Modulare Membranzellen-Elektrolyseuren
Erfahren Sie, wie Chlor und Wasserstoff aus Salzlake in einem modernen und effizienten Membranzellelektrolyseur hergestellt werden.
INEOS-modulare Membranelektrolyse stehen an der Spitze der Innovation und bieten Betreibern eine hocheffiziente und nachhaltige Elektrolysemethode. Sie verfügen über einen ultraniedrigen Stromverbrauch von 1941 kWH/te NaOH bei 6 kA/m2* und eine klassenführende Leistung von 52.000 MTPA NaOH pro Elektrolyseur. Erfahren Sie im Folgenden, wie INEOS-Elektrolysesysteme konstruiert und funktionieren.
* Erwarteter Wert @ 385mbarg, 90°C und 32 Wt% NaOH, abhängig von Membran- und Beschichtungswahl
**Basierend auf 350 Tagen Betrieb und7kA/m 2
Das modulare Membranelektrolyseurverfahren
Membranzellen-Elektrolyseure verfügen über ein versiegeltes Modul, das aus zwei Kammern besteht, die durch eine flexible Kationenaustauschmembran getrennt sind, um die Vermischung von Chlor- und Wasserstoffgasen zu verhindern. Die beiden Kammern werden jeweils von der Anode und der Kathodenpfanne gebildet, und sobald sie an eine Stromversorgung angeschlossen sind, findet die Elektrolyse statt.
Die Anoden- und Kathodenbaugruppen (Elektroden) sind entscheidende Konstruktionsmerkmale eines Elektrolysers und müssen aus speziellen Materialien hergestellt werden, um Korrosion durch das Chlor zu verhindern.
Die Anode ist der Punkt, an dem das Chlor erzeugt wird, und wurde historisch aus Graphit- oder Platinlegierungen hergestellt. Moderne Elektrolyseure verfügen über Anoden aus Titan zur Korrosionsbeständigkeit. Das Kathodenelement ist typischerweise weniger korrosionsempfindlich und wird oft aus Nickel hergestellt, obwohl auch Edelstahl verwendet werden kann.
Zusätzlich wird jede Elektrode beschichtet, um die Leistungsleistung und Effizienz des Elektrolyseprozesses zu verbessern.
- Kathodenpanbeschichtungen fördern elektrokatalytisch die Entwicklung von H2 und bieten Widerstand gegen Verunreinigungen und Rückströme beim Abschalten.
- Anodenpfannenbeschichtungen dienen der elektrokatalytischen Förderung derCl-2-Entwicklung und bieten eine überlegene Alkaliverschleißleistung sowie niedrigere Ausgangs-Chloratwerte aus der Solechlorat
Die flexible Membran in der Mitte jedes Moduls wird vollständig in einem 'Null-Spalt'-Design gestützt, um ein Flattern oder Einklemmen des Membranmaterials zu verhindern (Querschnitt einer Modulbaugruppe siehe unten).
Ein modularer Elektrolyseur im industriellen Maßstab, wie der INEOS BICHLOR Electrolyser, besteht aus solchen Modulen, die elektrisch in Reihe innerhalb eines Rahmens angeordnet sind. Typischerweise werden mehrere Elektrolysegeräte nebeneinander in einem Zellraum installiert, wobei die Menge so ausgelegt ist, dass sie der Gesamtkapazität der Anlage entspricht.
Betrieb
- Elektrolyt (Salzlake für die Anoden und ätzend für die Kathoden) gelangt durch Zuführungsröhrchen und benetzt die Membran im Zellzentrum vollständig, was einen von Natur aus sichereren Betrieb ermöglicht:
- Elektrischer Strom beginnt durch die Metallspinnen und Elektroden der Elektrolysezelle zu fließen
- Natrium- (Na+) oder Kalium(K+)-Ionen passieren die halbpermeable Ionenaustauschmembran
- Chlorgasblasen bilden sich an der Anode und steigen bis nach oben in die Kammer.
Wasserstoffgasblasen bilden sich an der Kathode und steigen nach oben auf
- Chlor- und Wasserstoffgase werden dann aus der Oberseite ihrer jeweiligen Kammern extrahiert
Die Gesamtreaktion für die Elektrolyse von Sole ist: 2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH