Tvarkant didelės apimties{0}}vandens valymo įrenginius, pasirinkus tinkamą elektrodo medžiagą galima nustatyti, ar jūsų sistema efektyviai veikia daugelį metų, ar ją reikia nuolat prižiūrėti ir keisti. Thetitano anodo strypaspasirodė kaip tinkamiausias sprendimas pramoniniam vandens valymui ir jūros vandeniui, siūlantis neprilygstamą ilgaamžiškumą ir našumą sudėtingose aplinkose, kur tradicinės medžiagos tiesiog nepavyksta.
Pramoniniam vandens valymui reikalingos medžiagos, kurios atlaiko agresyvias sąlygas. Nuo komunalinių nuotekų įrenginių, kasdien apdorojančių tūkstančius galonų iki jūros vandens gėlinimo įrenginių, kovojančių su koroziniu sūriu vandeniu, elektrodų mazgas yra šių sistemų veikimo pagrindas. Supratimas, kaip veikia titano anodo strypų technologija ir kodėl ji pranoksta alternatyvas, padeda patalpų vadovams priimti pagrįstus sprendimus, kurie sumažina išlaidas ir padidina patikimumą.
Titano anodo strypas
1. Specifikacija
Bendrosios formos: plokštė, strypas, tinklelis, vamzdis arba pritaikymas
Danga: klasikinė IrO2-Ta2O5, Ru-Ir, Pt formulė arba pritaikymas
Elektrocheminė reakcija: deguonies/chloro/vandenilio išsiskyrimo reakcija
Vidinis kodas: NAVI-1-011
Gamintojas: NAVI Titanium®
Pagrindinė medžiaga: grynas titanas Gr1
Išplėstinės NAVI sritys: PEM, PCB, nuotekų valymas ir kt.
2.Pirkimo vadovas
(1) Procesas
NAVI Titanium (nuo 2008 m.) gali apdoroti pagal jūsų projektinius brėžinius
(2) Nemokamas pavyzdys
NAVI Titanium tiekiamas nemokamas pavyzdys bendroms specifikacijoms
(3) Technologinis palaikymas
Profesionalus-už-vieną paslaugą, dizainas nemokamas, kviečiame susisiekti su mumis
Kaip titano anodo strypas veikia valant vandenį su dideliu sūrumu?
Didelio-druskumo sąlygomis elektrodų medžiagoms dirbti labai sunku. Dėl didelio druskos kiekio susidaro sąlygos, kurios yra labai laidios ir rūgštinės, todėl labai greitai suardomos įprastos elektrodų medžiagos, pvz., varis, nerūdijantis plienas ar grafitas. Šie senesni pasirinkimai turi problemų dėl matmenų stabilumo, o tai reiškia, kad elektrolizės proceso metu elektrodas fiziškai sugenda. Tai užteršia išvalytą vandenį ir reiškia, kad juos reikia dažnai keisti.
Titano anodo strypas veikia kaip teigiamas elektrodas elektrolitinėse ląstelėse. Šiose ląstelėse sūriame vandenyje esantys chlorido jonai oksiduojami, kad susidarytų chloro -valymo priemonės. Natrio hipochlorito elektrolizės metu anodas patiria didelį reaktyvųjį stresą. Grynas titanas natūraliai sukuria oksido sluoksnį, kuris sustabdo tolesnį rūdijimą, bet taip pat neleidžia per jį judėti elektrai. Šis paradoksas paaiškina, kodėl nepadengtas titanas neveikia kaip anodo medžiaga, nors yra labai atsparus korozijai.
Mišraus metalo oksido (MMO) dengimo technologija buvo didelis žingsnis į priekį. Gamintojai gamino elektrodus, kurie praleidžia elektrą ir išlaiko substrato atsparumą rūdims, padengdami jį kataliziniais sluoksniais, kuriuose yra rutenio, iridžio ar platinos oksidų. Titano pagrindas išlaiko konstrukciją tvirtą ir apsaugo ją nuo korozijos. MMO danga pagreitina chloro išsiskyrimo reakciją esant mažam potencialui, o tai sunaudoja mažiau energijos.
Našumo metrika{0}}daug druskos aplinkoje
Naudojant sūriame vandenyje, kuriame yra 35 000 milijonų dalių ištirpusių druskų, padengti titano anodo strypai pasižymi nuostabiu stabilumu. Įvairių vandens valymo įrenginių mokslininkai nustatė, kad šie elektrodai gali gaminti chlorą tokiu pat greičiu daugiau nei 8000 valandų iš eilės. Dėl fizinio stabilumo elektrodų tarpai išlieka tokie patys, o tai sustabdo efektyvumo praradimą, atsirandantį susidėvėjus grafito elektrodams.
Kitas svarbus sėkmės veiksnys yra energijos taupymas. Patobulinus dangos ir elektrolito sąsają, pažangios gradientinės kompozicinės dangos ant titano pagrindo sumažina elementų įtampą. Šis patobulinimas tiesiogiai sumažina verslo valdymo išlaidas. Lyginant su senesnėmis elektrodų technologijomis, sistemos, kuriose naudojami tinkamai suprojektuoti titano anodo strypai, sunaudoja 20–40 % mažiau energijos, o vienam pagaminto chloro kilogramui sunaudojama 3,2–3,8 kWh energijos.
Labai svarbi yra dangos struktūra. Keturias pramonėje nuolat kylančias problemas reikia išspręsti naudojant daugiasluoksnes gradientines dangas: mikroįtrūkimus, dangos atsisluoksniavimą, substrato pasyvavimą ir chloro jonų prasiskverbimą į titano pagrindą. Atlikdami sudėties pakeitimus, kurie pereina nuo titano pagrindo iki kataliziškai aktyvaus paviršiaus sluoksnio, gamintojai sumažina šiluminį ir mechaninį įtempimą, dėl kurio medžiaga per anksti sulūžtų.
Titano anodo strypų sprendimai komunalinėms nuotekoms ir pramoniniam cirkuliaciniam vandeniui
Komunalinių nuotekų valymo įrenginiai tvarko sudėtingus mišinius, turinčius skirtingą pH lygį, sunkiuosius metalus, organinius junginius ir skendinčias medžiagas. Šioms vietoms reikia stiprių elektrodų sistemų, kurios galėtų susidoroti su vandens chemijos pasikeitimu neprarasdamos savo efektyvumo. Nuosėdų susidarymas, biologinis užterštumas ir temperatūros pokyčiai gali sutrumpinti elektrodų tarnavimo laiką pramoninėse cirkuliuojančio vandens sistemose, kurioms taikomos skirtingos, bet vienodai sunkios sąlygos.
Pavojingų cheminių medžiagų, tokių kaip natrio hipochloritas ar chloro dujos, tvarkymas ir laikymas yra dalis senų šiukšlių dezinfekavimo chloru būdų. Gamyba vietoje-, naudojant elektrolizę, pašalina šias saugos problemas ir leidžia tiksliai valdyti dozę. Thetitano anodo strypasyra pagrindinė dalis, leidžianti atlikti šį pakeitimą.
Nuotekose yra cheminių medžiagų, kurios gali pažeisti arba užteršti elektrodų paviršius. Ant elektrodų paviršių organinės medžiagos gali polimerizuotis, sudarydamos apsaugines plėveles, kurios padidina atsparumą. Sunkieji metalai gali lengviau nusėsti, pakeisdami paviršiaus katalizines savybes. Net ir esant šioms problemoms, tinkamai suprojektuoti rutenu -iridiu- padengti titano anodai ir toliau veikia, nes elektrokatalizinė danga skatina reakcijas, kurios nesikaupia.
Šiuolaikiniai nuotekų valymo įrenginiai vis dažniau naudoja elektrocheminius pažangius oksidacijos metodus, kurie sukuria hidroksilo radikalus, kad suskaidytų teršalus. Šie procesai naudoja didesnius srovės lygius nei atliekant paprastas valymo užduotis, todėl sąlygos elektrodų medžiagoms tampa dar sudėtingesnės. Kai šiems tikslams gaminami titano anodo strypai, jie turi geresnes dangas su vertingesniais metalais ir geresnes mikrostruktūras, kurios suteikia jiems reikalingą katalizinį aktyvumą ir stabilumą.
Pramoniniai cirkuliacinio vandens įrenginiai
Tekantis vanduo naudojamas aušinimo bokštuose, technologinio vandens kilpose ir šilumos mainų sistemose. Šį vandenį reikia visą laiką apdoroti, kad neliktų nuosėdų, rūdžių ir bakterijų dauginimosi. Titano anodo strypų naudojimas elektrochlorinimui išskiria žemo-koncentracijos dezinfekavimo priemonę, kuri kontroliuoja bakterijų populiacijas, net ir tokias, kurios yra kenksmingos, pavyzdžiui, Legionella.
Technologijos galimybė pagal poreikį atlikti dezinfekciją tiesiai vandens sraute suteikia jai praktiškumo. Šis metodas palaiko pastovų likutinio chloro lygį be koncentracijos svyravimų, atsirandančių pridedant partijos cheminių medžiagų. Pastovus dezinfekavimo priemonės lygis pagerina biologinę kontrolę ir sumažina žalą, kurią per didelis chloro kiekis gali padaryti sistemos dalims.
Temperatūros pokyčiai pramoninėse judančio vandens sistemose turi įtakos elektrodų veikimui. Kylant vandens temperatūrai, elektros laidumas didėja, tačiau gali sumažėti elektrodo dangos stabilumas. Gamindami aukštos-kokybės titano anodo strypus, jie atsižvelgia į šilumos valdymą, naudodami dangas ir konstrukcijas, kurios išlieka tvirtos normalioje 5–60 laipsnių temperatūros diapazone, kuriame naudojama ši įranga.
Kodėl titano anodo strypas tinka jūros vandeniui atsparioms elektrolizės sistemoms
Jūros nustatymai yra geriausias būdas išbandyti elektrodų medžiagas. Didelis chloridų kiekis, sudėtinga joninė sudėtis ir jūros vandens biologinio užteršimo potencialas daro jį vieta, kur pigios elektrodų medžiagos labai greitai suyra. Apsauginės nuo užteršimo sistemos apsaugo laivų denius, atviroje jūroje esančias platformas ir konstrukcijas palei pakrantę, elektrocheminiu būdu gamindamos oksidatorius. Šie oksidatoriai neleidžia jūros organizmams prilipti prie paviršiaus, nenaudojant kenksmingų dažų dangų.
Nedideli kiekiai chloro ir kitų oksidantų dedami į nejudantį jūros vandenį šalia struktūrų, kuriose jūros gyvūnija bando įsikurti dėl jūros vandens apsaugos nuo užteršimo sistemų. Kad procesas veiktų, elektrodai turi atlaikyti natūralaus sūraus vandens, kuriame yra magnio, kalcio, sulfato ir daug smulkių elementų, taip pat natrio chlorido, poveikį. Šios dalys gali kauptis ant katodų kaip nuosėdos ir sustabdyti reakcijas ant anodo paviršiaus.
Dėl natūralaus titano pagrindo atsparumo chlorido{0}}sukeltai taškinei korozijai jūros vandens anodas gali gerai veikti. Net jei dangoje yra trūkumų, po juo esantis titanas gali atlaikyti stiprų smūgį, kuris greitai pradurtų nerūdijantį plieną ar kitus paprastus metalus. Dėl šios-saugios funkcijos elektrodai tarnauja ilgiau ir sustabdomi katastrofiški gedimai, galintys išjungti apsaugą nuo užsiteršimo.
Iridžio oksido sluoksniai ypač gerai veikia situacijose, kuriose yra jūros vandens. Nors rutenio oksidas labai gerai išskiria chlorą, jis lėtai skyla rūgštinėje aplinkoje prie anodo paviršiaus. Iridžio oksido patvarumas yra geresnis, tačiau jo gamyba kainuoja daugiau. Geriausias našumo-ir-kaištų santykis yra dangose, kurias sudaro rutenio ir iridžio mišinys. Aukščiausios kokybės jūros vandens anodai paprastai turi nuo 30 iki 50 procentų iridžio.
Pramoninis titano anodo strypų taikymas nuolatinio vandens dezinfekavimo procesuose
Nuolatiniams dezinfekcijos procesams reikalingos elektrodų sistemos, kurios galėtų patikimai veikti ilgą laiką be jokios priežiūros. Atliekant paketinį apdorojimą, elektrodai kartais gali veikti, o tada trumpam sustoti, kad galėtų atsigauti. Tačiau nuolatiniuose procesuose elektrodai nuolat patiria elektrocheminį įtempimą. Naudojant šį veikimo stilių, nedideli medžiagos trūkumai tampa dideliais gedimo mechanizmais.
Geriamojo vandens valymas yra vienas kokybei jautriausių nuolatinės dezinfekcijos{0}}naudojimo būdų. Metalai, patenkantys į gatavą vandenį, yra griežtai ribojami reglamentų. Tai reiškia, kad elektrodų medžiagos neturi patekti į išvalytą vandenį. Kadangi titanas yra labai atsparus rūdims, netaurieji metalai nesukelia didelės taršos net ir po naudojimo metų. Taip pat vertingos metalo oksido dangos turi labai mažą tirpimo greitį, kai jos naudojamos teisingai.
Titano anodo strypaspuikiai veikia tokiose nuolatinėse srityse kaip baseinų valymo sistemos. Laisvo chloro lygis baseine visą dieną turi būti nuo 1 iki 3 milijonų dalių. Elektrochlorinimo sistema automatiškai keičia galią pagal poreikį, atsižvelgdama į besimaudančių skaičių ir orą. Kad ši kintamos -apkrovos operacija veiktų, elektrodai turi gerai veikti esant įvairiems srovės tankiams, neprarasdami efektyvumo nė viename gale.
Pagrindo valymo metodas turi didelę įtaką elektrodo veikimui laikui bėgant, kai jis naudojamas nuolat. Paviršiaus paruošimui naudojamas kontroliuojamas įbrėžimas. Dėl to paviršius tampa mikroskopiškai grubus, todėl sluoksnis geriau prilimpa. Jei paviršius nėra tinkamai paruoštas, danga gali per anksti nusilupti, todėl MMO sluoksnis atsiskiria nuo titano pagrindo, nors dangos sudėtis yra teisinga. Pažangūs gamintojai naudoja specialų cheminį ir terminį apdorojimą, kad sudarytų difuzijos zonas dangos-substrato sąsajoje. Šios zonos sukuria metalurginį ryšį, kuris yra daug stipresnis nei paprastas mechaninis blokavimas.
Titano anodo strypo pasirinkimas skirtingoms vandens valymo eksploatavimo sąlygoms
Norėdami pasirinkti tinkamą titano anodo strypo konfigūraciją, turite atsižvelgti į tam tikrus darbinius veiksnius, tokius kaip vandens cheminė sudėtis, srovės tankis, temperatūra, sistemos konfigūracija ir numatomas jo veikimo laikas. Nėra vieno elektrodo dizaino, tinkančio visoms reikmėms, tačiau daugelis tiekėjų siūlo standartines parinktis, kurios apima daugumą situacijų.
Pagrindinis atrankos veiksnys yra chlorido kiekis vandenyje. Vandenyje, kuriame yra mažas chlorido kiekis (mažiau nei 500 dalių milijonui), reikia papildomos druskos, kad chloras veiktų efektyviau. Elektrodo sluoksnis turi gerai veikti chlorido koncentracijos diapazone, kuris buvo planuotas. Nors dėl labai didelės chlorido koncentracijos daiktai labai gerai perneša elektrą, jie gali paspartinti kai kuriuos dangų skilimo būdus, todėl reikia naudoti aukštos-kokybės dangų formules, kad jos tarnautų ilgiau.
Srovės tankis turi įtakos energijos panaudojimui ir elektrodo veikimo trukmei. Dirbant esant per dideliam srovės tankiui, sunaudojama daugiau energijos, nes didėja potencialų perteklius, o tai gali pagreitinti dangos skilimą, nes dėl šalutinio reakcijos susidaro daugiau deguonies. Kita vertus, dirbant esant labai mažam srovės tankiui, kai kurie užsiteršimo mechanizmai gali įvykti jų nesustabdžius. Gamintojai nurodo siūlomus savo prekių srovės tankio lygius. Naudojant chloro evoliuciją, jie svyruoja nuo 500 iki 3000 amperų kvadratiniam metrui.
Sistemos integravimui svarbi fizinė konfigūracija. Titano anodo strypai, kurie yra vamzdiniai, gerai veikia sistemose, kuriose elemento geometrija yra cilindrinė. Mažoms reikmėms tokie dizainai kaip plokštės, tinklelis ar išplėstas metalas suteikia daugiau paviršiaus ploto tūrio vienetui. Strypų skersmuo paprastai yra nuo 6 iki 25 milimetrų, o ilgis reguliuojamas, kad atitiktų ląstelės dydį. Laidų prijungimo būdas turi turėti mažos-varžos jungtį, kuri nenutrūktų kintant temperatūrai arba sistemai drebinant.
Pasirinkimas tarp nebrangių ir aukščiausios kokybės elektrodų turėtų būti pagrįstas tuo, kiek laiko elektrodas tarnaus. Visuomeninis pastatas, kuris bus naudojamas 24 valandas per parą daugiau nei dešimt metų, yra geras pastato, kuriame reikėtų investuoti į aukščiausios kokybės gradiento kompozitines dangas su brangiaisiais metalais, pavyzdys. Kita vertus, ekonomiški-elektrodai gali būti tinkami laikinai vandens valymo sistemai, kuri veikia tik kartais. Jų tarnavimo laikas trumpesnis, bet iš pradžių kainuoja mažiau.
Išvada
Thetitano anodo strypaspakeitė pramoninį vandens valymo ir jūros vandens pritaikymą, sukurdamas ilgalaikį,{0}}veiksmingą ir patikimą elektrodą. Jis veikia geriau atšiauriomis sąlygomis nei tradicinės medžiagos. Dėl šių pažangių elektrodų įmanomos elektrocheminės vandens valymo technologijos, kurios pagerina saugumą, sumažina eksploatavimo išlaidas ir užtikrina pastovų veikimą ilgą eksploatavimo laikotarpį. Jie gali būti naudojami visur – nuo miesto nuotekų įrenginių iki jūrinių apsaugos nuo užteršimo sistemų.
Norėdami pasirinkti tinkamą titano anodo strypo konfigūraciją, turite žinoti apie savo vandens chemiją, kaip jis bus naudojamas ir kaip gerai jis turi veikti. Technologija vis tobulėja. Gaminamos naujos dangos, atliekami pagrindo keitimo tyrimai, kurie turėtų tapti dar efektyvesni ir tarnauti ilgiau. Vandens valymo įrenginiams visame pasaulyje pereinant prie elektrocheminių procesų, titano anodo strypas yra pagrindinė dalis, kuri užtikrina šių sistemų veikimą ir yra labai ekonomiška{3}}.
DUK
1. Kuo titano anodo strypas pranašesnis už grafito elektrodus jūros vandenyje?
+
-
Titano anodo strypai išlieka tokio paties dydžio per visą savo tarnavimo laiką, tačiau grafito elektrodai nusidėvi, kai jie yra naudojami. Dėl šios erozijos padidėja tarpai tarp elektrodų, o tai sumažina jų efektyvumą ir į išvalytą vandenį prideda anglies dalelių. Titanas nerūdija chloridinėje aplinkoje, o kartu su katalizinėmis MMO dangomis jo tarnavimo laikas yra 5–10 metų, o grafito – vos keli mėnesiai. Tai reiškia, kad jis reikalauja daug mažiau priežiūros ir ilgainiui kainuoja pigiau, nors iš pradžių kainuoja daugiau.
2. Kaip dangos sudėtis įtakoja titano anodo strypų veikimą įvairiose vandens valymo srityse?
+
-
Katalizinį aktyvumą, stabilumą ir tarnavimo laiką tiesiogiai veikia dangos sudėtis. Gryno rutenio oksido dangos yra pigesnės ir geriau išskiria chlorą, tačiau laikui bėgant jos suyra, ypač rūgščioje aplinkoje. Iridžio oksido patvarumas yra geresnis, tačiau jo gamyba kainuoja daugiau. Kalbant apie efektyvumą ir kainą, mišrios rutenio-iridžio dangos yra geriausias pasirinkimas. Dangos, kuriose yra daugiau iridžio, rekomenduojamos esant sudėtingoms aplinkoms, tokioms kaip jūros vanduo arba aukšta temperatūra. Gradientinės daugiasluoksnės dangos pagerina pernešimą iš titano pagrindo į aktyvų paviršiaus sluoksnį. Tai sumažina streso sukeltų gedimų tikimybę ir pailgina tarnavimo laiką.
3. Kokie veikimo parametrai labiausiai įtakoja titano anodo strypo tarnavimo laiką?
+
-
Srovės tankis yra svarbiausias techninis veiksnys, turintis įtakos elektrodo veikimo trukmei. Gamintojo rekomenduojamo srovės tankio viršijimas pagreitina dangos suirimą, nes išleidžiama daugiau oro ir pakyla paviršiaus temperatūra. Ekstremalūs pH, sunkiųjų metalų užterštumas ir organinis užsiteršimas gali sutrumpinti sistemos eksploatavimo laiką. Vandens chemija taip pat labai svarbi. Keičiantis temperatūrai, susidaro šiluminis įtempis, dėl kurio dangoje gali atsirasti mikroįtrūkimų. Tol, kol sistema sukonfigūruota teisingai ir palaikomas siūlomas srovės tankis (500–2000 A/m²), pH (6–8) ir darbinė temperatūra (žemesnė nei 50 laipsnių), elektrodai tarnaus mažiausiai 5–10 nuolatinio naudojimo metų.
Gaukite aukščiausios kokybės titano anodo strypų sprendimus iš NAVI Titanium
Ši bendrovė, NAVI Titanium Metal Technology Co., Ltd., gamina didelio našumo-titano anodo strypus, skirtus dirbti sudėtingose pramoninio vandens valymo situacijose. Visa mūsų rutenio-iridžio titano anodų linija naudoja kelių-sluoksnių gradientinės dangos technologiją, kuri geriau veikia situacijose, kai yra daug druskos, stipri oksidacija ir nuolatinė elektrolizė. NAVI Titanium sprendimai sumažina bendrąsias nuosavybės išlaidas 10–25 %, palyginti su įprastais elektrodais, nes įrodyta, kad jie tarnauja ilgiau nei 8–10 metų ir sunaudoja tik 3,2–3,8 kWh/kg turimo chloro. Mūsų prekės gali pagaminti nuo 50 iki 5000 gramų natrio hipochlorito per valandą, kuris gali būti naudojamas įvairioms užduotims, pavyzdžiui, valyti nuotekas, dezinfekuoti baseinus, valyti geriamąjį vandenį, valyti pramoninį cirkuliacinį vandenį ir apsaugoti vandenynus nuo dumblių. NAVI Titanium turi techninių žinių{18}}kaip ir aukštos{19}kokybės produktus, kurių reikia jūsų įrenginiui, nesvarbu, ar jums reikia patikimotitano anodo strypasjau įdiegtų sistemų naujo įrengimo arba pakeitimo elektrodų tiekėjas.
Galite pasikalbėti su mūsų techninio pardavimo komanda adresusales@navititanium.comapie savo individualius vandens valymo poreikius ir gaukite asmeninius elektrodų pasiūlymus bei visą techninę pagalbą.
Nuorodos
1. Chen, G. (2004). Elektrocheminės technologijos nuotekų valyme. Atskyrimo ir gryninimo technologija, 38(1), 11-41.
2. Comninellis, C. ir Chen, G. (red.). (2010). Elektrochemija aplinkai. Niujorkas: Springer Science.
3. Kraft, A. (2008). Legiruotas deimantas: kompaktiška naujos, universalios elektrodo medžiagos apžvalga. International Journal of Electrochemical Science, 2(5), 355-385.
4. Martinez-Huitle, CA ir Ferro, S. (2006). Elektrocheminė organinių teršalų oksidacija nuotekų valymui: tiesioginiai ir netiesioginiai procesai. Chemical Society Reviews, 35(12), 1324-1340.
5. Trasatti, S. (2000). Elektrokatalizė: DSA® sėkmės supratimas. Electrochimica Acta, 45(15-16), 2377-2385.
6. Yokoyama, A., Komori, H., Sakurai, H., Yamazaki, Y., Kimoto, T. ir Hisamura, C. (2008). Matmenų stabilaus anodo, padengto IrO2-Ta2O5, kūrimas, skirtas jūros vandens elektrolitiniam chlorinimui vietoje. ECS sandoriai, 16(50), 37-45.
