Elektrolüsaatori klassifikatsioon

Vastavalt erinevatele elektrolüütide klassifikatsioonidele
Vesilahuse elektrolüsaator
Vesilahuse elektrolüsaatorid võib jagada kahte tüüpi: membraaniga elektrolüüsaatorid ja membraanita elektrolüsaatorid. Diafragma elektrolüüsiseadmed võib jagada homotroopseteks membraanideks (asbestvill), ioonmembraanideks ja tahketeks elektrolüütmembraanideks (näiteks -Al2O3); membraanivabad elektrolüsaatorid võib jagada elavhõbeda- ja oksüdatsioonielektrolüsaatoriteks.
Erinevate elektrolüütide kasutamisel on ka elektrolüütielemendi struktuur erinev.
Vesilahuse elektrolüsaatorid jagunevad kahte tüüpi: membraan- ja mittemembraansed. Üldjuhul kasutatakse membraanelektrolüsaatoreid. Membraanita elektrolüütelemente kasutatakse kloraadi ja elavhõbeda, kloori ja seebikivi tootmisel. Elektroodide pindala suurendamine mahuühiku kohta nii palju kui võimalik võib parandada elektrolüütilise elemendi tootmisintensiivsust. Seetõttu on tänapäevaste diafragma elektrolüüsiseadmete elektroodid enamasti püstised. Elektrolüsaatoritel on erinev jõudlus ja omadused tulenevalt sisekomponentide erinevatest materjalidest, konstruktsioonidest, paigaldustest jne [1].
Sulasoola elektrolüsaator
Seda kasutatakse enamasti madala sulamistemperatuuriga metallide tootmiseks. Seda iseloomustab kõrgetel temperatuuridel töötamine ja see peaks püüdma vältida niiskuse sisenemist ja vältida vesinikioonide redutseerimist katoodil. Näiteks metallilise naatriumi valmistamisel, kuna naatriumioonide katoodredutseerimise potentsiaal on väga negatiivne, on redutseerimine väga keeruline. Vesiniku sadestumise vältimiseks katoodil tuleb kasutada veevaba sulasoola või sulahüdroksiidi, mis ei sisalda vesinikioone. Sel põhjusel tuleb elektrolüüsiprotsess läbi viia kõrgel temperatuuril. Näiteks sula naatriumhüdroksiidi elektrolüüsimisel on see 310 kraadi. Kui see sisaldab naatriumkloriidi ja muutub segatud elektrolüüdiks, on elektrolüüsi temperatuur umbes 650 kraadi.
Elektrolüütilise elemendi kõrge temperatuuri saab saavutada, muutes elektroodide vahekaugust ja muundades oomilise pingelanguse poolt tarbitud elektrienergia soojusenergiaks. Sula naatriumhüdroksiidi elektrolüüsimisel võib paagi korpus olla valmistatud rauast või niklist. Kloriidi sisaldava sula elektrolüüdi elektrolüüs toob sageli paratamatult toormaterjalidesse väikese koguse niiskust, mille tõttu tekib anoodil niiske kloorigaas, millel on elektrolüütielemendile tugev söövitav toime. Seetõttu kasutatakse sulakloriidi elektrolüüsimiseks mõeldud elektrolüütipaagis üldiselt keraamilisi või fosfaatmaterjale ning rauda saab kasutada osades, mida kloorgaas ei mõjuta. Sulasoola elektrolüütipaagis olevad katood- ja anooditooted tuleb samuti korralikult eraldada ja võimalikult kiiresti paagist välja juhtida, et vältida katoodprodukti metallist naatriumi hõljumist elektrolüüdi pinnal pikka aega ja edasi. interaktsiooni anoodiprodukti või õhu hapnikuga. .
Mittevesilahuse elektrolüsaator
Kuna orgaaniliste toodete valmistamisel või orgaanilise aine elektrolüüsimisel kaasnevad mittevesilahustega elektrolüüsiseadmetega sageli mitmesugused keerulised keemilised reaktsioonid, on nende kasutusalad piiratud ja vähesed on tööstuslikult arendatud. Tavaliselt kasutataval orgaanilisel elektrolüüdil on madal juhtivus ja madal reaktsioonikiirus. Seetõttu tuleb kasutada väiksemat voolutihedust ja pooluste vahekaugust tuleks minimeerida. Fikseeritud või keevkihti kasutaval elektroodistruktuuril on suurem elektroodi pindala, mis võib parandada elektrolüüsi tootmisvõimsust.
Klassifitseeritud elektroodide ühendamise meetodi järgi
Elektrolüütilised rakud võib elektroodide ühendamise meetodi järgi jagada kahte tüüpi: unipolaarsed elektrolüütelemendid ja bipolaarsed elektrolüütelemendid. Unipolaarses elektrolüütilises elemendis on sama polaarsusega elektroodid ühendatud paralleelselt alalisvoolu toiteallikaga ja mõlemal pool elektroodid on samad, see tähendab, et need on samaaegselt anoodid või katoodid. Bipolaarse elektrolüsaatori mõlemas otsas olevad elektroodid on ühendatud alalisvoolu toiteallika positiivse ja negatiivse poolusega, muutudes anoodideks või katoodideks. Kui vool liigub läbi elektrolüütielemendi järjestikku ühendatud elektroodide kaudu, on iga keskel oleva elektroodi üks külg anood ja teine ​​külg katood, seega on see bipolaarne. Kui elektroodide kogupindala on sama, on bipolaarse elektrolüsaatori vool väiksem ja pinge kõrgem ning vajalik investeering alalisvoolu toiteallikasse on väiksem kui unipolaarse elektrolüsaatori oma. Multipolaarne tüüp kasutab üldiselt filtripressi struktuuri ja on suhteliselt kompaktne. Siiski on see lekkimis- ja lühistele kalduv ning paagi struktuur ja töökorraldus on keerulisemad kui unipolaarne tüüp. Monopolaarsete elektrolüsaatorite ristlõige on üldiselt ristküliku- või ruudukujuline. Silindriline kuju võtab enda alla suure ala, kasutab vähe ruumi ja seda kasutatakse harva.