էլեկտրոլիզի կայաններ. Արդյունաբերական ջրածնի գեներատորներ

Էլեկտրոլիզը քիմիական-ֆիզիկական երևույթ է էլեկտրական հոսանքի միջոցով նյութերի բաղադրիչների տարրալուծման ժամանակ, որը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերական նպատակներով։ Այս ռեակցիայի հիման վրա ագրեգատներ են պատրաստվում, օրինակ, քլորի կամ գունավոր մետաղների արտադրության համար։

Էներգառեսուրսների գների անընդհատ աճը հանրաճանաչ դարձրեց հայրենական էլեկտրոլիզի կայանները: Որո՞նք են նման ձևավորումները և ինչպե՞ս դրանք պատրաստել տանը:

Ընդհանուր տեղեկություններ էլեկտրոլիզատորի մասին

Էլեկտրոլիզի կայանը էլեկտրոլիզի սարք է, որը պահանջում է արտաքին էներգիայի աղբյուր, կառուցվածքային առումով բաղկացած է մի քանի էլեկտրոդներից, որոնք տեղադրված են էլեկտրոլիտով լցված տարայի մեջ։ Բացի այդ, նման տեղադրումը կարելի է անվանել ջրի պառակտման սարք:

Նման ագրեգատներում հիմնական տեխնիկական պարամետրը արտադրողականությունն է, որը նշանակում է ժամում արտադրվող ջրածնի ծավալը և չափվում է մ³/ժ-ով: Ստացիոնար ագրեգատները այս պարամետրը կրում են մոդելի անվան տակ, օրինակ՝ SEU-40 մեմբրանի ագրեգատը ժամում արտադրում է 40 խորանարդ մետր: մ ջրածին։

Նման սարքերի այլ բնութագրերը լիովին կախված են տեղադրման նպատակային նպատակից և տեսակից: Օրինակ, ջրի էլեկտրոլիզ կատարելիս միավորի արդյունավետությունը կախված է հետևյալ պարամետրերից.

1. Ամենափոքր էլեկտրոդի ներուժի մակարդակը (լարման): Միավորի նորմալ շահագործման համար այս բնութագիրը պետք է լինի մեկ ափսեի համար 1,8-2 Վ-ի սահմաններում: Եթե ​​էլեկտրամատակարարումն ունի 14 Վ լարում, ապա իմաստ ունի էլեկտրոլիտային բջիջի հզորությունը էլեկտրոլիտային լուծույթով բաժանել 7 բջիջների թերթերով։ Նման տեղադրումը կոչվում է չոր բջիջ: Ավելի փոքր արժեքը չի սկսի էլեկտրոլիզը, իսկ ավելի մեծը մեծապես կբարձրացնի էներգիայի սպառումը.

1. Որքան փոքր է ափսեի բաղադրիչների միջև հեռավորությունը, այնքան ավելի քիչ դիմադրություն կլինի, ինչը, երբ մեծ հոսանք անցնի, կհանգեցնի գազի նյութի արտադրության ավելացմանը.
2. Ներդիրների մակերեսը ուղղակիորեն ազդում է արտադրողականության վրա.
3. Ջերմային հավասարակշռությունը և էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայի աստիճանը;
4. Էլեկտրոդի տարրերի նյութը. Ոսկին թանկարժեք, բայց իդեալական նյութ է էլեկտրոլիզատորներում օգտագործելու համար: Բարձր արժեքի պատճառով հաճախ օգտագործվում է չժանգոտվող պողպատ:

Կարևոր!Տարբեր տեսակի շինություններում արժեքները կունենան տարբեր պարամետրեր:

Ջրի էլեկտրոլիզի կայանները կարող են օգտագործվել նաև այնպիսի նպատակների համար, ինչպիսիք են ախտահանումը, մաքրումը և ջրի որակի գնահատումը:

Էլեկտրոլիզատորի շահագործման սկզբունքը և տեսակները

Ամենապարզ սարքն ունի էլեկտրոլիզատորներ, որոնք ջուրը բաժանում են թթվածնի և ջրածնի: Դրանք բաղկացած են էլեկտրոլիտով տարայից, որի մեջ տեղադրված են էներգիայի աղբյուրին միացված էլեկտրոդներ։

Էլեկտրոլիզի կայանի աշխատանքի սկզբունքն այն է, որ էլեկտրական հոսանքը, որն անցնում է էլեկտրոլիտի միջով, ունի լարում, որը բավարար է ջուրը մոլեկուլների քայքայելու համար: Գործընթացի արդյունքն այն է, որ անոդն ազատում է թթվածնի մի մասը, իսկ կաթոդը արտադրում է ջրածնի երկու մաս։

Էլեկտրոլիզատորների տեսակները

Ջրի պառակտման սարքերը հետևյալ տեսակների են.

1. չոր;
2. Հոսել ինչ որ բանի միջով;
3. թաղանթ;
4. Դիֆրագմ;
5. Ալկալային.

չոր տեսակ

Նման էլեկտրոլիզատորներն ունեն ամենապարզ դիզայնը (վերևում գտնվող նկարը): Նրանք ունեն մի յուրահատկություն, որը կայանում է նրանում, որ բջիջների քանակով մանիպուլյացիաները հնարավորություն են տալիս սնուցել միավորը ցանկացած լարման աղբյուրից։

հոսքի տեսակը

Այս կայանքները իրենց նախագծում ունեն էլեկտրոլիտով ամբողջությամբ լցված բաղնիք՝ էլեկտրոդի տարրերով և բաքով:

Հոսքի էլեկտրոլիզի կայանի շահագործման սկզբունքը հետևյալն է (վերևի նկարում).

• էլեկտրոլիզի ընթացքում էլեկտրոլիտը գազի հետ միասին «B» խողովակի միջոցով դուրս է մղվում «D» տանկի մեջ.
• «D» տանկում տեղի է ունենում գազը էլեկտրոլիտից բաժանելու գործընթացը.
• գազը դուրս է գալիս «C» փականով;
• էլեկտրոլիտի լուծույթը «E» խողովակով վերադառնում է «A» լոգարան:

Հետաքրքիր է իմանալ:Գործողության այս սկզբունքը կազմաձևված է որոշ եռակցման մեքենաներում - արտանետվող գազի այրումը թույլ է տալիս զոդել տարրերը:

Մեմբրանի տեսակը

Մեմբրանային էլեկտրոլիզի կայանը նման է այլ էլեկտրոլիզատորների կառուցվածքին, սակայն էլեկտրոլիտը պոլիմերային հիմքով պինդ նյութ է, որը կոչվում է թաղանթ:

Նման ագրեգատներում թաղանթն ունի երկակի նպատակ՝ իոնների և պրոտոնների փոխանցում, էլեկտրոդների և էլեկտրոլիզի արտադրանքների բաժանում։

դիֆրագմայի տեսակը

Երբ մի նյութը չի կարող ներթափանցել և ազդել մյուսի վրա, օգտագործվում է ծակոտկեն դիֆրագմ, որը կարող է պատրաստվել ապակուց, պոլիմերային մանրաթելից, կերամիկայից կամ ասբեստից։

Ալկալային տեսակ

Էլեկտրոլիզը չի կարող տեղի ունենալ թորած ջրի մեջ: Նման դեպքերում անհրաժեշտ է օգտագործել կատալիզատորներ, որոնք բարձր կոնցենտրացիայի ալկալային լուծույթներ են։ Համապատասխանաբար, էլեկտրոլիզի սարքերի հիմնական մասը կարելի է անվանել ալկալային:

Կարևոր!Հարկ է նշել, որ աղի օգտագործումը որպես կատալիզատոր վնասակար է, քանի որ ռեակցիայի ընթացքում քլոր գազ է արտազատվում։ Իդեալական կատալիզատորը կարող է լինել նատրիումի հիդրօքսիդը, որը չի քայքայում երկաթի էլեկտրոդները և չի նպաստում վնասակար նյութերի արտազատմանը:

Էլեկտրոլիզատորի ինքնուրույն արտադրություն

Յուրաքանչյուրը կարող է սեփական ձեռքերով էլեկտրոլիզատոր պատրաստել։ Ամենապարզ դիզայնի հավաքման գործընթացի համար կպահանջվեն հետևյալ նյութերը.

• չժանգոտվող պողպատից թերթ (իդեալական տարբերակներն են արտասահմանյան AISI 316L կամ ներքին 03X16H15M3);
• պտուտակներ M6x150;
• լվացքի մեքենաներ և ընկույզներ;
• թափանցիկ խողովակ - կարող եք օգտագործել ջրի մակարդակը, որն օգտագործվում է շինարարական նպատակներով;
• մի քանի եղլնաձլ կցամասեր 8 մմ արտաքին տրամագծով;
• պլաստիկ տարա 1,5 լ ծավալով;
• փոքր ֆիլտր հոսող ջրի համար, օրինակ՝ լվացքի մեքենաների ֆիլտր;
• ստուգեք ջրի փականը.

Հավաքման գործընթաց

Հավաքեք էլեկտրոլիզատորը ձեր սեփական ձեռքերով հետևյալ հրահանգների համաձայն.

1. Առաջին քայլը չժանգոտվող պողպատի թերթիկը նույն քառակուսիների մեջ դնելն ու հետագա կտրումն է: Սղոցումը կարող է իրականացվել անկյունային սրճաղացով (սղոցիչ): Նման քառակուսիների անկյուններից մեկը պետք է կտրված լինի անկյան տակ, թիթեղները ճիշտ ամրացնելու համար.
2. Հաջորդը, դուք պետք է անցք փորեք պտուտակի համար ափսեի հակառակ կողմում անկյունային կտրվածքից;
3. Թիթեղների միացումը պետք է կատարվի հերթափոխով՝ մեկ ափսե «+»-ի վրա, հաջորդը՝ «-»-ի վրա և այլն;
4. Տարբեր լիցքավորված թիթեղների միջև պետք է լինի մեկուսիչ, որը ջրի մակարդակից խողովակի դեր է կատարում: Այն պետք է օղակների կտրել, որոնք պետք է կտրել երկայնքով, որպեսզի ստացվեն 1 մմ հաստությամբ շերտեր։ Թիթեղների միջև այդպիսի հեռավորությունը բավարար է էլեկտրոլիզի ընթացքում գազի արդյունավետ արտանետման համար.
5. Թիթեղները միմյանց ամրացվում են լվացքի մեքենաների միջոցով հետևյալ կերպ՝ պտուտակի վրա տեղադրվում է լվացքի մեքենա, ապա ափսե, ապա երեք լվացքի մեքենա, ապա ափսե և այլն։ Դրական լիցքավորված թիթեղները արտացոլվում են բացասական լիցքավորված թերթերի վրա: Սա թույլ է տալիս կանխել սղոցված եզրերով էլեկտրոդների դիպչելը.

1. Թիթեղները հավաքելիս պետք է անմիջապես մեկուսացնել դրանք և ամրացնել ընկույզները;
2. Նաև յուրաքանչյուր ափսե պետք է օղակաձև լինի, որպեսզի համոզվեք, որ կարճ միացում չկա.
3. Հաջորդը, ամբողջ ժողովը պետք է տեղադրվի պլաստիկ տուփի մեջ.
4. Դրանից հետո անհրաժեշտ է նշել այն վայրերը, որտեղ պտուտակները դիպչում են տարայի պատերին, որտեղ պետք է երկու անցք փորել։ Եթե ​​պտուտակները չեն տեղավորվում տարայի մեջ, ապա դրանք պետք է կտրվեն սղոցով;
5. Հաջորդը, պտուտակներն ամրացվում են ընկույզներով և լվացարաններով կառուցվածքի խստության համար;

1. Կատարված մանիպուլյացիաներից հետո դուք պետք է անցքեր անեք տարայի կափարիչում և տեղադրեք կցամասեր դրանց մեջ: Խստությունը այս դեպքում կարելի է ապահովել հոդերը սիլիկոնային հիմքով հերմետիկներով քսելով.
2. Դիզայնի անվտանգության փականը և ֆիլտրը գտնվում են գազի ելքի մոտ և ծառայում են որպես դրա ավելորդ կուտակումը վերահսկելու միջոց, ինչը կարող է հանգեցնել աղետալի հետևանքների.
3. Էլեկտրոլիզի կայանը հավաքվում է:

Վերջնական փուլը թեստավորումն է, որն իրականացվում է հետևյալ կերպ.

• տանկի ջրով լցնելը ամրացնող պտուտակների մակարդակին.
• սարքին հոսանքի միացում;
• միացում խողովակի կցամասին, որի հակառակ ծայրը իջեցվում է ջրի մեջ։

Եթե ​​կայանի վրա թույլ հոսանք կիրառվի, ապա խողովակի միջոցով գազի արտանետումը գրեթե աննկատ կլինի, բայց այն կարելի է նկատել էլեկտրոլիզատորի ներսում: Էլեկտրական հոսանքը մեծացնելով, ջրի մեջ ալկալային կատալիզատոր ավելացնելով՝ կարելի է զգալիորեն մեծացնել գազային նյութի ելքը։

Արտադրված էլեկտրոլիզատորը կարող է լինել շատ սարքերի անբաժանելի մասը, օրինակ՝ ջրածնի այրիչը:

Իմանալով էլեկտրոլիզի կայանների տեսակները, հիմնական բնութագրերը, դիզայնը և շահագործման սկզբունքը, հնարավոր է ճիշտ հավաքել տնական կառույց, որն անփոխարինելի օգնական կլինի տարբեր կենցաղային իրավիճակներում՝ մեքենաների եռակցումից և վառելիքի խնայողությունից մինչև շահագործման: ջեռուցման համակարգերի.

Տեսանյութ

Ներկայումս Ռուսաստանում աճող թվով ջրամատակարարման և ջրահեռացման օբյեկտներ, ինչպես նաև արդյունաբերություններ հրաժարվում են օգտագործել առևտրային հեղուկ քլոր և հիպոքլորիտներ՝ ընտրություն կատարելով հօգուտ օգտագործման օբյեկտներում անհրաժեշտ ռեակտիվների սեփական սինթեզ կազմակերպելուն:

Արտադրության համար անհրաժեշտ է նատրիումի քլորիդ (աղ), ջուր, էլեկտրականություն։

Այս մերժման պատճառները.

1. Հեղուկ քլորը շատ վտանգավոր է.

Չնայած քլորի ցածր գնին, դրա օգտագործման հետ կապված միջոցառումներն ու ծախսերը մեծապես բարդացնում և բարձրացնում են ամբողջ արտադրական գործընթացի արժեքը:

2. Կոմերցիոն նատրիումի հիպոքլորիտը (GPCHN 19%) շատ թանկ է.

1 տոննա GPKhN ապրանքանիշի A-ի արժեքը չի գերազանցում 20-30 հազար ռուբլին։ Սակայն 1 տոննա քլորին համարժեք նատրիումի հիպոքլորիտի քանակն արդեն 100-150 հազար ռուբլի է։ (քանի որ հիպոքլորիտը պարունակում է ընդամենը 15-19% ակտիվ քլոր և հակված է հետագայում քայքայվել):

Էլեկտրոլիզի սարքավորումների առավելությունները.

• տեղափոխման և պահպանման ընթացքում անվտանգության ծախսերից հրաժարվելը.
• էլեկտրոլիզի սարքավորումների շահագործման ընթացքում մեծ քանակությամբ ռեագենտի արտահոսքի հետ կապված վթարներն անհնար են: Քլորի ռեակտիվների սինթեզի համար էլեկտրոլիզի կայանների շահագործման օբյեկտները չեն պատկանում ՀՖՀ-ներին և ներառված չեն համապատասխան գրանցամատյանում.
• մատակարարից անկախություն - ռեագենտը արտադրվում է անհրաժեշտ քանակությամբ, կարգավորվում է կատարումը, ինչը մեծացնում է օբյեկտի էներգաարդյունավետությունը.
• էժան հումք - ամենաէժան տեխնիկական աղը կարող է օգտագործվել սինթեզի համար։ Սա կպահանջի լրացուցիչ սարքավորումների տեղադրում էլեկտրոլիզատորներ մտնող աղի լուծույթը մաքրելու համար, սակայն այդ ծախսերը վճարվում են 1 տարուց պակաս ժամանակում՝ հումքի զգալի խնայողության պատճառով.
• ստացված ռեագենտն ավելի էժան է, քան առևտրայինը.
• ջրամատակարարման օբյեկտների համար, որոնք օգտագործում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կայանքները որպես ախտահանման հիմնական մեթոդ. սպառողին ջուր տեղափոխելու անվտանգությունը. Էլեկտրոլիզի կայանները, ուլտրամանուշակագույն սարքավորումների հետ միասին, լիովին բավարարում են քլորի կարիքը, մինչդեռ հաստատությունը բացառված է HPF-ի գրանցամատյանից:

Էլեկտրոլիզի կայանները արտադրում են տարբեր ռեակտիվներ.

• քլոր կամ քլոր ջուր (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff, Aquachlor-Membrane/Diaphragm);
• համակցված ախտահանիչ բարձր արդյունավետությամբ - քլոր, քլորի երկօքսիդ, օզոն պարունակող օքսիդանտ լուծույթ (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• ցածր կոնցենտրացիայի HPCHN 0.8% (LET-EPM, Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• բարձր խտացված HPCHN 15-19% (Aquachlor-Membrane/Diaphragm):

Այս բոլոր ռեակտիվները հարմար են ջրի ախտահանման նպատակների համար: Միակ սահմանափակումը ռեագենտի մուտքի կետում ախտահանվող ջրի pH-ն է. 7,5-ից բարձր pH ունեցող ջրի համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել քլորաջուր հիպոքլորիտի փոխարեն, որն անարդյունավետ է ալկալային միջավայրում:

Եկեք ավելի մանրամասն խոսենք LET ՍՊԸ-ի սարքավորումների յուրաքանչյուր տեսակի մասին.

Aquachlor և Aquachlor-Beckhoff.

• ստացված ռեագենտը բարձրացրել է արդյունավետությունը.
• առանձին մոդուլները քիչ կատարողականություն ունեն: Սա թույլ է տալիս ճկունություն արձագանքել
• ռեագենտի անհրաժեշտությունը. Համալիրի օպտիմալ կատարումը օրական մինչև 250-500 կգ ակտիվ քլոր է;
• ռեակտորների փոխարինման հաճախականությունը՝ 1 անգամ 3-5 տարում;
• պահպանման հեշտությունը.

LET-EPM:

• համալիրների անսահմանափակ արտադրողականություն;
• շահագործման հեշտությունը և հումքի որակի ցածր պահանջները.
• էլեկտրոդի բլոկի փոխարինման (գերածածկման) հաճախականությունը `տարին մեկ անգամ;
• ռեագենտը հարմար է օբյեկտների մեծ մասի համար:

Aquachlor-Diaphragm:

• քլորային ջրի և խտացված HPCHN 19% ստանալու հնարավորությունը, ինչպես նաև այդ ռեակտիվների միաժամանակյա արտադրությունը.
• էլեկտրոդի ծածկույթի և դիֆրագմայի փոխարինման հաճախականությունը՝ ոչ ավելի, քան 1 անգամ 10 տարվա ընթացքում.
• աղի լուծույթի որակի բարձր պահանջներ;
• անբավարար որակի աղի լուծույթով աղտոտվածության դեպքում դիֆրագմը լվանալու և աշխատանքի վերադառնալու հնարավորությունը.

Aquachlor թաղանթ:

• համալիրի անսահմանափակ արտադրողականություն (բայց ոչ պակաս, քան 50-100 կգ/օր);
• քլորի և խտացված HPCHN 19% բարձր մաքրության ստացման հնարավորությունը, որը հարմար է սինթեզի համար.
• էլեկտրոդի ծածկույթի և թաղանթի փոխարինման հաճախականությունը `10 տարում ոչ ավելի, քան 1 անգամ.
• աղի լուծույթի որակի համար շատ բարձր պահանջներ.
• թաղանթի աղտոտման դեպքում այն ​​պետք է փոխարինվի նորով.
• սարքավորումների սպասարկումը պահանջում է որակյալ անձնակազմ:

Վերջնական արտադրանքի արժեքը (աճման կարգով՝ ցածրից բարձր).

• Aquachlor-Diaphragm
• Aquahdlor թաղանթ
• Aquachlor/Aquachlor-Beckhoff
• LET-EPM

Ժամանակին հալած աղերից էլեկտրոլիզի օգնությամբ առաջին անգամ հնարավոր եղավ մեկուսացնել մաքուր կալիումը, նատրիումը և շատ այլ մետաղներ։

Այսօր այս գործընթացը կիրառվում է նաև առօրյա կյանքում՝ ջրից ջրածնի «արդյունահանման» համար։ Տեխնոլոգիան ավելի քան մատչելի է, քանի որ ջրի էլեկտրոլիզի սարքն ընդամենը սոդայի լուծույթով տարա է, որի մեջ ընկղմված են էլեկտրոդները։

Էլեկտրոդները փոքր քառակուսի թիթեղներ են, որոնք կտրված են ցինկապատ պողպատից կամ, ավելի լավ, չժանգոտվող պողպատից 03X16H15M3 (AISI 316L): Սովորական պողպատը շատ արագ «կուտվի» էլեկտրաքիմիական կոռոզիայից։

Կոնտեյների պատի մեջ դանակով անցք կտրելով, դրա վրա պետք է տեղադրել երկու կոպիտ ֆիլտր՝ «ցեխի կոլեկտորներ» (երկրորդ անունը թեք զտիչ է) կամ լվացքի մեքենաների զտիչներ հարմար են:

Հաջորդը տեղադրվում է 2,3 մմ հաստությամբ տախտակ և փուչիկ խողովակ:

Էլեկտրոլիզատորի ստեղծումն ավարտվում է տախտակի կողքին գտնվող կափարիչով վարդակ տեղադրելով:

Վերին կոնտեյների սարք

Էլեկտրոդները պատրաստված են չժանգոտվող պողպատից 50x50 սմ չափսի թերթիկից, որը պետք է սրճաղացով կտրատել 16 հավասար քառակուսիների։ Յուրաքանչյուր ափսեի մեկ անկյունը կտրված է, իսկ M6 պտուտակի համար անցք է արվում հակառակը:

Մեկ առ մեկ էլեկտրոդները դրվում են պտուտակի վրա, և նրանց համար մեկուսիչները կտրված են ռետինե կամ սիլիկոնե խողովակից: Որպես այլընտրանք, դուք կարող եք օգտագործել խողովակ ջրի մակարդակից:

Տարան ամրացվում է կցամասերով և միայն դրանից հետո տեղադրվում են պղպջակների խողովակը և տերմինալներով էլեկտրոդները։

Ներքևի կոնտեյների մոդել

Այս տարբերակում սարքի հավաքումը սկսվում է չժանգոտվող հիմքից, որի չափերը պետք է համապատասխանեն տարայի չափերին։ Հաջորդը, տեղադրեք տախտակը և խողովակը: Այս փոփոխության մեջ զտիչների տեղադրումը պարտադիր չէ:

Այնուհետև դուք պետք է կցեք կափարիչը ներքևի տախտակին 6 մմ պտուտակներով:

Վարդակի տեղադրումը կատարվում է կցամասի միջոցով։ Եթե, այնուամենայնիվ, որոշվել է տեղադրել զտիչներ, ապա դրանք ամրացնելու համար պետք է օգտագործել ռետինե միջադիրների վրա տեղադրված պլաստիկ սեղմակներ։

Ավարտված սարք

Էլեկտրոդային թիթեղների միջև մեկուսիչների հաստությունը պետք է լինի 1 մմ:Նման բացով ընթացիկ ուժը բավարար կլինի բարձրորակ էլեկտրոլիզի համար, միևնույն ժամանակ, գազի փուչիկները հեշտությամբ կարող են դուրս գալ էլեկտրոդներից:

Թիթեղները հերթով միացված են հոսանքի աղբյուրի բևեռներին, օրինակ՝ առաջին թիթեղը՝ «պլյուսին», երկրորդը՝ «մինուսին» և այլն։

Սարք երկու փականով

2 փականային էլեկտրոլիզատորի մոդելի արտադրության գործընթացը առանձնապես դժվար չէ: Ինչպես նախորդ տարբերակում, ժողովը պետք է սկսվի բազայի պատրաստմամբ: Այն պատրաստված է պողպատե թերթիկից, որը պետք է կտրված լինի տարայի չափսերին համապատասխան:

Տախտակը ամուր ամրացված է հիմքին (մենք օգտագործում ենք M6 պտուտակներ), որից հետո հնարավոր է տեղադրել առնվազն 33 մմ տրամագծով փրփրացող խողովակ։ Սարքի կափարիչը վերցնելուց հետո կարող եք շարունակել փականների տեղադրումը:

Պլաստիկ տարա

Առաջինը տեղադրված է խողովակի հիմքի վրա, որի համար անհրաժեշտ է ամրացնել կցամասը այս վայրում: Կապը կնքվում է սեղմող օղակով, որից հետո տեղադրվում է մեկ այլ ափսե - այն անհրաժեշտ կլինի փականը ամրացնելու համար:

Երկրորդ փականը պետք է տեղադրվի խողովակի վրա եզրից 20 մմ հեռավորության վրա:

Ջրի ջեռուցման համակարգի հայտնվելով օդային համակարգը անարժանաբար կորցրել է իր ժողովրդականությունը, սակայն այժմ կրկին թափ է հավաքում: - նախագծման և տեղադրման վերաբերյալ առաջարկություններ:

Դուք կսովորեք ամեն ինչ դիզվառելիքի մասին հրաշք վառարանի արտադրության և օգտագործման մասին:

Եվ այս թեմայում մենք կվերլուծենք բնակարանի ջերմաչափերի տեսակները: Դասակարգում, դիզայնի առանձնահատկություններ, սարքերի գներ:

Երեք փական մոդելներ

Այս փոփոխությունը տարբերվում է ոչ միայն փականների քանակից, այլև նրանով, որ դրա հիմքը պետք է լինի հատկապես ամուր: Օգտագործվում է նույն չժանգոտվող պողպատը, բայց ավելի մեծ հաստությամբ։

Մուտքի խողովակի վրա պետք է ընտրել թիվ 1 փականի տեղադրման վայրը (այն միացված է անմիջապես տարայի հետ)։ Դրանից հետո վերին ափսեը և երկրորդ պղպջակ տիպի խողովակը պետք է ամրացվեն: Այս խողովակի վերջում տեղադրվում է թիվ 2 փական:

Երկրորդ փականը տեղադրելիս կցամասը պետք է ամրացվի բավականաչափ կոշտությամբ:Ձեզ նույնպես պետք է սեղմող օղակ:

Ջրածնային այրիչի պատրաստի տարբերակը

Հաջորդ փուլը կափարիչի արտադրությունն ու տեղադրումն է, որից հետո թիվ 3 փականը պտտվում է խողովակին։ Գամասեղների օգնությամբ այն պետք է միացվի վարդակին, մինչդեռ մեկուսացումը պետք է ապահովվի ռետինե միջադիրների միջոցով։

Մաքուր ջուրը (թորած) դիէլեկտրիկ է, և որպեսզի էլեկտրոլիզատորը աշխատի բավարար արտադրողականությամբ, այն պետք է վերածվի լուծույթի։

Լավագույն կատարումը դրսևորվում է ոչ թե աղի, այլ ալկալային լուծույթներով։ Դրանք պատրաստելու համար ջրի մեջ կարելի է ավելացնել սոդա կամ կաուստիկ սոդա։ Որոշ կենցաղային քիմիական նյութեր նույնպես հարմար են, օրինակ, «Պարոն մկան» կամ «Խլուրդ»:

Սարք՝ ցինկապատ տախտակով

Էլեկտրոլիզատորի շատ տարածված տարբերակ, որը հիմնականում օգտագործվում է ջեռուցման համակարգերում:

Վերցնելով հիմքը և տարան, նրանք տախտակները միացնում են պտուտակներով (դրանցից 4-ը անհրաժեշտ է): Այնուհետև սարքի վերևում տեղադրվում է մեկուսիչ միջադիր:

Տարայի պատերը չպետք է լինեն էլեկտրական հաղորդիչ, այսինքն՝ պատրաստված մետաղից:Եթե ​​տարան բարձր դիմացկուն դարձնելու անհրաժեշտություն կա, ապա պետք է վերցնել պլաստմասե տարա և տեղադրել այն նույն չափի մետաղական պատյանում։

Մնում է բեռնարկղը գամասեղներով պտուտակել հիմքին, իսկ փականը տեղադրել տերմինալներով:

Մոդել պլեքսիգլասով

Օրգանական ապակե բլանկների օգտագործմամբ էլեկտրոլիտիկ բջիջի հավաքումը չի կարելի անվանել պարզ խնդիր. այս նյութը բավականին դժվար է մշակել:

Դժվարությունները կարող են նաև սպասել հարմար չափի կոնտեյներ գտնելու փուլում։

Տախտակի անկյուններում մեկ անցք է փորված, որից հետո թիթեղները տեղադրվում են: Նրանց միջեւ քայլը պետք է լինի 15 մմ:

Հաջորդ քայլը կափարիչի տեղադրումն է: Ինչպես այլ փոփոխություններում, պետք է օգտագործվեն ռետինե միջադիրներ: Պարզապես հիշեք, որ այս դիզայնում դրանց հաստությունը պետք է լինի ոչ ավելի, քան 2 մմ:

Մոդել էլեկտրոդների վրա

Չնայած փոքր-ինչ տագնապալի անվանմանը, էլեկտրոլիզատորի այս մոդիֆիկացիան բավականին մատչելի է նաև ինքնաարտադրության համար։ Այս անգամ սարքի հավաքումը սկսվում է ներքևից՝ ամրացնելով կափարիչը ամուր պողպատե հիմքի վրա։ Էլեկտրոլիտով բեռնարկղը, ինչպես վերը նկարագրված տարբերակներից մեկում, դրված է վերևում:

Փեղկից հետո անցեք խողովակի տեղադրմանը: Եթե ​​տարայի չափսերը թույլ են տալիս, այն կարող է համալրվել երկու ֆիլտրով։

• թերթիկը չի դիպչում բեռնարկղին;
• դրա (թերթի) և սեղմող պտուտակների միջև հեռավորությունը պետք է լինի 20 մմ:

Ջրածնի գեներատորի այս տարբերակով էլեկտրոդները պետք է ամրացվեն դարպասին, տերմինալները տեղադրելով դրա մյուս կողմում:

Պլաստիկ միջադիրների օգտագործումը

Պոլիմերային միջադիրներով էլեկտրոլիզատորի արտադրության տարբերակը թույլ է տալիս պլաստիկի փոխարեն օգտագործել ալյումինե տարա: Միջադիրների շնորհիվ այն ապահով կերպով մեկուսացված կլինի։

Պլաստիկից միջադիրները կտրելիս (ձեզ կպահանջվի 4 կտոր), դուք պետք է նրանց ուղղանկյունի ձև տաք: Դրանք դրվում են հիմքի անկյուններում՝ ապահովելով 2 մմ բացվածք։

Այժմ կարող եք սկսել կոնտեյների տեղադրումը: Դա անելու համար ձեզ հարկավոր է մեկ այլ թերթ, որի մեջ 4 անցք է փորված: Նրանց տրամագիծը պետք է համապատասխանի M6 թելի արտաքին տրամագծին. հենց այս պտուտակներով է, որ բեռնարկղը կպտտվի:

Ալյումինե տարայի պատերն ավելի կոշտ են, քան պլաստմասե պատերը, ուստի ավելի ապահով ամրացման համար պտուտակների գլխիկների տակ պետք է տեղադրել ռետինե լվացարաններ:

Մնում է վերջնական փուլը` կափարիչի և տերմինալների տեղադրումը:

Մոդել երկու կոնտակտային տերմինալների համար

Պլաստիկ կոնտեյներ ամրացրեք պողպատից կամ ալյումինե թերթից պատրաստված հիմքի վրա՝ օգտագործելով բալոններ կամ պտուտակներ: Դրանից հետո դուք պետք է տեղադրեք կափարիչը:

Այս փոփոխության մեջ օգտագործվում է 3 մմ կամ մի փոքր ավելի տրամագծով ասեղի վարդակ: Այն պետք է տեղադրվի իր տեղում՝ միացնելով տարայի հետ։

Այժմ, դիրիժորների օգնությամբ, դուք պետք է միացնեք տերմինալները անմիջապես ստորին տախտակին:

Խողովակը տեղադրվում է որպես վերջին տարր, և այն տեղը, որտեղ այն միացված է բեռնարկղին, պետք է կնքված լինի սեղմող օղակով:

Զտիչները կարելի է վերցնել կոտրված լվացքի մեքենաներից կամ կարող եք տեղադրել սովորական «ցեխի կոլեկտորներ»:

Դուք նաև պետք է ամրացնեք երկու փականներ spindle-ի վրա:

Տան էլեկտրիֆիկացումը կարևոր փուլ է նոր շենքի կազմակերպման գործում: - խորհուրդներ պրոֆեսիոնալ էլեկտրիկներից:

Դուք կսովորեք, թե ինչպես պատրաստել պարզ ջերմային կուտակիչ ձեր սեփական ձեռքերով: Ինչպես նաև կապել և կարգավորել համակարգը:

Սխեմատիկ ներկայացում

Էլեկտրոլիզի ռեակցիայի սխեմատիկ նկարագրությունը կտևի ոչ ավելի, քան երկու տող. դրական լիցքավորված ջրածնի իոնները շտապում են դեպի բացասական լիցքավորված էլեկտրոդ, իսկ բացասական լիցքավորված թթվածնի իոնները դեպի դրականը: Ինչու՞ է անհրաժեշտ մաքուր ջրի փոխարեն օգտագործել էլեկտրոլիտիկ լուծույթ: Բանն այն է, որ ջրի մոլեկուլը կոտրելու համար բավականաչափ հզոր էլեկտրական դաշտ է պահանջվում։

Աղը կամ ալկալին այս աշխատանքի զգալի մասը կատարում են քիմիապես. դրական լիցք ունեցող մետաղի ատոմը գրավում է բացասական լիցքավորված հիդրոքսո խմբերը OH, իսկ ալկալային կամ թթվային մնացորդը բացասական լիցքով ձգում է դրական ջրածնի իոններ H: Այսպիսով, էլեկտրական դաշտը կարող է միայն քաշել: բաժանել իոնները էլեկտրոդներին:

Էլեկտրոլիզատորի սխեման

Էլեկտրոլիզը լավագույնս աշխատում է սոդայի լուծույթում, որի մի մասը նոսրացված է քառասուն մասի ջրի մեջ։

Էլեկտրոդների համար լավագույն նյութը, ինչպես արդեն նշվեց, չժանգոտվող պողպատն է, սակայն ոսկին լավագույնս համապատասխանում է թիթեղներ պատրաստելու համար: Որքան մեծ է նրանց տարածքը և որքան մեծ է ընթացիկ ուժը, այնքան ավելի շատ գազ կթողարկվի:

Միջանցքները կարող են պատրաստվել տարբեր ոչ հաղորդիչ նյութերից, սակայն պոլիվինիլքլորիդը (PVC) լավագույնս համապատասխանում է այս դերին:

Եզրակացություն

Նրա արտադրած ջրածինը կարող է վերածվել կերակուր պատրաստելու վառելիքի կամ հարստացնել բենզին-օդ խառնուրդով՝ ավելացնելով ավտոմեքենաների շարժիչների հզորությունը։

Չնայած սարքի հիմնական սարքի պարզությանը, արհեստավորները սովորեցին, թե ինչպես պատրաստել դրա մի շարք տեսակներ. ընթերցողը կարող է դրանցից ցանկացածը պատրաստել իր ձեռքով:

Առնչվող տեսանյութ

ԷլեկտրոլիզԴա էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ նյութերի քայքայումն է կամ մաքրումը։ Սա ռեդոքս պրոցես է, էլեկտրոդներից մեկի վրա՝ անոդի վրա, տեղի է ունենում օքսիդացման պրոցեսը, այն քայքայվում է, իսկ կաթոդի վրա՝ վերականգնողական պրոցեսը՝ դրական իոններ՝ կատիոններ դեպի դրան ձգվում են։ Էլեկտրոլիզի ժամանակ տեղի է ունենում էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա՝ էլեկտրոլիտի (հաղորդիչ նյութի) քայքայումը դրական և բացասական լիցքավորված իոնների (տարբերվում են դիսոցման մի քանի աստիճան): Երբ հոսանքը միացված է, էլեկտրոնները անոդից շարժվում են դեպի կաթոդ, մինչդեռ էլեկտրոլիտի լուծույթը կարող է սպառվել (եթե այն մասնակցում է գործընթացին), այն պետք է անընդհատ համալրվի: Օքսիդացնող անոդը կարող է նաև լուծվել էլեկտրոլիտի լուծույթում, այնուհետև դրա մասնիկները դրական լիցք են ստանում և ձգվում դեպի կաթոդ:

Անոդ - դրական լիցքավորված էլեկտրոդ - դրա վրա տեղի է ունենում օքսիդացում
Կաթոդ՝ բացասաբար լիցքավորված էլեկտրոդ, այն վերականգնվում է
Ելնելով այն սկզբունքից, որ ի տարբերություն գանձումների, դրա հետ մեկտեղ գալիս էնյութի տարանջատում կամ մաքրում.

Էլեկտրոդների նյութը կարող է տարբեր լինել՝ կախված ընթացիկ գործընթացից: Նյութի զանգվածը, որը ստացվում է էլեկտրաքիմիական փոխազդեցության ժամանակ, որոշվում է Ֆարադեյի օրենքներով և կախված է լիցքից (հոսանքի ուժի արտադրյալից և ընթացիկ հոսքի ժամանակից), ինչպես նաև կախված է էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայից այն նյութերի ակտիվությունից, որոնցից պատրաստվում են էլեկտրոդներ.Անոդները իներտ են - անլուծելի, չեն արձագանքում և ակտիվ - նրանք իրենք են մասնակցում փոխազդեցությանը (դրանք օգտագործվում են շատ ավելի հազվադեպ):

Անոդների, գրաֆիտի, ածխածնային-գրաֆիտային նյութերի, պլատինի և դրա համաձուլվածքների, կապարի և դրա համաձուլվածքների, որոշ մետաղների օքսիդների արտադրության համար օգտագործվում են. Տիտանի անոդները օգտագործվում են ռութենիումի և տիտանի օքսիդների, ինչպես նաև պլատինի և դրա համաձուլվածքների խառնուրդի ակտիվ ծածկույթով։

Չլուծվող անոդները տանտալի և տիտանի, գրաֆիտի հատուկ դասակարգերի, կապարի երկօքսիդի, մագնիտիտի վրա հիմնված կոմպոզիցիաներ են: Պողպատը սովորաբար օգտագործվում է կաթոդների համար:

Գործընթացի համար կարող են օգտագործվել էլեկտրոլիտների հետևյալ տեսակները՝ աղերի, թթուների, հիմքերի ջրային լուծույթներ; ոչ ջրային լուծույթներ օրգանական և անօրգանական լուծիչներում. հալված աղեր; պինդ էլեկտրոլիտներ. Էլեկտրոլիտները գալիս են տարբեր աստիճանի կոնցենտրացիայի:

Կախված էլեկտրոլիտիկ ռեակցիաների նպատակներից, օգտագործվում են անոդների և կաթոդների տեսակների տարբեր համակցություններ՝ հորիզոնական սնդիկի հեղուկ կաթոդով, ուղղահայաց կաթոդներով և զտիչ դիֆրագմայով, հորիզոնական դիֆրագմայով, հոսող էլեկտրոլիտով, շարժվող էլեկտրոդներով, զանգվածային էլեկտրոդներով։ և այլն։ Գործընթացների մեծ մասը հակված է օգտագործել նյութեր, որոնք ձևավորվել են ինչպես անոդում, այնպես էլ կաթոդում, բայց սովորաբար արտադրանքներից մեկն ավելի քիչ արժեքավոր է:

Էլեկտրոլիզը մեծ կիրառություն է գտնում արդյունաբերության մեջ, կիրառվում է նաև բժշկության և ժողովրդական տնտեսության մեջ։

Էլեկտրոլիզի հիմնական կիրառությունները.

• Ջրի մաքրում ազգային տնտեսության մեջ օգտագործելու համար,
• Քիմիական արդյունաբերության օգտագործված ջրի կեղտաջրերի մաքրում:

Առանց կեղտերի նյութեր և մետաղներ ստանալու համար.

• Մետալուրգիա, հիդրոմետալուրգիա - ալյումինի և շատ այլ մետաղների արտադրության համար - ալյումին կրիոլիտում ալյումինի օքսիդի հալվածքից, մագնեզիում (դոլոմիտից և ծովի ջրից), նատրիում (ժայռի աղից), լիթիում, բերիլիում, կալցիում (կալցիումի քլորիդից) , ալկալային և հազվագյուտ հողային մետաղներ։
• Քիմիական արդյունաբերության մեջ էլեկտրոլիզը արտադրում է այնպիսի կարևոր ապրանքներ, ինչպիսիք են քլորատները և պերքլորատները, պերծծմբաթթուն և պերսուլֆատները, կալիումի պերմանգանատը,
• Մետաղի էլեկտրոլիտիկ արդյունահանում - էլեկտրաարդյունահանում. Հանքաքարը կամ խտանյութը որոշակի ռեակտիվների միջոցով տեղափոխվում է լուծույթ, որը մաքրելուց հետո ուղարկվում է էլեկտրոլիզի։ Այսպես են ստացվում ցինկը, պղինձը, կադմիումը։
• էլեկտրոլիտիկ զտում. Լուծվող անոդները պատրաստվում են մետաղից, էլեկտրոլիզի ընթացքում անոդ նստվածքի հում մետաղի մեջ պարունակվող կեղտերը անոդ տիղմի տեսքով (պղինձ, նիկել, անագ, կապար, արծաթ, ոսկի), իսկ կաթոդում ազատվում է մաքուր մետաղ։
• Էլեկտրապատում - էլեկտրապատում - մետաղների վրա ծածկույթների ստացում, որոնք բարելավում են դրանց գործառնական կամ դեկորատիվ հատկությունները, և էլեկտրապատում - ցանկացած առարկայի ճշգրիտ մետաղական պատճենների ձեռքբերում.
• Մետաղների վրա օքսիդային պաշտպանիչ թաղանթներ ստանալու համար (անոդացում); նաև էլեկտրաքիմիական մշակումն օգտագործվում է արտադրանքի մակերեսը փայլեցնելու և մետաղների ներկման համար,
• Գործում են կտրող գործիքների էլեկտրաքիմիական սրացում, էլեկտրափղացում, էլեկտրաֆրեզ,
• էլեկտրոլիզը լայնորեն կիրառվում է նաև ռադիոտեխնիկայում։

Առանձնացվում է ջրային լուծույթների և հալած միջավայրերի էլեկտրոլիզը, ինչպես նաև էլեկտրաքիմիական հոսանքի աղբյուրների արտադրությունը՝ մարտկոցներ, գալվանական բջիջներ, կուտակիչներ, որոնց աշխատանքը վերականգնվում է հոսանք անցնելով հակառակ ուղղությամբ, որով հոսանքը հոսել է լիցքաթափման ժամանակ։ .

Էլեկտրոլիզի կայանների հիմնական տեսակները.

• Ալյումինի արտադրության և վերամշակման կայանքներ;
• երկաթի աջ արտադրության էլեկտրոլիզի կայանքներ;
• Նիկել-կոբալտի արտադրության էլեկտրոլիզատորներ;
• Մագնեզիումի էլեկտրոլիզի կայանքներ;

• Պղնձի էլեկտրոլիզի (զտման) կայանքներ;
• Բույսեր գալվանական ծածկույթների կիրառման համար;
• Էլեկտրոլիզի կայաններ քլորի արտադրության համար;

• Էլեկտրոլիզատորներ ջրի ախտահանման համար.
• Ատոմակայանների համար ջրածին արտադրող էլեկտրոլիզատորներ և այլն:

Բազմաթիվ ռեդոքս ռեակցիաների կողմնակի արտադրանքը թթվածինն է:

Էլեկտրոլիզի ընթացքում հոսանքի ուժգնությունը, դրա հաճախականությունը և լարումը, նույնիսկ բևեռականությունը կարգավորվում են, այս պարամետրերը վերահսկում են գործընթացների արագությունն ու ուղղությունը։ Էլեկտրոլիզի ռեակցիան միշտ իրականացվում է ուղղակի հոսանքի տակ, քանի որ այստեղ շատ կարևոր է բևեռների կայունությունը: Շատ հազվադեպ դեպքերում, երբ բևեռականությունը էական չէ, օգտագործվում է փոփոխական հոսանք (օրինակ՝ գազերի էլեկտրոլիզում)։

Կաթոդային սարքի նախագծման համաձայն, ժամանակակից ալյումինե էլեկտրոլիզատորները բաժանվում են

• Էլեկտրոլիզատորներ հատակով և առանց հատակի,
• Լցոնված և բլոկային օջախով;
• ընթացիկ մատակարարման մեթոդի համաձայն՝ միակողմանի և երկկողմանի ավտոբուսային սխեմայով;
• ըստ գազերի թակարդման եղանակի՝ բաց տիպի էլեկտրոլիզատորների համար՝ զանգակային գազի ներծծմամբ և ծածկված տիպով։

Ալյումինե էլեկտրոլիզատորների բոլոր գոյություն ունեցող նախագծերի անբավարար հատկությունները ներառում են էլեկտրաէներգիայի օգտագործման անբավարար բարձր գործակիցը, կարճ ծառայության ժամկետը և արտանետվող գազերը փակելու անբավարար արդյունավետությունը: Էլեկտրոլիզատորների նախագծման հետագա կատարելագործումը պետք է ընթանա իր միավորի հզորության ավելացման, սպասարկման բոլոր գործողությունների մեքենայացման և ավտոմատացման, բոլոր արտանետվող գազերի ամբողջական ներգրավմամբ դրանց արժեքավոր բաղադրիչների հետագա վերածնմամբ:

Արդյունաբերական էլեկտրոլիզի կայաններն ունեն բազմաթիվ կառուցվածքային տեսակներ, որոնցից հիմնականներն են թաղանթային և դիֆրագմային։ Կան նաև չոր, խոնավ և հոսող էլեկտրոլիզի կայաններ։ Ընդհանուր առմամբ, տեղադրումը էլեկտրոլիտի բաղադրության մեջ տեղադրված էլեկտրոդներ պարունակող փակ համակարգ է, որին մատակարարվում է որոշակի բնութագրերով էլեկտրական հոսանք: Էլեկտրոլիզի բջիջները կարող են միավորվել մարտկոցի մեջ: Կան նաև երկբևեռ էլեկտրոլիզատորներ, որտեղ յուրաքանչյուր էլեկտրոդ, բացառությամբ ծայրահեղների, մի կողմից աշխատում է որպես անոդ, մյուս կողմից՝ որպես կաթոդ։

Այս սարքավորումն աշխատում է տարբեր ճնշումների դեպքում՝ կախված ռեակցիայի տեսակից: Որոշ նյութերի արտադրության համար, օրինակ, գազեր ստանալու ժամանակ պահանջվում է ճնշման կարգավորում կամ հատուկ պայմաններ: Անհրաժեշտ է նաև վերահսկել գազերի ճնշումը, որոնք էլեկտրոլիտիկ ռեակցիաների կողմնակի արտադրանք են: Էլեկտրոլիզի կայանները, որոնք օգտագործվում են էլեկտրակայաններում ջրածնի և թթվածնի արտադրության համար, աշխատում են մինչև 10 կգֆ/սմ2 (1 ՄՊա) գերճնշման պայմաններում:
Տեղադրումները նույնպես տարբերվում են իրենց կատարողականությամբ:

Նրանցից ոմանք օգտագործում են գծային էլեկտրական մեխանիզմներ: Օրինակ՝ դրանք օգտագործվում են էլեկտրոդների տեղափոխման, էլեկտրոլիտի մակարդակը կարգավորելու, տանկերի տեղափոխման, էլեկտրոլիտային լոգարանների համար և այլն։ Նման դիզայնի օրինակներից մեկը ներկայացված է գծագրում:

Էլեկտրոլիզի բոլոր կայանքները պետք է հիմնավորված լինեն: Խոշոր արդյունաբերական էլեկտրոլիզատորը գործարկելու համար անհրաժեշտ է ուղղիչ միավոր կամ փոխարկիչ ենթակայան՝ փոփոխական հոսանքը ուղղակի հոսանքի փոխակերպելու համար: Էլեկտրոլիզի խանութներում (շենքեր, սրահներ) ստացիոնար տեղային լուսավորություն սովորաբար չի պահանջվում: Բացառություն են կազմում քլորի արտադրության էլեկտրոլիզի կայանների հիմնական արտադրամասերը։

Արդյունաբերական էլեկտրոլիզի տեխնոլոգիաները բաժանվում են մի քանի տեսակների.

• PFPB - էլեկտրոլիզի տեխնոլոգիա՝ օգտագործելով թխած անոդներ և կետային սնուցիչներ
• CWPB - էլեկտրոլիզ, օգտագործելով թխած անոդներ և կենտրոնում դակիչ ճառագայթ
• SWPB - թխած անոդային բջիջների ծայրամասային մշակում
• VSS - Soderberg տեխնոլոգիա՝ ամենաբարձր ընթացիկ առաջատարով
• HSS - Soderberg տեխնոլոգիա կողային էլեկտրասնուցմամբ

Էլեկտրոլիզատորներից արտանետումների ամենամեծ ծավալը բաժին է ընկնում Soderberg տեխնոլոգիայի վրա հիմնված էլեկտրոլիզի գործընթացներին: Այս տեխնոլոգիան առավել լայնորեն կիրառվում է Ռուսաստանի և Չինաստանի ալյումինի ձուլարաններում: Նման էլեկտրոլիզատորներից հատուկ արտանետումների ծավալը շատ ավելի մեծ է այլ տեխնոլոգիաների համեմատ։ Ֆտորածխածնի արտանետումների քանակը կրճատվում է նաև անոդային էֆեկտի տեխնոլոգիական պարամետրերի ուսումնասիրությամբ, որոնց կրճատումն ազդում է նաև արտանետումների քանակի վրա։

Արդյունաբերական էլեկտրոլիզատորների մոդելներ

Ածխածնի անոդները (և գրաֆիտը ածխածնի ալոտոպ է) ունեն զգալի թերություն. ռեակցիայի ընթացքում նրանք մթնոլորտ են արտանետում ածխաթթու գազ՝ դրանով իսկ աղտոտելով այն։ Ներկայումս հատկապես արդիական է իներտ անոդի տեխնոլոգիան, այժմ այս տեխնոլոգիան փորձարկվում է ալյումինի հայտնի արտադրողի կողմից։ Դրա էությունն այն է, որ օգտագործվում է առանց ածխածնի անոդ, որը չի մտնում ռեակցիաների մեջ, և որպես կողմնակի արտադրանք, մթնոլորտ է արտանետվում ոչ թե ածխաթթու գազ, այլ մաքուր թթվածին։

Այս տեխնոլոգիան զգալիորեն բարձրացնում է արտադրության էկոլոգիապես մաքուր լինելը, սակայն առայժմ այն ​​գտնվում է փորձարկման փուլում։

Չնայած էլեկտրոլիտների, էլեկտրոդների, էլեկտրոլիզատորների լայն տեսականի, կան տեխնիկական էլեկտրոլիզի ընդհանուր խնդիրներ: Դրանք ներառում են լիցքերի, ջերմության, զանգվածի փոխանցումը, էլեկտրական դաշտերի բաշխումը։ Փոխանցման գործընթացը արագացնելու համար նպատակահարմար է բարձրացնել բոլոր հոսքերի արագությունը և կիրառել հարկադիր կոնվեկցիա: Էլեկտրոդային պրոցեսները կարող են վերահսկվել սահմանափակող հոսանքների չափման միջոցով:

Էլեկտրոլիզը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության ոլորտում, օրինակ՝ ալյումինի (թխած անոդային մեքենաներ ՌԱ-300, ՌԱ-400, ՌԱ-550 և այլն) կամ քլորի (Ասահի Կասեի արդյունաբերական գործարաններ) արտադրության համար։ Առօրյա կյանքում այս էլեկտրաքիմիական պրոցեսը շատ ավելի հազվադեպ էր օգտագործվում, ինչպես օրինակ Intellichlor pool electrolyzer-ը կամ Star 7000 պլազմային եռակցիչը։ Վառելիքի, գազի և ջեռուցման սակագների թանկացումը հիմնովին փոխել է իրավիճակը՝ առաջացնելով գաղափարը. ջրի էլեկտրոլիզը տանը հայտնի. Նկատի առեք, թե որոնք են ջրի պառակտման սարքերը (էլեկտրոլիզատորներ), և ինչպիսին է դրանց դիզայնը, ինչպես նաև ինչպես պատրաստել պարզ սարք ձեր սեփական ձեռքերով:

Ինչ է էլեկտրոլիզատորը, դրա բնութագրերը և կիրառումը

Սա համանուն էլեկտրաքիմիական գործընթացի սարքի անունն է, որը պահանջում է արտաքին էներգիայի աղբյուր։ Կառուցվածքային առումով այս ապարատը էլեկտրոլիտով լցված բաղնիք է, որի մեջ տեղադրվում են երկու կամ ավելի էլեկտրոդներ:

Նման սարքերի հիմնական բնութագիրը կատարումն է, հաճախ այս պարամետրը նշվում է մոդելի անվանման մեջ, օրինակ՝ SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (մեմբրանային բլոկների էլեկտրոլիզատորներ) ստացիոնար էլեկտրոլիզի կայաններում և այլն։ . Այս դեպքերում թվերը ցույց են տալիս ջրածնի արտադրությունը (մ 3 / ժ):

Ինչ վերաբերում է մնացած բնութագրերին, ապա դրանք կախված են սարքի հատուկ տեսակից և կիրառման շրջանակից, օրինակ, երբ իրականացվում է ջրի էլեկտրոլիզ, տեղադրման արդյունավետության վրա ազդում են հետևյալ պարամետրերը.

Այսպիսով, ելքերի վրա կիրառելով 14 վոլտ, մենք յուրաքանչյուր բջիջի վրա կստանանք 2 վոլտ, մինչդեռ յուրաքանչյուր կողմի թիթեղները կունենան տարբեր պոտենցիալներ: Նմանատիպ թիթեղների միացման համակարգ օգտագործող էլեկտրոլիզատորները կոչվում են չոր էլեկտրոլիզատորներ:

1. Թիթեղների միջև հեռավորությունը (կաթոդի և անոդի տարածության միջև), որքան փոքր է այն, այնքան քիչ դիմադրություն կլինի, և, հետևաբար, ավելի շատ հոսանք կանցնի էլեկտրոլիտի լուծույթով, ինչը կհանգեցնի գազի արտադրության ավելացման:
2. Թիթեղի չափերը (նկատի ունի էլեկտրոդների տարածքը) ուղիղ համեմատական ​​են էլեկտրոլիտով հոսող հոսանքին, ինչը նշանակում է, որ դրանք նույնպես ազդում են աշխատանքի վրա:
3. Էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիան և դրա ջերմային հավասարակշռությունը:
4. Էլեկտրոդների պատրաստման համար օգտագործվող նյութի բնութագրերը (ոսկին իդեալական նյութ է, բայց չափազանց թանկ, ուստի չժանգոտվող պողպատն օգտագործվում է տնական սխեմաներում):
5. Գործընթացային կատալիզատորների կիրառում և այլն:

Ինչպես նշվեց վերևում, այս տեսակի բույսերը կարող են օգտագործվել որպես ջրածնի գեներատոր, քլոր, ալյումին կամ այլ նյութեր արտադրելու համար: Օգտագործվում են նաև որպես սարքեր, որոնց միջոցով ջուրը մաքրվում և ախտահանվում է (UPEV, VGE), ինչպես նաև կատարվում է դրա որակի համեմատական ​​վերլուծություն (Tesp 001)։

Մեզ հիմնականում հետաքրքրում են սարքերը, որոնք արտադրում են Բրաունի գազը (ջրածինը թթվածնով), քանի որ հենց այս խառնուրդն ունի օգտագործելու բոլոր հեռանկարները որպես այլընտրանքային էներգիայի կրիչ կամ վառելիքի հավելում: Մենք դրանք կքննարկենք մի փոքր ուշ, բայց առայժմ եկեք անցնենք ամենապարզ էլեկտրոլիզատորի նախագծմանը և աշխատանքի սկզբունքին, որը ջուրը բաժանում է ջրածնի և թթվածնի:

Սարքը և աշխատանքի մանրամասն սկզբունքը

Պայթեցնող գազի արտադրության ապարատը, անվտանգության նկատառումներից ելնելով, չի ենթադրում դրա կուտակում, այսինքն՝ գազային խառնուրդն այրվում է անմիջապես ստանալուց հետո։ Սա որոշակիորեն պարզեցնում է դիզայնը: Նախորդ բաժնում մենք դիտարկեցինք այն հիմնական չափանիշները, որոնք ազդում են սարքի աշխատանքի վրա և պահանջում են որոշակի կատարողական պահանջներ:

Սարքի շահագործման սկզբունքը ներկայացված է Նկար 4-ում, մշտական ​​լարման աղբյուրը միացված է էլեկտրոլիտի լուծույթի մեջ ընկղմված էլեկտրոդներին: Արդյունքում նրա միջով սկսում է հոսանք անցնել, որի լարումն ավելի բարձր է, քան ջրի մոլեկուլների քայքայման կետը։

Այս էլեկտրաքիմիական գործընթացի արդյունքում կաթոդն ազատում է ջրածին, իսկ անոդը՝ թթվածին, 2-ից 1 հարաբերակցությամբ։

Էլեկտրոլիզատորների տեսակները

Եկեք համառոտ նայենք ջրի պառակտող սարքերի հիմնական տեսակների նախագծման առանձնահատկություններին:

Չորացնել

Այս տեսակի սարքի դիզայնը ցուցադրված է Նկար 2-ում, դրա առանձնահատկությունն այն է, որ բջիջների քանակի մանիպուլյացիայի միջոցով հնարավոր է սարքը սնուցել էլեկտրոդի նվազագույն ներուժը զգալիորեն գերազանցող լարման աղբյուրից:

Հոսում է

Այս տեսակի սարքերի պարզեցված դասավորությունը կարելի է գտնել Նկար 5-ում: Ինչպես տեսնում եք, դիզայնը ներառում է «A» էլեկտրոդներով բաղնիք՝ ամբողջությամբ լցված լուծույթով և «D» տանկով:

Սարքի շահագործման սկզբունքը հետևյալն է.

• Էլեկտրաքիմիական գործընթացի մուտքի մոտ գազը էլեկտրոլիտի հետ միասին «B» խողովակի միջոցով սեղմվում է «D» տարայի մեջ.
• «D» տանկի մեջ կա անջատում գազի էլեկտրոլիտային լուծույթից, որը արտանետվում է «C» ելքային փականի միջոցով.
• էլեկտրոլիտը վերադառնում է հիդրոլիզի բաղնիք «E» խողովակով:

Թաղանթ

Այս տեսակի սարքերի հիմնական առանձնահատկությունը պոլիմերի վրա հիմնված պինդ էլեկտրոլիտի (մեմբրանի) օգտագործումն է։ Այս տեսակի սարքերի դիզայնը կարելի է գտնել Նկար 6-ում:

Նման սարքերի հիմնական առանձնահատկությունը մեմբրանի երկակի նպատակն է, այն ոչ միայն տեղափոխում է պրոտոններ և իոններ, այլև ֆիզիկական մակարդակում առանձնացնում է և՛ էլեկտրոդները, և՛ էլեկտրաքիմիական գործընթացի արտադրանքները:

Դիֆրագմ

Այն դեպքերում, երբ էլեկտրոլիզի արտադրանքի դիֆուզիան էլեկտրոդների խցիկների միջև անթույլատրելի է, օգտագործվում է ծակոտկեն դիֆրագմ (որը տվել է նման սարքերի անվանումը): Դրա համար նյութը կարող է լինել կերամիկա, ասբեստ կամ ապակի: Որոշ դեպքերում նման դիֆրագմ ստեղծելու համար կարող են օգտագործվել պոլիմերային մանրաթելեր կամ ապակե բուրդ: Նկար 7-ը ցույց է տալիս էլեկտրաքիմիական գործընթացների համար դիֆրագմային սարքի ամենապարզ տարբերակը:

Բացատրություն:

1. ելք թթվածնի համար.
2. U-աձև կոլբ:
3. Արդյունք ջրածնի համար:
4. Անոդ.
5. Կաթոդ.
6. Դիֆրագմ.

ալկալային

Թորած ջրի մեջ էլեկտրաքիմիական գործընթաց հնարավոր չէ, որպես կատալիզատոր օգտագործվում է խտացված ալկալային լուծույթ (աղի օգտագործումը անցանկալի է, քանի որ այս դեպքում քլոր է արտազատվում): Դրա հիման վրա ջրի պառակտման համար էլեկտրաքիմիական սարքերի մեծ մասը կարելի է անվանել ալկալային:

Թեմատիկ ֆորումներում խորհուրդ է տրվում օգտագործել նատրիումի հիդրօքսիդ (NaOH), որը, ի տարբերություն խմորի սոդայի (NaHCO 3), չի քայքայում էլեկտրոդը: Նշենք, որ վերջինս ունի երկու նշանակալի առավելություն.

1. Դուք կարող եք օգտագործել երկաթե էլեկտրոդներ:
2. Ոչ մի վնասակար նյութ չի արտանետվում։

Սակայն մեկ էական թերություն հերքում է խմորի սոդայի բոլոր առավելությունները՝ որպես կատալիզատոր: Նրա կոնցենտրացիան ջրում 80 գրամից ոչ ավելի է մեկ լիտրում։ Սա նվազեցնում է էլեկտրոլիտի ցրտահարության դիմադրությունը և դրա ընթացիկ հաղորդունակությունը: Եթե ​​առաջինը դեռ կարելի է հանդուրժել տաք սեզոնին, ապա երկրորդը պահանջում է էլեկտրոդների թիթեղների տարածքի ավելացում, որն իր հերթին մեծացնում է կառուցվածքի չափը:

Ջրածնի արտադրության էլեկտրոլիզատոր՝ գծագրեր, դիագրամ

Մտածեք, թե ինչպես կարող եք հզոր գազի այրիչ պատրաստել ջրածնի և թթվածնի խառնուրդով: Նման սարքի դիագրամը կարելի է տեսնել Նկար 8-ում:

Բացատրություն:

1. Այրիչի վարդակ:
2. ռետինե խողովակներ.
3. Երկրորդ ջրի կողպեք:
4. Առաջին ջրի կողպեքը.
5. Անոդ.
6. Կաթոդ.
7. Էլեկտրոդներ.
8. Լոգարան էլեկտրոլիզատորով.

Նկար 9-ը ցույց է տալիս մեր այրիչի էլեկտրոլիզատորի էլեկտրամատակարարման սխեմատիկ դիագրամը:

Հզոր ուղղիչի համար մեզ անհրաժեշտ են հետևյալ մասերը.

• Տրանզիստորներ՝ VT1 - MP26B; VT2 - P308.
• Տրիստորներ՝ VS1 - KU202N:
• Դիոդներ `VD1-VD4 - D232; VD5 - D226B; VD6, VD7 - D814B:
• Կոնդենսատորներ՝ 0,5 uF:
• Փոփոխական ռեզիստորներ՝ R3 -22 kOhm:
• Ռեզիստորներ՝ R1 - 30 kOhm; R2 - 15 կՕմ; R4 - 800 Օմ; R5 - 2,7 կՕմ; R6 - 3 կՕմ; R7 - 10 կՕմ:
• PA1 - առնվազն 20 Ա չափման սանդղակով ամպերմետր:

Համառոտ հրահանգ էլեկտրոլիզատորի մանրամասների վերաբերյալ:

Լոգանք կարելի է պատրաստել հին մարտկոցից։ Թիթեղները պետք է կտրված լինեն տանիքի երկաթից 150x150 մմ (թերթի հաստությունը 0,5 մմ): Վերոնշյալ սնուցման հետ աշխատելու համար ձեզ հարկավոր է 81 բջիջի համար էլեկտրոլիզատոր հավաքել: Գծագիրը, ըստ որի տեղադրումն իրականացվում է, ներկայացված է Նկար 10-ում:

Նշենք, որ նման սարքի սպասարկումն ու կառավարումը դժվարություններ չեն առաջացնում:

Ինքնուրույն էլեկտրոլիզատոր մեքենայի համար

Համացանցում կարելի է գտնել HHO համակարգերի բազմաթիվ դիագրամներ, որոնք, ըստ հեղինակների, թույլ են տալիս խնայել վառելիքի 30%-ից մինչև 50%-ը։ Նման պնդումները չափազանց լավատեսական են և, որպես կանոն, չեն հաստատվում որևէ ապացույցով: Նման համակարգի պարզեցված դիագրամը ներկայացված է Նկար 11-ում:

Տեսականորեն, նման սարքը պետք է նվազեցնի վառելիքի սպառումը իր ամբողջական այրման պատճառով: Դրա համար Բրաունի խառնուրդը սնվում է վառելիքի համակարգի օդային ֆիլտրի մեջ: Սա ջրածին և թթվածին է, որը ստացվում է մեքենայի ներքին ցանցով աշխատող էլեկտրոլիզատորից, ինչը մեծացնում է վառելիքի սպառումը: Արատավոր շրջան.

Իհարկե, կարող է օգտագործվել PWM հոսանքի կարգավորիչի միացում, ավելի արդյունավետ անջատիչ էլեկտրամատակարարում կամ այլ հնարքներ՝ էներգիայի սպառումը նվազեցնելու համար: Երբեմն ինտերնետում առաջարկներ են լինում էլեկտրոլիզատորի համար ցածր հզորության PSU գնելու, ինչը, ընդհանուր առմամբ, անհեթեթություն է, քանի որ գործընթացի կատարումը ուղղակիորեն կախված է ընթացիկ ուժից:

Դա նման է Կուզնեցովյան համակարգի, որի ջրի ակտիվացնողը կորել է, իսկ արտոնագիր չկա և այլն։ Վերոնշյալ տեսանյութերում, որտեղ խոսում են նման համակարգերի անհերքելի առավելությունների մասին, գործնականում հիմնավորված փաստարկներ չկան։ Սա չի նշանակում, որ գաղափարը գոյության իրավունք չունի, սակայն պահանջվող խնայողությունները «մի փոքր» չափազանցված են։

Ինքնուրույն էլեկտրոլիզատոր տան ջեռուցման համար

Տան ջեռուցման համար տնական էլեկտրոլիզատոր պատրաստելն այս պահին իմաստ չունի, քանի որ էլեկտրոլիզով ստացված ջրածնի արժեքը շատ ավելի թանկ է, քան բնական գազը կամ այլ ջերմային կրիչները։

Պետք է նաև նկատի ունենալ, որ ոչ մի մետաղ չի կարող դիմակայել ջրածնի այրման ջերմաստիճանին: Ճիշտ է, կա լուծում, որն արտոնագրել է Սթեն Մարտինը, որը թույլ է տալիս շրջանցել այս խնդիրը: Պետք է ուշադրություն դարձնել այն առանցքային կետին, որը թույլ է տալիս տարբերել արժանի միտքը ակնհայտ անհեթեթությունից։ Նրանց տարբերությունն այն է, որ առաջինը արտոնագիր է ստանում, իսկ երկրորդը գտնում է իր կողմնակիցներին համացանցում։

Սա կարող է լինել կենցաղային և արդյունաբերական էլեկտրոլիզատորների մասին հոդվածի ավարտը, սակայն իմաստ ունի փոքրիկ ակնարկ անել այս սարքերը արտադրող ընկերությունների մասին:

Էլեկտրոլիզատոր արտադրողների ակնարկ

Մենք թվարկում ենք էլեկտրոլիզատորների հիման վրա վառելիքի բջիջներ արտադրող արտադրողներին, որոշ ընկերություններ արտադրում են նաև կենցաղային տեխնիկա՝ NEL Hydrogen (Նորվեգիա, շուկայում 1927 թվականից), Hydrogenics (Բելգիա), Teledyne Inc (ԱՄՆ), Uralkhimmash (Ռուսաստան), RusAl (Ռուսաստան, զգալիորեն բարելավվել է Soderberg տեխնոլոգիան), RutTech (Ռուսաստան):