Znanje

Podjela elektrolizatora

Feb 04, 2024 Ostavite poruku

1. Prema različitim klasifikacijama elektrolita
(1) Elektrolizator vodene otopine
Elektrolizatori s vodenom otopinom mogu se podijeliti u dvije vrste: elektrolizatori s dijafragmom i elektrolizatori bez dijafragme. Membranski elektrolizeri mogu se podijeliti na homotropne membrane (azbestna vuna), ionske membrane i membrane čvrstog elektrolita (kao što je -Al2O3); elektrolizatori bez dijafragme mogu se podijeliti na elektrolizere žive i oksidacijske elektrolizere.
Pri korištenju različitih elektrolita različita je i struktura elektrolitičke ćelije.
Elektrolizatori s vodenom otopinom dijele se u dvije vrste: dijafragmski i bez dijafragmski. Općenito se koriste elektrolizeri s membranom. Elektrolitičke ćelije bez dijafragme koriste se u proizvodnji klorata i žive u proizvodnji klora i kaustične sode. Povećanje površine elektrode po jedinici volumena što je više moguće može poboljšati intenzitet proizvodnje elektrolitičke ćelije. Stoga su elektrode u modernim membranskim elektrolizatorima uglavnom uspravne. Elektrolizatori pokazuju različite performanse i karakteristike zbog različitih materijala, struktura, instalacija itd. unutarnjih komponenti.
(2) Elektrolizer rastaljene soli
Uglavnom se koristi za proizvodnju metala niskog tališta. Karakterizira ga rad na visokim temperaturama i trebao bi spriječiti ulazak vlage i redukciju vodikovih iona na katodi. Na primjer, kada se priprema metalni natrij, budući da je katodni redukcijski potencijal natrijevih iona vrlo negativan, redukcija je vrlo teška. Mora se koristiti bezvodna rastaljena sol ili rastaljeni hidroksid koji ne sadrži vodikove ione kako bi se izbjeglo taloženje vodika na katodi. Iz tog razloga, proces elektrolize treba provoditi na visokim temperaturama. Na primjer, kod elektrolize rastaljenog natrijevog hidroksida, to je 310 stupnjeva. Ako sadrži natrijev klorid i postane miješani elektrolit, temperatura elektrolize je oko 650 stupnjeva.
Visoka temperatura elektrolitičke ćelije može se postići promjenom razmaka elektroda i pretvaranjem električne energije potrošene omskim padom napona u toplinsku energiju. Kod elektrolize rastaljenog natrijevog hidroksida tijelo spremnika može biti izrađeno od željeza ili nikla. Elektroliza rastaljenog elektrolita koji sadrži klorid često neizbježno dovodi malu količinu vlage u sirovine, što će uzrokovati stvaranje vlažnog plina klora u anodi, koji ima snažan korozivni učinak na elektrolitičku ćeliju. Stoga elektrolitički spremnik za elektrolizu rastaljenog klorida općenito koristi keramičke ili fosfatne materijale, a željezo se može koristiti u dijelovima na koje plinoviti klor ne utječe. Katodni i anodni produkti u elektrolitskom spremniku s rastaljenom soli također moraju biti pravilno odvojeni i trebaju se izvesti iz spremnika što je prije moguće kako bi se spriječilo da metalni natrij kao katodni proizvod dulje vrijeme pluta na površini elektrolita i dalje u interakciji s produktom anode ili kisikom u zraku. .
(3) Elektrolizator nevodene otopine
Budući da elektrolizere s nevodenom otopinom često prate različite složene kemijske reakcije pri proizvodnji organskih proizvoda ili elektrolizi organske tvari, njihove su primjene ograničene i malo ih je industrijaliziranih. Uobičajeni organski elektrolit ima nisku vodljivost i malu brzinu reakcije. Zbog toga se mora koristiti niža gustoća struje, a razmak polova treba svesti na minimum. Struktura elektrode koja koristi fiksni ili fluidizirani sloj ima veću površinu elektrode, što može poboljšati proizvodni kapacitet elektrolizatora.

2. Podjela prema načinu spajanja elektroda
Prema načinu spajanja elektroda elektrolitičke ćelije mogu se podijeliti u dvije vrste: unipolarne elektrolitičke ćelije i bipolarne elektrolitičke ćelije. U unipolarnoj elektrolitičkoj ćeliji elektrode istog polariteta spojene su paralelno s istosmjernim napajanjem, a polariteti s obje strane elektroda su isti, odnosno one su ujedno anode ili katode. Elektrode na oba kraja bipolarnog elektrolizatora spojene su na pozitivne i negativne polove istosmjernog napajanja, postajući anode ili katode. Kada struja teče kroz elektrolitičku ćeliju kroz elektrode povezane u seriju, jedna strana svake elektrode u sredini je anoda, a druga strana je katoda, tako da je bipolarna. Kada je ukupna površina elektrode ista, struja bipolarnog elektrolizatora je manja, a napon je veći, a potrebno ulaganje u istosmjerno napajanje je manje nego kod unipolarnog elektrolizatora. Multipolarni tip općenito ima strukturu filter preše i relativno je kompaktan. Međutim, sklon je curenju i kratkom spoju, a struktura spremnika i upravljanje radom su kompliciraniji od unipolarnog tipa. Presjek monopolarnih elektrolizatora općenito je pravokutan ili kvadratan. Cilindrični oblik zauzima veliku površinu, ima malu iskoristivost prostora i rijetko se koristi.

Pošaljite upit