Anodo di titanio per produzione personalizzata per l'industria dei cloro-alcali
Gli anodi in titanio sono rapidamente diventati gli anodi più diffusi nell'industria dei cloro-alcali grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione, all'elevata attività elettrocatalitica e alla lunga durata. Attualmente, oltre l'80% dell'industria globale dei cloro-alcali utilizza la tecnologia degli anodi in titanio.
- Anodo in iridio-titanio
- Anodo in titanio Ir-Ta-Ti
- Anodo in titanio Ru-Ir-Ti
- Anodo al rutenio-titanio (RuO₂-TiO₂)
- Anodo in grafite e titanio
- Anodo di titanio personalizzato
- Anodo in titanio con metallo di transizione
- Anodo di titanio con elementi di terre rare
Anodo di titanio affidabile per l'industria chimica dei cloro-alcali
Pilastro della chimica moderna, l'industria dei cloro-alcali produce cloro, idrogeno e idrossido di sodio, ampiamente utilizzati nella fabbricazione della carta, nel tessile, in medicina, nell'alimentazione, nell'elettronica e in altri settori. Gli anodi, componenti principali del processo di elettrolisi dei cloro-alcali, determinano direttamente l'efficienza, il consumo energetico e la qualità. Inizialmente, l'industria dei cloro-alcali utilizzava principalmente anodi di grafite e anodi di piombo. Gli anodi di grafite sono economici, ma presentano una scarsa resistenza alla corrosione e una durata di soli 8-12 mesi. Sebbene gli anodi di piombo abbiano una buona conduttività, si dissolvono durante il processo di elettrolisi, inquinando l'elettrolita e causando una diminuzione della purezza del prodotto, con il rischio di contaminazione da metalli pesanti. L'eccellente resistenza alla corrosione, la buona conduttività e l'efficiente attività elettrocatalitica degli anodi di titanio hanno completamente cambiato il modello dell'industria dei cloro-alcali e sono considerati un'importante rivoluzione tecnologica.
Principio di funzionamento
L'industria dei cloro-alcali produce principalmente idrossido di sodio (NaOH), cloro (Cl₂) e idrogeno (H₂) mediante elettrolisi di una soluzione satura di cloruro di sodio, 2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑. Nell'elettrolizzatore dei cloro-alcali, l'anodo di titanio funge da elettrodo per la reazione di ossidazione. Quando la corrente attraversa l'elettrolizzatore, sulla superficie dell'anodo di titanio, gli ioni cloruro (Cl⁻) presenti nella soluzione perdono elettroni e vengono ossidati a cloro (Cl₂), e la formula di reazione dell'elettrodo è: 2Cl⁻ – 2e⁻ = Cl₂↑. L'anodo di titanio stesso ha una buona conduttività elettrica e può condurre efficacemente la corrente. Allo stesso tempo, il rivestimento di ossido metallico applicato sulla superficie dell'anodo di titanio presenta eccellenti proprietà elettrocatalitiche, in grado di ridurre la sovratensione della reazione di sviluppo del cloro, riducendo così il consumo di energia elettrica.
Rispetto ad altri anodi
principio di funzionamento Un altro problema dell'anodo di grafite nell'elettrolisi cloro-soda è che gli ioni cloruro perdono elettroni sulla loro superficie per generare cloro gassoso. Tuttavia, la grafite ha una conduttività relativamente scarsa e si corrode e si consuma facilmente durante l'elettrolisi. Durante l'elettrolisi, l'anodo di piombo viene convertito in solfato di piombo e poi in ossido di piombo. L'ossido di piombo è la sostanza che subisce effettivamente la reazione di sviluppo dell'ossigeno. Tuttavia, il solfato di piombo è un isolante, che ostacola la conduzione degli elettroni e aumenta la resistenza dell'elettrodo. Inoltre, le prestazioni elettrochimiche dell'anodo di piombo continuano a decadere, il che non solo inquina l'elettrolita, ma riduce anche notevolmente la durata dell'elettrodo.
| Anodo di titanio | Anodo di grafite | Anodo di piombo | |
|---|---|---|---|
| Servizio vita | 5-8 anni | 8 - mesi 12 | 1-2 anni |
| Densità corrente | 1.5 – 3 kA/m² | 0.5 – 1 kA/m² | 0.8 – 1.2 kA/m² |
| Sovratensione di evoluzione del cloro | 800 – 950 mV | 950 – 1100 mV | 900 – 1050 mV |
| Purezza del prodotto | > 99.5% | <98% | Contiene impurità di metalli pesanti |
| Consumo di energia | 2200 – 2400 kWh/t Cl₂ | 2800 – 3200 kWh/t Cl₂ | 2500 – 2800 kWh/t Cl₂ |
Tipo di anodo in titanio per cloro-alcali
Il rivestimento dell'anodo in rutenio e titanio è composto principalmente da ossido di rutenio. Presenta una bassa sovratensione di evoluzione del cloro e può catalizzare efficacemente l'ossidazione degli ioni cloruro per generare cloro gassoso a bassa tensione, riducendo così il consumo energetico del processo di elettrolisi.
L'anodo in iridio e titanio è progettato per condizioni di lavoro con requisiti estremamente elevati di stabilità anodica e resistenza alla corrosione. Mantiene comunque buone prestazioni in condizioni difficili come alte temperature, elevata densità di corrente ed elettrolita ad alta concentrazione.
Wstitanium ha sviluppato un rivestimento composito multicomponente Ru-Ir-Ta-Ti. Ha raggiunto l'attività catalitica di una varietà di ossidi metallici. Opera stabilmente in un ambiente con impurità complesse (come ioni bromuro e ioni solfato).
La produzione di anodi in titanio personalizzati è la tecnologia di punta del settore dei cloro-alcali. Dall'analisi della domanda, alla selezione dei materiali, alla produzione, fino al controllo qualità e all'assistenza post-vendita, ogni fase ha un impatto significativo sulle prestazioni dell'anodo e sui vantaggi economici dell'azienda. Una conoscenza approfondita del principio di funzionamento, delle tipologie e dei vantaggi degli anodi in titanio, consente agli operatori del settore dei cloro-alcali di selezionare e applicare al meglio gli anodi in titanio.
