ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство водорода из "Курс технологии минеральных веществ Издание 2" Водород применяют в большом количестве не только в производстве синтетического аммиака, но и для получения жидкого горючего, например бензина из угля, в жировой промышленности для превращения жидких жиров в твердые, для наполнения аэростатов и дирижаблей, для автогенной сварки и резания металлов и т. п. [c.182] Промышленные способы получения водорода могут быть разделены на следующие группы. [c.182] Образовавшиеся окислы железа восстанавливают до железа водяным газом (стр. 192), после чего снова пропускают водяной пар и получают водород. [c.183] Получение водорода этим способом осуществляют чаще всего в генераторах периодического действия. В качестве реакционной массы обычно применяют природную железную руду — сидерит. Содержание водорода в полученном газе составляет около 98%, остальное падает на примеси СО, СОг, СН4, О2 и НгЗ. [c.183] Железо-паровой способ является мало совершенным и имеет ряд существенных недостатков, к которым следует отнести большой расход водяного газа, идущего на восстановление реакционной массы, загрязненность водорода вредными примесями (окись углерода и др.), периодичность процесса, отсутствие автоматического контроля над процессом, высокая стоимость получаемого водорода, малая производительность генераторов и др. Попытки удешевить производство водорода по этому способу путем замены водяного газа коксовым успеха не имели вследствие загрязнения водорода метаном и окисью углерода. [c.183] Для СССР, обладающего значительными запасами гидроэлектрической энергии, производство водорода электрохимическим путем приобретает особое значение. [c.183] Сущность электрохимического получения водорода и кислорода заключается в следующем. [c.184] Согласно закону Фарадея на каждые 26,8 а-ч выделяется 5,6 л кислорода и И,2. л водорода (сухих при 0° и 760 мм рт. ст.). Следовательно, теоретически для получения 0,5 м кислорода и 1 м водорода необходимо затратить 2383,8 а-ч. Теоретический расход электрической энергии составляет 2,95 квт-ч на 0,5 м кислорода и 1 м водорода при 0° и 760 мм рт. ст. Практически расход электрической энергии выше и составляет от 4,5 до 6 квт-ч. [c.184] Теоретическое напряжение для разложения воды 1,23 в (при давлении, равном 1 ата, и температуре 18° практически оно выше и составляет 1,9—2,5 в. Избыточное напряжение складывается из анодного и катодного перенапряжений, наблюдающихся при разряде ионов водорода и кислорода, и напряжения, расходуемого на преодоление омического сопротивления электролита и др. [c.184] Для получения чистых газов — водорода и кислорода — в электролитических ваннах необходимо отделить катодные продукты электролиза от анодных, что осуществляют в ваннах с асбестовыми диафрагмами. В качестве электродов применяют главным образом железо и никель. Электролитом служит раствор КОН или NaOH в дестиллированной воде. [c.185] Прил1еняют электролитические ванны различных типов с биполярными электродами, фильтрпрессного типа и др. [c.185] В ваннах с биполярными электродами электродные пластины действуют биполярно, т. е. одна сторона пластины, являющаяся анодом в одной ячейке, служит катодом в соседней с ней ячейке. Если отдельные ячейки зажаты между конечными пластинами наподобие фильтрпресса, то ванны такого типа называются фильтрпрессньши ваннами. [c.185] Так как все промежуточные электроды включены в электрическую цепь последовательно, то таким путем ток проходит все электроды ванны, опущенные в электролит, и достигает катода. Таким образом крайние электроды в ванне заряжены однополярно, т. е. каждый из них является только анодом или катодом. [c.185] При ПОМОЩИ стержней 3 электроды подвешены к газовым колоколам 4, которые в свою очередь подвешены на лапках к стальному кожуху 1. [c.186] Каждый колокол 4 представляет собой узкую коробку, имеющую небольшой купол 5 с отверстиями 6 для выхода газа. Колокола опущены в электролит. К краю каждого колокола 4 прикреплена диафрагма 7 из асбестовой ткани, окружающая электрод. Диафрагма отделяет анодные продукты электролиза от катодных. [c.186] Постоянство уровня электролита автоматически обеспечивается питателем, снабженным поплавком, погруженным в жидкость. [c.186] В ванне поддерживают температуру 60—70°, для чего ванну приходится снаружи орошать холодной водой. [c.187] Ток к электродам подводится никелированной медной шиной 8. Шина прикреплена к листам электродов и проходит через колокол 4 от колокола и электролита она изолирована эбонитовой втулкой и цементной футеровкой, чем обеспечивается уплотнение места прохода шины через колокол и устранение утечки газа. [c.187] Ванны с двойными плоскими электродами строят на нагрузку от 6000 до 14 ООО а. Плотность тока на электродах от 400 до 600 а/ж , напряжение 2,1—2,3 в. [c.187] Вернуться к основной статье