L'essence du processus d'électrolyse (Fig.) est que lorsqu'un courant électrique continu traverse le bain électrolytique, l'un des phénomènes suivants peut se produire :

Soit il y a un dépôt de particules d'une substance de l'électrolyte sur les électrodes du bain (électroextraction)

Soit il y a transfert d'une substance d'une électrode à une autre par l'intermédiaire d'un électrolyte (affinage électrolytique)

SIGNET

En tant qu'électrolyte, des solutions de sels, d'acides et de bases, généralement dans l'eau, sont utilisées.

La conduction ionique a lieu dans l'électrolyte. Lorsqu'une tension est appliquée aux électrodes, les ions se déplacent vers les électrodes, se neutralisent et se déposent dessus. Dans ce cas, soit une électroextraction, soit un affinage électrolytique a lieu.

La notion de potentiel normal est primordiale dans le choix.

Si l'électrode est faite du même métal que l'électrolyte, alors à un certain potentiel il n'y a ni le premier ni le deuxième processus entre l'électrode et l'électrolyte. Un tel potentiel est dit normal.

Si un potentiel plus négatif est appliqué aux électrodes, l'électroextraction commence.

Si plus positif, alors affinage électrolytique.

L'électrolyse est utilisée pour obtenir ou purifier des métaux.

Quantitativement, le processus d'électrolyse est décrit par la même loi de Faraday.

U e-mail \u003d E p + E p + U e + U s

E p - tension de décomposition

E p - la somme de l'anode et de la cathode PN

U e - chute de tension sur l'électrolyte

U s - chute de tension sur les bus des contacts d'électrode

U e \u003d I ∙ R ext

U e \u003d je ∙ (R w + R à + R e)

P el \u003d je ∙ (E p + E p + U e + U s)

τ – temps de traitement technologique

E p - travail utile

L'efficacité du processus d'électrolyse est décrite par la masse de la substance.

La matière première pour l'obtention de Zn est le zinc blende ZnS. Ce minéral est d'abord soumis à une oxydation, une torréfaction, puis soumis à une lixiviation.

ZnSO 4 +H 2 O(5÷6%) La conductivité d'une telle solution est faible, par conséquent, 10÷12% H 2 SO 4 est ajouté à cette solution

Le bain électrolytique est en bois ou en béton et est isolé du sol.

Le processus d'électrolyse est effectué à t= 35÷40 0 C

j= 400÷600 A/m2

PN apparaît sur la cathode - 1,1 V (potentiel normal -0,76 V)

L'électroextraction se produit - dépôt de Zn sur la cathode.

1/g e = 3500 kWh/t

τ = 40÷50 heures

Après cela, Zn est retiré de la cathode et refondu.

Le reçuAl

L'électrolyte n'est pas une solution, mais une masse fondue. L'alumine Al 2 O 3 est utilisée comme matière première

t pl \u003d 2050 0 С

La masse fondue de ce matériau a une faible conductivité. Par conséquent, l'alumine et la cryolite Na 3 AlF 6 sont utilisées comme électrolyte

t pl \u003d 950 0 С

Les baignoires et les électrodes sont en carbone ou en graphite.

I= 200÷250 kA

j= 7÷10 kA/m2

1/g e = 14000÷16000 kW∙h/t

Galvanoplastie

Il s'agit d'un processus électrotechnologique de dépôt de métal à la surface de produits métalliques et non métalliques par électrolyse.

L'épaisseur du revêtement ne dépasse pas des dizaines de microns.

Il existe 2 variétés :

galvanoplastie

galvanotype

Galvanoplastie - cuivrage, dorure, dorure, chromage, nickelage...

Avant le traitement, la surface est soigneusement nettoyée, puis une attaque acide est effectuée avec H 2 SO 4 , HCl. La solution saline du métal déposé est utilisée comme électrolyte. Parfois, des acides et des bases sont ajoutés pour augmenter la conductivité. L'anode est en métal déposé, le produit est la cathode.

Il y a un transfert de métal de l'anode vers la cathode, le traitement se produit à de faibles densités de courant, pas plus de dizaines de A/m 2 .

Galvanoplastie - obtenir des copies exactes des produits.

Effet électrodynamique et vent électrique

Sous l'action d'un EF sur des milieux gazeux et liquides, leur mouvement est observé. Elle est due au transfert d'énergie cinétique lors de la collision des ions du milieu avec des molécules neutres.

Ce phénomène est appelé le vent électrique pour les milieux gazeux.

Le vent électrique est toujours dirigé à l'opposé de l'électrode avec un plus petit rayon de courbure.

La force de l'impact sur la décharge électrique est estimée simplement:

F=E∙ρρ– densité de charge

Certaines régularités du vent électrique ont été établies :

Installations d'impulsion

1. Installations de traitement électroérosif.

2. Installations de traitement électro-hydraulique.

3. Installations de soudage électrique à impulsions.

4. Installations pour le traitement des métaux par impulsion magnétique.

5. Installations de traitement électrochimique pulsé.

1. Installation pour le traitement électroérosif.

Le fonctionnement de ces dispositifs repose sur le phénomène d'électroérosion, c'est-à-dire la destruction du matériau en cours de traitement (Me) sous l'action d'impulsions de courant circulant entre l'électrode de la surface à traiter, généralement en milieu diélectrique.

Lorsque des impulsions de courant circulent dans le canal d'étincelle, l'électricité est convertie en chaleur dans le canal d'étincelle entre les électrodes et la surface. Il y a chauffage et son élimination.

Principaux paramètres de traitement :

Taux de répétition des impulsions de centaines à centaines de milliers de Hz,

Amplitude du courant de fractions à milliers d'A,

La durée des impulsions va de quelques fractions à plusieurs milliers de secondes.

En modifiant ces paramètres, le mode de traitement requis est défini. Schéma 1.

1 support de machine vertical

2 bains de travail

3-table pour l'installation du bain de travail, qui assure le mouvement du bain de travail en deux coordonnées dans le plan horizontal.

Produit à 4 électrodes réversibles, situé à l'intérieur du bain de travail et se déplaçant avec lui.

5 dispositifs pour le mouvement vertical.

6 sources de haute tension d'impulsion (périodique, pas inférieure à 1kV).

7-système d'alimentation en liquide diélectrique de travail (généralement de l'huile de transformateur). Le système comprend des pompes, des filtres, des systèmes de retour de liquide, des refroidisseurs.

Outil à 8 électrodes, fabriqué dans un matériau plus réfractaire que le produit d'électrode (tungstène, graphite).

Opération d'installation

L'électrode-outil (8) est amenée à la surface du produit (4) et la source de tension (6) est allumée.

Celles. des impulsions à haute tension sont appliquées à l'espace entre l'électrode-outil (8), le produit (4), et des décharges d'étincelles électriques se produisent dans cet espace. Ces canaux sont des transducteurs très concentrés énergie électrique en thermique avec une densité apparente de 10^12 J/m3.

Dans ce cas, la densité de puissance est de 1-10^7 W/cm2. L'énergie thermique libérée entraîne un chauffage, une fusion, une évaporation du métal du produit et son élimination à l'aide d'un fluide de travail. Dans ce cas, de multiples décharges électriques passent couche par couche sur toute la surface à traiter. En conséquence, des évidements sont formés dans le produit, qui copient la forme de l'électrode.

Des alimentations à découpage basées sur des dispositifs capacitifs de stockage d'énergie sont utilisées comme sources d'alimentation.

Schéma 2.

L'alimentation provient d'un réseau 220V utilisant un transformateur de courant. La tension augmentée est redressée à l'aide du redresseur VD, la tension redressée est utilisée pour charger périodiquement la batterie de condensateurs Cb. Après avoir chargé cette capacité, un circuit de décharge est formé contenant l'inductance Lp et l'éclateur de travail. La capacité se décharge, un courant Lp circule dans le circuit de décharge. Après cela, le thyristor VD est fermé et le processus de charge de la capacité Sat est répété. Le mode de traitement (rugosité, productivité) est contrôlé en changeant la puissance et la fréquence des impulsions de courant ip.

Ces usines ont une productivité élevée et un traitement de haute qualité. Pour certains types de traitement, de telles installations sont indispensables.

Inconvénient : il y a usure de l'électrode outil.

Stations d'épuration électrohydrauliques

De telles installations sont basées sur l'utilisation d'un effet électro-hydraulique.

L'effet électrohydraulique consiste à convertir l'électricité stockée dans le stockage capacitif en énergie mécanique. onde de chocà l'aide d'une décharge d'étincelle puissante, qui est créée dans un milieu liquide (généralement de l'eau).

Le circuit électrique est quasiment le même que dans le cas précédent. La différence réside dans la longueur de l'espace de décharge (il est plus long).

Paramètres de processus technologiques :

1)
- la raideur du courant montant ;

2) jusqu'à 250 kA;

3) jusqu'à 100 MW ;

4) avant de
J

Avec de tels paramètres, le canal d'étincelle a le caractère d'une explosion.

Température du canal
POUR; Pression
MPa.

La pression est transférée au fluide.

Domaines d'utilisation :

a) enfoncement des noyaux de moulage dans les pièces moulées de forme complexe ;

b) nettoyage des pièces moulées et de diverses surfaces du tartre ;

c) concassage, broyage de divers matériaux;

d) recyclage des produits en béton armé.

Installations de soudage par impulsions

Conçu pour obtenir des joints métalliques soudés permanents en comprimant le joint et en le chauffant à la température de fusion en faisant passer un courant pulsé.

Le schéma du processus est le même que dans le cas précédent. La différence réside uniquement dans la charge. Les pièces ne chauffent pas du tout.

L'avantage est la localisation des effets thermiques, la destruction de petites pièces soudées est exclue.

Dispositifs de traitement d'impulsions magnétiques

Ces installations sont basées sur la conversion de EE en énergie d'un MF pulsé, puis il y a une interaction des champs pulsés créés par l'outil - l'inducteur, avec le El induit par celui-ci. courant dans la pièce.

En conséquence, l'énergie MF est convertie en énergie mécanique, qui déforme la pièce de la manière nécessaire.

Mémoire - Chargeur;

- une batterie d'inductances (crée une impulsion de la forme souhaitée);

IN - inducteur d'outil;

Z - vide.

Installations multi-circuits et mono-circuit

Installation multi-circuits contient un ou plusieurs instruments - inducteurs, réalisés sous la forme de solénoïdes.

MP du solénoïde créé par le courant induit du courant dans la pièce . Les courants interagissent et fournissent des forces mécaniques et une déformation de la pièce.

- inductance intrinsèque de AI ;

- Résistance active IA ;

- résistance active ;

- coefficient d'induction mutuelle ;

- inductance et résistance active de la pièce.

Dans le schéma de PP, il est déterminé par la méthode TOE. La technologie de fonctionnement selon ce schéma est utilisée en 3 versions:

2) distribution (induction à l'intérieur de la pièce);

3) formage de feuille (une billette plate est déformée).

Schéma de circuit unique :

Dans ce cas, le courant de décharge traverse directement la pièce. La pièce fait partie de l'IA.

branches dans Et . L'interaction des courants entraîne une déformation de la pièce à usiner et celle-ci acquiert la forme indiquée par la ligne pointillée.

Avantages :

Désavantages:

Le matériau doit avoir une conductivité électrique élevée;

La nécessité d'installer des joints conducteurs lors de la formation de matériaux qui ne conduisent pas bien l'électricité. courant;

Difficultés à traiter les surfaces qui ont un espace pour el. courant;

Difficultés à traiter des pièces massives.

Installations de traitement électrochimique pulsé. Ce sont les processus technologiques électrochimiques décrits ci-dessus, dans lesquels une tension d'impulsion est utilisée au lieu d'une tension constante.

À une certaine époque, à l'aide de l'électrolyse à partir de sels fondus, il était possible pour la première fois d'isoler du potassium pur, du sodium et de nombreux autres métaux.

Aujourd'hui, ce processus est également utilisé dans la vie quotidienne - pour "l'extraction" de l'hydrogène de l'eau. La technologie est plus qu'abordable, car un appareil d'électrolyse de l'eau n'est qu'un récipient contenant une solution de soude dans laquelle les électrodes sont immergées.

Les électrodes sont de petites tôles carrées découpées en acier galvanisé ou, mieux, en acier inoxydable de nuance 03X16H15M3 (AISI 316L). L'acier ordinaire sera très rapidement "mangé" par la corrosion électrochimique.

Après avoir coupé un trou dans le mur du récipient avec un couteau, vous devez y installer deux filtres nettoyage grossier- les « collecteurs de boue » (le deuxième nom est un filtre oblique) ou les filtres des machines à laver conviennent.

Ensuite, une planche de 2,3 mm d'épaisseur et un tube à bulles sont installés.

La création de l'électrolyseur est complétée par l'installation d'une buse avec un obturateur situé sur le côté de la carte.

Dispositif de conteneur supérieur

Les électrodes sont constituées d'une feuille d'acier inoxydable mesurant 50x50 cm, qui doit être découpée avec une meuleuse en 16 carrés égaux. Un coin de chaque plaque est coupé et un trou pour le boulon M6 est fait à l'opposé.

Une par une, les électrodes sont placées sur un boulon et leurs isolants sont découpés dans un tube en caoutchouc ou en silicone. Alternativement, vous pouvez utiliser un tube à partir du niveau de l'eau.

Le conteneur est fixé avec des raccords et seulement après cela, le tube à bulles et les électrodes avec bornes sont installés.

Modèle de conteneur inférieur

Dans cette version, le montage de l'appareil commence par un socle en inox dont les dimensions doivent correspondre aux dimensions du récipient. Ensuite, installez la planche et le tube. L'installation de filtres dans cette modification n'est pas nécessaire.

Ensuite, vous devez fixer le volet au panneau inférieur avec des vis de 6 mm.

L'installation de la buse s'effectue au moyen d'un raccord. Si, néanmoins, il est décidé d'installer des filtres, des clips en plastique sur des joints en caoutchouc doivent être utilisés pour les fixer.

Appareil fini

L'épaisseur des isolants entre les plaques d'électrodes doit être de 1 mm. Avec un tel écart, l'intensité du courant sera suffisante pour une électrolyse de haute qualité, en même temps, des bulles de gaz peuvent facilement se détacher des électrodes.

Les plaques sont connectées aux pôles de la source d'alimentation à leur tour, par exemple, la première plaque - au "plus", la seconde - au "moins", etc.

Appareil à deux vannes

Le processus de fabrication d'un modèle d'électrolyseur à 2 vannes n'est pas particulièrement difficile. Comme dans la version précédente, l'assemblage doit commencer par la préparation de la base. Il est réalisé à partir d'un flan de tôle d'acier, qui doit être découpé en fonction des dimensions du conteneur.

La planche est solidement fixée à la base (nous utilisons des vis M6), après quoi il est possible d'installer un tube bouillonnant d'un diamètre d'au moins 33 mm. Après avoir ramassé un obturateur sur l'appareil, vous pouvez procéder à l'installation des vannes.

Un récipient en plastique

Le premier est installé sur la base du tuyau, pour lequel il est nécessaire de fixer le raccord à cet endroit. La connexion est scellée avec une bague de serrage, après quoi une autre plaque est installée - il sera nécessaire de fixer l'obturateur.

La deuxième vanne doit être montée sur le tuyau à une distance de 20 mm du bord.

Avec l'avènement du système de chauffage de l'eau, le système d'air a perdu de sa popularité à tort, mais il reprend maintenant de l'ampleur. - recommandations pour la conception et l'installation.

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Et dans cette rubrique, nous analyserons les types de compteurs de chaleur pour un appartement. Classification, caractéristiques de conception, les prix des appareils.

Trois modèles de vannes

Cette modification diffère non seulement par le nombre de soupapes, mais également par le fait que la base doit être particulièrement solide. Le même acier inoxydable est utilisé, mais de plus grande épaisseur.

L'emplacement d'installation de la vanne n ° 1 doit être choisi sur le tuyau d'entrée (il est directement relié au conteneur). Après cela, la plaque supérieure et le deuxième tube de type bulle doivent être fixés. La valve numéro 2 est installée à l'extrémité de ce tube.

Lors de l'installation de la deuxième vanne, le raccord doit être fixé avec une rigidité suffisante. Vous aurez également besoin d'une bague de serrage.

Version prête à l'emploi du brûleur à hydrogène

L'étape suivante est la fabrication et l'installation de l'obturateur, après quoi la vanne n ° 3 est vissée sur le tuyau. À l'aide de goujons, il doit être relié à la buse, tandis que l'isolation doit être assurée au moyen de joints en caoutchouc.

L'eau pure (distillée) est un diélectrique et pour que l'électrolyseur fonctionne avec une productivité suffisante, il doit être transformé en solution.

Les meilleures performances ne sont pas démontrées par une solution saline, mais par des solutions alcalines. Pour les préparer, vous pouvez ajouter du bicarbonate de soude ou de la soude caustique à l'eau. Convient également pour certains Produits chimiques ménagers, comme "Mr Muscle" ou "Taupe".

Appareil avec planche galvanisée

Une version très courante de l'électrolyseur, principalement utilisée dans les systèmes de chauffage.

Après avoir ramassé la base et le conteneur, ils relient les planches avec des vis (4 d'entre elles sont nécessaires). Ensuite, un joint isolant est installé sur le dessus de l'appareil.

Les parois du récipient ne doivent pas être électriquement conductrices, c'est-à-dire en métal. S'il est nécessaire de rendre le récipient très durable, vous devez prendre un récipient en plastique et le placer dans une coque métallique de même taille.

Il reste à visser le conteneur avec des goujons à la base et à installer l'obturateur avec des bornes.

Modèle avec plexiglas

L'assemblage d'une cellule électrolytique à l'aide d'ébauches de verre organique ne peut pas être qualifié de tâche simple - ce matériau est assez difficile à traiter.

Des difficultés peuvent également guetter l'étape de trouver un contenant de taille adaptée.

Dans les coins de la planche, un trou est percé, après quoi les plaques sont montées. Le pas entre eux doit être de 15 mm.

L'étape suivante consiste à installer le volet. Comme dans d'autres modifications, des joints en caoutchouc doivent être utilisés. Gardez simplement à l'esprit que dans cette conception, leur épaisseur ne doit pas dépasser 2 mm.

Modèle sur électrodes

Malgré le nom légèrement alarmant, cette modification de l'électrolyseur est également assez abordable pour auto-fabrication. Cette fois, l'assemblage de l'appareil commence par le bas, renforçant l'obturateur sur une solide base en acier. Le récipient avec l'électrolyte, comme dans l'une des options décrites ci-dessus, est placé sur le dessus.

Après l'obturateur, procéder à l'installation du tube. Si les dimensions du conteneur le permettent, il peut être équipé de deux filtres.

• la feuille ne touche pas le récipient ;
• la distance entre celle-ci (tôle) et les vis de serrage doit être de 20 mm.

Avec cette version du générateur d'hydrogène, les électrodes doivent être fixées à la grille, en plaçant les bornes de l'autre côté de celle-ci.

L'utilisation de joints en plastique

L'option de fabriquer un électrolyseur avec des joints en polymère permet d'utiliser un récipient en aluminium au lieu d'un récipient en plastique. Grâce aux joints, il sera solidement isolé.

Lorsque vous découpez des joints en plastique (vous aurez besoin de 4 pièces), vous devez leur donner la forme de rectangles. Ils sont posés aux coins de la base, offrant un espace de 2 mm.

Vous pouvez maintenant commencer à installer le conteneur. Pour ce faire, vous avez besoin d'une autre feuille dans laquelle 4 trous sont percés. Leur diamètre doit correspondre au diamètre extérieur du filetage M6 - c'est avec ces vis que le récipient sera vissé.

Les parois d'un conteneur en aluminium sont plus rigides que celles d'un conteneur en plastique, donc pour une fixation plus sûre, des rondelles en caoutchouc doivent être placées sous les têtes de vis.

Il reste la dernière étape - l'installation de l'obturateur et des bornes.

Modèle pour deux bornes de contact

Fixez un récipient en plastique à une base en tôle d'acier ou d'aluminium à l'aide de cylindres ou de vis. Après cela, vous devez installer le volet.

Dans cette modification, une buse à aiguille d'un diamètre de 3 mm ou un peu plus est utilisée. Il doit être installé à sa place en se connectant au conteneur.

Maintenant, à l'aide de conducteurs, vous devez connecter les bornes directement à la carte inférieure.

Le tube est monté en dernier élément et l'endroit où il est connecté au conteneur doit être scellé avec une bague de serrage.

Les filtres peuvent être empruntés à cassé machines à laver ou installez le "mud" habituel.

Vous devrez également fixer deux vannes sur la broche.

L'électrification de la maison est une étape importante dans l'aménagement d'un nouveau bâtiment. – les conseils d'électriciens professionnels.

Vous apprendrez à fabriquer un simple accumulateur de chaleur de vos propres mains. Ainsi que lier et mettre en place le système.

Représentation schématique

Une description schématique de la réaction d'électrolyse ne prendra pas plus de deux lignes: les ions hydrogène chargés positivement se précipitent vers l'électrode chargée négativement et les ions oxygène chargés négativement vers l'électrode positive. Pourquoi est-il nécessaire d'utiliser une solution électrolytique au lieu de l'eau pure ? Le fait est qu'un champ électrique suffisamment puissant est nécessaire pour casser la molécule d'eau.

Le sel ou l'alcali effectue chimiquement une partie importante de ce travail: un atome de métal avec une charge positive attire les groupes hydroxo chargés négativement OH, et un résidu alcalin ou acide avec une charge négative attire les ions hydrogène positifs H. Ainsi, le champ électrique ne peut que tirer séparer les ions aux électrodes.

Schéma de l'électrolyseur

L'électrolyse fonctionne mieux dans une solution de soude, dont une partie est diluée dans quarante parties d'eau.

Le meilleur matériau pour les électrodes, comme déjà mentionné, est l'acier inoxydable, mais l'or est le mieux adapté à la fabrication de plaques. Plus leur surface est grande et plus la force du courant est élevée, plus le gaz sera libéré.

Les joints peuvent être fabriqués à partir d'une variété de matériaux non conducteurs, mais le chlorure de polyvinyle (PVC) est le mieux adapté pour ce rôle.

Conclusion

L'électrolyseur peut être utilisé efficacement non seulement dans l'industrie, mais aussi dans la vie quotidienne.

L'hydrogène qu'il produit peut être transformé en combustible pour cuisiner, ou enrichi d'un mélange essence-air, augmentant la puissance des moteurs de voiture.

Malgré la simplicité du dispositif fondamental de l'appareil, les artisans ont appris à fabriquer un certain nombre de ses variétés: le lecteur peut fabriquer n'importe lequel d'entre eux de ses propres mains.

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Actuellement en Russie, un nombre croissant d'installations d'approvisionnement en eau et d'assainissement, ainsi que d'industries, refusent d'utiliser du chlore liquide et des hypochlorites commerciaux, faisant le choix d'organiser leur propre synthèse des réactifs nécessaires directement sur les objets d'utilisation.

La production nécessite du chlorure de sodium (sel), de l'eau, de l'électricité.

Raisons de ce refus :

1. Le chlore liquide est très dangereux.

Malgré à bas prix chlore, les mesures et les coûts associés à son utilisation compliquent et augmentent considérablement le coût de l'ensemble du processus de production.

2. L'hypochlorite de sodium commercial (GPCHN 19%) est très cher.

Le coût d'une tonne de marque GPKhN A ne dépasse pas 20 à 30 000 roubles. Cependant, la quantité d'hypochlorite de sodium équivalente à 1 tonne de chlore est déjà de 100 à 150 000 roubles. (puisque l'hypochlorite ne contient que 15 à 19 % de chlore actif et a tendance à se décomposer davantage).

Avantages de l'équipement d'électrolyse :

• exonération des frais de sécurité pendant le transport et le stockage ;
• pendant le fonctionnement de l'équipement d'électrolyse, les accidents liés aux fuites sont impossibles un grand nombre réactif. Les objets d'exploitation des installations d'électrolyse pour la synthèse de réactifs chlorés n'appartiennent pas aux HIF et ne sont pas repris dans le registre correspondant ;
• indépendance vis-à-vis du fournisseur - le réactif est produit dans la quantité requise, les performances sont régulées, ce qui augmente l'efficacité énergétique de l'installation;
• matières premières bon marché - le sel technique le moins cher peut être utilisé pour la synthèse. Cela nécessitera l'installation d'équipements supplémentaires pour nettoyer la solution saline entrant dans les électrolyseurs, cependant, ces coûts sont amortis en moins d'un an en raison d'importantes économies de matières premières ;
• le réactif obtenu est moins cher que le réactif commercial ;
• pour les installations d'approvisionnement en eau qui utilisent des installations UV comme principale méthode de désinfection - lors de l'introduction d'équipements UV, il est impossible d'abandonner complètement l'utilisation de réactifs chlorés, car il est nécessaire d'assurer l'état sanitaire des structures et des réseaux, ainsi que le sécurité du transport de l'eau jusqu'au consommateur. Les installations d'électrolyse, ainsi que les équipements UV, satisfont pleinement le besoin en chlore, alors que l'objet est exclu du registre HIF.

Les usines d'électrolyse produisent différents réactifs :

• chlore ou eau chlorée (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff, Aquachlor-Membrane/Diaphragme);
• désinfectant combiné à efficacité accrue - une solution oxydante contenant du chlore, du dioxyde de chlore, de l'ozone (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• HPCHN à faible concentration 0,8 % (LET-EPM, Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff) ;
• HPCHN hautement concentré 15-19% (Aquachlor-Membrane/Diaphragme).

Tous ces réactifs conviennent à des fins de désinfection de l'eau. La seule limitation est le pH de l'eau à désinfecter au point d'entrée des réactifs - pour une eau dont le pH est supérieur à 7,5, il est recommandé d'utiliser de l'eau chlorée à la place de l'hypochlorite, inefficace en milieu alcalin.

Arrêtons-nous plus en détail sur chaque type d'équipement de LET LLC:

Aquachlor et Aquachlor Beckhoff :

• le réactif résultant a une efficacité accrue ;
• les modules individuels ont peu de performances. Cela permet une flexibilité dans la réponse à
• besoin d'un réactif. Les performances optimales du complexe vont jusqu'à 250-500 kg de chlore actif par jour;
• fréquence de remplacement des réacteurs - 1 fois en 3 à 5 ans ;
• Facilité d'entretien.

LET-EPM :

• productivité illimitée des complexes;
• facilité d'utilisation et faibles exigences en matière de qualité des matières premières;
• la fréquence de remplacement (revêtement) du bloc d'électrodes - une fois par an ;
• Le réactif convient à la plupart des objets.

Aquachlor-Membrane :

• la possibilité d'obtenir de l'eau chlorée et concentrée HPCHN 19%, ainsi que la production simultanée de ces réactifs ;
• la fréquence de remplacement du revêtement d'électrode et du diaphragme - pas plus d'une fois en 10 ans;
• exigences élevées pour la qualité de la solution saline;
• la possibilité de rincer le diaphragme et de reprendre le travail en cas de contamination par une solution saline de qualité insuffisante ;

Membrane Aquachlor :

• productivité illimitée du complexe (mais pas moins de 50-100 kg/jour);
• la possibilité d'obtenir du chlore et du HPCHN concentré 19% de haute pureté, adaptés à la synthèse ;
• la fréquence de remplacement du revêtement d'électrode et de la membrane - pas plus d'une fois en 10 ans;
• exigences très élevées pour la qualité de la solution saline;
• en cas de contamination de la membrane, celle-ci doit être remplacée par une neuve ;
• la maintenance des équipements nécessite du personnel qualifié.

Le coût du produit final (par ordre croissant, du plus bas au plus élevé) :

• Aquachlor-Diaphragme
• Membrane Aquahlor
• Aquachlor/Aquachlor-Beckhoff
• LET-EPM

La société "First Engineer" propose des équipements pour la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau dans une solution alcaline (hydroxyde de potassium à 30%) - usines d'électrolyse (générateurs industriels d'hydrogène).

L'électrolyse est la plus simple et moyen abordable obtenir de l'hydrogène à partir de celles existantes.

Avantages de la production d'hydrogène par électrolyse :

• propreté écologique;
• large gamme de performances de l'installation (1÷500 Nm 3 /h et plus);
• haute pureté de l'hydrogène produit (jusqu'à 99,9999%);
• la présence d'un sous-produit précieux - l'oxygène.

L'électrolyse est la plus courante et la plus efficace façon industrielle obtenir de l'hydrogène. Cette méthode permet la production d'hydrogène avec une utilisation utile de l'énergie électrique dépensée d'environ 70 %.

Le processus d'électrolyse se déroule à l'intérieur d'une cellule galvanique (chambre), divisée en côtés positif et négatif, où un courant électrique circule entre les électrodes métalliques à travers un électrolyte liquide conducteur (solution alcaline aqueuse). L'électrode positive s'appelle l'anode et l'électrode négative s'appelle la cathode.

Cellule galvanique simple

Les moitiés de cellule sont séparées par une membrane mouillée qui permet courant électrique flux (via l'électrolyte), mais empêche le transfert des gaz qui s'échappent d'un côté à l'autre.

Lorsqu'une tension continue est appliquée, le courant circule dans le liquide en contact avec les électrodes, ce qui entraîne un dégagement gazeux :

• réaction à la cathode : 2OH - → 0,5O 2 + H 2 O + 2e -
• réaction à l'anode : 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -
• réaction totale : H 2 O → H 2 + 0,5O 2.

Seule l'eau est consommée à l'intérieur de la cellule galvanique. Un électrolyte est ajouté pour minimiser la résistance électrique et pour faciliter la réaction en fournissant un excès d'ions hydroxyde (voir réaction ci-dessus), mais n'est pas consommé dans le processus.

La quantité de gaz libérée à chaque électrode est directement liée à la quantité de courant continu circulant à travers l'élément. Une caractéristique du processus d'électrolyse alcaline est la capacité de travailler dans une large plage de charge (à partir de 10% de la puissance nominale). La consommation d'énergie dans l'électrolyse alcaline est de 4,5÷5,5 kW par 1 Nm 3 d'hydrogène produit.

Avantages des installations d'électrolyse de la société "First Engineer":

• possibilité de fabrication installation hors ligne pour la production de gaz (en version conteneur);
• ensemble complet d'équipements conformément aux exigences du client ;
• un soutien total du projet, y compris une interaction avec les autorités réglementaires de l'État (si nécessaire) ;
• livraison d'installations prêtes à l'emploi avec passage d'essais primaires à l'usine de fabrication ;
• automatisation complète du fonctionnement de l'équipement et absence de surveillance constante par le personnel de maintenance.

Temps de production

En utilisant le principe de l'obtention d'hydrogène par électrolyse d'une solution aqueuse d'alcali, j'ai décidé de fabriquer un appareil simple et compact, pratique pour travailler avec petits détails, lors du soudage avec des brasures dures. En raison des petites dimensions extérieures de l'électrolyseur, il trouvera sa place même sur un petit bureau, et l'utilisation d'un redresseur standard pour recharger les batteries en tant qu'unité électrolytique facilite la fabrication de l'unité et permet de travailler en toute sécurité.

Les performances relativement faibles mais tout à fait suffisantes de l'appareil ont permis de simplifier au maximum la conception du joint hydraulique et de garantir la sécurité incendie et explosion.

Dispositif d'électrolyseur

Entre les deux cartes, reliées par quatre broches, se trouve une batterie de plaques-électrodes en acier séparées par des anneaux en caoutchouc. La cavité interne de la batterie est à moitié remplie d'une solution aqueuse de KOH ou de NaOH. Une tension constante appliquée aux plaques provoque l'électrolyse de l'eau et la libération d'hydrogène et d'oxygène gazeux.

Ce mélange est évacué à travers un tube en PVC posé sur le raccord dans un récipient intermédiaire, et de celui-ci dans un sas à eau, qui sont constitués de deux bidons vides pour le remplissage briquets à gaz(vous pouvez utiliser des canettes de l'usine Severny Press à Leningrad). Le gaz qui a traversé un mélange d'eau et d'acétone placé là dans un rapport de 1: 1 a la composition nécessaire à la combustion et, détourné par un autre tube dans la buse - une aiguille d'une seringue médicale, brûle à sa sortie avec une température d'environ 1800°C.

Riz. 1. Brûleur à eau.

Pour les cartes de l'électrolyseur, j'ai utilisé du plexiglas épais, 25 mm d'épaisseur. Ce matériau est facile à traiter, chimiquement résistant à l'action de l'électrolyte et permet de contrôler visuellement son niveau afin d'ajouter de l'eau distillée par le trou de remplissage si nécessaire.

Les plaques peuvent être fabriquées à partir de tôle(acier inoxydable, nickel, décapé ou fer de transformateur) 0,6-0,8 mm d'épaisseur. Pour faciliter le montage, des évidements ronds sont creusés dans les plaques pour les bagues d'étanchéité en caoutchouc, leur profondeur avec une épaisseur de bague de 5-6 mm doit être de 2-3 mm.

Les anneaux destinés à sceller la cavité interne et à isoler électriquement les plaques sont découpés dans des feuilles de caoutchouc résistant à l'huile et à l'essence ou aux acides. Il n'est pas difficile de le faire manuellement, mais il sera tout de même idéal de le faire avec un cutter rond.

Les quatre goujons en acier M8 reliant les pièces sont isolés avec du batiste de 10 mm et vissés dans des trous correspondants de 11 mm.

Le nombre de plaques dans la batterie est de 9. Il est déterminé par les paramètres du bloc d'alimentation: sa puissance et sa tension maximale - à raison de 2 V par plaque. Le courant consommé dépend du nombre de plaques impliquées (moins il y en a, plus le courant est important) et de la concentration de la solution alcaline. Dans une solution plus concentrée, le courant est moindre, mais il est préférable d'utiliser une solution à 4-8% - elle ne mousse pas autant pendant l'électrolyse.

Les bornes de contact sont soudées sur les trois premières et dernières plaques. Chargeur standard pour batteries de voiture VA-2, connecté à 8 plaques, sous une tension de 17 V et un courant d'environ 5 A, fournit les performances nécessaires du mélange combustible pour la buse - une aiguille avec un diamètre interne de 0,6 mm. Le rapport optimal entre le diamètre de l'aiguille de la buse et les performances de l'électrolyseur est établi de manière empirique - de sorte que la zone d'allumage du mélange soit située à l'extérieur de l'aiguille. Si la productivité est faible ou si le diamètre du trou est trop grand, la combustion commencera dans l'aiguille elle-même, qui chauffera et fondra rapidement.

Une barrière fiable contre la propagation de la flamme à travers le tube d'alimentation à l'intérieur de l'électrolyseur est le sas à eau le plus simple, composé de deux cartouches vides pour le remplissage des briquets à gaz. Leurs avantages sont les mêmes que ceux du matériau planche : légèreté usinage, résistance chimique et translucidité, vous permettant de contrôler le niveau de liquide dans le joint hydraulique. Le réservoir intermédiaire élimine la possibilité de mélanger l'électrolyte et la composition du joint d'eau dans les modes de fonctionnement intensifs ou sous l'action d'un vide qui se produit lorsque l'alimentation est coupée. Et pour éviter cela à coup sûr, à la fin du travail, vous devez immédiatement déconnecter le tube de l'électrolyseur. Les raccords des conteneurs sont constitués de tubes de cuivre de 4 et 6 mm, ils sont installés dans la paroi supérieure des bidons sur le filetage. À travers eux, la composition du joint hydraulique est remplie et le condensat est évacué du réservoir de séparation. Un excellent entonnoir pour cela viendra d'une autre bombe aérosol vide, coupée. en deux et avec un tube fin installé à la place de la valve.

Connectez la cellule électrolytique avec un récipient intermédiaire avec un tube court en polychlorure de vinyle de 5 mm, ce dernier avec un joint hydraulique, et son raccord de sortie avec un tube plus long avec une buse à aiguille (Vous pouvez utiliser une seringue médicale avec une aiguille comme buse) . À l'intérieur de la poignée (seringue) est placé un emballage d'extinction d'incendie - un treillis en laiton enroulé en spirale.

Riz. 2. Dispositif d'électrolyseur :
1 - tube PVC isolant 10 mm, 2 - goujon M8 (4 pcs.), 3 - écrou M8 avec rondelle (4 pcs.), 4 - planche gauche, 5 - boulon à tête cylindrique M10 avec rondelle, 6 - plaque, 7 - anneau en caoutchouc, 8 - raccord, 9 - rondelle, 10 - tube PVC 5 mm, 11 - planche droite, 12 - raccord court (3 pièces), 13 - réservoir intermédiaire, 14 - base, 15 - bornes, 16 - tube à bulle , 17 - aiguille-buse, 18 - corps de sas à eau.

Allumez le redresseur, ajustez la tension ou le nombre de plaques connectées au courant nominal et enflammez le gaz sortant de la buse.

Si vous avez besoin de plus de performances - augmentez le nombre de plaques et utilisez une alimentation plus puissante - avec un LATR et un simple redresseur. La température de la flamme peut également être ajustée par la composition du joint d'eau. Lorsqu'il ne contient que de l'eau, le mélange contient beaucoup d'oxygène, ce qui dans certains cas n'est pas souhaitable. En versant de l'alcool méthylique dans le sas à eau, le mélange peut être enrichi et la température portée à 2600°C. Pour réduire la température de la flamme, le sas à eau est rempli d'un mélange d'acétone et d'eau dans un rapport de 1: 1. Cependant , dans ces derniers cas, il ne faut pas oublier de reconstituer le contenu du sas à eau.

Yu. ORLOV, Troïtsk, région de Moscou
Posté par: Modeleur Constructeur