Modulære membrancelleelektrolysører

INEOS modulære membranelektrolysører er i forkant av innovasjon, og tilbyr operatører en svært effektiv og bærekraftig metode for elektrolyse. Med et ultralavt strømforbruk på 1941 kWH/te NaOH ved 6 kA/m²*, og en klasseledende effekt på 52 000 MTPA NaOH per elektrolysør. Lær hvordan INEOS-elektrolysører er konstruert og fungerer nedenfor.

* Forventet verdi @ 385mbarg, 90°C og 32wt% NaOH, med forbehold om valg av membran og belegg
**Basert på 350 dagers drift og 7 kA/^m2

Den modulære membranelektrolysørprosessen

Membrancelleelektrolysører har en forseglet modul som består av to kamre, atskilt med en fleksibel kationbyttermembran, for å forhindre at klor og hydrogengasser blandes. De to kamrene er dannet av henholdsvis anode- og katodepanneenhetene, og når de er koblet til en strømforsyning, er det der elektrolysen finner sted.

Anode- og katodeenhetene (elektrodene) er kritiske designfunksjoner for en elektrolysør, og må være produsert av spesielle materialer for å forhindre korrosjon av kloret.

Anoden er der kloret genereres og ble historisk produsert av grafitt- eller platinalegeringer. Moderne elektrolysører har anoder laget av titan for korrosjonsbestandighet. Katodeelementet er vanligvis mindre følsomt for korrosjon, og er ofte produsert av nikkel, selv om rustfritt stål kan brukes.

I tillegg er hver elektrode belagt for å forbedre kraftytelsen og effektiviteten til elektrolyseprosessen.

• Katodebelegg fremmer elektrokatalytisk H 2-evolusjon og gir motstand mot urenhetsforgiftning og reverserende strømmer ved avstengning.
• Anodepannebelegg er for elektrokatalytisk fremme av Cl 2-evolusjon og har overlegen alkalisliteytelse og lavere utgangssaltkloratverdier

Den fleksible membranen i midten av hver modul støttes fullt ut i en "zero-gap"-design for å forhindre klaffing eller klemning av membranmaterialet (tverrsnitt av en modulenhet beskrevet nedenfor).

En modulær elektrolysør i industriell skala, som INEOS BICHLOR Electrolyser, består av slike moduler som er arrangert elektrisk i serie innenfor en ramme. Vanligvis installeres en rekke elektrolysører i et cellerom side ved side, med mengden designet for å møte den totale ønskede kapasiteten til anlegget.

Operasjon

• Elektrolytt (saltlake til anodene og kaustisk til katodene) kommer inn gjennom materør, og fukter membranen fullstendig i midten av cellen, for iboende sikrere drift:

• Elektrisk strøm begynner å strømme gjennom metalledderkoppene og elektrodene til elektrolysecellen

• Natrium (Na⁺) eller kalium (K ⁺) ioner passerer gjennom den semipermeable ionebyttermembranen

• Klorgassbobler dannes ved anoden og stiger til toppen av kammeret.
  Hydrogengassbobler dannes ved katoden og stiger til toppen

• Klor og hydrogengasser trekkes deretter ut fra toppen av deres respektive kamre

Den totale reaksjonen for elektrolyse av saltlake er: 2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH