Установка электролиза – Что такое электролизер, его принцип работы, конструкция и виды

Содержание

Электролизная установка

Электролизные установки для получения гипохлорита натрия

Наши контакты:

8-928-431-63-82 Евгений

Калькулятор цен


Электролизные установки серии У

Наиболее эффективный способ обеззараживания воды — обеззараживание гипохлоритом натрия. Электролизные установки серии У предназначены для получения гипохлорита натрия из раствора поваренной соли и воды.

Получение гипохлорита натрия непосредственно в месте использования с помощью электролизной установки экономически целесообразно (позволяет значительно снизить расходы на транспортировку гипохлорита натрия) и безопасно (во время длительного хранения гипохлорит натрия разлагается с выделением хлора и кислорода — в электролизных установках это исключено). Получаемый на установках раствор гипохлорита натрия используется в качестве обеззараживающего реагента для обработки бытовых и промышленных сточных вод, обеззараживания питьевой воды на водозаборах, обеззараживания воды в плавательных бассейнах.

Работа установок серии «У»

Установка работает полностью в автоматическом режиме.

Работа электролизной установки построена на электролизе раствора хлорида натрия, при этом протекают следующие реакции:

  • На катоде: 2Na++ 2e–→ 2Na; 2Na + 2h3O → 2NaOH +h3↑;
  • На аноде: 2Cl–- 2e–→Cl2; Cl2+h3O →HClO +HCl.
  • Получающийся в результате реакции гидрооксид натрия (NaOH) взаимодействует с хлорной (HCl) и хлорноватистой кислотами (HClO), образуя соответственно хлорид и гипохлорит натрия. Суммарную реакцию можно записать следующим образом:
  • 2NaCl + 3h3O →NaClO + NaCl + 2h3O + h3↑

Полученный раствор поступает в накопительную емкость. Как только накопительная емкость наполнится раствором гипохлорита натрия, работа электролизеров прекращается и установка переходит в режим ожидания. В момент, когда раствор гипохлорита натрия по мере расходования достигнет нижнего уровня накопительной ёмкости, установка снова автоматически включается.

Для контроля технологического процесса получения гипохлорита натрия установка снабжена пультом контроля. Пульт контроля имеет световую индикацию рабочего режима приготовления гипохлорита натрия (зеленый), режима ожидания (зеленый) и световую индикацию отсутствия воды (красный). Блок питания также имеет световую индикацию включения сети электропитания (желтый). При отсутствии воды в подводящем трубопроводе работа установки автоматически прекращается. После устранения неисправностей и возобновления подачи воды установка включается вручную дежурным персоналом.

Техническое обслуживание установки сводится к периодической промывке электролизеров  промывочным раствором. Для промывки электродного пакета предусмотрена съемная крышка корпуса электролизера. Периодичность промывки — фактическая.

Мы предлагаем электролизные установки собственного производства, изготовленные по ТУ 3614-001-0157304205-2009

Модель

Максимальная (рабочая) производительность по активному хлору кг/сутки

Количество модулей

Общая мощность, кВт

ДхШхВ, мм

У-2/2

4 (2)

2 по 2 кг/сутки

2 по 0,8

1050х600х2000

У-2/3,5

7 (3,5)

2 по 3,5 кг/сутки

2 по 1,1

1050х600х2000

У-2/5

10 (5)

2 по 5 кг/сутки

2 по 1,5

1050х600х2000

У-3/5

15 (10)

3 по 5 кг/ сутки

3 по 1,5

1050х900х2000

У-2/10

20 (10)

2 по 10 кг/сутки

2 по 3,5

1050х600х2000

У-3/10

30 (20)

3 по 10 кг/сутки

3 по 3,5

1050х1000х2000

Установки серии «У» предназначены для непрерывного получения раствора гипохлорита натрия путем электролиза водного раствора хлорида натрия (NaCl)

При необходимости, производительность установки может быть увеличена за счет дополнительных модулей, соответственно, стоимость возрастет.

В комплект поставки входит:

  1. система умягчения воды,
  2. солерастворитель,
  3. электролизная установка,
  4. накопительная емкость, из расчета суточного запаса гипохлорита натрия.

Вопрос поставки дополнительного фильтрующего оборудования и дозирующих устройств для гипохлорита натрия рассматривается отдельно.

Технические характеристики 

Наименование показателя

Значение показателя

Рабочее напряжение электропитания установки, В

220

Максимальная мощность одного модуля, кВт

6

Максимальная производительность одного модуля по активному хлору, кг/сут

10

Рабочее напряжение на электролизере, В

12

Максимальный ток на электролизере, А

150

Концентрация активного хлора в растворе гипохлорита натрия, г/л

4 — 5

Удельный расход соли, кг/кг активного хлора

5,4

У наших электролизных установок серии У свои преимущества:

  1. Есть все разрешительные документы:
  • ТУ 3614-001-0157304205-2009;
  • сертификат соответствия;
  • санитарно-эпидемиологическое заключение;
  • патент на полезную модель, т.е ниже описанные преимущества работы заложены только в наши электролизные установки.
  1. Движение рабочих растворов осуществляется под действием электролизных газов – не требуется установка насосного оборудования
  2. Минимизированы электрические системы управления, вместо них используются механические
  3. Узлы, обеспечивающие автоматизацию технологического процесса максимально унифицированы и являются едиными для установок серии «У» различной производительности
  4. Основные рабочие режимы определяются длинами трубопроводов и объемами технологических емкостей
  5. Модульное исполнение позволяет по необходимости наращивать производительность
  6. Присутствует вентиляционная система, не допускающая проникновение электролизных газов в помещение.

Другими словами, преимущество наших электролизных установок в том, что они просты в конструкции, надежны и неприхотливы в работе.

Установки «У-2/2» 2 по 2 и «У-2/5» 2 по 5:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установки серии «У» производятся в модульном исполнение. Модуль включает в себя электролизер, блок электропитания (выпрямитель) и блок контроля. Общими для всей установки являются: стойка, система приготовления электролита, вентиляционная система, накопительная емкость для сбора приготовленного раствора гипохлорита натрия, солерастворитель (сатуратор).

Схема установки «У-3» без солерастворителя:

Где: 1 - стойка; 2 - электроклапан; 3 - пульт контроля; 4 - емкость для электролита; 5 - вытяжное устройство; 6 - контрольная емкость; 7 - блок питания; 8 – электролизер.

Ответы на часто задаваемые вопросы

  1. В отличие от хлорирования газообразным хлором, который является очень токсичным, применениеэлектролизных установок не требует организации каких-либо особых условий хранения реагентов, ведь электролизная установка расходует только нетоксичную поваренную соль и электроэнергию.
  2. При расходе более двух килограмм активного хлора в сутки, выгодней применение гипохлорита натрия, полученного с помощью электролизной установки. Так как свежий гипохлорит натрия «МАРКА А» при хранении быстро разлагается, выделяя хлор и кислород. Согласно ГОСТ 11086-76, его концентрация падает на 30% в течении 10 дней. В тоже время, гипохлорит натрия, полученный электрохимическим методом на месте использования, расходуется в течении непродолжительного времени, поэтому исключается потеря концентрации. Иными словами, эксплуатационные расходы значительно снижены.
  3. Ещё одним преимуществом применения водно электролизной установки над другими реагентными методами обеззараживания является снижение затрат на транспортировку реагентов, ведь поваренную соль доставлять гораздо проще, чем жидкий раствор гипохлорита натрия и, конечно, ядовитый хлор.
  4. Подбирать установку лучше с запасом производительности.
  5. Соль для электролизных установок должна быть класса ЭКСТРА,. В противном случае:
  • если в соли содержатся бромиды более 0,01% - это может привести к появлению в питьевой воде броматов (класс опасности 2) в следствии процесса электролиза.
  • если в соли содержется жесткость более 0,002% - это приводит к отложению солей на электродах электролитической ячейки, тем самым существенно уменьшается её срок службы.
  1. Желательно покупать соль, содержащую противослёживающую добавку, например, с ферроцианидом натрия — Е535 или с ферроцианидом калия — Е536. Тут важно отметить, что для электролизной это полезно (но для здоровья людей). На качество гипохлорита данные добавки не влияют.
  2. В большинстве случаев, перед электролизом необходимо устанавливать оборудование ХВО (химводоочистки), т.е системы умягчения воды, дозации или обратного осмоса - это позволить избежать множество проблем.

h2o-master.ru

Электролизер. Виды и типы. Устройство и работа. Применение

Электролизер – это специальное устройство, которое предназначено для разделения компонентов соединения или раствора с помощью электрического тока. Данные приборы широко используются в промышленности, к примеру, для получения активных металлических компонентов из руды, очищения металлов, нанесения на изделия металлических покрытий. Для быта они используются редко, но также встречаются. В частности для домашнего использования предлагаются устройства, которые позволяют определить загрязненность воды или получить так называемую «живую» воду.

Основа работы устройства принцип электролиза, первооткрывателем которого считается известный зарубежный ученый Фарадей. Однако первый электролизер воды за 30 лет до Фарадея создал русский ученый по фамилии Петров. Он на практике доказал, что вода может обогащаться в катодном или анодном состоянии. Несмотря на эту несправедливость, его труды не пропали даром и послужили развитию технологий. На данный момент изобретены и с успехом используются многочисленные виды устройств, которые работают по принципу электролиза.

Что это

Электролизер работает благодаря внешнему источнику питания, который подает электрический ток. Упрощенно агрегат выполнен в виде корпуса, в который вмонтировано два или несколько электродов. Внутри корпуса находится электролит. При подаче электрического тока происходит разложение раствора на требуемые составляющие. Положительно заряженные ионы одного вещества направляются к отрицательно заряженному электроду и наоборот.

Основной характеристикой подобных агрегатов является производительность. То есть это количество раствора или вещества, которое установка может перерабатывать за определенный период времени. Данный параметр указывается в наименовании модели. Однако на него также могут влиять и иные показатели: сила тока, напряжение, вид электролита и так далее.

Виды и типы
По конструкции анода и расположению токопровода электролизер может быть трех видов, это агрегаты с:
  1. Прессованными обожженными анодами.
  2. Непрерывным самообжигающимся анодом, а также боковым токопроводом.
  3. Непрерывным самообжигающимся анодом, а также верхним токопроводом.
Электролизер, используемый для растворов, по конструктивным особенностям можно условно разделить на:

  • Сухие.
  • Проточные.
  • Мембранные.
  • Диафрагменные.
Устройство

Конструкции агрегатов могут быть различными, но все они работают на принципе электролиза.

Устройство в большинстве случаев состоит из следующих элементов:
  • Электропроводящий корпус.
  • Катод.
  • Анод.
  • Патрубки, предназначенные для ввода электролита, а также вывода веществ, полученных в ходе реакции.

Электроды выполняются герметичными. Обычно они представлены в виде цилиндров, которые сообщаются с внешней средой с помощью патрубков. Электроды изготавливаются из специальных токопроводящих материалов. На катоде осаждается металл или к нему направляют ионы отделенного газа (при расщеплении воды).

В цветной промышленности часто применяют специализированные агрегаты для электролиза. Это более сложные установки, которые имеют свои особенности. Так электролизер для выделения магния и хлора требует ванну, выполненную из стенок торцевого и продольного вида. Она обкладывается с помощью огнеупорных кирпичей и иных материалов, а также делится с помощью перегородки на отделение для электролиза и ячейку, в которой собираются конечные продукты.

Конструктивные особенности каждого вида подобного оборудования позволяют решать лишь конкретные задачи, которые связаны с обеспечением качества выделяющихся веществ, скоростью происходящей реакции, энергоемкостью установки и так далее.

Принцип действия

В электролизных устройствах электрический ток проводят лишь ионные соединения. Поэтому при опускании электродов в электролит и включении электрического тока, в нем начинает течь ионный ток. Положительные частицы в виде катионов направляются к катоду, к примеру, это водород и различные металлы. Анионы, то есть отрицательно заряженные ионы текут к аноду (кислород, хлор).

При подходе к аноду анионы лишаются своего заряда и становятся нейтральными частицами. В результате они оседают на электроде. У катода происходят похожие реакции: катионы забирают у электрода электроны, что приводит к их нейтрализации. В результате катионы оседают на электроде. К примеру, при расщеплении воды образуется водород, которые поднимается наверх в виде пузырьков. Чтобы собрать этот газ над катодом сооружаются специальные патрубки. Через них водород поступает в необходимую емкость, после чего его можно будет использовать по назначению.

Принцип действия в конструкциях разных устройств в целом схож, но в ряде случаев могут быть и свои особенности. Так в мембранных агрегатах используется твердый электролит в виде мембраны, которая имеет полимерную основу. Главная особенность подобных приборов кроется в двойном назначении мембраны. Эта прослойка может переносить протоны и ионы, в том числе разделять электроды и конечные продукты электролиза.

Диафрагменные устройства применяются в случаях, когда нельзя допустить диффузию конечных продуктов электролизного процесса. С этой целью применяют пористую диафрагму, которая выполнена из стекла, асбеста или керамики. В ряде случаев в качестве подобной диафрагмы могут применяться полимерные волокна либо стеклянная вата.

Применение

Электролизер широко применяется в различных отраслях промышленности. Но, несмотря на простую конструкцию, оно имеет различные варианты исполнения и функции. Данное оборудование применяется для:

  • Добычи цветных металлов (магний, алюминий).
  • Получения химических элементов (разложение воды на кислород и водород, получение хлора).
  • Очистки сточных вод (обессоливание, обеззараживание, дезинфекция от ионов металлов).
  • Обработки различных продуктов (деминерализация молока, посол мяса, электроактивация пищевых жидкостей, извлечение нитратов и нитритов из овощных продуктов, извлечения белка из водорослей, грибов и рыбных отходов).

В медицине установки используются в интенсивной терапии для детоксикации организма человека, то есть для создания растворов гипохлорита натрия высокой чистоты. Для этого используется устройство проточного вида с электродами из титана.

Электролизные и электродиализные установки нашли широкое применение для решения экологических проблем и опреснения воды. Но эти агрегаты в виду их недостатков используются редко: это сложность конструкции и их эксплуатации, необходимость трехфазного тока и требования периодической замены электродов из-за их растворения.

Подобные установки находят применение и в быту, к примеру, для получения «живой» воды, а также ее очистки. В будущем возможно создание миниатюрных установок, которые будут использоваться в автомобилях для безопасного получения водорода из воды. Водород станет источником энергии, а машину можно будет заправлять обычной водой.

Похожие темы:

electrosam.ru

аппараты для домашнего использования, вид, сборка и установка устройства

Электролизер Электролизер Электролизеры — это установки для получения чистых химических элементов методом пропускания электрического тока через жидкий электролит. В промышленности с их помощью получают металлы методом электрохимической осадки. В домашних условиях электролизеры используются для получения Брауновского газа, смеси водорода с кислородом путем расщепления воды. Для запуска процесса установка нуждается во внешнем источнике питания.

Принцип работы электролизной установки

Знакомство с устройством и принципом работы простейшей установки для электролиза многие прошли еще в школе на уроках физики. Помещая два электрода в соляной раствор и пропуская через него постоянный ток, на одном появляется чистый металл, а со второго начинается выделение газа.

Установкам, предназначенным для получения водорода, необходимо мощное электрическое поле для того, чтобы разорвать атомарные связи. Для облегчения процесса в воду добавляется щелочной катализатор. В основном используют NaOH — натрия гидроксид или NaHCO 3 — соду.

Что такое электролизерЧто такое электролизерНатрия гидроксид содержится в чистящих средствах Крот и Мистер Мускул. И, кроме пищевой соды, можно использовать и каустическую соду.

Катализатор за счет химических реакций берет на себя значительную часть работы. Ионы гидрогсидной группы притягиваются к положительному электроду. Натрий к отрицательному потенциалу, а освободившиеся молекулы водорода свободно выходят из жидкости.

Применение электролизеров

Постоянный рост цен на энергоносители позволил по-новому подойти к электролитическим процессам. Разработаны различные типы установок для получения:

  • алюминия;
  • хлора;
  • водорода для плазменных аппаратов резки и сварки.

Для чего нужен элетролизерДля чего нужен элетролизерТакже устройства работают в составе агрегатов, производящих очистку, обеззараживание питьевой воды и воды для бассейнов, как добавка к топливу для авто, позволяющая полностью использовать потенциал углеводородов. Водород горит значительно раньше бензина. Бензин воспламеняется уже не от искры, а от пламени, что повышает усилие, давящее на поршень двигателя машины.

Некоторые умельцы используют электролиз воды в домашних условиях для обогрева помещений. Но здесь стоит отметить, что себестоимость полученного горючего водорода значительно превосходит по цене тот же природный газ. К тому же температура горения водорода довольно высокая и не всякий металл способен выдержать длительное воздействие без разрушения. А использование термостойких материалов экономически не оправдано.

Виды агрегатов

Различный подход к проблеме позволил создать множество типов электролизеров, среди которых:

  • Как использовать электролизерКак использовать электролизерсухой;
  • мокрый;
  • проточный;
  • мембранный;
  • диафрагменный;
  • щелочной.

В сухих моделях используется набор плоских электродов для подключения высоковольтного блока питания. А связано это с тем, что подаваемое питание на один анод и катод составляет не более 2 В. В автомастерской много аккумуляторов напряжением 12 В, поэтому самодельное устройство может иметь по 6 электродов. Собранная конструкция помещена в герметично закрытую емкость.

В отличие от сухого типа мокрая модель электролизера отличается открытой емкостью. Из-за чего возникает необходимость в постоянном контроле уровня электролита.

Принцип использования электролизераПринцип использования электролизераПроточный вариант отличается тем, что выделение водорода происходит в отдельной емкости. После чего раствор возвращается в основную емкость с установленными электродными парами.

Мембранный тип отличается тем, что роль электролита выполняет мембрана — твердый электролит. Мембрана выполняет два назначения. Первое — перенос ионов. Второе — отделение продуктов электрохимической реакции на физическом уровне.

Диафрагменный тип аппаратов применяется в том случае, когда не допускается диффузия элементов. Для изготовления пористой диафрагмы используют:

  • керамику;
  • асбест;
  • стекло;
  • полимерную ткань;
  • стеклянную вату.

Прибор, работающий на щелочном растворе предпочтительнее, так как из соляных растворов в процессе реакции происходит выделение хлора, который считается отравляющим веществом.

Щелочную добавку вводят из-за невозможности проведения процесса в дистиллированной воде. Разложения не происходит из-за отсутствия разно заряженных ионов.

Электролизер своими руками

Дешёвый электролизерДешёвый электролизерЭлектролизер для получения водорода своими руками сделать вполне возможно. Перед началом изготовления прибора необходима схема электролизера. Их встречается на просторах интернета большое количество, и подобрать необходимую не составит труда. На основании выбранной схемы разрабатываются чертежи электролизера своими руками.

Затем необходимо подобрать материалы для изготовления элементов. Наилучшим вариантом для изготовления пластин является нержавеющая сталь марки 03Х16Н15М3. маркировка по иностранным стандартам AISI 316 L. Она устойчива к коррозии от воздействия воды и щелочей.

Необходимо изготовить детали в количестве 16 штук. Их можно разместить на стальном квадрате 500×500 мм. Разметив, их можно вырезать ножницами по металлу, если позволит толщина металла, или болгаркой.

На каждом элементе необходимо отрезать один угол, а с противоположной стороны просверлить отверстие, диаметр которого должен совпадать с диаметром соединительного болта.

Как делать электролизерКак делать электролизерСборка пакета пластин производится в следующей последовательности: положительная — отрицательная — положительная — отрицательная и так далее. Эта последовательность обеспечивает высокую плотность тока.

Изолирование пластин между собой производится не проводящей электричество поливинилхлоридной или силиконовой трубкой. Она разрезается вдоль, а ее толщина составляет 1 мм. Затем из нее нарезаются квадратики и сверлятся отверстия. Зазора в один миллиметр вполне достаточно для интенсивного производства газа.

Из чего состоит электролизерИз чего состоит электролизерСобранную конструкцию помещают в пластиковый контейнер необходимого объема с герметично закрывающейся крышкой. Если длинные винты не дают ровно установиться их следует отпилить, а гайки надежно затянуть. В крышке сверлятся отверстия, в которых закрепляются штуцера. Для обеспечения герметичности используется силиконовый герметик.

Перед подключением источника питания требуется провести расчет подаваемого напряжения. Его значение пропорционально площади и количеству пластин. Во время пробного запуска при недостаточной мощности заметно движение жидкости. В дальнейшем для перехода в рабочие режимы следует постепенно повышать мощность.

При отсутствии источника постоянного тока можно самостоятельно сделать схему мощного выпрямителя. Для этого понадобятся:

  1. резисторы, кОм — 2,7, 3, 10, 15, 30;
  2. диоды — Д232, Д226Б, Д814Б;
  3. транзисторы — МП26Б, П308;
  4. конденсатор, мкФ — 0,5;
  5. тиристор — КУ202Н;
  6. резистор переменный, кОм — 3…22;
  7. амперметр.

В заключение стоит отметить, что электролиз в домашних условиях — это доступный способ получать для дома и автомобиля водородный топливный ингредиент. Подключение самодельной установки не вызывает трудностей. Работать она может от постоянного тока и от переменного, но через выпрямитель.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

chebo.biz

Электролизер своими руками - советы по изготовлению

электролизер самодельный

В свое время с помощью электролиза из расплавов солей удалось впервые выделить чистые калий, натрий и многие другие металлы.

Сегодня этот процесс применяют и в быту – для «добычи» водорода из воды. Технология более чем доступна, ведь прибор для электролиза воды представляет собой всего лишь контейнер с раствором соды, в который погружены электроды.

Далее мы посмотрим, как делается электролизер для получения водорода своими руками из доступных деталей дома и какие разновидности этого прибора научились делать домашние умельцы.

Модель с двумя фильтрами

Электродами служат небольшие квадратные листы, вырезанные из оцинкованной стали или, лучше, из нержавейки марки 03Х16Н15М3 (AISI 316L). Обычная сталь будет очень быстро «съедена» электрохимической коррозией.

Прорезав ножом отверстие в стенке контейнера, нужно установить на нем два фильтра грубой очистки – подойдут «грязевики» (второе название – косой фильтр) или фильтры от стиральных машин.

Далее контейнер при помощи болтов фиксируют на металлическом основании, после чего к нему присоединяют обратный клапан.

Следом устанавливаются плата толщиной 2,3 мм и барботажная трубка.

Завершается создание электролизера установкой форсунки с затвором, расположенным со стороны платы.

Устройство с верхним расположением контейнера

Электроды выполняются из нержавеющего листа размером 50х50 см, который нужно разрезать болгаркой на 16 равных квадратов. Один угол каждой пластины подрезается, а в противоположном выполняется отверстие под болт М6.

Один за другим электроды одеваются на болт, а изоляторы для них нарезаются из резиновой или силиконовой трубки. Как вариант, можно воспользоваться трубкой от водяного уровня.

Контейнер фиксируется при помощи штуцеров и только после этого устанавливаются барботажная трубка и электроды с клеммами.

Модель с нижним расположением контейнера

В этом варианте сборку прибора начинают с нержавеющего основания, размеры которого должны соответствовать размерам контейнера. Далее устанавливают плату и трубку. Монтаж фильтров в данной модификации не требуется.

Затем к нижней плате нужно прикрепить 6-миллиметровыми винтами затвор.

Установка форсунки осуществляется посредством штуцера. Если все же принято решение установить фильтры, то для их крепления следует использовать пластиковые зажимы на резиновых прокладках.

водородная горелка

Готовое устройство

Толщина изоляторов между пластинами-электродами должна составлять 1 мм. При таком зазоре сила тока будет достаточной для качественного электролиза, в то же время пузырьки газа смогут легко оторваться от электродов.

К полюсам источника питания пластины подключаются поочередно, например, первая пластина – к «плюсу», вторая – к «минусу» и т.д.

Устройство с двумя клапанами

Процесс изготовления 2-клапанной модели электролизера не отличается особой сложностью. Как и в предыдущем варианте, сборку следует начинать с подготовки основания. Выполняется оно из стальной листовой заготовки, которую нужно подрезать в соответствии с размерами контейнера.

К основанию прочно крепится плата (применяем винты М6), после чего можно устанавливать трубку для барботажа диаметром не менее 33 мм. Подобрав к устройству затвор, можно приступать к монтажу клапанов.

контейнер из пластика

Пластиковый контейнер

Первый устанавливается на основании трубы, для чего в этом месте необходимо закрепить штуцер. Соединение уплотняется зажимным кольцом, после чего устанавливается еще одна пластина – она понадобится для фиксации затвора.

Второй клапан следует монтировать на трубе с отступом от края в 20 мм.

Модели на три клапана

Эта модификация отличается не только количеством клапанов, но также и тем, что основание для нее должно быть особенно прочным. Применяется все та же нержавеющая сталь, но большей толщины.

Место для установки клапана №1 нужно выбирать на входной трубе (она подсоединяется прямо к контейнеру). После этого следует закрепить верхнюю пластину и вторую трубку барботажного типа. Клапан №2 устанавливают на конце этой трубки.

Штуцер при установке второго клапана нужно крепить с достаточной жесткостью. Также потребуется зажимное кольцо.

электролизер - конечный этап изготовления

Готовый вариант водородной горелки

Следующий этап – изготовление и установка затвора, после чего к трубе прикручивают клапан №3. При помощи шпилек он должен соединяться с форсункой, при этом посредством прокладок из резины должна быть обеспечена изоляция.

Вода в чистом виде (дистиллированная) является диэлектриком и чтобы электролизер работал с достаточной производительностью, ее следует превратить в раствор.

Наилучшие показатели демонстрируют не солевые, а щелочные растворы. Для их приготовления в воду можно добавить пищевую или каустическую соду. Также подойдут некоторые средства бытовой химии, например, «Мистер Мускул» или «Крот».

Устройство с оцинкованной платой

Очень распространенная версия электролизера, применяющаяся, главным образом, в системах отопления.

Подобрав основание и контейнер, соединяют винтами (их понадобится 4 шт.) платы. Затем сверху на приборе устанавливают изолирующую прокладку.

Стенки контейнера не должны обладать электропроводимостью, то есть быть изготовленными из металла. Если есть необходимость сделать емкость высокопрочной, нужно взять пластиковый контейнер, и поместить его в того же размера металлическую оболочку.

Остается прикрутить контейнер шпильками к основанию, и установить затвор с клеммами.

Модель с оргстеклом

сборка прибораСборку электролизера с применением заготовок из органического стекла назвать простой задачей нельзя – данный материал достаточно сложен в обработке.

Трудности могут подстерегать и на этапе поиска контейнера подходящего размера.

В углах платы высверливают по одному отверстию, после чего приступают к монтажу пластин. Шаг между ними должен составлять 15 мм.

На следующем этапе переходят к установке затвора. Как и в других модификациях, следует применять прокладки из резины. Только нужно учесть, что в данной конструкции их толщина должна составлять не более 2-х мм.

Модель на электродах

Несмотря на слегка настораживающее название, эта модификация электролизера также вполне доступна для самостоятельного изготовления. В этот раз сборку прибора начинают снизу, укрепляя на прочном стальном основании затвор. Контейнер с электролитом, как и в одном из вышеописанных вариантов, расположим сверху.

После затвора приступают к монтажу трубки. Если размеры контейнера позволяют, ее можно оснастить двумя фильтрами.

Далее прикручивают форсунку и принимаются за установку верхнего стального листа. При этом должны соблюдаться два условия:

  • лист не касается контейнера;
  • расстояние между ним (листом) и зажимными винтами должно составлять 20 мм.

При таком исполнении генератора водорода электроды следует крепить к затвору, размещая по другую сторону от него клеммы.

Применение пластиковых прокладок

алюминиевый контейнерВариант изготовления электролизера с прокладками из полимеров позволяет применить алюминиевый контейнер вместо пластикового. Благодаря прокладкам, он будет надежно изолирован.

Вырезая прокладки из пластика (понадобится 4 шт.), необходимо придать им форму прямоугольников. Они укладываются по углам основания, обеспечивая зазор в 2 мм.

Теперь можно приступать к установке контейнера. Для этого понадобится еще один лист, в котором просверливают 4 отверстия. Их диаметр должен соответствовать наружному диаметру резьбы М6 – именно такими винтами будет прикручиваться контейнер.

Стенки у алюминиевого контейнера жестче, чем у пластикового, поэтому для более надежного крепления под головки винтов следует подложить шайбы из резины.

Остается заключительный этап – установка затвора и клемм.

Модель на две контактные клеммы

К основанию, выполненному из стального или алюминиевого листа, прикрепите при помощи цилиндров или винтов пластиковый контейнер. После этого нужно установить затвор.

В этой модификации применяется игольчатая форсунка диаметром в 3 мм или чуть больше. Ее нужно установить на свое место, подсоединив к контейнеру.

Теперь при помощи проводников нужно присоединить клеммы прямо к нижней плате.

Последним элементом монтируется трубка, причем место, в котором она присоединяется к контейнеру, должно быть уплотнено зажимным кольцом.

Фильтры можно позаимствовать в поломанных стиральных машинах либо установить обычные «грязевики».

Еще на шпинделе нужно будет закрепить два клапана.

Схематическое представление

Схематичное описание реакции электролиза займет не более двух строк: положительно заряженные ионы водорода устремляются к отрицательно заряженному электроду, а отрицательно заряженные ионы кислорода – к положительному. Для чего вместо чистой воды приходится применять электролитический раствор? Дело в том, что для разрыва молекулы воды требуется достаточно мощное электрическое поле.

Соль или щелочь выполняет значительную часть этой работы химическим путем: атом металла, имеющий положительный заряд, притягивает к себе отрицательно заряженные гидроксогруппы ОН, а щелочной или кислотный остаток, имеющий отрицательный заряд – положительные ионы водорода Н. Таким образом, электрическому полю остается только растащить ионы к электродам.

схематичное изображение электролизера

Схема электролизера

Наилучшим образом электролиз проходит в растворе соды, одна часть которой разбавляется в сорока частях воды.

Наилучшим материалом для электродов, как уже говорилось, является нержавеющая сталь, а вот для изготовления пластин лучше всего подходит золото. Чем большей будет их площадь и чем выше сила тока – тем в большем объеме будет выделяться газ.

Прокладки можно делать из различных токонепроводящих материалов, но лучше всего для этой роли подходит поливинилхлорид (ПВХ).

Заключение

Электролизер может эффективно применяться не только в промышленности, но и в обиходе.

Вырабатываемый им водород можно превратить в топливо для приготовления пищи, или обогащать им бензо-воздушную смесь, повышая мощность автомобильных двигателей.

Несмотря на простоту принципиального устройства прибора, умельцы научились изготавливать целый ряд его разновидностей: любую из них читатель сможет изготовить собственноручно.

Видео на тему

microklimat.pro

Установки прямого электролиза воды г. Краснодар

Установки прямого электролиза воды представляет собой модульную систему для обеззараживания питьевых и сточных вод, а также окисления примесей воды в системах водоподготовки. Установки прямого электролиза воды работают только в проточном режиме.

Электролизная установка состоит из двух основных элементов:

Электролизёр содержит титановые пластины (электроды) с покрытием из оксидов благородных металлов. В электролизёре из присутствующих в воде хлоридов производится активный хлор, а также при электролизе воды образуются другие окислители (кислород, озон, радикалы).

Производство активного хлора и других окислителей электролизом воды обеспечивает более эффективное обеззараживание и окисление примесей, чем дозирование в воду хлор-газа или гипохлорита натрия.

Блок питания и автоматики снабжен защитными устройствами и микропроцессором контроля работы электролизёра, включая функцию автоматической очистки электродов для предотвращения отложений накипи на электродах.

Артикул производителя Прозиводительность по акт.хл.г./ч Напряжение питающей сети, В Удельное потребление эл.энергии, КВт*ч Ресурс электродов Возможность подключения внешнего управления
ЭУ-ПП1Н21.10 10 380/220 0,6 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.10 10 380/220 0,6 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н21.25 25 380/220 1,5 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.25 25 380/220 1,5 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н21.50 50 380 3 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.50 50 380 3 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н21.100 100 380 6 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.100 100 380 6 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н21.250 250 380 15 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.250 250 380 15 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н21.500 500 380 30 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.500 500 380 30 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н21.1000 1000 380 60 до 9000 Сигнал 4-20 mA
ЭУ-ПП1Н22.1000 1000 380 60 до 9000 Сигнал 4-20 mA

Для применения установки прямого электролиза воды на конкретном объекте следует уточнить её производительность с учётом содержания в воде окисляемых примесей (железо, марганец, сероводород и т.п.), хлоридов и сульфатов, а также необходимую дозу хлора для обеззараживания. После этого определяется необходимое количество установок исходя из производительности объекта.

Следует иметь в виду, что общая производительность установок должна соответствовать максимальному расчётному расходу проходящей через них воды с учётом режима работы системы водоочистки.

Производительность установки при заданной токовой нагрузке зависит от содержания в обрабатываемой воде окисляемых примесей (железо, марганец, сероводород и т.п.), хлоридов и сульфатов, а также от необходимой дозы хлора для обеззараживания.

Установка работает следующим образом. Обрабатываемую воду подают в электролизёр. Включают блок электропитания, и на электролизёр подается постоянный ток. Силу тока подбирают таким образом, чтобы величина остаточного хлора в обработанной воде соответствовала требованиям СанПиН.

prp-servis.ru

Портативная электролизерная установка

В данной статье расскажем про портативную электролизерную установку.

Данное устройство было описано в журнале «Моделист-конструктор» № 10 за 1985 год.

Безопасная портативная электролизерная установка на рабочем месте расширяет творческие возможности мастера при выполнении работ: пайка и плавка металлов различной твёрдости, изготовление, ремонт ювелирных изделий и многое другое. Установка производит разложение воды на водород и кислород электрическим током, является безопасной и высоко-экологической, так как при сгорании газов получается просто перегретый водяной пар, не имеющий цвета и запаха.

электролизёр

Основная часть устройства электролизера состоит из ряда герметических полостей, образованных из стальных пластин — электродов, разделенных резиновыми кольцами и сжатых пластинами (стенки), выполненными из оргстекла. Герметизация набранного пакета, таким образом, осуществляется четырьмя шпильками. Внутренняя часть электролизера (полости) наполовину заполнена водным раствором NаОН или КОН.

 

Приложенное к пластинам-электродам постоянное напряжение вызывает электролиз воды и выделение газообразного водорода и кислорода. Эта смесь отводится через надетую на штуцер полихлорвиниловую трубку в промежуточную емкость, из нее в водный затвор, которые сделаны из двух порожних баллончиков для заправки газовых зажигалок (баллончики завода «Северный пресс» г. Ленинград). Газ, прошедший через водный затвор, где смесь воды с ацетоном в соотношении 1:1 приобретает необходимый для горения состав, и отведенный другой трубкой в форсунку в медицинский шприц с иглой, сгорает у ее выходного отверстия с температурой порядка 1800° С, так работает электролизер.

Конструкция установки проста. Стенки электролизера выполнены из оргстекла толщиной 25 мм, химически стоек к электролитам и позволяет визуально контролировать его уровень, чтобы при необходимости добавлять через наливное отверстие дистиллированную воду. Пластины-электроды изготовлены из нержавеющей стали любой марки, толщиной 0,6-0,8 мм. Для удобства сборки в пластинах выдавлены круглые углубления под резиновые кольца уплотнения, глубина их при толщине кольца 5-6 мм должна быть 2-3 мм.

Кольца, предназначенные для герметизации внутренней полости электрической изоляции пластин, вырезаются из листовой кислотоупорной или маслобензостойкой резины. Все детали соединяют с помощью четырех шпилек М8, изолированных полихлорвиниловой трубкой. Количество пластин-электродов в сборе — 10. Оно определяется параметрами блока электропитания: его мощностью и максимальным напряжением — из расчета 2 Вольта на пластину. Потребляемый ток зависит от количества задействованных пластин (чем их меньше, тем ток больше) и от концентрации раствора щелочи. В работе лучше применять 4-8%-ный раствор электролита, при работе он не так сильно пенится.

картинка чертёж-схема электролизёра

Выводы с электронаконечниками припаиваются к первой и трем последним пластинам. В качестве источника питания можно использовать выпрямитель, описанный в книге (совет 16), или стандартное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов ВА-2, подключенное на 8 пластин, при напряжении 17 В и токе около 5 А, которое обеспечивает необходимую производительность горючей смеси для форсунки-иглы с внутренним диаметром 0,6 мм. Оптимальное соотношение диаметра иглы форсунки и производительности электролиза устанавливается опытным путем так, чтобы зона воспламенения смеси располагалась вне иглы. Если производительность мала или диаметр отверстия слишком велик, горение начнется в самой игле, которая от этого быстро разогреется и сплавится. Надежным заслоном от распространения пламени по подводящей трубке внутрь электролизера является водяной затвор, который выполнен из полупрозрачного материала и позволяет контролировать уровень жидкостей в водяном растворе. Промежуточная емкость исключает возможность смешивания электролита и состава водного затвора в режимах интенсивной работы или под действием разряжения, возникающего при выключении электропитания. А чтобы этого избежать, по окончании работы следует сразу же отсоединить трубку от электролизера. Штуцеры емкостей сделаны из медных трубок 0 4 и 6 мм, устанавливаются в верхней части баллончиков на резьбе. Через них же осуществляется заливка состава водного затвора и слив конденсата из разделительной емкости. Соедините короткой полихлорвиниловой трубкой 0,5 мм электролизер с промежуточной емкостью, последнюю с водным затвором, а его выходной штуцер с более длинной трубкой (шланг) с форсункой — медицинский шприц с иглой. Внутрь рукоятки (шприца) помещается огнегасительная набивка — латунная сетка, свернутая в спираль.

Включите выпрямитель, подрегулируйте напряжением или количеством подключаемых пластин номинальный ток и подожгите выходящий из форсунки газ. Температура пламени также поддается некоторой корректировке составом водяного раствора, если залить в водяной раствор метиловый спирт, можно поднять температуру факела до 2600° С, для снижения температуры пламени водяной затвор заполняют смесью ацетона и воды в соотношении 1:1.

 

В приведённой конструкции используется большой электрический ток. Производительность и коэффициент полезного действия электролизерных установок не высокие, поэтому в мире проводятся исследования по повышению этих показателей, путём изменения конструкций электролизёров. Одним из перспективных направлений, на мой взгляд, являются работы американского инженера Стэнли Мэйера.

meanders.ru

Портативная электролизная установка » Полезные самоделки

Используя принцип получения водорода с помощью электролиза водного раствора щелочи, я решил сделать простой и компактный аппарат, удобный для работы с небольшими деталями, при пайке твердыми припоями. Благодаря малым наружным габаритам электролизера ему найдется место и на небольшом рабочем столе, а использование в качестве блока электролитания стандартного выпрямителя для подзарядки аккумуляторных батарей облегчает изготовление установки и делает работу с ней безопасной.

Относительно небольшая, но вполне достаточная производительность аппарата позволила предельно упростить конструкцию водяного затвора и гарантировать пожаро- и взрывобезопасность.

Устройство электролизера


Между двумя платами, соединенными четырьмя шпильками, размещена батарея стальных пластин-электродов, разделенных резиновыми кольцами. Внутренняя полость батареи наполовину заполнена водным раствором КОН или NaОH. Приложенное к пластинам постоянное напряжение вызывает электролиз воды и выделение газообразного водорода и кислорода.

Эта смесь отводится через надетую на штуцер полихлорвиниловую трубку в промежуточную емкость, а из нее в водяной затвор, которые сделаны из двух порожних баллончиков для заправки газовых зажигалок (можно использовать баллончики завода «Северный пресс» г. Ленинград). Газ, прошедший через помещенную там смесь воды с ацетоном в соотношении 1 : 1, имеет необходимый для горения состав и, отведенный другой трубкой в форсунку - иглу от медицинского шприца, сгорает у ее выходного отверстия с температурой около 1800°С.


Водяная горелка портативной электролизной установки

Рис. 1. Водяная горелка.


Для плат электролизера я использовал толстое оргстекло, толщиной 25 мм. Этот материал легко обрабатывается, химически стоек к действию электролита и позволяет визуально контролировать его уровень, чтобы при необходимости добавлять через наливное отверстие дистиллированную воду.

Пластины можно изготовить из листового металла (нержавеющая сталь, никель, декапированное или трансформаторное железо) толщиной 0,6-0,8 мм. Для удобства сборки в пластинах выдавлены круглые углубления под резиновые кольца уплотнения, глубина их при толщине кольца 5-6 мм должна быть 2-3 мм.

Кольца, предназначенные для герметизации внутренней полости и электрической изоляции пластин, вырезаются из листовой маслобензостойкой или кислотоупорной резины. Сделать это вручную несложно, но все же идеальным будет выполненный с помощью круглореза.

Четыре стальные шпильки M8, соединяющие детали, изолированы кембриком 10 мм и пропущены в соответствующие отверстия 11 мм.

Количество пластин в батарее - 9. Оно определяется параметрами блока электропитания: его мощностью и максимальным напряжением - из расчета 2 В на пластину. Потребляемый ток зависит от количества задействованных пластин (чем их меньше, тем ток больше) и от концентрации раствора щелочи. В более концентрированном растворе ток меньше, но лучше применять 4-8%-ный раствор - при электролизе он не так пенится.

Контактные клеммы припаиваются к первой и трем последним пластинам. Стандартное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов ВА-2, подключенное на 8 пластин, при напряжении 17 В и токе около 5 А обеспечивает необходимую производительность горючей смеси для форсунки - иглы с внутренним 0,6 мм. Оптимальное соотношение диаметра иглы форсунки и производительности электролизера устанавливается опытным путем - так, чтобы зона воспламенения смеси располагалась вне иглы. Если производительность мала или диаметр отверстия слишком велик, горение начнется в самой игле, которая от этого быстро разогреется и оплавится.

Надежным заслоном от распространения пламени по подводящей трубке внутрь электролизера является простейший водяной затвор, который сделан из двух порожних баллончиков для заправки газовых зажигалок. Достоинства их те же, что и у материала плат: легкость механической обработки, химическая стойкость и полупрозрачность, позволяющая контролировать уровень жидкости в водяном затворе. Промежуточная емкость исключает возможность смешивания электролита и состава водяного затвора в режимах интенсивной работы или под действием разряжения, возникающего при выключении электропитания. А чтобы этого избежать наверняка, по окончании работы следует сразу же отсоединять трубку от электролизёра. Штуцеры емкостей сделаны из медных трубок 4 и 6 мм, устанавливаются в верхней стенке баллончиков на резьбе. Через них же осуществляется заливка состава водяного затвора и слив конденсата из разделительной емкости. Отличная воронка для этого получится из еще одного пустого баллончика, разрезанного. пополам и с установленной на месте клапана тонкой трубкой.

Соедините короткой полихлорвиниловой трубкой 5 мм электролизер с промежуточной емкостью, последнюю - с водяным затвором, а его выходной штуцер более длинной трубкой - с форсункой-иглой (В качестве форсунки можно использовать медицинский шприц с иглой). Внутрь рукоятки (шприца) помещается огнегасительная набивка - латунная сетка, свернутая в спираль.


Устройство портативной электролизной установки
Устройство портативной электролизной установки
Устройство портативной электролизной установки

Рис. 2. Устройство электролизера:
1 - изолирующая полихлорвиниловая трубка 10 мм, 2 - шпилька М8 (4 шт.), 3 - гайка М8 с шайбой (4 шт.), 4 - левая плата, 5 - пробка-болт М10 с шайбой, 6 - пластина, 7 - резиновое кольцо, 8 - штуцер, 9 - шайба, 10 - полихлорвиниловая трубка 5 мм, 11 - правая плата, 12 - короткий штуцер (3 шт.), 13 - промежуточная емкость, 14 - основание, 15 - клеммы, 16 - барботажная трубка, 17 - форсунка-игла, 18 - корпус водяного затвора.

Включите выпрямитель, подрегулируйте напряжением или количеством подключаемых пластин номинальный ток и подожгите выходящий из форсунки газ.


Если вам необходима большая производительность - увеличьте количество пластин и примените более мощный блок питания - с ЛАТРом и простейшим выпрямителем. Температура пламени также поддается некоторой корректировке составом водяного затвора. Когда в нем только вода, в смеси содержится много кислорода, что в некоторых случаях нежелательно. Залив в водяной затвор метиловый спирт, смесь можно обогатить и поднять температуру до 2600° С. Для снижения температуры пламени водяной затвор заполняют смесью ацетона и воды в соотношении 1 : 1. Однако в последних случаях следует не забывать пополнять и содержимое водяного затвора.

Портативная электролизная установка
Портативная электролизная установка

Ю. ОРЛОВ, г. Троицк, Московская обл.
Опубликовано: Моделист конструктор

www.freeseller.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о