонообменных мембран.

Другим недостатком известных протонообменных мембран является плохая проводимость при низкой относительной влажности и плохие механические свойства при температурах свыше примерно 100°С. Подобные мембраны имеют относительно низкую рабочую температуру, а температура около 100°С не позволяет осуществлять полезную когенерацию.

В документе из известного уровня техники РСТ/IB2011/053050 на имя HYDROX HOLDINGS LIMITED, озаглавленном «Способ и установка для производства газа» описано использование жидкостного щелочного электролизера, в котором для проведения электролиза вместо пористой или протонообменной мембраны применяют гидродинамический барьер. Данное изобретение обеспечивает огромные преимущества в плане производства, эксплуатационных затрат и габаритов.

В настоящем описании изобретения термин «горючая текучая среда» включает в себя горючий газ, содержащий преимущественно водород и/или кислород в газообразной фазе.

Цель изобретения

Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ и установку для производства газа, которые позволяют устранить вышеуказанные недостатки и которые могут стать реальной альтернативой для существующих электролитических ячеек и способов производства газа.

Краткое изложение сущности изобретения

По первому аспекту изобретением предлагается способ производства горючей текучей среды из жидкостного щелочного электролитического раствора в процессе электролиза, включающий в себя этапы:

- получения электролитического раствора;

- получения электролитической установки с имеющимися в ней первым и вторым разнесенными между собой проницаемыми электродами, погруженными в камеру, в которой имеется по меньшей мере одно впускное и два выпускных отверстия;

- пропускания раствора в камеру через впускное отверстие; и

- подачи напряжения на установку по электродам для электролиза раствора между электродами таким образом, чтобы на первом электроде образовалась первая горючая текучая среда, а на втором электроде образовалась вторая горючая текучая среда и первая горючая текучая среда проходила от первого электрода на первое выпускное отверстие, а вторая горючая текучая среда проходила от второго электрода на второе выпускное отверстие, и в котором первый и второй электроды могут быть расположены в относительно непосредственной близости друг от друга на расстоянии от 1 мм до 6 мм.

Электролитический раствор может быть гидроксидом калия (КОН) или гидроксидом натрия (NaOH).

Горючая текучая среда может быть гидрогенизированной и оксигенированной текучей средой, в частности, горючая текучая среда может быть газообразным водородом и газообразным кислородом.

Каждый из проницаемых электродов может быть перфорированным или дырчатым.

Каждый из проницаемых электродов дополнительно может быть изготовлен из сетчатого или вспененного материала.

Каждый из проницаемых электродов может быть изготовлен из материала, выбираемого из группы, которая включает в себя: нержавеющую сталь, никель, палладий, кобальт или платину.

Первый и второй электроды могут быть, по существу, параллельными.

Первый и второй проницаемые электроды могут иметь правильное и определенное соотношение между открытой и закрытой площадью, также известное как PPI (количество пор на квадратный дюйм), которое может зависеть от размера выпускных отверстий и давления, под которым раствор подается в установку.

Первый и второй проницаемые электроды могут быть одним комплектом проницаемых электродов, а установка может включать в себя множество комплектов проницаемых электродов, все из которых имеют схожую конфигурацию.

Электролитическая установка может определять по меньшей мере одно впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде со всеми впускными отверстиями, а способ может включать в себя этап пропускания раствора в камеры со всеми комплектами проницаемых электродов через впускной коллектор.

Выпускной проход для первой горючей текучей среды может сообщаться по текучей среде со всеми выпускными отверстиями для первой текучей среды всех комплектов проницаемых электродов, а выпускной проход для второй горючей текучей среды может сообщаться по текучей среде со всеми выпускными отверстиями для второй текучей среды всех комплектов проницаемых электродов, компоновка выполнена таким образом, что первая горючая текучая среда, образующаяся на первом электроде, выходит из установки через выпускное отверстие для первой горючей текучей среды, а вторая горючая текучая среда, образующаяся на втором электроде, выходит из установки через выпускное отверстие для второй горючей текучей среды.

По второму аспекту изобретения предлагается электролитическая установка, в которой горючую текучую среду производят из электролитического раствора, а именно гидроксида калия (КОН) или гидроксида натрия (NaOH), в процессе жидкостного щелочного электролиза, включающего:

- первый и второй разнесенные между собой проницаемые электроды, погруженные во впускную камеру;

- по меньшей мере одно впускное отверстие во впускной камере для пропускания электролитического раствора в указанную впускную камеру; и

- выпускные отверстия для первой и второй горючих текучих сред;

компоновка выполнена таким образом, что электролитический раствор проходит через впускное отверстие во впускную камеру, где происходит электролиз, и таким образом, что первая горючая текучая среда образуется на первом электроде, и таким образом, что вторая горючая текучая среда образуется на втором электроде, и кроме этого, таким образом, что первая горючая текучая среда проходит от первого электрода на выпускное отверстие для первой горючей текучей среды; а вторая горючая текучая среда проходит от второго электрода на выпускное отверстие для второй горючей текучей среды, и в которой первый и второй электроды могут быть расположены в относительно непосредственной близости друг от друга на расстоянии от 1 мм до 6 мм.

Электролит может быть гидроксидом калия (КОН) или гидроксидом натрия (NaOH) с концентрацией от 20% до 50%.

Горючая текучая среда может быть гидрогенизированной и оксигенированной текучей средой, в частности, горючая текучая среда может быть газообразным водородом и газообразным кислородом.

Каждый из проницаемых электродов может быть перфорированным или дырчатым.

Каждый из проницаемых электродов дополнительно может быть изготовлен из сетчатого или вспененного материала.

Каждый из проницаемых электродов может быть изготовлен из материала, выбираемого из группы, которая включает в себя: нержавеющую сталь, никель, палладий, кобальт или платину.

Первый и второй электроды могут быть, по существу, параллельными.

Первый и второй электроды, каждый, могут включать в себя по меньшей мере один соединительный выступ для соединения с источником питания, подающим напряжение в электролитическую установку для электролиза электролитического раствора.

Первый и второй электроды могут быть прикреплены к соединителям из нержавеющей стали, неподвижно соединенным с соединительным выступом для распределения тока по электродам.

Муфта из ПВХ удерживает каждый из электродов плотно прижатым к соединителю и электрически изолирует соединитель от электролита.

Первый и второй проницаемые электроды могут иметь правильное и определенное соотношение между открытой и закрытой площадью (или PPI), которое может зависеть от размера выпускных отверстий и давления, под которым раствор подается в установку.

Установка может включать в себя первый и второй внешние торцевые элементы, каждый из которых изготовлен из полиэтилена.

Установка может иметь цилиндрическую, квадратную или многоугольную форму.

Установка может включать в себя средства циркуляции, такие как насос, для циркуляции раствора через установку и нагнетания раствора во впускную камеру.

Установка может включать в себя накопительный контейнер для первой горючей текучей среды, соединенный с выпускным отверстием для первой горючей текучей среды, и накопительный контейнер для второй горючей текучей среды, соединенный с выпускным отверстием для второй горючей текучей среды.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет рассмотрено с использованием неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

На фиг. 1 показан вид в сечении электролитической установки по первому предпочтительному варианту осуществления изобретения;

На фиг. 2 показано изображение в разобранном виде, в перспективе, части электролитической установки по второму предпочтительному варианту осуществления изобретения; и

На фиг. 3 показан вид в сечении единственного электрода установки по фиг. 2.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Со ссылкой на чертежи электролитическая установка по одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, в целом, обозначена ссылочной позицией 10.

Электролитическая установка 10 выполнена с возможностью получения оксигенированной и гидрогенизированной текучей среды, образующейся во время электролиза электролитического раствора, подаваемого в установку 10.

Установка 10 содержит первый внешний торцевой элемент 12, изготовленный из полиэтилена, и второй внешний торцевой элемент 14, также изготовленный из полиэтилена.

Со ссылкой на фиг. 1 первый и второй внешние торцевые элементы 12 и 14, оба, имеют квадратную форму, расположены, в целом, параллельно друг другу и разнесены друг от друга. Допустимо, чтобы установка необязательно имела квадратную форму, а также многоугольную или круговую форму, как на фиг. 2.

Установка 10 дополнительно включает в себя два разнесенных между собой проницаемых электрода, первый проницаемый электрод 16 и второй проницаемый электрод 18. Каждый из проницаемых электродов 16 и 18 изготовлен из дырчатого или перфорированного материала. В частности, каждый из проницаемых электродов изготовлен из нержавеющей стали в виде сита номер 316 (проволочного сита голландского переплетения). Два проницаемых электрода 16 и 18 также расположены, в целом, параллельно друг другу и относительно недалеко разнесены друг от друга на расстояние от 1 мм до 6 мм. Впускная камера 20 окружает первый и второй проницаемые электроды 16 и 18.

Чем меньше проницаемые электроды 16 и 18 разнесены друг от друга, тем меньше сопротивление между ними, т.е. на установку 10 можно подавать меньшее напряжение, что делает установку 10 более эффективной.

Со ссылкой на фиг. 1, по первому варианту осуществления изобретения, две проницаемые мембраны разнесены между собой на 4 мм, диаметр сита составляет 20 мм, площадь сита составляет 314 мм2, а толщина сита - 0.8 мм. Подобное сочетание размеров позволяет добиться плотности тока в 73 мА/см2, используя в качестве электролита КОН с концентрацией 50% при температуре 60°С, с подаваемым постоянным напряжением 1.765 В. Заявитель допускает, что данный показатель можно существенно улучшить в случае использования электролита с более высокой температурой и сокращения зазоров между электродами до менее 4 мм. Нанесение на электроды гальванического покрытия из платины также значительно повысит каталитическую эффективность электродов.

Первый и второй электроды могут быть закреплены к соединителям 24 из нержавеющей стали, неподвижно соединенным с соединительным выступом для распределения тока по электродам. Муфта 22 из ПВХ удерживает электрод плотно прижатым к соединителю и электрически изолирует соединитель от электролита.

Во впускной камере 20 имеются два впускных отверстия 26, по которым электролитический раствор подается в указанную камеру 20. В установке 10 имеется выпускное отверстие 28 для кислорода, а также выпускное отверстие 30 для водорода.

Поток электролитического раствора, проходящий через проницаемые электроды 16 и 18, переносит с собой газообразный кислород и газообразный водород, образующиеся соответственно на положительном и отрицательном (первом и втором) проницаемых электродах. Таким образом происходит естественное разделение на газообразный водород и газообразный кислород. Близкое расположение электродов 16 и 18 также позволяет осуществлять гидролизацию при очень низком напряжении, обеспечивая высокую эффективность и высокую чистоту водорода и кислорода.

Первый и второй проницаемые электроды 16 и 18 образуют комплект проницаемых электродов. Установка 10 может включать в себя множество комплектов проницаемых электродов, расположенных и соединенных друг с другом задом наперед или параллельно.

Первый и второй электроды 16 и 18 включают в себя проводящие соединительные выступы или пластины (одна клемма является положительной, а другая - отрицательной) для соединения с источником питания (не показан), например аккумулятором. Источник питания таким образом подает в электролитическую установку 10 напряжение от 1 до 6 В для электролиза раствора. Настоящая установка 10 вырабатывает водород и кислород при подаче в установку либо чистого постоянного напряжения, либо импульсного постоянного напряжения.

Установка 10 дополнительно включает в себя средства циркуляции, такие как насос (не показан) для циркуляции раствора через установку 10. Электролитический раствор, поступающий в камеру 20 через впускные отверстия 26, опрессовывается при нагнетании в установку 10 насосом таким образом, что раствор нагнетается через проницаемые электроды 16 и 18. Компоновка выполнена таким образом, что электролитический раствор поступает в первую камеру 20 через впускные отверстия 26, проходя через проницаемые электроды 16 и 18. Электролитический процесс происходит между первым и вторым проницаемыми электродами 16 и 18 соответственно. Оксигенированная текучая среда выходит через выпускное отверстие 28 для кислорода, а гидрогенизированная текучая среда выходит через выпускное отверстие 30.

Установка 10 может дополнительно включать в себя накопительный контейнер для водорода (не показан), соединенный с выпускным отверстием 30 для водорода, и накопительный контейнер для кислорода (не показан), соединенный с выпускным отверстием 28 для кислорода. В каждом из накопительных контейнеров для водорода и кислорода имеется второе выпускное отверстие для электролитического раствора, расположенное ближе к функционально нижнему торцу контейнеров, а выпускные отверстия для газообразного кислорода и газообразного водорода расположены ближе к функционально верхнему торцу каждого из накопительных контейнеров для кислорода и водорода соответственно. Электролитический раствор выходит через выпускные отверстия 28 и 30 для кислорода и водорода вместе с соответствующими газами в накопительные контейнеры для кислорода и водорода. Компоновка выполнена таким образом, что газообразный водород и газообразный кислород внутри текучей среды, поступающие в соответствующие контейнеры, высвобождаются под действием силы тяжести и поверхностного натяжения и выходят из контейнеров через выпускные отверстия для газообразного водорода и газообразного кислорода, а электролитический раствор выходит из контейнеров через вторые выпускные отверстия для электролитического раствора. Вторые выпускные отверстия для электролитического раствора соединены с впускными отверстиями 26, поэтому раствор возвращается назад в установку 10 при помощи насоса. Таким образом, газы сохраняются для последующего использования.

Допустимо, чтобы создавался принудительный поток из первой камеры 20 к выпускным отверстиям 28 и 30 установки для кислорода и водорода. Опрессованный поток электролитического раствора, идущий из первой камеры 20 через проницаемые электроды на выпускные отверстия 28 и 30 для кислорода и водорода, ограничивает попадание газообразного кислорода и газообразного водорода после их образования на первом и втором проницаемых электродах 16 и 18 в первую камеру 20. Допустимо создание в установке ионного потока, следующего против и вместе с потоком электролита, который является уникальным признаком текущей компоновки.

Также допустимо, чтобы в электролитической установке, по существу, отсутствовала мембрана, как у установки из известного уровня техники, а пузырьки газа, формирующиеся на электродах, сразу же удалялись с потоком электролита. Это дает ряд преимуществ, например снижение себестоимости за счет отсутствия сухой и мокрой мембран, а также затрат на их обслуживание. Кроме этого, плотность тока обычно падает, поскольку пузырьки газа формируются на электродах, однако в текущей компоновке пузырьки газа сразу же удаляются для поддержания постоянной плотности тока. Очень важно, чтобы при плотности тока в 11,000 мА/см2 пузырьки газа продолжали оставаться разделенными.

Сам факт отсутствия мембраны также снимает ограничения по давлению и температуре, которые обычно существуют при использовании мембран. В настоящем изобретении используются проницаемые электроды, которые не создают затененных проводящих областей при движении газов по поверхности электрода. Это увеличивает эффективную проводящую область электрода, снижает требования по эффективному напряжению, тем самым повышая эффективность, что позволяет сократить эксплуатационные затраты.

Кроме этого, за счет уменьшения расстояния между электродами можно увеличить плотность тока и добиться повышения эффективности.

Следует понимать, что настоящее изобретение допускает внесение изменений в детали способа и установки для получения газообразного водорода и кислорода, не выходящие за объем прилагаемой формулы изобретения.

1. Способ производства газообразного кислорода и газообразного водорода из жидкостного щелочного электролитического раствора в процессе электролиза, включающий в себя этапы: получения электролитической установки с имеющимися в ней первым и вторым разнесенными между собой параллельными дырчатыми электродами, погруженными во впускную камеру, которая окружает первый и второй электроды и в которой имеется по меньшей мере одно впускное отверстие и первое и второе выпускные отверстия; подачи электролитического раствора во впускное отверстие так, чтобы электроды были погружены в электролитический раствор; и подачи напряжения на установку по электродам, погруженным в электролитический раствор, для электролиза раствора между электродами таким образом, чтобы на первом электроде образовывался газообразный кислород, а на втором электроде образовывался газообразный водород, при этом электролитический раствор между электродами разделяется на первый и второй выходные потоки, так что первый выходной поток проходит через первый электрод, тем самым удаляя газообразный кислород из первого электрода, когда первый выходной поток проходит в первое выпускное отверстие, и так что второй выходной поток проходит через второй электрод, тем самым удаляя газообразный водород из второго электрода, когда второй выходной поток проходит во второе выпускное отверстие, при этом первый и второй электроды расположены в относительно непосредственной близости друг от друга на расстоянии от 1 мм до 6 мм.

2. Способ по п. 1, в котором электролитический раствор является гидроксидом калия (KOH) или гидроксидом натрия (NaOH).

3. Способ по п. 1 или 2, в котором каждый из проницаемых электродов дополнительно изготовлен из сетчатого или вспененного материала.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором каждый из проницаемых электродов изготовлен из материала, выбранного из группы, которая включает: нержавеющую сталь, никель, палладий, кобальт и платину.

5. Способ по п. 1 или 2, в котором первый и второй проницаемые электроды имеют правильное и определенное соотношение между открытой и закрытой площадью, также известное как PPI (количество пор на квадратный дюйм), которое зависит от размера выпускных отверстий и давления, под которым раствор подается в установку.

6. Способ по п. 1 или 2, в котором первый и второй проницаемые электроды являются комплектом проницаемых электродов, а установка включает в себя множество комплектов проницаемых электродов, все из которых имеют схожую конфигурацию.

7. Способ по п. 6, в котором электролитическая установка определяет по меньшей мере одно впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде со всеми впускными отверстиями, а способ включает в себя этап пропускания раствора в камеры со всеми комплектами проницаемых электродов через впускной коллектор.

8. Способ по п. 7, в котором выпускной проход для первой горючей текучей среды сообщается по текучей среде со всеми выпускными отверстиями для первой текучей среды всех комплектов проницаемых электродов, а выпускной проход для второй горючей текучей среды сообщается по текучей среде со всеми выпускными отверстиями для второй текучей среды всех комплектов проницаемых электродов, компоновка выполнена таким образом, что первая горючая текучая среда, образующаяся на первом электроде, выходит из установки через выпускное отверстие для первой горючей текучей среды, а вторая горючая текучая среда, образующаяся на втором электроде, выходит из установки через выпускное отверстие для второй горючей текучей среды.

9. Электролитическая установка, в которой газообразный кислород и газообразный водород производят из электролитического раствора, а именно гидроксида калия (KOH) или гидроксида натрия (NaOH), в процессе жидкостного щелочного электролиза, содержащая: первый и второй дырчатые электроды, разнесенные между собой и расположенные параллельно в относительной близости друг от друга на расстоянии от 1 мм до 6 мм и погруженные во впускную камеру, которая окружает первый и второй электроды; по меньшей мере одно впускное отверстие для пропускания электролитического раствора в указанную впускную камеру, где происходит электролиз после подачи напряжения на электроды, таким образом, что кислород образуется на первом электроде и водород образуется на втором электроде, при этом установка выполнена так, что электролитический раствор разделяется на первый и второй выходные потоки между электродами, так что первый выходной поток проходит через первый электрод, тем самым удаляя кислород из первого электрода, когда первый выходной поток проходит в выпускное отверстие для первой горючей текучей среды, и так что второй выходной поток проходит через второй электрод, тем самым удаляя водород из второго электрода, когда второй выходной поток проходит в выпускное отверстие для второй горючей текучей среды.

10. Установка по п. 9, в которой электролит является гидроксидом калия (KOH) или гидроксидом натрия (NaOH) с концентрацией от 20% до 50%.

11. Установка по п. 9, в которой каждый из дырчатых электродов дополнительно изготовлен из сетчатого или вспененного материала.

12. Установка по п. 9, в которой каждый из проницаемых электродов изготовлен из материала, выбранного из группы, которая включает: нержавеющую сталь, никель, палладий, кобальт и платину.

13. Установка по п. 9, в которой первый и второй электроды, каждый, включают по меньшей мере один соединительный выступ для соединения с источником питания, подающим напряжение на электролитическую установку для электролиза электролитического раствора.

14. Установка по п. 13, в которой первый и второй электроды прикреплены к соединителям из нержавеющей стали, неподвижно соединенным с соединительным выступом для распределения тока по электродам.

15. Установка по п. 14, в которой муфта из ПВХ удерживает каждый электрод плотно прижатым к соединителю и электрически изолирует соединитель от электролита.

16. Установка по п. 9, в которой первый и второй проницаемые электроды имеют правильное и определенное соотношение между открытой и закрытой площадью (или PPI), которое зависит от размера выпускных отверстий и давления, под которым раствор подается в установку.

17. Установка по п. 9, которая включает в себя первый и второй внешние торцевые элементы, каждый из которых изготовлен из полиэтилена.

18. Установка по п. 9, имеющая цилиндрическую, квадратную или многоугольную форму.

19. Установка по п. 9, включающая в себя средства циркуляции, такие как насос, для циркуляции раствора через установку и нагнетания раствора во впускную камеру.

20. Установка по любому из пп. 9-19, содержащая накопительный контейнер для первой горючей текучей среды, соединенный с выпускным отверстием для первой горючей текучей среды, и накопительный контейнер для второй горючей текучей среды, соединенный с выпускным отверстием для второй горючей текучей среды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения диметилдисульфона путем электролиза водного раствора диметилсульфона в кислой среде. Способ характеризуется тем, что электролиз проводят в водных растворах диметилсульфона в щелочной среде в анодном отделении диафрагменного электролизера в пределах плотностей анодного тока 0,1-0,3 А/см2, затем раствор анолита охлаждают до Т=5-8°С до образования кристаллов.

Изобретение относится к способу и системе управления электрическим током (ЕСМ) в по меньшей мере одном электролизере, имеющем по меньшей мере два электрода, находящихся в контакте с электролитической средой, множество сенсорных средств для измерения тока, проходящего через один или более электродов, при этом указанные сенсорные средства расположены внутри по меньшей мере одной панели ЕСМ, установленной в одном или более работающих электролизерах.

Изобретение относится к способу формирования барьерного покрытия на паяных алюминиевых электродах генератора озона, включающий подготовку поверхности деталей электрода к пайке, сборку конструкции в сборочно-паяльном приспособлении, выравнивание плоских поверхностей электрода за счет направленного термического удлинения ребер теплообменной насадки при температуре ниже температуры плавления припоя, пайку, в процессе которой при соответствующих температурах производят гомогенизацию металла и вакуумное травление рабочих поверхностей электрода для последующего создания на них диэлектрического барьера.

Изобретение относится к получению пузырьков и пен, содержащих пузырьки. Устройство содержит: первый блок, выполненный с возможностью определять по меньшей мере одну характеристику газа в пузырьках; второй блок, выполненный с возможностью вырабатывать пузырьки, содержащий: электролизер, выполненный с возможностью проводить электролиз электролита, чтобы вырабатывать газ в электролите, тем самым вырабатывая пузырьки; контроллер выполнен с возможностью регулировать второй блок, чтобы вырабатывать пузырьки согласно по меньшей мере одной характеристике газа.

Изобретение относится к энергетике, а именно к способу получения водорода при разложении воды. Способ включает подачу нагретой воды из водяного котла в устройство разложения воды на кислород и водород, содержащее катод и анод.

Изобретение относится к получению порошкообразного оксида алюминия высокой чистоты. Устройство содержит электролизер для электролиза водных растворов с окислением металлического алюминия, соединенный трубопроводом с обратноосмотической установкой для подготовки исходной технической воды и приемной емкостью для продуктов окисления, причем в нижнем отверстии приемной емкости выполнено выходное отверстие, соединенное с верхним ситом промывного сепаратора, при этом нижнее сито промывного сепаратора соединено линией подачи продукта с блоком термической обработки продуктов окисления алюминия.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения гипохлорита кальция из пересыщенного природного поликомпонентного рассола хлоридного кальциево-магниевого типа включает выделение из рассола кристаллогидрата хлорида кальция и отделение маточного рассола, обогащенного литием и бромом.

Изобретение относится к установке для электрохимического разложения водных растворов хлоридов, включающей проточные электрохимические реакторы, состоящие из внутреннего трубчатого титанового катода, внешнего трубчатого титанового анода и размещенной между ними трубчатой керамической ионопроницаемой диафрагмы, нижнего и верхнего анодных коллекторов, сепаратора, нижнего и верхнего катодных коллекторов и насосов.
Изобретение относится к способу получения концентрата адипиновой кислоты и натриевой щелочи из щелочных стоков производства капролактама, включающему электролиз стоков в мембранном электролизере с получением в катодном пространстве натриевой щелочи.

Изобретение относится к способу электросинтеза циклогексантиола, включающему взаимодействие циклогексена с сероводородом в апротонных органических растворителях в присутствии фонового электролита при температуре 20-25°C и атмосферном давлении.

Изобретение относится к способу получения окисленного лигнина путем электрохимического модифицирования гидролизного лигнина в водном кислотном электролите на углеродных электродах при температуре окружающей среды. Способ характеризуется тем, что модифицирование лигнина проводят в растворе HF, содержащем 2-3 вес. % лигнина, в присутствии фторида аммония или фторида калия в количестве 10-30% масс., при этом электролиз проводят в гальваностатическом режиме при плотности тока i=0,2-0,4 А/см2 в течение 0,25-1 часа. Предлагаемый способ позволяет получить препараты лигнина с содержанием карбоксильных групп от 20 до 40% в зависимости от времени синтеза. 1 табл.

Группа изобретений относится к пищеконцентратной промышленности, в частности к способам производства пищевых продуктов, при которых производят обезвоживание пищевых продуктов. В процессе способа из сырого или готового к употреблению пищевого продукта удаляют воду путем разложения ее с помощью электрических и магнитных полей на водород и кислород. Затем обезгазованные продукты упаковывают в герметичную тару. Упаковку производят в вакууме или в азотной среде. Устройство содержит контейнер для загрузки пищевых продуктов, внутри которого на противоположных стенках размещены не- изолированный кислородный и изолированный с увеличенной поверхностью и нейтрализационной сеткой водородный электроды. На других противоположных стенках контейнера размещены индуктивности, имеющие обмотки, выполненные изолированным электротехническим проводом. Электроды и индуктивности через контактное устройство электрически связаны с источниками питания. Использование группы изобретений позволит повысить срок хранения пищевых продуктов. 2 н.п. ф.лы, 3 ил.

Изобретение относится к двум вариантам электролизера, узлу для защиты боковой стенки электролизера и способу защиты боковой стенки электролизера. Электролизер включает в себя: анод; катод в отстоящем от анода положении; расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем расплавленная ванна электролита имеет химический состав ванны, включающий по меньшей мере один компонент ванны; корпус электролизера, имеющий: подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, при этом боковая стенка состоит по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, причем боковая стенка дополнительно включает: первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удерживания электролита; и вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера. При этом вторая часть боковой стенки продольно разнесена с первой частью боковой стенки, так что первая часть боковой стенки, вторая часть боковой стенки и основание между первой частью и второй частью образуют желоб; причем желоб выполнен с возможностью принимать защитный осадок и удерживать этот защитный осадок отдельно от подины электролизера; и защитный осадок выполнен с возможностью растворяться из желоба в расплавленную ванну электролита так, что расплавленная ванна электролита имеет уровень содержания упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, который является достаточным, чтобы сохранять первую часть боковой стенки и вторую часть боковой стенки в расплавленной ванне электролита. Элементы боковой стенки электролизера позволяют защитить боковую стенку от электролитической ванны. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 1 пр., 11 ил.

Изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтехимической, газоперерабатывающей промышленности и металлургии. Установка для получения элементарной серы из сероводорода включает установленные на основаниях две герметичные емкости с вмонтированными внутри электродами - анодом и катодом, присоединенными к положительному и отрицательному полюсам источника постоянного тока. Установка также включает снабженные запорными элементами входные патрубки в нижних частях емкостей для подвода газа, измерители давления газа в емкостях, уровня дистиллированной воды и газоотводящую линию, патрубок с запорным элементом для отвода выделившегося газа к сборному пункту потребителя. Газоотводящая линия сообщает верхнюю часть первой емкости с нижней частью второй емкости. Установка дополнительно снабжена третьей емкостью с вмонтированными внутри электродами - анодом и катодом. Объем третьей емкости меньше, чем объем второй, а вторая емкость имеет объем меньший или равный объему первой. Каждая емкость снабжена измерителем температуры воды. Нижние части каждой емкости снабжены усилителями контактирования газа с водой, которые выполнены в виде перфорированной трубы, разделенной на несколько участков в порядке возрастания диаметров отверстий на участках, начиная со стороны входа газа. Указанная труба изготовлена из антикоррозийного материала, такого как полиэтилен, полипропилен, или из нержавеющей стали. Усилители контактирования газа с водой сообщены с газоподводящей линией, снабженной запорным элементом с подключенной к ней обводной газовой линией для подвода диссоциируемого газа к усилителям контактирования газа с водой второй и третьей емкости и снабженной запорными элементами. Установка снабжена дополнительной газовой линией, сообщенной с источником сжатого инертного газа и с верхними частями каждой емкости с помощью отводов, снабженных запорными элементами. Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность работы установки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для приготовления водного раствора электролита с отрегулированным значением рН, содержащему: регулятор рН, предназначенный для приготовления водного раствора электролита с отрегулированным значением рН; второй узел, находящийся в жидкостном сообщении с регулятором рН и предназначенный для распределения водного раствора электролита с отрегулированным значением рН, при этом упомянутый регулятор рН содержит: электролизную ячейку, включающую в себя анод и катод; упомянутый катод содержит псевдоемкостной материал, при этом при работе регулятора рН псевдоемкостной материал получает электроны от анода и адсорбирует катионы из водного раствора электролита при электрохимической реакции с упомянутыми катионами, ОН- в водном растворе электролита расходуются, теряя электроны, расход Н+ в водном растворе электролита уменьшается, оставляя Н+ в водном растворе электролита; или упомянутый анод содержит псевдоемкостной материал, и при работе регулятора рН псевдоемкостной материал теряет электроны и адсорбирует анионы из водного раствора электролита при электрохимической реакции с упомянутыми анионами, Н+ в водном растворе электролита расходуются на катоде, получая электроны, расход ОН- в водном растворе электролита уменьшается, оставляя ОН- в водном растворе электролита; упомянутый псевдоемкостной материал содержит оксид переходного металла или сопряженные проводящие полимеры; контроллер, предназначенный для управления процессом электролиза в электролизной ячейке. Использование настоящего изобретения позволяет целенаправленно регулировать рН, не производя сточных вод. 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр., 10 ил.

Изобретение относится к трем вариантам газогенератора. Один из вариантов содержит: бак для воды, имеющий первую полость, предназначенную для того, чтобы вмещать подвергаемую электролизу воду; и устройство для электролиза, имеющее корпус для электролиза, при этом корпус для электролиза размещен внутри первой полости бака для воды, при этом устройство для электролиза выполнено с возможностью осуществления электролиза подвергаемой электролизу воды для образования газа, содержащего водород, в баке для воды; причем уровень подвергаемой электролизу воды, которой наполнена первая полость бака для воды, составляет более 90% максимального уровня воды бака для воды. Использование предлагаемого изобретения позволяет предотвратить возможность возникновения взрывов и выполняет функцию регулирования температуры подвергаемой электролизу воды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к способу получения раствора хлорноватистой кислоты, включающему подачу исходного раствора хлорида щелочного металла в электролизер, межэлектродное пространство которого разделено на анодную и катодную камеры пористой керамической диафрагмой, электрохимическую обработку исходного раствора и вывод раствора хлорноватистой кислоты из анодной камеры. Способ характеризуется тем, что исходный раствор подают в катодную камеру, заполнение анодной камеры осуществляют за счет перетока исходного раствора через диафрагму, и электролиз ведут при превышении давления в катодной камере по отношению к анодной, причем перепад давления на диафрагме поддерживают в пределах 0,2–5,0 бар. Использование предлагаемого способа позволяет получать раствор хлорноватистой кислоты концентрацией до 300 г/л путем электролиза. 3 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 ил.

Изобретение относится к устройству и способу получения обогащенной водородом воды и может быть использовано в медицинском оборудовании для оздоровительно-лечебных процедур и в хозяйственно бытовой деятельности. Устройство содержит корпус с горловиной, две индуктивности, расположенные соосно и имеющие противоположно направленную проволочную обмотку, первый неизолированный положительный кислородный трубчатый электрод, расположенный в центре корпуса, второй неизолированный положительный кислородный электрод с цилиндрической поверхностью, расположенный на периферии корпуса коаксиально первому положительному кислородному электроду, и изолированный отрицательный водородный электрод, причем электроды расположены в корпусе между индуктивностями, при этом отрицательный водородный электрод представляет собой пустотелый электрод, состоящий из двух токопроводящих электрически связанных изолированных поверхностей, образующих межповерхностный объем, связанный через отверстия в одной из токопроводящих пластин с объемом устройства, и двухстороннюю пробку, перекрывающую горловину, с расположенными в ней клапаном и контактным устройством. Изобретение обеспечивает эффективное получение обогащенной водородом воды и снижение себестоимости. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для энергетики и может быть использовано при получении дешевых и экономичных источников энергии. Устройство разложения воды на кислород и водород содержит емкость, выполненную из изоляционного материала и имеющую входное и выходное водяные отверстия. К внешним поверхностям противоположных стенок емкости, диэлектрическая проницаемость которых превосходит диэлектрическую проницаемость воды, беззазорно примыкают водородный и кислородный электроды. В емкости имеются отверстия с установленными в них нейтрализационными сетками отрицательного и положительного потенциалов. Внутри емкости установлены термопара и датчик уровня воды. Емкость с электродами вставлена в замкнутый магнитопровод, содержащий полюса, примыкающие с внешней стороны к противоположным стенкам, не занятым электродами, емкости. При этом один полюс содержит первичную катушку, а второй - вторичную катушку, которая через выпрямители и умножители напряжения подает напряжения на электроды и нейтрализационные сетки. Технический результат: увеличение производительности разложения воды. 2 ил.

Изобретение относится к улучшенному способу получения N1-[2-амино-4-(трифторметил)фенил]-N1-фенил-4-(трифторметил)бензол-1,2-диамина и его производных общей формулы (I). Получаемые соединения могут использоваться для синтеза ароматических полиимидов, находящих применение в различных передовых технологиях для полупроводников, упаковок электронных схем, топливных элементов, жидкокристаллических дисплеев (LCD), для разделения газов с использованием полимерных мембран. Способ получения N1-[2-амино-4-(трифторметил)фенил]-N1-фенил-4-(трифторметил)бензол-1,2-диамина и его производных общей формулы где R=H, Br, Cl, F, СН3, включает нуклеофильное замещение атома хлора в 2-нитро-4-(трифторметил)хлорбензоле при взаимодействии с анилином или его соответствующим производным в среде растворителя в течение 2.5 часов при температуре 80°С и мольном соотношении 2-нитро-4-(трифторметил)хлорбензол : 4-R-анилин = 2:1 и восстановление полученного 2-нитро-N-[2-нитро-4-(трифторметил)фенил]-N-(4-R-фенил)-4-(трифторметил)анилина. При этом нуклеофильное замещение проводят под действием ультразвука в ДМСО в качестве органического растворителя, в присутствии трибутиламина. Восстановление 2-нитро-N-[2-нитро-4-(трифторметил)фенил]-N-(4-R-фенил)-4-(трифторметил)анилинов осуществляют в смеси спирта и 9%-ной соляной кислоты, взятых в объемном соотношении 1:1, с помощью электрического тока в диафрагменной ячейке в гальваностатическом режиме в присутствии TiCl3, взятого в мольном соотношении катализатор-переносчик : динитросубстрат 0.05:1, при температуре 40°С на свинцовом катоде, при пропускании через электролитическую ячейку заряда в 12 Ф в течение 0.6 ч, при плотности тока 9.45 А/дм2, в качестве анолита используется 10%-ный раствор серной кислоты, в качестве анода – платина. Полученный целевой продукт выделяют. Способ позволяет за более короткое время получить продукты с высоким выходом (86-96%), проводить реакцию нуклеофильного замещения в гомогенных условиях и является более экономичным за счет исключения дорогостоящих агентов и снижения количества вредных отходов. 10 пр.

Изобретение относится к способу производства газообразного кислорода и газообразного водорода из жидкостного щелочного электролитического раствора в процессе электролиза, включающему в себя этапы: получения электролитической установки с имеющимися в ней первым и вторым разнесенными между собой параллельными дырчатыми электродами, погруженными во впускную камеру, которая окружает первый и второй электроды и в которой имеется по меньшей мере одно впускное отверстие и первое и второе выпускные отверстия; подачи электролитического раствора во впускное отверстие так, чтобы электроды были погружены в электролитический раствор; и подачи напряжения на установку по электродам, погруженным в электролитический раствор, для электролиза раствора между электродами таким образом, чтобы на первом электроде образовывался газообразный кислород, а на втором электроде образовывался газообразный водород, при этом электролитический раствор между электродами разделяется на первый и второй выходные потоки, так что первый выходной поток проходит через первый электрод, тем самым удаляя газообразный кислород из первого электрода, когда первый выходной поток проходит в первое выпускное отверстие, и так что второй выходной поток проходит через второй электрод, тем самым удаляя газообразный водород из второго электрода, когда второй выходной поток проходит во второе выпускное отверстие, и при этом первый и второй электроды расположены в относительно непосредственной близости друг от друга на расстоянии от 1 мм до 6 мм. Также изобретение относится к электролитической установке. Использование предлагаемого изобретения позволяет устранить недостатки электролизеров предшествующего уровня техники, использующих мембраны. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх