引用 3.14:
个人认为在电解的过程中溶液的温度会升高这个问题不好解决,之前用某宝上买的隔膜电解池(用于电解饱和食盐水制取氢氧化钠)合成盐酸。使用的是12V2A学生电源,电极为铂片。电解15min后测量溶液温度,发现……
淘宝上卖的隔膜电解池只是个教学模型而已,与真正的工业生产相距甚远,这种模型做饱和食盐水电解,比用U型管也好不到哪里去。
工业上电解饱和食盐水是一个连续生产过程,不管是传统的隔膜法,还是汞阴极法(水银法)或者离子膜法,都是连续进行生产的。传统的隔膜法是饱和食盐水连续进入阳极室,含有NaOH的食盐水连续从阴极室放出,电解时,流过电解液电阻产生的热量可以被连续放出的含NaOH食盐水带走,实际电解食盐水是在70℃—90℃下进行的,并不是冷溶液电解,因为热饱和食盐水电阻率更小,而且更有利于Cl2的析出(Cl2在热饱和食盐水中的溶解度更小)。
氯碱工业的电解电流有多大,当年我们有一个直观的感性认识,90年代在一家氯碱厂实习时,看到连接电解槽电极的根本不是导线,而是铜板做成的铜排(母线),电解时,直流电流流过铜排会产生磁场,kA级直流电流产生的磁场强到可以将数m外的铁质物品直接吸过去。产生如此大电解电流的电源,完全不可能是一般小型整流器或者小型开关电源能做到的,目前氯碱工业广泛应用可控硅(晶闸管)整流器,因为可控硅国产化程度高,成本低,可靠性好。一般可控整流用可控硅是一种半控器件(门极只能开通不能关断),是在一片硅片上制造的一个整体,不像MOSFET、IGBT等全控器件必须做成内部多个元胞(小器件)并联的方式,因此可靠性要比MOSFET、IGBT等好得多,加之大功率可控硅早已国产化(因为不需要制造元胞结构,制造工艺要求低),国产kA/kV级的可控硅十分可靠,成本也很低,因此在工业上仍然广泛应用于大功率整流器。为了减小直流纹波,同时减轻整流器对电网功率因数的影响(可控整流导致电网供电电流波形畸变的影响),目前广泛使用三相全控可控整流、六相双反星型可控整流、12脉波可控整流等。实验室要获得大功率可调电解直流电源,也可以用可控硅自制可控整流器,除了大功率电源变压器之外,成本并不高。
目前氯碱工业确实都在使用DSA电极作为阳极,也就是钛合金表面形成RuO2、TiO2等涂层的电极,寿命比石墨阳极长得多。氯碱工业的阳极必须使得Cl2析出超电势低,O2析出超电势高,DSA阳极在这一点上性能表现也非常好。