Производство тяжелой воды

Тяжелая вода применяется в атомной энергетике в качестве замедлителя нейтронов, а также используется для получения химических соединений с тяжелым изотопом водорода.

В природной воде отношение протия к дейтерию составляет (5000÷6000):1. По электрохимическим свойствам изотопы водорода несколько различаются.

Электрохимический метод основан на концентрировании тяжелой воды. Процесс протекает при электролизе вследствие различия в потенциале выделения легкого (протия) и тяжелого (дейтерия) изотопов водорода. Потенциал выделения на катоде дейтерия имеет более отрицательное значения, чем потенциал выделения протия. За счет более высокого перенапряжения (на 0,1 В) и более отрицательного значения равновесного потенциала (на 0,003 В) тяжелого изотопа дейтерия, при электролитическом разложении воды происходит постепенное обогащение жидкой фазы дейтерием.

Электрохимический процесс концентрирования тяжелой воды может быть осуществлен периодическим и непрерывным методами.

Периодический метод электролитического получения тяжелой воды в промышленности не применяют вследствие высоких энергетических затрат.

В промышленности используют непрерывные методы, основанные на электролизе воды в каскаде электролизеров.

Многоступенчатый способ обогащения с комбинированием стадий электролиза и каталитического изотопного обмена в сочетании с фазовым изотопным обменом позволяет получить практически чистую тяжелую воду (не менее 99,7% D2О) с расходом воды около 100 кг и электроэнергии 60 – 100 кВт∙ч на 1 г D2О.

 

Интенсификация электрохимических методов получения водорода

Основной причиной малой доли электролитического водорода в общем объеме производства этого продукта является высокий уровень расхода электроэнергии на электролиз.

Одним из путей повышения интенсивности процесса получения водорода является электролиз с применением твердых электродов. Значительный эффект снижения напряжения на электрохимической стадии получения водорода достигается в комбинированных системах, включающих электролиз с образованием на катоде водорода, а на аноде химического продукта, подвергаемого термическому разложению:

- электролиз сернокислотных растворов, протекающий с выделением на катоде водорода и окислением на аноде диоксида серы

SO2 + 2H2OH2SO4 + H2­ (7.в)

- термическое разложение серной кислоты, полученной на стадии электролиза с образованием диоксида серы:

2H2SO4 → 2SO2 + 2H2O + O2­ (7.г)








Дата добавления: 2017-01-29; просмотров: 1251;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.003 сек.