↑ ФОРУМ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ-КВ и УКВ СПОРТ

САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

ФОРУМ

ВСЕХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ ПРИВЕТСТВУЕМ НА НАШЕМ САЙТЕ: "САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ!!!"

Объявления размещайте строго по радиотематике!
Администратор:Александр Валентинович. Вопросы по сайту на E-mail:vokub@mail.ru
Комментарии объявления могут оставлять только зарегистрированные пользователи!!!
Адреса своих интернет ресурсов пожалуйста не размещайте-все будет удаляться!
Для нарушителей доступ на сайт будет закрыт!!!

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: Alex 
Форум радиолюбителей » Автолюбителю » Автолюбитель » Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккум (Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккум)
Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккум
AlexДата: Вторник, 11 Ноя 2014, 12:04 | Сообщение # 1
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 920
Награды: 0
Репутация: 5
Статус: Offline
Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккумуляторов
Заряд свинцовых аккумуляторов всегда сопряжён с выходом в атмосферу, в результате химических реакций, сероводородных соединений и атомарного кислорода и водорода.

Данные химические элементы вредны для здоровья и окружающей среды, при определённом соотношении такая смесь взрывоопасна. При пропускании через раствор электролита электрического тока на электродах аккумулятора оседают продукты разложения электролита. На отрицательном электроде — катоде – всегда выделяется водород и металлы. Процесс разложения электролита при пропускании через него электрического тока называется электролизом.

Внутри электролита происходит движение атомов или групп атомов, представляющих собой части молекулы растворённого вещества. Положительные ионы веществ движутся под действием электрического поля к катоду, отрицательных к аноду, оседая на их поверхности в виде нейтральных атомов.

Часть атомов элементов перестают участвовать в химической реакции из-за несовершенной технологии и выделяются в атмосферу в виде сероводородных соединений. Анализ работы зарядных устройств и технологий восстановления электродов аккумуляторов указывает на повышенное выделение газов при отсутствии в цикле восстановления периода разряда и периода « пауза».

Цикл восстановления (ЦВ) = Т заряда +Т пауза + Т разряда + Т пауза. Время заряда -Т заряда в заводских зарядных устройствах постоянного тока не имеет периода разряда и паузы, необходимых для рекомбинации ионов свинца.

Исследования показывают, что для полного использования в химическом процессе электролиза всех элементов требуется время разряда не менее 1/4 цикла восстановления при токе не более 1/10 тока заряда. Ионы элементов, которые по каким либо причинам (не хватило времени заряда, препятствия от примесей, большая плотность ионов элементов на пластинах электродов, снижение скорости ионов при падении энергии поля ), не успевшие своевременно достигнуть пластин электродов, при отрицательном импульсе тока восстановления, возвращаются на расстояние достаточное для последующего разгона при движении к электродам — при положительной полярности поля. Поскольку этим ионам не надо проходить полное расстояние между положительными и отрицательными электродами, то и мощность отрицательного периода восстановления незначительна по сравнению с положительным:

Для восстановления энергии ионов, перед последующим движением зарядного тока, они проходят рекомбинацию – перестроение во время паузы.

Заряд импульсными токами – постоянными по направлению, но переменными по величине хорошо снижает внутреннее сопротивление аккумулятора, продляется срок его эксплуатации, снижается нагрев электролита и пластин аккумулятора, выход смеси газов не превышает естественного испарения поверхности электролита — по сравнению с зарядом постоянным током.

Восстановление импульсами различной полярности, то есть переменным током ещё более улучшает экологическое состояние восстановительного цикла.

Технология восстановления мощных низковольтных аккумуляторов большой ёмкости типа 22СН-2200 подтвердила правильность выбранных режимов восстановления по технологии «4Т» – четыре периода восстановления.

Восстановление кислотных аккумуляторов классически проводят по нескольким технологиям таблица 1:
Технология восстановления

Заряд постоянным током

Заряд при постоянном напряжении

Модифицированный заряд

Ускоренный заряд

Заряд по предлагаемой технологии — 4Т

Ток заряда

0,2 С10

396 Ампер -1 ступень.

99 Ампер -2я.
0,005С10 в конце заряда

Током 0,25 С10 1-я ступень.

2С10 — до кипения электролита..0,25С10-далее

0,2 С10 –25Ампер средний.

100Ампер в импульсе.

Т-имп.1-3мск.
Напряжение заряда

2.3 Вольта

2,6 Вольта в конце заряда
2,15-2,35 Вольт

Напряжением 2,15-2,35 Вольта 2-я ступень.

2,7–

2,35 Вольта
2,4 Вольта-

Конечное.
Время восстановления

15 суток

15 суток

15 суток

Сутки в две ступени

42 часа

Выделение газа

1720-4590мл/час

1720-4590мл/час

1720-4590мл/час

Более 6000мл/час

Менее 200 мл /час

Плотность электролита

1,21-1,24 в конце заряда

1,21-1,24 в конце заряда

1,21-1,24

1,21-1,24

1,21-1,24в конце заряда

Расход электроэнер-гии

на один элемент
19126

С10 — номинальная ёмкость аккумулятора при 10-ти часовом режиме разряда до напряжения 1,8 Вольта на элемент.

Выделение газа одним элементом при напряжении заряда 2,15 вольта — 172мл/час, 2,3 вольта -1720мл/час, 2,4 вольта — 4590 мл/час, при применении технологии заряда постоянным током с режимом от 99 до 396 Ампер с временем восстановления до пятнадцати суток. Ускоренное восстановление с применением больших токов заряда сопровождается высоким выделением сероводородных соединений.

Без мощной вытяжной вентиляции заряжать такие аккумуляторы невозможно из-за опасности отравления и возможного взрыва смеси водорода и кислорода. При заряде цепи элементов аккумулятора в 240 вольт выброс газовой смеси составляет более 10 куб. метров в сутки.

Да и атмосфере такой газ принесёт только урон с уничтожением растительного мира сероводородными соединениями.

Снижение выбросов сероводородных соединений возможно только с использованием циклических зарядно-разрядных устройств имеющих возможность рекомбинации ионов атомов свинца с переходом в аморфный свинец.

Короткие по времени и мощные по амплитуде импульсы заряда позволяют расплавить кристаллы сульфата свинца и перевести их в аморфное состояние. В таблице имеется существенная разница предлагаемой в статье технологии по сравнении с предложенными в литературе ранее.

Выброс сероводородных соединений ниже в 8 раз, чем при заряде постоянным током при напряжении заряда 2,3 вольта на элемент, а время восстановления в семь раз меньше. В цифрах это 25800 мл газовой смеси сероводорода при заряде постоянным током и около 400 мл при заряде по предлагаемой технологии.

Диагностика восстановленных по предлагаемой технологии аккумуляторов методом десятичасового разряда показала паспортную плотность в конце разряда, что подтверждает полный заряд за указанное время.

По данной технологии проводилось восстановление кислотных аккумуляторов открытого типа, применяемых для питания релейной автоматики подстанций железной дороги, общим напряжением 110 вольт и показала высокие результаты со снижением внутреннего сопротивления аккумуляторов, конечного напряжения, температуры и существенного снижения выбросов сероводорода в атмосферу от аккумуляторов, но и дополнительного расхода электроэнергии.

Расход электроэнергии за счёт уменьшения времени заряда и снижении мощности вытяжных установок снизился в 12 раз.

Характеристики устройства восстановления аккумуляторов:

Напряжение сети 180-230 вольт.

Мощность трансформатора 330 ватт.

Напряжение аккумуляторов 2- 12 вольт

Ток заряда средний 2 – 10 Ампер

Ток заряда импульсный 50 Ампер

Ток разряда средний 0,2- 1,2 Ампера.

Время восстановления 42 часа.

Схема зарядно-восстановительного устройства предлагает восстановление одного элемента кислотного аккумулятора и может быть переработана на любое напряжение батареи кислотных аккумуляторов от 2 до 30 вольт постоянного тока с током восстановления от 1 до 50 ампер. На фотографии снято устройство с напряжением восстановления от 2 до 30 вольт при токе до 50 ампер.

В основе схемы определён генератор импульсов прямоугольной формы, позволяющий иметь на каждом выходе генератора интервал в 1/4 от полного времени цикла.

Импульсы тока заряда имея высокую амплитуду и короткое время действия не приводят к чрезмерному нагреву электролита и пластин аккумулятора, время пауз позволяет рассеять тепло, к тому же при таком режиме более полно используются элементы химической реакции, это заметно по значительному снижению выделения сероводорода и отсутствии электролиза.

Генератор прямоугольных импульсов выполнен на элементах DD1.1- DD1.3 цифровой микросхемы серии К561. Частота генерации F зависит от номиналов элементов частотозадающей RC — цепи F=0,44/(R1+R2)C1, частота генератора практически не изменяется от напряжения источника питания. Резистором R1 устанавливается время импульса и скорость переключения выходов счётчика DD2.

Сформированный генератором на микросхеме DD1 прямоугольный импульс с вывода 10 инвертора DD1.1 поступает на вход CN (14) двоично — десятичного счётчика на микросхеме DD2. Счётчик имеет десять выходов, которые позволяют при определённом включении использовать для формирования временных интервалов цикла восстановления: заряд – пауза – разряд -пауза. В данном устройстве для восстановления элемента аккумуляторной батареи используются равные временные интервалы.

При низком уровне на входе разрешения CP (13)DD2 счётчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе CN(14).

При высоком уровне на входе сброса R(15) счётчик очищается до нулевого отсчёта. Это происходит, когда на выходе 9DD2 присутствует высокий уровень. Индикатор на светодиоде HL 1 указывает на состояние счёта импульсов.

Питание микросхем DD1 и DD2 выполнено от аналогового стабилизатора напряжения на микросхеме DA1.

Для организации интервалов восстановления элемента аккумулятора, выходы 0-1 DD2 используются для заряда аккумулятора, со временем ¼ всего периода цикла. Сумматор на диодах VD1-VD2 при положительных уровнях счёта на выводе 3DD2 или 2 DD2 передаёт импульс прямоугольной формы через резистор R4 на резистор R6 — регулятора тока заряда и далее на затвор полевого транзистора N –типа VT1.Транзистор открывается в ключевом режиме и подаёт в аккумулятор GB1 с цепи питания импульс тока, короткий по времени, но высокий по амплитуде.

После периода заряда происходит период паузы с прохождением выходов 2 DD2 и 3DD2. При появлении высокого уровня на выходе 4DD2 или 5 DD2 на выводе 11 инвертора DD1.4 высокий уровень переключится на низкий и полевой транзистор VT2 ( прямой проводимости ), откроется и разрядит элемент GB1 на нагрузку R8, током зависящим от напряжения на затворе транзистора и номинала резистора.

Светодиод индикатора HL2 указывает на наличие тока разряда.

Выходы 6DD2, 7DD2 отрабатывают интервал второй паузы и при появлении высокого уровня на выходе 8DD2 счётчик по входу R очищается до исходного состояния, светодиод HL1 гаснет и счет повторится с высокого уровня на выходе 0 DD2.

Контроль работы:

Для контроля состояния напряжения и зарядного тока элемента GB1 аккумулятора в схеме установлены: амперметр PA1 с шунтом и вольтметр PV1. Амперметр регистрирует алгебраическую сумму тока заряда и разряда.

Среднее значение тока разряда можно примерно определить по отклонению амперметра в отрицательные величины (левее нуля шкалы) при снижении тока заряда до нуля резистором R6.

В отсутствии напряжения электросети разряд отключится. Светодиодный индикатор HL3 свечением указывает на правильную полярность подключения элементов аккумулятора GB1 в зарядно-разрядную цепь.

Резистор R10 в цепи питания устройства восстановления кислотных аккумуляторов ограничивает бросок тока при случайном коротком замыкании в цепи аккумулятора или неверной полярности подключения.

Источник питания выполнен на мощном трансформаторе T1 и диодном мосте VD3. При ёмкости аккумуляторов до 200 А/часов, достаточно использовать трансформатор на мощность в 100-300 ватт. Полевые транзисторы и диодный мост закреплены на отдельных радиаторах, используемых в блоках питания компьютеров.

Наладка:

Для проверки работоспособности схемы на место элемента GB1 достаточно подключить аккумулятор на напряжение 2,4- 12 Вольт ёмкостью 100 а/час. Предварительно регулятор тока заряда R6 вывести в нижнее положение, по амперметру установить ток разряда регулятором R5 — в 0,01 С10.

Резистором R6 поднять ток заряда с нуля до 0,2 С10.

Резистором R1 можно опытным путём выставить скорость восстановления пластин элементов аккумулятора с минимальным выходом сероводородной смеси, при минимальной температуре электролита и отсутствии электролиза.

Возможные аналоги радиодеталей схемы указаны в таблице.

Таблица 2.
Элемент

Наименование

Приблизительный аналог

Характеристика

Примечание

DD1

К561ЛЕ5А

К176ЛЕ5

Uпит 9 вольт

DD2

К561ИЕ8

К561ИЕ9

Та-же

К176ИЕ8

VT1

IRFP260

BUZ22, IRF1310

IRF2505
Более 50 Ампер и 100 Вольт

N-типа

VT2

BUZ173

IRF5303

Более 10 Ампер 50 Вольт

Р-типа

R8,R10

Проволочный

10 ватт

Т1

ТС330

ТН 59-63

2*16 Вольт 10 Ампер

DA1

78L09

7809

9Вольт 100мА
Схема в прикреплениях:
Прикрепления: 6228837.png(27Kb)
 
Форум радиолюбителей » Автолюбителю » Автолюбитель » Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккум (Технология снижения выбросов сероводородных соединений аккум)
Страница 1 из 11
Поиск:


Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования.