Теория процесса

Стадии производства, их наименование, краткое описание каждой стадии с управлениями химических реакций основных, побочных. Влияние различных факторов на выход по току продукта.

Электролизная установка на БТЭЦ работает под избыточным давлением до 10 кг/см² (1 МПа).

При эксплуатации электролизной установки контролируются: напряжение и ток на электролизере, давление водорода и кислорода, уровни жидкости в аппаратах, разность давлений между системами водорода и кислорода, температура электролита в циркуляционном контуре, чистота водорода и кислорода в аппаратах и содержание водорода в помещениях установки.

Ток на электролизере контролируется по амперметрам, установленным на щите постоянного тока электролизной установки. Максимальное значение тока электролизера типа СЭУ-10 не должно превышать 330 А.

Напряжение на электролизере контролируется по вольтметрам, установленным на щите постоянного тока электролизной установки, для СЭУ-10 оно должно быть в пределах 60 – 72 В.

Напряжение на ячейках электролизера проверяется с помощью переносных вольтметров постоянного тока. Напряжение на одной ячейке должно составлять 2,0 – 2,4 В. Напряжение на электролизере должно быть равно сумме напряжений на его ячейках.

Температура электролита зависит от нагрузки электролизера и от интенсивности охлаждения электролита в разделительных колонках.

Максимально допустимая температура электролита 85 °С. Однако с ростом температуры электролита усиливаются коррозионные процессы и значительно ускоряется старение прокладочного материала электролизера – паранита, поэтому уставка для действия предупредительного сигнала, который должен поступать при повышении температуры электролита выставлена на 70 °С.

Давление водорода и кислорода зависит от выработки и расхода водорода, но не должно превышать 10 кг/см².

Равенство давлений водорода и кислорода в регуляторах является одним из основных условий безопасной эксплуатации электролизной установки, т. к. при возникновении опасного перепада давлений (более 2 кПа или 200 мм водяного столба) возможно передавливание воды из водородной системы в кислородную (или наоборот), смешивание газов и образования взрывоопасной смеси. Давление газов контролируется по манометрам, установленным на электролизной установке.

Уровни жидкости в аппаратах контролируются по указателям уровня, расположенным на разделительных колонках и регуляторах водорода и кислорода. Наличие в аппаратах стабильных уровней жидкости, разделяющей водородную и кислородную системы, также является одним из основных условий безопасной эксплуатации электролизной установки. Загрязнение газов создает опасность взрыва.

Чистота водорода нормально работающей электролизной установки типа СЭУ-10 составляет 99 %, кислорода – 98 %. Чистота газов контролируется непрерывно с помощью автоматических газоанализаторов и периодически – химическими анализами.

Содержание водорода в помещениях электролизной установки контролируется с помощью автоматического газоанализатора. При повышении содержания водорода в воздухе до 1 % (25 % от нижнего предела взрываемости) по показанию газоанализатора, дается сигнал на отключение технологического оборудования электролизной установки.

. При приготовлении электролита следует применять технический гидрат окиси калия (NaОН) высшего сорта в виде чешуек в полиэтиленовых вкладышах или мешках (ГОСТ 9285 – 78) или калиеволитевый электролит (ТУ 618-84-84). Концентрация КОН в растворе должна составлять 390 – 400 грамм / литр, что соответствует плотности электролита при температуре 20 °С 1280 – 1300 кг/м³.

Перед приготовлением электролита следует тщательно вымыть бак для щелочи. В процессе растворения щелочи раствор следует перемешивать с помощью насоса в электролизной установке с электролизером типа СЭУ –10 После достижения заданной концентрации (плотности) в электролит следует двухромовокислый калий (К₂С_rО₇) марки ЧДА по ГОСТ 4330-75 из расчета 2 г/л электролита.

В щелочных растворах выделение водорода происходит за счет присоединения электрона к молекуле воды:

катод:2Н₂О+2ē→ Н­₂+2ОН

Единственная побочная реакция, которая может протекать на катоде, является реакцией электровостановления растворимого кислорода:

О₂+2Н₂+4ē→4ОН^-

Процесс выделения О₂ на аноде

2ОН^-→Н₂О+¹/₂О₂+2ē

Побочные реакции на аноде

Суммарная реакция: 2Н₂О→2Н₂+О₂

Теоретически на 1м³ водорода и на 0.5 м³ кислорода при нормальных условиях требуется = 804г Н₂О на практике расход воды достигает 800-1000 г на 1м³ водорода. Вода должна быть очень чистой, в противном случае с ней будут непрерывно поступать в ванну (и накапливаться в ванне) примеси.

Э.Д.С. кислородно- водородной цепи, как известно, не зависит от рН раствора но увеличивается с повышением давления газов следовательно, напряжение разряжения воды не зависит от рН электролита. При повышении температуры с 28⁰С до80⁰С напряжение разложения воды снижается с 1.23 до 1.18В. Напряжение между электродами работающей ванны выше и составляет 2.1- 2.6В за счет поляризации и сопротивления электролита диафрагмы и электродов. Потери напряжения на преодоление сопротивление металлических проводников в ячейках современных электролизеров обычно.

Поиск по сайту: