Електролізер

Реферат: Електролізер для виробництва фератів електрохімічним способом прямокутної форми фільтропресного типу з монополярними електродами та насипним анодним матеріалом складається з анодної та катодної камер, які розділені іонообмінною мембраною або діафрагмою. Струм до анодного матеріалу підводять за допомогою титанового платинованого стержня, нижнім кінцем прикріпленого до анодної шини. Для зменшення падіння напруги в газонаповненому електроліті катод виготовляють із нікелевої сітки, щільно притиснутої до діафрагми з одного боку, а з іншого - до гофрованої пластини, по каналах якої циркулює електроліт, прискорюючи відвід водню, що виділяється. UA 118023 U (12) UA 118023 U UA 118023 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до електролізерів для електрохімічного синтезу неорганічних речовин та може бути використана для одержання сполук ферум (VI). Електролізер для виробництва фератів електрохімічним способом фільтрпресового типу з насипним анодним матеріалом містить катод із нікелевої сітки що щільно притиснута до катіонообмінної мембрани або діафрагми за допомогою гофрованої нікелевої пластини. Корисна модель направлена на зменшення витрат електроенергії на процес синтезу та здешевлення конструкції електролізера. Відомий електролізер із насипним анодним матеріалом для виробництва фератів електрохімічним способом який складається з двох полімерних частин які утворюють прямокутний басейн глибиною 80 мм, шириною 64 мм та довжиною 74 мм. Катіонообмінна мембрана Nafion 450 розміщується між двома частинами комірки, для гомогенізації анодного розчину електроліту вводиться потік повітря через дві скляні трубки, в якості катоду використовується Ti-Pt сітка розміром 70 × 80 мм, щільно вставлена в катодне відділення, насипний анод складається з корзини з Ti-Pt, в яку завантажені шматки анодного матеріалу [Lescuras-darrou V., Lapicque F. and Valentin G. Electrochemical ferrate generation for waste water treatment using cast irons with high silicon contents// Journal of Applied Electrochemistry-2002. - № 32. - P. 57-63]. Недоліками даного електролізера є великі витрати електроенергії через значний омічний опір електроліту та подачу повітря. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом до даної корисної моделі є електролізер, який містить анод та катод із залізної 2 стружки, яка розміщується у вигляді рівномірної подушки на мінімальній відстані від струмопідвідних пластин в анодній камері, катіонообмінну мембрану, яка відділена від залізної стружки грубою полімерною сіткою, зібраний із чотирьох поліпропіленових блоків, стягнутих болтами, із зонами входу та виходу, які повільно розширяються, колектори-пластини, втоплені в один із зовнішніх блоків з електричним контактом, який проходить через блок, а також штуцери для входу(нижній) та виходу (верхній) католіту та аноліту. Центр двох блоків служить відсіком для електроліту. Католіт та аноліт (розчин гідроксиду натрію однакової концентрації) безперервно подають через нижні штуцери в катодне та анодне відділення відповідно та через верхні до резервуара і назад в електролізер [Denvir А., Pletcher D. Electrochemical generation of ferrate. Part I. Dissolution of an iron wool bed anode // J. Appl. Electrochem. -1996. - Vol. 26, № 8. - P. 815-822] (прототип). До недоліків даного приладу належить низький вихід тетраоксоферату(VI) через великий 2 35 40 45 50 55 вихід за струмом сполук Fe(III), які є каталізаторами розкладу аніонів FeO 4 та дорожнеча катодних матеріалів, що використовуються. В основу корисної моделі поставлена задача зменшити витрати електроенергії на синтез ферату. Технічним рішенням для вирішення поставленої задачі є мінімізація катодного відділення шляхом притискання катоду до мембрани або діафрагми гофрованою пластиною, що зменшує міжелектродну відстань. Матеріалом катоду та гофрованої пластини може служити нікель, що здешевлює конструкцію. На фіг. 1 зображений електролізер (вигляд зверху), На фіг. 2 зображений електролізер (вигляд збоку). Представлений електролізер (фіг. 1, 2) виготовлений з полімерного матеріалу складається з корпусу 1, через дно якого вмонтовано Ti-Pt стержні 2 анодного струмовідводу, котрі контактують із анодним матеріалом 3 залізною стружкою, яка щільно засипається в анодний простір через верхній засипний отвір. Стержень нижнім кінцем прикріплюється до анодної шини. Катодом служить нікелева сітка 4, що щільно притиснута до діафрагми 5 гофрованою нікелевою пластиною 6. Електроліт (концентрований розчин NaOH) в катодну камеру подається крізь штуцер входу 7 по спільному каналу в днищі корпусу та циркулює по каналах гофри, виносячи з собою воднево-лужну емульсію через штуцер виходу 8. Електроліт подається в анодну камеру через штуцер 9 в нижній її частині збоку, проходить крізь анодний матеріал насичується фератом та виходить крізь штуцер виходу 10 (зверху). Таким чином в описаній конструкції катодної камери практично відсутній вільний електроліт, насичений газовими бульбашками, в результаті чого досягається мінімізація падіння напруги в електроліті, знижуються витрати електроенергії на процес виготовлення ферату, тим самим здешевлюючи процес синтезу, а використання нікелевих струмопідводів здешевлює конструкцію електролізера. Така щільна упаковка елементів конструкції дозволяє при мінімальних габаритах отримувати електролізери різної продуктивності. 1 UA 118023 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Електролізер для виробництва фератів електрохімічним способом прямокутної форми фільтропресного типу з монополярними електродами та насипним анодним матеріалом, що складається з анодної та катодної камери, які розділені іонообмінною мембраною або діафрагмою, який відрізняється тим, що струм до анодного матеріалу підводять за допомогою титанового платинованого стержня, нижнім кінцем прикріпленого до анодної шини, а для зменшення падіння напруги в газонаповненому електроліті катод виготовляють із нікелевої сітки, щільно притиснутої до діафрагми з одного боку, а з іншого - до гофрованої пластини, по каналах якої циркулює електроліт, прискорюючи відвід водню, що виділяється. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2