Монополярная ванна
Cтраница 1
 |
Схема монополярной ванны.| Схема биполярной ванны. / - анод. 2-катод. 3 - биполярные электроды. [1] |
В монополярных ваннах ( рис. 248) электроды расположены параллельно. При таком соединении каждый отдельный электрод является или анодом или катодом. [2]
В монополярных ваннах все катоды соединены с отрицательной шиной электрической цепи, а все аноды - с положительной. При этом электроды оказываются включенными в электрическую цепь параллельно. Напряжение на монополярной ванне представляет собой разность потенциалов между анодом и катодом в любой паре электродов. Плотность тока при данной силе тока определяется поверхностью всех электродов одноименной полярности. [3]
Более совершенная конструкция монополярной ванны ( тип В-3) с двойными перфорированными плоскими электродами создана в СССР на нагрузку в 14000 а. Корпус ванны изготовлен из листовой стали и герметически закрыт стальной крышкой, присоединяемой на болтах. Уплотнение крышки с корпусом достигается клингеритовой прокладкой, покрытой битумом. В крышке ванны закреплены электроды - 10 анодов и 11 катодов. Аноды окружены асбестовыми диафрагмами, крепящимися болтиками к нижним краям колоколов. Устройство электродов ванны В-3 показано на рис. 78 а. Электроды состоят из двух дырчатых стальных пластин размером ЮООх хЮОО мм, толщиной 2 мм, расположенных на расстоянии 30 мм друг от друга. [4]
Вместе с тем работа На монополярных ваннах связана с повышенным удельным расходом электроэнергии и низким напряжением электрического тока. Потребляемая мощность одной монополярной ванны практически ограничивается 40 - 50 кет, поэтому, производительность отдельной ванны незначительна. На электролизных установках большой производительности приходится предусматривать батареи, состоящие из нескольких сот монополярных ванн, занимающих значительную площадь и требующих больших затрат на токоподводящие устройства. [5]
Фильтр-прессные электролизеры с биполярным включением электродов имеют целый ряд преимуществ перед монополярными ваннами электролиза воды. Из них наиболее существенными являются: высокая электрическая мощность и, следовательно, высокая производительность; резкое сокращение падения напряжения в шинах и контактах ( в биполярном электроде потеря напряжения ничтожно мала); уменьшение затрат рабочей силы на обслуживание в связи с высоким уровнем автоматизации процесса. К основным недостаткам описываемых электролизеров относятся сложность конструкции и эксплуатации, а также значительная утечка тока, которая не только снижает выход по току основных продуктов, но и вызывает появление очагов электрокоррозии. Последнее обстоятельство сокращает срок службы электролизеров и комплектующего их оборудования. [6]
Устройство ванн с монополярными электродами более просто, но они занимают большую площадь, тогда как ванны биполярного типа сложнее по устройству, но производительность единицы их объема очень высока и, следовательно, они занимают меньшую площадь при равной мощности с монополярными ваннами. [7]
 |
Схема монополярной ванны. [8] |
В зависимости от схемы включения электродов в электрическую сеть различают две группы ванн: монополярные и биполярные. В монополярных ваннах ( рис. 83) одна половина электродов, параллельно соединенных с положительной шиной, является анодом, а другая половина - катодом. При таком расположении электродов напряжение на ванне определяется разностью потенциалов на одной паре катод-анод, и сила тока пропорциональна плотности тока и поверхности электродов одного и того же знака. [9]
Вместе с тем работа На монополярных ваннах связана с повышенным удельным расходом электроэнергии и низким напряжением электрического тока. Потребляемая мощность одной монополярной ванны практически ограничивается 40 - 50 кет, поэтому, производительность отдельной ванны незначительна. На электролизных установках большой производительности приходится предусматривать батареи, состоящие из нескольких сот монополярных ванн, занимающих значительную площадь и требующих больших затрат на токоподводящие устройства. [10]
 |
Ванна с двойными плоскими электродами. [11] |
Конструкций электролизеров известно много. На рис. 85 изображен один из электролизеров - монополярная ванна с двойными плоскими электродами ящичной конструкции. [12]
В монополярных ваннах все катоды соединены с отрицательной шиной электрической цепи, а все аноды - с положительной. При этом электроды оказываются включенными в электрическую цепь параллельно. Напряжение на монополярной ванне представляет собой разность потенциалов между анодом и катодом в любой паре электродов. Плотность тока при данной силе тока определяется поверхностью всех электродов одноименной полярности. [13]
Как видно из описания монополярных ванн, потребляемая ими электрическая мощность не превышает 35 - 40 кет. В связи с этим на больших установках по производству водорода в работе находится несколько сотен отдельных аппаратов, что требует большой площади зданий, крупных затрат на ошиновку, устройства длинных трубопроводов и, наконец, затрудняет обслуживание. При оборудовании небольших установок монополярными ваннами возникают затруднения с выбором источников постоянного тока, так как для них требуется ток большой силы и относительно небольшого напряжения. Устройство механических умформеров с подобной характеристикой обходится дорого, а сами машины имеют большие размеры. Применение же ртутных выпрямителей здесь нерационально ввиду их малого коэфициента полезного действия при работе с низким напряжением. [14]
Производство электролитического водорода основано на электролизе воды постоянным током в электролизных ваннах ( электролизерах) различных конструкций. В качестве электролита обычно используется водный раствор едкого кали или едкого натра. Электролизеры в зависимости от расположения электродов и способа подведения к ним электротока подразделяются на монополярные и биполярные. Наиболее распространены открытая монополярная ванна с двойными плоскими металлическими электродами, подвешенными в стальном ящике ( кожухе) ванны параллельно один другому и погруженными в электролит, и фильтр-прессные биполярные ванны, состоящие из ряда соединенных одна с другой электролитических ячеек с размещенными между ними электродами. [15]
Страницы: 1 2