Elektrolīzes procesa būtība (att.) ir tāda, ka, elektriskajai līdzstrāvai plūstot caur elektrolītisko vannu, var rasties kāda no šādām parādībām:

Vai arī uz vannas elektrodiem ir nogulsnētas vielas daļiņas no elektrolīta (elektroekstrakcija)

Vai arī notiek vielas pārnešana no viena elektroda uz otru caur elektrolītu (elektrolītiskā attīrīšana)

GRĀMATZĪME

Kā elektrolītu izmanto sāļu, skābju un bāzu šķīdumus, parasti ūdenī.

Jonu vadīšana notiek elektrolītā. Pieliekot elektrodiem spriegumu, joni pārvietojas uz elektrodiem, neitralizē un nosēžas uz tiem. Šajā gadījumā notiek vai nu elektroekstrakcija, vai elektrolītiskā attīrīšana.

Normāla potenciāla jēdziens ir primāri svarīgs izvēlē.

Ja elektrods ir izgatavots no tā paša metāla kā elektrolīts, tad pie noteikta potenciāla starp elektrodu un elektrolītu nenotiek ne pirmais, ne otrais process. Šādu potenciālu sauc par normālu.

Ja elektrodiem tiek pielikts negatīvāks potenciāls, tad sākas elektroekstrakcija.

Ja vairāk pozitīva, tad elektrolītiskā attīrīšana.

Metālu iegūšanai vai attīrīšanai izmanto elektrolīzi.

Kvantitatīvi elektrolīzes procesu apraksta tas pats Faradeja likums.

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

E p - sadalīšanās spriegums

E p - anoda un katoda PN summa

U e - sprieguma kritums uz elektrolīta

U s - sprieguma kritums uz elektrodu kontaktu kopnēm

U e \u003d I ∙ R tālr

U e \u003d I ∙ (R w + R līdz + R e)

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

τ – tehnoloģiskā procesa laiks

E p - noderīgs darbs

Elektrolīzes procesa efektivitāti raksturo vielas masa.

Izejviela Zn iegūšanai ir cinka maisījums ZnS. Šis minerāls vispirms tiek pakļauts oksidēšanai, grauzdēšanai un pēc tam izskalošanai.

ZnSO 4 +H 2 O(5÷6%) Šāda šķīduma vadītspēja ir zema, tāpēc šim šķīdumam pievieno 10÷12% H 2 SO 4

Elektrolītiskā vanna ir izgatavota no koka vai betona un ir izolēta no zemes.

Elektrolīzes process tiek veikts pie t= 35÷40 0 C

j= 400÷600 A/m 2

Uz katoda parādās PN - 1,1 V (normālais potenciāls -0,76 V)

Notiek elektroekstrakcija - Zn nogulsnēšanās uz katoda.

1/g e = 3500 kWh/t

τ = 40÷50 stundas

Pēc tam Zn tiek atdalīts no katoda un pārkausēts.

KvītsAl

Elektrolīts nav šķīdums, bet kausējums. Kā izejvielu izmanto alumīnija oksīdu Al 2 O 3

t pl \u003d 2050 0 С

Šī materiāla kausējumam ir zema vadītspēja. Tāpēc kā elektrolītu izmanto alumīnija oksīdu un kriolītu Na 3 AlF 6

t pl \u003d 950 0 С

Vannas un elektrodi ir izgatavoti no oglekļa vai grafīta.

I= 200÷250 kA

j= 7÷10 kA/m 2

1/g e = 14000÷16000 kW∙h/t

Galvanizācija

Tas ir elektrotehnoloģisks process metāla nogulsnēšanai gan uz metāla, gan nemetāla izstrādājumu virsmas, izmantojot elektrolīzi.

Pārklājuma biezums nepārsniedz desmitus mikronu.

Ir 2 šķirnes:

galvanizācija

elektrotips

Galvanizācija - vara pārklāšana, zeltīšana, zeltīšana, hromēšana, niķelēšana ...

Pirms apstrādes virsmu rūpīgi notīra, pēc tam veic skābes kodināšanu ar H 2 SO 4, HCl. Nogulsnētā metāla sāls šķīdums tiek izmantots kā elektrolīts. Dažreiz, lai palielinātu vadītspēju, tiek pievienotas skābes un bāzes. Anods ir izgatavots no nogulsnēta metāla, produkts ir katods.

Notiek metāla pārnešana no anoda uz katodu, apstrāde notiek pie zema strāvas blīvuma, ne vairāk kā desmitiem A/m 2.

Galvanoplastika - precīzu kopiju iegūšana no produktiem.

Elektrodinamiskais efekts un elektriskais vējš

EF iedarbībā uz gāzi un šķidru vidi tiek novērota to kustība. Tas ir saistīts ar kinētiskās enerģijas pārnešanu barotnes jonu sadursmes laikā ar neitrālām molekulām.

Šo parādību gāzveida vidē sauc par elektrisko vēju.

Elektriskais vējš vienmēr tiek virzīts prom no elektroda ar mazāku izliekuma rādiusu.

Trieciena stiprumu uz elektrisko izlādi aprēķina vienkārši:

F=E∙ρρ – lādiņa blīvums

Ir noteiktas dažas elektriskā vēja likumsakarības:

Impulsu instalācijas

1. Elektroerozīvās apstrādes iekārtas.

2. Elektrohidrauliskās apstrādes iekārtas.

3. Elektrisko impulsu metināšanas iekārtas.

4. Magnētiskā impulsa metālapstrādes iekārtas.

5. Impulsu elektroķīmiskās apstrādes iekārtas.

1. Uzstādīšana elektroerozīvai apstrādei.

Šo ierīču darbības pamatā ir elektroerozijas fenomens, tas ir, apstrādājamā materiāla (Me) iznīcināšana strāvas impulsu iedarbībā, kas plūst starp apstrādājamās virsmas elektrodu, parasti dielektriskā vidē.

Kad dzirksteles kanālā plūst strāvas impulsi, elektrība tiek pārvērsta siltumā dzirksteles kanālā starp elektrodiem un virsmu. Ir apkure, un tās noņemšana.

Galvenie apstrādes parametri:

Impulsu atkārtošanās ātrums no simtiem līdz simtiem tūkstošu Hz,

Strāvas amplitūda no daļām līdz tūkstošiem A,

Impulsu ilgums ir no daļām līdz vairākiem tūkstošiem sekunžu.

Mainot šos parametrus, tiek iestatīts nepieciešamais apstrādes režīms. 1. shēma.

1 vertikāls mašīnas statīvs

2-darba vanna

3-galds darba vannas uzstādīšanai, kas nodrošina darba vannas kustību divās koordinātēs horizontālā plaknē.

4-reversīvs elektrodu izstrādājums, kas atrodas darba vannas iekšpusē un pārvietojas ar to.

5-ierīce vertikālai kustībai.

6-augsta impulsa sprieguma avots (periodisks, ne zemāks par 1kV).

7-sistēma darba dielektriskā šķidruma (parasti transformatora eļļas) padevei. Sistēmā ietilpst sūkņi, filtri, šķidruma atgaitas sistēmas, dzesētāji.

8-elektrodu instruments, izgatavots no ugunsizturīgāka materiāla nekā elektrodu izstrādājums (volframa, grafīta).

Uzstādīšanas darbība

Elektrods-instruments (8) tiek novietots uz izstrādājuma (4) virsmu un tiek ieslēgts sprieguma avots (6).

Tie. spraugai starp elektrodu-instrumentu (8), izstrādājumu (4) tiek pievadīti augstsprieguma impulsi, un šajā spraugā rodas elektriskās dzirksteles izlādes. Šie kanāli ir ļoti koncentrēti devēji elektriskā enerģija termiskā ar tilpuma blīvumu 10^12 J/m3.

Šajā gadījumā jaudas blīvums ir 1-10^7 W/cm2. Izdalītā siltumenerģija noved pie izstrādājuma metāla karsēšanas, kušanas, iztvaikošanas un tā noņemšanas ar darba šķidruma palīdzību. Šajā gadījumā vairākas elektriskās izlādes iziet slāni pa slāni pa visu apstrādājamo virsmu. Rezultātā izstrādājumā veidojas padziļinājumi, kas kopē elektroda formu.

Kā strāvas avoti tiek izmantoti komutācijas barošanas avoti, kuru pamatā ir kapacitatīvās enerģijas uzglabāšanas ierīces.

2. shēma.

Jauda nāk no 220V tīkla, izmantojot strāvas transformatoru. Paaugstinātais spriegums tiek iztaisnots, izmantojot VD taisngriezi, iztaisnotais spriegums tiek izmantots, lai periodiski noslogotu kondensatora banku Cb. Pēc šīs kapacitātes uzlādes tiek izveidota izlādes ķēde, kas satur induktivitāti Lp un darba dzirksteļu spraugu. Kapacitāte ir izlādēta, izlādes ķēdē plūst strāva Lp. Pēc tam tiristoru VD aizver un atkārto kapacitātes Sat uzlādes procesu. Apstrādes režīms (raupjums, produktivitāte) tiek kontrolēts, mainot strāvas impulsu jaudu un frekvenci ip.

Šādiem augiem ir augsta produktivitāte un augsta apstrādes kvalitāte. Dažiem apstrādes veidiem šādas iekārtas ir neaizstājamas.

Trūkums: ir instrumenta elektroda nodilums.

Elektrohidrauliskās attīrīšanas iekārtas

Šādas iekārtas ir balstītas uz elektrohidrauliskā efekta izmantošanu.

Elektrohidrauliskais efekts ir pārveidot kapacitatīvā krātuvē uzkrāto elektroenerģiju mehāniskajā enerģijā. šoka vilnis izmantojot spēcīgu dzirksteles izlādi, kas tiek radīta šķidrā vidē (parasti ūdenī).

Elektriskā ķēde ir gandrīz tāda pati kā iepriekšējā gadījumā. Atšķirība ir izplūdes spraugas garumā (tā ir garāka).

Tehnoloģiskā procesa parametri:

1)
- pieaugošās strāvas stāvums;

2) līdz 250 kA;

3) līdz 100 MW;

4) pirms tam
Dž.

Ar šādiem parametriem dzirksteles kanālam ir sprādziena raksturs.

Kanāla temperatūra
TO; Spiediens
MPa.

Spiediens tiek pārnests uz šķidrumu.

Lietošanas jomas:

a) formēšanas serdeņu izspiešana sarežģītas formas lējumos;

b) lējumu un dažādu virsmu tīrīšana no katlakmens;

c) dažādu materiālu drupināšana, malšana;

d) dzelzsbetona izstrādājumu pārstrāde.

Impulsa metināšanas iekārtas

Paredzēts pastāvīgu metinātu metāla savienojumu iegūšanai, saspiežot savienojumu un uzsildot to līdz kušanas temperatūrai, izlaižot impulsu strāvu.

Procesa shēma ir tāda pati kā iepriekšējā gadījumā. Atšķirība ir tikai slodzē. Daļas nemaz nesakarst.

Priekšrocība ir termisko efektu lokalizācija, mazo metināto detaļu iznīcināšana ir izslēgta.

Magnētisko impulsu apstrādes ierīces

Šo instalāciju pamatā ir EE pārvēršana impulsa MF enerģijā, tad notiek instrumenta - induktora radīto impulsu lauku mijiedarbība ar tā inducēto El. strāva sagatavē.

Rezultātā MF enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā, kas deformē sagatavi vajadzīgajā veidā.

atmiņa - Lādētājs;

- induktivitātes akumulators (rada vajadzīgās formas impulsu);

IN - instrumenta induktors;

Z - tukša.

Vairāku ķēžu un vienas ķēdes instalācijas

Vairāku ķēžu uzstādīšana satur vienu vai vairākus instrumentus - induktorus, kas izgatavoti solenoīdu veidā.

Strāvas radītā solenoīda MP inducē strāvu sagatavē . Strāvas mijiedarbojas un nodrošina mehāniskus spēkus un sagataves deformāciju.

- AI iekšējā induktivitāte;

- AI aktīvā pretestība;

- aktīvā pretestība ;

- savstarpējās indukcijas koeficients;

- sagataves induktivitāte un aktīvā pretestība.

Shēmā PP, to nosaka ar TOE metodi. Darbības tehnoloģija saskaņā ar šo shēmu tiek izmantota 3 versijās:

2) sadale (indukcija sagataves iekšpusē);

3) lokšņu formēšana (deformējas plakana sagatave).

Viena ķēdes shēma:

Šajā gadījumā izlādes strāva plūst tieši caur sagatavi. Apstrādājamā detaļa ir daļa no AI.

sazarojas un . Strāvu mijiedarbība noved pie sagataves deformācijas, un tā iegūst formu, kas parādīta ar punktētu līniju.

Priekšrocības:

Trūkumi:

Materiālam jābūt ar augstu elektrovadītspēju;

Nepieciešamība uzstādīt vadošas blīves, veidojot materiālus, kas slikti vada elektrību. strāva;

Grūtības apstrādājot virsmas, kurām ir sprauga el. strāva;

Grūtības ar masīvu sagatavju apstrādi.

Impulsu elektroķīmiskās apstrādes iekārtas. Tie ir iepriekš apskatītie elektroķīmiskie tehnoloģiskie procesi, kuros pastāvīgā sprieguma vietā tiek izmantots impulsa spriegums.

Savulaik ar elektrolīzes palīdzību no izkausētiem sāļiem pirmo reizi bija iespējams izolēt tīru kāliju, nātriju un daudzus citus metālus.

Mūsdienās šo procesu izmanto arī sadzīvē – ūdeņraža “izņemšanai” no ūdens. Tehnoloģija ir vairāk nekā pieejama, jo ūdens elektrolīzes iekārta ir tikai trauks ar sodas šķīdumu, kurā iegremdēti elektrodi.

Elektrodi ir mazas kvadrātveida loksnes, kas izgrieztas no cinkota tērauda vai, labāk, no nerūsējošā tērauda 03X16H15M3 (AISI 316L). Parasto tēraudu ļoti ātri "apēs" elektroķīmiskā korozija.

Ar nazi izgriežot caurumu konteinera sienā, tajā jāuzstāda divi filtri rupja tīrīšana- Piemēroti ir “dubļu savācēji” (otrais nosaukums ir slīps filtrs) vai veļas mazgājamo mašīnu filtri.

Tālāk tiek uzstādīts 2,3 mm biezs dēlis un burbuļcaurule.

Elektrolīzera izveide tiek pabeigta, uzstādot sprauslu ar aizvaru, kas atrodas dēļa sānos.

Augšējā konteinera ierīce

Elektrodi ir izgatavoti no nerūsējošā tērauda loksnes ar izmēriem 50x50 cm, kas ar dzirnaviņām jāsagriež 16 vienādos kvadrātos. Katras plāksnes viens stūris ir nogriezts, un pretējā pusē ir izveidots caurums M6 skrūvei.

Pa vienam elektrodi tiek uzlikti uz skrūves, un tiem paredzētie izolatori tiek izgriezti no gumijas vai silikona caurules. Alternatīvi varat izmantot cauruli no ūdens līmeņa.

Tvertne tiek fiksēta ar veidgabaliem un tikai pēc tam tiek uzstādīta burbuļcaurule un elektrodi ar spailēm.

Apakšējā konteinera modelis

Šajā versijā ierīces montāža sākas ar nerūsējošo pamatni, kuras izmēriem jāatbilst konteinera izmēriem. Pēc tam uzstādiet dēli un cauruli. Filtru uzstādīšana šajā modifikācijā nav nepieciešama.

Pēc tam ar 6 mm skrūvēm jāpiestiprina aizbīdnis pie apakšējā dēļa.

Sprauslas uzstādīšana tiek veikta ar veidgabala palīdzību. Ja tomēr tiek nolemts uzstādīt filtrus, tad to stiprināšanai jāizmanto plastmasas skavas uz gumijas blīvēm.

Gatavā ierīce

Izolatoru biezumam starp elektrodu plāksnēm jābūt 1 mm. Ar šādu spraugu strāvas stiprums būs pietiekams kvalitatīvai elektrolīzei, tajā pašā laikā no elektrodiem var viegli izdalīties gāzes burbuļi.

Plāksnes pēc kārtas ir savienotas ar barošanas avota poliem, piemēram, pirmā plāksne - uz "plus", otrā - uz "mīnusu" utt.

Ierīce ar diviem vārstiem

2 vārstu elektrolizatora modeļa ražošanas process nav īpaši grūts. Tāpat kā iepriekšējā versijā, montāža jāsāk ar pamatnes sagatavošanu. Tas ir izgatavots no tērauda loksnes sagataves, kas jāsagriež atbilstoši konteinera izmēriem.

Plāksne ir stingri piestiprināta pie pamatnes (izmantojam M6 skrūves), pēc kuras iespējams uzstādīt burbuļojošo cauruli ar diametru vismaz 33 mm. Pēc ierīces aizbīdņa pacelšanas varat turpināt vārstu uzstādīšanu.

Plastmasas konteiners

Pirmais ir uzstādīts uz caurules pamatnes, kuram šajā vietā ir jānostiprina armatūra. Savienojums ir noslēgts ar savilkšanas gredzenu, pēc kura tiek uzstādīta vēl viena plāksne - tā būs nepieciešama, lai nostiprinātu aizvaru.

Otrais vārsts jāuzstāda uz caurules 20 mm attālumā no malas.

Līdz ar ūdens sildīšanas sistēmas parādīšanos gaisa sistēma ir nepelnīti zaudējusi savu popularitāti, bet tagad atkal uzņem apgriezienus. - ieteikumi projektēšanai un uzstādīšanai.

Jūs uzzināsiet visu par dīzeļdegvielas brīnumkrāsns ražošanu un izmantošanu.

Un šajā tēmā mēs analizēsim dzīvokļa siltuma skaitītāju veidus. Klasifikācija, dizaina iezīmes, cenas tehnikai.

Trīs vārstu modeļi

Šī modifikācija atšķiras ne tikai ar vārstu skaitu, bet arī ar to, ka tās pamatnei jābūt īpaši izturīgai. Tiek izmantots tas pats nerūsējošais tērauds, bet lielāks biezums.

Vārsta Nr.1 ​​uzstādīšanas vieta ir jāizvēlas uz ieplūdes caurules (tā ir savienota tieši ar konteineru). Pēc tam jānostiprina augšējā plāksne un otrā burbuļa tipa caurule. Šīs caurules galā ir uzstādīts vārsts numurs 2.

Uzstādot otro vārstu, armatūra ir jānostiprina ar pietiekamu stingrību. Jums būs nepieciešams arī savilkšanas gredzens.

Gatavā ūdeņraža degļa versija

Nākamais posms ir slēģu izgatavošana un uzstādīšana, pēc kura vārsts Nr.3 tiek pieskrūvēts caurulei. Ar tapu palīdzību tas jāsavieno ar sprauslu, savukārt izolācija jānodrošina ar gumijas blīvēm.

Tīrs ūdens (destilēts) ir dielektriķis un, lai elektrolizators strādātu ar pietiekamu produktivitāti, tas jāpārvērš šķīdumā.

Labāko sniegumu demonstrē nevis sāls, bet sārmu šķīdumi. Lai tos pagatavotu, ūdenim var pievienot cepamo sodu vai kaustisko sodu. Piemērots arī dažiem sadzīves ķīmija, piemēram, "Mr Muscle" vai "Mole".

Ierīce ar cinkotu plāksni

Ļoti izplatīta elektrolizatora versija, ko galvenokārt izmanto apkures sistēmās.

Paņēmuši pamatni un konteineru, tie savieno dēļus ar skrūvēm (nepieciešamas 4 no tām). Pēc tam ierīces augšpusē tiek uzstādīta izolācijas blīve.

Tvertnes sienām nevajadzētu būt elektrību vadošām, t.i., no metāla. Ja nepieciešams konteineru padarīt ļoti izturīgu, jāņem plastmasas trauks un jāievieto tāda paša izmēra metāla apvalkā.

Atliek pieskrūvēt konteineru ar tapām pie pamatnes un uzstādīt slēģus ar spailēm.

Modelis ar organisko stiklu

Elektrolītiskās šūnas montāžu, izmantojot organiskā stikla sagataves, nevar saukt par vienkāršu uzdevumu - šo materiālu ir diezgan grūti apstrādāt.

Grūtības var rasties arī piemērota izmēra konteinera atrašanas posmā.

Dēļa stūros tiek izurbts viens caurums, pēc kura tiek montētas plāksnes. Attālumam starp tiem jābūt 15 mm.

Nākamais solis ir slēģu uzstādīšana. Tāpat kā citās modifikācijās, jāizmanto gumijas blīves. Vienkārši paturiet prātā, ka šajā dizainā to biezumam nevajadzētu būt lielākam par 2 mm.

Modelis uz elektrodiem

Neskatoties uz nedaudz satraucošo nosaukumu, šī elektrolīzera modifikācija ir arī diezgan pieņemama pašražošana. Šoreiz ierīces montāža sākas no apakšas, nostiprinot aizvaru uz cietas tērauda pamatnes. Tvertne ar elektrolītu, tāpat kā vienā no iepriekš aprakstītajām iespējām, tiek novietota uz augšu.

Pēc slēģu aizvēršanas pārejiet pie caurules uzstādīšanas. Ja konteinera izmēri atļauj, to var aprīkot ar diviem filtriem.

• lapa nepieskaras konteineram;
• attālumam starp to (loksni) un savilkšanas skrūvēm jābūt 20 mm.

Izmantojot šo ūdeņraža ģeneratora versiju, elektrodi jāpiestiprina pie vārtiem, novietojot spailes to otrā pusē.

Plastmasas blīvju izmantošana

Iespēja ražot elektrolizatoru ar polimēru blīvēm ļauj izmantot alumīnija tvertni, nevis plastmasas. Pateicoties blīvēm, tas būs droši izolēts.

Izgriežot blīves no plastmasas (jums būs nepieciešami 4 gabali), jums jāpiešķir tiem taisnstūra forma. Tie ir ieklāti pamatnes stūros, nodrošinot 2 mm atstarpi.

Tagad jūs varat sākt konteinera uzstādīšanu. Lai to izdarītu, jums ir nepieciešama vēl viena lapa, kurā ir urbti 4 caurumi. To diametram jāatbilst M6 vītnes ārējam diametram - tieši ar šīm skrūvēm konteiners tiks pieskrūvēts.

Alumīnija trauka sienas ir stingrākas nekā plastmasas, tāpēc drošākam stiprinājumam zem skrūvju galvām jānovieto gumijas paplāksnes.

Atliek pēdējais posms - slēģu un spaiļu uzstādīšana.

Divu kontaktu spaiļu modelis

Piestipriniet plastmasas trauku pie pamatnes, kas izgatavota no tērauda vai alumīnija loksnes, izmantojot cilindrus vai skrūves. Pēc tam jums ir jāinstalē aizbīdnis.

Šajā modifikācijā tiek izmantota adatas sprausla ar diametru 3 mm vai nedaudz vairāk. Tas ir jāuzstāda savā vietā, savienojot ar konteineru.

Tagad ar vadītāju palīdzību jums ir jāpievieno spailes tieši pie apakšējās plates.

Caurule ir uzstādīta kā pēdējais elements, un vietai, kur tā ir savienota ar konteineru, jābūt noslēgtai ar savilkšanas gredzenu.

Filtrus var aizņemties no salauztiem veļas mašīnas vai uzstādiet parastos "dubļus".

Jums būs arī jānostiprina divi vārsti uz vārpstas.

Mājas elektrifikācija ir svarīgs posms jaunas ēkas sakārtošanā. – profesionālu elektriķu padomi.

Jūs uzzināsit, kā ar savām rokām izgatavot vienkāršu siltuma akumulatoru. Kā arī sistēmas piesiešana un uzstādīšana.

Shematisks attēlojums

Shematisks elektrolīzes reakcijas apraksts aizņems ne vairāk kā divas rindas: pozitīvi uzlādēti ūdeņraža joni plūst uz negatīvi lādētu elektrodu, bet negatīvi lādēti skābekļa joni - uz pozitīvo. Kāpēc tīra ūdens vietā ir jāizmanto elektrolītiskais šķīdums? Fakts ir tāds, ka, lai izjauktu ūdens molekulu, ir nepieciešams pietiekami spēcīgs elektriskais lauks.

Sāls vai sārms būtisku šī darba daļu veic ķīmiski: metāla atoms ar pozitīvu lādiņu pievelk negatīvi lādētas hidroksogrupas OH, bet sārmains vai skābes atlikums ar negatīvu lādiņu piesaista pozitīvos ūdeņraža jonus H. Tādējādi elektriskais lauks var tikai vilkt. nošķirot jonus uz elektrodiem.

Elektrolīzera shēma

Elektrolīze vislabāk darbojas sodas šķīdumā, kura viena daļa ir atšķaidīta četrdesmit daļās ūdens.

Vislabākais materiāls elektrodiem, kā jau minēts, ir nerūsējošais tērauds, bet plākšņu izgatavošanai vislabāk piemērots zelts. Jo lielāks to laukums un lielāks strāvas stiprums, jo vairāk gāzes izdalīsies.

Blīves var izgatavot no dažādiem nevadošiem materiāliem, bet polivinilhlorīds (PVC) ir vislabāk piemērots šim uzdevumam.

Secinājums

Elektrolīzeru var efektīvi izmantot ne tikai rūpniecībā, bet arī ikdienā.

Tā ražoto ūdeņradi var pārvērst par degvielu ēdiena gatavošanai vai bagātināt ar benzīna-gaisa maisījumu, palielinot automašīnu dzinēju jaudu.

Neskatoties uz ierīces pamatierīces vienkāršību, amatnieki iemācījās izgatavot vairākas tās šķirnes: lasītājs var izgatavot jebkuru no tām ar savām rokām.

Saistīts video

Pašlaik Krievijā arvien vairāk ūdens apgādes un sanitārijas iekārtu, kā arī nozaru atsakās izmantot komerciālu šķidro hloru un hipohlorītus, izdarot izvēli par labu pašu nepieciešamo reaģentu sintēzes organizēšanai tieši lietošanas objektos.

Ražošanai nepieciešams nātrija hlorīds (sāls), ūdens, elektrība.

Šī atteikuma iemesli:

1. Šķidrais hlors ir ļoti bīstams.

Par spīti lēts hloru, ar tā izmantošanu saistītie pasākumi un izmaksas ievērojami sarežģī un palielina visa ražošanas procesa izmaksas.

2. Komerciālais nātrija hipohlorīts (GPCHN 19%) ir ļoti dārgs.

1 tonnas GPKhN zīmola A izmaksas nepārsniedz 20-30 tūkstošus rubļu. Tomēr nātrija hipohlorīta daudzums, kas atbilst 1 tonnai hlora, jau ir 100-150 tūkstoši rubļu. (jo hipohlorīts satur tikai 15-19% aktīvā hlora un mēdz tālāk sadalīties).

Elektrolīzes iekārtu priekšrocības:

• atteikšanās no drošības izmaksām transportēšanas un uzglabāšanas laikā;
• elektrolīzes iekārtu darbības laikā ar noplūdi saistīti negadījumi nav iespējami liels skaits reaģents. Hlora reaģentu sintēzes elektrolīzes iekārtu darbības objekti nepieder HIF un nav iekļauti attiecīgajā reģistrā;
• neatkarība no piegādātāja - reaģents tiek ražots vajadzīgajā daudzumā, tiek regulēta veiktspēja, kas paaugstina objekta energoefektivitāti;
• lētas izejvielas - sintēzei var izmantot lētāko tehnisko sāli. Tam būs jāuzstāda papildu aprīkojums elektrolizatoros nonākošā sāls šķīduma attīrīšanai, tomēr šīs izmaksas atmaksājas mazāk nekā 1 gada laikā, pateicoties ievērojamam izejvielu ietaupījumam;
• iegūtais reaģents ir lētāks nekā komerciālais;
• ūdensapgādes iekārtām, kurās kā galveno dezinfekcijas metodi izmanto UV iekārtas - ieviešot UV iekārtas, nav iespējams pilnībā atteikties no hlora reaģentu lietošanas, jo ir jānodrošina konstrukciju un tīklu sanitārais stāvoklis, kā arī ūdens transportēšanas drošība patērētājam. Elektrolīzes iekārtas kopā ar UV iekārtām pilnībā apmierina hlora nepieciešamību, savukārt objekts tiek izslēgts no HIF reģistra.

Elektrolīzes rūpnīcas ražo dažādus reaģentus:

• hlors vai hlora ūdens (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff, Aquachlor-Membrane/Diaphragm);
• kombinēts dezinfekcijas līdzeklis ar paaugstinātu efektivitāti - oksidantu šķīdums, kas satur hloru, hlora dioksīdu, ozonu (Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• zemas koncentrācijas HPCHN 0,8% (LET-EPM, Aquachlor, Aquachlor-Beckhoff);
• ļoti koncentrēts HPCHN 15-19% (Aquachlor-Membrane/Diafragma).

Visi šie reaģenti ir piemēroti ūdens dezinfekcijai. Vienīgais ierobežojums ir dezinficējamā ūdens pH reaģenta ievadīšanas vietā - ūdenim, kura pH ir virs 7,5, hipohlorīta vietā ieteicams izmantot hlora ūdeni, kas sārmainā vidē ir neefektīvs.

Pakavēsimies sīkāk pie katra LET LLC aprīkojuma veida:

Aquachlor un Aquachlor-Beckhoff:

• iegūtais reaģents ir palielinājis efektivitāti;
• atsevišķiem moduļiem ir maza veiktspēja. Tas ļauj elastīgi reaģēt uz
• nepieciešamība pēc reaģenta. Kompleksa optimālā veiktspēja ir līdz 250-500 kg aktīvā hlora dienā;
• reaktoru nomaiņas biežums - 1 reizi 3-5 gados;
• apkopes vienkāršība.

LET-EPM:

• neierobežota kompleksu produktivitāte;
• ekspluatācijas vienkāršība un zemas prasības izejvielu kvalitātei;
• elektrodu bloka nomaiņas (pārklāšanas) biežums - reizi gadā;
• reaģents ir piemērots lielākajai daļai objektu.

Akvahlora diafragma:

• hlora ūdens un koncentrēta HPCHN 19% iegūšanas iespēja, kā arī šo reaģentu vienlaicīga ražošana;
• elektrodu pārklājuma un diafragmas nomaiņas biežums - ne vairāk kā 1 reizi 10 gados;
• augstas prasības sāls šķīduma kvalitātei;
• iespēja izskalot diafragmu un atgriezties darbā, ja tiek piesārņots ar neatbilstošas ​​kvalitātes fizioloģisko šķīdumu;

Aquachlor membrāna:

• kompleksa neierobežota produktivitāte (bet ne mazāk kā 50-100 kg/dienā);
• iespēja iegūt hloru un koncentrētu HPCHN 19% augstas tīrības, piemērots sintēzei;
• elektrodu pārklājuma un membrānas nomaiņas biežums - ne vairāk kā 1 reizi 10 gados;
• ļoti augstas prasības sāls šķīduma kvalitātei;
• membrānas piesārņojuma gadījumā tā jāaizstāj ar jaunu;
• iekārtu apkopei nepieciešams kvalificēts personāls.

Galaprodukta izmaksas (augošā secībā, no zemākas uz augstāku):

• Aquachlor-diafragma
• Aquahdlor membrāna
• Aquachlor/Aquachlor-Beckhoff
• LET-EPM

Uzņēmums "First Engineer" piedāvā iekārtas ūdeņraža iegūšanai ar ūdens elektrolīzi sārmainā šķīdumā (30% kālija hidroksīds) - elektrolīzes iekārtas (rūpnieciskos ūdeņraža ģeneratorus).

Elektrolīze ir visvienkāršākā un pieejamā veidāūdeņraža iegūšana no esošajiem.

Ūdeņraža ieguves ar elektrolīzi priekšrocības:

• ekoloģiskā tīrība;
• plašs iekārtas veiktspējas diapazons (1÷500 Nm 3 /h un vairāk);
• augsta saražotā ūdeņraža tīrība (līdz 99,9999%);
• vērtīga blakusprodukta - skābekļa klātbūtne.

Elektrolīze ir visizplatītākā un efektīvākā rūpnieciskā veidāūdeņraža iegūšana. Šī metode ļauj ražot ūdeņradi, lietderīgi izmantojot aptuveni 70% patērētās elektroenerģijas.

Elektrolīzes process notiek galvaniskā šūnā (kamerā), kas sadalīta pozitīvajā un negatīvajā pusē, kur elektriskā strāva plūst starp metāla elektrodiem caur vadošu šķidru elektrolītu (ūdens sārmu šķīdumu). Pozitīvo elektrodu sauc par anodu un negatīvo elektrodu sauc par katodu.

Vienkāršs galvaniskais elements

Šūnu pusītes ir atdalītas ar samitrinātu membrānu, kas ļauj elektriskā strāva plūsma (caur elektrolītu), bet novērš izplūstošo gāzu pārnešanu no vienas puses uz otru.

Kad tiek pielietots līdzstrāvas spriegums, strāva plūst caur šķidrumu, kas saskaras ar elektrodiem, izraisot gāzes izdalīšanos:

• reakcija pie katoda: 2OH - → 0,5O 2 + H 2 O + 2e -
• reakcija pie anoda: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -
• kopējā reakcija: H 2 O → H 2 + 0,5O 2.

Galvaniskajā elementā tiek patērēts tikai ūdens. Elektrolīts tiek pievienots, lai samazinātu elektrisko pretestību un veicinātu reakciju, nodrošinot pārmērīgu hidroksīda jonu daudzumu (skatīt iepriekš minēto reakciju), bet procesā tas netiek patērēts.

Gāzes daudzums, kas izdalās uz katra elektroda, ir tieši saistīts ar līdzstrāvas daudzumu, kas plūst caur elementu. Sārmainās elektrolīzes procesa iezīme ir spēja strādāt plašā slodzes diapazonā (sākot no 10% no nominālās jaudas). Enerģijas patēriņš sārmainā elektrolīzē ir 4,5÷5,5 kW uz 1 Nm 3 saražotā ūdeņraža.

Uzņēmuma "First Engineer" elektrolīzes rūpnīcu priekšrocības:

• ražošanas iespēja bezsaistes instalēšana gāzu ražošanai (konteinera versijā);
• pilns aprīkojuma komplekts atbilstoši klienta prasībām;
• pilnīgs projekta atbalsts, tai skaitā mijiedarbība ar valsts pārvaldes iestādēm (ja nepieciešams);
• instalāciju piegāde pilnā rūpnīcas gatavībā ar primāro testu iziešanu ražotnē;
• pilnīga iekārtu darbības automatizācija un nav nepieciešama apkopes personāla pastāvīga uzraudzība.

Ražošanas laiks

Izmantojot ūdeņraža iegūšanas principu ar sārmu ūdens šķīduma elektrolīzi, es nolēmu izgatavot vienkāršu un kompaktu aparātu, kas ir ērts darbam ar mazas detaļas, lodējot ar cietlodēm. Pateicoties elektrolizatora mazajiem ārējiem izmēriem, tas atradīs vietu pat uz nelielas darbvirsmas, un standarta taisngrieža izmantošana akumulatoru uzlādēšanai kā elektrolītiska iekārta atvieglo iekārtas izgatavošanu un padara to drošu darbu.

Salīdzinoši mazais, bet diezgan pietiekamā aparāta veiktspēja ļāva ārkārtīgi vienkāršot ūdens blīvējuma konstrukciju un garantēt ugunsdrošību un sprādzienbīstamību.

Elektrolizatora ierīce

Starp diviem dēļiem, kas savienoti ar četrām tapām, atrodas tērauda plākšņu-elektrodu akumulators, kas atdalīts ar gumijas gredzeniem. Akumulatora iekšējais dobums ir līdz pusei piepildīts ar KOH vai NaOH ūdens šķīdumu. Pastāvīgs spriegums, kas tiek pielikts plāksnēm, izraisa ūdens elektrolīzi un gāzveida ūdeņraža un skābekļa izdalīšanos.

Šis maisījums tiek izvadīts caur PVC cauruli, kas uzlikta uz armatūras, starptvertnē un no tā ūdens slūžā, kas ir izgatavota no divām tukšām kārbām uzpildīšanai. gāzes šķiltavas(varat izmantot Ļeņingradas rūpnīcas Severny Press kannas). Gāzei, kas ir izgājusi cauri ūdens un acetona maisījumam, kas ievietots tur proporcijā 1: 1, ir sadegšanai nepieciešamais sastāvs un, ar citu caurulīti novirzīta sprauslā - adata no medicīniskās šļirces, izdeg pie izejas ar temperatūra ir aptuveni 1800 ° C.

Rīsi. 1. Ūdens deglis.

Elektrolīzera plāksnēm izmantoju biezu 25 mm biezu organisko stiklu. Šis materiāls ir viegli apstrādājams, ķīmiski izturīgs pret elektrolīta iedarbību un ļauj vizuāli kontrolēt tā līmeni, lai nepieciešamības gadījumā caur iepildīšanas atveri pievienotu destilētu ūdeni.

Plāksnes var izgatavot no lokšņu metāls(nerūsējošais tērauds, niķelis, marinēts vai transformatordzelzs) 0,6-0,8 mm biezs. Montāžas ērtībai gumijas blīvgredzenu plāksnēs tiek izspiesti apaļi padziļinājumi, to dziļumam ar gredzena biezumu 5-6 mm jābūt 2-3 mm.

Gredzeni, kas paredzēti iekšējā dobuma blīvēšanai un plākšņu elektriskai izolācijai, ir izgriezti no lokšņu eļļas un benzīnu izturīgas vai skābes izturīgas gumijas. Manuāli to izdarīt nav grūti, taču ideāli tomēr būs to izdarīt ar apaļo griezēju.

Četras M8 tērauda tapas, kas savieno detaļas, ir izolētas ar 10 mm kembriku un vītnes atbilstošos 11 mm caurumos.

Plākšņu skaits akumulatorā ir 9. To nosaka barošanas bloka parametri: tā jauda un maksimālais spriegums - ar ātrumu 2 V uz plāksni. Patērētā strāva ir atkarīga no iesaistīto plākšņu skaita (jo mazāk to, jo lielāka strāva) un no sārma šķīduma koncentrācijas. Koncentrētākā šķīdumā strāva ir mazāka, bet labāk izmantot 4-8% šķīdumu - elektrolīzes laikā tas tik ļoti neputo.

Kontaktu spailes ir pielodētas pie pirmās un pēdējās trīs plāksnēm. Standarta lādētājs priekš automašīnu akumulatori VA-2, kas savienots ar 8 plāksnēm, ar spriegumu 17 V un strāvu aptuveni 5 A, nodrošina sprauslai nepieciešamo degmaisījuma veiktspēju - adatu ar iekšējo 0,6 mm. Sprauslas adatas diametra un elektrolizatora veiktspējas optimālā attiecība tiek noteikta empīriski - tā, lai maisījuma aizdedzes zona atrastos ārpus adatas. Ja produktivitāte ir zema vai cauruma diametrs ir pārāk liels, degšana sāksies pašā adatā, kas ātri uzsilst un no tā izkusīs.

Uzticama barjera pret liesmas izplatīšanos caur padeves cauruli elektrolizatora iekšpusē ir vienkāršākā ūdens slēdzene, kas izgatavota no divām tukšām kārtridžām gāzes šķiltavu uzpildīšanai. To priekšrocības ir tādas pašas kā dēļu materiālam: vieglums mehāniskā apstrāde, ķīmiskā izturība un caurspīdīgums, kas ļauj kontrolēt šķidruma līmeni ūdens blīvē. Starptvertne novērš iespēju sajaukt elektrolītu un ūdens blīvējuma sastāvu intensīvas darbības režīmos vai vakuuma iedarbībā, kas rodas, izslēdzot barošanu. Un, lai no tā noteikti izvairītos, darba beigās nekavējoties atvienojiet cauruli no elektrolizatora. Konteineru veidgabali ir izgatavoti no vara caurulēm 4 un 6 mm, tie ir uzstādīti kārbu augšējā sienā uz vītnes. Caur tiem tiek piepildīts ūdens blīvējuma sastāvs un kondensāts tiek novadīts no atdalīšanas tvertnes. Lieliska piltuve tam būs no citas tukšas, sagrieztas smidzināšanas kannas. uz pusēm un ar tievu cauruli, kas uzstādīta vārsta vietā.

Savienojiet elektrolizatoru ar starptvertni ar īsu 5 mm polivinilhlorīda cauruli, pēdējo ar ūdens blīvējumu un tā izplūdes veidgabalu ar garāku cauruli ar adatas uzgali (kā sprauslu varat izmantot medicīnisko šļirci ar adatu). Roktura (šļirces) iekšpusē ir ievietots ugunsdzēsības iepakojums - misiņa siets, kas satīts spirālē.

Rīsi. 2. Elektrolizatora ierīce:
1 - izolācijas PVC caurule 10 mm, 2 - M8 tapa (4 gab.), 3 - M8 uzgrieznis ar paplāksni (4 gab.), 4 - kreisais dēlis, 5 - spraudskrūve M10 ar paplāksni, 6 - plāksne, 7 - gumijas gredzens, 8 - armatūra, 9 - paplāksne, 10 - PVC caurule 5 mm, 11 - labais dēlis, 12 - īss stiprinājums (3 gab.), 13 - starptvertne, 14 - pamatne, 15 - spailes, 16 - burbuļcaurule , 17 - sprausla-adata, 18 - ūdens slēdzenes korpuss.

Ieslēdziet taisngriezi, noregulējiet spriegumu vai pievienoto plākšņu skaitu līdz nominālajai strāvai un aizdedziet gāzi, kas izplūst no sprauslas.

Ja nepieciešama lielāka veiktspēja - palieliniet plākšņu skaitu un izmantojiet jaudīgāku barošanas bloku - ar LATR un vienkāršu taisngriezi. Liesmas temperatūru var arī nedaudz pielāgot, pamatojoties uz ūdens blīvējuma sastāvu. Ja tajā ir tikai ūdens, maisījums satur daudz skābekļa, kas dažos gadījumos ir nevēlams. Ielejot ūdens slūžā metilspirtu, maisījumu var bagātināt un temperatūru paaugstināt līdz 2600 ° C. Lai samazinātu liesmas temperatūru, ūdens slēdzeni piepilda ar acetona un ūdens maisījumu attiecībā 1:1. Taču , pēdējos gadījumos nevajadzētu aizmirst papildināt ūdens slūžas saturu.

Yu. ORLOV, Troicka, Maskavas apgabals
Ievietoja: Modelētājs konstruktors