Zakázková výroba titanových anod pro chlor-alkalický průmysl
Titanové anody se díky své vynikající odolnosti proti korozi, vysoké elektrokatalytické aktivitě a dlouhé životnosti rychle staly hlavními anodami v chlor-alkalickém průmyslu. V současné době více než 80 % celosvětového chlor-alkalického průmyslu používá technologii titanových anod.
- Iridium-titanová anoda
- Titanová anoda Ir-Ta-Ti
- Titanová anoda Ru-Ir-Ti
- Ruthenium-titanová anoda (RuO₂-TiO₂)
- Grafitová titanová anoda
- Přizpůsobená titanová anoda
- Titanová anoda s přechodným kovem
- Titanová anoda z prvku vzácných zemin
Důvěryhodná titanová anoda pro chlor-alkalický chemický průmysl
Jako pilíř moderní chemie vyrábí chlor-alkalický průmysl chlor, vodík a hydroxid sodný, které se široce používají v papírenském, textilním, lékařském, potravinářském, elektronickém a dalších oblastech. Anody, jakožto klíčové složky procesu elektrolýzy chlor-alkalických hydroxidů, přímo určují účinnost, spotřebu energie a kvalitu. V počátcích chlor-alkalický průmysl používal hlavně grafitové anody a olověné anody. Grafitové anody jsou levné, ale mají nízkou odolnost proti korozi a životnost pouze 8–12 měsíců. Přestože olověné anody mají dobrou vodivost, během elektrolýzy se rozpouštějí, znečišťují elektrolyt a způsobují snížení čistoty produktu. Existuje také riziko znečištění těžkými kovy. Vynikající odolnost proti korozi, dobrá vodivost a účinná elektrokatalytická aktivita titanových anod zcela změnily strukturu chlor-alkalického průmyslu a jsou považovány za významnou technologickou revoluci.
Pracovní princip
Chlor-alkalický průmysl vyrábí hlavně hydroxid sodný (NaOH), chlor (Cl₂) a vodík (H₂) elektrolýzou nasyceného roztoku chloridu sodného, 2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑. V chlor-alkalickém elektrolyzéru slouží titanová anoda jako elektroda pro oxidační reakci. Když proud prochází elektrolyzérem, na povrchu titanové anody chloridové ionty (Cl⁻) v roztoku ztrácejí elektrony a oxidují se na chlor (Cl₂). Reakční vzorec elektrody je: 2Cl⁻ – 2e⁻ = Cl₂↑. Samotná titanová anoda má dobrou elektrickou vodivost a dokáže účinně vést proud. Zároveň má povlak z oxidu kovu nanesený na povrchu titanové anody vynikající elektrokatalytické vlastnosti, které mohou snížit přepětí při reakci vývoje chloru, a tím snížit spotřebu elektrické energie.
Ve srovnání s jinými anodami
Jedno princip činnosti Problémem grafitové anody v chlor-alkalické elektrolýze je také to, že chloridové ionty ztrácejí elektrony na svém povrchu za vzniku plynného chloru. Grafit má však relativně nízkou vodivost a během elektrolýzy snadno koroduje a spotřebovává se. Během elektrolýzy se olověná anoda přeměňuje na síran olovnatý a poté na oxid olovnatý. Oxid olovnatý je látka, která ve skutečnosti podléhá reakci vývoje kyslíku. Síran olovnatý je však izolant, který brání vedení elektronů a zvyšuje odpor elektrody. Kromě toho se elektrochemický výkon olověné anody neustále zhoršuje, což nejen znečišťuje elektrolyt, ale také výrazně zkracuje životnost elektrody.
| Indikátor | Titanová anoda | Grafitová anoda | Olověná anoda |
|---|---|---|---|
| Životnost | 5 - 8 let | 8 - 12 měsíců | 1 - 2 let |
| Hustota proudu | 1.5 – 3 kA/m² | 0.5 – 1 kA/m² | 0.8 – 1.2 kA/m² |
| Nadměrný potenciál vývoje chloru | 800 – 950 mV | 950 – 1100 mV | 900 – 1050 mV |
| Čistota produktu | > 99.5% | <98% | Obsahuje nečistoty těžkých kovů |
| Spotřeba energie | 2200 – 2400 kWh/t Cl₂ | 2800 – 3200 kWh/t Cl₂ | 2500 – 2800 kWh/t Cl₂ |
Titanová anoda pro chlor-alkalické sloučeniny
Ruthenium-titanový anodový povlak se skládá převážně z oxidu ruthenia. Má nízký přepětí pro vývoj chloru a dokáže účinně katalyzovat oxidaci chloridových iontů za vzniku plynného chloru při nízkém napětí, čímž snižuje spotřebu energie elektrolytického procesu.
Iridiovo-titanová anoda se více zaměřuje na pracovní podmínky s extrémně vysokými požadavky na stabilitu anody a odolnost proti korozi. Přesto si zachovává dobrý výkon i v náročných podmínkách, jako je vysoká teplota, vysoká proudová hustota a vysoká koncentrace elektrolytu.
Společnost Wstitanium vyvinula vícesložkový kompozitní povlak Ru-Ir-Ta-Ti. Dosáhl katalytické aktivity řady oxidů kovů. Funguje stabilně v prostředí s komplexními nečistotami (jako jsou bromidové ionty a síranové ionty).
Zakázková výroba titanových anod je klíčovou technologií v chlor-alkalickém průmyslu. Od analýzy poptávky, výběru materiálu, výroby až po kontrolu kvality a poprodejní servis má každý článek důležitý vliv na výkon anody a ekonomické přínosy podniku. Díky hlubokému pochopení principu fungování, typů a výhod titanových anod mohou odborníci v chlor-alkalickém průmyslu lépe vybírat a používat titanové anody.
