Specialfremstillet titaniumanode til kloralkaliindustrien
Titananoder er hurtigt blevet de mest almindelige anoder i klor-alkaliindustrien på grund af deres fremragende korrosionsbestandighed, høje elektrokatalytiske aktivitet og lange levetid. I øjeblikket bruger mere end 80 % af den globale klor-alkaliindustri titananodeteknologi.
- Iridium-titanium anode
- Ir-Ta-Ti titaniumanode
- Ru-Ir-Ti titaniumanode
- Ruthenium-titanium anode (RuO₂-TiO₂)
- Grafit titanium anode
- Tilpasset titanium anode
- Overgangsmetal titanium anode
- Titaniumanode af sjældne jordarter
Pålidelig titaniumanode til kloralkali-kemisk industri
Som en søjleindustri inden for moderne kemi producerer klor-alkaliindustrien klor, hydrogen og natriumhydroxid, som er meget anvendt i papirfremstilling, tekstiler, medicin, fødevarer, elektronik og andre områder. Anoder, som kernekomponenter i klor-alkali-elektrolyseprocessen, bestemmer direkte effektivitet, energiforbrug og kvalitet. I de tidlige dage brugte klor-alkaliindustrien primært grafitanoder og blyanoder. Grafitanoder er billige, men har dårlig korrosionsbestandighed og en levetid på kun 8-12 måneder. Selvom blyanoder har god ledningsevne, vil de opløses under elektrolyseprocessen, forurene elektrolytten og forårsage et fald i produktets renhed, og der er også risiko for tungmetalforurening. Titaniumanoders fremragende korrosionsbestandighed, gode ledningsevne og effektive elektrokatalytiske aktivitet har fuldstændig ændret klor-alkaliindustriens mønster og hyldes som en større teknologisk revolution.
Working Princip
Klor-alkaliindustrien producerer hovedsageligt natriumhydroxid (NaOH), klor (Cl₂) og hydrogen (H₂) ved elektrolysering af mættet natriumkloridopløsning, 2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑. I klor-alkali-elektrolysøren fungerer titananoden som elektrode for oxidationsreaktionen. Når strøm passerer gennem elektrolysøren, mister kloridionerne (Cl⁻) i opløsningen elektroner på overfladen af titananoden og oxideres til klor (Cl₂), og elektrodereaktionsformlen er: 2Cl⁻ – 2e⁻ = Cl₂↑. Selve titananoden har god elektrisk ledningsevne og kan effektivt lede strøm. Samtidig har metaloxidbelægningen på overfladen af titananoden fremragende elektrokatalytiske egenskaber, hvilket kan reducere overpotentialet i klorudviklingsreaktionen og derved reducere forbruget af elektrisk energi.
Sammenlignet med andre anoder
funktionsprincip En af grundene til grafitanodens egenskaber i klor-alkali-elektrolyse er også, at kloridioner mister elektroner på deres overflade, hvilket genererer klorgas. Grafit har imidlertid en relativt dårlig ledningsevne og korroderes og forbruges let under elektrolyse. Under elektrolyse omdannes blyanoden til blysulfat og derefter til blyoxid. Blyoxid er det stof, der rent faktisk undergår iltudviklingsreaktionen. Blysulfat er imidlertid en isolator, der hæmmer elektronledning og øger elektrodemodstanden. Desuden forringes blyanodens elektrokemiske ydeevne fortsat, hvilket ikke kun forurener elektrolytten, men også forkorter elektrodens levetid betydeligt.
| Indikator | Titanium anode | Grafit anode | Blyanode |
|---|---|---|---|
| Service liv | 5 - 8 år | 8 - 12 måneder | 1 - 2 år |
| Nuværende tæthed | 1.5 – 3 kA/m² | 0.5 – 1 kA/m² | 0.8 – 1.2 kA/m² |
| Overpotentiale for klorudvikling | 800 – 950 mV | 950 – 1100 mV | 900 – 1050 mV |
| Produktets renhed | > 99.5% | <98% | Indeholder urenheder af tungmetal |
| Energiforbrug | 2200 – 2400 kWh/t Cl₂ | 2800 – 3200 kWh/t Cl₂ | 2500 – 2800 kWh/t Cl₂ |
Titaniumanodetype til kloralkali
Ruthenium-titanium-anodebelægning består hovedsageligt af rutheniumoxid. Den har et lavt klorudviklingsoverpotentiale og kan effektivt katalysere oxidationen af kloridioner for at generere klorgas ved lav spænding, hvorved energiforbruget i elektrolyseprocessen reduceres.
Iridium-titaniumanode fokuserer mere på arbejdsforhold med ekstremt høje krav til anodestabilitet og korrosionsbestandighed. Den opretholder stadig god ydeevne under barske forhold såsom høj temperatur, høj strømtæthed og høj elektrolytkoncentration.
Wstitanium har udviklet en Ru-Ir-Ta-Ti flerkomponents kompositbelægning. Den har opnået den katalytiske aktivitet af en række forskellige metaloxider. Den fungerer stabilt i et komplekst urenhedsmiljø (såsom bromidioner og sulfationer).
Tilpasset fremstilling af titananoder er kerneteknologien i klor-alkaliindustrien. Fra efterspørgselsanalyse, materialevalg, fremstilling til kvalitetsinspektion og eftersalgsservice har hvert led en vigtig indflydelse på anodens ydeevne og virksomhedens økonomiske fordele. Ved at have en dyb forståelse af titananoders arbejdsprincip, typer og fordele kan praktikere i klor-alkaliindustrien bedre udvælge og anvende titananoder.