Gasket pengedap, bahan utama untuk pengeluaran hidrogen beralkali

Gasket pengedap adalah salah satu bahan utama elektrolisis alkali. Sebagai komponen utama pengedap elektrolisis, kualiti pengedapnya sebahagian besarnya menentukan kualiti pengedap dan prestasi penebat ruang elektrolisis, dan secara langsung menjejaskan keselamatan dan kebolehpercayaan keseluruhan sistem pengeluaran hidrogen elektrolisis air alkali.

1. Fungsi gasket pengedap

(1) Fungsi pengedap

Tekanan operasi elektrolisis alkali jenis tekanan konvensional biasanya tidak melebihi 1.6 MPa. Elektroliser secara amnya menggunakan struktur penekan penapis. Sistem pengedap ialah pengedap gasket rata. Talian air pengedap dibuka pada tepi bingkai plat dan prestasi bahan gasket pengedap yang diubah suai digunakan untuk memastikan pengedap keseluruhan elektrolisis. Medium yang mengalir di dalam elektrolisis termasuk elektrolit yang beredar dan hidrogen dan oksigen yang dihasilkan. Fungsi gasket pengedap adalah untuk mengelakkan larutan elektrolit, hidrogen dan oksigen daripada bocor daripada elektrolisis di bawah keadaan operasi larutan KOH 30%, 90°C dan 1.6 MPa.

(2) Fungsi penebat

Sebagai tambahan kepada prestasi pengedap, gasket pengedap juga mesti mempunyai prestasi penebat untuk memastikan penebat antara dua bingkai kutub ruang elektrolisis dan mengelakkan litar pintas di dalam ruang.

2. Struktur gasket pengedap dan kedudukannya dalam sel elektrolitik

Gasket pengedap adalah dalam bentuk cincin. Lubang perlu ditebuk pada gasket untuk menyediakan ruang untuk aliran elektrolit di dalam sel elektrolitik. Pada masa yang sama, lubang kedudukan gasket pengedap perlu diproses untuk memudahkan pemasangan gasket pengedap.

Terdapat hanya satu gasket pengedap dalam ruang sel elektrolitik, yang diletakkan di antara plat dan diafragma di kawasan anod. Pinggir luar gasket pengedap bertepatan dengan pinggir luar bingkai tiang, dan kedudukan cincin dalam dan tepi biasanya melebihi tepi diafragma sebanyak kira-kira 10mm. Oleh itu, lebar gasket pengedap termasuk lebar gasket yang bertindih dengan garis air pengedap, lebar lubang saluran aliran pada gasket, dan lebar pertindihan antara gasket dan diafragma.

3. Bahan gasket pengedap

Memandangkan gasket pengedap perlu memainkan peranan penebat, prestasi terutamanya dipertingkatkan dengan mengubah suai bahan pengedap penebat. Fluoroplastik yang diubah suai ialah sejenis bahan pengedap yang telah dikaji dengan lebih intensif dan mendalam dalam elektrolisis air beralkali. Pada masa ini, kebanyakan bahan pengedap elektrolisis air alkali domestik adalah gentian karbon, molibdenum disulfida, dan lain-lain sebagai pengisi pengukuhan yang diisi dengan polytetrafluoroethylene, yang diperoleh melalui pengacuan dan pensinteran. Bahan pengedap yang digunakan pada masa ini masih terdedah kepada aliran sejuk dan menjalar di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi serta penutupan sel elektrolitik alkali secara berselang-seli, mengakibatkan kebocoran sel, yang menjejaskan hayat perkhidmatan sel elektrolitik.

Apabila memeriksa prestasi bahan gasket pengedap, kami biasanya memeriksa tiga parameter utama: kekerasan Vickers, prestasi lantunan mampatan dan prestasi kelonggaran rayapan.

Kekerasan Vickers: Kekerasan ialah salah satu penunjuk prestasi komprehensif yang terdiri daripada satu siri sifat mekanikal seperti keanjalan, keplastikan dan keliatan bahan pengedap. Ia boleh mengukur keupayaan permukaan bahan pengedap untuk menahan tekanan mekanikal, dan juga boleh mencirikan tahap ikatan antara pengisi penguat dan badan polytetrafluoroethylene pada tahap tertentu. Kekerasan bahan pengedap boleh meningkatkan keupayaan permukaan bahan untuk menahan tekanan mekanikal pada tahap tertentu, dan merupakan cara yang berkesan untuk meningkatkan kekuatan mampatan bahan.

Ketahanan mampatan: Ketahanan mampatan mencerminkan ubah bentuk keanjalan atau plastik bahan pengedap, mengisi kecacatan pada permukaan pengedap, dan melakukan pampasan anjal untuk mengekalkan keupayaan pengedap. Ia adalah penunjuk penting untuk mengukur prestasi bahan pengedap.

Prestasi kelonggaran rayapan: Prestasi kelonggaran rayapan adalah salah satu sifat terpenting untuk mencirikan bahan pengedap, mencerminkan keupayaan bahan gasket untuk menahan kelonggaran tekanan dan ubah bentuk. Untuk gasket pengedap PTFE yang diubah suai, kelonggaran rayapan adalah sebab utama kebocoran dalam sistem bebibir bolt semasa hayat perkhidmatan, dan ia memainkan peranan penting dalam keupayaan pengedap permukaan sendi dan hayat perkhidmatan gasket. Secara amnya, lebih kecil kadar kelonggaran rayapan, lebih besar beban mampatan sisa dan lebih baik prestasi pengedap jangka panjang.

4. Proses pembuatan gasket pengedap

Pada masa ini, proses pembuatan gasket pengedap secara amnya berasaskan gentian karbon, polifenilena sulfida (PPS) dan molibdenum disulfida (MoS2) sebagai pengisi pengukuhan, dan dihasilkan melalui proses pensinteran mampatan acuan.

Polytetrafluoroethylene (PTFE) yang telah dirawat dan pengisi campuran ditimbang mengikut nisbah, dituangkan ke dalam pengadun berkelajuan tinggi dengan air penyejuk untuk mencampurkan, dan kemudian campuran diletakkan dalam acuan dan dibentuk oleh penekan tablet. Selepas merobohkan, sampel prabentuk setebal 3 mm diperolehi. Sampel prabentuk disinter dan disejukkan dalam relau rintangan jenis kotak mengikut prosedur tertentu untuk mendapatkan gasket pengedap siap.