ЭЛЕКТРОЛИЗЕР
ELECTROLYSER

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к конструкциям электролизеров.
Известна установка для получения водорода, содержащая стакан с раствором гидроокиси калия, сплошной анод, полый катод из пористой никелевой ленты, разделяющую их диафрагму из второпластовой перфорированной ленты и внутреннюю полость катода, соединенную с осушителем водорода патрубком.
(А.с. СССР №643551, С25В 9/00, 25.01.1979 г. [1].)
Недостатком известной установки является низкая производительность, обусловленная высоким сопротивлением газонаполненного электролита протеканию через него тока.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электролизер, содержащий герметичный электропроводящий корпус-анод цилиндрической формы, перфорированный цилиндр-катод, концентрично корпусу-аноду с торцов закрепленный в нем верхней и нижней диэлектрическими перфорированными вставками, патрубок-диффузор для постоянно циркулирующей подачи насосом и распыления форсункой электролита из бака в корпус-анод, донная часть которого переливной трубкой с обратным клапаном сообщена с баком, и верхнюю часть полости корпуса-анода, снабженную каплеотделителем и патрубком с отсекателем для отвода газа.
(Патент РФ №2400566, С25В 9/00, 27.09.2010 г. [2].)
Недостатком известного электролизера является его высокая взрывоопасность в эксплуатации.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении взрывобезопасности электролизера и вырабатываемого им газа.
Поставленная задача решается тем, что в электролизере, содержащем герметичный электропроводящий корпус-анод цилиндрической формы, перфорированный цилиндр-катод, концентрично корпусу-аноду с торцов закрепленный в нем верхней и нижней диэлектрическими перфорированными вставками, патрубок-диффузор для постоянно циркулирующей подачи насосом и распыления форсункой электролита (водного раствора электролита) из бака в корпус-анод, донная часть которого переливной трубкой с обратным клапаном сообщена с баком, и верхнюю часть полости корпуса-анода, снабженную каплеотделителем и патрубком с отсекателем для вывода газа. Герметичный электропроводящий корпус-анод цилиндрической формы и перфорированный цилиндр-катод, концентрично корпусу-аноду с торцов закрепленный в нем верхней и нижней диэлектрическими перфорированными вставками, выполнены разделенными диафрагмой в виде перфорированного цилиндра, например, из второпластовой ленты, которая концентрично корпусу-аноду и перфорированному цилиндру-катоду с торцов закреплена между ними верхней и нижней диэлектрическими перфорированными вставками. Причем верхняя диэлектрическая перфорированная вставка выполнена с возможностью разделения расположенной над ней части полости корпуса-анода на катодную и анодную части с отдельными для каждой части каплеотделителем и патрубком, например с обратным клапаном, для вывода газа. При этом патрубок-диффузор для постоянно циркулирующей подачи насосом и распыления форсункой электролита из бака в корпус-анод выполнен с возможностью регулируемой дозирующим устройством, например краном, постоянно циркулирующей подачи насосом и распыления форсункой электролита из бака вертикально вверх от нижней диэлектрической перфорированной вставки в перфорированный цилиндр-катод.
Изобретение поясняется чертежом.
Электролизер содержит герметичный цилиндрический корпус-анод 1, разделяющую корпус-анод и перфорированный цилиндр-катод 2 перфорированную диафрагму 3, с торцов закрепленные в корпусе-аноде верхней 4 и нижней 5 диэлектрическими перфорированными вставками. Причем верхняя вставка выполнена с возможностью разделения расположенной над ней части полости корпуса-анода на катодную 6 и анодную 7 полости, с отдельным для каждой части каплеотделителем 8 и 9 и патрубками 10 и 11 с отсекателями, например с обратными клапанами, для отвода отдельно кислорода и отдельно водорода. Патрубок-диффузор 12 для циркулирующей подачи насосом 13 и распыления форсункой 14 электролита (водного раствора электролита) из бака 15 выполнен с возможностью регулируемой дозирующим устройством 16, например краном, подачи и распыления электролита вертикально вверх, от нижней вставки в перфорированный цилиндр-катод. При этом донная часть корпуса-анода выполнена переливной трубкой 17 с обратным клапаном, сообщенной с баком.
Электролизер работает следующим образом.
Для пуска электролизера в работу бак 15 заправляют электролитом, например водным раствором едкого кали, и на его электроды анод 1, катод 2, разделенные диафрагмой 3, подают регулируемый, например, блоком управления постоянный ток. Затем включают в работу насос 13, который забирает из электролитного бака 15 водный раствор электролита и под регулированием дозирующим устройством 16, например краном, и в постоянно циркулирующем режиме подает и распыляет его форсункой 14 в патрубок-диффузор 12. В патрубке-диффузоре 12 электролит за счет распыления его форсункой 14, расширения и увеличения скорости течения диффузором тончайше - в туман - распыляется и вертикально вверх от нижней диэлектрической перфорированной вставки 5 поступает в перфорированный цилиндр-катод, что сразу распределяет его, и контактирует по всей поверхности электродов электролизера. Далее за счет протекания тока через электролит и отсутствия в устройстве сопротивления прохождению тока через тончайше распыленный электролит вода с огромной скоростью и с высоким КПД разлагается на водород и кислород. При этом диафрагма 3, проницаемая для ионов, но препятствующая смешению и диффузии газов, отделяет катодную 6 полость электролизера от анодной 7 полости. Затем полученный водород и кислород проходят через верхнюю перфорированную вставку 4, каждый газ по своей отгороженной ей вставкой 4 части, в каплеотделителе 8 и 9, например, выполненном в виде насадка из керамических колец, очищается от капелек электролита и через патрубки 10 и 11 с отсекателями, например с обратными клапанами (так как смешения газов в устройстве нет, то и взрываться нечему), каждый газ по отдельности отводится к потребителю. Сконденсировавшийся в донной части полости корпуса-анода 1 электролит по переливной трубке 17 с обратным клапаном сливается в электролитный бак 15 и используется повторно.
Предлагаемое устройство электролизера дает абсолютную взрывобезопасность, удобство и простоту его эксплуатации.
Найдет широкое применение в различных отраслях производств.