химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

в состав ЭХГ входит несколько электрически соединенных батарей ТЭ. Выбор мощности отдельных батарей ТЭ диктуется общей мощностью, напряжением й назначением ЭХГ.

92

2.6.2- Подача реагентов. Скорость подачи реагентов в батарею ТЭ определяется законом Фарадея:

wp - *иэб 2 Л- V(" F 4F) = fcra6 Nf>/U* « F4p (2-42>

где wp ~ скорость подвода вещества, моль/с; кю6 - коэффициент избытка реагента по сравнению с реальным расходом его в ТЭ; р]б - мощность батареи ТЭ; Ua -напряжение ТЭ в батарее; Ц F -фарадеевский КПД.

Массовую или объемную скорость подачи реагентов можно определить, умножив wp на массу или объем моля реагента с учетом температуры и давления.

Подсистема подачи реагентов включает в себя побудительные устройства (вентиляторы, насосы, нагнетатели) [12]. Если реагенты находятся в компримированном состоянии, то подача реагентов осуществляется за счет перепада давления. Важную роль в этом случае играют регуляторы давления и перепада давления между газами и раствором электролита [12]. Регуляторы перепада давления необходимы для предупреждения вытеснения раствора электролита газом и разрушения электродов. При наличии в реагентах инертных примесей (С02, N2, Не и др.) происходит накопление их в порах электродов, поэтому необходима непрерывная или периодическая продувка газовых камер путем открытия клапанов и выбросов инертных примесей смеси с рабочими газами.

2.6.3. Отвод продуктов реакции. Скорость генерации продуктов реакции определяется законом Фарадея:

u-пр = 2 Jr Sr / л „р F = Щ/из Ппр F, (2.43)

где wnp - скорость генерации продуктов реакции; - число моль-эквивалентов на 1 моль продукта.

Умножив на массу и объем моля, получим массовую и объемную скорость отвода продуктов реакции. Продукты реакции могут также генерироваться побочными химическими Реакциями со скоростью

wnp,x = vxnnpF, (2.44)

•де vx- скорость побочной химической реакции.

93

it

i j

Продукты реакции в ТЭ находятся либо в жидком, либо а газообразном состоянии (диоксид углерода, водяной пар и др.) Газообразные продукты реакции поступают в циркулирующие газ и выводятся из батареи ТЭ.

Удаление воды может быть осуществлено либо с циркулирую, щим раствором электролита, либо динамическим, либо стати, ческим способом [12; 13]. При циркуляции раствора электролита последний разбавляется водой в ТЭ, а затем регенерируется вне ТЭ, например испарением. Система удаления воды в этом случае должна содержать циркуляционный насос (мощностью 10-15 Вт на 1 кВт мощности ЭХГ), испаритель и другие компо-ненты. Она обеспечивает равномерное распределение концент-рации электролита по ТЭ.

При динамическом способе вода испаряется с поверхности электрода в поток циркулирующего газа и затем либо сбрасывается вместе с газом (с воздухом), либо Конденсируется, а газ поступает в рециркуляцию. В этом случае требуется значительный избыток циркулирующего газа по сравнению со стехио-метрическим расходом. Например, кратность циркуляции воздуха при его температуре 20°С и температуре ТЭ 60°С превышает 11 [13]. Кратность циркуляции водорода в ТЭ с щелочным электролитом лежит в пределах от 2,8 до 50,5 [13]. Система отвода воды включает циркуляционные насосы для водорода, конденсатор, разделитель воды и водорода и регулятор баланса воды либо нагнетатель воздуха и регулятор баланса воды,

При статическом способе пары воды диффундируют от поверхности электрода к поверхности с более низким парциальным давлением (см. например, рис.2.7). Снижение парциального давления достигается либо охлаждением поверхности с конденсацией влаги, либо вакуумированием. Последнее можно обеспечить при наличии в ТЭ специальной пористой водотранспортной мембраны,.пропитанной концентрированным раствором электролита, находящейся в контакте с одной стороны с камерой, которая либо вакуумируется, либо охлаждается. Статическая система относительно проста и может работать в режиме саморегулирования.

2.6.4. Подсистема отвода тепла (подсистема терморегулирования). При электроокислении моля топлива в ТЭ генерируется количество тепла, зависящее от напряжения ТЭ,

Q-dLH-nFU3=nF(Ea/T\T-Ut). (2.45)

94

Скорость генерации тепла в батарее ТЭ

втЭ = (-ДН-пРС/3) I JrSr/nF=(?;3/nT-t/3)ZJrSr =

= (N6/U3) (VI т " U,) = N6 [Еэ/ (Ua Цт) -1]. (2.46)

Кроме того, возможна генерация тепла из-за протекания химической реакции со скоростью

в»,ж " v* < ~ Л Нх) 2 sr - (" А Нх) N6 Ux / Ur [/,), (2.47)

где А Нх - тепловой эффект побочной реакции.

При небольших мощностях батареи ТЭ тепло может быть отведено в окружающую среду через внешнюю ее поверхность, а также за счет испарения воды. Скорость отвода тепла за счет испарения воды

9исп = »Н20 А Нп = N6 Д Нп / (2 F [/,), (2.48)

где Д Нп - теплота парообразования воды; Wjj 0 ~ скорость испарения воды.

В случае мощных батарей ТЭ с высоким значением тепловыделения необходимо дополнительное устройство для отвода тепла. Обычно тепло отводят с помощью охлаждающих жидкостей или газов [12, 13], например циркулирующего раствора электролита, который наг

страница 30
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
http://taxiru.ru/laytboks-u/
стикеры фанатов в москве купить
кдонцерт секрет
вмятина на крыше автомобиля как исправить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.07.2017)