Viden

Klassificering af elektrolysatorer

Feb 04, 2024 Læg en besked

1. Ifølge forskellige klassifikationer af elektrolytter
(1) Elektrolysator i vandig opløsning
Vandige opløsningselektrolysatorer kan opdeles i to typer: membranelektrolysatorer og membranløse elektrolysatorer. Membranelektrolysatorer kan opdeles i homotrope membraner (asbestuld), ioniske membraner og faste elektrolytmembraner (såsom -Al2O3); membranfri elektrolysatorer kan opdeles i kviksølvelektrolysatorer og oxidationselektrolysatorer.
Ved brug af forskellige elektrolytter er strukturen af ​​elektrolysecellen også anderledes.
Vandige opløsningselektrolysatorer er opdelt i to typer: membran og ikke-diafragma. Membranelektrolysatorer anvendes generelt. Membranløse elektrolyseceller bruges til kloratproduktion og kviksølvproduktion af klor og kaustisk soda. En udvidelse af elektrodeoverfladearealet pr. volumenhed så meget som muligt kan forbedre produktionsintensiteten af ​​den elektrolysecelle. Derfor er elektroderne i moderne membranelektrolysatorer for det meste opretstående. Elektrolysatorer viser forskellige ydeevner og egenskaber på grund af forskellige materialer, strukturer, installationer osv. af interne komponenter.
(2) Elektrolysator til smeltet salt
Det bruges mest til at fremstille metaller med lavt smeltepunkt. Det er kendetegnet ved at arbejde ved høje temperaturer og skal forsøge at forhindre fugt i at trænge ind og undgå at hydrogenioner reduceres på katoden. For eksempel, når man fremstiller metallisk natrium, da katodereduktionspotentialet for natriumioner er meget negativt, er reduktion meget vanskelig. Vandfrit smeltet salt eller smeltet hydroxid, der ikke indeholder brintioner, skal bruges for at undgå brintfældning ved katoden. Af denne grund skal elektrolyseprocessen udføres ved høje temperaturer. For eksempel, når man elektrolyserer smeltet natriumhydroxid, er det 310 grader. Hvis det indeholder natriumchlorid og bliver til en blandet elektrolyt, er elektrolysetemperaturen omkring 650 grader.
Den høje temperatur af elektrolysecellen kan opnås ved at ændre elektrodeafstanden og konvertere den elektriske energi, der forbruges af det ohmske spændingsfald, til varmeenergi. Ved elektrolyse af smeltet natriumhydroxid kan tanklegemet være lavet af jern eller nikkel. Elektrolyse af smeltet elektrolyt indeholdende chlorid bringer ofte uundgåeligt en lille mængde fugt ind i råmaterialerne, hvilket vil få anoden til at generere fugtig klorgas, som har en stærk ætsende effekt på elektrolysecellen. Derfor bruger elektrolysetanken til elektrolyse af smeltet klorid generelt keramiske eller fosfatmaterialer, og jern kan bruges i dele, der ikke er påvirket af klorgas. Katode- og anodeprodukterne i elektrolyttanken med smeltet salt skal også adskilles korrekt og bør ledes ud af tanken så hurtigt som muligt for at forhindre katodeproduktet metalnatrium i at flyde på overfladen af ​​elektrolytten i lang tid og længere. interagerer med anodeproduktet eller oxygen i luften. .
(3) Ikke-vandig opløsning elektrolysator
Da ikke-vandige opløsningselektrolysatorer ofte ledsages af forskellige komplekse kemiske reaktioner, når de producerer organiske produkter eller elektrolyserer organisk materiale, er deres anvendelser begrænset, og få er industrialiserede. Den almindeligt anvendte organiske elektrolyt har lav ledningsevne og lav reaktionshastighed. Derfor skal der anvendes en lavere strømtæthed, og polafstanden skal minimeres. Elektrodestrukturen ved hjælp af fast bed eller fluid bed har et større elektrodeoverfladeareal, hvilket kan forbedre elektrolysatorens produktionskapacitet.

2. Klassificering i henhold til tilslutningsmetoden for elektroder
Elektrolyseceller kan opdeles i to typer: unipolære elektrolyseceller og bipolære elektrolyseceller i henhold til elektrodernes tilslutningsmetode. I en unipolær elektrolysecelle er elektroder med samme polaritet forbundet parallelt med DC-strømforsyningen, og polariteterne på begge sider af elektroderne er de samme, det vil sige, at de er anoder eller katoder på samme tid. Elektroderne i begge ender af den bipolære elektrolysator er forbundet til de positive og negative poler på DC-strømforsyningen, og bliver til anoder eller katoder. Når strøm løber gennem elektrolysecellen gennem elektroder forbundet i serie, er den ene side af hver elektrode i midten anoden, og den anden side er katoden, så den er bipolær. Når det samlede elektrodeareal er det samme, er strømmen af ​​den bipolære elektrolysator mindre, og spændingen er højere, og investeringen i DC-strømforsyning er mindre end den unipolære elektrolysator. Den multipolære type antager generelt strukturen af ​​en filterpresse og er relativt kompakt. Den er dog tilbøjelig til lækage og kortslutning, og tankstrukturen og driftsstyringen er mere kompliceret end den unipolære type. Tværsnittet af monopolære elektrolysatorer er generelt rektangulært eller kvadratisk. Den cylindriske form optager et stort område, har lav pladsudnyttelse og bruges sjældent.

Send forespørgsel