ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Утечка тока в биполярной ванне электролиза вады из "Практикум по прикладной химии" Утечка тока, т. е. появление в системе так называемых блуждающих токов, достаточно часто встречающееся явление в электрохимическом производстве. Серийное расположение монополярных электролизеров с централизованным подводом электролита и общим коллектором предопределяет появление параллельных электрических цепей. Однако в биполярных электролизерах утечки тока особенно велики. Этому способствуют малые размеры электролизных ячеек и их предельно близкое взаимное расположение, а также высокое общее напряжение на электролизере. По мере ухудшения изоляции корпуса электролизной ванны от земли блуждающие токи усиливаются. [c.161] К ячейкам, так и по каналам (кислородному и водородному) отвода газожидкостной эмульсии из ячеек. [c.162] Утечка тока определяется разностью потенциалов между разноименными электродами в любом их сочетании, а также электрическим сопротивлением электролита, заполняющего каналы и штуцеры, по которым проходит блуждающий ток. Поэтому на различных участках питающих и отводящих магистралей биполярного электролизера значение утечки тока неодинаково. В общем случае оно тем выше, чем больше ячеек в электролизере, и заметно влияет на выход по току водорода, снижая его в отдельных ячейках на 3—8 %. [c.162] Среди технологических и конструктивных факторов, влияющих на утечку тока, важное значение имеет внутреннее сечение циркуляционных каналов и каналов-коллекторов для отвода газожидкостной эмульсии и в еще большей степени — сечение штуцеров. Именно электрическое сопротивление электролита в штуцерах г и г о (рис. 26.1) лимитирует утечку тока, которая тем ниже, чем длиннее штуцер и меньше его внутренний диаметр. [c.162] Утечка тока усиливается по мере повышения температуры из-за возрастания удельной электрической проводимости электролита. Аналогичное влияние оказывает давление, повышение которого уменьшает газонаполнение, что также ведет к возрастанию фактического значения электрической проводимости электролита. [c.162] Моделиронание в лабораторных условиях появления утечки тока при работе с монополярной ванной представляется сложной задачей. Такую возможность, однако, предоставляет биполярная ванна. Предлагаемая в работе лабораторная модель позволяет не только непосредственно наблюдать сам факт утечки тока, но и регулировать в широких пределах его значение. Источник утечки тока создается при этом искусственно достаточно лишь образовать щель между нижним торцом электрода и дном электролизера. [c.163] Электрохимическое поведение биполярного электрода отличается своеобразием. При включении тока одна сторона электрода становится катодной и на ней протекает реакция восстановления молекул воды до водорода, другая сторона — анодной и на ней образуется кислород. Таким образом, суммарный скачок потенциала между приэлектродными слоями электролита составляет разность потенциалов анода и катода и может достигать 2,3 В и выше. При этом падение напряжения в самом электроде остается ничтожно малым. [c.163] В связи с изучением особенностей работы фильтр-прессной ванны электролиза воды представляется важным снять опытным путем баланс напряжения биполярного электролизера. Закономерности влияния различных факторов на составляющие баланса напряжения изложены в предыдущей работе. Там же даны необходимые методические указания, которые окажутся полезными и при выполнении этой работы. [c.163] Цель работы — изучение условий появления утечки тока в биполярном электролизере нахождение зависимости между значением утечки тока и плотностью тока, а также размером зазора между краем электрода и дном ванны определение опытным путем баланса напряжения биполярной ванны электролиза воды. [c.163] Электрическая схема установки приведена в приложении I, устройство электролизера показано на рис. 26.2. Лабораторный электролизер с биполярными электродами имеет прямоугольный корпус 1 из органического стекла с размерами 300 X X 160 X 160 мм. В продольных стенках корпуса расположены узкие пазы глубиной порядка 10 мм, в которые плотно вдвигаются четыре металлических электрода 2, 4, 5 и три гладкие мипластовые диафрагмы 3. Два крайних электрода, к которым подведен ток, работают монополярно, а два средних — биполярно. Крайние электроды изолированы с нерабочей стороны эпоксидной смолой. [c.163] Вдоль Продольного борта электролизера расположена штанга, по которой свободно перемещаются держатели электролитических ключей в виде зажимов типа аллигатор . С помощью стопорного винта каждый держатель может быть закреплен в любой точке штанги против любой из ячеек электролизера. Ключ при замере потенциала легко фиксируется зажимом так, чтобы капилляр ключа оказался плотно прижатым к поверхности электрода или диафрагмы. Другой конец ключа опущен в промежуточный стакан, связанный жидкостным мостиком с оксиднортутным полуэлементом. [c.164] Измерение электродных потенциалов, а также падения напряжения в электролите и диафрагме производят так же, как и в работе 25. [c.164] Для нахождения утечки тока и расчета /у применяют два метода. Первый метод — графический и основан на сравнении поляризационных кривых электрода без утечки и при наличии утечки тока. Второй метод предусматривает использование сдвоенного биполярного электрода и позволяет находить /у с помощью амперметров. [c.164] Ход работы по изучению утечки тока следующий. Электроды в электролизере размещают таким образом, чтобы среди них по крайней мере два (один — биполярный, другой — монополяр-ный) были из одного и того же материала и имели одинаково обработанную поверхность. Рекомендуется следующее чередование электродов стальной (катод) — никелевый (биполярный) — стальной (биполярный) — никелевый (анод) в этом случае имеются две пары одинаковых электродов, что позволяет провести два параллельных определения. [c.164] Затем один из биполярных электродов выдвигают так, чтобы у дна электролизера образовалась щель заданного размера, и поляризационную кривую снимают повторно. Теперь часть тока пойдет через электролит, минуя электрод, и фактическая плотность тока окажется ниже. Поэтому повторная поляризационная кривая сместится в область менее отрицательных потенциалов для катодной стороны и менее положительных потенциалов для анодной стороны электрода. Заметим, что незначительным уменьшением рабочей площади поверхности электрода в этом случае можно пренебречь. Точно так же поступают с другим биполярным электродом. [c.165] Значение утечки тока находят следующим образом. Предположим, что обе катодные кривые биполярного электрода разместились так, как показано на рис. 26.3. Тогда потенциал 2 фактически должен отвечать току не 1, а /2 поскольку смещение кривой 1 в положение 2 вызвано только изменением токовой нагрузки. Поэтому ток утечки должен быть равен разности /у = /1 — /2. [c.165] Выдвигая сдвоенный электрод из пазов, с помощью пластмассовых вкладышей различной толщины устанавливают точно фиксируемые зазоры между нижним краем электрода и дном электролизера. Если в исходном состоянии через сдвоенный электрод шел ток h, а после образования щели — Iq, то утечка тока составит разность этих величин. [c.166] В качестве электролита в работе используют 16 %-й раствор NaOH растворы КОН как обладающие более высокой электрической проводимостью применять нежелательно. [c.166] При работе со щелочью следует соблюдать осторожность. При случайном попадании электролита на кожу или в глаза пораженное место немедленно промывают водой, затем протирают ватным тампоном, смоченным 2 %-м раствором борной кислоты, и снова промывают водой. Удаляют электролит из электролизера с помощью специального сифона, снабженного резиновой грушей. [c.166] Опыт 1. Определить утечку тока графическим методом. [c.166] Вернуться к основной статье