UA57728C2 - Пристрій для насичення води воднем - Google Patents

Пристрій для насичення води воднем Download PDF

Info

Publication number
UA57728C2
UA57728C2 UA98095074A UA98095074A UA57728C2 UA 57728 C2 UA57728 C2 UA 57728C2 UA 98095074 A UA98095074 A UA 98095074A UA 98095074 A UA98095074 A UA 98095074A UA 57728 C2 UA57728 C2 UA 57728C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
water
hydrogen
oxygen
subsystem
electrolysis unit
Prior art date
Application number
UA98095074A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Анвер Путавала
Original Assignee
Фраматоме Анп Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фраматоме Анп Гмбх filed Critical Фраматоме Анп Гмбх
Publication of UA57728C2 publication Critical patent/UA57728C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4676Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/727Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation using pure oxygen or oxygen rich gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/023Water in cooling circuits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4611Fluid flow
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46115Electrolytic cell with membranes or diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Пристрій (1) для насичення газом воднем (Н2) води (W), що подається в підсистемі (2) технічної установки, в якому забезпечене швидке і точне встановлення вмісту водню або, відповідно, кисню у воді (W), що подається до підсистеми (2), з невеликими витратами на технічне обслуговування. Для цього до підсистеми (2) під’єднаний електролізний блок (3) для розкладання часткової кількості води (W), що до нього подається, на водень (H2) і кисень (О2).

Description

Опис винаходу
Винахід стосується пристрою для насичення воднем води, яка подається у підсистемі технічної установки. 2 У ряді технічних установок, наприклад у хімічних виробничих установках або в енергетичних установках, які працюють на ядерному або копальному паливі, передбачені підсистеми, в яких подається вода. У випадку подібної підсистеми може йти мова, наприклад, про контур охолодження або також про циркуляційний контур для робочого засобу. Для води, що подається в такій підсистемі, з різних причин може вимагатися насичення її воднем або киснем.
Наприклад, з одного боку, висока концентрація кисню у воді, що подається в такій підсистемі, приводить до корозії вмонтованих деталей або труб підсистеми. Це можна запобігти за рахунок насичення води воднем, причому підведений до води водень зв'язується з надлишковим киснем і в такий спосіб концентрація кисню у воді зменшується.
Також для першого контуру охолодження як підсистеми реактора атомної електростанції, який 19 охолоджується водою під тиском, звичайно передбачене насичення воднем води, що подається охолоджувальне середовище. У цьому випадку за рахунок цього повинно запобігатися радіолітичне розкладання середовища, що тече в контурі охолодження.
З іншого боку, однак, може вимагатися насичення води, що подається в підсистемі технічної установки, киснем. Ця вимога виникає, наприклад, у випадку установки для очищення стічних вод, в якій кисень підводять до води для цілей очищення.
Для насичення воднем або киснем води, яка подається в такій підсистемі, звичайно передбачена система подачі газу. При цьому до підлягаючої постачанню воднем або киснем підсистеми звичайно через систему труб підключена резервна ємність газу, в якій міститься запас водню або, відповідно, кисню. Подібна система подачі газу, однак, містить звичайно ряд компонентів, як наприклад, ємності для збереження, трубопроводи або захисні с 29 пристрої, і, таким чином, є складною і ненадійною. Подібна система подачі водню повинна, крім того, внаслідок Ге) можливого утворення вибухонебезпечних газових сумішей у випадку виходу водню із системи подачі безупинно контролюватися на витоки.
В основі винаходу лежить задача показати пристрій для насичення газом вище названого виду, яким забезпечене швидке і точне регулювання вмісту водню або, відповідно, кисню особливо простим і надійним со 30 способом і з малими витратами на технічне обслуговування. Га
Ця задача згідно з винаходом вирішується за рахунок того, що у підсистему під'єднаний електролізний блок для розкладання часткової кількості води, яка там подається, на водень і кисень, причому до електролізного - пристрою підключена система відводу для кисню. ї-
Винахід при цьому виходить з точки зору, що шляхи передачі для водню або, відповідно, кисню повинні
Зо виконуватися особливо короткими. Необхідне скорочення шляхів передачі є таким, що досягається за рахунок о відмовлення від централізованого збереження газу і водень або, відповідно, кисень виробляють безпосередньо в тому місці, в якому передбачене насичення газом підсистеми. Це є таким, що досягається особливо ефективним способом за рахунок того, що часткову кількість самої води, яка подається в підсистемі, залучають « для виробництва водню або, відповідно, кисню. Це може бути досягнуте за рахунок відповідного розкладання З 50 цієї часткової кількості на водень і кисень, причому вироблений при цьому водень або вироблений при цьому с кисень уводять у не розкладену воду, що подається в підсистемі. За рахунок системи відведення газ, що виникає
Із» при розкладанні часткової кількості води і води, що не потребує насичення її газом, особливо простим способом відводять, а також підводять для іншого застосування.
Переважно електролізний блок містить ряд мембранних електролізних комірок. У випадку такої мембранної 45 електролізної комірки інвертують принцип функціонування паливного елемента, який відомий, наприклад, із і-й статті К.5ігагег "Паливні елементи для електротяги", МОІ-Вегіспіе, Мг. 912 (1992), С. 125 і т.д. Для цього до -І розташованої між анодом і катодом мембрани підводять воду. За рахунок прикладання напруги живлення між анодом і катодом воду електролітичне розкладають на водень і кисень. Подібна мембранна електролізна комірка 7 відрізняється особливо компактною конструкцією так, що електролізний блок із рядом мембранних електролізних ка 20 комірок може бути розміщений в особливо малому просторі. Тому подібний електролізний блок може бути виконаний особливо гнучким і може бути під'єднаний у підсистему узгоджено зі специфічними вимогами со підсистеми.
Для забезпечення особливо ефективного розчинення введеного у воду водню або, відповідно, кисню, після електролізного блоку переважно під'єднаний блок перемішування, через який протікає вода підсистеми.
Альтернативно або додатково для особливо хорошого розчинення у воді газу, що вводиться, після
ГФ) електролізного блоку розташована регулююча система для встановлення заданого тиску води. Залежність розчинності водню або кисню у воді від тиску води є, таким чином, особливо простим способом о використовуваною для системи насичення газом.
Далі перед електролізним блоком доцільно розташований іонообмінник як фільтр. 60 Переваги, що досягаються винаходом, полягають, зокрема, в тому, що за рахунок під'єднання в підсистему пристрою насичення газом є можливим виробництво необхідного для насичення води газом воднем або киснем за рахунок розкладання часткової кількості самої води, що подається в частковому контурі. Таким чином не потрібно ніяких технологічних периферійних установок для насичення підсистеми воднем або киснем. Зокрема, не потрібно ніякої складної системи запасу газу з відповідними трубопроводами, регулюючими пристроями і бо газовідділювачами.
Не потрібно складного збереження і ненадійного транспортування водню або, відповідно, кисню на великі відстані так, що обумовлені цим роботи з технічного обслуговування зведені до мінімуму. До того ж децентральне розташування ряду пристроїв насичення газом на підсистемі є можливим дуже простим способом внаслідок компактної конструкції електролізного блоку так, що виробництво водню або, відповідно, кисню може особливо гнучко погоджуватися з актуальними вимогами.
Приклад виконання винаходу пояснюється більш докладно за допомогою креслення. При цьому фігура показує пристрій для насичення газом для підсистеми технічної установки.
Пристрій 1 для насичення газом згідно з фігурою передбачений для насичення воднем Н » води МУ, що /о подається в поданій у вигляді розрізу підсистемі 2 технічної установки. Підсистема 2 може бути при цьому контуром охолодної води хімічної виробничої установки, пароводяним контуром установки атомної електростанції або також першим або другим контуром установки атомної електростанції. Мова може йти також про будь-яку іншу підсистему 2 технічної установки, в якій подається вода МУ.
Пристрій 1 для насичення газом містить електролізний блок 3, який розташований у відрізку труби 4. 7/5 Відрізок труби 4 під'єднаний через фланці б у систему трубопроводів 8 підсистеми 2. Зокрема, для випадку, коли підсистема 2 є першим або другим контуром установки атомної електростанції, при цьому система трубопроводів 8 переважно є такою, що замикається через (не показані вентилі) байпасний трубопровід.
Для забезпечення чистоти води, достатньої для працездатності електролізного блоку 3, перед ним розташований блок іонообмінника 9 як фільтруючий елемент.
Електролізний блок З містить ряд мембранних електролізних комірок 10. У кожній мембранній електролізній комірці 10 між анодом 14 і катодом 16 розташована мембрана 12 із полімерного електроліту. Для особливо високої стійкості проти корозії анод 14 і катод 16 переважно виконані з платини або сплаву платини. Однак, можуть бути передбачені також і інші матеріали.
Анод 14 і катод 16 з'єднані не поданим більш докладно способом із джерелом напруги. Для керування сч ов виробництвом водню або кисню мембранних електролізних комірок 10 джерело напруги є регульованим у залежності від виміряного значення концентрації газу у воді МУ. і) 1с
Для кожної мембранної електролізної комірки 10 її мембрана 12 із розташованими на ній анодом 14 і катодом 16 оточена корпусом 18. Корпус 18 кожної мембранної електролізної комірки 10 має ряд впускних отворів 20 для со зо Води УМ, а також ряд випускних отворів 22 для водню Н 2. На також передбаченому в корпусі 18 кожної мембранної електролізної комірки 10 випускному отворі 24 для кисню О» підключена система відведення 26, яка с проходить через відрізок труби 4. М
Після електролізного блоку З розташований блок перемішування 28. Додатково або альтернативно після електролізного блоку може бути розташована також регулююча система для встановлення заданого тиску води. -
При роботі пристрою 71 для насичення газом під'єднаний у систему трубопроводів 8 відрізок труби 4 ю обтікається водою МУ, що подається в підсистемі 2. Символізований стрілками Т частковий потік води МУ потрапляє при цьому через впускні отвори 20 у мембранні електролізні комірки 10. За рахунок прикладення напруги до аноду 14 і катоду 16 кожної мембранної електролізної комірки 10 підведена до кожної мембранної електролізної комірки 10 вода М/ розкладається на водень Н» і кисень О»5. Водень Но потрапляє через випускний « отвір 22 у воду МУ, що подається в підсистемі 2, і розчиняється в ній. Щоб сприяти цьому розчиненню, водень Но» з с і воду МУ перемішують у блоці перемішування 28. Альтернативно або додатково через регулюючу систему в залежності від заданої концентрації водню може встановлюватися заданий тиск води у воді МУ. Вироблений при з розкладанні часткової кількості води М/ кисень О» відводять через систему відведення 26.
У прикладі виконання пристрій 1 для насичення газом розраховано для насичення води МУ воднем Но »5.
Альтернативно пристрій 1 для насичення газом може бути розрахований для насичення води МУ киснем 0 5. У с цьому випадку випускний отвір 24 для генерованого кисню О» є не закритим так, що кисень Оо може проникати безпосередньо у воду МУ. Випускний отвір 22 для генерованого водню Н » підключений в цьому випадку до - системи відведення 26. -І Внаслідок компактної конструкції мембранних електролізних комірок 10 пристрій для насичення газом 1 є особливо економічним із точки зору простору і, таким чином, може особливо гнучко включатися в підсистему 2 о технічної установки. Таким чином, виробництво водню або кисню також за рахунок перемінного розташування с ряду пристроїв 1 для насичення газом у підсистемі 2 може особливо гнучко пристосовуватися до вимог виробництва водню або кисню.

Claims (4)

  1. Формула винаходу Ф) ГІ 1. Пристрій (1) для насичення газом воднем (Н 25) води (МУ), що подається у підсистемі (2) технічної установки, який відрізняється тим, що до підсистеми (2) під'єднаний електролізний блок (3) для розкладання во часткової кількості води (МУ), що в нього подається, на водень (Н 5) і кисень (05), причому до електролізного блока (3) підключена система відведення кисню (О5).
  2. 2. Пристрій для насичення газом за п. 1, який відрізняється тим, що електролізний блок (3) містить ряд мембранних електролізних комірок (10).
  3. З. Пристрій для насичення газом за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що після електролізного блока (3) 65 під'єднаний блок перемішування (28), через який протікає вода (МУ) підсистеми.
  4. 4. Пристрій для насичення газом за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що після електролізного блока (3) розташована регулююча система для встановлення попередньо заданого тиску води. Пристрій для насичення газом за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що перед електролізним блоком (3) розташований іонообмінник (9) як фільтр. 5 с щі 6) с с ї- ї- ІС в) -
    с . и? 1 -І -І з 50 ІЧ е) Ф) іме) 60 б5
UA98095074A 1996-03-28 1997-03-17 Пристрій для насичення води воднем UA57728C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19612288 1996-03-28
PCT/EP1997/001333 WO1997036827A1 (de) 1996-03-28 1997-03-17 Begasungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA57728C2 true UA57728C2 (uk) 2003-07-15

Family

ID=7789691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA98095074A UA57728C2 (uk) 1996-03-28 1997-03-17 Пристрій для насичення води воднем

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6056858A (uk)
EP (1) EP0889852B1 (uk)
JP (1) JP3979671B2 (uk)
CN (1) CN1101785C (uk)
DE (1) DE59701148D1 (uk)
ES (1) ES2143851T3 (uk)
RU (1) RU2183198C2 (uk)
UA (1) UA57728C2 (uk)
WO (1) WO1997036827A1 (uk)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19810963C1 (de) * 1998-03-13 1999-11-04 Siemens Ag Nukleare Kraftwerksanlage mit einer Begasungsvorrichtung für ein Kühlmedium
US20070031284A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-08 Speranza A John Oxygen reduction system for nuclear power plant boiler feedwater and method thereof
EP3569738B1 (en) * 2018-05-18 2020-04-01 Wen-Shîng Shyu Hydrogen molecule remixing device of dish-shaped electrolytic cell

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005014A (en) * 1974-05-17 1977-01-25 Arnold Wikey Water treatment system with prolonged aeration
US4055014A (en) * 1976-03-25 1977-10-25 The Maytronics Group, Inc. Lighted greeting cards
DE2620634A1 (de) * 1976-05-10 1977-11-24 Paul Liesenhoff Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von abwasser oder dergleichen
DD203711A1 (de) * 1982-02-22 1983-11-02 Richard Heise Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung des wassers von fischzuchtanlagen
FR2556981B1 (fr) * 1983-12-23 1988-10-14 Creusot Loire Dispositif de degazage pour installation d'electrolyse pour la production de gaz, en particulier pour installation d'electrolyse de l'eau
CH667867A5 (de) * 1986-03-11 1988-11-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und vorrichtung zur beladung von leitungswasser mit ozon unter verwendung einer ozonerzeugenden, mit einem feststoffelektrolyten ausgestatteten elektrolysezelle.
DE3639572A1 (de) * 1986-11-20 1988-05-26 Anna Kursa Begasungsverfahren der abwaesser
JP2631571B2 (ja) * 1990-04-26 1997-07-16 義郎 中松 高能率電解エネルギ装置
PL167622B1 (pl) * 1990-08-19 1995-09-30 Sheikh Bahaeddin Inst Sl Urzadzenie do wytwarzania ciepla z mieszaniny wodoru i tlenu PL PL PL PL PL
JP3048612B2 (ja) * 1990-09-06 2000-06-05 ペルメレック電極株式会社 電解オゾン発生装置
JP3397825B2 (ja) * 1993-02-12 2003-04-21 ミズ株式会社 連続式電解水生成器
TW347417B (en) * 1996-05-08 1998-12-11 Shinkohan Gigyutsu Kk An apparatus for producing hydrogen and oxygen

Also Published As

Publication number Publication date
EP0889852A1 (de) 1999-01-13
JP3979671B2 (ja) 2007-09-19
DE59701148D1 (de) 2000-03-30
US6056858A (en) 2000-05-02
WO1997036827A1 (de) 1997-10-09
RU2183198C2 (ru) 2002-06-10
EP0889852B1 (de) 2000-02-23
ES2143851T3 (es) 2000-05-16
CN1216516A (zh) 1999-05-12
JP2000507494A (ja) 2000-06-20
CN1101785C (zh) 2003-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107709621A (zh) 利用有碱水电解装置和碱性燃料电池的水处理系统
JP2014207060A (ja) 燃料電池システム用イオン交換装置
UA57728C2 (uk) Пристрій для насичення води воднем
CN1126231C (zh) 大型发电机内冷水微循环缓释调控方法及其监控系统
JP5127395B2 (ja) 燃料電池発電システム
Dyagelev et al. α-factor experimental determination of aeration system in aeration tanks
JP2002507731A (ja) 冷却材への水素注入装置を備えた原子力設備
TW202313450A (zh) 氫及氨製造系統
US3513032A (en) Electrolytic cycle for a fuel cell having a semi-permeable membrane
JP2008198400A (ja) 燃料電池発電システム
KR100660176B1 (ko) 물 전해 수소 발생장치
CN117558476A (zh) 一种用于研究堆辐照考验回路的水化学调节装置
Mora et al. Dissolved methane
JP5286851B2 (ja) 燃料電池発電装置
SU833177A3 (ru) Устройство дл подачи хлора в аккумул тор
JP2005330334A (ja) 燃料電池発電装置用の燃料ガス供給装置
JP2002526252A (ja) 工業設備の部分系統内を導かれる水の酸素含有量を減少するための調製装置と減少方法
JP7545324B2 (ja) 処理装置及び処理方法
Vasiliev et al. An analysis towards integrated control of wastewater collecting and treatment systems
JP2911376B2 (ja) 水素・酸素発生装置
CN121020748A (zh) 核电厂蒸汽发生器排污水处理装置及方法
JP2002352844A (ja) 燃料電池システム
JP2572900B2 (ja) 燃料電池装置
Bennett Treatment and Recycle of Photographic Bleach Solutions Using Electrolytic Regeneration.
JP2022120455A (ja) 反応装置及び反応方法