影響電解槽發(fā)展重要因素
發(fā)布者: 正州環(huán)保 時間:2021-12-7 18:18:11
陰、陽兩極間距是影響槽電壓的重要因素之一。隨極間距增大,槽內(nèi)歐姆電壓降增大,槽電壓升高。尤其是在大電流工作時,這種電壓損失更為嚴(yán)重。現(xiàn)代電解槽采用各種措施以降低極間距,如采用擴(kuò)散陽極、改性隔膜制成零極距電解槽結(jié)構(gòu)等。
電解液在電解槽內(nèi)的停留時間,不僅影響設(shè)備的生產(chǎn)能力,而且在某些情況下,會影響電解過程的電流效率,如電解法制氯酸鈉,由于中間產(chǎn)物次氯酸(HClO)和次氯酸根離子(ClO3)間的化學(xué)反應(yīng)速度非常緩慢,如長時間留在電解槽內(nèi),不僅降低電解槽利用率,而且次氯酸根離子會在陽極表面氧化,或在陰極表面還原,降低電流效率。因此,現(xiàn)代電解槽設(shè)計(jì)力求減小容積,使電解液沿著電極快速流過。如還需進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng),則可在電解槽外安裝獨(dú)立的化學(xué)反應(yīng)器。
電解槽內(nèi)電極以垂直安裝較緊湊,導(dǎo)電板連接容易,并利于降低氣泡效應(yīng)。因在有氣體析出的電極表面上常附有氣泡,會降低電極的工作表面積。另外,在電極附近的溶液中也會充有氣泡,增大溶液電阻,這種現(xiàn)象稱“氣泡效應(yīng)”。但在垂直電極表面的附近,則可利用溶液中充氣度高、溶液密度低與上升速度快的特點(diǎn),以形成電解液的自然循環(huán),使氣泡加速離開電極表面,減輕氣泡效應(yīng)。當(dāng)垂直電極用作氣體電極時,電極形狀以網(wǎng)狀為多,它除了能增加工作表面積外,也有利于氣泡逸出。
電解槽材料可以是鋼材、水泥、陶瓷等。鋼材耐堿,是應(yīng)用廣泛的。對于腐蝕性強(qiáng)的電解液,鋼槽內(nèi)部用鉛、合成樹脂或橡膠等襯里。目前電解槽正朝大容量、低能耗方向發(fā)展。復(fù)極式電解槽適于大型生產(chǎn),先后為電解水和氯堿工業(yè)所采用。
水電解制氫電解槽多采用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯(lián)電解槽(外形似壓濾機(jī))來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產(chǎn)品純度大,可直接生產(chǎn)百分之九十九點(diǎn)七以上純度的氫氣。