Конструкционные материалы и конструкции электролизеров для проведения электролиза в расплавах

Введение 3
1 Классификация электролизеров 5
2 Основные узлы электролизеров 8
2.1 Корпус электролизера 8
2.2 Электроды 8
2.3 Элементы токоподвода 10
2.4 Устройства для перемешивания и циркуляции электролита 12
2.5 Устройства для нагрева и охлаждения электролита 12
2.6 Устройства для удаления газообразных продуктов электролиза 13
2.7 Диафрагмы и мембраны 14
3 Электролизеры, для проведения электролиза в расплаве на примере получения алюминия 15
Заключение 20
Список использованной литературы 22

Весь текст будет доступен после покупки

Электролиз – это совокупность процессов, протекающих в растворе или расплаве электролита, при пропускании через него электрического тока.
Электролиз является одним из важнейших направлений в электрохимии. Электролиз представляет собой довольно сложную совокупность процессов, к которым относятся: миграция ионов (положительных к катоду, отрицательных к аноду), диффузия ионов, разряжающихся на электродах, электрохимические реакции разряда ионов, вторичные химические реакции продуктов электролиза между собой, с веществом электролита и электрода.
Технический или прикладной электролиз характеризуется сложностью протекающих в промышленных условиях электролитических процессов, различными видами электролиза, их зависимостью от природы электролита, типа электролитической ванны, оптимизации самих электролизных процессов.
Электролитические процессы классифицируются следующим образом:
• получение неорганических веществ (водорода, кислорода, хлора, щелочей и т.д.);
• получение металлов (Li, Na, K, Be, Mg, Zn, Al, Cu и т.д.);
• очистка металлов (Cu, Al и т.д.);
• нанесение пленок при помощи электрофореза;
• получение гальванических покрытий;
• получение металлических сплавов;
• получение органических веществ;
• электродиализ и обессоливание воды.
Актуальность электролиза объясняется тем, что многие вещества получают именно этим способом. Например, такие металлы как никель, натрий, чистый водород и другие, получают только с помощью этого метода. Кроме того с его помощью электролиза относительно легко можно получить чистые металлы, массовая доля самого элемента в которых стремиться к 100 %. В промышленности Al и Cu в большинстве случаев получают именно электролизом. Преимущество этого способа в относительной дешевизне и простоте. Однако чтобы производство было наиболее выгодным: с наименьшими затратами электроэнергии и с наибольшим выходом продукции, необходимо учитывать различные факторы, влияющие на количество и качество продуктов электролиза (сила тока, плотность тока, температура электролита, материал электродов и др.).
К тому же металлические изделия покрывают слоем другого металла электролитическим способом с целью защитить его от коррозии.
Таким образом, исследование электрохимических процессов, определение факторов, влияющих на них, установление новых способов использования процессов электролиза в промышленных условиях сохранило свою актуальность и востребованность в наши дни.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Классификация электролизеров

Электролизером – называется аппарат, в котором осуществляют процесс электролиза.
Электролизер состоит из основных частей:
• катод;
• анод;
• корпус (ванна);
• в рабочем состоянии электроды погружены в электролит, заполняющий корпус электролизера.
Все электролизеры, описанные в литературе, образуют четыре группы:
1) Электрохимические реакторы (ЭХР) – предназначены для получения товарных продуктов:
• газов (водорода, хлора, фтора);
• металлов (Cu, Ni, Zn, Al, Mg и многих других);
• неорганических и органических продуктов электросинтеза.
2) Электрохимические (гальванические) ванны (ЭХВ) – служат для электрохимической обработки поверхности металлических или неметаллических деталей;

Весь текст будет доступен после покупки

1. Карелин В.А. Перспективные технологии получения титана / В.А. Карелин, А.В. Дубровин, Ф.А. Ворошилов; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). – Томск: Изд-во ТПУ, 2013. – 111 с.
2. Основы электрохимических методов анализа / И.И. Жерин, Г.Н. Амелина, А.Н. Страшко, Ф.А. Ворошилов; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). – Томск: Изд-во ТПУ, 2015. – 175 с.

Весь текст будет доступен после покупки