طبقه بندی الکترولیزها

Feb 04, 2024 پیام بگذارید

1. با توجه به طبقه بندی های مختلف الکترولیت ها
(1) الکترولیز محلول آبی
الکترولیزهای محلول آبی را می توان به دو نوع تقسیم کرد: الکترولیزهای دیافراگمی و الکترولیزهای بدون دیافراگم. الکترولیزهای دیافراگمی را می توان به غشاهای همتروپیک (پشم آزبست)، غشاهای یونی و غشاهای الکترولیت جامد (مانند -Al2O3) تقسیم کرد. الکترولیزهای بدون دیافراگم را می توان به الکترولیزهای جیوه ای و الکترولیزهای اکسیداسیون تقسیم کرد.
هنگام استفاده از الکترولیت های مختلف، ساختار سلول الکترولیتی نیز متفاوت است.
الکترولیزهای محلول آبی به دو نوع دیافراگمی و غیر دیافراگمی تقسیم می شوند. به طور کلی از الکترولیزهای دیافراگمی استفاده می شود. سلول های الکترولیتی بدون دیافراگم در تولید کلرات و تولید جیوه کلر و سود سوزآور استفاده می شود. بزرگ کردن سطح الکترود در واحد حجم تا حد امکان می تواند شدت تولید سلول الکترولیتی را بهبود بخشد. بنابراین، الکترودها در الکترولیزهای دیافراگمی مدرن عمدتاً عمودی هستند. الکترولایزرها به دلیل مواد، ساختار، نصب و غیره متفاوت اجزای داخلی، عملکرد و ویژگی های متفاوتی از خود نشان می دهند.
(2) الکترولیز نمک مذاب
بیشتر برای تولید فلزات با نقطه ذوب پایین استفاده می شود. با عملکرد در دمای بالا مشخص می شود و باید سعی کند از ورود رطوبت جلوگیری کند و از کاهش یون های هیدروژن روی کاتد جلوگیری کند. به عنوان مثال، هنگام تهیه سدیم فلزی، از آنجایی که پتانسیل احیای کاتدی یون های سدیم بسیار منفی است، کاهش بسیار دشوار است. نمک مذاب بدون آب یا هیدروکسید مذاب که حاوی یون هیدروژن نیست باید برای جلوگیری از رسوب هیدروژن در کاتد استفاده شود. به همین دلیل، فرآیند الکترولیز باید در دماهای بالا انجام شود. به عنوان مثال، هنگام الکترولیز هیدروکسید سدیم مذاب، 310 درجه است. اگر حاوی کلرید سدیم باشد و به الکترولیت مخلوط تبدیل شود، دمای الکترولیز حدود 650 درجه است.
دمای بالای سلول الکترولیتی را می توان با تغییر فاصله الکترودها و تبدیل انرژی الکتریکی مصرف شده توسط افت ولتاژ اهمی به انرژی گرمایی به دست آورد. هنگام الکترولیز هیدروکسید سدیم مذاب، بدنه مخزن می تواند از آهن یا نیکل ساخته شود. الکترولیز الکترولیت مذاب حاوی کلرید اغلب به ناچار مقدار کمی رطوبت را به مواد خام وارد می کند که باعث می شود آند گاز کلر مرطوب تولید کند که اثر خورندگی قوی بر روی سلول الکترولیتی دارد. بنابراین مخزن الکترولیتی برای الکترولیز کلرید مذاب عموماً از مواد سرامیکی یا فسفاته استفاده می کند و آهن را می توان در قطعاتی که تحت تأثیر گاز کلر قرار نمی گیرند استفاده کرد. محصولات کاتد و آند موجود در مخزن الکترولیتی نمک مذاب نیز باید به درستی جدا شوند و باید در اسرع وقت به بیرون از مخزن هدایت شوند تا از شناور شدن طولانی مدت و بیشتر سدیم فلز محصول کاتدی روی سطح الکترولیت جلوگیری شود. تعامل با محصول آند یا اکسیژن موجود در هوا. .
(3) الکترولیز محلول غیر آبی
از آنجایی که الکترولیزهای محلول غیرآبی اغلب با واکنش های شیمیایی پیچیده مختلف هنگام تولید محصولات آلی یا الکترولیز مواد آلی همراه هستند، کاربرد آنها محدود است و تعداد کمی از آنها صنعتی می شوند. الکترولیت آلی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد رسانایی کم و سرعت واکنش پایینی دارد. بنابراین، باید از چگالی جریان کمتری استفاده کرد و فاصله قطب ها باید به حداقل برسد. ساختار الکترود با استفاده از بستر ثابت یا بستر سیال دارای سطح الکترود بزرگ تری است که می تواند ظرفیت تولید الکترولیز را بهبود بخشد.

2. طبقه بندی بر اساس روش اتصال الکترودها
سلول های الکترولیتی را می توان به دو نوع سلول الکترولیتی تک قطبی و سلول های الکترولیتی دوقطبی با توجه به روش اتصال الکترودها تقسیم کرد. در یک سلول الکترولیتی تک قطبی، الکترودهایی با قطبیت یکسان به موازات منبع تغذیه DC متصل می شوند و قطبیت های دو طرف الکترودها یکسان است، یعنی همزمان آند یا کاتد هستند. الکترودهای دو سر الکترولایزر دوقطبی به قطب های مثبت و منفی منبع تغذیه DC متصل شده و تبدیل به آند یا کاتد می شوند. هنگامی که جریان از طریق سلول الکترولیتی از طریق الکترودهای متصل به صورت سری می گذرد، یک طرف هر الکترود در وسط آند و طرف دیگر کاتد است، بنابراین دوقطبی است. وقتی مساحت کل الکترود یکسان باشد، جریان الکترولایزر دوقطبی کمتر و ولتاژ بالاتر است و سرمایه گذاری در منبع تغذیه DC مورد نیاز کمتر از الکترولایزر تک قطبی است. نوع چند قطبی به طور کلی ساختار فیلتر پرس را می پذیرد و نسبتا فشرده است. با این حال، مستعد نشتی و اتصال کوتاه است و ساختار مخزن و مدیریت عملیات پیچیده‌تر از نوع تک قطبی است. سطح مقطع الکترولیزهای تک قطبی به طور کلی مستطیل یا مربع است. شکل استوانه‌ای آن مساحت زیادی را اشغال می‌کند، استفاده از فضای کمی دارد و به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ارسال درخواست