Способ получения водорода и кислорода

Результат выполнения технологической разработки. Cпособ получения водорода и кислорода, включает преобразование электрической энергии в плазмоэлектролитическом процессе и получение водорода и кислорода. Способ отличается тем, что плазмоэлектролитический процесс обеспечивается подачей раствора электролита турбулентным непрерывным потоком, через систему симметрично расположенных горизонтально, полых цилиндрических электродов с отверстиями, катоды выполнены из бронзы общей площадью s=34,8⋅10-4 м2, аноды из нержавеющей стали общей площадью s=16,4⋅10-4 м2. Образующиеся газы отводятся посредством выходных патрубков сбора водорода и кислорода, при этом в качестве раствора электролита используют водный раствор щелочи Са(ОН)2 плотностью 1030 кг/м3, процесс электролиза протекает при импульсном напряжении с применением импульсного тока треугольной формы величиной 4,58 А. Регулировка интенсивности процесса осуществляется посредством изменения числа пар электродов от 2 до 8 и расстояния между ними. При прохождении раствора электролита формируется турбулентный поток за счет цилиндрической формы электродов и корпуса установки. Протекающий процесс проточного (турбулетного) типа для получения водорода и кислорода, обеспечивается наличием системы симметрично расположенных горизонтально электродов (анода и катода) цилиндрической формы, полых внутри, количеством от 2 до 8 пар, снабженных вертикальными технологическими отверстиями. Отверстия обеспечивают сфокусированный, направленный отвод газов в выходные патрубки сбора водорода и кислорода и диэлектрическими держателями, а также наличием контактов подключения к источнику импульсного напряжения. Для эффективного получения водорода и кислорода используется система разности электролитического потенциала металлов электродов для синтеза водорода и кислорода. Результаты опытов показали, что с применением бронзового катода и анода из нержавеющей стали процесс протекает наиболее эффективно. Аноды и катоды подсоединены к источнику импульсного питания частотой 500 Гц. Технический эффект - повышение устойчивости технологического процесса и энергетических показателей устройства, а также возможность регулировки производительности, путем уменьшения количества электродов до двух посредством их извлечения. Производительность устройства достигается за счет распределенной плотности тока по электродам установки. За счет особенностей конструкции катода и анода проходящий раствор равномерно прогревается по всей площади взаимодействия раствора и электродов, то есть происходит эффективное прогревание раствора по всему объему устройства. Использование щелочного раствора Са(ОН)2 при соотношении воды и щелочи 11:1, позволяет повысить ионизацию воды и эффективность выделения газов водорода и кислорода, а также тепла в установке за счет разной электролитической активности материалов катода, выполненного из бронзы и анода, выполненного из нержавеющей стали. Экспериментальные данные показали, что в случае использования щелочи NaOH, процесс электролиза протекает менее интенсивно. Благодаря симметрично расположенной системе электродов в межэлектродном пространстве между анодами и катодами происходит распределение плотности электрического потенциала, что обеспечивает турбулентность протекающего потока электролита с кавитацией газов на поверхности электродов в ходе плазмоэлектролитического процесса, который в свою очередь сопровождается получением водорода и кислорода производительностью выше чем у прототипа с коэффициентом энергетической эффективности до 3. Что можно применить для локального получения водорода и кислорода для технологических нужд, к примеру, для охлаждения высокотехнологических установок с меньшими энергетическими затратами. Техническим результатом является повышение эффективности получения водорода и тепла при работе электролизера и экономия энергозатрат. Разработка защищена патентом РФ № 2836670.