CC BY
87
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ Том 102 ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1959 г.
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА
ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДЫ
С. И. С-МОЛЬЯНИНС©
(Представлено проф. докг. техн. наук И. В. Геб л ером)
Водород используется в лаборатории для самых разнообразных целей. Сравнительно небольшие количества его легко и просто получаются действием металлов, на кислоты. Однако систематическое потребление водорода и особенно' значительных его количеств таким путем менее удобно и связано со значительным расходом реактивов. В этом случае более удобным оказывается получение водорода электролизом воды. Несмотря на сравнительно сложную установку этот способ хорош тем, что почти не требует расхода каких-либо реактивов, установка может быть всегда готова к действию и, наконец,получаемый водород отличается высокой чисто»-той. Кроме того, в качестве побочного продукта получается кислород, который тоже может быть использован.
Ниже описывается сконструированная нами простая в изготовлении и достаточно производительная установка, для получения водорода. Конструкция электролизера изображена на рис. I.
Прибор состоит из ряда последовательно соединенных ячеек. Ячейка представляет собой У-образ-ную стеклянную трубку 1 внутренним диаметром около 10—12 мм, заполненную ггочти доверху электролитом. В оба колена трубки опущены электроды 2, изготовленные из никелевой проволоки диаметром 0,5—1,0 мм, свернутой ввиде опирали наружным диаметром немного меньше, чем дийметр стеклянной трубки. Длина проволоки в спирали около 0,5—0,8 м. Электроды изготовляются попарно, так что один из них является анодом одной ячейки, а второй—катодом дру-
гой ячейки. Соединяющий их участок ндаелевой проволоки на веем протяжении вне У-образных трубок изолирован хлорвиниловой трубочкой 3, куда заливается вода для создания гидрозатвора. У-образные трубки устанавливаются в специальные гнезда 4 так, чтобы один и тот же полюс находился в одном ряду у всех трубок. К каждому из :^гих рядов подводи гея коллектор-гребенка 5 с тройниками для ячеек электролизера. К тройникам при помощи отрезков каучуковой трубки 6 присоединяются стеклянные трубочки 7, верхний край которых установлен на одном уровне с верхним краем У-образных трубок; в эти коллекторы собираются водород и кислород—каждый с соответствующей староны. Для того, чтобы обеспечить сбор этих газов, вся система опускается в сосуд с проточной водой, причем уровень воды не доходит до края У-образных трубок примерно на 1 см, а каждое колено последних вместе со стеклянной трубкой для сбора газа 7 и частью соединительного участка электродов 3 прикрывается сверху стеклянным колпаком Вода герметизирует каучуковые соединения и, кроме того, охлаждает ячейки электролизера. Концы сборного коллектора, установленного с небольшим наклоном, выводя гея через стенки сосуда '(рис. 2).
Рис.
Общая схема установки для получения водорода электролизом воды.
В течение электролиза, как известно, происходит увеличение концентрации электролита у катода и уменьшение ее у анода, что приводит к росту электросопротивления ячейки и падению тока. Таким образом необходимо периодически производить перемешивание электролита в ячейках. Для этого снимаются стеклянные ¡колпачки с анодной стороны и в У-об-разньте трубки до дна опускается отрезок стеклянной трубки диаметром около 6 мм, имеющий в верхней части шарообразное расширение и снабженный резиновой трушен. С помощью такого приспособления перемешивание производится легко и быстро.
Кро'ме того, в ячейки время от времени необходимо подливать дистиллированную воду, а также и электролит, т. к. во время работы происходит частичный унос его в виде тумана.
Такой электролизер, состоящий из двух параллельных ветвей по восемнадцати последовательно соединенных ячеек, давал 15 литров водорода в час при силе тока, протекающего через одну ячейку 1 ампер и падении напряжения на одну ячейку порядка 15 вольт. В качестве электролита •применялся 15-проц. раствор едкого натра. Нормальная рабочая температура ванны--около 60°С,
Производительность электролизера может быть повышена увеличением нагрузки но току до 1,5 ампер на ячейку. Дальнейшее увеличение нагрузки связано с сильным загрязнением водорода, так как при этих условиях газовыделение из электролита полноегыо пройти не успевает, и
часть пузырьков кислорода конвекционным потоком жидкости может быть занесена в катодную ¡половину ячейки.
Общая схема установки для получения водорода изображена на рис. 2.
Постоянный ток получается с помощью газотрона 1 (ВГ-237). Анодное напряжение регулируется автотрансформатором 2. Водород и кислород из электролизера 3 проходят через систему гидрозатворов 4 в регулятор давления 5, поддерживающий одинаковое давление в катодном и анодном пространствах. Кислород затем выбрасывается в атмосферу или собирается в отдельную емкость. Водород проходит через участок стеклянной трубки 6 с электроподогревом, заполненный палладированным асбестом. Здесь происходит1 его очистка от примеси кислорода.
Затем водород, пройдя линию гидрозатвора—предохранителя 7, подается газодувкой 8 в газгольдер.
Скорость отсоса регулируется поплавковым реле 9.
Такая установка работает уже несколько лет и хорошо зарекомендовала себя надежностью в работе, удобством обслуживания и достаточной безопасностью.
