| Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики http://www.chemistry-chemists.com/forum/ |
|
| Как рассчитать электролизер для электролиза воды http://www.chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=12&t=6113 |
Page 8 of 10 |
| Author: | Livsi [ 21 Jun 2014 00:53 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
А такой вариант датчика давления прокатит? Все та же трубка с водяным столбом, по принципу сообщающихся сосудов. При выключенном электролизере, вода заполнит ее до уровня электролита, затем оставить, выше уровня электролита, кусок трубки высотой скажем 10см и заглушить ее сверху. Т.е. в трубке над электролитом окажется пузырь воздуха с атмосферным давлением. при работе электролизера, давление в нем, начнет выдавливать электролит в трубку, а он начнет давить на воздушный пузырь. Во сколько раз пузырь сожмет, такое и давление. В два раза высота пузыря уменьшилась - 2 атмосферы, в 4ре раза - 4 атмосферы и тд... Такое прокатит? |
|
| Author: | valeriy45 [ 21 Jun 2014 17:05 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Livsi wrote: А такой вариант датчика давления прокатит? Все та же трубка с водяным столбом, по принципу сообщающихся сосудов. При выключенном электролизере, вода заполнит ее до уровня электролита, затем оставить, выше уровня электролита, кусок трубки высотой скажем 10см и заглушить ее сверху. Т.е. в трубке над электролитом окажется пузырь воздуха с атмосферным давлением. при работе электролизера, давление в нем, начнет выдавливать электролит в трубку, а он начнет давить на воздушный пузырь. Во сколько раз пузырь сожмет, такое и давление. В два раза высота пузыря уменьшилась - 2 атмосферы, в 4ре раза - 4 атмосферы и тд... Такое прокатит? Так наверно можно, но могут быть какие то подводные камни, зависимость скорее всего будет нелинейная так как в начале у Вас раствор комнатный, а при работе теплый или горячий. По развитию поверхности за счет проработки и за счет этого увеличение производительности при фиксированном напряжении на ячейке очень похоже. В промышленности кстати электроды для этой цели пескоструят. С ростом температуры электропроводность раствора растет, сопротивление падает. |
|
| Author: | perdolea [ 22 Jun 2014 08:12 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
А для защиты ,кроме водных затворов ,вы что еще используете?Обратные клапана от кислородо-ацетиленовой сварки подойдут? Или обычный редуктор? |
|
| Author: | Livsi [ 22 Jun 2014 11:35 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
valeriy45 wrote: Так наверно можно, но могут быть какие то подводные камни, зависимость скорее всего будет нелинейная так как в начале у Вас раствор комнатный, а при работе теплый или горячий. Да, за температуру не подумал, электролит как элекролит, у него плотность от температуры не так уж сильно пляшет. А вот давление внутри воздушного пузыря сииильно от температуры зависеть будет, а ведь его температура будет зависеть и от температуры окр среды, и от электролизера... Тут калибруй \ не калибруй а все равно хз что он за показания даст... Придется на промышленные датчики раскошелиться.valeriy45 wrote: По развитию поверхности за счет проработки и за счет этого увеличение производительности при фиксированном напряжении на ячейке очень похоже. В промышленности кстати электроды для этой цели пескоструят. О как... А я думал пескоструем просто окислы сдирают с электродов. Буду знать. Думал окисные пленки снижают проводимость пластин, ну типа как окислы на закисших контактах.
|
|
| Author: | Livsi [ 22 Jun 2014 11:43 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
perdolea wrote: А для защиты ,кроме водных затворов ,вы что еще используете?Обратные клапана от кислородо-ацетиленовой сварки подойдут? Или обычный редуктор? Пока ничего, пока все на стадии экспериментов. В планах: 1) На электролизере, возможно будет окно с силиконовой мембраной на случай взрыва. Делать или не делать решу после тестового подрыва электролизера. Надеюсь резиновые прокладки не хуже разрушения мембраны сработают и окно не понадобится. 2) Два к ряду водяных затвора с силиконовой мембраной которая будет разрушаться в случае взрыва. Возможно вместо силикона фольгу использую, пока не решил, надо пробовать. Тут http://www.podelkimetall.ru/994-.html интересная конструкция водяного затвора с подрывнымм клапаном тож рассмотрю как вариант. 3) После затворов, защитный клапан, пока смотрю в сторону этих http://pzv.com.ua/gazoplamennaia_obrabo ... stroistva/ , но буду еще уточнять у производителя пойдут ли они на гремучий газ. Есть еще аналогичные от Rothenberger и других производителей, но сиииильно дороже. В инете видел народ обратные клапана от аквариумных компрессоров ставит. ИМХО херня полная, они и на аквариумах паршиво работают, не то что на горелке, да и хлипкие они... 4) После шланга трубка отсечки пламени заполненная проволокой или сеткой -> еще один защитный клапан -> горелка 5) В самой горелке отсечка пламени в виде участка трубки заполненного медной или бронзовой путанкой или сеткой. Редукторов не планируется, они нужны только если есть емкость для накопления газа с избыточным давлением. Регулировку давления газа буду делать через питание электролизера. Больше расход-больше ток, меньше расход - меньше ток. Блок питания буду делать на ШИМ-контроллере со стабилизацией по току. Еще в управление ШИМ планирую ввести обратную связь с датчиком давления (http://www.bdsensors.ua/products/pressure.php или аналогичные) пока правда хз как это схемотехнически решить. Хочу чтоб давление в электролизере контролировалось датчиком, падение давление увеличивало ток, увеличение - снижало ток, вплоть до отключения питания при превышении давления в 0,5-0,6МРа. Датчик уровня, в процессе работы хз, будет он нормально мерить или нет, из-за пузырьков газа уровень прилично скачет. Но думаю мерить уровень электролита перед стартом и после остановки, вполне достаточно. Работа горелкой без остановки, как правило не превышает 5-10 минут. Раз в 10 минут проверить уровень электролита, и подать "три зеленых свистка вверх" чтоб перед следующим стартом напомнить да дозаправку, ИМХО с головой хватит. Если уровень ниже критического, аварийная остановка пока не дольеш. Датчик температуры - при достижении температуры 40градусов электролита чтоб включался обдув электролизера, при превышении 55-60градусов аварийная остановка пока не остынет. хотя не уверен что оно понадобится, в начале без него сделаю, если будет перегреваться, добавлю. |
|
| Author: | valeriy45 [ 22 Jun 2014 16:52 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Я не спец конечно по сварочным горелкам, но я все таки непонимаю зачем такое большое давление для горелки. Я уже писал что в лабе где я работал была горелка( изначально обычная сварочная только соплозаманено на более широкое для более широкого пламени) которая использовалась для мелких стеклодувных операций. Так вот она питалась от пропанового баллона с бытовым редуктором(имхо выходное давление как в бытовой газовой сети несколько см водн ст) и запараллеленных аквариумных компрессоров( давление тоже никакое, шланг спокойно пальцем затыкался) и все работпло ок. Не яснозачем надо для горелки 1-4 атм. Если все таки надо и хотите датчик, можете посмотреть в сторону автомобильных датчиков давления масла, они не дорогие, правда и не очень надежные |
|
| Author: | Livsi [ 22 Jun 2014 19:09 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
На самом деле у меня тож есть сомнения по давлению, точнее в его единицах измерения, Вычитал в описании нескольких горелок 0,03-0,4Мра, но хз, может там опечатка, может должно быть в килограммах или в атмосферах... http://www.mukhin.ru/stroysovet/vo/31.html "Таблица 53. Газосварочные горелки" я ориентируюсь на ГС2, мощнее не надо, меньше не интересно... давление самого горючего газа крапалевое, а вот кислорода в несколько десятков раз выше (судя по таблице). По скольку у меня состав газа не регулируется, я ориентируюсь на общее давление газов и общий расход. |
|
| Author: | Livsi [ 23 Jun 2014 11:18 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Еще такой вопрос, какую температуру электролита можно считать оптимальной, и выше какой подыматься не стоит? |
|
| Author: | valeriy45 [ 23 Jun 2014 13:27 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
В общем то температура скорее лимитируется конструкционными материалами электролизера 70-80 нормально, в промышленности температура при электролизе ок 80. Главное чтоб не закипел, ну и еще при повышенной температуре газ будет сильно влажный что может помешать работе горелки, это тоже надо учитывать( хотя он будет охлаждаться в водяных затворах |
|
| Author: | Livsi [ 07 Jul 2014 12:40 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Подскажите, газ Брауна и гремучий газ это одно и тоже, или всеж разные вещи? Самодельшики-электролизерщики гремучий газ называют газом Брауна. Но на нескольких сайтах встречал статью, в которой пишется что газ Брауна, это смесь кислорода с водородом в соотношении как в гремучем газе, но газы находятся не в молекулярном, а в атомарном состоянии, якобы даже специальные электролизеры есть с хитрыми электродами, на которых атомарные газы прут вместо молекул... Типа при горении обычного газа часть энергии горения расходуется на разрыв молекул на атомы, и только потом атомы соединяются в молекулу воды с выделением тепла. А в газе брауна газы уже атомарные, и горение такого газа дает больше теплоты. Сайты на которых читал, правда, аж никак на серьезные не тянут... Просветите плиз, а тож интересно блин аж спать не дает... |
|
| Author: | DVP [ 07 Jul 2014 13:18 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Атомарный газ водорода и/или кислорода при нормальных условиях не существует. |
|
| Author: | Trel [ 07 Jul 2014 13:23 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Одно можно сказать точно - газы в атомарном состоянии при н. у. могут существовать доли секунды. Все системы стремятся к состоянию минимальной энергии, а разница в энергии между молекулярным и атомарным состояниями очень велика. |
|
| Author: | DVP [ 07 Jul 2014 13:38 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Trel wrote: Одно можно сказать точно - газы в атомарном состоянии при н. у. могут существовать доли секунды. Все системы стремятся к состоянию минимальной энергии, а разница в энергии между молекулярным и атомарным состояниями очень велика. Иногда время перехода к минимальной энергии бесконечно велика (и не зависит от разницы в энергии, например: ВВ могут годами лежать без изменений, хотя энергия продуктов взрыва имеет меньшее значение), иногда наоборот, система переходит к состоянию с бОльшей энергии, за счет энтропии (потенциал Гиббса определяет направление реакции, к примеру: получение натрия по реакции с алюминием при больших температурах). В данном случае при н.у система с одноатомных молекул длительно существовать не может, а значит в данной конструкции ни какого практического значения не имеет. |
|
| Author: | Trel [ 07 Jul 2014 15:09 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Ну да, термодинамика не отвечает на вопрос "как долго?", этим занимается кинетика. Хотя здесь можно обойтись и без термодинамики с кинетикой - просто сказать, что атомарные водород и кислород - радикалы, а значит не могут существовать долго. Да и если бы можно было бы составить смесь из атомарного водорода и кислорода, она тут же прореагировала, ведь энергия активации в данном случае равна нулю (примерно как платина поджигает гремучий газ из-за частичной атомизации). |
|
| Author: | Livsi [ 07 Jul 2014 18:51 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Ну я так примерно и думал по поводу атомарного состояния газов, водород как водород, а вот кислород в атомарном состоянии... совсем не верится что он может просто так быть в атомарном состоянии, и не начать окислять все подряд вокруг себя... Кстати про платину и стальные электроды, есть тож небольшая непонятка. Тут в теме несколько раз уже говорили и предупреждали меня, что в присутствии платины, гремучий газ самовоспламеняется на ура, даж говорили, что ничтожные примеси платины в электродах могут провоцировать взрыв. Но вот читаю умные книги которые мне тут рекомендовали, и постоянно наталкиваюсь на платиновые электроды в электролизе воды, их сравнение с другими материалами (сталь, никель, никелевая нержавейка и тп), даж в одной из книг платиновые электроды рекомендовались как оптимальные для электролиза воды в лабораторных условиях. Как так? Почему, если платина настолько опасна при контакте с гремучим газом? И еще вопрос встал по поводу электродов из стали. В книгах пишут что их широко применяют в промышленных электролизерах, собственно как тут мне и говорили. Но вместе с тем, когда читал про свойства и характеристики электролитов на основе КОН и NaOH постоянно обращается внимание на то что крайне не желательно присутствие в них ионов железа, вплоть до того чтоб исключить контакт электролита с железными частями электролизера (патрубки, фланцы и тп), а если нет такой возможности то нужно их никелировать или покрывать другими покрытиями. Даже щелочь для приготовления электролита, рекомендуют применять не техническую, а ХЧ и ЧДА, даже в промышленных установках, и как бы обосновывают, что не смотря на то, что ХЧ и ЧДА на много дороже чем Тех., все равно экономически это обоснованно, поскольку щелочь загружается один раз на весь срок работы, а потом доливается только вода. Как бы странно, в начале пишут что, стальной электрод в промышленных электролизерах рулит, а через десяток страниц спустя, пишут что надо исключать контакт электролита с железом... Моя не понимать... |
|
| Author: | Livsi [ 07 Jul 2014 19:06 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Еще вопрос, в книгах вскользь проскальзывало, что перемешивание анодного и катодного электролита внутри ячейки как то влияет на выход газа, правда не понял как именно, уменьшает или повышает выход, как-то там сильно мудрено написано и всего несколько строк... Так как все же влияет естественное перемешивание электролита внутри ячейки пузырьками воздуха? И стоит ли ставить между анодом и катодом какую то перегородку (не мембрану), которая не повлияет на ток в ячейке, но затруднить перемешивание электролита пузырьками? Ну например мелкую сеточку поставить типа москитной, сильно го влияния на проводимость ячейки она не окажет, а вот перемешивание жидкости сильно уменьшит. Стоит с этим заморачиваться? |
|
| Author: | DVP [ 07 Jul 2014 20:57 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Насчет платиновых электродов, ведь при получении водорода на таких электродах его не смешивают с кислородом, и гореть там нечего. Я как то делал электролизер на железных электродах (не для таких целей как у Вас, то смешивание с кислородом отсутствовало. да и проработала такая установка не долго), то довольно не плохо стояли. Однако, напряжение поляризации на таких электродах выше, соотв значительно ниже КПД и выше нагрев системы. И вообще, мне затея с получением гремучего газа крайне не нравится. Лучше сделать сложнее и получать отдельно кислород и водород. |
|
| Author: | valeriy45 [ 08 Jul 2014 16:32 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Livsi wrote: Кстати про платину и стальные электроды, есть тож небольшая непонятка. Как бы странно, в начале пишут что, стальной электрод в промышленных электролизерах рулит, а через десяток страниц спустя, пишут что надо исключать контакт электролита с железом... Моя не понимать... Про платину: лабораторные ячейки как правило делают для получения раздельно кислорода и водорода. Тут у платины есть два преимущества: на платине низкое перенапряжение выделения водорода( за то правда для кислорода очень большое) и второе платина в данной среде устойчиво работает как анод. Катализирует возгорание гремучего газа мелкодисперсная платина, у меня есть сомнения что компактная будет работать так же. Ну и Вам явно бояться нечего если электроды стальные. Второй вопрос интереснее. Наличие ионов железа в растворе может усиливать коррозию стального анода. От контакта с электролитом стараются предохранять те части которые не под током( патрубки и т д.), электроды по идее корродировать не должны( катод-понятно он под катодной поляризацией, анод -при работе находится в области пассивного состояния) то что не под током может корродировать. |
|
| Author: | DVP [ 08 Jul 2014 19:04 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
Не забывайте, что температура электролиза может быть и 80оС и более. Тогда и компактная платина может сработать. Я уже писал, в 80г прошлого столетия на Черкасском ПО «АЗОТ» взорвался мокрый газгольдер СО2, цех М2 (производство карбамида) как версия: в СО2 есть остоточные горючие, метан, водород, СО (там по схеме есть отделение очистки СО2 от горючих, но отделение не работало, шло все по байпасу). А кислород в СО2 подается по технологии (для пассивации металла колоны синтеза,), как легкие газы, по сравнению с СО2 горючие и кислород скопились вверху купола и произошло самовозгорание, ну и взрыв, газгольдер развернуло, деревья находили на расстоянии 200-300 м от газгольдера. Кроме платины некоторые сульфиды обладают каталитическим свойством. |
|
| Author: | Upsidesium [ 08 Jul 2014 21:19 ] |
| Post subject: | Re: Подскажите как рассчитать электролизер для электролиза в |
DVP wrote: Кроме платины некоторые сульфиды обладают каталитическим свойством. Например никеля и марганца. |
|
| Page 8 of 10 | All times are UTC [ DST ] |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|