Znalosť

Klasifikácia elektrolyzérov

Feb 04, 2024 Zanechajte správu

1. Podľa rôznych klasifikácií elektrolytov
(1) Elektrolyzér s vodným roztokom
Elektrolyzéry s vodným roztokom možno rozdeliť do dvoch typov: diafragmové elektrolyzéry a bezmembránové elektrolyzéry. Membránové elektrolyzéry možno rozdeliť na homotropné membrány (azbestová vlna), iónové membrány a membrány s pevným elektrolytom (ako je -Al2O3); bezmembránové elektrolyzéry možno rozdeliť na ortuťové elektrolyzéry a oxidačné elektrolyzéry.
Pri použití rôznych elektrolytov je odlišná aj štruktúra elektrolytického článku.
Elektrolyzéry s vodným roztokom sa delia na dva typy: membránové a bezmembránové. Všeobecne sa používajú membránové elektrolyzéry. Bezmembránové elektrolytické články sa používajú pri výrobe chlorečnanov a ortuti, chlóru a hydroxidu sodného. Čo najväčšie zväčšenie plochy povrchu elektródy na jednotku objemu môže zlepšiť intenzitu výroby elektrolytického článku. Preto sú elektródy v moderných membránových elektrolyzéroch väčšinou vzpriamené. Elektrolyzéry vykazujú rôzne výkony a charakteristiky v dôsledku rôznych materiálov, štruktúr, inštalácií atď. vnútorných komponentov.
(2) Elektrolyzér roztavenej soli
Väčšinou sa používa na výrobu kovov s nízkou teplotou topenia. Vyznačuje sa prevádzkou pri vysokých teplotách a mala by sa snažiť zabrániť vniknutiu vlhkosti a zabrániť redukcii vodíkových iónov na katóde. Napríklad pri príprave kovového sodíka, keďže katódový redukčný potenciál sodíkových iónov je veľmi negatívny, je redukcia veľmi ťažká. Aby sa zabránilo zrážaniu vodíka na katóde, musí sa použiť bezvodá roztavená soľ alebo roztavený hydroxid, ktorý neobsahuje vodíkové ióny. Z tohto dôvodu je potrebné proces elektrolýzy vykonávať pri vysokých teplotách. Napríklad pri elektrolýze roztaveného hydroxidu sodného je to 310 stupňov. Ak obsahuje chlorid sodný a stane sa zmiešaným elektrolytom, teplota elektrolýzy je asi 650 stupňov.
Vysoká teplota elektrolytického článku môže byť dosiahnutá zmenou vzdialenosti elektród a premenou elektrickej energie spotrebovanej ohmickým poklesom napätia na tepelnú energiu. Pri elektrolýze roztaveného hydroxidu sodného môže byť telo nádrže vyrobené zo železa alebo niklu. Elektrolýza roztaveného elektrolytu obsahujúceho chlorid často nevyhnutne prináša malé množstvo vlhkosti do surovín, čo spôsobí, že anóda generuje vlhký plynný chlór, ktorý má silný korozívny účinok na elektrolytický článok. Preto elektrolytická nádrž na elektrolýzu roztaveného chloridu vo všeobecnosti používa keramické alebo fosfátové materiály a železo sa môže použiť v častiach, ktoré nie sú ovplyvnené plynným chlórom. Produkty katódy a anódy v elektrolytickej nádrži s roztavenou soľou musia byť tiež správne oddelené a mali by byť čo najskôr vyvedené z nádrže, aby sa zabránilo tomu, že katódový produkt, kov sodík, bude dlho a ďalej plávať na povrchu elektrolytu. interakcie s anódovým produktom alebo kyslíkom vo vzduchu. .
(3) Elektrolyzér s nevodným roztokom
Pretože nevodné roztokové elektrolyzéry sú často sprevádzané rôznymi zložitými chemickými reakciami pri výrobe organických produktov alebo elektrolýze organickej hmoty, ich aplikácie sú obmedzené a len málo z nich je industrializovaných. Bežne používaný organický elektrolyt má nízku vodivosť a nízku reakčnú rýchlosť. Preto je potrebné použiť nižšiu prúdovú hustotu a minimalizovať rozstup pólov. Elektródová štruktúra využívajúca pevné lôžko alebo fluidné lôžko má väčšiu plochu povrchu elektródy, čo môže zlepšiť výrobnú kapacitu elektrolyzéra.

2. Klasifikácia podľa spôsobu pripojenia elektród
Elektrolytické články možno rozdeliť na dva typy: unipolárne elektrolytické články a bipolárne elektrolytické články podľa spôsobu pripojenia elektród. V unipolárnom elektrolytickom článku sú elektródy rovnakej polarity zapojené paralelne s jednosmerným napájaním a polarity na oboch stranách elektród sú rovnaké, to znamená, že sú súčasne anódami alebo katódami. Elektródy na oboch koncoch bipolárneho elektrolyzéra sú pripojené ku kladnému a zápornému pólu napájacieho zdroja jednosmerného prúdu, čím sa stávajú anódami alebo katódami. Keď prúd preteká elektrolytickým článkom cez elektródy zapojené do série, jedna strana každej elektródy v strede je anóda a druhá strana je katóda, takže je bipolárna. Keď je celková plocha elektród rovnaká, prúd bipolárneho elektrolyzéra je menší a napätie je vyššie a investície do potrebného napájania jednosmerným prúdom sú menšie ako v prípade unipolárneho elektrolyzéra. Multipolárny typ má vo všeobecnosti štruktúru kalolisu a je relatívne kompaktný. Je však náchylný na únik a skrat a štruktúra nádrže a riadenie prevádzky sú komplikovanejšie ako unipolárny typ. Prierez monopolárnych elektrolyzérov je vo všeobecnosti obdĺžnikový alebo štvorcový. Valcový tvar zaberá veľkú plochu, má malé využitie priestoru a málo sa používa.

Zaslať požiadavku