标题：电解槽
基本概念
中文(Dian Jie Cao);英文(Electrolyzer)  PP电解槽所谓电解槽就是电解质储存槽。
电解槽材质种类:PP/PPN/FRP/CPVC/PVDF.
主体结构
电极阳极
阳极和阴极的作用不同，对材质要求也各异。
分可溶性和不可溶性两类。在精炼铜用的电解槽中，阳极材料为可溶性的待精炼的粗铜。它在电解过程中溶入溶液，以补充在阴极上从溶液中析出的铜。在电解水溶液（如食盐水溶液）用的电解槽中，阳极为不溶性的，它们在电解过程基本不发生变化，但对在电极表面上所进行的阳极反应常具有催化作用。在化学工业中，大多采用不溶性阳极。 
阳极材料除需满足一般电极材料的基本需求（如导电性、催化活性强度、加工、来源、价格）外，还需能在强阳极极化和较高温度的阳极液中不溶解、不钝化，具有很高的稳定性。长期以来，石墨是使用最广泛的阳极材料。但石墨多孔，机械强度差，且容易氧化成二氧化碳，在电解过程中不断地被腐蚀剥落，使电极间距逐渐增大，槽电压升高。用于电解食盐水溶液时，石墨电极上的析氯过电位也较高。 
60年代H.比尔提出的在钛基上涂覆氧化钌、氧化钛而形成的金属氧化物电极是阳极材料的一个重大革新。二氧化钌对某些阳极反应如析氯、析氧具有很好的催化活性，能在高电流密度下工作而槽电压比较低。最突出特点是具有很好的化学稳定性，工作寿命比石墨阳极长得多。例如在氯碱生产用的隔膜电解槽中，其寿命可达10年以上。由于它不易腐蚀，尺寸稳定，被称为形稳性阳极。为适应不同要求和用途，可在涂层中添加其他组分，如加入锡、铱可提高氧的过电位，改善阳极的选择性，又如加入铂可提高电极的稳定性等。目前，贵金属涂层的金属阳极在化学工业中已得到普遍推广。 
在熔融盐电解槽中，因电解温度比水溶液电解槽中高得多，对阳极材料要求更严，电解熔融氢氧化钠，一般可用钢铁、镍及其合金。电解熔融氯化物，只能用石墨。
阴极
以金属或合金作为阴极时，由于在比较负的电位下工作,往往可以起到阴极保护作用，腐蚀性小,所以阴极材料比较容易选择。在水溶液电解槽中，阴极一般产生析氢反应，过电位较高。因此阴极材料的主要改进方向是降低析氢过电位。除用硫酸作为电解液时必须采用铅或石墨作阴极外，低碳钢是常用的阴极材料。为降低电耗，目前采用各种方法制备高比表面积，并具有催化活性的阴极，如多孔镍镀层阴极。 
为了提高产品质量，也可采用特殊的阴极材料，如在水银法电解食盐水溶液制取烧碱的汞阴极中，利用汞析氢过电位高的特点，使钠离子放电，生成钠汞齐，然后在专用的设备中，用水分解钠汞齐制取高纯度、高浓度碱液。另外，为了节约电能也可采用耗氧阴极，使氧在阴极还原，以代替析氢反应，按理论计算可降低槽电压1.23V。隔膜为防止阴、阳两极产物混合，避免可能发生的有害反应，在电解槽中，基本上都用隔膜将阴、阳极室隔开。隔膜需有一定的孔隙率，能使离子通过，而不使分子或气泡通过，当有电流流过时，隔膜的欧姆电压降要低。这些性能要求在使用过程中基本不变，并且要求在阴、阳极室电解液的作用下，有良好的化学稳定性和机械强度。电解水时，阴、阳极室的电解液相同，电解槽的隔膜只需将阴、阳极室隔开，以保证氢、氧纯度，并防止氢氧混合发生爆炸。更多见的比较复杂的情况是电解槽中阴、阳极室的电解液组成不同。这时隔膜还需要阻止阴、阳极室电解液中电解产物的相互扩散和作用，如氯碱生产中隔膜法电解槽中的隔膜，可以增大阴极室氢氧离子向阳极室扩散和迁移的阻力。 
隔膜由惰性材料制作，如氯碱工业中长期使用的石棉隔膜。但石棉隔膜性能不稳定，当盐水中含有钙、镁杂质时，容易在隔膜中生成氢氧化物沉淀，降低透过率；在比较高的温度和在电解液作用下，还会发生膨胀、松脱。为此可以在石棉中加入树脂作为增强材料，或以树脂为主体做成微孔隔膜，在稳定性和机械强度方面都有很大改进。近年来氯碱生产开发的阳离子交换膜是新型的隔膜材料。它具有对离子透过的选择性，可使氯离子基本上不进入阴极室，从而可以制得氯化钠含量极低的碱液。
分类
按电解液的不同分类水溶液电解槽
水溶液电解槽的形式，可分为隔膜电解槽和无隔膜电解槽两类。隔膜电解槽又可分为均向膜(石棉绒）、离子膜及固体电解质膜（如β-Al2O3）等形式；无隔膜电解槽又分为水银电解槽和氧化电解槽等。
采用不同的电解液时，电解槽的结构也有所不同。　　
水溶液电解槽分有隔膜和无隔膜两类。一般多用隔膜电解槽。在氯酸盐生产和水银法生产氯气和烧碱时，采用无隔膜电解槽。尽量增大单位体积内的电极表面积，可以提高电解槽的生产强度。因此，现代隔膜电解槽中的电极多为直立式。电解槽因内部部件材质、结构、安装等不同表现出不同的性能与特点。 
熔融盐电解槽
现代电解槽的发展
阴、阳两极间距是影响槽电压的重要因素之一。随极间距增大，槽内欧姆电压降增大，槽电压升高。尤其是在大电流工作时，这种电压损失更为严重。现代电解槽采用各种措施以降低极间距，如采用扩散阳极、改性隔膜制成零极距电解槽结构等。  电解槽电解液在电解槽内的停留时间，不仅影响设备的生产能力，而且在某些情况下，会影响电解过程的电流效率，如电解法制氯酸钠，由于中间产物次氯酸(HClO)和次氯酸根离子(ClO3)间的化学反应速度非常缓慢，如长时间留在电解槽内，不仅降低电解槽利用率，而且次氯酸根离子会在阳极表面氧化，或在阴极表面还原，降低电流效率。因此，现代电解槽设计力求减小容积，使电解液沿着电极快速流过。如还需进一步进行反应，则可在电解槽外安装独立的化学反应器。 
电解槽内电极以垂直安装较紧凑，导电板连接容易，并利于降低气泡效应。因在有气体析出的电极表面上常附有气泡，会降低电极的工作表面积。另外，在电极附近的溶液中也会充有气泡，增大溶液电阻，这种现象称“气泡效应”。但在垂直电极表面的附近，则可利用溶液中充气度高、溶液密度低与上升速度快的特点，以形成电解液的自然循环，使气泡加速离开电极表面，减轻气泡效应。当垂直电极用作气体电极时，电极形状以网状为多，它除了能增加工作表面积外，也有利于气泡逸出。 
电解槽材料可以是钢材、水泥、陶瓷等。钢材耐碱，是应用最广的。对于腐蚀性强的电解液，钢槽内部用铅、合成树脂或橡胶等衬里。 
目前电解槽正朝大容量、低能耗方向发展。复极式电解槽适于大型生产，先后为电解水和氯碱工业所采用。 
水电解制氢电解槽多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。
电解槽安全注意事项
电解槽启动安全注意事项（1）通电前必须检查所有机电设备，应安全可靠，所用器具应完好，原材料必须备齐，并经允许充分预热。
（2）装炉物料碱与冰晶石必须掺匀，以免在启动中造成电解质飞溅出伤人。
（3）装炉时导杆，大母线必须磨光滑，以免导杆划坏大母线造成与母线帖不紧，给阳极造成偏流。
（4）分流器没拆前，生产人员不能空手摸分流器，拆分流器时，操作人员必须戴好劳保用品，以免烫伤。
（5）加冰晶石和碱时，要平稳作业，防止脚踩入槽内发生烫伤，加碱前必须预热，以免发生爆炸，使电解质分贱伤人。
（6）打捞碳渣时，别让碳渣勺碰到阳极，以免产生花击伤。
（7）灌电解质时，应平衡作业，无关人员必须远离溜槽，以免电解质飞溅发生烫伤事故，溜槽使用前必须充分预热。
（8）灌铝时：必须及时抬电压，以防电压抬的过慢，造成电解质流出槽外，冲断阳极软带母线。
（9）抬电压时，要有专人负责，推扒料时，注意站稳，以防发生意外。
（10）现场人员发现设备及操作位置有不安全情况时，必须立即报告现场指挥人员，排除险情后，方可继续作业。
（11）在培烧启动过程中，如发现有渗电解质现象，不要紧张，用水管浇渗电解质处，只到堵住为止，方可撤水管，用水时，千万不能让水进入槽中，以免发生爆炸。
（12）启动时，如发现电解质外溢，不要紧张，先用挡板挡住，以防溢出的电解质冲毁阳极母线，再用冰晶石垒墙。
（13）启动过程中如发现偏流，断导杆现象应及时配合天车将出事阳极吊出，更换吊出极时，无关人员远离现场，以免烫伤，装新极时应充分预热新极，以免发生其他事故。电解生产过程中安全注意事项（1）电解生产人员必须经过三极安全教育方可进入车间.准许作业
（2）在电解厂房内使用铁工具时，应注意磁场，以防发生意外
（3）凡与电解质接触的铁制工具，必须经过预热方可是用
（4）禁止在车间内通道上坐.卧.休息和打闹。禁止在槽罩上休息.小坐
（5）禁止往楼下，车间外仍工具及废弃物，工具落下时，必须立即检查是否与电解槽.母线.地面连通应急时清除
（6）在电解槽上工作时，禁止把脚踏在电解质壳或阳极碳块上，以免发生烫伤
（7）加入槽内的物料，必须确定干燥后方可加入
（8）更换阳极时，如来效应立即停止作业，待处理熄灭后，在作业
（9）打出铝口.测水平时，应戴上眼镜和口罩，以防电解质溅出烫伤
（10）换极人员换极前，必须穿戴好劳保用品，方可进入换极现场
（11）换铺铁板时，严禁铁皮与立柱母线靠拢，以免造成严重事故
（12）换极人员指挥天车提残极，确认吊具挂住导杆，预防吊出时落下来发生事故
（13）吊阳极时，要眼明手快，把残极上的块扒下来，以防大块落入槽内影响换极速度和质量
（14）残极吊出其他无关人员要远离残极，以免发生烫伤事故
（15）残极放时，电解人员应正确指挥天车，确认放置稳后方可撤吊具
（16）铲边人员必须戴好面罩等劳保，方可作业，禁止站在槽沿板上直接作业
（17）捞块人员要稳.准.快的把槽内的大小面壳块捞出，捞时把握好力度和方向，以免发生烫伤
（18）副班长必须用耙摸炉底，杜绝有块落入槽底，以免造成沉淀给槽子以后的运行造成隐患
（19）指挥天车吊新极安装，如果新极潮湿，换极人员应躲开，将阳极烘干后方可下槽，以免溅出电解质伤人
（20）清极前，要确认所清阳极是否放平稳，不平稳的不予清理
（21）清极前劳保穿戴齐全，以免飞起的热面壳块烫伤
（22）清极时不要站在热面壳块上，对面得人员必须躲开，以免清的面壳飞出烫伤
（23）砸块时，应看准.力度均匀，以免出现意外事故
（24）清理的碳环必须检出.清理的面壳块应放在指定地点，不得散堆乱放在地面上，堵塞行走道路
（25）维护时将换出的大块砸碎.邻极空的扎三块极的边，严禁将大块往阳极上或邻极上堆放
（26）换完维护完将现场收拾干净，铁皮放到指定位置，不得乱放，影响现场管理
（27）不能随便将刚捞完块的钩子.耙子.钎子等换极工具仍在槽体旁边红外线外，影响拉铝车的行走
（28）维护完阳极，应对所有当班换极的极检查一遍，提高维护质量停槽作业安全注意事项（1）确定停槽后，应及时准备停槽必须工具，接触高温熔体物具应事先预热
（2）吸出电解质.铝液时，必须有专人负责降阳极，严禁阳极与电解质脱离，严禁阳极降到底，顶坏上部母线提升机物
（3）停电后，短路口必须把绝缘板取出，用微风清理干净，保证短路面洁净度，并将螺栓拧紧
（4）上紧螺栓后，检测短路口温度，短路口温度超过100℃时处理，严防温度上升过快，熔化短路口
（5）突发漏槽时，一方面派人降阳极，一方面通知整流所停电，严禁阳极与电解质脱离，防止产生爆炸，影响整个系列
（6）另一方面及时找准漏炉位置，派天车或人力堵漏，一面用挡板挡母线，防止冲坏母线，另一方面指挥天车或人力堵漏铝通道，如堵不住，及时将铝水，电解质抽出
（7）抽出的铝水及时送往铸造
（8）严防漏到槽下的铝水或电解质烧毁地沟的电缆.电线，防止着火事件发生，准备好灭火器，严禁用水灭火
（9）堵漏人员必须劳保穿戴齐全，以免发生烫伤事故
（10）停槽作业结束后，将所用工具，按要求放好.清理现场卫生，将所停槽与周围全部检查一遍，做好各项记录。