Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2022-06-24 Происхождение:Работает
Водный раствор электролизер
Форма водного раствораэлектролитические ячейкиМожно разделить на две категории: электролитические клетки диафрагмы и электролитические клетки недиафрагмы. Электролитические клетки диафрагмы можно разделить на гомогенные мембраны (шерсть асбеста), ионные мембраны и твердые электролитные мембраны (такие как β-Al2O3); Недодиафрагмерные электролитические клетки дополнительно разделены на электролитические клетки ртути и электролитические клетки окисления.
Когда используются разные электролиты, структура электролитической ячейки также отличается.
Водные растворы Электролизеры разделены на две категории: диафрагма и недиафрагма. Обычно используются электролитические клетки диафрагмы. Без диафрагм электролизы используются в производстве хлората и в производстве хлора и каустической соды методом ртути. Максимизация площади поверхности электрода на единицу объема может улучшить прочность производства электролитической ячейки. Следовательно, электроды в современных электролизерах диафрагмы в основном вертикальны. Электролизеры демонстрируют различные характеристики и характеристики из -за различных внутренних компонентов, таких как материал, структура и установка.
Расплавленный соль электролизер
Он в основном используется для производства металлов с низкой плавлением. Он характеризуется запуском при высокой температуре и должен попытаться предотвратить проникновение воды и предотвратить снижение ионов водорода на катоде. Например, когда получен металл натрия, потенциал восстановления ионов натрия очень отрицательный, а восстановление очень сложно. Безводная расплавленная соль или расплавленный гидроксид без ионов водорода должны использоваться, чтобы избежать эволюции водорода в катоде. По этой причине процесс электролиза должен выполняться при высокой температуре, такой как 310 ° C, когда электролизирующий расплавленный гидроксид натрия, и когда он содержит хлорид натрия в качестве смешанного электролита, температура электролиза составляет около 650 ° C.
Высокая температура электролитической ячейки может быть достигнута путем изменения расстояния между электродами для преобразования электрической энергии, потребляемой омическим падением напряжения в тепловую энергию. При электролизировании расплавленного гидроксида натрия можно использовать железо или никель для корпуса резервуара. Электролизирующий расплавленный электролит, содержащий хлорид, часто заставляет анод генерировать влажный газ хлора из -за неизбежного введения небольшого количества воды в сырье, что оказывает сильное коррозическое влияние на электролитический резервуар. Электролизеры для электролизирования расплавленного хлорида обычно используют керамические или фосфатные материалы, а железо может использоваться для деталей, не влияющих на хлор. Продукты катода и анод в ячейке электролиза расплавленной соли также должны быть должным образом отделены и должны быть вытянуты из ячейки как можно скорее, чтобы предотвратить плавание натрия на натрия катодного металла на поверхности электролита, который будет дополнительно взаимодействовать с анодными продуктами или кислородом в воздухе.
Не ведущие электролитические ячейки
Поскольку неводный раствор электролизер часто сопровождается различными сложными химическими реакциями при производстве органических продуктов или электролизирующих органических веществ, его применение ограничено, а его индустриализация не очень много. Органический электролит обычно используется низкая проводимость и низкая скорость реакции. Следовательно, необходимо использовать более низкую плотность тока, а расстояние между электродами должно быть сведено к минимуму. Электродные структуры с использованием фиксированных или псевдоожиженных слоев имеют большую площадь поверхности электрода, что увеличивает продуктивность ячейки.
Классификация подключением электрода
Электролизеры могут быть разделены на однополярные и биполярные электролизоры в соответствии с методом соединения электродов. Электроды той же полярности в однополярной электролитической ячейке соединены параллельно с источником питания постоянного тока, а полярности двух сторон электродов одинаковы, то есть они являются анодами или катодами одновременно. Электроды на обоих концах биполярной электролитической ячейки соответственно связаны с положительными и отрицательными электродами источника питания постоянного тока, чтобы стать анодом или катодом. Когда ток протекает через электролитическую ячейку через электроды последовательно, одна сторона каждого электрода в середине - анод, а другая - катод, поэтому он имеет биполярность. Когда общая площадь электрода одинакова, ток биполярной электролитической ячейки меньше, напряжение выше, а инвестиции необходимого источника питания постоянного тока меньше, чем у однополярного типа. Биполярный тип, как правило, принимает структуру фильтра, которая является относительно компактной. Тем не менее, его легко протекать и короткое замыкание, а структура слота и управление операцией более сложны, чем однополярный тип. Поперечное сечение однополярной электролитической ячейки, как правило, является прямоугольной или квадратной, цилиндрическая форма занимает большую площадь, скорость использования пространства является низкой, а использование меньше.
Расстояние между катодом и анодом является одним из важных факторов, влияющих на напряжение ячейки. Как электрод
Расстояние расстояния увеличивается, падение напряжения в слоте увеличивается, а напряжение слота увеличивается. Особенно при работе с высоким током, эта потеря напряжения является более серьезной. Современные электролитические ячейки используют различные меры для уменьшения расстояния между полюсами, таких как использование диффузионных анодов и модифицированные диафрагмы, чтобы сделать структуры электролитических клеток с нулевым расстоянием.
Время пребывания электролита в электролитической ячейке не только влияет на производственную мощность оборудования, но и в некоторых случаях влияет на эффективность тока процесса электролиза, таких как производство хлората натрия путем электролиза, из -за промежуточных продуктов Гипохлористая кислота (HCLO) и вторичная скорость химической реакции между ионами хлората (CLO3) очень медленная. Если он останется в электролитической ячейке в течение долгого времени, это не только уменьшит скорость использования электролитической ячейки, но и ионы гипохлорита окислятся на поверхности анода или уменьшат поверхность катода, снижая эффективность тока. Анкет В результате современные конструкции ячейки стремятся уменьшить объем и позволяют электролиту быстро течь вдоль электродов. Если требуются дальнейшие реакции, отдельный химический реактор может быть установлен за пределами ячейки электролиза.
Электроды в электролитической ячейке компактно устанавливаются вертикально, проводящие пластины легко подключены, и это полезно уменьшить эффект пузырька. Поскольку пузырьки газа часто прикрепляются к поверхности электрода с эволюцией газа, площадь рабочей поверхности электрода будет уменьшена. Кроме того, решение вблизи электрода также будет заполнено пузырьками, увеличивая сопротивление раствора, явление, называемое пузырьковым эффектом \ ». Однако в окрестностях поверхности вертикального электрода можно использовать характеристики высокой аэрации, низкой плотности раствора и быстрорастущей скорости в растворе, чтобы пузырьки могли ускоряться от поверхности электрода и уменьшить эффект пузыря. Когда вертикальный электрод используется в качестве газового электрода, форма электрода в основном представляет собой сетку, которая не только увеличивает площадь рабочей поверхности, но также облегчает выход пузырьков воздуха.
Электролизерные материалы могут быть сталью, цементом, керамикой и т. Д. Сталь устойчива к щелочи и наиболее широко используется. Для высоко коррозионных электролитов внутренняя часть стального резервуара выстлана свинцом, синтетической смолой или резиной.
В настоящее время электролизеры развиваются в направлении большой емкости и низкого потребления энергии. Биполярный электролизер подходит для крупномасштабного производства и последовательно использовался в электролизованной воде и хлор-алкальской промышленности.
Электролизоры для производства водорода воды в основном используют железо в качестве катодной стороны и никеля в качестве анодной стороны серийных электролизеров (например, отжима фильтра), чтобы электролизовать водный раствор едкого калия или каустической соды. Кислород из анода и водород из катода. Стоимость этого метода высока, но чистота продукта высока, а водород с чистотой более 99,7% может быть напрямую.
