精選百科
本文由作者推薦
電解槽
槽體、陽(yáng)極和陰極組成的槽
基本信息
| 中文名 | 電解槽 |
| 外文名 | Electrolyzer |
| 組成 | 槽體、陽(yáng)極和陰極 |
| 名詞解釋 | 就是電解質(zhì)儲存槽 |
| 分為 | 陽(yáng)極室和陰極室 |
| 拼音 | diàn jiě cáo |
收起
主體結構
電極
陽(yáng)極
陽(yáng)極和陰極的作用不同，對材質(zhì)要求也各異。
分可溶性和不可溶性?xún)深?lèi)。在精煉銅用的電解槽中，陽(yáng)極材料為可溶性的待精煉的粗銅。它在電解過(guò)程中溶入溶液，以補充在陰極上從溶液中析出的銅。在電解水溶液（如食鹽水溶液）用的電解槽中，陽(yáng)極為不溶性的，它們在電解過(guò)程基本不發(fā)生變化，但對在電極表面上所進(jìn)行的陽(yáng)極反應常具有催化作用。在化學(xué)工業(yè)中，大多采用不溶性陽(yáng)極。
陽(yáng)極材料除需滿(mǎn)足一般電極材料的基本需求（如導電性、催化活性強度、加工、來(lái)源、價(jià)格）外，還需能在強陽(yáng)極極化和較高溫度的陽(yáng)極液中不溶解、不鈍化，具有很高的穩定性。長(cháng)期以來(lái)，石墨是使用最廣泛的陽(yáng)極材料。但石墨多孔，機械強度差，且容易氧化成二氧化碳，在電解過(guò)程中不斷地被腐蝕剝落，使電極間距逐漸增大，槽電壓升高。用于電解食鹽水溶液時(shí)，石墨電極上的析氯過(guò)電位也較高。
60年代H.比爾提出的在鈦基上涂覆氧化釕、氧化鈦而形成的金屬氧化物電極是陽(yáng)極材料的一個(gè)重大革新。二氧化釕對某些陽(yáng)極反應如析氯、析氧具有很好的催化活性，能在高電流密度下工作而槽電壓比較低。最突出特點(diǎn)是具有很好的化學(xué)穩定性，工作壽命比石墨陽(yáng)極長(cháng)得多。例如在氯堿生產(chǎn)用的隔膜電解槽中，其壽命可達10年以上。由于它不易腐蝕，尺寸穩定，被稱(chēng)為形穩性陽(yáng)極。為適應不同要求和用途，可在涂層中添加其他組分，如加入錫、銥可提高氧的過(guò)電位，改善陽(yáng)極的選擇性，又如加入鉑可提高電極的穩定性等。目前，貴金屬涂層的金屬陽(yáng)極在化學(xué)工業(yè)中已得到普遍推廣。
陰極
以金屬或合金作為陰極時(shí)，由于在比較負的電位下工作，往往可以起到陰極保護作用，腐蝕性小，所以陰極材料比較容易選擇。在水溶液電解槽中，陰極一般產(chǎn)生析氫反應，過(guò)電位較高。因此陰極材料的主要改進(jìn)方向是降低析氫過(guò)電位。除用硫酸作為電解液時(shí)必須采用鉛或石墨作陰極外，低碳鋼是常用的陰極材料。為降低電耗，目前采用各種方法制備高比表面積，并具有催化活性的陰極，如多孔鎳鍍層陰極。
隔膜
為防止陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)物混合，避免可能發(fā)生的有害反應，在電解槽中，基本上都用隔膜將陰、陽(yáng)極室隔開(kāi)。隔膜需有一定的孔隙率，能使離子通過(guò)，而不使分子或氣泡通過(guò)，當有電流流過(guò)時(shí)，隔膜的歐姆電壓降要低。這些性能要求在使用過(guò)程中基本不變，并且要求在陰、陽(yáng)極室電解液的作用下，有良好的化學(xué)穩定性和機械強度。電解水時(shí)，陰、陽(yáng)極室的電解液相同，電解槽的隔膜只需將陰、陽(yáng)極室隔開(kāi)，以保證氫、氧純度，并防止氫氧混合發(fā)生爆炸。更多見(jiàn)的比較復雜的情況是電解槽中陰、陽(yáng)極室的電解液組成不同。這時(shí)隔膜還需要阻止陰、陽(yáng)極室電解液中電解產(chǎn)物的相互擴散和作用，如氯堿生產(chǎn)中隔膜法電解槽中的隔膜，可以增大陰極室氫氧離子向陽(yáng)極室擴散和遷移的阻力。
隔膜由惰性材料制作，如氯堿工業(yè)中長(cháng)期使用的石棉隔膜。但石棉隔膜性能不穩定，當鹽水中含有鈣、鎂雜質(zhì)時(shí)，容易在隔膜中生成氫氧化物沉淀，降低透過(guò)率；在比較高的溫度和在電解液作用下，還會(huì )發(fā)生膨脹、松脫。為此可以在石棉中加入樹(shù)脂作為增強材料，或以樹(shù)脂為主體做成微孔隔膜，在穩定性和機械強度方面都有很大改進(jìn)。近年來(lái)氯堿生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的陽(yáng)離子交換膜是新型的隔膜材料。它具有對離子透過(guò)的選擇性，可使氯離子基本上不進(jìn)入陰極室，從而可以制得氯化鈉含量極低的堿液。
分類(lèi)
電解液分類(lèi)
水溶液電解槽
水溶液電解槽的形式，可分為隔膜電解槽和無(wú)隔膜電解槽兩類(lèi)。隔膜電解槽又可分為均向膜(石棉絨）、離子膜及固體電解質(zhì)膜（如β-Al2O3）等形式；無(wú)隔膜電解槽又分為水銀電解槽和氧化電解槽等。
采用不同的電解液時(shí)，電解槽的結構也有所不同。
水溶液電解槽分有隔膜和無(wú)隔膜兩類(lèi)。一般多用隔膜電解槽。在氯酸鹽生產(chǎn)和水銀法生產(chǎn)氯氣和燒堿時(shí)，采用無(wú)隔膜電解槽。盡量增大單位體積內的電極表面積，可以提高電解槽的生產(chǎn)強度。因此，現代隔膜電解槽中的電極多為直立式。電解槽因內部部件材質(zhì)、結構、安裝等不同表現出不同的性能與特點(diǎn)。
熔融鹽電解槽
多用于制取低熔點(diǎn)金屬，其特點(diǎn)是在高溫下運轉，并應盡量防止水分進(jìn)入，避免氫離子在陰極上還原。例如制取金屬鈉時(shí)，由于鈉離子的陰極還原電位很負，還原很困難，必須用不含氫離子的無(wú)水熔融鹽或熔融的氫氧化物，以免陰極析出氫。為此電解過(guò)程需在高溫下進(jìn)行，例如電解熔融氫氧化鈉時(shí)為 310℃，如其中含有氯化鈉成為混合電解質(zhì)時(shí)，電解溫度為650℃左右。
電解槽的高溫可以通過(guò)改變電極間距，將歐姆電壓降所消耗的電能轉變?yōu)闊崮軄?lái)達到。電解熔融氫氧化鈉時(shí)，槽體可用鐵或鎳，電解含有氯化物的熔融電解質(zhì)時(shí)常由于原料中不可避免地帶入少量水分，會(huì )使陽(yáng)極生成潮濕的氯氣，對電解槽的腐蝕作用很強，因此電解熔融氯化物的電解槽，一般用陶瓷或磷酸鹽材料，而不受氯氣作用的部位可用鐵。熔融鹽電解槽中的陰、陽(yáng)極產(chǎn)物，同樣要求妥善隔開(kāi)，而且應盡快由槽中引出，以免陰極產(chǎn)物金屬鈉長(cháng)時(shí)間飄浮在電解液表面，會(huì )進(jìn)一步與陽(yáng)極產(chǎn)物或空氣中的氧起作用。
非水溶液電解槽
由于非水溶液電解槽在制取有機產(chǎn)品或電解有機物時(shí)，常伴隨有各種復雜的化學(xué)反應，使其應用受到限制，工業(yè)化的不多。一般采用的有機電解液，電導率低，反應速度也小。因此，必須采用較低的電流密度，極間距盡量縮小。采用固定床或流化床的電極結構有較大的電極表面積，可提高電解槽生產(chǎn)能力。
連接方式分類(lèi)
電解槽按電極的連接方式，可分為單極式和復極式兩類(lèi)電解槽。單極式電解槽中同極性的電極與直流電源并聯(lián)連接，電極兩面的極性相同，即同時(shí)為陽(yáng)極或同時(shí)為陰極。復極式電解槽兩端的電極分別與直流電源的正負極相連，成為陽(yáng)極或陰極。電流通過(guò)串聯(lián)的電極流過(guò)電解槽時(shí)，中間各電極的一面為陽(yáng)極，另一面為陰極，因此具有雙極性。當電極總面積相同時(shí)，復極式電解槽的電流較小，電壓較高，所需直流電源的投資比單極式者省。復極式一般采用壓濾機結構形式，比較緊湊。但易漏電和短路，槽結構和操作管理比單極式復雜。單極式電解槽截面一般為長(cháng)方形或方形，圓筒形占地大，空間利用率低，采用較少。
發(fā)展
陰、陽(yáng)兩極間距是影響槽電壓的重要因素之一。隨極間距增大，槽內歐姆電壓降增大，槽電壓升高。尤其是在大電流工作時(shí)，這種電壓損失更為嚴重。現代電解槽采用各種措施以降低極間距，如采用擴散陽(yáng)極、改性隔膜制成零極距電解槽結構等。
電解液在電解槽內的停留時(shí)間，不僅影響設備的生產(chǎn)能力，而且在某些情況下，會(huì )影響電解過(guò)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)反應速度非常緩慢，如長(cháng)時(shí)間留在電解槽內，不僅降低電解槽利用率，而且次氯酸根離子會(huì )在陽(yáng)極表面氧化，或在陰極表面還原，降低電流效率。因此，現代電解槽設計力求減小容積，使電解液沿著(zhù)電極快速流過(guò)。如還需進(jìn)一步進(jìn)行反應，則可在電解槽外安裝獨立的化學(xué)反應器。
電解槽
電解槽內電極以垂直安裝較緊湊，導電板連接容易，并利于降低氣泡效應。因在有氣體析出的電極表面上常附有氣泡，會(huì )降低電極的工作表面積。另外，在電極附近的溶液中也會(huì )充有氣泡，增大溶液電阻，這種現象稱(chēng)“氣泡效應”。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(kāi)電極表面，減輕氣泡效應。當垂直電極用作氣體電極時(shí)，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。
目前電解槽正朝大容量、低能耗方向發(fā)展。復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。
注意事項
啟動(dòng)注意事項
（1）通電前必須檢查所有機電設備，應安全可靠，所用器具應完好，原材料必須備齊，并經(jīng)允許充分預熱。
（5）加冰晶石和堿時(shí)，要平穩作業(yè)，防止腳踩入槽內發(fā)生燙傷，加堿前必須預熱，以免發(fā)生爆炸，使電解質(zhì)分賤傷人。
（6）打撈碳渣時(shí)，別讓碳渣勺碰到陽(yáng)極，以免產(chǎn)生花擊傷。
（7）灌電解質(zhì)時(shí)，應平衡作業(yè)，無(wú)關(guān)人員必須遠離溜槽，以免電解質(zhì)飛濺發(fā)生燙傷事故，溜槽使用前必須充分預熱。
（8）灌鋁時(shí)：必須及時(shí)抬電壓，以防電壓抬得過(guò)慢，造成電解質(zhì)流出槽外，沖斷陽(yáng)極軟帶母線(xiàn)。
（9）抬電壓時(shí)，要有專(zhuān)人負責，推扒料時(shí)，注意站穩，以防發(fā)生意外。
（10）現場(chǎng)人員發(fā)現設備及操作位置有不安全情況時(shí)，必須立即報告現場(chǎng)指揮人員，排除險情后，方可繼續作業(yè)。
（11）在培燒啟動(dòng)過(guò)程中，如發(fā)現有滲電解質(zhì)現象，不要緊張，用水管澆滲電解質(zhì)處，只到堵住為止，方可撤水管，用水時(shí)，千萬(wàn)不能讓水進(jìn)入槽中，以免發(fā)生爆炸。
（12）啟動(dòng)時(shí)，如發(fā)現電解質(zhì)外溢，不要緊張，先用擋板擋住，以防溢出的電解質(zhì)沖毀陽(yáng)極母線(xiàn)，再用冰晶石壘墻。
（13）啟動(dòng)過(guò)程中如發(fā)現偏流，斷導桿現象應及時(shí)配合天車(chē)將出事陽(yáng)極吊出，更換吊出極時(shí)，無(wú)關(guān)人員遠離現場(chǎng)，以免燙傷，裝新極時(shí)應充分預熱新極，以免發(fā)生其他事故。
過(guò)程中注意事項
（1）電解生產(chǎn)人員必須經(jīng)過(guò)三極安全教育方可進(jìn)入車(chē)間準許作業(yè)。
（2）在電解廠(chǎng)房?jì)仁褂描F工具時(shí)，應注意磁場(chǎng)，以防發(fā)生意外。
（3）凡與電解質(zhì)接觸的鐵制工具，必須經(jīng)過(guò)預熱方可使用。
（4）禁止在車(chē)間內通道上坐。臥。休息和打鬧。禁止在槽罩上休息、小坐。
（5）禁止往樓下，車(chē)間外扔工具及廢棄物，工具落下時(shí)，必須立即檢查是否與電解槽、母線(xiàn)、地面連通應及時(shí)清除。
（6）在電解槽上工作時(shí)，禁止把腳踏在電解質(zhì)殼或陽(yáng)極碳塊上，以免發(fā)生燙傷。
（7）加入槽內的物料，必須確定干燥后方可加入。
（8）更換陽(yáng)極時(shí)，如來(lái)效應立即停止作業(yè)，待處理熄滅后，再作業(yè)。
（9）打出鋁口。測水平時(shí)，應戴上眼鏡和口罩，以防電解質(zhì)濺出燙傷。
（10）換極人員換極前，必須穿戴好勞保用品，方可進(jìn)入換極現場(chǎng)。
（13）吊陽(yáng)極時(shí)，要眼明手快，把殘極上的塊扒下來(lái)，以防大塊落入槽內影響換極速度和質(zhì)量。
（14）殘極吊出其他無(wú)關(guān)人員要遠離殘極，以免發(fā)生燙傷事故。
（15）殘極放時(shí)，電解人員應正確指揮天車(chē)，確認放置穩后方可撤吊具。
（16）鏟邊人員必須戴好面罩等勞保，方可作業(yè)，禁止站在槽沿板上直接作業(yè)。
（20）清極前，要確認所清陽(yáng)極是否放平穩，不平穩的不予清理
（21）清極前勞保穿戴齊全，以免飛起的熱面殼塊燙傷
（22）清極時(shí)不要站在熱面殼塊上，對面得人員必須躲開(kāi)，以免清的面殼飛出燙傷
（23）砸塊時(shí)，應看準，力度均勻，以免出現意外事故
（24）清理的碳環(huán)必須檢出。清理的面殼塊應放在指定地點(diǎn)，不得散堆亂放在地面上，堵塞行走道路
（25）維護時(shí)將換出的大塊砸碎。鄰極空的扎三塊極的邊，嚴禁將大塊往陽(yáng)極上或鄰極上堆放
（26）換完維護完將現場(chǎng)收拾干凈，鐵皮放到指定位置，不得亂放，影響現場(chǎng)管理
（28）維護完陽(yáng)極，應對所有當班換極的極檢查一遍，提高維護質(zhì)量
停槽作業(yè)注意事項
（1）確定停槽后，應及時(shí)準備停槽必須工具，接觸高溫熔體物具應事先預熱
（2）吸出電解質(zhì)、鋁液時(shí)，必須有專(zhuān)人負責降陽(yáng)極，嚴禁陽(yáng)極與電解質(zhì)脫離，嚴禁陽(yáng)極降到底，頂壞上部母線(xiàn)提升機物
（4）上緊螺栓后，檢測短路口溫度，短路口溫度超過(guò)100℃時(shí)處理，嚴防溫度上升過(guò)快，熔化短路口
（5）突發(fā)漏槽時(shí)，一方面派人降陽(yáng)極，一方面通知整流所停電，嚴禁陽(yáng)極與電解質(zhì)脫離，防止產(chǎn)生爆炸，影響整個(gè)系列
（6）另一方面及時(shí)找準漏爐位置，派天車(chē)或人力堵漏，一面用擋板擋母線(xiàn)，防止沖壞母線(xiàn)，另一方面指揮天車(chē)或人力堵漏鋁通道，如堵不住，及時(shí)將鋁水，電解質(zhì)抽出
（7）抽出的鋁水及時(shí)送往鑄造
（9）堵漏人員必須勞保穿戴齊全，以免發(fā)生燙傷事故
（10）停槽作業(yè)結束后，將所用工具，按要求放好。清理現場(chǎng)衛生，將所停槽與周?chē)繖z查一遍，做好各項記錄。
有關(guān)報道
參考資料
[1]
中國造出高性能大型電解槽 · 央視網(wǎng)(cctv.com)[引用日期2022-07-14]
電解槽相關(guān)的文章
腦炎是指腦實(shí)質(zhì)受病原體侵襲導致的炎癥性病變。絕大數的病因是病毒，也可由細菌、霉菌、螺旋體、立克次氏體、寄生蟲(chóng)等感染引起。腦炎的發(fā)病多因機體抵抗力下降，病原菌趁機通過(guò)呼吸道，消化道，性傳播和密切接觸等各種形式，經(jīng)過(guò)血循環(huán)，透過(guò)血-腦屏障進(jìn)入到大腦，或是腦組織鄰近部位感染直接侵犯腦組織，從而引起腦炎的發(fā)
小編整理：玉蜂是一種出自金庸先生的原著(zhù)《神雕俠侶》中的虛構昆蟲(chóng)。小龍女是古墓派第三代掌門(mén)人，金庸筆下廣受讀者喜愛(ài)的女主角之一。擅馭蜂，喜音律，精琴藝縫紉，悟禪道，她將音樂(lè )融于武功之中，可用琴音與人交流。，小龍女在小說(shuō)中曾用玉蜂針傷了金輪國師。玉蜂《神雕俠侶》中
小編整理：基督教（Christians）是奉耶穌基督為救世主的教派，包括天主教、新教、東正教等。基督教一般認為，其基本教義都是出自于《圣經(jīng)》。基督教一般認為，上帝的三位一體：基督教作為一神論的特色是基督教的神是“三位一體”的神，同一個(gè)上帝具有三個(gè)位格：圣父、圣
漢安帝劉祜（hù）（94年－125年4月30日），東漢第六位皇帝。劉祜是清河孝王劉慶的兒子，與漢殤帝劉隆是堂兄弟，同為漢章帝劉炟（dá）的孫子。延平元年八月辛亥（106年9月21日）漢殤帝早夭，癸丑（106年9月23日）鄧太后與鄧騭擁立13歲的劉祜為帝，第二年改年號永初，后又四易年號，分別為元初、永
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
作者
