· по мощности – на электролизёры малой (до 50 кА), средней (от 50 до 100 кА), большой мощности (от 100 до 160 кА) и сверхмощные (от 180 кА и выше).
Электролизер с самообжигающимся анодом (СОА) боковым токоподводом (БТ)
Электролизер с самообжигающимся анодом (СОА) верхним токоподводом (ВТ)
Электролизёр с обожженным анодом (ОА) верхним токоподводом (ВТ)
Электролизёр для рафинирования алюминия (АВЧ)
Схема включения электролизёров в цепь серии
Электролитическое получение алюминия производится в агрегатах, называемых алюминиевыми электролизёрами. Группа электролизёров, подключенных к одной преобразовательной подстанции, называется электролизной серией. Расположение электролизёров в корпусе – двурядное. Включение электролизёров в цепь серии – последовательное. К оборудованию электролизной серии относятся: электролизёры с ошиновкой, электромостовой монтажный кран, электромостовые штыревые краны, напольная обрабатывающая техника, вакуум–ковши, балки для перетягивания анодной рамы, крановые весы, система АПГ, шкафы управления электролизёром.
Электролиз. 10 класс.
Электроснабжение завода осуществляется от Красноярской ГЭС и единой энергетической системы Сибири.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Информационный портал
Электролизеры с твердым полимерным электролитом (ТПЭ)
Реальная возможность создания таких электролизеров появилась после разработки беспористых полимерных мембран на основе перфторированного углерода, обладающих удовлетворительной механической прочностью, химической стойкостью и высокой электропроводностью в смо-90
Ченнйм водой состоянии при температурах от §00 до 420 К. Переносчиком заряда в таких мембранах является гидратированный протон, т. е. полимерная мембрана представляет собой твердый кислый электролит. При электролизе воды на электродах, контактирующих с мембранным электролитом, реализуются следующие процессы:
Как видно из этих уравнений, при протекании в ячейке тока с анода на катод переносится некоторое количество воды. Удельное сопротивление пропитанного водой твердого электролита при 300 К составляет Около 15 Ом-см, т. е. падение напряжения на мембране толщиной 0,25 мм при /^1 А-см-2 составит примерно 0,38 В. Твердый электролит работоспособен до давлений около 20 МПа, его газонепроницаемость обеспечивает высокую частоту генерируемых газов и безопасность работы электролизера. При сравнительно небольшом напряжении ячейки могут быть достигнуты большие плотности тока — до 2—3 А-см-2.
Поскольку твердый электролит является кислотой, материалы электродов, непосредственно контактирующих с мембраной, должны быть коррозионно-стойкими в кислых средах при рабочих параметрах электролизера. В кислых средах ряд каталитической активности катодной реакции выделения водорода имеет вид
В существующих опытных образцах электролизеров с ТПЭ используются катализаторы иа платиновой основе, при этом на 1 см2 видимой поверхности электрода расходуется несколько миллиграммов платиновых металлов.
В электролизере фирмы «Дженерал электрик» используется мембрана из ТПЭ толщиной 0,25 мм, количество платиновых металлов на поверхности электродов составляет около 1 —1,5 мг-см-2. При этом при Г=423К и /= = 1 А-см~2 напряжение ячейки составляет около 1,7 В при ресурсе работы ячейки более 5 тыс. ч. Уменьшение толщины мембраны до 0,125—0,15 мм позволяет снизить напряжение ячейки до 1,6 В. В последнее время в ряде исследовательских организаций ведутся разработки электролизеров с ТПЭ, не содержащих драгоценных металлов, однако несмотря на некоторые успехи в решении этой задачи для специальных электролизеров с малым ресурсом работы приемлемого решения Для промышленных электролизеров в настоящее время не найдено.
Высокотемпературный электролиз водяного пара производится при температуре 1073—1273 К в ячейках с твердым электролитом на основе двуокиси циркония с модифицирующими добавками для увеличения ионной проводимости. В качестве добавок используются окислы CaO, Y203, Yb2°3 И др. Перенос заряда в таком электролите осуществляется ионами кислорода, образующимися при диссоциации воды
И выделении водорода на катоде (рис. 3.8). Требования к электродным материалам в жестких условиях высокотемпературного электролиза весьма высоки. Они должны обладать высокой коррозионной стойкостью, механической прочностью и иметь термический коэффициент расширения, близкий к термическому коэффициенту расширения твердого электролита.
Парциальное давление кислорода на катодной стороне ячейки составляет 10“13—10~17 МПа, поэтому в качестве основы катодных материалов могут быть использованы никель и кобальт с добавками циркония. Высокие температуры, окислительная среда и высокий анодный потенциал делают задачу выбора материала анода весьма сложной. В некоторых исследованиях предлагается в качестве анодных материалов использовать благородные металлы — золото, платину, серебро, сплавы редкоземельных металлов — кобальтит лантана и празеодима. Однако использование этих материалов нежелательно как в связи с их высокой стоимостью, так и вследствие образования их летучих окислов и изменения свойств пористой структуры электрода со временем при высоких температурах.
По-видимому, весьма перспективными для использования в качестве анодных материалов являются смешанные окислы типа перовскитов со специальными добавками, электронная проводимость которых при 673—1273 К достигает 200 Ом-1-см-1, что достаточно для нормальной работы ячейки.
Температуры и больших
В настоящее время высокотемпературные электролизеры разрабатываются в различных лабораториях мира, однако несмотря на большие успехи в этом направлении еще не создано промышленного аппарата, в котором разложение воды осуществлялось бы с использованием Теплоты от Внешнего источника, т. е. при U
Источник: anastasia-myskina.ru
Глава 5. Подводные лодки с электрическим двигателем
Идея использования электричества для движения подводных лодок была чрезвычайно заманчивой. Ее претворение в жизнь позволило бы решить важнейшую задачу обеспечения субмарин компактными, надежными и простыми двигателями, не нуждающимися в подаче воздуха и не отравляющими их внутреннее пространство.
Еще в 1834 г. немецкий физик и электротехник Мориц Герман Якоби (1801–1874) изобрел электромотор. В 1835 г. ему предложили возглавить одну из кафедр в университете Санкт-Петербурга. В этой связи он перешел в русское подданство и принял имя Борис Семенович. В Санкт-Петербурге профессор Якоби применил свой двигатель для вращения гребного колеса, установив его на небольшом баркасе.
Этот баркас 13 сентября 1838 г. совершил трехчасовое плавание по Неве на глазах у многочисленных зрителей. Первый в мире судовой электромотор питался от гальванической батареи, состоявшей из 320 медных и цинковых кружочков.
Значение электромотора для подводного плавания сразу же оценил другой «русский немец», генерал Карл Шильдер. В своем рапорте военному министру он отметил:
«Остается только желать, чтобы профессор Якоби успел представить несомненными опытами возможность удобного применения электромагнетической силы для произведения двигателя хоть не более в силу 2-х или 3-х лошадей. В таком случае представилась бы возможность заменить машиною гребцов и все поныне встречаемые через них затруднения для продолжительного и в некоторых случаях безопасного плавания были бы устранены».
Однако применявшиеся тогда гальванические батареи обладали мощностью на порядок ниже той, которую Шильдер указал как желаемую. Использование относительно мощных электромоторов на подводных лодках стало возможным лишь после того, как были изобретены аккумуляторы, способные сохранять большие запасы электроэнергии.
Первые электрические аккумуляторы со свинцовыми пластинами изобрел в 1860 г. француз Гастон Плантэ (Gaston Plante). Но, помимо малой емкости, они имели ряд других недостатков, что не позволило широко применять их в военном деле. Лишь в 1884 г. французский ученый К. Фор запатентовал аккумулятор с решетчатыми свинцовыми пластинами, покрытыми суриком.
Пластины, разделенные пергаментными прокладками, собирались в пакеты и заливались раствором серной кислоты. Аккумуляторы такого типа обладали значительной емкостью. Они получили широкое распространение. Именно их внедрение обеспечило возможность длительного плавания в морских глубинах.
Источник: arsenal-info.ru