Знання

Класифікація електролізерів

Feb 04, 2024 Залишити повідомлення

1. За різними класифікаціями електролітів
(1) Електролізер водного розчину
Електролізери на водному розчині можна розділити на два типи: діафрагмові електролізери та бездіафрагмові електролізери. Мембранні електролізери можна розділити на гомотропні мембрани (азбестова вата), іонні мембрани та тверді електролітичні мембрани (такі як -Al2O3); безмембранні електролізери можна розділити на ртутні електролізери та окислювальні електролізери.
При використанні різних електролітів будова електролізера також відрізняється.
Електролізери на водному розчині поділяються на два види: діафрагмові та бездіафрагмові. Зазвичай використовують діафрагмові електролізери. Бездіафрагмові електролізери застосовуються в хлоратних і ртутних виробництвах хлору і каустичної соди. Збільшення площі поверхні електрода на одиницю об'єму, наскільки це можливо, може підвищити інтенсивність виробництва електролізера. Тому електроди в сучасних діафрагмових електролізерах здебільшого вертикальні. Електролізери демонструють різні продуктивність і характеристики через різні матеріали, конструкції, інсталяцію тощо внутрішніх компонентів.
(2) Електролізер розплавленої солі
Здебільшого його використовують для виробництва металів з низькою температурою плавлення. Він характеризується роботою при високих температурах і повинен намагатися запобігти проникненню вологи та уникати відновлення іонів водню на катоді. Наприклад, при отриманні металевого натрію, оскільки потенціал катодного відновлення іонів натрію дуже негативний, відновлення є дуже складним. Необхідно використовувати безводну розплавлену сіль або розплавлений гідроксид, який не містить іонів водню, щоб уникнути осадження водню на катоді. З цієї причини процес електролізу необхідно проводити при високих температурах. Наприклад, при електролізі розплавленого гідроксиду натрію вона становить 310 градусів. Якщо він містить хлорид натрію і стає змішаним електролітом, температура електролізу становить близько 650 градусів.
Висока температура електролізера може бути досягнута зміною відстані між електродами та перетворенням електричної енергії, що споживається омічним падінням напруги, у теплову енергію. При електролізі розплавленого гідроксиду натрію корпус бака може бути виготовлений із заліза або нікелю. Електроліз розплавленого електроліту, що містить хлорид, часто неминуче приносить невелику кількість вологи в сировину, що призведе до утворення анодом вологого газу хлору, який має сильну корозійну дію на електролітичну комірку. Тому в електролітичному резервуарі для електролізу розплавленого хлориду зазвичай використовуються керамічні або фосфатні матеріали, а залізо можна використовувати в частинах, на які не впливає газоподібний хлор. Продукти катода та анода в резервуарі електроліту з розплавленою сіллю також потрібно належним чином відокремити та вивести з резервуара якомога швидше, щоб запобігти плаванню катодного продукту металевого натрію на поверхні електроліту протягом тривалого часу та далі. взаємодіючи з продуктом анода або киснем повітря. .
(3) Електролізер неводного розчину
Оскільки електролізери неводного розчину часто супроводжуються різноманітними складними хімічними реакціями під час виробництва органічних продуктів або електролізу органічних речовин, їх застосування обмежене, і небагато промислових. Зазвичай використовуваний органічний електроліт має низьку провідність і низьку швидкість реакції. Тому слід використовувати меншу щільність струму, а відстань між полюсами має бути мінімізована. Електродна структура з нерухомим або псевдозрідженим шаром має більшу площу поверхні електрода, що може підвищити виробничу потужність електролізера.

2. Класифікація за способом з'єднання електродів
За способом з'єднання електродів електролізери можна розділити на два типи: уніполярні електролізери і біполярні електролізери. В однополярному електролізері електроди однієї полярності з’єднані паралельно з джерелом живлення постійного струму, а полярності з обох сторін електродів однакові, тобто вони одночасно є анодами або катодами. Електроди на обох кінцях біполярного електролізера з’єднані з позитивним і негативним полюсами джерела постійного струму, стаючи анодами або катодами. Коли струм проходить через електролітичну комірку через електроди, з’єднані послідовно, одна сторона кожного електрода в середині є анодом, а інша сторона – катодом, тому він біполярний. Коли загальна площа електрода однакова, струм біполярного електролізера менший, а напруга вища, а інвестиції в джерело живлення постійного струму менші, ніж у однополярного електролізера. Багатополярний тип, як правило, має структуру фільтр-преса і є відносно компактним. Однак він схильний до витоку та короткого замикання, а структура резервуару та управління роботою є більш складними, ніж однополярний тип. Поперечний переріз монополярних електролізерів, як правило, прямокутний або квадратний. Циліндрична форма займає велику площу, мало завантажує простір і використовується рідко.

Послати повідомлення