Процессы переработки сырья и рациональное использование природных ресурсов. Бондалетова Л.И - 123 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

123
себестоимости еще не может конкурировать с полученным
конверсионными методами.
При электролизе воды кроме водорода, выделяющегося на катоде,
в качестве ценного побочного продукта на аноде выделяется
кислород,
применяемый в металлургии, химической промышленности и в других
отраслях народного хозяйства.
Электролитическое разложение воды проводят в присутствии
фонового электролита (кислот, щелочей или солей), так как
электрическая проводимость воды весьма мала и составляет
4·10
–6
Ом·м
–1
(для дистиллированной воды) и 1·10
–1
Ом·м
–1
(для
водопроводной). Для производства водорода электролиз проводят в
водных растворах щелочей, менее агрессивных по отношению к
конструкционным материалам электродов и электролизных ванн, чем
кислоты (хотя электрическая проводимость кислот выше).
Материалом для катодов служит сталь; иногда для снижения
перенапряжения водорода на стальной катод наносят покрытие из
никеля, содержащего серу. Анод изготовляется также из стали с
никелевы
м покрытием для защиты от коррозии.
В щелочной среде протекают следующие электродные процессы:
на катоде 2 H
2
O + 2 e
–
→ H
2
+ 2 OH
–
на аноде 2 OH
–
→ H
2
O + 0,5 О
2
+ 2 e
–
Фактический расходный коэффициент по электроэнергии
составляет при электролизе воды 5–6 кВт·ч/м
3
Н
2
, что отвечает степени
использования электроэнергии μ = 50
÷60 %.
Для снижения перенапряжения водорода и кислорода на
электродах, а также для уменьшения удельного сопротивления
электролита электролиз щелочных растворов проводят при
повышенных температурах (120 °С) и давлении 1–3 МПа.
Стоимость электроэнергии составляет 90 % себестоимости
электролитического водорода, причем степень использования энергии
низка. Это ограничивает масштабы производства водорода.
Одним из путей снижения расхода электроэнергии и
интенсификации производства водорода служи
т высокотемпературный
электролиз водяного пара с применением твердых оксидных
электролитов (оксиды циркония, модифицированные оксидами кальция,
иттрия, ванадия и др.) при 800–1000 °С и напряжении на электролизере
около 1,3 В. Электрическая проводимость в таком электролите
достигается за счет ионов кислорода, образующихся при разложении
молекул воды:

Страницы