Установка для получения водорода и кислорода

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР. К АВТОРСКОМ 1. .;" 2 (21) 4813261/26: (57) Использование; в системах газоснабже- (22) 10.04.90,.; . ния хроматографов. Сущность изобретения: (46) 30.01.93, Бюл, Ь 4:установка включает электролизер; Анодная (71) Дзержинский филиал Ленинградского; камера 1 и катоднаякамера 2 соединены научно-исследовательского и конструктор- трубопроводами с аноднымсепаратором 3 ского-инстйтута химичеСкого машинострое-,"и катодным сепаратором 4. Катодный сепания - ., .:ратор 4 соединен трубопроводом с анодной : (72) В.П.Рогов и Ю.В.Шелковникоа . камерой 1 и снабжен клапаном 6. Катодный (56) Авторское свидетельство СССР .:сепаратор 4 соединен трубопровоДом с теп- М 1002406, кл. С 25 В 1/12, 1981. лообменником-конденсатором 7, которыйрасположен в анодном сепараторе 3, пагро(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДО- ном осушителем 8 и регулятором давленияРОДА И КИСЛОРОДА водорода 9. 1 ил.рИзобретение относится к области технической электрохимии, в частности к электролизно-водородным генераторам, и может быть использовано в системах газоснабжения хроматографов,Известна установила для получения водорода и кислорода, которая включаетэлектролизер с патрубками ввода и вывода воды, разделенный ионообменными мембранами на анодные и катодные камеры, соединенные с сепараторами анодных и катодных продуктов, деионизатор и патрон асушитель, Анодная камера электролиэера имеет входной штуцер для подачи воды из анодного сепаратора в анодную камеру через деионизатор и выходной штуцер для отвода смеси (кислород-вада) в анодный сепаратор, Катодная камера электролизера ,имеет входной штуцер для подачи воды из род-вора) в катодный сепаратор. Установка содержит также колонку с керамической насадкой, размещенную между-катодйым сепаратором и патроном осушителем. 25Злектрализер работает в переменном режиме подпитки водой Недостатком такой установки является невысокая производительность из-за переменной подпитки, т.к, при катодной подпит ке допустимая плотность тока в 3-5 раз ниже, чем при анодной, а катодный цикл подпитки примерно в 10 раз дольше анод- ного и напряжение на ячейке электролизера при катодной подпитке выше, чем при анодной, Все это приводит к увеличению энерго-. затрат, снижению производительности установки. Повышение напряжения на ячейке во время катодной подпитки снижает надежность работы устновки,Долив воды в установку осуществляется 40 только при полном осушении катоднога сепаоатора, Это требует строгого контроля зауровнем воды в катодном сепараторе,Установление колонки с керамической насадкой выше катоднаго сепаратора, а также установление деиониэатора ниже электролизера, а также установление катадного и анодного сепараторов равного объема, существенно увеличивают габариты установки,Целью изобретения являешься повышение производительности и надежности установки,Поставленная цель достигается тем, что в установке для получения водорода и кислорода, включающей электролиэер с катодной и анодной камерами, соединенными с катодным и анодным сепараторами, деианизатор и патрон-осушитель, катодный секатодного сепаратора в катодную камеру и 20выходной штуцер для отвода смеси (водопаратор соединен трубопроводом с анодной камерой электролизера, снабжен поплавковым клапаном и соединен трубопроводом с патроном-асушителем через теплообменник-конденсатор, расположенный в аноднам сепараторе ниже минимального уровня воды.Благодаря тому, что катодный сепаратор соединен трубопроводом с анодной камерой электролизера, установка работает в режиме анодной подпитки, что позволяет повысйть производительность за счет увеличения плотности тока через электролизер, снизить энергозатраты, исключить повышение напряжения на ячейке благодаря созданию оптимального режима работы ионообменной мембраны, что повышает надежность работы установки,Снабжение катодного сепаратора поплавковым клапаном повышает надежность работы установки за счет исключения перепблнения катодного"сепаратора в результате повышения уровня (и поддержания постоянным давления водорода).Соединение катодного сепаратора трубопроводом с патроном осушителем через теплообменник-конденсатор, расположенный в айадном сепараторе ниже минимального уровня воды позволяет конренсиравать пары воды.Изобретение поясняется чертежом, на котором изображ на установка для получения водорода и кислорода с направлением потоков воды и газа.Установка для получения водорода и кислорода содеркит электролизер, разделенный ионообменной мембраной на анодную камеру 1 и катодную камеру 2, соединенные трубопроводами с анодным сепаратором 3 и катодным сепаратором 4, Катодный сепаратор 4 дополнительно соединен с анодной камерой 1 электролизера через обратный клапан 5 и снабжен поплавковым клапаном б для удаления избытка воды и подпитки анодной камеры 1 электролизера, Катодный сепаратор 4 соединен через теплообменник-конденсатор 7, расположенный в анодном сепараторе 3 ниже минимального уровня воды с патроном осушителем 8 и регулятором 9 давления водорода. Для деионизации воды в анодном сепараторе 3 ниже минимального уровня воды расположен деионизатор 10,Устройство работает следующим образом.В анодный сепаратор 3 заливают воду до максимального уровня. Вода, проходя через деионизатар 10, поступает в анодную камеру 1 электролиэера, Включают электролизер под нагрузку, Вода из анодной каме1791471 Составитель В. РоговТехред М,Моргентал Редактор Т. Иванова Корректор, М. Ткач Заказ 135 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ры 1 под действием электрического тока пе- анодной подпитки электролизера, повысить реходит через мембрану в катодную камеру надежность работы за счет стабилизации 2 электролизера, из которой вместе с обра- энергетического режима,зовавшимся водородом поступаетв катодный сепаратор 4. Отделившийся от воды 5 Формула изобретения водород из катодного сепаратора.4 поступа- Устачовка для получения водорода и ет в теплообменник-конденсатор 7, в кото- кислорода, включающая электролизер с каром конденсируются пары воды и стекают тодной и анодной камерами, соединенными обратно в катодный сепаратор 4, а водород с катодным и аноднцм сепараторами, патпоступает в патрон-осушитель 8 на осушку, 10 рон-осушитель, соединенный трубопровои, уже осушенный через регулятор 9 давле- дом с катодным сепаратором, о т л и ч а юния поступает потребителю, щ а я с я тем, что; с целью повышения проПо мере повышения уровня воды в ка- изводйтельности и надежности установки, тодном сепараторе 4 открывается поплав- она снабжена установленным в катодном ковый клапан 6 и вода через. обратный 15 сепараторе клапаном, размещенным в клапан 5 удаляется в анодную камеру 1 анодном сепараторе теплообменником.электролизера. Образующийся в анодной конденсатором, трубопроводом, соединяю- камере 1 электролизера кислород с парами щим катодный сепаратор с Энодной воды поступает в анодный сепаратор 3 и, камерой; теплообменник-конденсаторустаотделившись от воды, выходит из установ новлен на трубопроводе, соединяющем каки. тодный сепаратор с патроном-осушителем,Использование предлагаемого изобрете- а клапан размещен на трубопроводе, соединия позволит повысить производительность няющем катодный сепаратор с анодной каработы установки за счет осуществления мерой.