4.7.3. Электролизер Зданского-Лонца
Электролизер Зданского-Лонца относится к электролизерам второго поколения. Конструкция также фильтр-прессного типа с биполярными электродами, имеющими внутренние каналы для сбора газов. Электролизер рассчитан на работу при давлении 30-40 атм, что позволяет поднять температуру электролита (25% КОН) до 120оС без существенного увеличения испарения воды. В электролизере поддерживается плотности тока 1000-1500 А/м2, напряжение на ячейке всего 1,75-1,8 В (против напряжения 2,3-2,4 В в электролизерах ЭФ и СЭУ). Резкому уменьшению напряжения на ячейке в электролизере способствует не только высокая температура, но и принудительная циркуляция электролита, активация электродов и особенности конструкции электродов (рис.4.34).
Основной электрод выполнен из гофрированного тонкого металла, к которому прижимаются выносные электроды из металлической сетки. Сетка другой стороной прижимается к асбестовой диафрагме так, что между сеткой и диафрагмой отсутствует свободный электролит. Выделяющиеся газовые пузыри образуются на сетке со стороны основного электрода и уносятся электролитом, циркулирующим по каналам, образованным гофрами основного электрода. Размер ячейки сетки подбирается меньшим средней длины асбестовых нитей, что предотвращает разрушение диафрагмы. Для повышения коррозионной стойкости катода и снижения перенапряжения выделения водорода, поверхность сеток активируется нанесением слоя платины или палладия. Проведенные мероприятия позволили уменьшить затраты электроэнергии на производство 1 м3 водорода до 4,3 кВт*час против 5,6-5,8 кВт*час в электролизерах СЭУ и ЭФ.
1-газовый канал, 2 - асбестовая диафрагма, 3- электродные сетки, 4- гофрированный электрод, 5- питательный канал, 6-прокладка.
Внешний вид электролизера показан на рис. 4.35.
Электролизер снабжен внешними сепараторами газов, фильтром и насосом для очистки и перекачивания электролита. Электроды электролизера собраны в несколько пакетов, что упрощает сборку, разборку и обслуживание электролизера. Для уменьшения напряжения на электролизере и снижения токов утечки Электрический ток подводится к двум концевым и одному центральному электроду. То есть, в электролизере не два, а три монополярных электрода. Все остальные электроды - биполярные.
Электролиз осуществляется при принудительной циркуляции электролита по замкнутым контурам: электролизные камеры-сепаратор - фильтр - обратные клапаны - насос - электролизные камеры. Электролит из общей циркуляционной трубы подается в питательные каналы анодных и катодных ячеек, после чего движется параллельно по анодному и катодному контурам. Контуры разделены для предотвращения смешения газов. В сепараторах над электролизером происходит разделение газов и электролита. Газы поступают промывные колонны для отделения от следов электролита и далее на охлаждение. Электролит из кислородного и водородного сепараторов смешивается и очищается на фильтре от твердых примесей, после чего вновь подается на всас насоса.
Рис.4.35. Внешний вид электролизера Зданского-Лонца.
1-сепаратор, 2- промывная колонка, 3-клапан, 4-газопроводы, 5-стяжные плиты электролизера, 6- стяжные плиты пакетов, 7-газовый канал, 8-пакет ячеек, 9-соединительные трубы сепараторов, 10-стяжные болты пакетов, 11-стяжные болты электролизера, 12-обратные клапаны, 13-сигнальное устройство, 14-контактный манометр, 15-измеритель расхода, 16-линия слива электролита, 17-фильтр, 18-насос, 19-труба циркулирующего электролита, 20-подвод тока, 21-питательный канал, 22-опорные изоляторы.