Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2022-06-24 origine:Propulsé
Electrolyzer de solution aqueuse
La forme de solution aqueusecellules électrolytiquesPeut être divisé en deux catégories: les cellules électrolytiques de diaphragme et les cellules électrolytiques non diaphragmes. Les cellules électrolytiques de diaphragme peuvent être divisées en membranes homogènes (laine d'amiante), membranes ioniques et membranes d'électrolyte solide (telles que β-al2O3); Les cellules électrolytiques non-diaphragmes sont divisées en cellules électrolytiques de mercure et des cellules électrolytiques d'oxydation.
Lorsque différents électrolytes sont utilisés, la structure de la cellule électrolytique est également différente.
Les électrolyseurs de solution aqueux sont divisés en deux catégories: diaphragme et non-diaphragme. Les cellules électrolytiques de diaphragme sont généralement utilisées. Les électrolyseurs sans diaphragmm sont utilisés dans la production de chlorate et dans la production de chlore et de soude caustique par la méthode du mercure. La maximisation de la surface de l'électrode par volume unitaire peut améliorer la résistance de production de la cellule électrolytique. Par conséquent, les électrodes dans les électrolyseurs de diaphragme modernes sont principalement verticales. Les électrolyseurs présentent des performances et des caractéristiques différentes en raison de différents composants internes, tels que le matériau, la structure et l'installation.
Électrolyzer en fusion
Il est principalement utilisé pour la production de métaux de point de fusion faible. Il se caractérise par la course à haute température et devrait essayer d'empêcher l'entrée de l'eau et d'empêcher la réduction des ions hydrogène sur la cathode. Par exemple, lorsque le sodium métallique est produit, le potentiel de réduction des ions sodium est très négatif et la réduction est très difficile. Un sel fondu anhydre ou un hydroxyde fondu sans ions hydrogène doit être utilisé pour éviter l'évolution de l'hydrogène à la cathode. Pour cette raison, le processus d'électrolyse doit être effectué à une température élevée, comme 310 ° C lors de l'électrolyzage de l'hydroxyde de sodium fondu, et lorsqu'il contient du chlorure de sodium comme électrolyte mixte, la température d'électrolyse est d'environ 650 ° C.
La température élevée de la cellule électrolytique peut être obtenue en modifiant l'espacement des électrodes pour convertir l'énergie électrique consommée par la chute de tension ohmique en énergie thermique. Lors de l'électrolyzage de l'hydroxyde de sodium fondu, du fer ou du nickel peut être utilisé pour le corps du réservoir. L'électrolyzage à l'électrolyte fondu contenant du chlorure fait souvent génère l'anode du chlore gazeux en raison de l'introduction inévitable d'une petite quantité d'eau dans la matière première, ce qui a un fort effet corrosif sur le réservoir électrolytique. Les électrolyseurs pour l'électrolyzage du chlorure fondu utilisent généralement des matériaux en céramique ou phosphate, et le fer peut être utilisé pour les pièces non affectées par le chlore. Les produits cathode et anode dans la cellule d'électrolyse de sel fondu doivent également être correctement séparés et doivent être tirés de la cellule dès que possible pour empêcher le produit de la cathode de sodium de sodium de flotter à la surface de l'électrolyte pendant longtemps, qui interagira davantage avec les produits d'anode ou l'oxygène dans l'air.
Cellule électrolytique non aqueuse
Étant donné que l'électrolyzer de solution non aqueuse s'accompagne souvent de diverses réactions chimiques complexes lors de la production de produits organiques ou d'électrolysant des substances organiques, son application est limitée et son industrialisation n'est pas beaucoup. L'électrolyte organique généralement utilisé a une faible conductivité et une faible vitesse de réaction. Par conséquent, une densité de courant inférieure doit être utilisée et l'espacement des électrodes doit être minimisé. Les structures d'électrodes utilisant des lits fixes ou fluidisés ont une surface d'électrode plus grande, ce qui augmente la productivité des cellules.
Classification par connexion électrode
Les électrolyseurs peuvent être divisés en électrolyseurs unipolaires et bipolaires en fonction de la méthode de connexion des électrodes. Les électrodes de la même polarité dans la cellule électrolytique unipolaire sont connectées en parallèle avec l'alimentation CC, et les polarités des deux côtés des électrodes sont les mêmes, c'est-à-dire, ce sont à la fois des anodes ou des cathodes en même temps. Les électrodes aux deux extrémités de la cellule électrolytique bipolaire sont respectivement liées aux électrodes positives et négatives de l'alimentation CC pour devenir l'anode ou la cathode. Lorsque le courant traverse la cellule électrolytique à travers les électrodes en série, un côté de chaque électrode au milieu est l'anode et l'autre côté est la cathode, donc il a une bipolarité. Lorsque la zone d'électrode totale est la même, le courant de la cellule électrolytique bipolaire est plus petit, la tension est plus élevée et l'investissement de l'alimentation CC requis est inférieure à celle du type unipolaire. Le type bipolaire adopte généralement la structure d'une presse à filtre, qui est relativement compacte. Cependant, il est facile de fuir et de court-circuit, et la structure de la fente et la gestion des opérations sont plus compliquées que le type unipolaire. La section transversale de la cellule électrolytique unipolaire est généralement rectangulaire ou carrée, la forme cylindrique occupe une grande surface, le taux d'utilisation de l'espace est faible et l'utilisation est moindre.
La distance entre la cathode et l'anode est l'un des facteurs importants affectant la tension cellulaire. Comme l'électrode
L'espacement augmente, la baisse de tension ohmique dans la fente augmente et la tension de la fente augmente. Surtout lorsque vous travaillez avec un courant élevé, cette perte de tension est plus grave. Les cellules électrolytiques modernes utilisent diverses mesures pour réduire l'espacement des poteaux, tels que l'utilisation d'anodes de diffusion et de diaphragmes modifiés pour fabriquer des structures de cellules électrolytiques à pôle zéro.
Le temps de séjour de l'électrolyte dans la cellule électrolytique affecte non seulement la capacité de production de l'équipement, mais affecte également l'efficacité actuelle du processus d'électrolyse dans certains cas, comme la production de chlorate de sodium par électrolyse, en raison des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires des produits intermédiaires de L'acide hypochloreux (HCLO) et le secondaire La vitesse de réaction chimique entre les ions chlorate (CLO3) est très lente. S'il reste dans la cellule électrolytique pendant longtemps, il réduira non seulement le taux d'utilisation de la cellule électrolytique, mais aussi les ions hypochlorite s'oxyderont sur la surface de l'anode ou réduiront la surface de la cathode, ce qui réduit l'efficacité du courant. . En conséquence, les conceptions de cellules modernes cherchent à réduire le volume et à permettre à l'électrolyte de s'écouler rapidement le long des électrodes. Si d'autres réactions sont nécessaires, un réacteur chimique séparé peut être installé à l'extérieur de la cellule d'électrolyse.
Les électrodes de la cellule électrolytique sont installées de manière compacte verticalement, les plaques conductrices sont faciles à connecter, et il est bénéfique de réduire l'effet de bulle. Parce que les bulles de gaz sont souvent fixées à la surface de l'électrode avec l'évolution du gaz, la surface de travail de l'électrode sera réduite. De plus, la solution près de l'électrode sera également remplie de bulles, augmentant la résistance de la solution, un phénomène appelé \"Bubble Effect \". Cependant, à proximité de la surface de l'électrode verticale, les caractéristiques d'une aération élevée, d'une faible densité de solution et d'une vitesse de hausse rapide dans la solution peuvent être utilisées pour former une circulation naturelle de l'électrolyte, afin que les bulles puissent s'accélérer loin de la surface de l'électrode et réduire l'effet de bulle. Lorsque l'électrode verticale est utilisée comme une électrode à gaz, la forme de l'électrode est principalement un maillage, ce qui augmente non seulement la surface de travail, mais facilite également l'évasion des bulles d'air.
Les matériaux d'électrolyzer peuvent être de l'acier, du ciment, de la céramique, etc. L'acier est résistant à l'alcali et est le plus utilisé. Pour les électrolytes hautement corrosifs, l'intérieur du réservoir en acier est tapissé de plomb, de résine synthétique ou de caoutchouc.
À l'heure actuelle, les électrolyseurs se développent dans le sens d'une grande capacité et d'une faible consommation d'énergie. L'électrolyzer bipolaire convient à une production à grande échelle et a été utilisé dans les industries électrolysées de l'eau et du chlor-alcaliment successivement.
Électrolyse d'eau Les électrolyseurs de production d'hydrogène utilisent principalement le fer comme côté cathode et nickel comme côté anode des électrolyseurs de la série (comme une presse à filtre) pour électrolyser la solution aqueuse de potasse caustique ou de soda caustique. Oxygène de l'anode et de l'hydrogène de la cathode. Le coût de cette méthode est élevé, mais la pureté du produit est élevée et l'hydrogène avec une pureté de plus de 99,7% peut être produite directement.
