آند تیتانیوم برای کارخانه آب شیرین کن

آند تیتانیومبرای نمک زدایی آب دریا به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و راندمان بالا در تبدیل انرژی الکتریکی به واکنش های شیمیایی لازم معمولاً در کارخانه های نمک زدایی استفاده می شود. کارخانه های نمک زدایی از فرآیند الکترولیز به نام الکتروکلریناسیون استفاده می کنند که شامل عبور جریان الکتریکی از آب دریا یا آب شور برای تولید گاز کلر و هیپوکلریت سدیم است که برای اهداف ضد عفونی استفاده می شود.

تیتانیوم یک ماده ایده‌آل برای آند در کارخانه‌های نمک‌زدایی است زیرا الکترود تیتانیوم برای کلریناتور نمک در برابر اثرات خورنده آب دریا و کلر بسیار مقاوم است که می‌تواند باعث خوردگی و تجزیه فلزات دیگر در طول زمان شود. تیتانیوم همچنین نسبت استحکام به وزن بالایی دارد و وزن سبکی دارد که حمل و نصب آن را آسان‌تر می‌کند.

آندهای تیتانیوم علاوه بر دوام و کارایی، سازگار با محیط زیست نیز هستند، زیرا آند تیتانیوم برای آب شیرین کن هیچ ماده مضری را در آب آزاد نمی کند. الکترود تیتانیوم برای کلریناتور نمک نیز دارای طول عمر طولانی است که نیاز به تعویض و نگهداری مکرر را کاهش می دهد.

برخی از مشخصات کلی آند تیتانیوم در کارخانه های آب شیرین کن:

مواد: ماده پایه برای آندهای تیتانیوم باید تیتانیوم با کیفیت بالا، معمولاً درجه 1 یا درجه 2 باشد، که دارای خواص مقاومت در برابر خوردگی عالی است و می تواند ماهیت بسیار خورنده آب دریا را تحمل کند.

پوشش: آندهای تیتانیوم باید با یک لایه پلاتین، معمولاً از طریق فرآیندی به نام آبکاری الکتریکی پوشانده شوند. پوشش پلاتین خواص کاتالیزوری آند را افزایش می دهد و کارایی آن را در تسهیل واکنش های الکتروشیمیایی که در طول الکترولیز انجام می شود بهبود می بخشد.

ابعاد: ابعاد آندهای تیتانیوم به نیازهای خاص کارخانه آب شیرین کن بستگی دارد. به طور معمول، آندها به شکل استوانه ای هستند و اندازه آنها از چند اینچ تا چند فوت طول دارد.

الکترولیت: الکترولیت مورد استفاده در کارخانه های آب شیرین کن معمولاً آب دریا است که بسیار خورنده است. بنابراین، آندهای تیتانیوم باید طوری طراحی شوند که در برابر اثرات خورنده الکترولیت مقاومت کنند.

چگالی جریان: چگالی جریان آندهای تیتانیوم باید برای فرآیند الکترولیز خاص مورد استفاده در کارخانه نمک‌زدایی بهینه شود. به طور کلی، چگالی جریان بالاتر می تواند منجر به افزایش راندمان شود، اما می تواند سرعت خوردگی را نیز افزایش دهد.

اتصال دهنده: آندهای تیتانیوم باید طوری طراحی شوند که به منبع برق مورد استفاده در فرآیند الکترولیز متصل شوند. کانکتور باید در برابر خوردگی مقاوم باشد و بتواند در برابر جریان های زیاد استفاده شده در فرآیند مقاومت کند.

فرآیند واکنش الکتروشیمیایی الکترولیز آب دریا:

واکنش آند

2 Cl¯=Cl2 + 2 واکنش تکامل کلر

واکنش کاتدی

2 H2O + 2e=H2 + 2OH¯ واکنش تکامل هیدروژن

واکنش در الکترولیت

Cl{0}} H2O=HOCl + H + + Cl¯

مزایای آند تیتانیوم برای نمک زدایی:

1. راندمان جریان بالا و اثر صرفه جویی در انرژی خوب

2. مقاومت در برابر خوردگی عالی

3. پس از غیرفعال شدن لایه فعال، می توان آن را دوباره پوشش داد و بستر را می توان مجددا استفاده کرد.

4. عمر طولانی الکترود

5. الکترود تیتانیوم دارای وزن سبک و ثبات ابعادی خوب است

6. می تواند به هر شکل و اندازه پیچیده ای برای رفع نیازهای واقعی ساخته شود

آند تیتانیوم برای نمک زدایی آب دریا و نمک زدایی آب دریا با الکترودیالیز

نمک زدایی از آب دریا (که به آن نمک زدایی آب دریا نیز می گویند) فرآیند جداسازی نمک و آب در آب دریا است. نمک زدایی می تواند با حذف آب از آب دریا یا حذف نمک از آب دریا حاصل شود. کاربردهای تجاری در مقیاس بزرگ عبارتند از اسمز معکوس، الکترودیالیز و تقطیر.

در میان این روش ها، روش اسمز معکوس پس از چندین دهه پیشرفت، پیشرفت تکنولوژیکی زیادی داشته است، اما هزینه آن بالاست. اگر از نمک‌زدایی اسمز معکوس تک مرحله‌ای استفاده شود، محصولات بور و برومید (آب شیرین‌کن) فراتر از حد استاندارد بوده و نمی‌توان از آنها به عنوان یک زندگی استفاده کرد. آب آشامیدنی؛ مصرف انرژی زیاد (به طور کلی بیشتر از 3KWh/M3، بیشتر در Γ4.5Kffh/M3). درجه وابستگی به غشاء نیز زیاد است و طول عمر کوتاه است (به طور کلی حدود 2 سال). ماژول غشا باید به طور مرتب تعویض شود. هنوز طبق استاندارد اقتصادی رضایت بخش نیست. چهارم، الزامات برای پیش تصفیه زیاد است. فناوری غشای اسمز معکوس که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد از یک لخته ساز برای پیش تصفیه استفاده می کند که نه تنها هزینه را افزایش می دهد، بلکه مواد شیمیایی جدیدی را نیز اضافه می کند و در نتیجه باعث ایجاد خطر آلودگی شیمیایی ثانویه می شود.

الکترودیالیز روشی برای نمک زدایی آب دریا با استفاده از غشاهای تبادل یونی است که اصل آن در شکل نشان داده شده است.

نوع جدیدی از اختراع در چین ترویج شده است که به طور خاص با هدف رفع کاستی های دستگاه های نمک زدایی آب دریا موجود، ارائه راندمان نمک زدایی بالا، مصرف انرژی کم و مواد مناسب می باشد.

مورد پروژه

شرح پروژه: کارخانه آب شیرین کن با ظرفیت تصفیه 10،{1}} لیتر آب دریا در روز راه اندازی شد. این کارخانه از فرآیند الکتروشیمیایی آند تیتانیوم برای نمک زدایی آب استفاده کرد. الکترود تیتانیوم برای کلریناتور نمک از تیتانیوم با عیار بالا ساخته شد تا در برابر محیط بسیار خورنده آب دریا مقاومت کند.

محدوده پروژه: این پروژه شامل طراحی، تهیه و نصب سیستم الکتروشیمیایی آند تیتانیوم بود. این سیستم از یک آند تیتانیوم، یک کاتد و یک منبع تغذیه برای هدایت واکنش الکتروشیمیایی تشکیل شده است. این سیستم همچنین مجهز به سیستم نظارت و کنترل برای اطمینان از عملکرد بهینه و جلوگیری از خوردگی آندها بود.

چالش های پروژه: یکی از بزرگترین چالش های پروژه انتخاب درجه مناسب تیتانیوم برای آندها بود. آند تیتانیوم برای کارخانه آب شیرین کن باید در برابر خوردگی مقاوم باشد و بتواند در برابر محیط خشن آب دریا مقاومت کند. چالش دیگر طراحی سیستم برای اطمینان از اینکه آندها به طور مساوی از هم فاصله دارند و برای بهینه سازی واکنش الکتروشیمیایی قرار می گیرند، بود.

نتیجه پروژه: کارخانه نمک‌زدایی با استفاده از فرآیند الکتروشیمیایی آند تیتانیوم در تولید آب آشامیدنی با کیفیت بالا از آب دریا موفق بود. این سیستم قادر به حذف ناخالصی ها و آلاینده هایی مانند نمک ها، مواد معدنی و باکتری ها از آب دریا بود. استفاده از الکترود تیتانیوم برای کلریناتور نمک در فرآیند الکتروشیمیایی بسیار موثر بود و آند تیتانیوم برای نمک‌زدایی آب دریا حداقل علائم خوردگی را نشان داد.

تگ های محبوب: الکترود تیتانیوم برای کلریناتور نمک، آند تیتانیوم برای کارخانه نمک زدایی، آند تیتانیوم برای نمک زدایی آب دریا