1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 41
Текст из файла (страница 41)
ду с разбавлезаним ролнта и СУВ с регенерзтором эч к р . лектролггта га, т.. С : ают сисгелгы с мелочной регенерад ер Пиеа э.гекгролита, но содержа- т, т. е. СУВ с разбавлением электроли,, щие различные устройства, которые з . ча:!ержипают ско- рость разбавления электролита посредств .. б твом до авления р л т сухой или более концентрированной ц(епоЦелесообразно выделить р .
делить следующие разновидности ддержзние перемени!,й системы, обеспечивающие поддер.. концентрации электролита, но более олее высокой по оравах с раз авлением элек- нению с концентрацией в системах с зб тролита; системы, обеспечивающие поддерж жанне концептпации электролита н заданных пределах; шгстемы, подде жив электролита, р ающие постоянпуго концентрэцн рэцнго 212 К первому типу относится СУВ с размешеннсм ТЭ н контейнере, в котором на некоторой высоте над первоначальным уровнем зле>>чролнта установлена решетка с твердым КОН. По мере работы ТЭ объем электролита унслнчннается, когда уровень электролита доходят до решечкн, твердый КОН растворяется н концентрация электролита увеличивается.
Данная снстсма нашла практическое применение н ЭУ мошностью 60 Вт фирмы «Электрик пауэр сторидж» (Великобритания), предназначенной для плтапня морского маяка н работающей без обслужнэання а течение 6 мес, а также и ЭУ мощностью до 100 Вт чой >ке фирмы, предназначенной для снабжения электроэнергией подводного дома н тсчеппе !О дней. В СУВ второго типа нз электролитного контура периодически слпаается часть разбанлепного электролита, после этого н контур добанлястся концсптрнронанный электролит до достижения максимальной концентрацэп. Процесс может осуШесгаляться нручную нлн антомачнческн.
Аатомагпческая снстема нспользоаапа н энергоусчанонке могпностью 100 Вт фирмы «Варта» (ФРГ), предназначенной для снабнсення электроэнергией непрерывно н течение 6 мес прнборон тяпа преобразоаагелсй частоты телспсредатчнкон, геофнзнческнх нзмернтсльных станций н автоматических радиомаяков. В этой системе яз электролитного контура автоматически слннается элсктрочнт с концсптрацней 2 — 2,5 н.
КОН н добанляется конпенгрнронанпый электролит до достнхсенпя концентрации 6 и. КО1.1 [5 65 В СУВ третьего типа постоянная копцентрапня электролита поддсржнаается за счег иепрерынпого с.чнаа разбавленного элекгролнча н добанлення конце|ггрнроэанпого. Добанленне концентрнронанного злекгролнта может быть осушестнлеио, например, с поччошью ка. пслыпш, снабженных регуляруго.ггн>гн кранами, нлн с помошыо диффузионной трубки, сосдиняюшей злекгролнгную камеру ТЭ с р*- зернуаром концентрнпоэанного электролита Исследования, проведенные фирмой «Снмспс» (ФРГ), показали, что система с днффузнонпой трубкой (поперечное сечение несколько кнадрачных миллиметров, длина !О мм) может обеспечить работоспособность ТЭ (ток 1,5 А, напряженке 0,65 В) н чеченце 10 лег прн однократной загрузке в элсктролнтную емкость 100 г тнердого КОг! и 450 см' 12 М КОН, прн этом концентрация слннаеч>ого электролита составляет около О,! М КОН.
В СУВ с пыпаривагелем вода испаряется нз электролита либо прн повышенной температуре, либо под разрежением (выпаривзтель вакуумного типа). В первом случае из электролита испаряется больше воды, чем образуется, поэтому часть паров волы конденсируется и возвращается в электролит ТЭ в жидком виде. В СУ'В с выпзривателем вакуумного типа разрежение нэд электролитом создается вакуумным насосом илн другим специальным устройством, Преимуществом выпаривателя вакуумного типа является удэленпе зо!ы при низкой рабочей теэгпературе ТЭ. Кроме того, пониженное давление электролита позволяет подавать в ТЭ окислн'ечь (воздух) при атмосферном давлении. устрогйстно 2!3 имеет минимальные потери теплоты, так как испаренная реакционная вода направляется в кондепсационную камеру, нзходящуюся прн более высоком давлении по сравнению с испзрительпой камерой и охлаждаемую электролитом испзрительной камеры, тем самым достигается регенерация теплоты, затрачиваемой на испарение образующейся воды.
В СУВ с регенераторами динам(гческого типа через электролит проходит гзз, который уносит пары воды. В качестве газа-носителя могут использоваться кислород, воздух, азот, углеводороды. Газ-носитель может циркулировать по замкнутому контуру, содержащему конденсатор с водоотделителем, илп по разомкнутому контуру, когда в качестве газа-носителя используется воздух, служащий окислителем для ТЭ, прп этом одновременно в регенерзторе электролита происходит декарбонизация воздуха. Регеперзция электролита возможна непрерывная пли периодическая.
В отличие от регенераторов динзмического типа в регенераторах статического типа гзз-носитель неподвижен, служит для компенсации гидростзтического давления электролитз в пористой диафрагме. Пары воды лиффундируют от пористой диафрагмы, омываемой электролитом, через камеру с газом-носителем к охлзждаемой металлической стенке, на которой происходит конденсация паров. Собранная влага удаляется из камеры. Системы этого тнпз предложены фирмой «Сименс» (ФРГ). При использовании асбеста в качестве материала диафрагмы достигнуты удельные характеристики регенераторз 0,5 кг(кВт и 0,8 дм'(кВт при концентрации 8 и.
КОН с температурой 80'С и хладоагента с температурой 20'С. Предложенные варианты системы позволяют пе только удалять из электролита реакционнучо воду, но н отводить теплоту, образ1чощуюся в ТЭ в результате реакции, путем испарения избыточно~о количества воды и возвращения этой сконденсированной воды обратно в электролитный контур. Данная СУВ использована в рззрзботках ЭХГ фирмы «Сименс». Для ЭХГ мощностью 2 кВт регенерзтор статического типа имеет массу 4,5 кг, об.ьем 3,8 л. В СУВ с электродиализатором способ отделения воды от электролита принципиально отличается от способов, используемых в регенераторах д((памяловского илп статического типа. В предложенном Э. Юсти и А.
Винзелем 2!4 ектродизлиза2оре, содержащем камеры для конценэл и званного и разбзвлснного электрол та, р и , азделениые селективио проницаемой мембраной, д по действием пе еносятся через электродпзлиза попы электролита п р , б ~ меры для разбавленного электролита лита. Сконкамеру для концентрированного электролита. конв кам ру; ° центрированный электролит поступает в эл р, ЭХГ, а разбавленный электролит сливается из камеры. В качестве электродов диализатора у' мог 'т псы. П еим щество пользоваться «вентильные» электрод . р у т ных ограннчеэлектродиализа — отсутствие темпера ур ний по удал н алению воды, В аиодном пространстве (камера ет и к ли овзть для разбавленного электролита) может циркул р раствор р карбонатз, содержащий катион электролита; эта СУВ позволяет удалять воду при комнатной р уре.
На втором международном коллоквиуме по прямому п еоб азовзнию энергии была продемонстрирована действующая модель электродпалнзатора. 'с р а. Уст ойствосод- КОН б н. о0,5н,, ной 'а " ь мерой снижает концентрацию КОН с . д — . из иализатрехкам ерное устройстно — до 0,001 и., т. е. из д а в а. ля очистки 1 л тора выходит практически чистая вода.
Для б и. раствора КОН необходимо 300 А ч. Напряжение ячейки 0,2 — 1,0 В. С учетом диффузии воды через мемб получения 600 см' сильно разозвленной щерану для полу~ почи необходимо затратить от 60 до 300 Вт ч. Для удаления воды из электролита может быть использован также регенератор осмотического типа, Данный способ регенерзции кислого электролита использован в . ' . о в.
ЭХГ и щностью 2 кВт нг основе ТЭ с ионообмепными мембранами фирмы «Томсон Рамо улдр (США). В осмотическом устройстве использована кзтионная мембрана, Во время 1()0-ч испытаний устройства от б н. Н»50«отделялзсь вода (рН~5) со скоростью 0,9 кг(ч. Существует СУВ с радиолитическим разложением подь(. Внутри ТЭ находится источник радиоактивного излучения ('"Ро, Рц и др.), который покрывает поверхность кислородного электрода. Концентрация электролита в ТЭ остается практически постоянной, так кзк вода, обрззующаяся в ТЭ, компенсирует разлзгаемую радиолизом воду, Преимущество способа — малый объем ТЭ.
1 здполиз может осуществляться и вне элемента. Возможны СУВ удаления воды и с химической регенерацией электролита. В этих системах разбавленный 215 электролит пз ТЭ поступает в устройство, в котором вода из электролита поглощается иа реакцию, например в гальванический элемент тппэ 5)з)ХаОН)0» (Ма+ + (1»11~0+(7«0» — МаОН) или в генератор водорода с гидридом металла.
К СУВ с электролиза,и воды можно отнести электролизеры в регеиеративиых водородно-кислородных устаиовках. Динами«еские СУВ Данные СУВ получили наибольшее рзспростраиеиие в разработках ЭХГ фирмами США, Великобритании, Франции и Японии. В зависимости от использовзиия резгеитэ, выходящего иэ ТЭ, динамические СУВ делятся иа СУВ с открытым, или разомкнутым, циклом и СУВ с замкнутым циклом. В СУВ с открытым циклом удаление воды достигается испарением ооразующейся воды с поверхности элек тродз ТЭ в поток газа, протекающего иэд электродом, и истечением парогазовой смеси в окружающее простраиство. Этот способ удаления воды иэ ТЭ отличается простотой и вздежиостью пз-за отсутствия контура циркуляции рабоче~о газа с необходимыми агрегатами (побудитель циркуляции, конденсатор и т.
п.). Недостатками СУВ с открытым циклом яВляются ипзкии коэффициент использования реагентов (зз исклю (еиием воздушной СУВ) и иевозможпость использования удалеииой воды в связи с ее выбросом с продувочиымп газами в окружающее пространство. В СУВ с открытым циклом может быть использовала для удэлеиия воды продувка водорода пли кислорода, продувка водорода и кислорода одновременно и продувка воздуха. Удаление воды потоком водорода выгод- по использовать В средиетемперэтуриых ТЭ, когда расход водорода для удаления воды приблизительно равен расходу водорода для удаления теплоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
