ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловой баланс электролизера из "Электролиз воды" Как известно, только часть электрической энергии, затраченной в процессе электролиза воды, используется на целевую реакцию разложения воды на водород и кислород. Остальная часть энергии в конечном счете выделяется в виде тепла. Наиболее распространено определение количества тепла, выделяющегося в процессе электролиза, по разности между общей затратой электрической энергии на электролиз и химической энергией полученных при этом газов — водорода и кислорода. Такое представление основано на первом законе термодинамики. Высказывалось также мнение, что количество тепла, выделяющегося в процессе электролиза, определяется разностью между общим количеством электрической энергии, затрачиваемой на электролиз, и максимальной работой процесса Однако при этом не учитывается количественное различие значений максимальной работы и теплового эффекта процесса. [c.83] Некоторые авторы зачитывают как полезную затрату энергии на процесс разложения воды, так и тепло, уносимое парами воды, насыщающими кислород и водород, которые отбираются из ячеек. [c.83] В выражении (И-55) допускается некоторая неточность в связи с тем, что на разложение воды используется не 100% тока. Часть тока, затраченная на утечку по каналам, на процессы восстановления кислорода и окисления водорода, не расходуется на разложение воды и потому целиком превращается в тепло. Однако эта часть тока гораздо меньше, чем общие потери выхода по току. Та часть потерь тока, которая служит источником загрязнения водорода кислородом (и наоборот), производит работу разложения воды и учитывается выражением (П-55). [c.84] При 80° С величина = 1,48 в, Ео = 1,18 в. При общем напряжении на ячейке 2,3 в коэффициенты полезного использования энергии на электролиз воды составят = 0,626 и Лг = 0,502. [c.85] выделяющееся в процессе электролиза в количестве, определяемом по выражению (11-55), отводится из ячейки газами, продуцируемыми при электролизе, а также за счет потерь тепла в окружающую атмосферу и отвода его в специальных холодильниках. Если электролиз проводится при низких температурах, не более 65— 75° С, количество тепла, отводимого с газами, в общем тепловом балансе невелико. При более высоких температурах увеличиваются влагосодержание газов и количество тепла, уносимого с парами воды, насыщающими газы. [c.85] На рис. И-19, а приведена примерная схема теплового баланса электролитической ячейки. Поскольку выход по току близок к 100%, все составляющие теплового баланса без большой погрешности можно выразить в электрических единицах. [c.85] Потери тепла через стенки ячейки и количество тепла, которое необходимо отвести в холодильниках, зависят от нагрузки электролитической ячейки. При нагрузке, соответствующей точке пересечения кривой напряжения на ячейке с линией общего расхода тепла (см. рис. П-19, б), приход и расход энергии при заданной температуре процесса равны. При повышении нагрузки выделяется излишнее тепло, и, чтобы предотвратить повышение температуры, необходим отвод тепла в холодильниках. С понижением нагрузки потери тепла могут превысить его приход, и для поддержания требуемой температуры электролиза необходим дополнительный подвод тепла к ячейке. [c.86] Тепловой баланс процесса электролиза будет рассмотрен более подробно при описании электролизера ФВ-500. [c.86] Вернуться к основной статье