تصنيف المحللات الكهربائية

Feb 04, 2024 ترك رسالة

1. وفقا لتصنيفات مختلفة من الشوارد
(1) المحلل الكهربائي للمحلول المائي
يمكن تقسيم المحلل الكهربائي للمحلول المائي إلى نوعين: المحلل الكهربائي الغشائي والمحلل الكهربائي بدون الحجاب الحاجز. يمكن تقسيم المحلل الكهربائي الغشائي إلى أغشية متجانسة (صوف الأسبستوس)، وأغشية أيونية وأغشية إلكتروليت صلبة (مثل -Al2O3)؛ يمكن تقسيم المحلل الكهربائي الخالي من الحجاب الحاجز إلى محلل كهربائي للزئبق ومحلل كهربائي للأكسدة.
عند استخدام إلكتروليتات مختلفة، يختلف هيكل الخلية الإلكتروليتية أيضًا.
تنقسم المحللات الكهربية للمحلول المائي إلى نوعين: الحجاب الحاجز وغير الحجاب الحاجز. يتم استخدام المحلل الكهربائي الغشائي بشكل عام. تُستخدم الخلايا الإلكتروليتية عديمة الغشاء في إنتاج الكلورات وإنتاج الزئبق من الكلور والصودا الكاوية. إن توسيع مساحة سطح القطب لكل وحدة حجم قدر الإمكان يمكن أن يحسن كثافة إنتاج الخلية التحليلية. لذلك، فإن الأقطاب الكهربائية الموجودة في المحلل الكهربائي الغشائي الحديث تكون في الغالب مستقيمة. تُظهِر المحللات الكهربائية أداءً وخصائصًا مختلفة نظرًا لاختلاف المواد والهياكل والتركيبات وما إلى ذلك من المكونات الداخلية.
(2) المحلل الكهربائي للملح المنصهر
يتم استخدامه في الغالب لإنتاج معادن ذات نقطة انصهار منخفضة. ويتميز بالعمل في درجات حرارة عالية ويجب أن يحاول منع دخول الرطوبة وتجنب انخفاض أيونات الهيدروجين على الكاثود. على سبيل المثال، عند تحضير الصوديوم المعدني، نظرًا لأن إمكانية اختزال الكاثود لأيونات الصوديوم سلبية للغاية، يكون الاختزال صعبًا للغاية. يجب استخدام الملح المنصهر اللامائي أو الهيدروكسيد المنصهر الذي لا يحتوي على أيونات الهيدروجين لتجنب ترسيب الهيدروجين عند الكاثود. لهذا السبب، يجب إجراء عملية التحليل الكهربائي في درجات حرارة عالية. على سبيل المثال، عند التحليل الكهربائي لهيدروكسيد الصوديوم المنصهر، تكون درجة حرارته 310 درجة. إذا كان يحتوي على كلوريد الصوديوم ويصبح إلكتروليتًا مختلطًا، تكون درجة حرارة التحليل الكهربائي حوالي 650 درجة.
يمكن تحقيق ارتفاع درجة حرارة الخلية الإلكتروليتية عن طريق تغيير تباعد القطب الكهربائي وتحويل الطاقة الكهربائية التي يستهلكها انخفاض الجهد الأومي إلى طاقة حرارية. عند التحليل الكهربائي لهيدروكسيد الصوديوم المنصهر، يمكن أن يكون جسم الخزان مصنوعًا من الحديد أو النيكل. غالبًا ما يؤدي التحليل الكهربائي للإلكتروليت المنصهر الذي يحتوي على كلوريد إلى جلب كمية صغيرة من الرطوبة إلى المواد الخام، مما يتسبب في قيام الأنود بتوليد غاز الكلور الرطب، والذي له تأثير تآكل قوي على خلية التحليل الكهربائي. لذلك، يستخدم الخزان الكهربائي للتحليل الكهربائي للكلوريد المنصهر بشكل عام مواد السيراميك أو الفوسفات، ويمكن استخدام الحديد في الأجزاء التي لا تتأثر بغاز الكلور. يجب أيضًا فصل منتجات الكاثود والأنود الموجودة في خزان التحليل الكهربائي بالملح المنصهر بشكل صحيح ويجب إخراجها من الخزان في أسرع وقت ممكن لمنع معدن الصوديوم الناتج من الكاثود من الطفو على سطح المنحل بالكهرباء لفترة طويلة وأكثر تتفاعل مع منتج الأنود أو الأكسجين الموجود في الهواء. .
(3) محلل كهربائي غير مائي
نظرًا لأن المحلل الكهربائي غير المائي غالبًا ما يكون مصحوبًا بتفاعلات كيميائية معقدة مختلفة عند إنتاج المنتجات العضوية أو تحليل المواد العضوية بالكهرباء، فإن تطبيقاتها محدودة وقليل منها يتم تصنيعه. يتميز المنحل بالكهرباء العضوي الشائع الاستخدام بموصلية منخفضة وسرعة تفاعل منخفضة. لذلك، يجب استخدام كثافة تيار أقل وتقليل التباعد بين الأقطاب. يحتوي هيكل القطب الذي يستخدم طبقة ثابتة أو طبقة مميعة على مساحة سطح قطب كهربائي أكبر، مما يمكن أن يحسن القدرة الإنتاجية للمحلل الكهربائي.

2. التصنيف حسب طريقة توصيل الأقطاب الكهربائية
يمكن تقسيم الخلايا الإلكتروليتية إلى نوعين: الخلايا الإلكتروليتية أحادية القطب والخلايا الإلكتروليتية ثنائية القطب وفقًا لطريقة توصيل الأقطاب الكهربائية. في خلية التحليل الكهربائي أحادية القطب، يتم توصيل الأقطاب الكهربائية من نفس القطبية بالتوازي مع مصدر طاقة التيار المستمر، وتكون الأقطاب على جانبي الأقطاب الكهربائية هي نفسها، أي أنها أنودات أو كاثودات في نفس الوقت. يتم توصيل الأقطاب الكهربائية الموجودة على طرفي المحلل الكهربائي ثنائي القطب بالأقطاب الموجبة والسالبة لمصدر طاقة التيار المستمر، لتصبح أنودات أو كاثودات. عندما يتدفق التيار عبر الخلية الإلكتروليتية من خلال أقطاب كهربائية متصلة على التوالي، يكون أحد جانبي كل قطب كهربائي في المنتصف هو الأنود والجانب الآخر هو الكاثود، لذلك فهو ثنائي القطب. عندما تكون مساحة القطب الإجمالية هي نفسها، يكون تيار المحلل الكهربائي ثنائي القطب أصغر والجهد أعلى، ويكون الاستثمار في مصدر طاقة التيار المستمر المطلوب أقل من المحلل الكهربائي أحادي القطب. النوع متعدد الأقطاب يعتمد عمومًا على هيكل مكبس الترشيح وهو مدمج نسبيًا. ومع ذلك، فهو عرضة للتسرب وقصر الدائرة، وهيكل الخزان وإدارة التشغيل أكثر تعقيدًا من النوع أحادي القطب. يكون المقطع العرضي للمحلل الكهربائي أحادي القطب مستطيلًا أو مربعًا بشكل عام. يشغل الشكل الأسطواني مساحة كبيرة، وله استخدام منخفض للمساحة، ونادرا ما يستخدم.

إرسال التحقيق