Produkcja anody tytanowej na zamówienie dla przemysłu chloro-alkalicznego
Anody tytanowe szybko stały się głównymi anodami w przemyśle chloro-alkalicznym ze względu na ich doskonałą odporność na korozję, wysoką aktywność elektrokatalityczną i długą żywotność. Obecnie ponad 80% światowego przemysłu chloro-alkalicznego wykorzystuje technologię anod tytanowych.
- Anoda irydowo-tytanowa
- Ir - Ta - Ti anoda tytanowa
- Anoda tytanowa Ru-Ir-Ti
- Anoda rutenowo-tytanowa (RuO₂-TiO₂)
- Anoda grafitowo-tytanowa
- Dostosowana anoda tytanowa
- Anoda z tytanu przejściowego
- Anoda z tytanu z pierwiastkiem ziem rzadkich
Niezawodna anoda tytanowa dla przemysłu chloro-alkalicznego
Jako filar nowoczesnej chemii, przemysł chloro-alkaliczny produkuje chlor, wodór i wodorotlenek sodu, które są szeroko stosowane w papiernictwie, tekstyliach, medycynie, żywności, elektronice i innych dziedzinach. Anody, jako główne komponenty procesu elektrolizy chloro-alkalicznej, bezpośrednio decydują o wydajności, zużyciu energii i jakości. Na początku przemysł chloro-alkaliczny stosował głównie anody grafitowe i anody ołowiane. Anody grafitowe są tanie, ale mają słabą odporność na korozję i żywotność wynoszącą zaledwie 8-12 miesięcy. Chociaż anody ołowiane mają dobrą przewodność, rozpuszczają się podczas procesu elektrolizy, zanieczyszczają elektrolit i powodują zmniejszenie czystości produktu, a także istnieje ryzyko zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Doskonała odporność na korozję, dobra przewodność i wydajna aktywność elektrokatalityczna anod tytanowych całkowicie zmieniły strukturę przemysłu chloro-alkalicznego i są uznawane za wielką rewolucję technologiczną.
Zasada działania
Przemysł chloro-alkaliczny produkuje głównie wodorotlenek sodu (NaOH), chlor (Cl₂) i wodór (H₂) poprzez elektrolizę nasyconego roztworu chlorku sodu, 2NaCl + 2H₂O =2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑. W elektrolizerze chloro-alkalicznym anoda tytanowa służy jako elektroda do reakcji utleniania. Gdy prąd przepływa przez elektrolizer, na powierzchni anody tytanowej jony chlorkowe (Cl⁻) w roztworze tracą elektrony i są utleniane do chloru (Cl₂), a wzór reakcji elektrody jest następujący: 2Cl⁻ – 2e⁻ = Cl₂↑. Sama anoda tytanowa ma dobrą przewodność elektryczną i może skutecznie przewodzić prąd. Jednocześnie powłoka z tlenku metalu pokryta na powierzchni anody tytanowej ma doskonałe właściwości elektrokatalityczne, które mogą zmniejszyć nadpotencjał reakcji wydzielania chloru, zmniejszając tym samym zużycie energii elektrycznej.
W porównaniu z innymi anodami
zasada działania grafitowej anody w elektrolizie chlorowo-alkalicznej jest również to, że jony chlorkowe tracą elektrony na swojej powierzchni, aby wytworzyć gaz chlorowy. Jednak grafit ma stosunkowo słabą przewodność i łatwo koroduje i zużywa się podczas elektrolizy. Podczas elektrolizy anoda ołowiana jest przekształcana w siarczan ołowiu, a następnie w tlenek ołowiu. Tlenek ołowiu jest substancją, która faktycznie ulega reakcji wydzielania tlenu. Jednak siarczan ołowiu jest izolatorem, który utrudni przewodzenie elektronów i zwiększy rezystancję elektrody. Ponadto, wydajność elektrochemiczna anody ołowianej nadal spada, co nie tylko zanieczyści elektrolit, ale również znacznie skróci żywotność elektrody.
| Wskaźnik | Anoda tytanowa | Anoda grafitowa | Anoda ołowiana |
|---|---|---|---|
| żywotność | 5-8 lat | 8 - 12 miesięcy | 1-2 lat |
| Gęstość prądu | 1.5 – 3 kA/m² | 0.5 – 1 kA/m² | 0.8 – 1.2 kA/m² |
| Nadpotencjał wydzielania chloru | 800 – 950 mV | 950 – 1100 mV | 900 – 1050 mV |
| Czystość produktu | >% 99.5 | <% 98 | Zawiera zanieczyszczenia w postaci metali ciężkich |
| Zużycie energii | 2200 – 2400 kWh/t Cl₂ | 2800 – 3200 kWh/t Cl₂ | 2500 – 2800 kWh/t Cl₂ |
Typ anody tytanowej do chloro-alkaliów
Powłoka anody rutenowo-tytanowej składa się głównie z tlenku rutenu. Ma niski potencjał nadpotencjału wydzielania chloru i może skutecznie katalizować utlenianie jonów chlorkowych w celu generowania gazu chlorowego przy niskim napięciu, zmniejszając w ten sposób zużycie energii w procesie elektrolizy.
Anoda irydowo-tytanowa koncentruje się bardziej na warunkach pracy z ekstremalnie wysokimi wymaganiami dotyczącymi stabilności anody i odporności na korozję. Nadal zachowuje dobrą wydajność w trudnych warunkach, takich jak wysoka temperatura, wysoka gęstość prądu i wysokie stężenie elektrolitu.
Wstitanium opracowało wieloskładnikową powłokę kompozytową Ru-Ir-Ta-Ti. Osiągnęła ona aktywność katalityczną różnych tlenków metali. Działa stabilnie w złożonym środowisku zanieczyszczeń (takim jak jony bromkowe i jony siarczanowe).
Produkcja dostosowanych anod tytanowych jest podstawową technologią przemysłu chloro-alkalicznego. Od analizy popytu, doboru materiałów, produkcji po kontrolę jakości i serwis posprzedażowy, każde ogniwo ma istotny wpływ na wydajność anody i korzyści ekonomiczne przedsiębiorstwa. Głębokie zrozumienie zasady działania, typów i zalet anod tytanowych pozwala praktykom w przemyśle chloro-alkalicznym lepiej wybierać i stosować anody tytanowe.
