Zakázková výroba titanové anody pro chlorečnan sodný

Chlorečnan sodný je jako důležitá chemická surovina široce používán v mnoha oblastech. Proces elektrolýzy při jeho výrobě je klíčový a titanová anoda v něm hraje klíčovou roli.

Výhody titanové anody při výrobě chlorečnanu sodného

Chlorečnan sodný je jako důležitá chemická surovina široce používán v mnoha oblastech. Klíčovým článkem jeho výrobního procesu je technologie elektrolýzy, která hraje rozhodující roli v kvalitě a efektivitě výroby chlorečnanu sodného. Titanová anoda se svými jedinečnými výkonnostními výhodami stala klíčovým faktorem pro zlepšení úrovně produkce chlorečnanu sodného. Díky své dobré vodivosti, vynikající odolnosti proti korozi a stabilnímu elektrokatalytickému výkonu poskytuje titanová anoda spolehlivou záruku efektivní a stabilní výroby chlorečnanu sodného.

Titanová anoda s rutheniem

Titanová anoda s rutheniem má vynikající elektrokatalytickou aktivitu a může výrazně snížit přepětí při reakci uvolňování chloru (přibližně 0.2–0.3 V). To může ušetřit spoustu elektřiny při velkovýrobě. Ruthenie si může dlouhodobě udržet svou katalytickou aktivitu a strukturální integritu ve vysoce korozivním prostředí chlorečnanu sodného.

Titanová anoda s iridiovým povlakem

Titanová anoda s iridiovým (Ir) povlakem přitahuje velkou pozornost pro svou vynikající odolnost proti korozi a stabilitu při vysokých teplotách. Při výrobě chlorečnanu sodného, kdy elektrolyt obsahuje vysoce oxidační nečistoty, vykazují titanové anody s iridiovým povlakem lepší výkon než jiné typy anod. Životnost titanových anod s iridiovým povlakem může dosáhnout 8–10 let.

Titanová anoda potažená platinou

Titanová anoda s platinovým (Pt) povlakem má vynikající vodivost a katalytickou aktivitu, zejména při výrobě chlorečnanu sodného s extrémně vysokými požadavky na čistotu produktu. Titanová anoda s platinovým povlakem může účinně snižovat nečistoty a zajistit vysokou čistotu produktu. Nevýhodou je, že cena titanové anody s platinovým povlakem je relativně vysoká.

Klíčová role titanové anody

Při výrobě chlorečnan sodný, základní elektrochemická reakce probíhá v elektrolytický článek, a titanová anoda je klíčovým účastníkem této série reakcí. Základní celková reakční rovnice je: NaCl + 3H2O =NaClO3 + 3H2↑). Za touto zdánlivě jednoduchou rovnicí se ve skutečnosti skrývá složitý a uspořádaný postupný reakční proces. V oblasti anody probíhají chloridové ionty oxidační reakce a specifický reakční vzorec je: 2Cl^- =Cl2↑ + 2e^-. Chloridové ionty ztrácejí elektrony na povrchu titanové anody a oxidují se na plynný chlór. Titanová anoda snižuje přepětí reakce uvolňování chloru, což usnadňuje chloridovým iontům ztrátu elektronů a podstupování oxidačních reakcí. Z mikroskopického hlediska atomy drahých kovů v povlaku (jako je ruthenium, iridium atd.) tvoří specifický adsorpční stav s chloridovými ionty, čímž oslabují vazebnou energii vazby chlor-chlor, a tím urychlují reakci uvolňování chloru.

Zakázková výroba titanových anod

Různá měřítka výroby chlorečnanu sodného mají různé požadavky na titanové anody. Malé výrobní jednotky chlorečnanu sodného mohou preferovat malé, lehké titanové anody ve tvaru desek nebo tyčí. Středně velcí výrobci chlorečnanu sodného se mohou zaměřit na ploché nebo síťové tvary. Velikost se přizpůsobuje vnitřním rozměrům elektrolytického článku a požadavkům na uspořádání elektrod. Velcí výrobci chlorečnanu sodného usilují o velkovýrobu a efektivní výrobu a jejich elektrolytické články jsou velké a mají vysoké proudové zatížení. Titanové anody na míru musí nejen splňovat požadavky na velké rozměry a vysokou pevnost, ale také zohledňovat konstrukční řešení anody, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení proudu a dobrý výkon odvodu tepla při vysoké proudové hustotě.

Přizpůsobená velikost

Při úpravě velikosti a tvaru titanové anody je třeba nejprve zvážit konstrukční parametry elektrolytického článku, včetně geometrických rozměrů článku, rozteče elektrod, způsobu proudění elektrolytu atd. Například pokud elektrolytický článek používá metodu nucené cirkulace elektrolytu, je třeba dbát na to, aby tvar a velikost anody nebránily toku elektrolytu, a zároveň aby se zajistilo, že elektrolyt může být v plném kontaktu s povrchem anody, a tím se zlepšila účinnost elektrolýzy.

Pro výrobní procesy, které vyžadují vyšší hustotu proudu, lze použít konstrukce, které zvětšují povrch anody, například použití síťové struktury nebo anody s porézní strukturou.

Nátěrové materiály

Ruthenium se vyznačuje nízkým přepětím uvolňování chloru, dobrou vodivostí a stabilitou a je vhodné pro většinu konvenčních postupů výroby chlorečnanu sodného. Iridiové povlaky fungují dobře i za speciálních pracovních podmínek díky své vynikající odolnosti proti korozi a nízkému přepětí uvolňování kyslíku. Víceprvkové povlaky kombinují výhody více oxidů kovů a mají komplexnější vlastnosti. Kromě povlaků z oxidů drahých kovů, jako je ruthenium a iridium, lze pro povlaky titanových anod použít i některé další materiály, například povlaky z oxidu cínu a antimonu. Povlaky z oxidu cínu a antimonu mají výhodu nízkých nákladů a nacházejí určité uplatnění v některých cenově citlivých a ne zvlášť náročných požadavcích na výkon anod.

Technologie povrchové úpravy

Mezi běžné technologie přípravy povlaků titanových anod patří termický rozklad, galvanické pokovování, chemické napařování atd.

Metoda termického rozkladu spočívá v nanesení roztoku obsahujícího kovové soli na povrch titanového substrátu a jeho následné přeměně na povlak z oxidu kovu pomocí termického rozkladu za vysoké teploty. Tato metoda je relativně jednoduchá a levná.

Oxidy kovů se nanášejí na povrch titanového substrátu galvanickým pokovováním, aby se dosáhlo rovnoměrnějšího a hustšího povlaku. Investice do zařízení pro galvanické pokovování je však vysoká a účinnost relativně nízká.

Chemické nanášení z plynné fáze rozkládá organické sloučeniny kovů a ukládá je na povrch titanového substrátu za vzniku povlaku. Vytváří vysoce kvalitní povlaky, ale zařízení je složité, náklady vysoké a výrobní rozsah omezený.

Při výběru technologie povlakování je nutné komplexně zvážit faktory, jako jsou vlastnosti povlakového materiálu, požadavky na výkon anody, náklady a požadavky na ochranu životního prostředí. Například pro titanové anody na bázi ruthenia, které vyžadují vysokou rovnoměrnost a přilnavost povlaku, může být vhodnější galvanické pokovování nebo vylepšený tepelný rozklad; zatímco pro některé vícevrstvé titanové anody, které vyžadují extrémně vysoký výkon povlaku a speciální strukturální povlaky, může být lepší volbou chemické nanášení z plynné fáze….