Способ получения кислорода и водорода Советский патент 1990 года по МПК B01D61/00 C25B1/04 

Изобретение относится к способам, эксплуатации и регенерации катионо- обменных мембран, используемых для получения водорода и кислорода методом электролиза воды.

Цель изобретения - обеспечение непрерывности процесса электролиза, - снижение -энергозатрат.

После двух часов работы электроли- зера на чистой воде напряжение на ячейке 2,04 В. В исходную воду бьша добавлена смесь уксусной кислоты и уксуснокислого калия в соотношении 1:1, ее концентрация в воде бьша до-; ведена до О,1 М. После 36 ч работы с буферной смесью напряжение пони- зилось до 1,96 В. После 1400 ч работы напряжение на ячейке составило 1,95 В.

Пример 1. В процессе эксплуа- тащ1и электролизера с катионообменной

мембраной с целью получения газообразных водорода и кислорода через 720 ч работы напряжение на ячейке возросло с 2,0 В до 2,3 В, через 1260 ч работы напряжение на ячейке 2,9 В. Эксплуата.ция электролизера стала не возможной как из экономических сооб- ражений, так и из-за возможного прожига мембраны.

В циркуляционную воду бьша добавлена буферная смесь уксусной кислоты с уксуснокислым калием в мольном соотношении 1f1, ее концентрация в воде была доведена до 0,1 М. После 12 ч работы электролизера с буферной смесью напряжение на ячейке понизилось до 2,04 В и сохранялось не,изменным 1520 ч последующей работы. П р и М е р 2. Перед включением

электролизера в работу в исходную воду добавили б.уферную смесь уксус05

о

оо о

ной кислоты с уксуснокислым калием в мольном соотношении 1:1, ее концентрация в воде была доведена до 0,1 М. Через 12 ч работы с буферной смесью напряжение на ячейке с 2,0 В (первоначальное напряжение при работе на чистой воде) уменьшилось до 1,9 В. После 1520 ч работы напряжение на ячейке не изменилось и было равно 1,9 В.

Примерз. В исходную воду бьша добавлена смесь уксусной кислот и уксуснокислого калия в соотношении 2:1, ее концентрация в воде бьша доведена до О,1 М. Первоначальное напряжение было 2,05 В. Через 12 ч работы напряжение на ячейке бьшо 2,0 В через 710 ч - 2,02 В, через 1520 ч напряжение быпо 2,04 В.

Пример4. В исходную воду была добавлена смесь уксусной кислоты и уксуснокислого калия в соотношении 1:2, ее концентрация в воде была доведена до О,1 М. Первоначальное на пряжение на ячейке при работе без буферной смеси было 1,98 В. После 12 ч работы с буферной смесью напряжение понизилось до 1,92 В. Через 710 ч работы стало 1,94 В, через 1520 ч напряжение увеличилось до 2,0 В. В -Габл. 1 приведены данные по напряжению в зависимости от времени.

В табл. 2 приведены различные составы смеси.

Известен способ эксплуатации и регенерации электролитической ячейки,

0

5

0

0

5

мембрану после загрязнения ее соединениями многовалентных катионов, аккумулированных из электролита, регенерируют путем контактирования ее в течение периода времени с кислым раствором с электролита, способным растворять аккумулированные из раствора соединения многовалентных катионов.

Использование предлагаемого способа эксплуатации и регенерации катио- нообменной мембраны обеспечивает, по сравнению с известным,непрерывность процесса электролиза; снижение энергозатрат; продление срока службы мембраны; снижение затрат на водоподго- товку.

Фо. рмула изобретения

1.Способ получения кислорода и . водорода электролизом воды в электролизере с катионообменной мембраной, отличающийся тем, что,

с целью обеспечения непрерывности процесса электролиза за счет регенерации мембраны и снижения энергоза- трат, электролиз ведут в присутствии буферной смеси слабой органической кислоты и ее соли в соотношении 1:1 при концентрации буферной смеси в воде 0,09-0,3 М.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве слабой органической кислоты используют уксусную кислоту, а в качестве соли - ацетат калия или натрия.

Изобретение относится к способам эксплуатации и регенерации катионообменных мембран и может быть использовано для получения водорода и кислорода методом электролиза воды. Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса электролиза и снижение энергозатрат, которая достигается за счет того, что обработку мембран осуществляют непосредственно в процессе электролиза путем добавления к исходной воде буферной смеси слабой кислоты и ее соли в соотношении 1:1 до получения концентрации в воде 0,09-0,3 М. 2 табл.

0,05 0,08 0,09 0,10 0,20 0,30 0,50 0,70

1,96

1,98

1,97

2,04

1,97

2,0

1,98

2,02

Таблица 1

2,01 2,02 1,91 1,95 1,91 1,94 1,94 1,95

Редактор Л.Зайцева

Составитель О.Зобнин

Техред М.Дидык Корректор А.Осауленко

Заказ 3578

Тираж 545

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Таблица2

Подписное