Titaniumanode voor elektrolytische dialyse

1. Toepassingsgebieden: Elektrolytische dialyse-apparaten worden op grote schaal gebruikt in sectoren als de energiesector, de chemie, de elektronica, de milieubescherming, de farmaceutische sector, de textielsector en de voeding, waarbij bevredigende economische voordelen worden behaald. Specifieke toepassingen zijn onder meer:
1) Ontzilting van zeewater en brak water om drinkwater te produceren.
2) Productie van water voor dranken zoals bier, frisdrank en gezuiverd water.
3) Productie van water voor lagedrukketels-.
4) Gecombineerd gebruik van elektrolytische dialyse en ionenuitwisseling om gedestilleerd water, hoog-zuiver water en ultrapuur water te produceren. Deze methode van waterproductie kan 80-90% van de zuren en logen besparen, frequente regeneratie van harsen vermijden en de productiekosten van water aanzienlijk verlagen.
5) Gecombineerd met andere verschillende behandelingseenheden om water te produceren dat geschikt is voor hoogwaardige- industrieën zoals elektronica, farmaceutische producten, voeding en chemicaliën.
6) Terugwinning van edelmetalen zoals Au, Ag en Cu uit industrieel afvalwater (vloeistoffen) in industrieën zoals galvaniseren en elektronica.

2. Principe:
Onder invloed van een aangelegd elektrisch gelijkstroomveld, waarbij gebruik wordt gemaakt van de permeabiliteit van ionenuitwisselingsmembranen (dat wil zeggen kationmembranen die alleen kationen doorlaten en anionmembranen die alleen anionen doorlaten), wordt de gerichte migratie van anionen en kationen in water bereikt, waardoor ionen van water worden gescheiden in een fysisch-chemisch proces. Het principe is: Tussen de kathode en de anode bevinden zich verschillende afwisselend gerangschikte kation- en anionmembranen. Water stroomt door de twee membranen en de compartimenten gevormd tussen de twee membranen en de twee elektroden. Nadat de voeding op de twee elektroden is aangesloten, migreren anionen en kationen in het water respectievelijk naar de kathode en anode. Door de selectieve permeabiliteit van de kation- en anionmembranen worden afwisselend compartimenten met verminderde ionenconcentraties (verdunningskamers) en verhoogde ionenconcentraties (concentraatkamers) gevormd. Ondertussen vinden er ook oxidatie-reductiereacties, dat wil zeggen elektrodereacties, plaats op de twee elektroden. Als gevolg hiervan vormt zich in de kathodekamer kalkaanslag als gevolg van de alkalische oplossing, terwijl in de anodekamer corrosie optreedt als gevolg van de zure oplossing. Daarom wordt tijdens het proces van elektrolytische dialyse het verbruik van elektrische energie voornamelijk gebruikt om de weerstand te overwinnen die wordt ondervonden door de stroom die door de oplossing en membranen gaat, en om elektrodereacties te overwinnen.

3. Apparaat:
De constructie van een elektrolytische dialysator omvat drukplaten, elektrodesteunplaten, elektroden, paalframes, anionmembranen, concentraatwaterschotten, verdunde waterschotten en andere componenten. Deze componenten worden in een bepaalde volgorde geassembleerd en samengeperst tot een bepaalde vorm van elektrolytische dialysator. Hulpapparatuur voor de elektrolytische dialysator omvat ook waterpompen, gelijkrichters, enz., die samen een elektrolytisch dialyseapparaat vormen.

4. Testen van elektrochemische prestaties en levensduur (referentienorm HG/T2471-2007 Q/CLTN-2012)

5. Stroomdichtheid en polarisatiefenomeen:
Tijdens de werking van de elektrolytische dialysator wordt de stroom die er per membraanoppervlak doorheen gaat, stroomdichtheid genoemd. Tijdens bedrijf, wanneer de stroomdichtheid een bepaalde waarde bereikt, is de migratiesnelheid van ionen op de grensvlaklaag veel lager dan die in het membraan, waardoor watermoleculen op het membraangrensvlak gedwongen worden te ioniseren, afhankelijk van waterstofionen en hydroxylionen om elektriciteit te geleiden. Dit membraaninterfacefenomeen wordt concentratiepolarisatie genoemd. Op dit moment wordt de stroomdichtheid de beperkende stroomdichtheid genoemd. Polarisatie omvat concentratiepolarisatie en elektrodepolarisatie. Nadat polarisatie heeft plaatsgevonden, hopen overtollige hydroxylionen zich op aan één kant van de verdunde kamer van het kationmembraan, en overtollige waterstofionen hopen zich op aan één kant van de concentraatkamer van het kationmembraan; overtollige waterstofionen hopen zich op aan één kant van de verdunde kamer van het anionmembraan, en overtollige hydroxylionen hopen zich op aan één kant van de concentraatkamer van het anionmembraan. Vanwege de hoge ionenconcentratie in de concentraatkamer vormen zich neerslagen zoals calciumcarbonaat aan één kant van het anionmembraan in de concentraatkamer, waardoor de membraanweerstand toeneemt, het energieverbruik toeneemt, het effectieve oppervlak van het membraan wordt verkleind, de waterkwaliteit wordt verlaagd en de normale werking wordt beïnvloed.

Populaire tags: