1. Secondo diverse classificazioni degli elettroliti
(1) Elettrolizzatore in soluzione acquosa
Gli elettrolizzatori a soluzione acquosa possono essere suddivisi in due tipi: elettrolizzatori a diaframma ed elettrolizzatori senza diaframma. Gli elettrolizzatori a membrana possono essere suddivisi in membrane omotropiche (lana di amianto), membrane ioniche e membrane con elettroliti solidi (come -Al2O3); Gli elettrolizzatori senza diaframma possono essere suddivisi in elettrolizzatori al mercurio ed elettrolizzatori ad ossidazione.
Quando si utilizzano elettroliti diversi, anche la struttura della cella elettrolitica è diversa.
Gli elettrolizzatori a soluzione acquosa si dividono in due tipologie: a membrana e senza membrana. Generalmente vengono utilizzati elettrolizzatori a membrana. Le celle elettrolitiche senza diaframma vengono utilizzate nella produzione di clorato e di mercurio nel cloro e nella soda caustica. Aumentare il più possibile la superficie dell'elettrodo per unità di volume può migliorare l'intensità di produzione della cella elettrolitica. Pertanto, gli elettrodi nei moderni elettrolizzatori a membrana sono per lo più verticali. Gli elettrolizzatori mostrano prestazioni e caratteristiche diverse a causa dei diversi materiali, strutture, installazioni, ecc. dei componenti interni.
(2) Elettrolizzatore a sali fusi
Viene utilizzato principalmente per produrre metalli a basso punto di fusione. È caratterizzato dal funzionamento a temperature elevate e dovrebbe cercare di impedire l'ingresso di umidità ed evitare la riduzione degli ioni idrogeno sul catodo. Ad esempio, quando si prepara il sodio metallico, poiché il potenziale di riduzione catodica degli ioni sodio è molto negativo, la riduzione è molto difficile. È necessario utilizzare sale fuso anidro o idrossido fuso che non contenga ioni idrogeno per evitare la precipitazione dell'idrogeno al catodo. Per questo motivo il processo di elettrolisi deve essere effettuato a temperature elevate. Ad esempio, quando si elettrolizza l'idrossido di sodio fuso, la temperatura è di 310 gradi. Se contiene cloruro di sodio e diventa un elettrolita misto, la temperatura di elettrolisi è di circa 650 gradi.
L'elevata temperatura della cella elettrolitica può essere raggiunta modificando la spaziatura degli elettrodi e convertendo l'energia elettrica consumata dalla caduta di tensione ohmica in energia termica. Quando si elettrolizza l'idrossido di sodio fuso, il corpo del serbatoio può essere realizzato in ferro o nichel. L'elettrolisi dell'elettrolita fuso contenente cloruro spesso introduce inevitabilmente una piccola quantità di umidità nelle materie prime, che farà sì che l'anodo generi gas di cloro umido, che ha un forte effetto corrosivo sulla cella elettrolitica. Pertanto il serbatoio elettrolitico per l'elettrolisi del cloruro fuso utilizza generalmente materiali ceramici o fosfatici e il ferro può essere utilizzato in parti che non sono interessate dal gas di cloro. Anche i prodotti del catodo e dell'anodo nel serbatoio elettrolitico a sale fuso devono essere adeguatamente separati e devono essere portati fuori dal serbatoio il prima possibile per evitare che il sodio metallico del prodotto catodico galleggi sulla superficie dell'elettrolita per un lungo periodo e oltre interagendo con il prodotto anodico o l'ossigeno nell'aria. .
(3) Elettrolizzatore in soluzione non acquosa
Poiché gli elettrolizzatori in soluzione non acquosa sono spesso accompagnati da varie reazioni chimiche complesse durante la produzione di prodotti organici o l'elettrolisi di materia organica, le loro applicazioni sono limitate e poche sono industrializzate. L'elettrolita organico comunemente usato ha una bassa conduttività e una bassa velocità di reazione. Pertanto è necessario utilizzare una densità di corrente inferiore e ridurre al minimo la distanza tra i poli. La struttura dell'elettrodo che utilizza un letto fisso o un letto fluidizzato ha una superficie dell'elettrodo più ampia, che può migliorare la capacità di produzione dell'elettrolizzatore.
2. Classificazione in base al metodo di connessione degli elettrodi
Le celle elettrolitiche possono essere suddivise in due tipi: celle elettrolitiche unipolari e celle elettrolitiche bipolari in base al metodo di connessione degli elettrodi. In una cella elettrolitica unipolare, gli elettrodi della stessa polarità sono collegati in parallelo con l'alimentazione CC e le polarità su entrambi i lati degli elettrodi sono le stesse, cioè sono allo stesso tempo anodi o catodi. Gli elettrodi su entrambe le estremità dell'elettrolizzatore bipolare sono collegati ai poli positivo e negativo dell'alimentatore CC, diventando anodi o catodi. Quando la corrente scorre attraverso la cella elettrolitica attraverso elettrodi collegati in serie, un lato di ciascun elettrodo al centro è l'anodo e l'altro lato è il catodo, quindi è bipolare. Quando l'area totale dell'elettrodo è la stessa, la corrente dell'elettrolizzatore bipolare è inferiore e la tensione è maggiore e l'investimento richiesto nell'alimentazione CC è inferiore a quello dell'elettrolizzatore unipolare. Il tipo multipolare adotta generalmente la struttura di un filtropressa ed è relativamente compatto. Tuttavia, è soggetto a perdite e cortocircuiti e la struttura del serbatoio e la gestione operativa sono più complicate rispetto al tipo unipolare. La sezione trasversale degli elettrolizzatori monopolari è generalmente rettangolare o quadrata. La forma cilindrica occupa una vasta area, ha un basso utilizzo dello spazio ed è usata raramente.