モジュール膜セル電解槽

INEOSのモジュラー膜電解槽は革新の最前線に立ち、オペレーターに高効率かつ持続可能な電気分解方法を提供しています。超低消費電力で1941kWH/teのNaOHを6kA/^{m 2}*で達成し、1台あたりクラス最高の52,000 MTPA NaOHの出力を誇ります。以下で、INEOS電解槽の構造と動作についてご紹介します。

* 期待値 @ 385mbarg、90°C、32wt% NaOH(膜およびコーティングの選択によります)
**350日間の運用と7kA/^{m 2}に基づく

モジュール膜電解装置プロセス

膜セル電解器は、塩素と水素ガスの混合を防ぐために、柔軟なカチオン交換膜で区切られた2つのチャンバーからなる密閉モジュールを備えています。2つのチャンバーはそれぞれアノードとカソードパンアセンブリで形成され、電源に接続された後で電気分解が行われます。

アノードとカソードのアセンブリ(電極)は電解槽の重要な設計要素であり、塩素による腐食を防ぐために特殊な材料で作られなければなりません。

アノードは塩素が生成される場所であり、歴史的にはグラファイトやプラチナ合金から製造されてきました。現代の電解槽は耐腐食性のためにチタン製のアノードを特徴としています。陰極素子は通常、腐食に弱く、しばしばニッケル製ですが、ステンレス鋼も使用可能です。

さらに、各電極は電力性能と電気分解プロセスの効率を向上させるためにコーティングされています。

• カソードパンコーティングは電気触媒的に_H2 の進化を促進し、不純物中毒やシャットダウン時の逆流に対する抵抗性を提供します。
• アノードパンコーティングは_Cl2 の進化を電気触媒的に促進するためであり、優れたアルカリ摩耗性能と低い塩素酸塩の排出値を持ちます

各モジュール中央の柔軟な膜は、膜材料のひらつきやつまみを防ぐために「ゼロギャップ」設計で完全に支持されています(モジュールアセンブリの断面図は下記参照)。

産業用モジュラー電解器、例えば INEOS二塩素電解器は、フレーム内に電気的に直列に配置されたモジュールで構成されています。通常、セルルームには複数の電解器が並んで設置され、プラントの望ましい容量を満たすように設計されています。

動作

• 電解質(陽極への塩水とカソードへの苛性)が給餌管を通って入り、細胞中心の膜を完全に湿らせることで、本質的により安全な操作を実現しています:

• 電気分解セルの金属スパイダーや電極を流れる電流が始まります

• ナトリウム(Na⁺)またはカリウム(K⁺)イオンは半透性イオン交換膜を通過します

• 塩素ガスの泡は陽極で形成され、チャンバーの上部まで上昇します。
  陰極では水素気泡が形成され、上部に上昇します

• その後、塩素ガスと水素ガスはそれぞれのチャンバーの上部から抽出されます

塩水の電解反応の全体反応は、2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH です