Когато управлявате-мащабни съоръжения за пречистване на вода, изборът на правилния електроден материал може да определи дали системата ви работи ефективно години наред или изисква постоянна поддръжка и подмяна. Theтитанов аноден прътсе очертава като предпочитано решение за промишлена обработка на вода и приложения на морска вода, предлагайки несравнима издръжливост и производителност в предизвикателни среди, където традиционните материали просто се провалят.
Промишленото пречистване на водата изисква материали, които издържат на агресивни условия. От общински инсталации за отпадни води, преработващи хиляди галони дневно до съоръжения за обезсоляване на морска вода, борещи се с корозивна солена вода, електродният възел формира оперативното сърце на тези системи. Разбирането как работи технологията на титановата анодна пръчка и защо тя превъзхожда алтернативите, помага на фасилити мениджърите да вземат информирани решения, които намаляват разходите и подобряват надеждността.
Титанов аноден прът
1.Спецификация
Общи форми: плоча, прът, мрежа, тръба или персонализиране
Покритие: Класическата формула на IrO2-Ta2O5, Ru-Ir, Pt или персонализиране
Електрохимична реакция: реакция на отделяне на кислород/хлор/водород
Вътрешен код: NAVI-1-011
Марка: NAVI Titanium®
Основен материал: чист титан Gr1
Разширени области на NAVI: PEM, PCB, пречистване на отпадъчни води и др.
2. Ръководство за закупуване
(1) Процес
NAVI Titanium (от 2008 г.) може да обработва според вашите дизайнерски чертежи
(2) Безплатна проба
NAVI Titanium доставя безплатна проба за общи спецификации
(3) Технологична поддръжка
Професионална-за-услуга, дизайн безплатен, добре дошли да се свържете с нас
Как работи титановият аноден прът при приложения за обработка на вода с високо съдържание на сол?
Условията с висока -соленост са много трудни за работа с електродните материали. Високите нива на сол създават условия, които са както силно проводими, така и киселинни, което разгражда обичайните електродни материали като мед, неръждаема стомана или графит много бързо. Тези по-стари решения имат проблеми със стабилността на размерите, което означава, че електродът се разпада физически по време на процеса на електролиза. Това замърсява пречистената вода и означава, че те трябва да се сменят често.
Титановият аноден прът действа като положителен електрод в електролитни клетки. В тези клетки хлоридните йони в солената вода се окисляват, за да се получат почистващи-основани на хлор. Анодът преминава през много реактивен стрес по време на електролиза с натриев хипохлорит. Чистият титан естествено създава оксиден слой, който спира по-нататъшното ръждясване, но също така спира електричеството да преминава през него. Този парадокс обяснява защо титанът, който не е покрит, не работи като аноден материал, въпреки че е много устойчив на корозия.
Технологията за покритие със смесен метален оксид (MMO) беше голямата стъпка напред. Производителите произвеждат електроди, които провеждат електричество, като същевременно запазват устойчивостта на субстрата към ръжда, като го покриват с каталитични слоеве, които съдържат рутениеви, иридиеви или платинени оксиди. Титаниевата основа поддържа конструкцията здрава и я предпазва от корозия. MMO покритието ускорява реакцията на отделяне на хлор при ниски свръхпотенциали, което използва по-малко енергия.
Показатели за ефективност в среда с високо-солево съдържание
Когато се използват в солена вода с 35 000 части на милион разтворени соли, покритите титаниеви анодни пръти показват невероятна стабилност. Изследователи в различни пречиствателни станции са открили, че тези електроди могат да продължат да произвеждат хлор със същата скорост повече от 8000 часа без прекъсване. Физическата стабилност поддържа пролуките между електродите еднакви, което спира загубата на ефективност, която се случва, когато графитните електроди се износят.
Друг важен фактор за успех е спестяването на енергия. Като правят интерфейса между покритието и електролита по-добър, усъвършенстваните градиентни композитни покрития върху титанови субстрати понижават напрежението на клетките. Това подобрение директно води до по-ниски разходи за управление на бизнеса. В сравнение с по-старите електродни технологии, системите, които използват правилно проектирани титаниеви анодни пръти, използват 20–40% по-малко енергия, с 3,2–3,8 kWh енергия, използвана за килограм създаден хлор.
Структурата на покритието е много важна. Четири проблема, които продължават да се случват в индустрията, трябва да бъдат коригирани с много-слойни градиентни покрития: микропукнатини, разслояване на покритието, пасивиране на субстрата и проникване на хлоридни йони в титановата основа. Чрез извършване на композиционни промени, които преминават от титановата основа към каталично активния повърхностен слой, производителите намаляват термичните и механични напрежения, които иначе биха причинили материала да се счупи твърде рано.
Решения с титанов аноден прът за общински отпадъчни води и промишлени циркулационни води
Общинските пречиствателни станции за отпадъчни води обработват сложни смеси, които имат различни нива на pH, тежки метали, органични съединения и суспендирани твърди вещества. Тези места се нуждаят от силни електродни системи, които могат да се справят с променящата се химия на водата, без да губят своята ефективност. Натрупването на котлен камък, биозамърсяването и промените в температурата могат да съкратят живота на електродите в промишлени системи за циркулационна вода, които са подложени на различни, но еднакво трудни условия.
Боравенето и съхраняването на опасни химикали като натриев хипохлорит или хлорен газ са част от старите начини за дезинфекция на боклука с хлор. -Производството на място чрез електролиза премахва тези опасения за безопасността и ви дава прецизен контрол върху дозата. Theтитанов аноден пръте основната част, която прави тази промяна възможна.
В отпадъчните води има химикали, които могат да повредят или замърсят повърхностите на електродите. Върху повърхностите на електродите органичните вещества могат да полимеризират, за да направят защитни филми, които повишават съпротивлението. Тежките метали могат да се утаят по-лесно, променяйки каталитичните качества на повърхността. Дори и при тези проблеми, титаниеви аноди с покритие от рутений-иридий-, които са правилно проектирани, продължават да работят, тъй като електрокаталитичното покритие насърчава реакции, които предотвратяват натрупването на замърсяване.
Все по-често модерните пречиствателни станции за отпадъчни води използват усъвършенствани електрохимични методи за окисляване, които създават хидроксилни радикали за разграждане на замърсителите. Тези процеси използват по-високи нива на ток в сравнение с простите задачи за почистване, което прави условията още по-трудни за електродните материали. Когато титаниеви анодни пръти са направени за тези цели, те имат по-добри покрития с по-ценни метали и по-добри микроструктури, които им дават каталитичната активност и стабилност, от която се нуждаят.
Промишлени приложения за циркулационна вода
Течаща вода се използва в охладителни кули, контури за технологична вода и системи за топлообмен. Тази вода трябва да се третира през цялото време, за да спре образуването на котлен камък, ръждата и развитието на бактерии. Използването на титаниеви анодни пръти за електрохлориране отделя ниско-ниво на дезинфектант, който държи бактериалните популации под контрол, дори такива, които са вредни като Legionella.
Способността на технологията да извършва дезинфекция при поискване направо във водния поток й дава практично предимство. Този метод поддържа стабилно нивото на остатъчния хлор без колебанията в концентрацията, които се случват при партидно добавяне на химикал. Постоянното ниво на дезинфектант прави биологичния контрол по-добър, като същевременно намалява щетите, които твърде много хлор може да причини на частите на системата.
Промените в температурата в промишлените водни системи оказват влияние върху това колко добре работят електродите. С повишаването на температурата на водата електрическата проводимост се повишава, но стабилността на покритието на електрода може да намалее. Когато правят високо{2}}качествени титаниеви анодни пръти, те вземат предвид управлението на топлината, като използват покрития и структури, които остават здрави в нормалния температурен диапазон от 5 градуса до 60 градуса, в който се използва това оборудване.
Защо титановият аноден прът е подходящ за системи за електролиза с морска вода против обрастване
Морските настройки са най-добрият начин за тестване на електродни материали. Високото съдържание на хлорид, сложният йонен състав и биозамърсяващият потенциал на морската вода я правят място, където евтините електродни материали се разпадат много бързо. Системите против обрастване защитават палубите на корабите, офшорните платформи и конструкциите по крайбрежието, като произвеждат оксиданти по електрохимичен път. Тези окислители спират морските организми да полепнат по повърхността, без да използват вредни покрития с боя.
Малки количества хлор и други оксиданти се добавят към неподвижната морска вода в близост до структури, където морският живот се опитва да се уталожи чрез системите против замърсяване на морската вода. За да работи процесът, електродите трябва да могат да издържат на излагане на естествена солена вода, която съдържа магнезий, калций, сулфат и много второстепенни елементи, както и натриев хлорид. Тези части могат да се натрупат върху катодите като котлен камък и да спрат реакциите на повърхността на анода.
Естествената устойчивост на титановия субстрат срещу хлорид-индуцирана точкова корозия прави възможно анода с морска вода да работи добре. Дори ако има дефекти в покритието, титанът отдолу може да издържи на силна атака, която бързо би пробила неръждаема стомана или други обикновени метали. Тази-сигурна функция прави електродите издържани по-дълго и спира катастрофални повреди, които биха могли да изключат защитата против обрастване.
Слоевете от иридиев оксид работят особено добре в ситуации, които включват морска вода. Въпреки че рутениевият оксид е много добър в отделянето на хлор, той бавно се разпада в киселата среда близо до повърхността на анода. Издръжливостта на иридиевия оксид е по-добра, но производството му струва повече. Най-доброто съотношение-към-цена се намира в покрития, които са смес от рутений и иридий. Първокласните аноди с морска вода обикновено имат между 30 и 50 процента иридий.
Приложения на промишлен титанов аноден прът в непрекъснати процеси за дезинфекция на вода
Непрекъснатите процеси на дезинфекция се нуждаят от електродни системи, които могат да работят надеждно за дълги периоди от време без никаква поддръжка. При партидно лечение електродите може понякога да работят и след това да спрат за известно време, за да се възстановят. Но при непрекъснати процеси електродите са постоянно подложени на електрохимичен стрес. Когато се използва този стил на работа, малките дефекти в материала се превръщат в големи механизми за повреда.
Третирането на питейната вода е една от най-чувствителните към качеството-употреби на непрекъсната дезинфекция. Металите, които попадат в готовата вода, са строго ограничени от разпоредбите. Това означава, че електродните материали не трябва да попадат в третираната вода. Тъй като титанът е толкова устойчив на ръжда, основният метал не причинява много замърсяване дори след години на употреба. По същия начин покритията от ценни метални оксиди имат много ниски скорости на разтваряне, когато се използват правилно.
Титанов аноден прътсе представят чудесно в текущи приложения като системи за почистване на басейни. Нивото на свободен хлор в басейна винаги трябва да бъде между 1 и 3 части на милион през целия ден. Системата за електрохлориране променя изхода автоматично въз основа на търсенето, като взема предвид броя на къпещите се и времето. За да работи тази операция с променливо-натоварване, електродите трябва да могат да работят добре в широк диапазон от плътности на тока, без да губят ефективността си в двата края.
Методът за почистване на субстрата има голям ефект върху това колко добре работи електродът във времето, когато се използва непрекъснато. За подготовка на повърхността се използва контролирано надраскване. Това прави повърхността микроскопично грапава, което спомага за по-доброто залепване на слоя. Ако повърхността не е подготвена правилно, покритието може да се отлепи твърде рано, причинявайки отделянето на MMO слоя от титановата основа, въпреки че съставът на покритието е правилен. Напредналите производители използват специална химическа и термична обработка, за да направят дифузионни зони на повърхността на повърхността на покритието-субстрат. Тези зони създават металургично свързване, което е много по-здраво от обикновеното механично заключване.
Избор на титанов аноден прът за различни работни условия на пречистване на вода
За да изберете правилната конфигурация на титанов аноден прът, трябва да разгледате определени работни фактори, като химията на водата, плътността на тока, температурата, конфигурацията на системата и колко дълго се очаква да издържи. Няма нито един електроден дизайн, който да работи за всички приложения, но много доставчици предлагат стандартни опции, които покриват повечето ситуации.
Основният скрининг фактор е количеството хлорид във водата. Водите с ниски нива на хлорид (по-малко от 500 части на милион) се нуждаят от допълнителна сол, за да може хлорът да действа по-ефективно. Електродният слой трябва да работи добре в диапазона от планирани концентрации на хлорид. Въпреки че много високите концентрации на хлорид карат нещата да пренасят електричество много добре, те могат да ускорят някои начини, по които покритията се разграждат, така че трябва да използвате високо-качествени формули за покритие, за да ги издържите по-дълго.
Плътността на тока влияе както върху това колко добре се използва енергията, така и колко дълго издържа един електрод. Работата при твърде висока плътност на тока използва повече енергия, тъй като свръхпотенциалите се повишават и може да ускори разпадането на покритието, като произвежда повече кислород като странична реакция. От друга страна, работата при много ниска плътност на тока може да позволи някои механизми на замърсяване да се появят, без да бъдат спрени. Производителите изброяват предложените нива на текуща плътност за своите стоки. За приложения за отделяне на хлор те варират от 500 до 3000 ампера на квадратен метър.
За системната интеграция физическата конфигурация е важна. Титаниеви анодни пръти, които са тръбни, работят добре в системи, където геометрията на клетката е цилиндрична. За малки приложения дизайни като плочи, мрежа или експандиран метал предлагат повече повърхностна площ на единица обем. Диаметрите на прътите обикновено са между 6 и 25 милиметра, а дължините се регулират, за да отговарят на размера на клетката. Начинът, по който са свързани проводниците, трябва да има връзка с ниско-съпротивление, която няма да се счупи при промяна на температурата или когато системата се разклати.
Изборът между бюджетни и първокласни видове електроди трябва да се основава на това колко дълго се очаква да издържи електродът. Обществена сграда, която ще се използва 24 часа в денонощието повече от десет години, е добър пример за сграда, която трябва да инвестира в първокласни градиентни композитни покрития с добавени благородни метали. От друга страна, електродите от икономичен-клас може да са подходящи за временна система за пречистване на вода, която работи само понякога. Те имат по-кратък експлоатационен живот, но първоначално струват по-малко.
Заключение
Theтитанов аноден прътпромени приложенията за обработка на промишлена вода и морска вода, като направи електрод, който е дълготраен, ефективен и надежден. Работи по-добре в тежки условия от традиционните материали. Технологиите за електрохимично пречистване на вода, които подобряват безопасността, намаляват текущите разходи и осигуряват постоянна производителност за дълги периоди на обслужване, са възможни благодарение на тези усъвършенствани електроди. Те могат да се използват във всичко - от градски инсталации за отпадъчни води до морски системи против обрастване.
За да изберете правилната конфигурация на титанов аноден прът, трябва да знаете за химията на вашата вода, как ще се използва и колко добре трябва да работи. Технологията става все по-добра. Правят се нови покрития и се правят изследвания за смяна на субстрата, което трябва да го направи още по-ефективен и да издържи по-дълго. Тъй като пречиствателните станции по света преминават към електрохимични процеси, титаниевият аноден прът е ключовата част, която кара тези системи да работят и също така е много -рентабилен.
ЧЗВ
1. Какво прави титаниевата анодна пръчка по-добра от графитните електроди в приложения с морска вода?
+
-
Титаниевите анодни пръти остават със същия размер през целия си експлоатационен живот, но графитните електроди продължават да се износват, докато се използват. Тази ерозия увеличава пространствата между електродите, което намалява тяхната ефективност и добавя въглеродни частици към пречистената вода. Титанът не ръждясва в хлоридна среда и когато се комбинира с каталитични MMO покрития, има експлоатационен живот от 5–10 години, в сравнение само с няколко месеца за графит. Това означава, че изисква много по-малко поддръжка и струва по-малко в дългосрочен план, въпреки че първоначално струва повече.
2. Как съставът на покритието влияе на ефективността на титановия аноден прът при различни приложения за пречистване на вода?
+
-
Каталитичната активност, стабилността и експлоатационният живот се влияят пряко от състава на покритието. Покритията от чист рутениев оксид са по-евтини и по-добре отделят хлор, но се разпадат с времето, особено в кисела среда. Издръжливостта на иридиевия оксид е по-добра, но производството му струва повече. Когато става въпрос за ефективност и цена, смесените покрития от рутений-иридий са най-добрият избор. Покрития с повече иридий се препоръчват за трудни среди като морска вода или високи температури. Градиентните много-слойни покрития подобряват трансфера от титаниевата основа към активния повърхностен слой. Това намалява вероятността от повреди, причинени от стрес, и увеличава полезния живот.
3. Кои работни параметри влияят най-съществено на експлоатационния живот на титановия аноден прът?
+
-
Плътността на тока е най-важният технически фактор, който влияе върху продължителността на живота на един електрод. Превишаването на препоръчаната от производителя плътност на тока ускорява разграждането на покритието чрез освобождаване на повече въздух и повишаване на температурата на повърхността. Екстремните стойности на pH, замърсяването с тежки метали и органичните замърсявания могат да съкратят живота на системата. Химичният състав на водата също е много важен. При промяна на температурата се създава топлинно напрежение, което може да доведе до микропукнатини в покритието. Докато системата е настроена правилно и се поддържа препоръчаната плътност на тока (500–2000 A/m²), pH (6–8) и работна температура (под 50 градуса), електродите ще издържат най-малко 5–10 години при постоянна употреба.
Вземете първокласни решения за титанов аноден прът от NAVI Titanium
Тази компания, NAVI Titanium Metal Technology Co., Ltd., произвежда високо-ефективни титанови анодни пръти, които са проектирани да работят в трудни ситуации за пречистване на промишлена вода. Цялата ни линия от рутениеви-иридиеви титанови аноди използва много-слойна градиентна технология за покритие, която работи по-добре в ситуации с много сол, силно окисляване и постоянна електролиза. Решенията NAVI Titanium намаляват общите ви разходи за притежание с 10–25% в сравнение с обикновените електроди, тъй като е доказано, че издържат повече от 8–10 години и използват само 3,2–3,8 kWh/kg наличен хлор. Нашите продукти могат да произвеждат от 50 до 5000 грама натриев хипохлорит на час, който може да се използва за широк спектър от задачи като пречистване на отпадъчни води, дезинфекция на плувни басейни, пречистване на питейна вода, почистване на промишлени циркулиращи води и поддържане на океаните чисти от водорасли. NAVI Titanium разполага с техническото ноу{18}}хау и високо{19}}качествени продукти, от които се нуждае вашето съоръжение, независимо дали имате нужда от доверентитанов аноден прътдоставчик за нова инсталация или подмяна на електроди за системи, които вече са на място.
Можете да говорите с нашия технически екип по продажбите наsales@navititanium.comза вашите индивидуални нужди от пречистване на вода и получете персонализирани предложения за електроди заедно с пълна техническа поддръжка.
Референции
1. Чен, Г. (2004). Електрохимични технологии при пречистване на отпадъчни води. Технология за разделяне и пречистване, 38 (1), 11-41.
2. Comninellis, C., & Chen, G. (Eds.). (2010). Електрохимия за околната среда. Ню Йорк: Springer Science.
3. Крафт, А. (2008). Легиран диамант: Компактен преглед на нов, многофункционален електроден материал. Международен журнал за електрохимични науки, 2 (5), 355-385.
4. Martinez-Huitle, CA, & Ferro, S. (2006). Електрохимично окисление на органични замърсители за пречистване на отпадъчни води: Преки и непреки процеси. Прегледи на химическото общество, 35 (12), 1324-1340.
5. Трасати, С. (2000). Електрокатализа: Разбиране на успеха на DSA®. Electrochimica Acta, 45 (15-16), 2377-2385.
6. Йокояма, А., Комори, Х., Сакурай, Х., Ямазаки, Й., Кимото, Т. и Хисамура, К. (2008). Разработване на анод със стабилни размери, покрит с IrO2-Ta2O5 за електролитно хлориране на морска вода на място. ECS транзакции, 16 (50), 37-45.
