Elektrolizatoriaus klasifikacija

Pagal skirtingas elektrolitų klasifikacijas
Vandeninio tirpalo elektrolizatorius
Vandeninio tirpalo elektrolizatorius galima suskirstyti į du tipus: membraninius ir be diafragmos elektrolizatorius. Diafragminiai elektrolizatoriai gali būti skirstomi į homotropines membranas (asbesto vata), jonines membranas ir kieto elektrolito membranas (pvz., -Al2O3); elektrolizatorius be diafragmos galima suskirstyti į gyvsidabrio elektrolizatorius ir oksidacinius elektrolizatorius.
Naudojant skirtingus elektrolitus, skiriasi ir elektrolizės elemento struktūra.
Vandeninio tirpalo elektrolizatoriai skirstomi į du tipus: diafragminius ir nediafragminius. Paprastai naudojami diafragminiai elektrolizatoriai. Be diafragmos elektrolitiniai elementai naudojami chlorato ir gyvsidabrio, chloro ir kaustinės sodos gamyboje. Kiek įmanoma padidinus elektrodo paviršiaus plotą tūrio vienetui, galima pagerinti elektrolitinės ląstelės gamybos intensyvumą. Todėl šiuolaikiniuose diafragminiuose elektrolizatoriuose elektrodai dažniausiai yra vertikaliai. Elektrolizatoriai pasižymi skirtingomis savybėmis ir charakteristikomis dėl skirtingų vidinių komponentų medžiagų, konstrukcijų, instaliacijos ir tt [1].
Išlydytos druskos elektrolizatorius
Jis dažniausiai naudojamas žemos lydymosi temperatūros metalams gaminti. Jam būdingas veikimas aukštoje temperatūroje ir turi būti stengiamasi užkirsti kelią drėgmės patekimui ir išvengti vandenilio jonų redukavimo ant katodo. Pavyzdžiui, ruošiant metalinį natrį, kadangi natrio jonų katodo redukcijos potencialas yra labai neigiamas, redukuoti yra labai sunku. Norint išvengti vandenilio nusodinimo ant katodo, turi būti naudojama bevandenė išlydyta druska arba išlydytas hidroksidas, kuriame nėra vandenilio jonų. Dėl šios priežasties elektrolizės procesą reikia atlikti aukštoje temperatūroje. Pavyzdžiui, elektrolizuojant išlydytą natrio hidroksidą, jis yra 310 laipsnių. Jei jame yra natrio chlorido ir jis tampa mišriu elektrolitu, elektrolizės temperatūra yra apie 650 laipsnių.
Aukštą elektrolizės elemento temperatūrą galima pasiekti pakeitus elektrodų atstumą ir elektros energiją, sunaudotą dėl ominės įtampos kritimo, paverčiant šilumos energija. Elektrolizuojant išlydytą natrio hidroksidą, bako korpusas gali būti pagamintas iš geležies arba nikelio. Išlydyto elektrolito, kurio sudėtyje yra chlorido, elektrolizė dažnai neišvengiamai į žaliavas patenka nedidelį kiekį drėgmės, todėl anodas generuos drėgnas chloro dujas, kurios stipriai ėsdina elektrolitinį elementą. Todėl išlydytam chloridui elektrolizuojant elektrolizės bake paprastai naudojamos keraminės arba fosfatinės medžiagos, o geležis gali būti naudojama tose dalyse, kurių neveikia chloro dujos. Katodo ir anodo produktai išlydytos druskos elektrolito bake taip pat turi būti tinkamai atskirti ir kuo greičiau išvesti iš rezervuaro, kad katodo produktas metalo natris ilgą laiką ir toliau neplaukiotų ant elektrolito paviršiaus. sąveikaujantis su anodo produktu arba ore esančiu deguonimi. .
Nevandeninio tirpalo elektrolizatorius
Kadangi nevandeninių tirpalų elektrolizatorius dažnai lydi įvairios sudėtingos cheminės reakcijos gaminant organinius produktus ar elektrolizuojant organines medžiagas, todėl jų pritaikymas yra ribotas ir nedaugelis yra pramoniniai. Dažniausiai naudojamas organinis elektrolitas turi mažą laidumą ir mažą reakcijos greitį. Todėl turi būti naudojamas mažesnis srovės tankis, o atstumas tarp polių turi būti kuo mažesnis. Elektrodo struktūra, naudojanti fiksuotą arba verdantįjį sluoksnį, turi didesnį elektrodo paviršiaus plotą, o tai gali pagerinti elektrolizatoriaus gamybos pajėgumus.
Klasifikuojama pagal elektrodų prijungimo būdą
Pagal elektrodų prijungimo būdą elektrolitinius elementus galima suskirstyti į du tipus: vienpolius elektrolitinius elementus ir dvipolius elektrolitinius elementus. Vienpoliame elektrolitiniame elemente vienodo poliškumo elektrodai yra sujungti lygiagrečiai su nuolatinės srovės maitinimo šaltiniu, o abiejų elektrodų pusių poliškumas yra vienodas, tai yra, jie yra anodai arba katodai vienu metu. Abiejuose bipolinio elektrolizatoriaus galuose esantys elektrodai yra prijungti prie teigiamo ir neigiamo nuolatinės srovės maitinimo šaltinio polių, tampa anodais arba katodais. Kai srovė teka per elektrolitinį elementą per elektrodus, sujungtus nuosekliai, viena kiekvieno elektrodo pusė viduryje yra anodas, o kita pusė yra katodas, taigi jis yra dvipolis. Kai bendras elektrodo plotas yra vienodas, dvipolio elektrolizatoriaus srovė yra mažesnė, o įtampa didesnė, o investicijos į nuolatinės srovės maitinimą yra mažesnės nei vienpolio elektrolizatoriaus. Daugiapolis tipas paprastai atitinka filtravimo preso struktūrą ir yra gana kompaktiškas. Tačiau jis yra linkęs į nuotėkį ir trumpąjį jungimą, o bako struktūra ir veikimo valdymas yra sudėtingesni nei vienpolio tipo. Monopolinių elektrolizatorių skerspjūvis paprastai yra stačiakampis arba kvadratas. Cilindrinė forma užima didelį plotą, mažai išnaudoja vietos ir yra retai naudojama.