Kundenspezifische Herstellung von Titananoden für die Chlor-Alkali-Industrie
Titananoden haben sich aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, hohen elektrokatalytischen Aktivität und langen Lebensdauer schnell zu den wichtigsten Anoden in der Chloralkaliindustrie entwickelt. Derzeit nutzt mehr als 80 % der weltweiten Chloralkaliindustrie Titananodentechnologie.
- Iridium-Titan-Anode
- Ir - Ta - Ti Titananode
- Ru - Ir - Ti Titananode
- Ruthenium-Titan-Anode (RuO₂-TiO₂)
- Graphit-Titan-Anode
- Maßgeschneiderte Titananode
- Übergangsmetall-Titananode
- Seltenerdelement-Titananode
Zuverlässige Titananode für die Chlor-Alkali-Chemieindustrie
Als tragende Säule der modernen Chemie produziert die Chlor-Alkali-Industrie Chlor, Wasserstoff und Natriumhydroxid, die breite Anwendung in der Papierherstellung, Textilindustrie, Medizin, Nahrungsmittelindustrie, Elektronik und anderen Bereichen finden. Anoden sind die Kernkomponenten des Chlor-Alkali-Elektrolyseprozesses und bestimmen direkt Effizienz, Energieverbrauch und Qualität. Anfangs verwendete die Chlor-Alkali-Industrie hauptsächlich Graphit- und Bleianoden. Graphitanoden sind kostengünstig, weisen jedoch eine geringe Korrosionsbeständigkeit und eine Lebensdauer von nur 8–12 Monaten auf. Bleianoden haben zwar eine gute Leitfähigkeit, lösen sich jedoch während des Elektrolyseprozesses auf, verunreinigen den Elektrolyten und verringern die Produktreinheit. Zudem besteht das Risiko einer Schwermetallverschmutzung. Die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, die gute Leitfähigkeit und die effiziente elektrokatalytische Aktivität von Titananoden haben die Chlor-Alkali-Industrie völlig verändert und werden als große technologische Revolution gefeiert.
Funktionsprinzip
Die Chlor-Alkali-Industrie produziert hauptsächlich Natriumhydroxid (NaOH), Chlor (Cl₂) und Wasserstoff (H₂) durch Elektrolyse gesättigter Natriumchloridlösung, 2NaCl + 2H₂O =2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑. Im Chlor-Alkali-Elektrolyseur dient die Titananode als Elektrode für die Oxidationsreaktion. Wenn Strom durch den Elektrolyseur fließt, verlieren die Chloridionen (Cl⁻) in der Lösung an der Oberfläche der Titananode Elektronen und werden zu Chlor (Cl₂) oxidiert. Die Reaktionsformel der Elektrode lautet: 2Cl⁻ – 2e⁻ = Cl₂↑. Die Titananode selbst hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und kann Strom gut leiten. Gleichzeitig verfügt die Metalloxidbeschichtung auf der Oberfläche der Titananode über hervorragende elektrokatalytische Eigenschaften, die das Überpotential der Chlorentwicklungsreaktion verringern und dadurch den Verbrauch elektrischer Energie reduzieren können.
Im Vergleich zu anderen Anoden
Der Arbeitsprinzip Ein weiterer Nachteil der Graphitanode in der Chlor-Alkali-Elektrolyse besteht darin, dass Chloridionen an ihrer Oberfläche Elektronen abgeben und so Chlorgas erzeugen. Graphit weist jedoch eine relativ schlechte Leitfähigkeit auf und korrodiert und verbraucht sich während der Elektrolyse leicht. Während der Elektrolyse wird die Bleianode zunächst in Bleisulfat und anschließend in Bleioxid umgewandelt. Bleioxid ist die Substanz, die die Sauerstoffentwicklungsreaktion durchläuft. Bleisulfat ist jedoch ein Isolator, der die Elektronenleitung behindert und den Elektrodenwiderstand erhöht. Darüber hinaus nimmt die elektrochemische Leistung der Bleianode kontinuierlich ab, was nicht nur den Elektrolyten verunreinigt, sondern auch die Lebensdauer der Elektrode erheblich verkürzt.
| Indikator | Titananode | Graphitanode | Bleianode |
|---|---|---|---|
| Lebensdauer | 5 - 8 Jahre | 8 - 12 Monate | 1 - 2 Jahre |
| Stromdichte | 1.5 – 3 kA/m² | 0.5 – 1 kA/m² | 0.8 – 1.2 kA/m² |
| Überpotential der Chlorentwicklung | 800 – 950 mV | 950 – 1100 mV | 900 – 1050 mV |
| Produktreinheit | > 99.5% | <98% | Enthält Schwermetallverunreinigungen |
| Energy Consumption | 2200 – 2400 kWh/t Cl₂ | 2800 – 3200 kWh/t Cl₂ | 2500 – 2800 kWh/t Cl₂ |
Titananodentyp für Chloralkali
Die Ruthenium-Titan-Anodenbeschichtung besteht hauptsächlich aus Rutheniumoxid. Sie weist eine geringe Chlorentwicklungsüberspannung auf und kann die Oxidation von Chloridionen effizient katalysieren, um bei niedriger Spannung Chlorgas zu erzeugen. Dadurch wird der Energieverbrauch des Elektrolyseprozesses reduziert.
Die Iridium-Titan-Anode ist auf Arbeitsbedingungen mit extrem hohen Anforderungen an Anodenstabilität und Korrosionsbeständigkeit ausgelegt. Sie bietet auch unter rauen Bedingungen wie hohen Temperaturen, hoher Stromdichte und hochkonzentriertem Elektrolyt eine gute Leistung.
Wstitanium hat eine Ru-Ir-Ta-Ti-Mehrkomponenten-Verbundbeschichtung entwickelt. Sie weist die katalytische Aktivität verschiedener Metalloxide auf und arbeitet stabil in einer Umgebung mit komplexen Verunreinigungen (wie Bromid- und Sulfationen).
Die kundenspezifische Herstellung von Titananoden ist die Kerntechnologie der Chloralkaliindustrie. Von der Bedarfsanalyse über die Materialauswahl und Fertigung bis hin zur Qualitätsprüfung und dem Kundendienst hat jeder Schritt einen wichtigen Einfluss auf die Leistung der Anode und den wirtschaftlichen Nutzen des Unternehmens. Durch ein tiefes Verständnis des Funktionsprinzips, der Typen und Vorteile von Titananoden können Praktiker der Chloralkaliindustrie Titananoden besser auswählen und anwenden.
